JP5387240B2 - 光基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
従来これらの部品を簡便に実装するために、受発光素子をサブマウント基板下面に実装し、サブマウント基板を光導波路上に実装する手法がとられてきた(特許文献1参照)。しかし、こうした実装ではサブマウント基板下面の受発光素子と光導波路の位置合わせが難しい問題がある。
また、受発光素子を基板表面に実装し、光導波路を基板下面に実装し、基板厚をできるだけ薄くすることで受発光素子と光導波路の間隔を短くする構造が検討されている(特許文献2参照)。しかしこうした実装でも、受発光素子と光導波路の間隔は100um以上離れるため、レンズ等の実装が必要となる問題がある。
請求項2に記載の発明は、互いに対向する第1の面と第2の面とを有する絶縁樹脂層の少なくとも第1の面に第1の電気配線を形成する工程と、前記第1の面に、該第1の面に開放状でかつ前記第2の面側に底面を有する凹部を形成する工程と、受光あるいは発光の少なくとも一方を行う受発光部と接続用の電極とを有する受発光素子を、前記受発光部を前記底面と反対方向に向け、かつ、前記受発光部が前記第1の面よりも前記底面寄りに位置した状態で前記凹部に設置する工程と、前記受発光部を覆うと共に前記受発光部を前記凹部に取着するように前記凹部を光透過性の封止樹脂で封止する工程と、前記封止樹脂のうち前記第1の面側に位置する部分に前記電極を露出させるバイアホールを形成する工程と、前記バイアホールを介して前記電極と前記第1の電気配線とを接続する接続部を形成する工程と、光を射出あるいは入射する光入出力部を有する光導波路を、該光入出力部を前記受発光部に向けて位置合わせした状態で前記第1の面に実装する工程とを含むことを特徴とする光基板の製造方法である。
請求項3に記載の発明は、互いに対向する第1の面と第2の面とを有する絶縁樹脂層の前記第1の面に、該第1の面に開放状でかつ前記第2の面側に底面を有する凹部を形成する工程と、受光あるいは発光の少なくとも一方を行う受発光部と接続用の電極とを有する受発光素子を、前記受発光部を前記底面と反対方向に向け、かつ、前記受発光部が前記第1の面よりも前記底面寄りに位置した状態で前記凹部に設置する工程と、前記受発光部を覆うと共に前記受発光部を前記凹部に取着するように前記凹部を光透過性の封止樹脂で封止する工程と、前記封止樹脂のうち前記第1の面側に位置する部分に前記電極を露出させるバイアホールを形成する工程と、前記第1の面に第1の電気配線を形成すると共に、前記バイアホールを介して前記電極と前記第1の電気配線とを接続する接続部を形成する工程と、光を射出あるいは入射する光入出力部を有する光導波路を、該光入出力部を前記受発光部に向けて位置合わせした状態で前記第1の面に実装する工程とを含むことを特徴とする光基板の製造方法である。
まず両面銅箔付き絶縁樹脂層10にスルーホール30を形成する。
続いて銅箔20をパターニングし、配線パターンや実装用パットを形成する。必要に応じて、Ni,Auメッキも行う。
次に絶縁樹脂層10の裏面に凹部90を形成する。凹部90に受発光素子60を固定し、封止樹脂80を用いて封止を行う。凹部90の形成はザグリ加工など従来公知のさまざまな加工方法が使用可能である。
次に、封止樹脂80にレーザーを照射し、バイアホール35を形成する。
次に、無電解また電解メッキを行い、バイアホール内配線および周辺電気配線(電気配線26)を形成する。
次に絶縁樹脂層10表面にICチップ40を実装する。
さらに絶縁樹脂層10表面をモールド樹脂70によりモールドする。
次に、光導波路50の光入出力部50Aと受発光素子60の受発光部60Aが接続するように、光導波路50を絶縁樹脂層10裏面に設置する。
必要に応じて光導波路50周辺を封止して光導波路50を固定して、光基板100を製造する。
絶縁樹脂層10は、互いに対向する第1の面10A(裏面)と第2の面10B(表面)とを有し、少なくとも第1の面10Aに第1の電気配線26Aが形成されている。
凹部90は、第1の面10Aに開放状に形成されかつ第2の面10B側に底面90Aを有している。
受発光素子60は、受光あるいは発光の少なくとも一方を行う受発光部60Aと接続用の電極60Bとを有し、受発光部60Aを底面90Aと反対方向に向け、かつ、受発光部60Aが第1の面10Aよりも底面90A寄りに位置した状態で凹部90に取着されている。
封止樹脂80は、受発光部60Aを覆うように凹部90を封止するものであり、光透過性を有している。
接続部36は、電極60Bと第1の電気配線26Aとを接続するものである。
光導波路50は、光を射出あるいは入射する光入出力部50Aを有している。
光導波路50は、光入出力部50Aを受発光部60Aに向けて位置合わせされた状態で第1の面10Aに実装されている。
また、光基板100は、スルーホール30と、第2の電気配線26Bと、ICチップ40とを更に備えている。
スルーホール30は、絶縁樹脂層10に形成されている。
第2の電気配線26Bは、第2の面10Bに形成されスルーホール30を介して第1の電気配線26Aに接続されている。
ICチップ40は、第2の面10Bに実装されている。
ICチップ40は、光信号路変換部品を構成するものであり、第2の電気配線26B、スルーホール30、第1の電気配線26A、接続部36を介して受発光素子60に接続され、受発光素子60に駆動信号を供給することで受発光素子60を発光させ、受発光素子60からの検出信号を受け付けることにより受光信号を生成するものである。
実施例1について説明する。
まず日立化成株式会社製両面銅箔FR4絶縁樹脂層10(銅箔15um厚、絶縁層300um厚)にドリル加工を行い、スルーホール30を形成した(図2(a))。
次に、銅箔20上にエッチングレジストパターンを形成し、銅箔をエッチングすることで、パターニングされた銅配線25を得た(図2(b))。
言い換えると、第1の面10Aに形成された銅配線25によって第1の電気配線26Aが構成され、第2の面10Bに形成された銅配線25によって第2の電気配線26Bが構成されている。
すなわち、図2(a)、(b)に示す工程は、絶縁樹脂層10の少なくとも第1の面10Aに第1の電気配線26Aを形成する工程に相当する。
すなわち、図2(c)に示す工程は、第1の面10Aに、該第1の面10Aに開放状でかつ第2の面10B側に底面90Aを有する凹部90を形成する工程に相当する。
すなわち、図2(d)に示す工程は、受発光素子60を、受発光部60Aを底面90Aと反対方向に向け、かつ、受発光部60Aが第1の面10Aよりも底面90A寄りに位置した状態で凹部90に取着する工程と、受発光部60Aを覆うように凹部90を光透過性の封止樹脂80で封止する工程とに相当する。
すなわち、図2(e)に示す工程は、封止樹脂80に電極60Bを露出させるバイアホール35を形成する工程に相当する。
すなわち、図2(f)に示す工程は、バイアホール35を介して電極60Bと第1の電気配線26Aとを接続する接続部36を形成する工程に相当する。
より詳細には、接続部36は、バイアホール35に施された銅メッキ(導電材料によるメッキ)を含んで構成されている。
すなわち、図2(i)に示す工程は、光導波路50を、光入出力部50Aを受発光部60Aに向けて位置合わせした状態で第1の面10Aに実装する工程に相当する。
次に実施例2について説明する。
実施例2は、受発光面65Aと、導電性ポスト65Bとを備える受発光素子65を用いた点が実施例1と相違している。
導電性ポスト65Bは、受発光素子65の電極を構成するものであり、受発光素子65から軸状(ポスト状)に突出形成された導電材料によって構成されている。本例では導電性ポスト65Bは、導電材料である銅で形成された銅ポストで構成され、以下銅ポスト65Bとして説明する。
まず第1、第2の面10A,10Bに銅箔20が形成された日立化成株式会社製両面銅箔FR4絶縁樹脂層10(銅箔15um厚、絶縁層300um厚)にドリル加工を行い、スルーホール30を形成した(図3(a))。
言い換えると、第1の面10Aに形成された銅配線25によって第1の電気配線26Aが構成され、第2の面10Bに形成された銅配線25によって第2の電気配線26Bが構成されている。
すなわち、図3(a)、(b)に示す工程は、絶縁樹脂層10の少なくとも第1の面10Aに第1の電気配線26Aを形成する工程に相当する。
すなわち、図3(c)に示す工程は、第1の面10Aに、該第1の面10Aに開放状でかつ第2の面10B側に底面90Aを有する凹部90を形成する工程に相当する。
すなわち、図3(d)に示す工程は、受発光素子65を、受発光部65Aを底面90Aと反対方向に向け、かつ、受発光部65Aが第1の面10Aよりも底面90A寄りに位置した状態で凹部90に取着する工程と、受発光部65Aを覆い、かつ、銅ポスト65Bの先端が露出するように凹部90を光透過性の封止樹脂80で封止する工程に相当する。
これにより、銅ポスト65Bは封止樹脂80を貫通した状態となる。
より詳細には、銅ポスト65Bと第1の電気配線26Aとは銅配線27(配線部に相当)によって接続され、したがって、受発光素子60の電極と第1の電気配線26Aとを接続する接続部36は、銅配線27を含んで構成される。
すなわち、図3(e)に示す工程は、封止樹脂80から露出する銅ポスト65Bの先端と第1の電気配線26Aとを接続する接続部36を形成する工程に相当する。
すなわち、図3(h)に示す工程は、光導波路50を、光入出力部50Aを受発光部65Aに向けて位置合わせした状態で第1の面10Aに実装する工程に相当する。
次に実施例3について説明する。
まず日立化成株式会社製FR4絶縁樹脂層10(絶縁樹脂層300um厚)にドリル加工を行い、スルーホール30を形成した(図4(a))。
すなわち、図4(b)に示す工程は、第1の面10Aに、該第1の面10Aに開放状でかつ第2の面10B側に底面90Aを有する凹部90を形成する工程に相当する。
すなわち、図4(c)に示す工程は、受発光素子60を、受発光部60Aを底面90Aと反対方向に向け、かつ、受発光部60Aが第1の面10Aよりも底面90A寄りに位置した状態で凹部90に取着する工程と、受発光部60Aを覆うように凹部90を光透過性の封止樹脂80で封止する工程とに相当する。
すなわち、図4(d)に示す工程は、封止樹脂80に電極60Bを露出させるバイアホール35を形成する工程に相当する。
言い換えると、第1の面10Aに形成された銅配線25によって第1の電気配線26Aが構成され、第2の面10Bに形成された銅配線25によって第2の電気配線26Bが構成されている。
すなわち、図4(e)、(f)、(g)に示す工程は、第1の面10Aに第1の電気配線26Aを形成すると共に、バイアホール35を介して電極60Aと第1の電気配線26Aとを接続する接続部36を形成する工程に相当する。
より詳細には、接続部36はバイアホール35に施された銅メッキ(導電材料によるメッキ)を含んで構成されている。
すなわち、図4(j)に示す工程は、光導波路50を、光入出力部50Aを受発光部65Aに向けて位置合わせした状態で第1の面10Aに実装する工程に相当する。
第一に、絶縁樹脂層裏面に凹部を設け、この凹部に受発光素子を埋め込みさらに光導波路を積層することで、受発光素子と光導波路とを近接して接続することが可能となる。これにより光接続損失が改善され、伝送特性が向上する。また光導波路設置面を平坦とすることが可能になる。これにより、光導波路の実装精度および実装信頼性が向上する効果がある。また絶縁樹脂層表面モールド工程後に光導波路を設置することが可能となり、モールド工程までをフレーム単位で量産し、ピース分割した後光導波路を設置することで、製造歩留まりが向上する効果がある。
Claims (3)
- 互いに対向する第1の面と第2の面とを有し、少なくとも第1の面に第1の電気配線が形成された絶縁樹脂層と、
前記第1の面に開放状に形成されかつ前記第2の面側に底面を有する凹部と、
受光あるいは発光の少なくとも一方を行う受発光部と接続用の電極とを有し、前記受発光部を前記底面と反対方向に向け、かつ、前記受発光部が前記第1の面よりも前記底面寄りに位置した状態で前記凹部に設置された受発光素子と、
前記受発光部を覆うと共に前記受発光部を前記凹部に取着するように前記凹部を封止する光透過性の封止樹脂と、
前記電極と前記第1の電気配線とを接続する接続部と、
光を射出あるいは入射する光入出力部を有し、該光入出力部を前記受発光部に向けて位置合わせされた状態で前記第1の面に実装された光導波路とを備え、
前記接続部は、前記封止樹脂のうち前記第1の面側に位置する部分に形成されたバイアホールに施された導電材料によるメッキを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光基板。 - 互いに対向する第1の面と第2の面とを有する絶縁樹脂層の少なくとも第1の面に第1の電気配線を形成する工程と、
前記第1の面に、該第1の面に開放状でかつ前記第2の面側に底面を有する凹部を形成する工程と、
受光あるいは発光の少なくとも一方を行う受発光部と接続用の電極とを有する受発光素子を、前記受発光部を前記底面と反対方向に向け、かつ、前記受発光部が前記第1の面よりも前記底面寄りに位置した状態で前記凹部に設置する工程と、
前記受発光部を覆うと共に前記受発光部を前記凹部に取着するように前記凹部を光透過性の封止樹脂で封止する工程と、
前記封止樹脂のうち前記第1の面側に位置する部分に前記電極を露出させるバイアホールを形成する工程と、
前記バイアホールを介して前記電極と前記第1の電気配線とを接続する接続部を形成する工程と、
光を射出あるいは入射する光入出力部を有する光導波路を、該光入出力部を前記受発光部に向けて位置合わせした状態で前記第1の面に実装する工程とを含む、
ことを特徴とする光基板の製造方法。 - 互いに対向する第1の面と第2の面とを有する絶縁樹脂層の前記第1の面に、該第1の面に開放状でかつ前記第2の面側に底面を有する凹部を形成する工程と、
受光あるいは発光の少なくとも一方を行う受発光部と接続用の電極とを有する受発光素子を、前記受発光部を前記底面と反対方向に向け、かつ、前記受発光部が前記第1の面よりも前記底面寄りに位置した状態で前記凹部に設置する工程と、
前記受発光部を覆うと共に前記受発光部を前記凹部に取着するように前記凹部を光透過性の封止樹脂で封止する工程と、
前記封止樹脂のうち前記第1の面側に位置する部分に前記電極を露出させるバイアホールを形成する工程と、
前記第1の面に第1の電気配線を形成すると共に、前記バイアホールを介して前記電極と前記第1の電気配線とを接続する接続部を形成する工程と、
光を射出あるいは入射する光入出力部を有する光導波路を、該光入出力部を前記受発光部に向けて位置合わせした状態で前記第1の面に実装する工程とを含む、
ことを特徴とする光基板の製造方法。
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