JP6649076B2 - Manufacturing method of optical circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、光信号の方向変換を行う反射面を有する光回路基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical circuit board having a reflection surface that changes the direction of an optical signal.
図5に、電子部品Dが実装される従来の光回路基板Bの一例を示す。
従来の光回路基板Bは、配線基板20と、光導波路21とを備えている。
FIG. 5 shows an example of a conventional optical circuit board B on which an electronic component D is mounted.
The conventional optical circuit board B includes a
配線基板20は、絶縁層22と配線導体23とを備えている。絶縁層22には、貫通孔24が形成されている。絶縁層22の上下面および貫通孔24の内側には、配線導体23が形成されている。絶縁層22の上面には、配線導体23の一部から成る電子部品接続パッド25が形成されている。電子部品接続パッド25には、電子部品Dが実装される。
絶縁層22の下面には、配線導体23の一部から成る外部接続パッド26が形成されている。外部接続パッド26は、外部回路基板の配線導体が接続される。
The
On the lower surface of the
光導波路21は、配線基板20上に形成されている。
光導波路21は、下部クラッド層21aおよびコア21b、ならびに上部クラッド層21cにより形成されている。光導波路21には、光信号が伝送される。
光導波路21を構成する下部クラッド層21aと上部クラッド層21cは、プレーン状の絶縁層である。コア21bは、断面が四角の細い帯状である。下部クラッド層21aおよび上部クラッド層21cは、コア21bの表面に密着してコア21bを取り囲んでいる。
さらに、コア21bは、その一端に反射面Mを有している。反射面Mは、コア21bの延在方向に直角かつ配線基板20の上面に対して所定の角度を有する切断面から成る。この反射面Mを介して、光導波路21と電子部品Dとの間で光信号の授受が行われる。
The
The
The
Further, the
次に、従来の光回路基板の製造方法の一例について、図6および図7を基にして説明する。なお、図5と同様の個所には同様の符号を付して説明する。 Next, an example of a conventional method for manufacturing an optical circuit board will be described with reference to FIGS. The same parts as those in FIG. 5 are described with the same reference numerals.
まず、図6(a)に示すように、複数の貫通孔24が形成された絶縁層22を準備する。
絶縁層22は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等を含浸させて熱硬化することにより形成される。
First, as shown in FIG. 6A, an
The
次に、図6(b)に示すように、絶縁層22の上下面および貫通孔24の内側に配線導体23を被着させることで配線基板20を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, the
次に、図6(c)に示すように、配線基板20の上面に下部クラッド層21aを形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, a
次に、図6(d)に示すように、下部クラッド層21aの上面にコア21bを形成する。
Next, as shown in FIG. 6D, a
次に、図7(e)に示すように、コア21bの上面に上部クラッド層21cを形成することで光導波路21を形成する。
Next, as shown in FIG. 7E, the
最後に、図7(f)に示すように、光導波路21の直上からブレードを切り込ませることでコア21bを切断して、コア21bの延在方向に直角かつ配線基板20の上面に対して所定の角度を有する切断面から成る反射面Mを形成することで図5に示すような従来の光回路基板Bが形成される。
なお、反射面Mを形成する場合は、コア21bの延在方向の中心軸と、反射面Mの中心位置とを一致させておくことで光導波路21と電子部品Dとの間で光信号の授受を正確に行うことができる。ここで、反射面Mの中心位置とは、四角形状の反射面Mの1対の対角線が交わる位置を指す。
Finally, as shown in FIG. 7F, the
When the reflecting surface M is formed, the central axis of the extending direction of the
ところで、従来の製造方法によって光回路基板Bを形成するときには、反射面Mを形成する光導波路21が配線基板20の上側に形成されている。
ところが、配線基板20は、製造時の熱履歴により反りが生じていることがある。このため、反射面Mを形成するためにブレードによりコア21bを切断するときに、ブレードをコア21bの所定の位置に正確に切り込ませることができない場合がある。そのため、コア21bの延在方向の中心軸と、反射面Mの中心位置とを一致させることができず、光導波路21と電子部品Dとの間で光信号の授受を正確に行うことができないという問題がある。
Incidentally, when the optical circuit board B is formed by the conventional manufacturing method, the
However, the
本発明は、コアの延在方向の中心軸と、反射面の中心位置とを一致させておくことで、光導波路と電子部品との間で光信号の授受を正確に行うことができる光回路基板の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention provides an optical circuit capable of accurately transmitting and receiving an optical signal between an optical waveguide and an electronic component by keeping the center axis of the extending direction of the core and the center position of the reflection surface coincident with each other. It is an object to provide a method for manufacturing a substrate.
本発明における光回路基板の製造方法は、平板状のガラス板の上面に、下部クラッド層および上部クラッド層間に一定の厚みのコアを挟持して成る光導波路を上面に沿って延在するように形成すると同時に、コア以外の領域における下部クラッド層および上部クラッド層間にコアと同じ材質から成るガラス板側の位置決めマークを複数形成する工程と、 光導波路に、延在する方向と直角方向に切り込みを入れてコアを分断した切断面で構成されており、光導波路が延在する方向における断面視でコアの下面に対して一定の傾斜角度
を有しており、平面視で光導波路の切り込み個所から全面が露出する方向を向いている反射面を形成する工程と、ガラス板側の位置決めマークに対応しており、ガラス板の下面が当接した状態が光導波路を所定の高さに位置決めする高さとなるように上面から突出する複数の基板側の位置決めマークを有する配線基板を準備する工程と、ガラス板を配線基板の上面に、それぞれ対応するガラス板側の位置決めマークおよび基板側の位置決めマークを平面透視で重畳させるとともに、基板側の位置決めマークの上面とガラス板の下面と、を互いに当接することで位置決めを行い搭載する工程と、を行うことを特徴とするものである。
The method of manufacturing an optical circuit board according to the present invention is such that an optical waveguide formed by sandwiching a core having a fixed thickness between a lower clad layer and an upper clad layer is extended along the upper surface of a flat glass plate. At the same time as forming, a step of forming a plurality of positioning marks on the glass plate side made of the same material as the core between the lower cladding layer and the upper cladding layer in a region other than the core, and cutting the optical waveguide in a direction perpendicular to the extending direction. It is configured by a cut surface into which the core is inserted and divided, and has a constant inclination angle with respect to the lower surface of the core in a cross-sectional view in a direction in which the optical waveguide extends, from a cut portion of the optical waveguide in a plan view. A step of forming a reflection surface facing the direction in which the entire surface is exposed, and corresponds to the positioning mark on the glass plate side, and a state where the lower surface of the glass plate is in contact with the optical waveguide is a predetermined position. A step of preparing a wiring board having a plurality of board-side positioning marks protruding from the upper surface so as to be positioned at the height, and a glass plate on the upper surface of the wiring board, and a corresponding glass plate-side positioning mark and A step of superposing the positioning marks on the substrate side in plan perspective and positioning and mounting by bringing the upper surface of the positioning marks on the substrate side and the lower surface of the glass plate into contact with each other. is there.
本発明の光回路基板の製造方法によれば、平板状のガラス板の上面に、下部クラッド層および上部クラッド層間に一定の厚みのコアを挟持して成る光導波路を上面に沿って延在するように形成する。そして、平板状のガラス板の上面に形成された光導波路のコアを切断することにより、延在方向に直角かつガラス板の上面に対して一定の角度を有しておりコアの上面から下面に至る切断面から成る反射面をコアの一部に形成する。これにより、コアを正確な位置で切断して反射面を形成することができるため、コアの延在方向の中心軸と、反射面の中心位置とを一致させて光導波路と電子部品との間で光信号の授受を正確に行うことが可能な光回路基板の製造方法を提供することができる。 According to the method of manufacturing an optical circuit board of the present invention, an optical waveguide formed by sandwiching a core having a predetermined thickness between a lower clad layer and an upper clad layer extends on the upper surface of a flat glass plate along the upper surface. It is formed as follows. Then, by cutting the core of the optical waveguide formed on the upper surface of the flat glass plate, the optical waveguide has a certain angle with respect to the upper surface of the glass plate at right angles to the extending direction and from the upper surface of the core to the lower surface. A reflection surface composed of a cut surface leading to the core is formed on a part of the core. Thereby, since the reflection surface can be formed by cutting the core at an accurate position, the center axis in the extending direction of the core is aligned with the center position of the reflection surface, so that the optical waveguide and the electronic component are separated. Thus, it is possible to provide a method of manufacturing an optical circuit board capable of accurately transmitting and receiving optical signals.
まず、図1を基にして本発明の製造方法によって形成される光回路基板の実施形態の一例を詳細に説明する。 First, an example of an embodiment of an optical circuit board formed by the manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図1に示すように、本発明の製造方法によって形成される光回路基板Aは、配線基板10と、光導波路形成部11とを備えている。
As shown in FIG. 1, an optical circuit board A formed by the manufacturing method of the present invention includes a
配線基板10は、絶縁層12と配線導体13とを備えている。
絶縁層12は、複数の貫通孔14を有している。絶縁層12の上下面および貫通孔14の内側には、配線導体13が形成されている。絶縁層12の上面は、光導波路形成部11が搭載される搭載部Xを備えている。搭載部Xには、後述する複数のガラス板側の位置決めマークS1に対応する複数の基板側の位置決めマークS2が形成されている。
絶縁層12の上面には、配線導体13の一部から成る複数の電子部品接続パッド15が形成されている。電子部品接続パッド15には、電子部品Dが実装される。絶縁層12の下面には、配線導体13の一部から成る複数の外部接続パッド16が形成されている。
The
The insulating
On the upper surface of the insulating
光導波路形成部11は、配線基板10の上面に接着剤Rを介して搭載されている。光導波路形成部11は、ガラス板Gおよび光導波路17を備えている。
光導波路17は、下部クラッド層17aおよびコア17b、ならびに上部クラッド層17cにより形成されている。光導波路17は、平板状のガラス板Gの上面に沿って延在するように形成されている。光導波路17には、光信号が伝送される。
光導波路17を構成する下部クラッド層17aおよび上部クラッド層17cは、プレーン状の絶縁層である。コア17bは、断面が四角の細い帯状である。下部クラッド層17aおよび上部クラッド層17cは、コア17bの表面に密着してコア17bを取り囲んでいる。
さらに、コア17bは、その一端に反射面Mを有している。反射面Mは、コア17bの延在方向に直角かつガラス板Gの上面に対して所定の角度を有しており、コア17bの上面から下面に至る切断面から成る。なお、コア17bの延在方向の中心軸と、反射面Mの中心位置とは一致しており、この反射面Mを介して光導波路17と電子部品Dとの間で光信号の授受が正確に行われる。
The optical
The
The lower
Further, the
次に、本発明の光回路基板の製造方法の一例について、図2および図3を基にして詳細に説明する。また、図1と同様の個所には同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。 Next, an example of a method for manufacturing an optical circuit board according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
まず、図2(a)に示すように、ガラス板Gの上面に下部クラッド層17aを形成する。ガラス板Gは、例えばアルカリガラスや無アルカリガラス、結晶化ガラス等の無機絶縁材料から成る。
下部クラッド層17aは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂から成る感光性シートあるいは感光性ペーストを、ガラス板G上に被着あるいは塗布して露光および現像によりガラス板G上全面に被覆した後、熱硬化することで形成される。下部クラッド層17aの厚みは、およそ10〜20μm程度である。
First, as shown in FIG. 2A, the lower
The lower
次に、図2(b)に示すように、下部クラッド層17aの上面に、コア17bおよびガラス板側の位置決めマークS1を形成する。
コア17bは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂から成る感光性シートを、真空状態で下部クラッド層17a上に被着して露光および現像により帯状に形成した後、熱硬化することで形成される。コア17b形成用の感光性シートを形成する樹脂の屈折率は、下部および上部クラッド層17a、17c形成用の感光性シートやペーストを形成する樹脂の屈折率よりも大きいものを用いる。コア17bの厚みは、およそ30〜40μm程度である。
ガラス板側の位置決めマークS1は、コア17b以外の領域における下部クラッド層17a上に、コア17bと同時に同じ材質および同じ方法で複数形成される。
Next, as shown in FIG. 2B, a
The core 17b is formed by applying a photosensitive sheet made of, for example, an epoxy resin or a polyimide resin on the
The plurality of positioning marks S1 on the glass plate side are formed on the
次に、図2(c)に示すように、コア17bおよびガラス板側の位置決めマークS1の上面に上部クラッド層17cを形成することで光導波路17を形成する。
上部クラッド層17cは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂から成る感光性シートあるいは感光性ペーストを、下部クラッド層17aおよびコア17b、ならびにガラス板側の位置決めマークS1を被覆するように被着あるいは塗布して露光および現像した後、熱硬化することで形成される。上部クラッド層17cの厚みは、およそ10〜20μm程度である。
Next, as shown in FIG. 2C, the
The
次に、図2(d)に示すように、光導波路17の直上からブレードを切り込ませることでコア17bを切断することにより、光導波路17の延在方向に直角かつガラス板Gの上面に対して一定の角度を有しておりコア17bの上面から下面に至る切断面から成る反射面Mをコア17bの一部に形成する。これにより、光導波路形成部11が形成される。
Next, as shown in FIG. 2D, the
次に、図3(e)に示すように、絶縁層12の上下面および貫通孔14の内側に配線導体13が形成されているとともに。絶縁層12の上面に搭載部Xを有する配線基板10を準備する。
絶縁層12の上面には、配線導体13の一部から成る複数の電子部品接続パッド15が形成されている。絶縁層12の下面には、配線導体13の一部から成る複数の外部接続パッド16が形成されている。搭載部Xには、配線導体13の一部から成る複数の基板側の位置決めマークS2が形成されている。
絶縁層12は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等を含浸させて熱硬化することにより形成される。貫通孔14は、例えばドリル加工やブラスト加工により形成される。配線導体13は、例えば周知のめっき法により銅等の良導電性金属により形成される。
Next, as shown in FIG. 3E, the
On the upper surface of the insulating
The insulating
最後に、図3(f)に示すように、搭載部Xに接着剤Rを被着させるとともに、ガラス板側の位置決めマークS1と基板側の位置決めマークS2とを重畳させることで位置決めを行い、光導波路形成部11を配線基板10に押し当てるようにして搭載することで図1に示すような光回路基板Aが形成される。このように、ガラス板側の位置決めマークS1をそれぞれ対応する基板側の位置決めマークS2に対して透過で重畳させて位置決めを行うことで、光導波路形成部11を搭載部Xに対して平行方向の所定位置に正確に搭載することができる。また、搭載時に基板側の位置決めマークS2とガラス板Gの下面が当接した状態が光導波路形成部11を搭載する所定の高さとなるように基板側の位置決めマークS2の高さを形成しておくと、搭載部Xに対して垂直な方向の位置合わせも容易に行うことができる。
なお、光導波路形成部11は、コア17bと同時に形成されたガラス板側の位置決めマークS1を、基板側の位置決めマークS2に合わせて位置決めして搭載されることから、コア17bと配線基板10との位置精度は高くなる。
Lastly, as shown in FIG. 3 (f), the adhesive R is applied to the mounting portion X, and the positioning mark S1 on the glass plate and the positioning mark S2 on the substrate are overlapped to perform positioning. The optical circuit board A as shown in FIG. 1 is formed by mounting the optical
In addition, since the optical
上述のように、本発明の光回路基板の製造方法によれば、平板状のガラス板Gの上面に、下部クラッド層17aおよび上部クラッド層17c間に一定の厚みのコア17bを挟持して成る光導波路17をガラス板Gの上面に沿って延在するように形成する。そして、コア17bを切断することにより、光導波路17の延在方向に直角かつガラス板Gの上面に対して一定の角度を有しておりコア17bの上面から下面に至る切断面から成る反射面Mをコア17bの一部に形成する。これにより、コア17bを正確な位置で切断して反射面Mを形成することができるため、コア17bの延在方向の中心軸と、反射面Mの中心位置とを一致させて光導波路17と電子部品Dとの間で光信号の授受を正確に行うことが可能な光回路基板Aの製造方法を提供することができる。
なお、電子部品Dを実装するには、電子部品Dの光信号の授受部Pを反射面Mに対向させた状態で電子部品Dの電極Tと電子部品接続パッド15とを半田を介して接続する方法が採用される。
As described above, according to the optical circuit board manufacturing method of the present invention, the core 17b having a constant thickness is sandwiched between the lower
In order to mount the electronic component D, the electrode T of the electronic component D and the electronic
なお、本発明は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、本例では光導波路17の直上からブレードを切り込ませることでコア17bを切断して反射面Mを形成する一例を示したが、例えばブレードあるいはレーザーを光導波路17の斜め上方から所定の角度で切り込み、あるいは照射することでコア17bを切断して反射面Mを形成しても構わない。
Note that the present invention is not limited to the above-described example of the embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in this example, an example is shown in which the
また、本例では配線基板10にソルダーレジスト層が被着されていない一例を示したが、電子部品接続パッド15や外部接続パッド16の中央部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層を絶縁層12の上下面に形成しても構わない。
Further, in this example, an example in which the solder resist layer is not attached to the
また、図4に示すように、配線基板10上面の電子部品接続パッド15について、コア17bの延在方向における径の長さを延在方向に垂直な方向における径の長さよりも大きく形成しておいても構わない。
これにより、反射面M形成時の精度バラツキ等によって反射面Mの中心位置が延在方向に沿ってズレが生じた場合でも、延在方向に大きな径を有する電子部品接続パッド15内において実装する電子部品Dの電極をズレに合わせて移動して接続することができる。
その結果、反射面Mの中心位置と、電子部品Dにおける光信号の授受部Pとの位置合わせを細やかに調整することが可能になり、光導波路17と電子部品Dとの間で光信号の授受をより正確に行うことが可能になる。ソルダーレジスト層を被着する場合は、延在方向における径の長さが、延在方向に垂直な方向における径の長さよりも大きな開口部を形成しておけばよい。
Further, as shown in FIG. 4, the electronic
Accordingly, even when the center position of the reflecting surface M is displaced along the extending direction due to a variation in accuracy at the time of forming the reflecting surface M, the mounting is performed in the electronic
As a result, it becomes possible to finely adjust the alignment between the center position of the reflection surface M and the optical signal transmitting / receiving portion P in the electronic component D, and the optical signal between the
10 配線基板
17 光導波路
17a 下部クラッド層
17b コア
17c 上部クラッド層
A 光回路基板
G ガラス板
M 反射面
S1 ガラス板側の位置決めマーク
S2 基板側の位置決めマーク
Claims (2)
前記光導波路に、延在する方向と直角方向に切り込みを入れて前記コアを分断した切断面で構成されており、前記光導波路が延在する方向における断面視で前記コアの下面に対して一定の傾斜角度を有しており、平面視で前記光導波路の切り込み個所から全面が露出する方向を向いている反射面を形成する工程と、
前記ガラス板側の位置決めマークに対応しており、前記ガラス板の下面が当接した状態が前記光導波路を所定の高さに位置決めする高さとなるように上面から突出する複数の基板側の位置決めマークを有する配線基板を準備する工程と、前記ガラス板を前記配線基板の上面に、それぞれ対応する前記ガラス板側の位置決めマークおよび前記基板側の位置決めマークを平面透視で重畳させるとともに、前記基板側の位置決めマークの上面と前記ガラス板の下面と、を互いに当接することで位置決めを行い搭載する工程と、を行うことを特徴とする光回路基板の製造方法。 On the upper surface of a flat glass plate, an optical waveguide formed by sandwiching a core having a constant thickness between a lower cladding layer and an upper cladding layer is formed so as to extend along the upper surface, and at the same time, in a region other than the core, Forming a plurality of positioning marks on the glass plate side made of the same material as the core between the lower cladding layer and the upper cladding layer,
The optical waveguide includes a cut surface in which a cut is made in a direction perpendicular to an extending direction to divide the core, and the cut surface is constant with respect to a lower surface of the core in a cross-sectional view in a direction in which the optical waveguide extends. Forming a reflective surface that has a tilt angle of, and faces in a direction such that the entire surface is exposed from the cut portion of the optical waveguide in plan view;
It corresponds to the positioning mark on the glass plate side, and positioning on the plurality of substrate sides protruding from the upper surface so that the state in which the lower surface of the glass plate is in contact with the glass plate has a height for positioning the optical waveguide at a predetermined height. A step of preparing a wiring board having a mark, the glass plate is placed on the upper surface of the wiring board, and the corresponding positioning mark on the glass plate side and the positioning mark on the substrate side are respectively superimposed in plan view, and the substrate side A step of positioning and mounting by bringing the upper surface of the positioning mark and the lower surface of the glass plate into contact with each other.
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