JP5461897B2 - 光導波路積層配線基板及びその製造方法と実装構造 - Google Patents

Description

本発明は、電気配線基板と一体化される光導波路を形成する技術に係り、特に、発光素子や受光素子等の光学部品を表面実装するのに用いられる配線基板に光導波路基板が積層された光導波路積層配線基板及びその製造方法と実装構造に関する。

かかる光導波路基板が一体化された配線基板は、光学部品の他にも半導体素子等の電子部品を実装する役割を果たすという点で、以下の記述では便宜上、「パッケージ」とも呼ぶことにする。

光導波路基板が一体化された配線基板の形態として様々な構造を有したものがあるが、その一つとして、パッケージ等に用いる基板の表層もしくは内層に、光導波路基板（光信号を伝搬させるためのコア層と、このコア層を挟むようにしてその上下に積層されたクラッド層とを有した構造体）を積層したものがある。かかる構造を有した配線基板には、レーザ素子等の光学部品と共に半導体素子（ＩＣチップ）等の電子部品が表面実装されるため、各部品の電極端子を配線基板に設けた接続用パッド（表層もしくは内層の配線層の所要の箇所に画定された部分）に電気的に接続するための手段として、光導波路基板にその厚さ方向に貫通する導通ビアを形成することが必要になる。

例えば、配線基板の表層に光導波路基板を積層した構造の場合、この光導波路基板に導通ビアを形成する典型的な方法としては、光導波路基板の所要の箇所に、レーザ等により基板側のパッドに達するビアホールを形成（ビア開口）した後、このビアホールに無電解めっき等により導電性材料を充填する方法が用いられている。

かかる従来技術に関連する技術の一例は、下記の特許文献１に記載されている。この文献には、基板の両面に導体回路と層間樹脂絶縁層とが積層形成され、最外層にソルダレジスト層が形成されるとともに、光学素子が実装されたＩＣチップ実装用基板が開示されている。そして、この基板の内部に光導波路が形成されるとともに、上記光学素子と上記光導波路とを接続する光信号伝送用光路が形成されている。

特開２００２−２５０８３０号公報

上述したように従来の光導波路基板が一体化された配線基板においては、この配線基板に表面実装される光学部品等の電極端子を配線基板のパッドに接続する手段として、光導波路基板に導通ビアが設けられている。そして、その導通ビアを形成する方法として、光導波路基板に開口したビア（ビアホール）に、無電解銅（Ｃｕ）めっき等により導電性材料（Ｃｕ等）を充填している。つまり、光導波路基板（コア層とこれを挟んで上下にクラッド層が積層されたもの）が完成した状態でビア開口及びビア充填を行っている。

このため、アスペクト比（基板の厚さに対するビア径の比率）及びビア深さによる制約があり、導通ビアの配設間隔（ピッチ）を小さくすることができない。ちなみに、光学部品としてＶＣＳＥＬ（面発光型半導体レーザ）を実装する場合、そのビアのピッチとしては１２５μｍ程度もしくは６２．５μｍ程度が要求されるが、上述した従来の導通ビアの形成方法では、その要求に応えることは難しい。つまり、従来の技術では、ファインピッチ化が困難であるといった課題があった。

また、アスペクト比及びビア深さによる制約があるため、アスペクト比が１以下（例えば、光導波路基板の厚さ５５μｍに対してビア径が５０μｍ）になると、その開口したビアへの導電性材料の充填（例えば、Ｃｕめっきによる充填）が不足する可能性が高い。その場合、導電性材料の満足な充填が行えないため、このビアを介して接続されるべき実装部品の電極端子と配線基板のパッドとの間に導通不良が発生し（接続信頼性の低下）、その結果、歩留りの低下をきたすといった課題もあった。

本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、一体化される光導波路基板に形成すべき導通ビアのファインピッチ化を実現可能にするとともに、導電性材料の充填不足による歩留りの低下を防止することができる光導波路積層配線基板及びその製造方法と実装構造を提供することを目的とする。

上記従来技術の課題を解決するため、本発明によれば、接続用のパッドを有する配線基板と、前記配線基板の上に形成され、前記パッドに到達する第１のビアホールを備えた第１クラッド層と、前記ビアホールを充填して形成され、前記第１クラッド層の面から突出して半球状に広がる突出部を有する第１の導体部分と、前記第１クラッド層の上に形成され、前記第１の導体部分が配置された層間接続領域を除く領域に形成されたコア層と、前記第１クラッド層、前記コア層及び前記第１の導体部分を覆って形成された第２クラッド層と、前記第２クラッド層に形成され、前記第２クラッド層に埋設された前記第１の導体部分の前記半球状の部分に到達する第２のビアホールと、前記第２のビアホールに充填され、前記第２クラッド層の表面と同じ面に露出して形成され、前記第１の導体部分の突出部に電気的に接続された第２の導体部分とを含むことを特徴とする光導波路積層配線基板の製造方法が提供される。

本発明に係る光導波路積層配線基板の製造方法によれば、配線基板上に形成された第１クラッド層にビア開口（第１のビアホールの形成）を行い、その開口されたビアを導電性材料で充填して、その頂部がきのこ状に突出した第１の導体部分を形成した後、この第１の導体部分と共にコア層及び第１クラッド層を被覆して形成された第２クラッド層にビア開口（第２のビアホールの形成）を行い、その開口されたビアを導電性材料で充填して、第１の導体部分と接続される第２の導体部分を形成している。つまり、第１の導体部分と第２の導体部分の２段階に分けて、導通ビアを形成している。

上述したように従来の方法では、光導波路基板（コア層とこれを挟んで上下にクラッド層が積層されたもの）が完成した状態でビア開口とビアの充填を行っていたため、アスペクト比及びビア深さによる制約があり、導通ビアのファインピッチ化が困難であった。

これに対し、本発明に係る方法では、光導波路基板（第１クラッド層、コア層、第２クラッド層）を積層していく途中の段階でビア開口とビアの充填を行っているので、アスペクト比及びビア深さによる制約を受けず、導通ビアのファインピッチ化を図ることができる。

また、導通ビアの形成を２段階に分けて行っているので、各段階で形成される個々のビア（第１の導体部分、第２の導体部分）について見ると、それぞれのアスペクト比を１よりも大きく選択することができる。これにより、従来技術に見られたような、開口したビアへの導電性材料の充填不足による導通不良等の不都合を解消し、ひいては歩留りの低下を防止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る光導波路積層配線基板（パッケージ）の構成を示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って見たときの縦断面図である。 図１のパッケージに光学部品及び電子部品を表面実装した状態（実装構造）を示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って見たときの縦断面図である。 図１の光導波路積層配線基板を製造する工程（その１）を示す図である。 図３の工程に続く製造工程（その２）を示す図である。 図４の工程に続く製造工程（その３）を示す図である。 図５の工程に続く製造工程（その４）を示す図である。 図６の工程に続く製造工程（その５）を示す図である。 図７の工程に続く製造工程（その６）を示す図である。 図８の工程に続く製造工程（その７）を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る光導波路積層配線基板（パッケージ）３０の構成を示したもので、（ａ）はそのパッケージ３０を上から見たときの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿って見たときの縦断面構造を示している。

本実施形態に係るパッケージ（光導波路積層配線基板）３０は、その一方の面（図示の例では上側）に発光素子や受光素子等の光学部品と共に半導体素子（ＩＣチップ）等の電子部品を表面実装するのに用いられる。本実施形態のパッケージ３０は、その基本構成として、図１に示すように電気配線が施された基板（配線基板）１０と、この配線基板１０上（部品実装面側）に積層されて一体化された光導波路基板２０とを備えている。

配線基板１０において、１１は配線基板本体を構成する樹脂基板、１２及び１３は樹脂基板１１の両面にそれぞれ所要の形状にパターニング形成された配線層を示す。

樹脂基板１１の形態としては、少なくとも最表層に配線層１２，１３が形成された基板であって、各配線層１２，１３が基板内部を通して電気的に接続されている形態のものであれば十分である。樹脂基板１１の内部には配線層が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。本発明を特徴付ける部分ではないので詳細な図示は省略するが、樹脂基板１１の内部に配線層が形成されている形態の場合には、基板内部で絶縁層を介在させて積層された各配線層及び各配線層間を相互に接続するビアホール（に充填された導体：導通ビア）を介して最表層の各配線層１２，１３が相互に接続されている。この形態の基板としては、例えば、ビルドアップ法を用いて形成され得る多層構造の配線基板がある。一方、樹脂基板１１の内部に配線層が形成されていない形態の場合には、樹脂基板１１の所要の箇所に厚さ方向に貫通して形成されたスルーホール（に充填された導体）を介して最表層の各配線層１２，１３が相互に接続されている。

さらに、配線基板１０の部品実装面側と反対側の面には、配線層１３の所要の箇所に画定されたパッド１３Ｐの部分を露出させて配線層１３を被覆する保護膜としてのソルダレジスト層（絶縁層）１４が形成されている。

一方、配線基板１０と一体化された光導波路基板２０は、図１に示すように、配線基板１０の部品実装面側（配線層１２が形成されている側の面）に、下から順に第１クラッド層２１、コア層２２及び第２クラッド層２３が積層された構造を有している。コア層２２及び第１、第２の各クラッド層２１，２３ともに、基本的に同じ材料、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等により形成されている。ただし、光信号の伝搬がコア層２２内でのみ行われるようにするために、このコア層２２の上下両面に形成される各クラッド層２１，２３を構成する材料は、コア層２２を構成する材料の屈折率よりも小さくなるように選定されている。

また、光導波路基板２０の、配線基板１０上の配線層（パターン）１２の一部に画定された各パッド１２Ｐの位置に対応する箇所（コア層２２が形成されていない領域）には、本発明を特徴付ける導通ビア（２つの導体部分２４，２５が柱状に接続された構造）が設けられている。この導通ビアを構成する下側の導体部分２４は、第１クラッド層２１に開口されたビア（後述する図４（ｂ）のビアホールＶＨ１）を導電性材料で充填して形成されたものである。その充填により、導体部分２４の頂部は、図示のように第１クラッド層２１の面から突出するとともに、「きのこ」状または半球状に広がった形状を呈する。

一方、導通ビアを構成する上側の導体部分２５は、第２クラッド層２３に開口されたビア（後述する図８（ｂ）のビアホールＶＨ２）を導電性材料で充填して形成されたものであり、その充填により、下側の「きのこ」状の導体部分２４と接続される。この導体部分２５は、図示のように第２クラッド層２３の表面と同じ面上に露出している。

また、光導波路基板２０のコア層２２が形成されている領域において、その光導波路の端部には、コア層２２内を伝搬する光の進行方向に対して４５°の角度でその反射面を傾斜させた光路変換用の反射ミラー２６が形成されている。この反射ミラー２６の上方部分は開口されており（断面的に見てＶ字状の溝が形成されている）、このＶ字状の溝の位置は、本パッケージ３０に光学部品が実装されたときにその光出射面もしくは光入射面に対向する位置に選定されている。

なお、この反射ミラー２６については、本実施形態では図示のように光導波路基板２０の所要の箇所に形成したものを出荷する場合を例にとっているが、必ずしも出荷に先立ち形成しておく必要はない。つまり、反射ミラー２６を形成しない状態（後述する図９に示す形態）で出荷し、出荷先等で必要に応じてＶ字状の溝を形成し、その傾斜面上に反射膜を形成するようにしてもよい。

また、光導波路基板２０に設けられた導通ビアの上側の導体部分２５の露出している面には、後述するように本パッケージ３０に実装される光学部品等の電極パッド（端子）がはんだバンプや金（Ａｕ）バンプ等を介して接続されるので、顧客等の便宜を考慮して、接続し易いように予めプリソルダ等によりはんだを被着させておいてもよい。

図２は、本実施形態のパッケージ（光導波路積層配線基板）３０に光学部品４０及び電子部品４３を表面実装した状態（実装構造）を示したものであり、（ａ）はその実装構造を上から見たときの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿って見たときの縦断面構造を示している。

実装される光学部品４０としては、例えば、ＶＣＳＥＬ（面発光型半導体レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の受光素子などが実装され得る。また、実装される電子部品４３としては、発光素子４０を駆動するドライバ等のＩＣチップ、受光素子４０からの光出力信号を処理するＤＳＰやアンプ等を組み込んだＩＣチップなどが実装され得る。

光学部品４０は、光導波路基板２０に対向する側の面に、光出射面４１（発光素子の場合）もしくは光入射面（受光素子の場合）４１と、電極パッド（図示せず）とを有している。この電極パッドには、パッケージ３０に実装される際に電極端子４２として用いられるはんだバンプ等が接合され、このはんだバンプ等（電極端子４２）を介して光導波路基板２０上の対応する導体部分２５（導通ビアの上端面）に電気的に接続されている。同様に電子部品４３も、光導波路基板２０に対向する側の面に電極パッド（図示せず）を有しており、この電極パッドに接合されたはんだバンプ等（電極端子４４）を介して光導波路基板２０上の対応する導体部分２５（導通ビアの上端面）に電気的に接続されている。そして、各部品４０，４３の各電極端子４２，４４は、光導波路基板２０に設けられた各導通ビア（２つの導体部分２４，２５が柱状に接続された構造）及びこれに接続された配線層１２を介して相互に接続されている。

実装された光学部品４０がＶＣＳＥＬ等の発光素子の場合、その光出射面４１から出射された光は、図中矢印で示すように、光導波路基板２０の開口部（Ｖ字状の溝）に入射され、反射ミラー２６で反射されて光導波路基板２０のコア層２２に入射され、コア層２２内を伝搬する。同様にして、実装された光学部品４０がＰＤ等の受光素子の場合には、光導波路基板２０のコア層２２内を伝搬してきた光は、反射ミラー２６で反射されて開口部から出射され、その光学部品４０の光入射面４１に入射される。

また、部品実装面側と反対側のソルダレジスト層１４から露出するパッド１３Ｐには、マザーボード等に実装する際に用いられる外部接続端子としてのはんだボール４５が接合されている。このはんだボール４５の代わりに、当該パッド１３Ｐにピンを接合してもよい。あるいは、当該パッド１３Ｐに外部接続端子を接合せずに、露出させたままの状態にしておいてもよい。

以下、本実施形態に係る光導波路積層配線基板（パッケージ）３０を製造する方法について、その一例を示す図３〜図９を参照しながら説明する。なお、図３〜図９に示す各工程図において、それぞれ、（ａ）は当該工程における処理対象物を上から見たときの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿って見たときの縦断面構造を示している。

先ず最初の工程では（図３参照）、光導波路基板２０が一体化される前の段階にある配線基板１０を用意する。すなわち、配線基板本体を構成する樹脂基板１１の両面に所要の形状にパターニングされた配線層１２及び１３を有し、部品実装面側と反対側（図示の例では下側）の配線層１３のパッド１３Ｐの部分を露出させてその表面を覆うように形成されたソルダレジスト層１４を備えた配線基板１０を作製する。

樹脂基板１１の形態としては、上述したように最表層に配線層１２，１３が形成された基板であって、各配線層１２，１３が基板内部を通して電気的に接続されている形態のものであれば十分である。例えば、ビルドアップ法を用いた多層構造の配線基板を利用することができる。これは、ベース基材としてのコア基板（例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板）を中心としてその両面に、絶縁層（エポキシ系樹脂等からなる樹脂層）の形成、その絶縁層におけるビアホールの形成、そのビアホールの内部を含めた配線パターン（典型的には銅（Ｃｕ）めっきによる配線層）の形成を順次繰り返して積み上げていくものである。かかるプロセスを経て形成された最表層の配線層１２，１３は、基板内部に形成された各配線層及び各配線層間を相互に接続する導通ビアを介して電気的に接続されている。

各配線層１２，１３は所要の形状にパターニングされるが、その際、それぞれ所要の箇所にパッド１２Ｐ，１３Ｐの部分が画定されるようパターニングされる。すなわち、部品実装面側の配線層１２は、実装する各部品４０，４３（図２参照）の各電極パッド（端子４２，４４）の位置にそれぞれ対応する箇所にパッド１２Ｐが画定されるようにパターン形成され、一方、部品実装面側と反対側の配線層１３は、本パッケージ３０をマザーボード等に実装する際に用いられる外部接続端子（図２のはんだボール４５）の接合位置に対応する箇所にパッド１３Ｐが画定されるようにパターン形成されている。部品実装面側のパッド１２Ｐについては、その直径は４０μｍ程度、そのピッチ（図３（ａ）において上下方向に隣り合うパッド１２Ｐの中心間距離）は６２．５μｍ程度に選定している。

さらに、部品実装面側と反対側の面に、配線層１３のパッド１３Ｐの部分が露出するように配線層１３及び樹脂基板１１を被覆するソルダレジスト層１４を形成する。例えば、エポキシ系、アクリル系等の感光性樹脂からなるソルダレジストを配線層１３及び樹脂基板１１上に塗布し、所要のパッドの形状に従うように露光及び現像（ソルダレジストのパターニング）を行い、当該パッドの領域に対応する部分のソルダレジスト層を開口する。これによって、配線層１３のパッド１３Ｐの部分のみが露出し、他の部分の配線層１３がソルダレジスト層１４によって被覆されたことになる。

さらに、このソルダレジスト層１４から露出しているパッド（Ｃｕ）１３Ｐ上に、ニッケル（Ｎｉ）めっき及び金（Ａｕ）めっきをこの順に施しておく。これは、マザーボード等に実装する際に接合されるはんだボール等とのコンタクト性を良くするため（Ａｕ層）と、Ａｕ層とパッド１３Ｐを構成するＣｕ層との密着性を高め、ＣｕがＡｕ層中へ拡散するのを防止するため（Ｎｉ層）である。以上の工程により、配線基板１０が作製されたことになる。

このようにして作製された配線基板１０の部品実装面側（図示の例では上側）に、以下の図４〜図９の工程に従って、光導波路基板２０を構成する第１クラッド層２１、コア層２２、第２クラッド層２３を順次積層していく。

先ず、図４の工程において、配線基板１０の配線層１２（パッド１２Ｐを含む）が形成されている側の面に、第１クラッド層２１を所要の厚さに（例えば、配線層１２上に積層される部分の厚さが１０μｍ程度となるように）形成した後、この第１クラッド層２１の所要の箇所（配線基板１０上のパッド１２Ｐの位置に対応する箇所）に、当該パッド１２Ｐに達するビアホールＶＨ１を形成する（ビア開口）。

第１クラッド層２１の材料としては、好適には紫外線（ＵＶ）硬化型の樹脂を使用するのが望ましい。使用するＵＶ硬化樹脂は、変性アクリレート（エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等）をベース樹脂とし、光重合に必要な反応性アクリルモノマーと光重合開始剤及び添加剤から構成されており、その主反応はラジカル重合である。かかるＵＶ硬化樹脂を使用することにより、常温で処理することができ、また、熱硬化型の樹脂を用いる場合と比べて短時間で硬化するため、作業時間を短縮できるというメリットがある。

かかるＵＶ硬化樹脂を用いて第１クラッド層２１を全面に形成した後、所要のビア（ビアホールＶＨ１）の形状に従うように露光及び現像（樹脂層のパターニング）を行うことで、図示のように第１クラッド層２１の所要の箇所を開口することができる。この開口すべきビア（ビアホールＶＨ１）の直径は、１５μｍ程度に選定されている。

本工程では、ＵＶ硬化樹脂層をパターニングしてビア開口（ビアホールＶＨ１の形成）を行っているが、他の方法として、エキシマレーザ等を用いたレーザ加工により所要のビア開口を行うことも可能である。

次の工程では（図５参照）、配線基板１０上に積層された第１クラッド層２１に開口されたビア（図４のビアホールＶＨ１）を導電性材料で充填して、導通ビアの一部を構成する下側の導体部分２４を形成する。この導体部分２４は、図示のようにその頂部が第１クラッド層２１の面から突出するとともに、「きのこ」状または半球状に広がった形状を呈するよう形成される。かかる形状を有した導通ビア（導体部分２４）は、例えば、無電解銅（Ｃｕ）めっきを施すことで形成され得る。その場合、樹脂からなる第１クラッド層２１上に導電性材料（この場合、Ｃｕ）が付着しないようなめっき液を適宜選択し、このめっき液を使用して無電解Ｃｕめっきを施す。

形成されるべき導体部分２４は、その突出している部分の高さが３５μｍ程度で、「きのこ」状に広がっている部分の直径が５０μｍ程度となるように選定されている。この導体部分２４が接続されるパッド１２Ｐのピッチは６２．５μｍ程度（図３参照）に選定されているので、図５（ａ）において上下方向に隣り合う導体部分２４間には１２．５μｍ程度の隙間が確保されている。

本工程では、導体部分２４の形成を無電解Ｃｕめっきにより行っているが、電解Ｃｕめっきにより所要の導体部分２４を形成することも可能である。この場合、配線層１２をめっきシード層（給電層）として利用することができる。

次の工程では（図６参照）、配線基板１０上に積層された第１クラッド層２１上の、導体部分２４が形成されている部分の近傍領域に、コア層２２を所要の厚さ（例えば、３５μｍ程度）でパターニング形成する。このコア層２２の材料としては、上述したように第１クラッド層２１の材料と基本的に同じＵＶ硬化樹脂が用いられる。ただし、コア層２２を構成する樹脂材には、第１クラッド層２１を構成する樹脂材の屈折率よりも大きくなるように添加剤等を適宜加えたものが使用される。

次の工程では（図７参照）、配線基板１０上の第１クラッド層２１及びコア層２２が積層されている側の面に、コア層２２と共に「きのこ」状または半球状の導体部分２４を被覆するように第２クラッド層２３を所要の厚さ（例えば、４５μｍ程度）に形成する。この第２クラッド層２３の材料としては、上述したように第１クラッド層２１の材料と同じＵＶ硬化樹脂が用いられる。

次の工程では（図８参照）、図４の工程で行った処理と同様にして、第２クラッド層２３の所要の箇所（導体部分２４が設けられている位置に対応する箇所）に、当該導体部分２４に達するビアホールＶＨ２を形成する（ビア開口）。すなわち、前の工程で形成された第２クラッド層２３に対し、所要のビア（ビアホールＶＨ２）の形状に従うように露光及び現像（樹脂層のパターニング）を行うことで、図示のように第２クラッド層２３の所要の箇所を開口することができる。この開口すべきビア（ビアホールＶＨ２）の直径は、５０μｍ程度（導体部分２４の「きのこ」状に広がっている部分の直径と同じ大きさ）に選定されている。

上述したビアホールＶＨ１の形成（図４）の場合と同様に、本工程においても、ＵＶ硬化樹脂層をパターニングする代わりに、エキシマレーザ等を用いて所要のビア開口（ビアホールＶＨ２の形成）を行うことが可能である。

最後の工程では（図９参照）、図５の工程で行った処理と同様にして、配線基板１０上の第１クラッド層２１及びコア層２２上に積層された第２クラッド層２３に開口されたビア（図８のビアホールＶＨ２）を導電性材料で充填して、導通ビアの残りの部分を構成する上側の導体部分２５を形成する。この導体部分２５は、図示のように第２クラッド層２３の表面と同じ面上に露出するよう形成される。形成方法は、上述した導体部分２４の形成の場合と同様に、無電解銅（Ｃｕ）めっきが用いられ、第２クラッド層（樹脂層）２３上に導電性材料（この場合、Ｃｕ）が付着しないようなめっき液が使用される。この無電解Ｃｕめっきによるビア充填により、上側の導体部分２５は下側の「きのこ」状または半球状の導体部分２４と接続される。

本工程においても同様に、無電解Ｃｕめっきを施す代わりに、配線層１２をめっきシード層として利用した電解Ｃｕめっきにより所要の導体部分２５を形成することが可能である。

さらに、図９には示していないが、光導波路基板２０の所要の箇所（図２に例示したように本パッケージ３０に光学部品４０が実装されたときにその光出射面／光入射面４１に対向する位置）に、反射ミラー２６を形成する。この反射ミラー２６を形成する方法は特に限定しないが、当業者に知られている形成方法を用いることができる。例えば、先端がＶ形のダイヤモンドソーや刃物による機械加工、レーザアブレーション法などを用いて、光導波路基板２０の所要の箇所にＶ字状の溝を形成し、さらに、この溝の傾斜面上に（マスク等を用いて選択的に）、スパッタリングや蒸着等により、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の光沢のある金属膜を被着させる（反射ミラー２６の形成）。

さらに、必要に応じて、導通ビアの上側の導体部分２５の露出している面に、顧客等の便宜を考慮して、実装部品の電極端子（はんだバンプ等）が接続し易いようにプリソルダ等によりはんだを被着させておいてもよい。

以上の工程により、本実施形態のパッケージ（光導波路積層配線基板）３０が作製されたことになる。

以上説明したように、本実施形態に係る光導波路積層配線基板（パッケージ）３０の製造方法（図３〜図９）によれば、配線基板１０上に積層されて一体化される光導波路基板２０の所要の箇所に導通ビア（２つの導体部分２４，２５が柱状に接続された構造）を形成するにあたり、その導通ビアの形成を２段階に分けて行っている。

すなわち、配線基板１０上に積層された第１クラッド層２１にビア開口（ビアホールＶＨ１の形成）を行い、その開口ビアを無電解Ｃｕめっき等により導電性材料（Ｃｕ）で充填して、「きのこ」状または半球状に突出した導体部分２４（導通ビアの一部）を形成した後、この導体部分２４と共にコア層２２及び第１クラッド層２１を被覆して形成された第２クラッド層２３にビア開口（ビアホールＶＨ２の形成）を行い、その開口ビアを無電解Ｃｕめっき等により導電性材料（Ｃｕ）で充填して、導体部分２４と接続される導体部分２５（導通ビアの残りの部分）を形成している。

前述したように従来の方法では、光導波路基板（コア層とこれを挟んで上下にクラッド層が積層されたもの）が完成した状態でビア開口とビアの充填を行っていたため、アスペクト比及びビア深さによる制約があり、導通ビアのファインピッチ化が困難であった。

これに対し、本実施形態の方法では、光導波路基板２０（第１クラッド層２１、コア層２２、第２クラッド層２３）を積層していく途中の段階でビア開口とビアの充填を行っているので、アスペクト比及びビア深さによる制約を受けず、導通ビアのファインピッチ化を実現することが可能である。

また、導通ビアの形成を２段階に分けて行っているので、各段階で形成される個々のビア（導体部分２４，２５）について見ると、それぞれのアスペクト比を１よりも大きく選択することができる。これにより、従来技術に見られたような、開口ビアへの導電性材料の充填不足による導通不良等の不都合を解消することができ、その結果、歩留りの低下を防止することが可能となる。

また、第２クラッド層２３のパターニング精度をある程度まで緩和することができる。すなわち、従来のように光導波路基板が完成した状態でビア開口及びビア充填を行う方法では、アスペクト比及びビア深さによる制約があったため、クラッド層を積層する毎にパターニングで開口ビアを形成した場合、高いビア位置精度（パターニング精度）が要求されるといった制限があった。ちなみに、従来の方法では、本実施形態における光導波路基板２０と同じ厚さの光導波路基板にビアを形成する場合、そのビアの形成位置は２〜３μｍ以下の誤差範囲内に収める必要があった。

これに対し、本実施形態の方法では、第１クラッド層２１に開口されたビア（ビアホールＶＨ１）への導電性材料の充填時に（図５）、頂部が「きのこ」状または半球状に広がった導体部分２４を形成しているので、この導体部分２４に達するビア（ビアホールＶＨ２）を第２クラッド層２３に形成する際に（図８）、第２クラッド層２３におけるビアの深さが浅くてすみ、その形成位置は５〜１０μｍ程度の誤差範囲まで許容することができる（第２クラッドのパターニング精度の緩和）。

１０…配線基板、
１２（１２Ｐ），１３（１３Ｐ）…配線層（パッド）、
１４…ソルダレジスト層（保護膜／絶縁層）、
２０…光導波路基板、
２１，２３…クラッド層、
２２…コア層、
２４，２５…導体部分（導通ビア）、
２６…反射ミラー、
３０…光導波路積層配線基板（パッケージ）、
４０，４３…実装される部品、
４１…光出射面（もしくは光入射面）、
４２，４４…電極端子、
ＶＨ１，ＶＨ２…ビアホール（開口されたビア）。

Claims (7)

1. 接続用のパッドを有する配線基板と、
   前記配線基板の上に形成され、前記パッドに到達する第１のビアホールを備えた第１クラッド層と、
   前記ビアホールを充填して形成され、前記第１クラッド層の面から突出して半球状に広がる突出部を有する第１の導体部分と、
   前記第１クラッド層上の、前記第１の導体部分が配置された層間接続領域を除く領域に形成されたコア層と、
   前記第１クラッド層、前記コア層及び前記第１の導体部分を覆って形成された第２クラッド層と、
   前記第２クラッド層に形成され、前記第２クラッド層に埋設された前記第１の導体部分の前記半球状の部分に到達する第２のビアホールと、
   前記第２のビアホールに充填され、前記第２クラッド層の表面と同じ面に露出して形成され、前記第１の導体部分の突出部に電気的に接続された第２の導体部分とを含むことを特徴とする光導波路積層配線基板。
2. 接続用のパッドを有する配線基板と、
   前記配線基板の上に形成され、前記パッドに到達する第１のビアホールを備えた第１クラッド層と、
   前記ビアホールを充填して形成され、前記第１クラッド層の面から突出して半球状に広がる突出部を有する第１の導体部分と、
   前記第１クラッド層の上の、前記第１の導体部分が配置された層間接続領域を除く領域に形成されたコア層と、
   前記第１クラッド層、前記コア層及び前記第１の導体部分を覆って形成された第２クラッド層と、
   前記第２クラッド層に形成され、前記第２クラッド層に埋設された前記第１の導体部分の前記半球状の部分に到達する第２のビアホールと、
   前記第２のビアホールに充填され、前記第２クラッド層の表面と同じ面に露出して形成され、前記第１の導体部分の突出部に電気的に接続された第２の導体部分と、
   前記第１クラッド層、前記コア層及び前記第２クラッド層からなる光導波路基板に形成された反射ミラーと、
   前記第２の導体部分に接続された状態で前記第２クラッド層の上に実装され、前記反射ミラーの上に光出射面又は光入射面が配置された光学部品とを有することを特徴とする実装構造。
3. 接続用のパッドを有した配線基板を用意する工程と、
   前記配線基板の前記パッドが形成されている側の面に、第１クラッド層を形成後、該第１クラッド層に、前記パッドに達する第１のビアホールを形成する工程と、
   前記第１のビアホールを導電性材料で充填して、前記第１クラッド層の面から突出して半球状に広がる突出部を有する第１の導体部分を形成する工程と、
   前記第１クラッド層上の、前記第１の導体部分が配置された層間接続領域を除く領域に、コア層をパターニング形成する工程と、
   前記第１クラッド層、前記コア層及び前記第１の導体部分を覆うように第２クラッド層を形成する工程と、
   前記第２クラッド層に埋設された前記第１の導体部分の前記半球状の部分に到達する第２のビアホールを、前記第２クラッド層に形成する工程と、
   前記第２のビアホールを導電性材料で充填して、前記第２クラッド層の表面と同じ面に露出する第２の導体部分を形成する工程とを含むことを特徴とする光導波路積層配線基板の製造方法。
4. 前記第１クラッド層及び第２クラッド層の材料としてそれぞれ紫外線硬化型の樹脂を使用し、該樹脂を用いて形成された各クラッド層をパターニングしてそれぞれ前記第１、第２のビアホールを形成することを特徴とする請求項３に記載の光導波路積層配線基板の製造方法。
5. 前記紫外線硬化型の樹脂を用いて形成された各クラッド層に対し、前記パターニングに代えて、レーザ加工によりそれぞれ前記第１、第２のビアホールを形成することを特徴とする請求項４に記載の光導波路積層配線基板の製造方法。
6. 前記第１の導体部分及び第２の導体部分を、それぞれ無電解めっき又は電解めっきにより形成することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の光導波路積層配線基板の製造方法。
7. 前記第２の導体部分を形成する工程の後に、前記第１クラッド層、コア層及び第２クラッド層からなる光導波路基板の、実装される光学部品の光出射面又は光入射面に対向する位置に、反射ミラーを形成することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の光導波路積層配線基板の製造方法。

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