JP5648724B2 - 光基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電気配線および光配線を有する光基板およびその製造方法に関する。
光信号は、発光素子や光配線から出力されると拡散される。このため、光信号の接続部品はできるだけ近い間隔で接続する必要がある。また、光接続はその接続位置がずれると光信号が漏洩損失するため、正確に位置をあわせて接続する必要がある。また、光信号を伝播する光導波路は基板平面内に水平方向に設けられるため、受発光素子の受発光面に光信号を入出力するためには、光信号路を概略９０°変換する必要がある。
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。
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。
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、受発光素子と光導波路および光信号路変換部品が接続する構造を、安価かつ簡便なプロセスで提供する。さらに接続部の実装信頼性を向上させる。これにより低コストかつ接続特性のよい光基板とその製造方法を提供することを目的とする。
本発明において上記の課題を達成するために、請求項１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、前記接続用の電極は前記受発光素子に設けられた導電性ポストで形成され、前記接続部は、前記導電性ポスト上の前記封止樹脂を除去した部分と前記絶縁樹脂とを含んで形成された導電材料によるメッキによって前記導電性ポストと前記第１の電気配線とを接続する配線部を含んで構成されている、ことを特徴とする光基板である。
請求項２に記載の発明は、前記絶縁樹脂層に形成されたスルーホールと、前記第２の面に形成され前記スルーホールを介して前記第１の電気配線に接続された第２の電気配線と、前記第２の面に実装され前記第２の電気配線、前記スルーホール、前記第１の電気配線、前記接続部を介して前記受発光素子に接続された光信号路変換部品とをさらに備える、ことを特徴とする請求項１記載の光基板である。
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導電性ポスト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、前記導電性ポストの先端が露出するように前記封止樹脂を除去する工程と、前記封止樹脂から露出する前記導電性ポストの先端と前記第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２に記載の発明は、前記絶縁樹脂層に形成されたスルーホールと、前記第２の面に形成され前記スルーホールを介して前記第１の電気配線に接続された第２の電気配線と、前記第２の面に実装され前記第２の電気配線、前記スルーホール、前記第１の電気配線、前記接続部を介して前記受発光素子に接続された光信号路変換部品とをさらに備える、ことを特徴とする請求項１記載の光基板である。
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導電性ポスト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、前記導電性ポストの先端が露出するように前記封止樹脂を除去する工程と、前記封止樹脂から露出する前記導電性ポストの先端と前記第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。
また本発明は、受発光素子を絶縁樹脂層内に埋め込み、さらに受発光素子の受発光面を裏面側に設置する。これにより受発光素子の光入出力部が絶縁樹脂層の裏面に近接する事を特徴とする。さらに受発光素子と電気配線を、バイアホールにより絶縁樹脂層裏面で接続する事で、受発光素子のワイヤボンディング実装を不要とする。これにより製造コストを低減し、実装信頼性を向上することができる。さらに光導波路を絶縁樹脂層裏面に実装することで、受発光素子と光導波路を近接実装することを特徴とする。
受発光素子の受発光面および光導波路の設置面を絶縁樹脂層裏面とすることで、絶縁樹脂層表面をモールド樹脂でモールドした後に光導導波路を設置することができる。これにより、モールド工程までをフレーム単位で大量生産し、チップ単位に分割した後に光導波路を実装することができる。
受発光素子を絶縁樹脂層内に埋め込む場合、絶縁樹脂裏面側に凹部を形成することができる。凹部は、受発光素子厚＋10um程度の深さとすることが望ましい。これにより受発光素子と光導波路とを近接させ、光信号の伝送損失を少なくする事ができる。
凹部に受発光素子を埋め込む際、封止樹脂により封止を行う。封止樹脂は受発光素子が受発光する光信号を透過する樹脂が望ましい。これにより光信号の伝送損失を少なくする事ができる。
受発光素子と電気配線の接合のために、封止樹脂をレーザー加工してバイアホールを形成する事ができる。これによりワイヤボンディング等の実装構造が不要となり、実装プロセスが簡易となり、実装信頼性が向上する。
凹部に埋め込む受発光素子にあらかじめ銅ポストを形成することで、レーザービア加工を省略する事ができる。これによりプロセス分留りが向上し、プロセスコストを下げることができる。
絶縁樹脂層の第１の面に設けた凹部に受発光素子を取着すると共に、第１の面に光導波路を実装するようにしたので、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。
次に本発明の光基板およびその製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。
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。
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。
言い換えると、光基板１００は、絶縁樹脂層１０と、凹部９０と、受発光素子６０と、封止樹脂８０と、接続部３６と、光導波路５０とを含んで構成されている。
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。
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。
絶縁樹脂層１０には、任意の有機材料および無機材料を使用する事ができる。具体的には、アクリル材料、シリコーン材料、シリコンウェハ、金属材料、硝子材料、プリプレグ、積層板材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。
絶縁樹脂層１０の厚さは、受発光素子６０の厚さより厚くする。受発光素子６０が絶縁樹脂層１０裏面に埋没した形状で実装され、封止樹脂８０で封止することにより実装信頼性が向上する。
必要に応じて、絶縁樹脂層１０表面に、ICチップ４０を実装することができる。ICチップ４０の実装は、ダイボンディング、ワイヤボンディング、フリップチップ実装などの方法を取る事ができる。
光導波路５０には、一般的な光配線を用いる事ができる。材質として、カーボネート系、エポキシ系、アクリル系、イミド系、ウレタン系、ノルボルネン系などの高分子材料および石英などの無機材料を用いる事ができる。伝送モードとして、シングルモード、マルチモード、シングルマルチ混合配線などの構成をとることができる。
受発光素子６０には、単チャンネルもしくは複数チャンネルの光素子を用いる事ができる。具体的には、面発光型LD、面受光型PDなどを使用する事ができる。受発光素子６０と電気配線２６の接続には、バイアホール３５を介した銅配線接続を用いる事ができる。
受発光素子６０の周辺を封止樹脂８０により封止する事ができる。封止樹脂８０には一般に用いられている高分子材料を用いる事ができる。具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコーン材料、無機フィラー混入有機材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。また、界面の屈折率差を無くすため、光導波路５０と同等の屈折率を持った光学樹脂を用いる事が望ましい。さらに、封止樹脂８０は受発光素子６０が受発光する光信号の波長を透過する材料（光透過性を有する材料）であることが望ましい。
絶縁樹脂層１０表面の任意の部分をモールド樹脂７０によりモールドすることで、光基板１００および実装部品の環境信頼性を高める事ができる。
以下に本発明を実施例をもって説明するが、本発明がそれらに限定解釈されるものではない。また、以下の記載では、光基板の光導波路を１層として説明するが、必ずしも１層である必要はない。また、以下の記載では光導波路をマルチモードとして説明するが、必ずしもマルチモードである必要はない。また、以下の記載では電気配線層を２メタル基板として説明するが、必ずしも２メタル基板である必要はない。
（実施例１）
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。
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。
次に、絶縁樹脂層１０の裏面をザグリ加工することによって凹部９０を形成した（図２（ｃ））。
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（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。
次に、凹部９０に受発光素子６０（ULM社製VCSEL）を設置し、封止樹脂８０により受発光素子６０周辺を封止した（図２（ｄ））。
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（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。
次に、封止樹脂８０にUV-YAGレーザーを照射し、バイアホール３５を形成した（図２（ｅ））。
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（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。
次に、バイアホール３５および封止樹脂８０および絶縁樹脂層１０上にパターン銅メッキを行い、接続部３６を形成した（図２（ｆ））。
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（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。
次に、絶縁樹脂層１０表面にICチップ４０（VCSELドライバーチップ350um厚：HELIX AG製）を実装し、ワイヤボンディングにより電気接続を行った（図２（ｇ））。
次に、絶縁樹脂層１０上をモールド樹脂７０で被覆した（図２（ｈ））。
次に、絶縁樹脂層１０の裏面に光導波路５０（マルチモードエポキシ系光導波路フィルム：NTT-AT製）を設置し、受発光素子６０と光導波路フィルム５０の光入出力部５０Ａが接続するようにアライメントを行い、紫外線硬化接着剤を用いて光導波路５０を固定し、光基板１００を製造した（図２（ｉ））。
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。
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。
実施例１の光基板１００の光学特性評価を行った結果、各チャンネルで0.9〜1.1mWの安定した光出力を確認した。
（実施例２）
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））。
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））。
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２０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３（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。
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。
次に、絶縁樹脂層１０の裏面をザグリ加工することによって凹部９０を形成した（図３（ｃ））。
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（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。
次に、凹部９０に銅ポスト６５Ｂが設けられた受発光素子６５（ULM社製VCSEL）を設置し、封止樹脂８０により受発光素子６５周辺を封止し、封止樹脂８０にUV-YAGレーザーを照射し、銅ポスト６５Ｂ上の封止樹脂８０を除去した（図３（ｄ））。
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。
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。
次に、封止樹脂８０および絶縁樹脂１０上にパターン銅メッキを行い、銅配線２７を形成した（図３（ｅ））。
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。
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。
次に、絶縁樹脂層１０表面にICチップ４０（VCSELドライバーチップ350um厚：HELIX AG製）を実装し、ワイヤボンディングにより電気接続を行った（図３（ｆ））。
次に、絶縁樹脂層１０上をモールド樹脂７０で被覆した（図３（ｇ））。
次に、絶縁樹脂層１０の裏面に光導波路５０（マルチモードエポキシ系光導波路フィルム：NTT-AT製）を設置し、受発光素子６５と光導波路フィルム５０の光入出力部が接続するようにアライメントを行い、紫外線硬化接着剤を用いて光導波路を固定し、光基板１００を製造した（図３（ｈ））。
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。
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。
実施例１の光基板１００の光学特性評価を行った結果、各チャンネルで0.9〜1.1mWの安定した光出力を確認した。
（実施例３）
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））。
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））。
次に、絶縁樹脂層１０の裏面をザグリ加工することによって凹部９０を形成した（図４（ｂ））。
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（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。
次に、凹部９０に受発光素子６０（ULM社製VCSEL）を設置し、封止樹脂８０により受発光素子６０周辺を封止した（図４（ｃ））。
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（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。
次に、封止樹脂８０にUV-YAGレーザーを照射し、バイアホール３５を形成した（図４（ｄ））。
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。
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。
次に、バイアホール３５、絶縁樹脂層１０および封止樹脂８０上に無電解銅メッキ２１を行った（図４（ｅ））。
次に、無電解銅めっき２１上に電解銅メッキ２２を行った（図４（ｆ））。
次に、電解銅メッキ２２上にエッチングレジストパターンを形成し、無電解銅メッキ２２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４（ｇ））。
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。
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。
次に、絶縁樹脂層１０表面にICチップ４０（VCSELドライバーチップ350um厚：HELIX AG製）を実装し、ワイヤボンディングにより電気接続を行った（図４（ｈ））。
次に、絶縁樹脂層１０上をモールド樹脂７０で被覆した（図４（ｉ））。
次に、絶縁樹脂層１０の裏面に光導波路５０（マルチモードエポキシ系光導波路フィルム：NTT-AT製）を設置し、受発光素子６０と光導波路フィルム５０の光入出力部が接続するようにアライメントを行い、紫外線硬化接着剤を用いて光導波路を固定し、光基板１００を製造した（図４（ｊ））。
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。
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。
実施例３の光基板１００の光学特性評価を行った結果、各チャンネルで0.9〜1.1mWの安定した光出力を確認した。
本発明は、次のような効果がある。
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。
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。
第二に、受発光素子を絶縁樹脂層裏面に埋め込み、バイアホールにより電気接続を取ることで、ワイヤボンディングやフリップチップ実装といった、受発光素子実装が不要となる。これにより実装コストを下げることが可能となる。受発光素子全体が封止樹脂により固定されるため、環境信頼性も向上する効果がある。
第三に、銅ポスト付き受発光素子を絶縁樹脂層裏面に埋め込むことで、レーザー加工によるバイアホール形成が不要となる。これによりプロセスコストを下げる事が可能となる。レーザー加工精度の問題も解消されるため、電気配線の導通信頼性も向上する効果がある。
１０……絶縁樹脂層、２０……銅箔、２１……無電解銅メッキ、２２……電解銅メッキ、２５……パターニングされた銅配線、２６……銅配線、３０……スルーホール、３５……バイアホール、４０……ICチップ、５０……光導波路、６０……受発光素子、６５……銅ポスト付き受発光素子、７０……モールド樹脂、８０……封止樹脂、９０……凹部、１００……光基板。
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、
前記接続用の電極は前記受発光素子に設けられた導電性ポストで形成され、
前記接続部は、前記導電性ポスト上の前記封止樹脂を除去した部分と前記絶縁樹脂とを含んで形成された導電材料によるメッキによって前記導電性ポストと前記第１の電気配線とを接続する配線部を含んで構成されている、
ことを特徴とする光基板。 - 前記絶縁樹脂層に形成されたスルーホールと、
前記第２の面に形成され前記スルーホールを介して前記第１の電気配線に接続された第２の電気配線と、
前記第２の面に実装され前記第２の電気配線、前記スルーホール、前記第１の電気配線、前記接続部を介して前記受発光素子に接続された光信号路変換部品とをさらに備える、
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導電性ポスト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、
前記導電性ポストの先端が露出するように前記封止樹脂を除去する工程と、
前記封止樹脂から露出する前記導電性ポストの先端と前記第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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