KR20220131256A

KR20220131256A - 광전기 혼재 기판 및 광전기 복합 전송 모듈

Info

Publication number: KR20220131256A
Application number: KR1020227026546A
Authority: KR
Inventors: 가즈아키 스즈키; 나오유키 다나카; 나오토 고네가와
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-09-27
Also published as: JPWO2021161915A1; TW202146954A; WO2021161915A1; US20230012678A1; CN115053160A

Abstract

광전기 혼재 기판 (4) 은, 길이 방향으로 연장되는 광 도파로 (10) 와, 광 도파로 (10) 의 두께 방향 일방면에 배치되고, 길이 방향으로 연장되는 전기 회로 기판 (11) 을 구비한다. 전기 회로 기판 (11) 은, 전기 회로 기판 (11) 의 두께 방향 일방면의 길이 방향 일단부에 배치되고, 광학 소자 (5) 를 실장하기 위한 제 1 단자 (23), 및, 전기 회로 기판 (11) 의 두께 방향 일방면의 길이 방향 일단부에 배치되고, 광학 소자 (5) 와 전기적으로 접속되는 구동 소자 (6) 를 실장하기 위한 제 2 단자 (24) 를 포함한다. 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 가, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다, 길이 방향 일방 측에 위치한다.

Description

광전기 혼재 기판 및 광전기 복합 전송 모듈

본 발명은, 광전기 혼재 (混載) 기판 및 광전기 복합 전송 모듈에 관한 것이다.

종래, 길이 방향으로 연장되는 광전기 혼재 기판과, 광전기 혼재 기판의 길이 방향 일단부 (一端部) 의 두께 방향 일방면에 실장되는 광 소자를 구비하는 광전기 복합 전송 모듈이 알려져 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 1 참조.).

특허문헌 1 에 기재된 광전기 복합 전송 모듈에서는, 광전기 혼재 기판은, 광 도파로와, 전기 회로 기판을 두께 방향 일방 측을 향해 순서대로 구비한다. 광전기 혼재 기판에서는, 광 도파로의 일단 가장자리가, 전기 회로 기판의 일단 가장자리와 일치하고 있다.

일본 공개특허공보 2018-151570호

그런데, 광학 소자는, 광전기 혼재 기판의 길이 방향 일단부의 두께 방향 일방면에 실장되는 구동 소자에 인접한다. 전기 회로 기판은, 상기한 소자를 실장하는 단자를 포함한다.

광학 소자는, 구동 소자와 전기적으로 접속되고, 구동 소자의 구동에 기초하여, 광학적으로 기능한다. 그러나, 구동 소자는, 구동할 때에, 크게 발열한다. 이 열은, 먼저, 전기 회로 기판에 두께 방향 타방 측을 향해 전해지고, 그 후, 광 도파로를 개재하여 방열된다.

그러나, 광 도파로는, 통상, 그 재료가 수지이며, 열전도율이 낮다. 그 때문에, 상기한 열을 효율적으로 배출할 수 없고, 이 경우에는, 구동 소자의 열이 배출되기 전에, 광학 소자가 영향을 받아, 그 기능이 저하된다는 문제가 있다.

본 발명은, 구동 소자가 발열해도, 열을 효율적으로 배출하여, 광학 소자의 기능이 저하하는 것을 억제할 수 있는 광전기 혼재 기판 및 광전기 복합 전송 모듈을 제공한다.

본 발명 (1) 은, 길이 방향으로 연장되는 광 도파로와, 상기 광 도파로의 두께 방향 일방면에 배치되고, 상기 길이 방향으로 연장되는 전기 회로 기판으로서, 상기 전기 회로 기판의 두께 방향 일방면의 길이 방향 일단부에 배치되고, 광학 소자를 실장하기 위한 제 1 단자, 및, 상기 전기 회로 기판의 두께 방향 일방면의 길이 방향 일단부에 배치되고, 상기 광학 소자와 전기적으로 접속되는 구동 소자를 실장하기 위한 제 2 단자를 포함하는 상기 전기 회로 기판을 구비하고, 상기 전기 회로 기판의 길이 방향 일단 가장자리가, 상기 광 도파로의 길이 방향 일단 가장자리보다, 길이 방향 일방 측에 위치하는, 광전기 혼재 기판을 포함한다.

이 광전기 혼재 기판에서는, 전기 회로 기판의 길이 방향 일단부에 실장되는 구동 소자가 발열하면, 그 열이 먼저, 전기 회로 기판에 도달한다. 전기 회로 기판은, 그 길이 방향 일단 가장자리가, 광 도파로의 길이 방향 일단 가장자리보다, 길이 방향 일방 측에 위치하므로, 열을 광 도파로를 개재시키지 않고, 두께 방향 타방 측으로 배출할 수 있다. 그 때문에, 광학 소자의 기능이 저하하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명 (2) 는, 상기 전기 회로 기판은, 상기 길이 방향 일단부에 있어서 금속 지지층을 포함하고, 상기 금속 지지층의 길이 방향 일단 가장자리는, 상기 광 도파로의 상기 길이 방향 일단 가장자리보다, 길이 방향 일방 측에 위치하는, (1) 에 기재된 광전기 혼재 기판을 포함한다.

이 광전기 혼재 기판에서는, 전기 회로 기판이, 금속 지지층을 포함하고, 이러한 금속 지지층의 길이 방향 일단 가장자리는, 광 도파로의 길이 방향 일단 가장자리보다, 길이 방향 일방 측에 위치하므로, 구동 소자로부터 금속 지지 기판에 도달하는 열을, 효율적으로 배출할 수 있다.

본 발명 (3) 은, (1) 또는 (2) 에 기재된 광전기 혼재 기판과, 상기 광 도파로의 상기 길이 방향 일단 가장자리보다 길이 방향 일방 측에 위치하는 상기 전기 회로 기판의 두께 방향 타방면에 접촉하는 방열층을 구비하는, 광전기 전송 복합 모듈을 포함한다.

이 광전기 전송 복합 모듈에서는, 방열층은, 광 도파로의 길이 방향 일단 가장자리보다 길이 방향 일방 측에 위치하는 전기 회로 기판의 두께 방향 타방면에 접촉하므로, 방열층에 의해, 구동 소자로부터 전기 회로 기판에 도달한 열을, 효율적으로 배출할 수 있다.

본 발명의 광전기 혼재 기판 및 광전기 복합 전송 모듈에 의하면, 구동 소자가 발열해도, 열을 효율적으로 배출하여, 광학 소자의 기능이 저하하는 것을 억제할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 광전기 전송 복합 모듈의 일 실시형태의 길이 방향 일단부에 있어서의 확대 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 광전기 전송 복합 모듈의 제조 공정도이며, 도 2A 가 전기 회로 기판을 형성하는 공정, 도 2B 가 광 도파로를 형성하는 공정, 도 2C 가, 광학 소자 및 구동 소자를 배치하는 공정, 도 2D 가, 제 1 벽 및 방열층을 준비하는 공정이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 광전기 전송 복합 모듈의 변형예 (전기 회로 기판이 금속 지지층을 구비하지 않는 광전기 전송 복합 모듈) 이다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 광전기 전송 복합 모듈의 변형예 (방열층을 구비하지 않는 광전기 전송 복합 모듈) 이다.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 광전기 전송 복합 모듈의 변형예 (전기 회로 기판이 금속 지지층을 구비하지 않고, 광전기 전송 복합 모듈이 방열층을 구비하지 않는 변형예) 이다.

＜일 실시형태＞

본 발명의 광전기 전송 복합 모듈의 일 실시형태를, 도 1 을 참조하여 설명한다.

광전기 전송 복합 모듈 (1) 은, 소정 두께를 갖고, 길이 방향으로 연장되는 형상을 갖는다. 광전기 전송 복합 모듈 (1) 은, 전송된 광을 전기로 변환하여 이것을 전송하고, 또, 전송된 전기를 광으로 변환하여 이것을 전송한다. 광전기 전송 복합 모듈 (1) 은, 케이싱 (2) 과, 방열층 (3) 과, 광전기 혼재 기판 (4) 과, 광학 소자 (5) 와, 구동 소자 (6) 를 구비한다.

케이싱 (2) 은, 두께 방향 길이가 폭 방향 (두께 방향 및 길이 방향에 직교하는 방향) 길이보다 짧은 대략 편평 상자 형상을 갖는다. 케이싱 (2) 은, 적어도, 제 1 벽 (7) 과, 제 2 벽 (8) 과, 제 1 연결벽 (9) 과, 도시되지 않은 제 2 연결벽과, 도시되지 않은 양 측벽을 일체적으로 갖는다.

제 1 벽 (7) 은, 길이 방향을 따라 연장되는 평판 형상을 갖는다.

제 2 벽 (8) 은, 제 1 벽 (7) 의 두께 방향 일방 측에 간격을 두고 대향 배치되어 있다. 제 2 벽 (8) 의 형상은, 제 1 벽 (7) 의 그것과 동일하다.

제 1 연결벽 (9) 은, 제 1 벽 (7) 의 길이 방향 일단 가장자리, 및, 제 2 벽 (8) 의 길이 방향 일단 가장자리를 두께 방향으로 연결한다. 제 1 연결벽 (9) 은, 폭 방향으로 연장되는 평판 형상을 갖는다.

도시되지 않은 제 2 연결벽은, 제 1 벽 (7) 의 길이 방향 타단 가장자리, 및, 제 2 벽 (8) 의 길이 방향 타단 가장자리를 두께 방향으로 연결한다. 제 2 연결벽은, 폭 방향으로 연장되고, 그 형상은, 연결벽 (9) 과의 그것과 동일하다.

도시되지 않은 양 측벽은, 제 1 벽 (7) 의 폭 방향 일단 가장자리, 및, 제 2 벽 (8) 의 폭 방향 일단 가장자리를 두께 방향으로 연결하고, 또, 제 1 벽 (7) 의 폭 방향 타단 가장자리, 및, 제 2 벽 (8) 의 폭 방향 타단 가장자리를 두께 방향으로 연결하고, 또한, 제 1 연결벽 (9) 의 폭 방향 양단 가장자리, 및, 도시되지 않은 제 2 연결벽의 폭 방향 양단 가장자리에 연속한다. 양 측벽의 각각은, 길이 방향으로 연장된다.

케이싱 (2) 의 재료로는, 예를 들어, 우수한 방열성을 확보하는 관점에서, 금속을 들 수 있다. 금속으로는, 예를 들어, 알루미늄, 동, 은, 아연, 니켈, 크롬, 티탄, 탄탈, 백금, 금, 그들의 합금 (단동, 스테인리스 등) 등을 들 수 있다.

방열층 (3) 은, 소정 두께를 갖고, 길이 방향으로 연장되는 형상을 갖는다. 방열층 (3) 은, 케이싱 (2) 내에 수용되어 있다. 구체적으로는, 방열층 (3) 은, 제 1 벽 (7) 의 두께 방향 일방면에 접촉하고 있다. 방열층 (3) 은, 예를 들어, 방열 시트, 방열 그리스, 방열판 등을 포함한다. 방열 시트의 재료는, 예를 들어, 알루미나 (산화알루미늄), 질화붕소, 산화아연, 수산화알루미늄, 용융 실리카, 산화마그네슘, 질화알루미늄 등의 필러가, 예를 들어, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 등의 수지에 분산된 필러 수지 조성물을 들 수 있다. 방열 시트에서는, 예를 들어, 필러가 수지에 대해 두께 방향으로 배향해도 된다. 또, 수지가 열경화성 수지를 포함하고, B 스테이지 또는 C 스테이지이다. 또한, 수지는, 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 방열 시트의 23 ℃ 에 있어서의 아스커 C 경도는, 예를 들어, 60 미만, 바람직하게는, 50 이하, 보다 바람직하게는, 40 이하이며, 또, 예를 들어, 1 이상이다. 방열층 (3) 의 아스커 C 경도는, 아스커 고무 경도계 C 형에 의해 구할 수 있다.

방열층 (3) 의 두께 방향의 열전도율은, 예를 들어, 3 W/m·K 이상, 바람직하게는, 10 W/m·K 이상, 보다 바람직하게는, 20 W/m·K 이상이며, 또, 예를 들어, 200 W/m·K 이하이다. 방열층 (3) 의 열전도율은, ASTM-D5470 에 준거한 정상법, 또는 ISO-22007-2 에 준거한 핫 디스크법에 의해 구해진다.

광전기 혼재 기판 (4) 은, 케이싱 (2) 내에 수용되어 있다. 광전기 혼재 기판 (4) 은, 소정 두께를 갖고, 길이 방향으로 연장되는 평판 형상을 갖는다. 구체적으로는, 광전기 혼재 기판 (4) 은, 방열층 (3) 의 두께 방향 일방면에 접촉하고 있다. 광전기 혼재 기판 (4) 은, 광 도파로 (10) 와, 전기 회로 기판 (11) 을 두께 방향 일방 측을 향해 순서대로 구비한다.

광 도파로 (10) 는, 소정 두께를 갖고, 길이 방향을 따라 연장되는 형상을 갖는다. 광 도파로 (10) 는, 언더클래드층 (13) 과, 코어층 (14) 과, 오버클래드층 (15) 을 구비한다.

언더클래드층 (13) 은, 평면에서 볼 때, 광 도파로 (10) 와 동일 형상을 갖는다.

코어층 (14) 은, 언더클래드층 (13) 의 두께 방향 타방면의 폭 방향 중앙부에 배치되어 있다. 코어층 (14) 의 폭은, 평면에서 볼 때, 언더클래드층 (13) 의 폭보다 좁다.

오버클래드층 (15) 은, 언더클래드층 (13) 의 두께 방향 타방면에, 코어층 (14) 을 피복하도록 배치되어 있다. 오버클래드층 (15) 은, 평면에서 볼 때, 언더클래드층 (13) 의 외형 형상과 동일한 형상을 갖는다. 구체적으로는, 오버클래드층 (15) 은, 코어층 (14) 의 두께 방향 타방면 및 폭 방향 양 측면과, 언더클래드층 (13) 의 두께 방향 타방면에 있어서의 코어층 (14) 의 폭 방향 양 외측 부분에 배치되어 있다. 오버클래드층 (15) 은, 방열층 (3) 과 접촉하고 있다.

또, 코어층 (14) 의 길이 방향 일단부에는, 미러 (16) 가 형성되어 있다.

광 도파로 (10) 의 재료로는, 예를 들어, 에폭시 수지 등의 투명 재료를 들 수 있다. 코어층 (14) 의 굴절률은, 언더클래드층 (13) 의 굴절률 및 오버클래드층 (15) 의 굴절률보다 높다. 광 도파로 (10) 의 두께는, 예를 들어, 20 ㎛ 이상, 예를 들어, 200 ㎛ 이하이다.

전기 회로 기판 (11) 은, 평면에서 볼 때, 광전기 혼재 기판 (4) 과 동일 형상을 갖는다. 요컨대, 전기 회로 기판 (11) 은, 소정 두께를 갖고, 길이 방향으로 연장되는 평판 형상을 갖는다. 광 도파로 (10) 의 두께 방향 일방 측에 배치되어 있다. 전기 회로 기판 (11) 은, 길이 방향 일단부에 있어서, 제 1 영역 (31) 과, 제 2 영역 (32) 을 포함한다.

제 1 영역 (31) 은, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 및 그 길이 방향 타방 측 부분을 포함하는 영역이며, 두께 방향으로 투영했을 때에, 광 도파로 (10) 와 어긋나 있다. 제 1 영역 (31) 은, 두께 방향으로 투영했을 때에, 광 도파로 (10) 와 겹치지 않는 비겹침 영역이다. 그 때문에, 제 1 영역 (31) 의 두께 방향 타방면은, 광 도파로 (10) 와 접촉하지 않고, 이 일 실시형태에서는, 방열층 (3) 에 접촉한다. 또한, 제 1 영역 (31) 에 포함되는 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 광전기 혼재 기판 (4) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 에 일치한다.

제 1 영역 (31) 의 길이 방향에 있어서의 길이 L 은, 예를 들어, 10 ㎛ 이상, 바람직하게는, 100 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는, 1,000 ㎛ 이상이며, 또, 예를 들어, 1,000,000 ㎛ 이하이다. 또, 전기 회로 기판 (11) 의 두께 T 에 대한 길이 L 의 비 (L/T) 는, 예를 들어, 1 이상, 바람직하게는, 10 이상, 보다 바람직하게는, 100 이상이며, 또, 예를 들어, 10,000 이하이다. 제 1 영역 (31) 의 길이 L, 및/또는, 비 (L/T) 가 상기한 하한 이상이면, 광전기 혼재 기판 (4) 에 전해진 열을 효율적으로 배출할 수 있다.

제 2 영역 (32) 은, 제 1 영역 (31) 의 길이 방향 타방 측에 연속하여 위치하는 영역이다. 제 2 영역 (32) 은, 두께 방향으로 투영했을 때에, 광 도파로 (10) 와 겹친다. 그 때문에, 제 2 영역 (32) 은, 광 도파로 (10) 와 겹치는 겹침 영역이다. 그 때문에, 제 2 영역 (32) 의 두께 방향 타방면은, 광 도파로 (10) 의 언더클래드층 (13) 과 접촉한다. 그러면, 전기 회로 기판 (11) 에 있어서 제 1 영역 (31) 에 포함되는 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 전기 회로 기판 (11) 의 제 2 영역 (32) 과 겹치는 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다, 길이 방향 일방 측에 위치한다. 요컨대, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다, 길이 방향 일방 측에 배치되어 있다.

이 전기 회로 기판 (11) 은, 금속 지지층 (19) 과, 베이스 절연층 (20) 과, 도체층 (21) 과, 커버 절연층 (22) 을 구비한다.

금속 지지층 (19) 은, 평면에서 볼 때, 광전기 혼재 기판 (4) 과 동일한 외형 형상을 갖는다. 광 도파로 (10) 는, 광전기 혼재 기판 (4) 의 두께 방향 가장 타방 측부이다. 금속 지지층 (19) 은, 제 1 영역 (31) 및 제 2 영역 (32) 에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 금속 지지층 (19) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 두께 방향에 있어서, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 에 일치한다. 그 때문에, 금속 지지층 (19) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다, 길이 방향 일방 측에 위치한다.

제 1 영역 (31) 에 있어서의 금속 지지층 (19) 의 두께 방향 타방면은, 방열층 (3) 에 접촉하고 있다.

제 2 영역 (32) 에 있어서의 금속 지지층 (19) 의 두께 방향 타방면은, 언더클래드층 (13) 에 접촉하고 있다. 또한, 제 2 영역 (32) 에 있어서의 금속 지지층 (19) 에는, 금속 지지층 (19) 의 두께 방향을 관통하는 관통공 (29) 이 형성되어 있다. 관통공 (29) 은, 두께 방향으로 투영했을 때에, 미러 (16) 와 겹친다. 관통공 (29) 을 구획하는 금속 지지층 (19) 의 내측면은, 언더클래드층 (13) 에 접촉하고 있다.

금속 지지층 (19) 의 재료로는, 예를 들어, 스테인리스, 42 알로이, 동-베릴륨, 인청동, 동, 은, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 탄탈, 백금, 금 등의 금속을 들 수 있고, 바람직하게는, 우수한 열전도성을 얻는 관점에서, 구리, 스테인리스를 들 수 있다. 금속 지지층 (19) 의 두께는, 예를 들어, 3 ㎛ 이상, 바람직하게는, 10 ㎛ 이상이며, 또, 예를 들어, 100 ㎛ 이하, 바람직하게는, 50 ㎛ 이하이다.

베이스 절연층 (20) 은, 평면에서 볼 때, 금속 지지층 (19) 과 동일한 외형 형상을 갖는다. 베이스 절연층 (20) 은, 제 1 영역 (31) 및 제 2 영역 (32) 에 걸쳐서 형성되어 있다. 베이스 절연층 (20) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 두께 방향에 있어서, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 에 일치한다. 베이스 절연층 (20) 은, 금속 지지층 (19) 의 두께 방향 일방면에 배치되어 있다. 구체적으로는, 베이스 절연층 (20) 의 두께 방향 타방면은, 금속 지지층 (19) 의 두께 방향 일방면에 접촉한다. 또, 베이스 절연층 (20) 은, 관통공 (29) 의 두께 방향 일단 가장자리를 폐색한다. 베이스 절연층 (20) 의 재료로는, 예를 들어, 폴리이미드 등의 수지를 들 수 있다. 베이스 절연층 (20) 의 두께는, 예를 들어, 5 ㎛ 이상, 또, 예를 들어, 50 ㎛ 이하, 방열성의 관점에서, 바람직하게는, 40 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는, 30 ㎛ 이하이다.

도체층 (21) 은, 베이스 절연층 (20) 의 두께 방향 일방면에 배치되어 있다. 도체층 (21) 은, 제 1 단자 (23), 제 2 단자 (24) 및 배선 (도시 생략) 을 포함한다.

예를 들어, 도체층 (21) 은, 제 2 영역 (32) 에 배치되어 있다.

제 1 단자 (23) 는, 광학 소자 (5) 에 대응하여 형성된다. 요컨대, 제 1 단자 (23) 에는, 광학 소자 (5) 가 실장된다.

제 2 단자 (24) 는, 구동 소자 (6) 에 대응하여 형성된다. 요컨대, 제 2 단자 (24) 에는, 구동 소자 (6) 가 실장된다.

도시되지 않은 배선은, 제 1 단자 (23) 및 제 2 단자 (24) 를 연결한다. 또, 도시되지 않은 배선은, 외부 기판과 접속 가능한 전원 배선을 포함한다.

도체층 (21) 의 재료로는, 예를 들어, 구리 등의 도체를 들 수 있다. 도체층 (21) 의 두께는, 예를 들어, 3 ㎛ 이상이며, 또, 예를 들어, 20 ㎛ 이하이다.

커버 절연층 (22) 은, 베이스 절연층 (20) 의 두께 방향 일방면에 배치되어 있다. 커버 절연층 (22) 은, 제 1 영역 (31) 및 제 2 영역 (32) 에 걸쳐서 형성되어 있다. 커버 절연층 (22) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 두께 방향에 있어서, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 에 일치한다. 커버 절연층 (22) 은, 도시되지 않은 배선을 피복하는 한편, 제 1 단자 (23) 및 제 2 단자 (24) 를 노출한다. 구체적으로는, 커버 절연층 (22) 은, 도시되지 않은 배선의 두께 방향 일방면 및 둘레 측면과, 제 1 단자 (23) 의 둘레 측면과, 제 2 단자 (24) 의 둘레 측면과, 도체층 (21) 의 주위에 있어서의 베이스 절연층 (20) 의 두께 방향 일방면에 접촉한다. 커버 절연층 (22) 의 재료로는, 예를 들어, 폴리이미드 등의 수지를 들 수 있다. 커버 절연층 (22) 의 두께는, 예를 들어, 5 ㎛ 이상, 또, 예를 들어, 50 ㎛ 이하, 방열성의 관점에서, 바람직하게는, 40 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는, 30 ㎛ 이하이다.

전기 회로 기판 (11) 의 두께 T 는, 예를 들어, 25 ㎛ 이상, 바람직하게는, 50 ㎛ 이상이며, 또, 예를 들어, 200 ㎛ 이하, 바람직하게는, 100 ㎛ 이하이다.

광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 는, 모두, 광전기 혼재 기판 (4) 에 있어서의 제 2 영역 (32) 의 두께 방향 일방 측에 배치 (실장) 되어 있다.

광학 소자 (5) 는, 평면에서 볼 때, 관통공 (29) 과 겹치도록, 커버 절연층 (22) 의 두께 방향 일방 측에 배치되어 있다. 광학 소자 (5) 로는, 예를 들어, 전기를 광으로 변환하는 발광 소자를 들 수 있고, 구체적으로는, 면발광형 발광 다이오드 (VECSEL) 를 들 수 있다. 또, 광학 소자 (5) 로는, 예를 들어, 광을 전기로 변환하는 수광 소자를 들 수 있고, 구체적으로는, 포토다이오드 (PD) 등을 들 수 있다. 이들은, 단독 사용 또는 병용할 수 있다.

광학 소자 (5) 는, 단면에서 볼 때 직사각형상을 가지고 있고, 그 두께 방향 타방면에 있어서, 복수의 광학 범프 (25) 를 구비한다. 복수의 광학 범프 (25) 는, 두께 방향을 따라 연장되어 있고, 제 1 단자 (23) 와 두께 방향에 있어서 대향한다. 또, 광학 소자 (5) 는, 두께 방향 타방면에 있어서, 도시되지 않은 입출사구를, 복수의 광학 범프 (25) 사이에 갖는다. 입출사구는, 두께 방향으로 투영했을 때에, 관통공 (29) 과 겹친다.

구동 소자 (6) 는, 광학 소자 (5) 의 길이 방향 일방 측이고, 커버 절연층 (22) 의 두께 방향 일방 측에 인접 배치되어 있다. 구동 소자 (6) 는, 도체층 (21) 을 개재하여 구동 소자 (6) 와 전기적으로 접속되어 있다. 구동 소자 (6) 로는, 예를 들어, 구동 집적 회로, 임피던스 변환 증폭 회로 등을 들 수 있다. 이들은, 단독 사용 또는 병용할 수 있다. 구동 소자 (6) 는, 단면에서 볼 때 직사각형상을 가지고 있고, 그 두께 방향 타방면에 있어서, 복수의 구동 범프 (26) 를 구비한다. 복수의 구동 범프 (26) 는, 두께 방향을 따라 연장되어 있고, 제 2 단자 (24) 와 두께 방향에 있어서 대향한다. 구동 소자 (6) 는, 광학 소자 (5) 를 구동하거나, 광학 소자 (5) 로부터 전달되는 전기 신호를 조절한다. 그때, 본 실시형태에서는, 구동 소자 (6) 가 크게 발열하는 것은, 허용된다.

다음으로, 이 광전기 전송 복합 모듈 (1) 의 제조 방법을, 도 1 ∼ 도 2D 를 참조하여 설명한다.

도 2A 에 나타내는 바와 같이, 이 방법에서는, 먼저, 전기 회로 기판 (11) 을 제작한다. 예를 들어, 도시되지 않은 금속 시트를 준비하고, 그 두께 방향 일방 측에, 베이스 절연층 (20), 도체층 (21) 및 커버 절연층 (22) 을, 공지된 방법으로 순서대로 형성한다. 그 후, 도시되지 않은 금속 시트를 외형 가공하여, 금속 지지층 (19) 을 형성한다. 이로써, 금속 지지층 (19), 베이스 절연층 (20), 도체층 (21) 및 커버 절연층 (22) 을 구비하는 전기 회로 기판 (11) 을 제작한다.

도 2B 에 나타내는 바와 같이, 이 방법에서는, 이어서, 광 도파로 (10) 를, 제 2 영역 (32) 에 있어서의 전기 회로 기판 (11) 에 대해 만든다.

예를 들어, 언더클래드층 (13) 의 재료를 포함하는 감광성 수지 조성물을, 전기 회로 기판 (11) 의 두께 방향 타방면 전체면에 도포하여, 감광성 피막을 형성한다. 그 후, 감광성 피막을, 포토리소그래피하여, 언더클래드층 (13) 을 형성한다. 언더클래드층 (13) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 는, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 보다 길이 방향 타방 측에 위치한다.

계속해서, 코어층 (14) 의 재료를 포함하는 감광성 수지 조성물을, 언더클래드층 (13) 의 두께 방향 타방면, 및, 언더클래드층 (13) 으로부터 노출되는 전기 회로 기판 (11) (요컨대, 제 1 영역 (31) 에 있어서의 전기 회로 기판 (11)) 의 두께 방향 타방면에 도포하여, 감광성 피막을 형성한다. 그 후, 감광성 피막을, 포토리소그래피하여, 코어층 (14) 을 형성한다. 코어층 (14) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 는, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 보다 길이 방향 타방 측에 위치한다.

그 후, 오버클래드층 (15) 의 재료를 포함하는 감광성 수지 조성물을, 언더클래드층 (13) 및 코어층 (14) 의 두께 방향 타방면과, 언더클래드층 (13) 으로부터 노출되는 전기 회로 기판 (11) (요컨대, 제 1 영역 (31) 에 있어서의 전기 회로 기판 (11)) 의 두께 방향 타방면에 도포하여, 감광성 피막을 형성한다. 그 후, 감광성 피막을, 포토리소그래피하여, 오버클래드층 (15) 을 형성한다. 오버클래드층 (15) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 는, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 보다 길이 방향 타방 측에 위치한다.

계속해서, 코어층 (14) 의 길이 방향 일단부를 절단 가공하여, 미러 (16) 를 형성한다.

이로써, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 광 도파로 (10) 와, 전기 회로 기판 (11) 을 구비하는 광전기 혼재 기판 (4) 을 얻는다. 또한, 광전기 혼재 기판 (4) 은, 광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 를 아직 실장하고 있지 않고, 또, 케이싱 (2) 및 방열층 (3) 에 대해 배치되어 있지 않지만, 기판 단독으로 유통하여, 산업상 이용 가능한 디바이스이기도 하다.

계속해서, 도 2C 에 나타내는 바와 같이, 광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 를, 전기 회로 기판 (11) 에 실장한다. 예를 들어, 금 등으로 이루어지는 광학 범프 (25) 를, 제 1 단자 (23) 의 두께 방향 일방면에 배치하고, 예를 들어, 초음파 접합으로 접속한다. 이로써, 광학 소자 (5) 를 전기 회로 기판 (11) 에 실장한다. 또, 예를 들어, 금 등으로 이루어지는 구동 범프 (26) 를, 제 2 단자 (24) 의 두께 방향 일방면에 배치하고, 예를 들어, 초음파 접합으로 접속한다. 이로써, 구동 소자 (6) 를 전기 회로 기판 (11) 에 실장한다.

도 2D 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 별도, 제 1 벽 (7), 제 1 연결벽 (9), 도시되지 않은 제 2 연결벽 및 양 측벽을 준비한다. 계속해서, 제 1 벽 (7) 의 두께 방향 일방면에, 방열층 (3) 을 배치한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 계속해서, 방열층 (3) 의 두께 방향 일방면에 대해, 광전기 혼재 기판 (4) 을 가압한다. 이로써, 방열층 (3) 은, 수지를 함유하는 경우에는, 광전기 혼재 기판 (4) 의 두께 방향 타방면에 추종하고, 방열층 (3) 이, 제 1 영역 (31) 에 있어서의 전기 회로 기판 (11) (금속 지지층 (19)) 의 두께 방향 타방면과, 제 2 영역 (32) 에 있어서의 광 도파로 (10) 의 두께 방향 타방면에 접촉한다. 방열층 (3) 은, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단면에도 접촉한다.

단, 미러 (16) 를 구획하는 공간 (30) 이 확보될 정도로, 광전기 혼재 기판 (4) 을 방열층 (3) 에 가압한다.

그 후, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 벽 (8) 을, 제 1 연결벽 (9), 제 2 연결벽 (도시 생략) 및 양 측벽에 고정한다. 이로써, 케이싱 (2) 을 제작한다. 케이싱 (2) 은, 방열층 (3), 광전기 혼재 기판 (4), 광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 를 수용한다.

이로써, 케이싱 (2) 과, 방열층 (3) 과, 광전기 혼재 기판 (4) 과, 광학 소자 (5) 와, 구동 소자 (6) 를 구비하는 광전기 전송 복합 모듈 (1) 을 제조한다.

그리고, 이 광전기 전송 복합 모듈 (1) 에서는, 광학 소자 (5) 가 발광 소자를 포함하고, 구동 소자 (6) 가 구동 집적 회로를 포함하는 경우에는, 외부 기판으로부터 전원 배선을 개재하여 구동 소자 (6) 에 전원 전류가 입력되고, 구동 소자 (6) 가, 광학 소자 (5) 를 구동시킨다. 그러면, 광학 소자 (5) 로부터, 미러 (16) 를 향하여 광을 조사하고, 이러한 광이, 코어층 (14) 을 따라 길이 방향 타방 측을 향해 전송된다.

한편, 광학 소자 (5) 가 수광 소자를 포함하고, 구동 소자 (6) 가 임피던스 변환 증폭 회로를 포함하는 경우에는, 코어층 (14) 의 길이 방향 타단부로부터 전송된 광은, 미러 (16) 로부터 광학 소자 (5) 에 입사되고, 광학 소자 (5) 가 미약한 전기 신호를 생성한다. 그러면, 전기 신호는, 구동 소자 (6) 에 의해 조절되고, 외부 기판에 입력된다.

상기한 구동 소자 (6) 의 작동에 있어서, 구동 소자 (6) 가 발열해도, 열은, 제 1 영역 (31) 에 있어서의 전기 회로 기판 (11) 으로부터 방열층 (3) 을 개재하여 제 1 벽 (7) 으로 배출된다.

＜일 실시형태의 작용 효과＞

이 광전기 전송 복합 모듈 (1) 에 있어서의 광전기 혼재 기판 (4) 에서는, 전기 회로 기판 (11) 의 길이 방향 일단부에 실장되는 구동 소자 (6) 가 발열하면, 그 열이, 먼저, 전기 회로 기판 (11) 에 도달한다. 전기 회로 기판 (11) 은, 그 길이 방향 일단 가장자리 (17) 가, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다, 길이 방향 일방 측에 위치하므로, 열을, 광 도파로 (10) 를 개재시키지 않고, 두께 방향 타방 측으로 배출할 수 있다. 그 때문에, 광학 소자 (5) 의 기능이 저하하는 것을 억제할 수 있다.

또, 전기 회로 기판 (11) 이, 금속 지지층 (19) 을 포함하고, 이러한 금속 지지층 (19) 의 길이 방향 일단 가장자리 (17) 는, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다, 길이 방향 일방 측에 위치하므로, 구동 소자 (6) 로부터 금속 지지층 (19) 에 도달하는 열을, 광 도파로 (10) 를 개재시키지 않고, 두께 방향 타방 측으로 효율적으로 배출할 수 있다.

또한, 이 광전기 전송 복합 모듈 (1) 은, 방열층 (3) 을 구비하고, 이러한 방열층 (3) 은, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다 길이 방향 일방 측에 위치하는 전기 회로 기판 (11) 의 두께 방향 타방면에 접촉하므로, 방열층 (3) 에 의해, 구동 소자 (6) 로부터 전기 회로 기판 (11) 에 도달한 열을, 케이싱 (2) 의 제 1 벽 (7) 으로 효율적으로 배출할 수 있다.

또, 이 광전기 전송 복합 모듈 (1) 에서는, 금속 지지층 (19) 과 겹치는 제 2 영역 (32) 에는, 광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 가 실장되어 있고, 그 때문에, 광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 를, 금속 지지층 (19) 에 의해 확실하게 지지할 수 있다.

＜변형예＞

이하의 각 변형예에 있어서, 상기한 일 실시형태와 동일한 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다. 또, 일 실시형태 및 각 변형예를 적절히 조합할 수 있다. 또한, 각 변형예는, 특기하는 이외, 일 실시형태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 이 변형예의 광전기 전송 복합 모듈 (1) 에서는, 전기 회로 기판 (11) 은, 금속 지지층 (19) 을 구비하지 않는다. 요컨대, 전기 회로 기판 (11) 은, 베이스 절연층 (20), 도체층 (21) 및 커버 절연층 (22) 만을 구비한다.

전기 회로 기판 (11) 에 있어서의 두께 방향 가장 타방 측부는, 베이스 절연층 (20) 이다. 제 1 영역 (31) 에 있어서의 베이스 절연층 (20) 은, 방열층 (3) 에 접촉한다. 상세하게는, 광 도파로 (10) 의 길이 방향 일단 가장자리 (12) 보다 길이 방향 일방 측에 위치하는 베이스 절연층 (20) 의 두께 방향 타방면, 요컨대, 제 1 영역 (31) 에 있어서의 전기 회로 기판 (11) 의 두께 방향 타방면은, 방열층 (3) 의 두께 방향 일방면에 접촉한다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 이 변형예의 광전기 전송 복합 모듈 (1) 은, 방열층 (3) 을 구비하지 않는다. 요컨대, 광전기 전송 복합 모듈 (1) 은, 케이싱 (2), 광전기 혼재 기판 (4), 광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 만을 구비한다.

광전기 혼재 기판 (4) 의 두께 방향 타방면은, 케이싱 (2) 의 제 1 벽 (7) 과 두께 방향으로 간격이 두어진다. 또한, 광전기 혼재 기판 (4) 은, 그 폭 방향 양 단부의 일부가, 케이싱 (2) 에 있어서의 도시되지 않은 양 측벽에 의해, 지지되고 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 이 변형예의 광전기 전송 복합 모듈 (1) 은, 방열층 (3) 을 구비하지 않고, 또, 전기 회로 기판 (11) 은, 금속 지지층 (19) 을 구비하지 않는다. 광전기 전송 복합 모듈 (1) 이 방열층 (3) 을 구비하지 않는 구성은, 도 4 와 마찬가지이다. 전기 회로 기판 (11) 이 금속 지지층 (19) 을 구비하지 않는 구성은, 도 3 과 마찬가지이다.

또, 도시되지 않지만, 방열층 (3) 은, 제 1 영역 (31) 의 전기 회로 기판 (11) (바람직하게는, 금속 지지층 (19)) 에만 접촉해도 된다.

또, 도시되지 않지만, 전기 회로 기판 (11) 이 금속 지지층 (19) 을 구비하지 않고, 제 1 영역 (31) 에 있어서의 베이스 절연층 (20) 의 두께 방향 타방면이, 방열층 (3) 에 접촉해도 된다.

또, 도시되지 않지만, 광전기 전송 복합 모듈 (1) 이 프린트 배선판에 실장되어도 된다. 이 변형예에서는, 프린트 배선판은, 전기 회로 기판 (11) 의 두께 방향 일방면에 대향 배치되어 있다. 또한, 프린트 배선판에는, 두께 방향을 관통하는 개구부가 형성되어 있고, 이 개구부의 내측에, 광학 소자 (5) 및 구동 소자 (6) 가 수용되어 있다.

또한, 상기 발명은, 본 발명의 예시의 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는, 후기 청구 범위에 포함된다.

광전기 혼재 기판은, 광전 변환 모듈에 사용된다.

1 : 광전기 전송 복합 모듈
2 : 케이싱
3 : 방열층
4 : 광전기 혼재 기판
5 : 광학 소자
6 : 구동 소자
10 : 광 도파로
11 : 전기 회로 기판
12 : 길이 방향 일단 가장자리 (광 도파로)
17 : 길이 방향 일단 가장자리 (전기 회로 기판)
19 : 금속 지지층
23 : 제 1 단자
24 : 제 2 단자

Claims

길이 방향으로 연장되는 광 도파로와,
상기 광 도파로의 두께 방향 일방면에 배치되고, 상기 길이 방향으로 연장되는 전기 회로 기판으로서, 상기 전기 회로 기판의 두께 방향 일방면의 길이 방향 일단부에 배치되고, 광학 소자를 실장하기 위한 제 1 단자, 및, 상기 전기 회로 기판의 두께 방향 일방면의 길이 방향 일단부에 배치되고, 상기 광학 소자와 전기적으로 접속되는 구동 소자를 실장하기 위한 제 2 단자를 포함하는 상기 전기 회로 기판을 구비하고,
상기 전기 회로 기판의 길이 방향 일단 가장자리가, 상기 광 도파로의 길이 방향 일단 가장자리보다, 길이 방향 일방 측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 광전기 혼재 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 전기 회로 기판은, 상기 길이 방향 일단부에 있어서 금속 지지층을 포함하고,
상기 금속 지지층의 길이 방향 일단 가장자리는, 상기 광 도파로의 상기 길이 방향 일단 가장자리보다, 길이 방향 일방 측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 광전기 혼재 기판.
제 1 항에 기재된 광전기 혼재 기판과,
상기 광 도파로의 상기 길이 방향 일단 가장자리보다 길이 방향 일방 측에 위치하는 상기 전기 회로 기판의 두께 방향 타방면에 접촉하는 방열층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 광전기 전송 복합 모듈.
제 2 항에 기재된 광전기 혼재 기판과,
상기 광 도파로의 상기 길이 방향 일단 가장자리보다 길이 방향 일방 측에 위치하는 상기 전기 회로 기판의 두께 방향 타방면에 접촉하는 방열층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 광전기 전송 복합 모듈.