WO2012046801A1 - 光電気複合基板、回路基板装置および光電気複合デバイス - Google Patents

光電気複合基板、回路基板装置および光電気複合デバイス Download PDF

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electric
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board
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藤原　誠
公雄 守谷
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住友ベークライト株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Definitions

  • the present invention relates to an opto-electric composite substrate including an optical circuit substrate and an electric wiring substrate, a circuit board device including the opto-electric composite substrate, and an opto-electric composite device on which the optical element and the electric element are mounted.
  • Patent Document 1 discloses that an optical circuit board on which an optical waveguide is patterned and an electric wiring board on which an electric element is mounted are bonded to each other with a sheet-like adhesive, thereby providing an electric wiring with an optical waveguide.
  • Pattern formation refers to the formation of wiring that propagates a signal or power.
  • Pattern formation of an optical waveguide refers to the formation of a core for propagating an optical signal.
  • Pattern formation of a conductor layer Forming wiring for electric signal or power supply.
  • Patent Document 2 describes an optical transmission / reception module (photoelectric composite substrate) in which an electric wiring layer is formed on one main surface of a strip-shaped optical waveguide film, and this electric wiring layer is covered with a protective layer.
  • optical transmission / reception module optical transmission / reception units having electrode pads at both ends in the longitudinal direction are formed, and an intermediate portion in the longitudinal direction has a belt shape in which the optical waveguide core extends linearly.
  • Such a strip-shaped optoelectric composite substrate is used by being erected along an electric circuit substrate with a pair of optical connectors mounted on an electric circuit substrate (multilayer printed circuit board) as both ends.
  • the optical waveguide can be installed in a strip shape at a desired position with respect to the electric circuit board, there is no need to pattern the optical waveguide as in Patent Document 1. For this reason, a photoelectric composite device having a high degree of freedom in designing an optical circuit can be obtained.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and can provide an optical / electrical composite board and a circuit that can install an optical waveguide at a desired position of the electric circuit board and can increase the mounting efficiency of electric elements.
  • a substrate apparatus and a photoelectric composite device are provided.
  • An opto-electric composite board comprising an optical circuit board including an optical waveguide and an electric wiring board including a conductor layer and laminated on the optical circuit board, wherein the electric wiring board is more than the optical circuit board.
  • a photoelectric composite substrate comprising an extended portion formed to extend and a conductive portion provided in the extended portion.
  • the conductor layer is patterned to form a pad portion, and a through hole that electrically connects the pad portion and the surface of the electric wiring board on the side of the optical circuit board is provided as the conductive portion.
  • the photoelectric composite substrate according to any one of (1) to (7) above.
  • the anisotropic conductive film electrically connected to the conductor layer is attached to at least the extension portion of the surface of the electrical wiring board on the optical circuit board side.
  • the photoelectric composite substrate according to any one of the above.
  • An opto-electric composite substrate including an optical circuit substrate including an optical waveguide, and an electric wiring substrate including a conductor layer in which a pad portion is patterned and laminated on the optical circuit substrate, and an optical element or an electric element mounted
  • An electric circuit board, and the electric wiring board includes an extending part formed to extend from the optical circuit board, and the conductor layer and the electric circuit board are connected to the extending part.
  • a conductive portion is provided, the photoelectric composite substrate is locally mounted on the surface of the electric circuit substrate, and the photoelectric composite substrate and the electric circuit substrate are electrically connected, and the pad portion Constitutes at least a part of a mounting region of the optical element or the electric element.
  • the electric wiring board is a flexible wiring board, and the extending portion is bent so as to cover a side edge in the extending direction of the optical circuit board and is connected to the electric circuit board (10)
  • An opto-electric composite substrate including an optical circuit substrate including an optical waveguide, and an electric wiring substrate including a conductor layer in which a pad portion is patterned and laminated on the optical circuit substrate, and an optical element or an electric element mounted
  • An electrical circuit board, and the electrical wiring board includes an extension part formed to extend from the optical circuit board, and the conductor layer and the electrical circuit board are provided in the extension part.
  • a conductive portion to be connected is provided; the optoelectric composite substrate is locally mounted on a surface of the electric circuit substrate; the optoelectric composite substrate and the electric circuit substrate are electrically connected; and the pad A photoelectric composite device, wherein the optical element or the electric element is mounted on a portion.
  • the electric wiring board is a flexible wiring board, and the extension portion is bent so as to cover a side edge in the extending direction of the optical circuit board, and is connected to the electric circuit board.
  • the optical waveguide can be installed at an arbitrary position on the surface of the electric circuit substrate.
  • the optical waveguide does not cause a dead space in the element mounting region in the electric circuit board.
  • the dead space is an area where electrical wiring cannot be formed on the outermost surface of the photoelectric composite substrate. Since there is no electrical wiring, the element cannot be electrically connected to the electrical wiring even if the element is mounted. An area that cannot be mounted.
  • the various components of the present invention do not have to be individually independent, that a plurality of components are formed as one member, and one component is formed of a plurality of members. That a certain component is a part of another component, a part of a certain component overlaps a part of another component, and the like.
  • the optical waveguide can be installed at a desired position on the electric circuit board, and the mounting efficiency of the electric element can be increased.
  • 1 is a perspective view of a photoelectric composite substrate according to a first embodiment.
  • 1B is a sectional view taken along line BB in FIG. 1A.
  • FIG. It is CC sectional view taken on the line of FIG. 1A.
  • 1 is a perspective view of a circuit board device according to a first embodiment.
  • 1 is a perspective view of a photoelectric composite device according to a first embodiment.
  • It is sectional drawing of the circuit board apparatus concerning 1st embodiment.
  • 1 is a cross-sectional view of a photoelectric composite device according to a first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view of the photoelectric composite substrate 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • 1B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a perspective view of the circuit board device 16 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the photoelectric composite device 14 according to the present embodiment.
  • the optoelectric composite substrate 10 includes an optical circuit substrate 40 including an optical waveguide 42 and an electric wiring substrate 70 including a conductor layer 72 and stacked on the optical circuit substrate 40.
  • the electrical wiring substrate 70 includes an extended portion 74 formed so as to extend beyond the optical circuit substrate 40, and the extended portion 74 includes a conductor layer 72 and an optical and electrical circuit.
  • a conduction part 50 is provided for connecting the back side of the composite substrate 10. The conduction part 50 is preferably included in the intermediate part M in the extending direction of the electric wiring board 70.
  • the optical element 110 or the electric element 120 is attached to the conductor layer 72 of the photoelectric composite substrate 10. (Electric elements 121 to 124 in FIG. 3) can be mounted. Therefore, when the photoelectric composite substrate 10 is mounted on the electric circuit board 30, the dead space of the element mounting region 34 (FIG. 2) does not occur in the electric circuit board 30, and the photoelectric composite device 14 having high mounting efficiency. Can be realized.
  • the photoelectric composite substrate 10 and the electric circuit board 30 are collectively referred to as a circuit board device 16. That is, as shown in FIG. 2, the circuit board device 16 of the present embodiment includes the optoelectric composite board 10 and the electric circuit board 30 on which the optical element 110 or the electric element 120 is mounted. In the circuit board device 16 of the present embodiment, the optoelectric composite substrate 10 is locally mounted on the surface of the electric circuit substrate 30, and the back surface of the optoelectric composite substrate 10 and the electric circuit substrate 30 are electrically connected to each other.
  • a pad portion 76 formed by patterning the conductor layer 72 of the electric composite substrate 10 constitutes at least a part of the mounting region (element mounting region 34) of the optical element 110 or the electric element 120.
  • the optoelectric composite device 14 of the present embodiment includes the optoelectric composite substrate 10, the electric circuit substrate 30, and the optical element 110 or the electric element 120 as shown in FIG.
  • the photoelectric composite substrate 10 is locally mounted on the surface of the electric circuit substrate 30 so that the back surface of the photoelectric composite substrate 10 and the electric circuit substrate 30 are electrically connected.
  • the optical element 110 or the electric element 120 is mounted on a pad portion 76 formed by patterning the conductor layer 72 of the photoelectric composite substrate 10.
  • an electrical element 120 (electric element 121) is mounted on the surface of the photoelectric composite substrate 10.
  • the electric element 120 (electric element 122) is mounted across the plurality of photoelectric composite substrates 10.
  • the electric element 120 (electric element 123) is also mounted on the upper part of the intersection between the plurality of photoelectric composite substrates 10.
  • an electric element 120 (electric element 124) is mounted across the optoelectric composite substrate 10 and the electric circuit substrate 30.
  • the electrical wiring board 70 includes a conductive conductor layer 72 and a transparent adhesive layer 73 deposited on substantially the entire lower surface thereof.
  • the electrical wiring board 70 including the conductor layer 72 means that a conductive layer is formed on the entire surface or part of the electrical wiring board 70 by patterning.
  • the conductor layer 72 is made of a conductive material, for example, a metal material such as Cu, Ni, Al, Au, or Pt.
  • the conductor layer 72 may be formed by depositing a sheet-like metal material on the entire upper surface of the adhesive layer 73, or may include a pad portion 76 patterned in a desired shape.
  • the pad portion 76 may be formed inside the extending portion 74, or may be formed across the waveguide facing portion 78 and the extending portion 74. Furthermore, it may be formed over the entire width direction of the electric wiring board 70 (the left-right direction in FIG. 1C).
  • the extending portion 74 of the present embodiment is formed at least on the side with respect to the extending direction of the optical waveguide 42 (left-right direction in FIG. 1A). In the present embodiment, extending portions 74 are formed to extend on both sides in the extending direction of the optical waveguide 42 with the optical circuit board 40 as the center. However, instead of this embodiment, the extending part 74 may extend in various directions with respect to the optical circuit board 40, and may be formed on the entire circumference of the optical circuit board (see FIG. 8C).
  • the extending portion 74 refers to a partial region that protrudes like a bowl outward in the width direction from the optical circuit board 40.
  • the optical circuit board 40 is fixed to the electric circuit board 30 using the extending part 74, and the electric wiring board 70 and the electric circuit board 30 are electrically connected by the extending part 74.
  • a pad portion 76 is provided on the extending portion 74 to mount the optical element 110 and the electric element 120.
  • the optical circuit board 40 bonded to the lower surface of the electric wiring board 70 is a board in which the optical waveguide 42 is formed on a part or all of it.
  • the optical waveguide 42 has a linear core portion 42a and a sheath-like clad portion 42b surrounding the core portion 42a. For the sake of explanation, hatching is omitted with respect to the cross section of the core portion 42a.
  • the core part 42a and the clad part 42b have different light refractive indexes.
  • the optical circuit board 40 is an optical member that propagates light incident on the end portion or the intermediate portion of the core portion 42a while totally reflecting it at the interface between the core portion 42a and the clad portion 42b.
  • a plurality of core parts 42a may be provided and separated from each other by the clad part 42b.
  • the thickness of the optical waveguide 42 is preferably 15 to 200 ⁇ m, more preferably 30 to 100 ⁇ m.
  • the length direction of the optical waveguide 42, the core portion 42a, and the clad portion 42b refers to the left-right direction in FIG. 1B
  • the thickness direction refers to the up-down direction in FIG. .
  • the photoelectric composite substrate 10 of the present embodiment has a strip shape, and the longitudinal direction thereof coincides with the extending direction of the optical waveguide 42.
  • the longitudinal direction of the optical waveguide 42 may be the alignment direction of the core portions 42a (see FIG. 8E).
  • the width of the core part 42a is preferably 1 to 200 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, and even more preferably 10 to 60 ⁇ m.
  • the thickness of the core part 42a is preferably 5 to 100 ⁇ m, more preferably 25 to 80 ⁇ m.
  • the thickness of the cladding part 42b is preferably 3 to 50 ⁇ m, and more preferably 5 to 30 ⁇ m.
  • Each constituent material of the core part 42a and the clad part 42b is not particularly limited as long as it is a material that causes a difference in refractive index.
  • glass materials such as quartz glass and borosilicate glass can be selected and used.
  • the optical waveguide 42 is provided with an optical path conversion unit 44 at an end portion or an intermediate portion.
  • the optical path conversion unit 44 is an area in which light traveling in the plane of the optical circuit board 40 and light traveling in the crossing direction (typically in the plane perpendicular direction) with respect to the optical circuit board 40 are mutually converted. is there.
  • the optical path conversion unit 44 is generally provided with an optical path conversion mirror 46 having a reflecting surface inclined.
  • the optical path conversion mirror 46 is formed inside the optical path conversion section 44 of the optical waveguide 42, and has a refractive index different from that of the core section 42a on the inclined reflecting surface.
  • the optical path conversion mirror 46 of this embodiment can be formed by subjecting the optical waveguide 42 to laser processing or grinding processing.
  • a reflective film may be formed on the reflective surface (mirror surface) of the optical path conversion mirror 46 as necessary.
  • a metal film such as Au, Ag, or Al is used as the reflective film.
  • the optical path conversion mirror 46 is provided in the optical waveguide 42, and the conductor layer 72 is removed from the electric wiring substrate 70 in the local region including the optical path conversion mirror 46.
  • the longitudinal direction of the optoelectric composite substrate 10 may be a straight line shape (left-right direction in the figure) as shown in FIG. 1 or a curved line shape as shown in FIG.
  • the electrical wiring board 70 it is possible to pattern the electrical wiring board 70 to form a drive circuit for the optical element 110 and to mount the optical element 110 at a position on the electrical wiring board 70 above the optical path conversion mirror 46. .
  • the waveguide facing portion 78 of the electrical wiring substrate 70 in the photoelectric composite substrate 10 can be used as a mounting region for the optical element 110.
  • the pad portion 76 is formed on the conductor layer 72 corresponding to the upper surface of the electric wiring board 70, the optical element 110 and the electric element 120 can be mounted across the electric wiring board 70 and the electric circuit board 30. .
  • the optical element 110 examples include a light emitting element such as a surface emitting laser (VCSEL), a light receiving element such as a photodiode (PD, APD), and the like.
  • a light emitting element such as a surface emitting laser (VCSEL)
  • a light receiving element such as a photodiode (PD, APD)
  • various devices such as a semiconductor device such as an LSI or an IC, a resistor, a capacitor, or an inductor can be used in addition to the driving element of the optical element 110.
  • the drive element is a combination of an amplifier such as a transimpedance amplifier (TIA) or a limiting amplifier (LA) and a driver IC for control.
  • TIA transimpedance amplifier
  • LA limiting amplifier
  • a display portion (alignment mark 80) indicating the position of the optical path conversion mirror 46 is formed on the top surface of the optical circuit substrate 40 (the waveguide facing portion 78) excluding the extending portion 74 on the surface of the electrical wiring substrate 70. .
  • alignment mark 80 as an index, alignment adjustment between the optical path conversion mirror 46 facing the opening 32 from which the conductor layer 72 is removed and the optical element 110 mounted on the electrical wiring board 70 is performed. Can do.
  • the electric wiring board 70 may be a rigid board based on a hard material such as a glass epoxy board, or a flexible board based on a flexible film such as polyimide or polyester. Among these, the electric wiring board 70 of this embodiment is a flexible wiring board.
  • the substrate thickness is preferably 0.005 mm to 0.3 mm, more preferably 0.01 mm to 0.3 mm.
  • the thickness of the copper foil is preferably 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the dielectric constant is preferably 1.1 to 4.5, and more preferably 1.5 to 4.0.
  • the dielectric loss tangent is preferably 0.0001 to 0.04, and more preferably 0.0005 to 0.03.
  • the electric wiring board may be a double-sided board in which a conductor layer is formed on both sides of an insulating layer. In that case, an electrical circuit may be patterned on the conductor layer on the waveguide side. Further, a through hole that conducts the conductive layers on both sides may be provided regardless of whether or not a circuit is formed.
  • the extending portion 74 in the electric wiring board 70 so as to cover the side edge 41 of the optical circuit board 40 along the extending direction of the optical waveguide 42. Therefore, even when the optical circuit board 40 is placed on the surface of the electric circuit board 30, that is, in a state where the optical circuit board 40 protrudes from the surface of the electric circuit board 30, the photoelectric composite substrate is used by using the extending portion 74. 10 can be mounted on the electric circuit board 30.
  • the extending portions 74 may be provided only on one side in the width direction with respect to the waveguide facing portion 78, or the extending portions 74 may be formed on both sides as shown in FIG. Good. Moreover, the extending part 74 may be formed in a strip shape in the entire longitudinal direction of the electric wiring board 70 as shown in the figure, or may be intermittently formed at a plurality of locations in the longitudinal direction (see FIG. 8A). ).
  • the conductor layer 72 of this embodiment is patterned to form a pad portion 76, and the through hole 52 that electrically connects the pad portion 76 and the back surface of the optoelectric composite substrate 10 has a conducting portion. 50.
  • the pad portion 76 is connected to the wiring of the electric circuit board 30 by matching the pattern of the electric circuit board 30 with the through hole 52 of the photoelectric composite board 10.
  • a through hole 52 is formed for each of the plurality of pad portions 76.
  • the optical element 110 or the electric element 120 mounted on the pad portion 76 is connected to the wiring layer 36 (see FIG. 4) of the electric circuit board 30 through the through hole 52.
  • the intermediate portion M provided with the conductive portion 50 that connects the conductor layer 72 and the back surface of the optoelectric composite substrate 10 is a region excluding the end portions E on both sides of the electric wiring substrate 70, and the electric wiring. This is a length region having a predetermined spread including the center in the longitudinal direction of the substrate 70.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the intermediate portion M of the circuit board device 16 according to the present embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the photoelectric composite device 14.
  • the electrical wiring board 70 of the photoelectric composite substrate 10 is a flexible wiring board, and the extending portion 74 is bent so as to cover the side edge 41 in the extending direction of the optical circuit board 40 and is connected to the electrical circuit board 30. .
  • the electric circuit board 30 is a rigid board including the wiring layer 36.
  • the electric circuit board 30 is formed with a concave hole 37 extending from the surface on which the adhesive layer 73 is adhered to at least the wiring layer 36.
  • the recessed hole 37 and the through hole 52 communicate with each other. Thereby, the optical element 110 and the electric element 120 can be mounted on the wiring layer 36 through-holes.
  • the plurality of solder mounting portions 113 of the optical element 110 are individually joined to the plurality of pad portions 76.
  • the optical element 110 transmits and receives an optical signal to and from the core portion 42 a of the optical circuit board 40 through the light emitting and receiving unit 111.
  • the conductor layer 72 has an opening immediately below the light emitting / receiving unit 111, and light reflected by the optical path conversion mirror 46 (not shown in FIG. 4) passes through the conductor layer 72 toward the light emitting / receiving unit 111. .
  • This opening is filled with a resin filling portion 54.
  • an acrylic resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a silicone resin, or a norbornene resin can be used for the resin filling portion 54.
  • the resin filling portion 54 has light transparency (transparency).
  • the resin filling portion 54 is filled over the entire optical path from the core portion 42a to the light emitting / receiving portion 111.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a circuit board device 16 according to a first modification of the present embodiment.
  • an anisotropic conductive film (Anisotropic Conductive Film) 90 electrically connected to the conductor layer 72 of the electric wiring board 70 is attached to at least the back surface of the extension part 74 of the electric wiring board 70. It is characterized by being. That is, the circuit board device 16 according to the present embodiment includes the anisotropic conductive film 90 that joins the wiring layer 36 of the electric circuit board 30 and the conductor layer 72 of the electric wiring board 70 as the conductive portion 50. The wiring layer 36 of the electric circuit board 30 is exposed and patterned on the surface of the electric circuit board 30.
  • the anisotropic conductive film 90 is attached to the back surface of the extension portion 74, so that the extension portion 74 is pressed against the electric circuit substrate 30, so that the back surface of the electrical wiring substrate 70 is electrically connected.
  • the pattern of the circuit board 30 is electrically connected.
  • An anisotropic conductive film is a thin layer in which a conductive filler is dispersed in an insulating resin, and only a pressurized local region conducts in a perpendicular direction. For this reason, the conductor layer 72 is electrically connected to this pattern by pressing the extended portion 74 folded back along the side edge 41 of the optical circuit board 40 against the pattern of the wiring layer 36.
  • the photoelectric composite substrate 10 of the present modification uses the anisotropic conductive film 90 and does not exclude the further formation of the through holes 52 penetrating the electric wiring substrate 70 and the anisotropic conductive film 90. Absent.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the photoelectric composite device 14 according to the second modification of the present embodiment.
  • the mounting area (element mounting area 34) of the optical element 110 or the electric element 120 is configured to extend over the pad portion 76 of the electric wiring board 70 and the electric circuit board 30. .
  • the electrical wiring board 70 of the photoelectric composite board 10 is a flexible wiring board, and the extending portion 74 covers the side edge 41 in the extending direction of the optical circuit board 40.
  • the optical element 110 or the electric element 120 is mounted across the side edge 41 of the optical circuit board 40.
  • the mounting area (element mounting area 34) of the optical element 110 or the electric element 120 can be set at a desired position without distinguishing between the electric circuit board 30 and the optoelectric composite board 10, and the degree of freedom of arrangement of elements can be set. It can be said that the high circuit board device 16 is realized.
  • solder mounting portions 113 and 114 of the electric element 120 have different heights.
  • One solder mounting portion 113 is mounted on the wiring layer 36 exposed on the surface of the electric circuit board 30, and the other solder mounting portion 114 is mounted on the conductor layer 72 in the waveguide facing portion 78 of the electric wiring substrate 70. Yes.
  • the solder mounting portion 114 is located higher than the solder mounting portion 113 from the electric circuit board 30, the diameters of the solder mounting portions 113 and 114 are made different so that the electric element 120 is placed horizontally with respect to the electric circuit board 30. It is installed.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the circuit board device 16 according to the present embodiment
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the circuit board device 16 according to the modification.
  • the wiring layers 36 of the electric circuit board 30 are not shown.
  • the circuit board device 16 of the present embodiment is characterized in that a recess 38 into which the optical circuit board 40 can be fitted is formed in the electric circuit board 30. Thereby, the waveguide facing portion 78 and the extending portion 74 can be brought into close contact with the surface of the electric circuit substrate 30 without bending the extending portion 74 of the electric wiring board 70.
  • the width dimension of the recess 38 (the horizontal dimension in FIG. 7) is larger than the width dimension of the optical circuit board 40, and the depth dimension of the recess 38 is equal to or greater than the thickness dimension of the optical circuit board 40.
  • the circuit board device 16 shown in FIG. 7A includes a through hole 52 as the conductive portion 50, as in the first embodiment.
  • the circuit board device 16 shown in FIG. 7B is different from the second embodiment in that an anisotropic conductive film 90 is provided as the conductive portion 50.
  • the circuit board device 16 of the present embodiment no step occurs in the electric wiring board 70 even in the vicinity of the side edge 41 of the optical circuit board 40.
  • the element mounting region 34 of the element 120 can be secured in a plane over the entire surface of the electric wiring board 70. Further, since the thickness of the electric wiring board 70 is very small, the level difference between the surface of the conductor layer 72 and the surface of the electric circuit board 30 is also small. For this reason, the element mounting area 34 can be secured so as to extend over the electric circuit board 30 and the photoelectric composite board 10, or the element mounting area 34 can be secured across the photoelectric composite board 10. As a result, as shown in FIG. 3, the optical waveguide 42 formed by the optoelectric composite substrate 10 and the optical element 110 and the electric element 120 can be mounted so as to overlap each other over substantially the entire surface of the electric circuit board 30. Is possible.
  • FIGS. 8A to 8E are bottom views of the photoelectric composite substrate 10 according to the third to seventh embodiments as viewed from the optical circuit board 40 side.
  • the photoelectric composite substrate 10 according to the third embodiment shown in FIG. 8A has a plurality of extending portions 74 extending in a fin shape on both sides of the optical circuit substrate 40 and extending in the longitudinal direction of the photoelectric composite substrate 10. They are arranged intermittently (in the left-right direction in the figure). Optical path conversion mirrors 46 are provided at both ends in the longitudinal direction of the optical circuit board 40.
  • the electric wiring board 70 is joined to the electric circuit board 30 (see FIG. 3 and the like) by individually bending a large number of fin-like extending portions 74. Thereby, the optoelectric composite substrate 10 can be mounted on the electric circuit board 30 without the optical element 110 or the electric element 120 mounted on the electric circuit board 30 interfering with the extending portion 74.
  • the photoelectric composite substrate 10 of the fourth embodiment shown in FIG. 8B is provided with extending portions 74 at both ends in the longitudinal direction of the optical circuit board 40.
  • the direction in which the extending portion 74 extends is not limited to the side in the longitudinal direction of the optical circuit substrate 40.
  • the extending portion 74 of the electric wiring board 70 can be used as the element mounting region 34 of the optical element 110 mounted above the optical path conversion mirror 46. As a result, even if the optical path conversion mirror 46 is arranged at the longitudinal end of the optical circuit board 40 or in the very vicinity thereof, the element mounting region 34 of the optical element 110 that transmits and receives light to and from the optical path conversion mirror 46 is insufficient. There is no.
  • the extending portion 74 is formed on the entire circumference including the side of the optical circuit substrate 40. That is, the extending portions 74 of the present embodiment are provided so as to protrude from the four sides of the rectangular (band-like) optical circuit board 40, respectively. Further, in the photoelectric composite substrate 10 of the present embodiment, the four corners protruding from the optical circuit substrate 40 are connected to form a circular extending portion 74. Thereby, the optoelectric composite substrate 10 can be stably attached to the electric circuit substrate 30 over the entire circumference regardless of the aspect ratio of the optical circuit substrate 40.
  • a large number of core portions 42a are arranged side by side, and the width of the optical circuit substrate 40 is larger than the individual length of the optical waveguide 42 (core portion 42a). It is characterized by being larger.
  • the longitudinal direction of the photoelectric composite substrate 10 coincides with the alignment direction of the core portions 42a.
  • the extending portion 74 protrudes and extends in the extending direction of the optical waveguide 42 along the longitudinal direction of the photoelectric composite substrate 10.
  • an extending portion 74 prepared in advance in a narrow band shape is attached to the main surface of the optical circuit substrate 40 with, for example, an adhesive. It is characterized by being integrated. That is, the electrical wiring board 70 of the present embodiment may be composed of a single member as in the first to sixth embodiments, or may be composed of a plurality of members as in the present embodiment.
  • the strip-like extension portions 74 are provided on both sides along the extending direction of the optical waveguide 42, that is, along the opposing long sides of the optical circuit board 40, and approximately half of the width dimension is provided in the optical circuit. It protrudes from the board
  • the extension part 74 is provided at an arbitrary position with respect to the optical circuit board 40 and the element mounting region 34. (See FIG. 2). In the case of the present embodiment, it is not necessary to provide the opening 32 (see FIG. 1A) by attaching the extending portion 74 while avoiding the upper portion of the optical path conversion mirror 46.
  • the photoelectric composite substrate 10 and the photoelectric composite device 14 of the present invention can form the extending portion 74 at a desired position and shape with respect to the optical waveguide 42 having an arbitrary shape.

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Abstract

　光電気複合基板（１０）は、光導波路（４２）を備える光回路基板（４０）と、導体層（７２）を含み光回路基板（４０）に積層された電気配線基板（７０）と、を備える。光電気複合基板（１０）は、電気配線基板（７０）が、光導波路（４２）の延在方向に対する側方に光回路基板（４０）よりも延出して形成された延出部（７４）を備えるとともに、電気配線基板（７０）の延在方向の中間部（Ｍ）に導体層（７２）と光電気複合基板（１０）の裏面とを接続する導通部（５０）が設けられている。

Description

光電気複合基板、回路基板装置および光電気複合デバイス
　本発明は、光回路基板と電気配線基板とを備える光電気複合基板、これと電気回路基板とを含む回路基板装置、および光素子および電気素子が搭載された光電気複合デバイスに関する。
　この種の技術に関し、特許文献１には、光導波路がパターン形成された光回路基板と電気素子が搭載される電気配線基板とをシート状の接着剤により全面接着して、光導波路つきの電気配線板を作製する光電気複合基板の製造方法が記載されている。なお、パターン形成（パターニング）とは、信号もしくは電力を伝搬する配線の形成をいい、光導波路のパターン形成は光信号を伝搬するためのコア部の形成のことをいい、導体層のパターン形成は電気信号もしくは電力供給のための配線を形成することをいう。
　特許文献２には、帯状の光導波路フィルムの一方の主面に電気配線層を形成して、この電気配線層を保護層で覆った光送受信モジュール（光電気複合基板）が記載されている。この光送受信モジュールは、長手方向の両端に電極パッドを備える光送受信部が形成され、長手方向の中間部は光導波路コアが直線的に延在する帯状をなしている。このような帯状の光電気複合基板は、電気回路基板（多層プリント基板）に実装された一対の光コネクタを両端として電気回路基板に沿って架設して用いられる。この場合、電気回路基板に対して所望の位置に帯状に光導波路を設置することができるため、特許文献１のように光導波路を予めパターン形成しておく必要がない。このため、光回路の設計自由度が高い光電気複合デバイスを得ることができる。
特開２００９－５８９２３号公報 特開２０１０－４９２２５号公報
　しかしながら、特許文献２に例示されるこれまでの光電気複合基板を電気回路基板に表面実装した場合、光導波路を避けて電気素子を実装する必要があるため、電気素子の実装効率が低下するという問題が生じる。
　本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、電気回路基板の所望位置に光導波路を設置することができるとともに、電気素子の実装効率を高めることのできる光電気複合基板、回路基板装置および光電気複合デバイスを提供する。
　上記目的は、下記（１）～（１４）の本発明により達成される。
　（１）光導波路を備える光回路基板と、導体層を含み前記光回路基板に積層された電気配線基板と、を備える光電気複合基板であって、前記電気配線基板が、前記光回路基板よりも延出して形成された延出部を備えるとともに、前記延出部に導通部が設けられていることを特徴とする光電気複合基板。
　（２）前記導通部が、前記導体層と前記電気配線基板の光回路基板側の面とを電気接続する上記（１）に記載の光電気複合基板。
　（３）前記延出部が、前記光導波路の延在方向に対する少なくとも側方に形成されている上記（１）または（２）に記載の光電気複合基板。
　（４）前記延出部が、前記光回路基板の全周に形成されている上記（３）に記載の光電気複合基板。
　（５）前記光導波路に光路変換ミラーが設けられており、前記電気配線基板は前記光路変換ミラーを含む局所領域について前記導体層が除去されていることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
　（６）前記電気配線基板の表面のうち前記延出部を除く前記光回路基板の上部に、前記光路変換ミラーの位置を示す表示部が形成されている上記（５）に記載の光電気複合基板。
　（７）前記電気配線基板がフレキシブル配線基板である上記（１）から（６）のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
　（８）前記導体層はパターニングされてパッド部が形成されているとともに、前記パッド部と前記電気配線基板の光回路基板側の面とを電気接続するスルーホールが前記導通部として設けられている上記（１）から（７）のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
　（９）前記導体層と電気接続された異方性導電フィルムが、前記電気配線基板の光回路基板側の面のうち少なくとも前記延出部に被着されている上記（１）から（８）のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
　（１０）光導波路を備える光回路基板と、パッド部がパターニングされた導体層を含み前記光回路基板に積層された電気配線基板と、を備える光電気複合基板と、光素子または電気素子が搭載される電気回路基板と、有し、前記電気配線基板は、前記光回路基板よりも延出して形成された延出部を備え、前記延出部に前記導体層と前記電気回路基板とを接続する導通部が設けられ、前記光電気複合基板が前記電気回路基板の表面に局所的に装着されて前記光電気複合基板と前記電気回路基板とが電気的に接続されているとともに、前記パッド部が前記光素子または前記電気素子の搭載領域の少なくとも一部を構成していることを特徴とする回路基板装置。
　（１１）前記電気配線基板がフレキシブル配線基板であり、前記延出部が前記光回路基板の延在方向の側縁を覆うように折り曲げられて前記電気回路基板と接続されている上記（１０）に記載の回路基板装置。
　（１２）前記搭載領域が、前記パッド部と前記電気回路基板とに亘って構成されている上記（１０）または（１１）に記載の回路基板装置。
　（１３）光導波路を備える光回路基板と、パッド部がパターニングされた導体層を含み前記光回路基板に積層された電気配線基板と、を備える光電気複合基板と、光素子または電気素子が搭載された電気回路基板と、を有し、前記電気配線基板は、前記光回路基板よりも延出して形成された延出部を備え、前記延出部に前記導体層と前記電気回路基板とを接続する導通部が設けられ、前記光電気複合基板が前記電気回路基板の表面に局所的に装着されて前記光電気複合基板と前記電気回路基板とが電気的に接続されているとともに、前記パッド部に前記光素子または前記電気素子が搭載されていることを特徴とする光電気複合デバイス。
　（１４）前記電気配線基板がフレキシブル配線基板であり、前記延出部が前記光回路基板の延在方向の側縁を覆うように折り曲げられて前記電気回路基板と接続され、前記光素子または前記電気素子が、前記側縁をまたいで搭載されていることを特徴とする上記（１３）に記載の光電気複合デバイス。
　上記発明によれば、延出部を用いて光電気複合基板を電気回路基板に装着して固定することができるため、電気回路基板の表面の任意位置に光導波路を設置することができる。このとき、光電気複合基板のパッド部に光素子または電気素子を搭載することができるため、光導波路によって電気回路基板に素子搭載領域のデッドスペースが生じることがない。なお、デッドスペースとは、光電気複合基板最表面に電気配線を形成することができない領域で、電気配線がないため素子を搭載しても素子と電気配線の電気的接続ができず、実質素子を搭載できない領域をいう。
　なお、本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
　本発明によれば、電気回路基板の所望位置に光導波路を設置することができるとともに、電気素子の実装効率を高めることができる。
第一実施形態にかかる光電気複合基板の斜視図である。 図１ＡのＢ－Ｂ線断面図である。 図１ＡのＣ－Ｃ線断面図である。 第一実施形態にかかる回路基板装置の斜視図である。 第一実施形態にかかる光電気複合デバイスの斜視図である。 第一実施形態にかかる回路基板装置の断面図である。 第一実施形態にかかる光電気複合デバイスの断面図である。 第一変形例にかかる回路基板装置の断面図である。 第二変形例にかかる光電気複合デバイスの断面図である。 第二実施形態にかかる回路基板装置の断面図である。 第二実施形態の変形例にかかる回路基板装置の断面図である。 第三実施形態にかかる光電気複合基板の下面図である。 第四実施形態にかかる光電気複合基板の下面図である。 第五実施形態にかかる光電気複合基板の下面図である。 第六実施形態にかかる光電気複合基板の下面図である。 第七実施形態にかかる光電気複合基板の下面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれらの例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
　なお、本実施形態では上下方向を規定して説明するが、これは構成要素の相対関係を説明するために便宜的に規定するものであり、本実施形態にかかる製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
＜第一実施形態＞
　図１Ａは本発明の第一実施形態にかかる光電気複合基板１０の斜視図である。図１Ｂは図１ＡのＢ－Ｂ線断面図であり、図１Ｃは図１ＡのＣ－Ｃ線断面図である。図２は本実施形態にかかる回路基板装置１６の斜視図である。図３は本実施形態にかかる光電気複合デバイス１４の斜視図である。
　はじめに、本実施形態の光電気複合基板１０、回路基板装置１６および光電気複合デバイス１４の概要について説明する。
　光電気複合基板１０は、図１に示すように、光導波路４２を備える光回路基板４０と、導体層７２を含み光回路基板４０に積層された電気配線基板７０と、を備える。本実施形態の光電気複合基板１０は、電気配線基板７０が、光回路基板４０よりも延出して形成された延出部７４を備えるとともに、延出部７４には、導体層７２と光電気複合基板１０の裏面側とを接続する導通部５０が設けられている。なお、導通部５０は電気配線基板７０の延在方向の中間部Ｍに含まれていることが好ましい。
　かかる構成によれば、延出部７４を用いて光電気複合基板１０を電気回路基板３０に装着して固定した場合にも、光電気複合基板１０の導体層７２に光素子１１０または電気素子１２０（図３では電気素子１２１～１２４）を搭載することができる。よって、電気回路基板３０にこの光電気複合基板１０を装着した場合に、電気回路基板３０に素子搭載領域３４（図２）のデッドスペースが生じることがなく、実装効率の高い光電気複合デバイス１４を実現することができる。
　光電気複合基板１０と電気回路基板３０とをあわせて回路基板装置１６と総称する。
　すなわち、本実施形態の回路基板装置１６は、図２に示すように、上記の光電気複合基板１０と、光素子１１０または電気素子１２０が搭載される電気回路基板３０と、を含む。本実施形態の回路基板装置１６は、光電気複合基板１０が電気回路基板３０の表面に局所的に装着されて光電気複合基板１０の裏面と電気回路基板３０とが電気的に接続され、光電気複合基板１０の導体層７２がパターニングされてなるパッド部７６が、光素子１１０または電気素子１２０の搭載領域（素子搭載領域３４）の少なくとも一部を構成している。
　さらに、回路基板装置１６に光素子１１０または電気素子１２０を搭載したものを光電気複合デバイス１４と総称する。
　すなわち、本実施形態の光電気複合デバイス１４は、図３に示すように、上記の光電気複合基板１０と、電気回路基板３０と、光素子１１０または電気素子１２０と、を含む。本実施形態の光電気複合デバイス１４は、光電気複合基板１０が電気回路基板３０の表面に局所的に装着されて光電気複合基板１０の裏面と電気回路基板３０とが電気的に接続され、光電気複合基板１０の導体層７２がパターニングされてなるパッド部７６に光素子１１０または電気素子１２０が搭載されていることを特徴とする。
　図３に示すように、本実施形態の光電気複合デバイス１４においては、光電気複合基板１０の表面に電気素子１２０（電気素子１２１）が搭載されている。また、複数の光電気複合基板１０にまたがって電気素子１２０（電気素子１２２）が搭載されている。また、複数本の光電気複合基板１０同士の交差部の上部にも電気素子１２０（電気素子１２３）が搭載されている。さらに、光電気複合基板１０と電気回路基板３０とに亘って、電気素子１２０（電気素子１２４）が搭載されている。
　次に、本実施形態の光電気複合基板１０、回路基板装置１６および光電気複合デバイス１４について詳細に説明する。
　図１に戻り、電気配線基板７０は、導電性の導体層７２と、その下面の略全面に被着された透明の粘着層７３とを含む。電気配線基板７０が導体層７２を含むとは、電気配線基板７０の表面または内部に導電性の層が、全面に、または部分的にパターニングされて形成されていることを意味する。導体層７２は、導電性材料、たとえばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属材料からなる。導体層７２は、シート状の金属材料を粘着層７３の上面の全面に被着したものでもよく、または所望の形状にパターン形成されたパッド部７６を備えていてもよい。パッド部７６は、延出部７４の内部に形成されてもよく、または導波路対向部７８と延出部７４とに亘って形成されていてもよい。さらに、電気配線基板７０の幅方向（図１Ｃにおける左右方向）の全体に亘って形成されていてもよい。
　本実施形態の延出部７４は、光導波路４２の延在方向（図１Ａにおける左右方向）に対する少なくとも側方に形成されている。本実施形態では、光回路基板４０を中心として光導波路４２の延在方向の両側方に延出部７４が延出して形成されている。ただし、本実施形態に代えて、延出部７４を光回路基板４０に対して種々の方向に延在させてよく、光回路基板の全周に形成してもよい（図８Ｃを参照）。
　延出部７４は、光回路基板４０よりも幅方向の外側に庇状に突出した部分領域をいう。本実施形態では、延出部７４を用いて光回路基板４０を電気回路基板３０に固定するとともに、延出部７４にて電気配線基板７０と電気回路基板３０とを電気的に接続する。さらに、延出部７４にパッド部７６を設けて光素子１１０や電気素子１２０を実装する。
　電気配線基板７０の下面に接合される光回路基板４０は、その一部または全部に光導波路４２が形成された基板である。光導波路４２は、線状のコア部４２ａと、コア部４２ａの周囲を囲む鞘状のクラッド部４２ｂとを有している。説明のため、コア部４２ａの断面に関してはハッチングを省略している。コア部４２ａとクラッド部４２ｂとは、互いに光の屈折率が異なる。光回路基板４０は、コア部４２ａの端部または中間部に入射された光を、コア部４２ａとクラッド部４２ｂとの界面で全反射させながら伝搬する光学部材である。コア部４２ａを複数本設けて、互いにクラッド部４２ｂで隔離してもよい。光導波路４２の厚さは、１５～２００μｍが好ましく、３０～１００μｍがより好ましい。
　本実施形態において光導波路４２、コア部４２ａおよびクラッド部４２ｂの長さ方向とは図１Ｂの左右方向をいい、これらの厚み方向は同図の上下方向、幅方向は図１Ｃの左右方向をいう。本実施形態の光電気複合基板１０は帯状をなし、その長手方向と光導波路４２の延在方向とは一致している。ただし、本実施形態に代えて、多数のコア部４２ａを備える光導波路４２の場合、光導波路４２の長手方向がコア部４２ａの並び方向となる場合がある（図８Ｅを参照）。
　コア部４２ａの幅寸法は１～２００μｍが好ましく、５～１００μｍがより好ましく、１０～６０μｍがさらに好ましい。コア部４２ａの厚み寸法は、５～１００μｍが好ましく、２５～８０μｍがより好ましい。一方、クラッド部４２ｂの厚みは３～５０μｍが好ましく、５～３０μｍがより好ましい。
　コア部４２ａとクラッド部４２ｂの各構成材料は、屈折率差が生じる材料であれば特に限定されない。具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料を選択して用いることができる。
　光導波路４２には、端部または中間部に光路変換部４４が設けられている。光路変換部４４は、光回路基板４０の平面内を進行する光と、光回路基板４０に対して交差方向（代表的には面直方向）に進行する光とが相互に変換される領域である。光路変換部４４には、反射面が傾斜した光路変換ミラー４６が配置されることが一般的である。
　光路変換ミラー４６は、光導波路４２の光路変換部４４の内部に形成されて、傾斜した反射面における屈折率がコア部４２ａと異なる。本実施形態の光路変換ミラー４６は、光導波路４２にレーザ加工または研削加工等を施すことにより形成することができる。なお、光路変換ミラー４６の反射面（ミラー面）には、必要に応じて反射膜を成膜してもよい。反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が用いられる。
　本実施形態の光電気複合基板１０においては、光導波路４２に光路変換ミラー４６が設けられており、電気配線基板７０は光路変換ミラー４６を含む局所領域について導体層７２が除去されている。
　これにより、光電気複合基板１０の長手方向の両側の端部Ｅには開口部３２が形成されていて、光回路基板４０の光路変換ミラー４６が光学的に観察可能である。ここで、光電気複合基板１０の長手方向とは、図１に示すように直線状（同図の左右方向）である場合のほか、図２に示すように曲線状でもよい。
　かかる構成によれば、電気配線基板７０をパターニングして光素子１１０の駆動回路とするとともに、電気配線基板７０のうち光路変換ミラー４６の上部にあたる位置に光素子１１０を搭載することが可能である。これにより、光電気複合基板１０のうち電気配線基板７０の導波路対向部７８を光素子１１０の搭載領域として活用することができる。また、電気配線基板７０の上面にあたる導体層７２にパッド部７６が形成されていることにより、電気配線基板７０と電気回路基板３０とに亘って光素子１１０および電気素子１２０を搭載することができる。
　光素子１１０としては、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの発光素子や、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）などの受光素子等が例示される。
　電気素子１２０としては、光素子１１０の駆動素子のほか、ＬＳＩやＩＣなどの半導体装置、抵抗器、コンデンサ、インダクタなど各種を用いることができる。駆動素子は、一例として、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）やリミッティングアンプ（ＬＡ）などの増幅器と制御用のドライバＩＣとを組み合わせてなる。
　電気配線基板７０の表面のうち延出部７４を除く光回路基板４０の上部（導波路対向部７８）には、光路変換ミラー４６の位置を示す表示部（アライメントマーク８０）が形成されている。
　これにより、表示部（アライメントマーク８０）を指標として、導体層７２が除去された開口部３２から臨む光路変換ミラー４６と、電気配線基板７０に搭載される光素子１１０とのアライメント調整をすることができる。
　電気配線基板７０は、ガラスエポキシ基板などの硬質材料を基材とするリジッド基板でもよく、またはポリイミドやポリエステルなどの可撓性フィルムを基材とするフレキシブル基板でもよい。このうち、本実施形態の電気配線基板７０は、フレキシブル配線基板である。フレキシブル配線板の具体的な構成と特性は、基板厚みは０．００５ｍｍ～０．３ｍｍが好ましく、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍはより好ましい。銅箔厚みは０．１μｍ～５０μｍが好ましく、０．５μｍ～３０μｍはより好ましい。誘電率は１．１～４．５が好ましく、１．５～４．０はより好ましい。誘電正接は０．０００１～０．０４が好ましく、０．０００５～０．０３はより好ましい。また電気配線板は導体層が絶縁層の両面に形成された両面板でもよい。その場合、導波路側の導体層は電気回路がパターニングされていてもよい。また回路形成の有無にかかわらず、両面の導体層の導通をとるスルーホールが設けられていてもよい。
　これにより、電気配線基板７０における延出部７４を光導波路４２の延在方向に沿って、光回路基板４０の側縁４１を覆うように折り曲げることが可能である。このため、光回路基板４０を電気回路基板３０の表面に載置した状態で、すなわち光回路基板４０が電気回路基板３０の表面に突出した状態でも、延出部７４を用いて光電気複合基板１０を電気回路基板３０に装着することができる。
　本実施形態においては、導波路対向部７８に対して幅方向の一方側のみに延出部７４を設けてもよく、または図１に示すように両側に延出部７４をそれぞれ形成してもよい。また、延出部７４は、図示のように電気配線基板７０の長手方向の全体に帯状に形成してもよく、または長手方向の複数箇所に間欠的に形成してもよい（図８Ａを参照）。
　図１Ａに示すように、本実施形態の導体層７２はパターニングされてパッド部７６が形成されているとともに、パッド部７６と光電気複合基板１０の裏面とを電気接続するスルーホール５２が導通部５０として設けられている。
　これにより、電気回路基板３０のパターンと光電気複合基板１０のスルーホール５２とを合わせることでパッド部７６が電気回路基板３０の配線と接続される。
　本実施形態では、複数のパッド部７６のそれぞれに対してスルーホール５２が形成されている。パッド部７６に搭載された光素子１１０または電気素子１２０は、スルーホール５２を通じて電気回路基板３０の配線層３６（図４を参照）に接続される。
　本実施形態において、導体層７２と光電気複合基板１０の裏面とを接続する導通部５０が設けられる中間部Ｍとは、電気配線基板７０の両側の端部Ｅを除く領域であり、電気配線基板７０の長手方向の中央を含む所定の広がりをもつ長さ領域である。
　図４Ａは本実施形態にかかる回路基板装置１６の中間部Ｍに関する横断面図であり、図４Ｂは光電気複合デバイス１４の断面図である。
　光電気複合基板１０の電気配線基板７０はフレキシブル配線基板であり、延出部７４は光回路基板４０の延在方向の側縁４１を覆うように折り曲げられて電気回路基板３０と接続されている。
　電気回路基板３０は配線層３６を含むリジッド基板である。電気回路基板３０には、粘着層７３が被着される表面から少なくとも配線層３６まで至る凹穴３７が形成されている。凹穴３７とスルーホール５２とは互いに連通している。これにより、光素子１１０や電気素子１２０を配線層３６にスルーホール実装することが可能である。
　図４Ｂに示すように、光素子１１０の複数のハンダ実装部１１３は、複数のパッド部７６に個別に接合されている。光素子１１０は、受発光部１１１を通じて光回路基板４０のコア部４２ａとの間で光信号の授受を行う。
　導体層７２は、受発光部１１１の直下において開口が形成されており、光路変換ミラー４６（図４には図示せず）で反射した光が受発光部１１１に向かって導体層７２を通過する。この開口には樹脂充填部５４が充填されている。樹脂充填部５４は、たとえば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂またはノルボルネン系樹脂を用いることができる。樹脂充填部５４は光透過性（透明性）を有する。樹脂充填部５４は、コア部４２ａから受発光部１１１に至る光路の全体に亘って充填されている。これにより、本実施形態の光電気複合デバイス１４においては、光回路基板４０の上部に光素子１１０を搭載することができるため、光電気複合基板１０における素子の高い実装効率が実現される。
　なお本実施形態については種々の変形を許容する。
　図５は、本実施形態の第一変形例にかかる回路基板装置１６の断面図である。
　本変形例の回路基板装置１６は、電気配線基板７０の導体層７２と電気接続された異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film）９０が電気配線基板７０の少なくとも延出部７４の裏面に被着されていることを特徴とする。すなわち、本実施形態の回路基板装置１６は、導通部５０として、電気回路基板３０の配線層３６と電気配線基板７０の導体層７２とを接合する異方性導電フィルム９０を備えている。電気回路基板３０の配線層３６は、電気回路基板３０の表面に露出してパターニングされている。
　本変形例は、異方性導電フィルム９０が延出部７４の裏面に被着されていることにより、延出部７４を電気回路基板３０に圧接することで、電気配線基板７０の裏面と電気回路基板３０のパターンとが電気接続される。
　異方性導電フィルムは、導体フィラーが絶縁性樹脂内に分散された薄層であり、加圧された局所領域のみが面直方向に導通する。このため、光回路基板４０の側縁４１に沿って折り返された延出部７４を、配線層３６のパターンに押圧することで、導体層７２はこのパターンに対して電気的に接続される。
　本変形例によれば、導通部５０としてスルーホール５２を形成する必要がなく、より簡便に、かつ高い設計自由度で光電気複合基板１０の導体層７２を光素子１１０や電気素子１２０の素子搭載領域３４（図２）として用いることができる。ただし、本変形例の光電気複合基板１０は、異方性導電フィルム９０を用いるとともに、電気配線基板７０および異方性導電フィルム９０を貫通するスルーホール５２をさらに形成することを排除するものではない。
　図６は、本実施形態の第二変形例にかかる光電気複合デバイス１４の断面図である。
　本変形例の光電気複合デバイス１４では、光素子１１０または電気素子１２０の搭載領域（素子搭載領域３４）が、電気配線基板７０のパッド部７６と電気回路基板３０とに亘って構成されている。
　すなわち、本実施形態の光電気複合デバイス１４は、光電気複合基板１０の電気配線基板７０がフレキシブル配線基板であり、延出部７４が光回路基板４０の延在方向の側縁４１を覆うように折り曲げられて電気回路基板３０と接続され、光素子１１０または電気素子１２０が、光回路基板４０の側縁４１をまたいで搭載されている。
　これにより、電気回路基板３０と光電気複合基板１０との区別なく所望の位置に光素子１１０または電気素子１２０の搭載領域（素子搭載領域３４）を設定することができ、素子の配置自由度の高い回路基板装置１６が実現されているといえる。
　本変形例では、電気素子１２０のハンダ実装部１１３、１１４が互いに高さが異なる。一方のハンダ実装部１１３は電気回路基板３０の表面に露出した配線層３６に実装されており、他方のハンダ実装部１１４は電気配線基板７０の導波路対向部７８における導体層７２に実装されている。このため、ハンダ実装部１１４はハンダ実装部１１３よりも電気回路基板３０から高い位置にあるため、ハンダ実装部１１３と１１４の径を相違させて電気素子１２０を電気回路基板３０に対して水平に搭載している。
＜第二実施形態＞
　図７Ａは本実施形態にかかる回路基板装置１６の断面図であり、図７Ｂはその変形例にかかる回路基板装置１６の断面図である。電気回路基板３０の配線層３６はそれぞれ図示を省略している。
　本実施形態の回路基板装置１６は、光回路基板４０を嵌め込み可能な凹部３８が電気回路基板３０に形成されていることを特徴とする。これにより、電気配線基板７０の延出部７４を折り曲げることなく、導波路対向部７８と延出部７４を電気回路基板３０の表面に密着させることができる。凹部３８の幅寸法（図７の左右方向の寸法）は光回路基板４０の幅寸法よりも大きく、凹部３８の深さ寸法は光回路基板４０の厚み寸法と同等またはそれ以上である。
　図７Ａに示す回路基板装置１６は、第一実施形態と同様に、導通部５０としてスルーホール５２を備えている。一方、図７Ｂに示す回路基板装置１６は、導通部５０として異方性導電フィルム９０を備えている点で第二実施形態と相違する。
　図７Ａまたは図７Ｂに示すように、本実施形態の回路基板装置１６によれば、光回路基板４０の側縁４１の近傍においても電気配線基板７０に段差が生じないため、光素子１１０や電気素子１２０の素子搭載領域３４を電気配線基板７０の全面に亘って平面に確保することができる。また、電気配線基板７０の厚みは微小であるため、導体層７２の表面と電気回路基板３０の表面との段差も僅かである。このため、電気回路基板３０と光電気複合基板１０とにまたがるように素子搭載領域３４を確保することができ、または光電気複合基板１０を跨いで素子搭載領域３４を確保することもできる。これにより、図３に示したように、電気回路基板３０の略全面に亘って、光電気複合基板１０による光導波路４２と、光素子１１０や電気素子１２０とを互いに重ね合って実装することが可能である。
　図８Ａから図８Ｅは第三から第七実施形態にかかる光電気複合基板１０を光回路基板４０の側から見た下面図である。
　図８Ａに示す第三実施形態の光電気複合基板１０は、光回路基板４０の両側方にそれぞれヒレ状に延在して突出した複数の延出部７４が、光電気複合基板１０の長手方向（同図の左右方向）に亘って間欠的に配置されている。光回路基板４０の長手方向の両端には光路変換ミラー４６が設けられている。電気配線基板７０は、多数のヒレ状の延出部７４を個別に折り曲げて電気回路基板３０（図３等を参照）に接合される。これにより、電気回路基板３０に搭載される光素子１１０や電気素子１２０と延出部７４が干渉することなく光電気複合基板１０を電気回路基板３０に実装することができる。
　図８Ｂに示す第四実施形態の光電気複合基板１０は、光回路基板４０の長手方向の両端に延出部７４が設けられている。このように、本発明の光電気複合基板１０においては、延出部７４が延出する方向は光回路基板４０の長手方向の側方に限られない。本実施形態の場合、光路変換ミラー４６の上方に搭載される光素子１１０の素子搭載領域３４として電気配線基板７０の延出部７４を用いることができる。これにより、光路変換ミラー４６を光回路基板４０の長手方向の端部またはそのきわめて近傍に配置したとしても、前記光路変換ミラー４６と光を授受する光素子１１０の素子搭載領域３４が不足することがない。
　図８Ｃに示す第五実施形態の光電気複合基板１０は、延出部７４が、光回路基板４０の側方を含む全周に形成されている。すなわち、本実施形態の延出部７４は、矩形状（帯状）の光回路基板４０の四辺よりそれぞれ突出して設けられている。さらに本実施形態の光電気複合基板１０は、光回路基板４０から突出した四隅が連結されて周回状の延出部７４が形成されている。これにより、光回路基板４０の縦横比によらず、光電気複合基板１０を全周に亘って電気回路基板３０に安定して取り付けることができる。
　図８Ｄに示す第六実施形態の光電気複合基板１０は、多数のコア部４２ａが横並びに配設されて、光導波路４２（コア部４２ａ）の個々の長さよりも光回路基板４０の幅の方が大きいことを特徴とする。光電気複合基板１０の長手方向はコア部４２ａの並び方向と一致している。本実施形態では、光電気複合基板１０の長手方向に沿って、延出部７４が光導波路４２の延在方向に突出して延出している。
　図８Ｅに示す第七実施形態の光電気複合基板１０は、細幅の帯状に予め作製された延出部７４を、光回路基板４０の主面に対して、たとえば接着剤などで貼り付けて一体化していることを特徴とする。すなわち、本実施形態の電気配線基板７０は、第一から第六実施形態のように単一の部材で構成してもよく、または本実施形態のように複数の部材で構成してもよい。本実施形態では、光導波路４２の延在方向に沿って両側に、すなわち光回路基板４０の対向する長辺に沿ってそれぞれ、帯状の延出部７４を、その幅寸法の略半分を光回路基板４０から突出させて接合している。このように、光回路基板４０からはみ出すようにして延出部７４を接着して一体化することにより、光回路基板４０に対して任意の位置に延出部７４を設けて素子搭載領域３４とすることができる（図２を参照）。なお、本実施形態の場合、光路変換ミラー４６の上部を避けて延出部７４を貼り付けることで、開口部３２（図１Ａを参照）を設ける必要がない。
　以上説明したように、本発明の光電気複合基板１０および光電気複合デバイス１４は、任意形状の光導波路４２に対して所望の位置および形状で延出部７４を形成することが可能である。
　電気回路基板の所望位置に光導波路を設置することができるとともに、電気素子の実装効率を高めることのできる光電気複合基板を提供することができる。
１０　　光電気複合基板
１４　　光電気複合デバイス
１６　　回路基板装置
３０　　電気回路基板
３２　　開口部
３４　　素子搭載領域
３６　　配線層
３７　　凹穴
３８　　凹部
４０　　光回路基板
４１　　側縁
４２　　光導波路
４２ａ　　コア部
４２ｂ　　クラッド部
４４　　光路変換部
４６　　光路変換ミラー
５０　　導通部
５２　　スルーホール
５４　　樹脂充填部
７０　　電気配線基板
７２　　導体層
７３　　粘着層
７４　　延出部
７６　　パッド部
７８　　導波路対向部
８０　　アライメントマーク
９０　　異方性導電フィルム
１１０　　光素子
１１１　　受発光部
１１３、１１４　　ハンダ実装部
１２０～１２４　　電気素子
Ｅ　　端部
Ｍ　　中間部

Claims (14)

  1. 　光導波路を備える光回路基板と、導体層を含み前記光回路基板に積層された電気配線基板と、を備える光電気複合基板であって、
    　前記電気配線基板が、前記光回路基板よりも延出して形成された延出部を備えるとともに、
    　前記延出部に導通部が設けられていることを特徴とする光電気複合基板。
  2. 　前記導通部が、前記導体層と前記電気配線基板の光回路基板側の面とを電気接続する請求項１に記載の光電気複合基板。
  3. 　前記延出部が、前記光導波路の延在方向に対する少なくとも側方に形成されている請求項１または２に記載の光電気複合基板。
  4. 　前記延出部が、前記光回路基板の全周に形成されている請求項３に記載の光電気複合基板。
  5. 　前記光導波路に光路変換ミラーが設けられており、前記電気配線基板は前記光路変換ミラーを含む局所領域について前記導体層が除去されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
  6. 　前記電気配線基板の表面のうち前記延出部を除く前記光回路基板の上部に、前記光路変換ミラーの位置を示す表示部が形成されている請求項５に記載の光電気複合基板。
  7. 　前記電気配線基板がフレキシブル配線基板である請求項１から６のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
  8. 　前記導体層はパターニングされてパッド部が形成されているとともに、前記パッド部と前記電気配線基板の光回路基板側の面とを電気接続するスルーホールが前記導通部として設けられている請求項１から７のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
  9. 　前記導体層と電気接続された異方性導電フィルムが、前記電気配線基板の光回路基板側の面のうち少なくとも前記延出部に被着されている請求項１から８のいずれか一項に記載の光電気複合基板。
  10. 　光導波路を備える光回路基板と、パッド部がパターニングされた導体層を含み前記光回路基板に積層された電気配線基板と、を備える光電気複合基板と、
    　光素子または電気素子が搭載される電気回路基板と、有し、
    　前記電気配線基板は、前記光回路基板よりも延出して形成された延出部を備え、
    　前記延出部に前記導体層と前記電気回路基板とを接続する導通部が設けられ、前記光電気複合基板が前記電気回路基板の表面に局所的に装着されて前記光電気複合基板と前記電気回路基板とが電気的に接続されているとともに、
    　前記パッド部が前記光素子または前記電気素子の搭載領域の少なくとも一部を構成していることを特徴とする回路基板装置。
  11. 　前記電気配線基板がフレキシブル配線基板であり、前記延出部が前記光回路基板の延在方向の側縁を覆うように折り曲げられて前記電気回路基板と接続されている請求項１０に記載の回路基板装置。
  12. 　前記搭載領域が、前記パッド部と前記電気回路基板とに亘って構成されている請求項１０または１１に記載の回路基板装置。
  13. 　光導波路を備える光回路基板と、パッド部がパターニングされた導体層を含み前記光回路基板に積層された電気配線基板と、を備える光電気複合基板と、
    　光素子または電気素子が搭載された電気回路基板と、を有し、
    　前記電気配線基板は、前記光回路基板よりも延出して形成された延出部を備え、
    　前記延出部に前記導体層と前記電気回路基板とを接続する導通部が設けられ、前記光電気複合基板が前記電気回路基板の表面に局所的に装着されて前記光電気複合基板と前記電気回路基板とが電気的に接続されているとともに、
    　前記パッド部に前記光素子または前記電気素子が搭載されていることを特徴とする光電気複合デバイス。
  14. 　前記電気配線基板がフレキシブル配線基板であり、前記延出部が前記光回路基板の延在方向の側縁を覆うように折り曲げられて前記電気回路基板と接続され、前記光素子または前記電気素子が、前記側縁をまたいで搭載されていることを特徴とする請求項１３に記載の光電気複合デバイス。
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