WO2016175124A1 - 光伝送基板および光伝送モジュール - Google Patents

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WO2016175124A1
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transmission board
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覚詞 淺井
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission board and an optical transmission module including the optical transmission board.
  • the optical transmission board of the present disclosure includes a wiring board and an optical transmission path.
  • the wiring board has one main surface including a mounting region for photoelectric conversion elements.
  • the optical transmission line includes a layered first cladding portion disposed on the one main surface of the wiring substrate, at least one core portion in a strip shape disposed on the first cladding portion, and a part of the core portion. It has the 2nd clad part distribute
  • the optical transmission line has an end portion located in the mounting region, and the end portion has a part of the core portion.
  • An optical transmission module includes the above-described optical transmission substrate and a photoelectric conversion element.
  • the photoelectric conversion element is disposed in the mounting region of the one main surface of the optical transmission board.
  • the distance between the upper surface of the optical transmission board and the lower surface of the photoelectric conversion element is equal to or higher than the height of the end of the optical transmission path of the optical transmission board.
  • the optical transmission module may be used with any direction set upward or downward, but in this specification, for the sake of convenience, an orthogonal coordinate system (X, Y, Z) is defined, and the Z-axis direction is defined.
  • X, Y, Z orthogonal coordinate system
  • the term “upper surface” or “lower surface” is used with the positive side as the upper side.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical transmission module according to the present embodiment when cut in the vertical direction (Z-axis direction) along XX ′ shown in FIG.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing a state in which the photoelectric conversion element is removed from the optical transmission module according to the present embodiment.
  • the optical transmission module 1 can, for example, convert an electrical signal from an electrical device into an optical signal and communicate with the external device using the optical signal.
  • the optical transmission module 1 is mounted on a product such as an optical transceiver, a server, or a router, for example.
  • the optical transmission module 1 includes a photoelectric conversion element 2 and an optical transmission substrate 3 on which the photoelectric conversion element 2 is arranged.
  • the photoelectric conversion element 2 can convert an electrical signal into an optical signal or convert an optical signal into an electrical signal. As described above, the photoelectric conversion element 2 is disposed on the optical transmission substrate 3. Specifically, the photoelectric conversion element 2 is mounted on the optical transmission board 3 via the bumps 4. The photoelectric conversion element 2 is flip-chip mounted on the upper surface of the optical transmission substrate 3 by bumps 4. The distance between the lower surface of the photoelectric conversion element 2 and the upper surface of the light transmission substrate 3 may be, for example, 25 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the photoelectric conversion element 2 various light emitting elements or light receiving elements may be used.
  • the light emitting element for example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) can be used.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the light receiving element for example, a photodiode can be used.
  • the bump 4 can make the photoelectric conversion element 2 and the optical transmission board 3 conductive. Further, the bump 4 can fix the photoelectric conversion element 2 to the optical transmission substrate 3.
  • the bump 4 may be formed of a metal material such as gold, silver, copper, or solder. Further, the bump 4 has a spherical or columnar shape. If the bump 4 is spherical, a solder ball or the like is used as the bump 4. When the bumps 4 are columnar, stud bumps made of gold, for example, are used as the bumps 4.
  • the thickness of the bump 4 may be, for example, 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the optical transmission board 3 has a wiring board 5 and an optical transmission path 6 arranged on the wiring board 5.
  • the photoelectric conversion element 2 is mounted on the upper surface of the wiring board 5.
  • a part of the optical transmission line 6 is disposed between the wiring substrate 5 and the photoelectric conversion element 2.
  • the photoelectric conversion element 2 and the wiring board 5 are electrically connected.
  • the photoelectric conversion element 2 and the optical transmission line 6 are optically connected.
  • the photoelectric conversion element 2 has a light receiving surface or a light emitting surface at a position facing the optical transmission path 6 in order to transmit an optical signal through the optical transmission path 6.
  • the wiring board 5 can support the photoelectric conversion element 2 and the optical transmission path 6.
  • the wiring board 5 is formed by alternately laminating a plurality of insulating layers and a plurality of metal layers, and electrically connects adjacent metal layers in the vertical direction via via conductors that penetrate through one insulating layer. What is necessary is just to be formed.
  • the metal layer can function as the wiring of the wiring board 5.
  • the wiring board 5 can be produced by a conventionally known method.
  • the wiring board 5 is not limited to having a plurality of insulating layers and a plurality of metal layers.
  • the wiring board 5 may have, for example, one insulating layer and metal layers disposed on the upper and lower surfaces of the one insulating layer.
  • the wiring board 5 may have, for example, a laminated body composed of a plurality of insulating layers and metal layers disposed on the upper and lower surfaces of the laminated body.
  • the wiring substrate 5 may be, for example, a mixture of a single insulating layer, a laminate composed of a plurality of insulating layers, and a plurality of metal layers.
  • the wiring board 5 has an upper surface (one main surface).
  • the upper surface of the wiring board 5 has a mounting area A for the photoelectric conversion element 2. That is, the photoelectric conversion element 2 is mounted in the mounting area A.
  • the wiring board 5 has a plurality of connection pads 7 arranged in the mounting area A on the upper surface of the wiring board 5 in order to be electrically connected to the photoelectric conversion element 2.
  • the mounting area A is an area immediately below the photoelectric conversion element 2 on the upper surface of the wiring board 5. In other words, it refers to a region of the wiring board 5 that overlaps the photoelectric conversion element 2 when the optical transmission module 1 is viewed from above.
  • the thickness of the connection pad 7 may be, for example, 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. Further, the sum of the thickness of the connection pad 7 and the thickness of the bump 4 may be, for example, 25 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the “distance between the lower surface of the photoelectric conversion element 2 and the upper surface of the optical transmission substrate 3” is synonymous with the sum of the thickness of the connection pad 7 and the thickness of the bump 4.
  • the insulating layer of the wiring board 5 may be formed of, for example, a resin material such as an epoxy resin, or a ceramic material such as silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), or zirconia (ZrO 2 ). Further, the metal layer, the via conductor, and the connection pad 7 of the wiring board 5 may be formed of a metal material such as copper or aluminum, for example.
  • the optical transmission path 6 can transmit an optical signal.
  • the optical transmission line 6 has at least one core part 8 through which light passes and a clad part 9 surrounding the core part 8.
  • the core portion 8 is disposed inside the cladding portion 9.
  • at least one core portion 8 of the optical transmission line 6 of the present disclosure has a plurality of core portions 8.
  • the refractive index of the core part 8 is larger than the refractive index of the clad part 9.
  • the core portion 8 may be formed of, for example, an epoxy resin.
  • the clad portion 9 may be formed of, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a phenol resin, or an acrylic resin.
  • the refractive index of the core part 8 should just be 1.5 or more and 1.6 or less, for example.
  • the refractive index of the clad part 9 should just be 1.45 or more and 1.55 or less, for example.
  • the refractive index of the core part 8 should just be large in the range of 0.1% or more and 0.5% or less with respect to the refractive index of the cladding part 9, for example.
  • the clad part 9 of the optical transmission line 6 has a first clad part 10 and a second clad part 11.
  • the first clad portion 10 is formed in a layer shape and is laminated on the upper surface of the wiring substrate 5.
  • the core portion 8 is formed in a band shape and is disposed on the upper surface of the first cladding portion 10.
  • the second cladding part 11 is disposed so as to cover the upper surface and side surfaces of the core part 8.
  • the optical transmission line 6 is formed on the upper surface of the wiring substrate 5 by preparing a resin film comprising the first clad part 10, the core part 8 or the second clad part 11, and appropriately performing heating, exposure and development. can do.
  • the thickness of the first cladding portion 10 of the optical transmission line 6 may be, for example, 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the core part 8 should just be 20 micrometers or more and 50 micrometers or less, for example.
  • the thickness of the second cladding part 11 may be, for example, 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the optical transmission line 6 has an end 61 located in the mounting area A of the wiring board 5 for optical connection with the photoelectric conversion element 2.
  • the portion of the optical transmission line 6 that overlaps the mounting area A (or the photoelectric conversion element 2) of the wiring substrate 5 is the end 61.
  • An end portion 61 of the optical transmission line 6 has a part of at least one core portion 8.
  • a part of at least one core portion 8 of the optical transmission line 6 is located in the mounting area A. That is, the height of the end of the optical transmission line 6 is set lower than the height of the connection pad 7 and the bump 4, and the end 61 (the plurality of core parts 8) of the optical transmission line 6 is connected to the wiring substrate 5. It is located between the upper surface and the lower surface of the photoelectric conversion element 2.
  • the distance between the photoelectric conversion element 2 and the core part 8 can be reduced as compared with the prior art, and the loss of the optical signal between the photoelectric conversion element 2 and the core part 8 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the loss of the optical signal in the optical transmission board 2 and consequently the loss of the optical signal of the optical transmission module 1.
  • the height of the end 61 of the optical transmission line 6 may be, for example, 25 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less. Further, the end 61 of the optical transmission line 6 refers to a portion located in the mounting area A of the wiring substrate 5 of the optical transmission line 6 in this specification. That is, when the light transmission module 1 is seen through the top surface, a part of the light transmission path 6 that overlaps the photoelectric conversion element 2 is the end portion 61 of the light transmission path 6.
  • the end 61 of the optical transmission line 6 further has an inclined surface 12 that guides the optical signal from the photoelectric conversion element 2 into the core 8.
  • the optical transmission line 6 is optically connected to the photoelectric conversion element 2 by having the inclined surface 12. That is, the optical transmission line 6 reflects light emitted downward from, for example, the photoelectric conversion element 2 by the inclined surface 12 in the plane direction (XY plane direction), and guides the light into the core portion 8. it can.
  • the optical transmission line 6 can guide light into the photoelectric conversion element 2 by reflecting light transmitted through the core portion 8 upward.
  • the end 61 of the optical transmission path 6 further includes a groove 12a along the width direction of the core section 8 having an opening on the upper surface of the core section 8.
  • the inclined surface 12 is the inner surface of the groove 12a.
  • the groove 12 a is formed in each of the plurality of core portions 8.
  • the inclined surface 12 (groove 12a) can be formed by cutting out a part of the optical transmission line 6 using dicing, laser processing, or the like.
  • the thickness of the part located in the mounting area A of the second cladding part 11 may be thinner than the thickness of the part located outside the mounting area A of the second cladding part 11. That is, the second cladding part 11 at the end 61 of the optical transmission line 6 is thinner than the other second cladding parts 11. As a result, the distance between the upper surface of the wiring board 5 and the lower surface of the photoelectric conversion element 2 can be reduced. Therefore, the distance between the core portion 8 of the optical transmission line 6 and the photoelectric conversion element 2 can be further reduced, and the loss of the optical signal of the optical transmission module 1 can be reduced.
  • the end portion 61 of the optical transmission line 6 may not have the second cladding portion 11.
  • the core portion 8 may not be covered with the second cladding portion 11.
  • the end 61 of the optical transmission line 6 may have at least one penetration region B that penetrates the optical transmission line 6 in the vertical direction, as shown in FIG.
  • the end portion 61 of the optical transmission line 6 may have a through region B having openings on the upper and lower surfaces of the first cladding portion 10.
  • the plurality of connection pads 7 may have the connection pads 7 located in the through region B.
  • the penetrating region B is located in a region between the plurality of core portions 8. Further, as a result of penetrating the first cladding portion 10, the penetration region B has openings on the upper and lower surfaces of the first cladding portion 10.
  • the through region B of the present disclosure is in a state where only a part of the plurality of connection pads 7 of the wiring board 5 overlaps, but the through region B includes all of the plurality of connection pads 7. It may be overlapped with the connection pad 7.
  • the through region B overlaps only a part of the connection pads 7, the through region is formed when the through region B is formed and the connection pad 7 is exposed from the optical transmission path 6.
  • the formation region of B can be reduced, and the occurrence of a problem that the connection pad 7 is not exposed can be reduced. Therefore, the connection reliability between the photoelectric conversion element 2 and the optical transmission board 3 can be improved.
  • the state in which the through region B overlaps the connection pad 7 is a state in which the connection pad 7 is located in the through region B. That is, at this time, the connection pad 7 is exposed from the optical transmission line 6 (first clad portion 10) through the through region B.
  • connection pad 7 may be positioned with the core portion 8 sandwiched in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the core portion 8.
  • the connection pads 7 of the wiring board 5 may be arranged so as to be sandwiched between the plurality of core portions 8.
  • the plurality of connection pads 7 may have a plurality of first connection pads 14 and a plurality of second connection pads 15.
  • the plurality of first connection pads 14 are simply for fixing the photoelectric conversion element 2 to the wiring board 5.
  • the plurality of second connection pads 15 are for transmitting electrical signals from the wiring substrate 5 to the photoelectric conversion element 2.
  • the plurality of first connection pads 14 are not electrically connected to the photoelectric conversion element 2 and are not electrically connected to the photoelectric conversion element 2.
  • the plurality of second connection pads 15 are electrically connected to the photoelectric conversion element 2.
  • a part of the plurality of connection pads 7 overlapping the through region B of the end 61 of the optical transmission path 6 may be only the plurality of first connection pads 14.
  • the optical transmission line 6 does not surround the second connection pad 15, it is possible to reduce the end of the optical transmission line 6 being heated by the second connection pad 15 that easily generates heat due to current flow. . Therefore, the thermal expansion of the optical transmission line 6 can be reduced, and peeling of the optical transmission line 6 can be reduced.
  • the plurality of first connection pads 14 of the present disclosure are arranged in a line in a direction (Y-axis direction) orthogonal to the longitudinal direction (X-axis direction) of the core portion 8.
  • the plurality of second connection pads 15 are arranged in a line along the plurality of first connection pads 14. In other words, the plurality of first connection pads 14 and the plurality of second connection pads 15 are arranged in two rows.
  • the wiring board 5 has a via conductor located immediately below the first connection pad 14, and the first connection pad 14 and the via conductor may be connected. As a result, it is possible to reduce the peeling of the first connection pads 14 as compared with the case where the first connection pads 14 are simply arranged on the wiring substrate 5.
  • At least one penetration region B may be a plurality of penetration regions (through holes) 13.
  • the penetrating region B is formed by, for example, a concave portion that penetrates from the upper surface to the lower surface of the optical transmission path 6 and is recessed from the end surface of the optical transmission path 6 in the longitudinal direction of the core portion 8. Also good.
  • the width of the through hole 13 may be larger than the width of the connection pad 7.
  • the width of the through hole 13 may be smaller than the width of the connection pad 7.
  • the first clad portion 10 overlaps with the connection pad 7, and peeling of the connection pad 7 can be reduced.
  • the first cladding portion 10 may protrude from the mounting region A in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the core portion 8. As a result, the contact area between the optical transmission line 6 and the wiring board 5 can be increased, and peeling of the optical transmission line 6 can be prevented.
  • the width of the part constituting the end part 61 of the optical transmission line 6 is larger than the width of the part not constituting the end part 61 of the optical transmission line 6 It may be bigger.
  • the portion located in the mounting region A may be wider than the portion located outside the mounting region A.
  • the contact area between the core part 8 and the first cladding part 10 can be increased, and peeling of the core part 8 can be reduced.
  • the width of the core portion 8 disposed in a portion other than the end portion 61 of the optical transmission path 6 is small, the spread of light emitted from the optical transmission path 6 can be reduced. Loss of light can be reduced.
  • the end portion 61 of the optical transmission line 6 may connect the ends of the plurality of core portions 8 to one, and may have a bundling portion 16 made of the same material as the core portion 8. As a result, the contact area between the core part 8 and the first cladding part 10 can be increased, and peeling of the core part 8 can be reduced.
  • the inclined surface 12 may be formed in the binding portion 16. As a result, since the area of the inclined surface 12 is increased, for example, when the light emitted from the optical transmission path 6 is incident on the photoelectric conversion element 3 as a light receiving element, Loss of incident light can be reduced.
  • the plurality of core portions 8 are partially disposed adjacent to the first core portion 81 located in the mounting region A, and adjacent to the first core portion 81, and are located outside the mounting region A. 2 cores 82 may be included.
  • the grooves 12a are formed in the plurality of core portions 8 by dicing, cutting water containing cutting waste generated by dicing flows through the grooves 12a, and the cutting waste adheres to the vicinity of the second core portion 82. To do.
  • the first core unit 81 is for transmitting an optical signal
  • the second core unit 82 is a dummy core unit that does not transmit an optical signal. Therefore, it is possible to reduce the attachment of cutting waste to the inclined surface 12 that contributes to the transmission of the optical signal, and to reduce the loss of light.
  • the second core portion 82 may not be located outside the mounting area A.
  • a plurality of the second core portions 82 may be provided on one side of the first core portion 81.
  • the penetration region B and the groove 12a may be connected.
  • cutting water containing cutting waste generated by dicing flows out to the penetration region B, thereby reducing dust from adhering to the inclined surface 12. Light loss can be reduced.
  • a light-transmitting underfill 17 is disposed in a vacant gap between the photoelectric conversion element 2 and the wiring board 5. As a result, the connection strength of the photoelectric conversion element 2 to the wiring substrate 5 can be improved.
  • the underfill 17 may be formed of a resin material such as a silicone resin or an epoxy resin, for example.
  • the underfill 11 covers the portion of the core portion 8 that is not covered by the second cladding portion 11. May be arranged. As a result, the core part 8 can be protected.
  • the refractive index of the underfill 17 may be smaller than the refractive index of the core portion 7. As a result, the underfill 17 plays the role of the clad portion 9 at the end of the optical transmission line 6, and the optical signal can be transmitted satisfactorily also at the end of the optical transmission line 6. In addition, the refractive index of the underfill 17 should just be 1.45 or more and 1.55 or less, for example.

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Abstract

本開示の光伝送基板は、配線基板と光伝送路を備えている。配線基板は、光電変換素子の実装領域を含む一主面を有している。光伝送路は、配線基板の一主面上に配された層状の第１クラッド部、第１クラッド部上に配された帯状の少なくとも１つのコア部およびコア部の一部上に配された第２クラッド部を有している。そして、光伝送路は、実装領域内に位置した端部を有しており、端部は、コア部の一部を有している。

Description

光伝送基板および光伝送モジュール
　本発明は、光伝送基板およびこの光伝送基板を備えた光伝送モジュールに関する。
　従来、例えば特開２０１１－２３７５０３号公報に記載されているように、光導波路のコア層を被覆する第２クラッド層上に発光素子および受光素子が実装された光電気複合基板が知られている。
　本開示の光伝送基板は、配線基板と光伝送路を備えている。前記配線基板は、光電変換素子の実装領域を含む一主面を有している。前記光伝送路は、前記配線基板の前記一主面上に配された層状の第１クラッド部、前記第１クラッド部上に配された帯状の少なくとも１つのコア部および前記コア部の一部上に配された第２クラッド部を有している。そして、前記光伝送路は、前記実装領域内に位置した端部を有しており、前記端部は、前記コア部の一部を有している。
　本開示の光伝送モジュールは、上記の光伝送基板と光電変換素子とを備える。光電変換素子は、前記光伝送基板の前記一主面の前記実装領域に配されている。また、前記光伝送基板の上面および光電変換素子の下面との距離は、前記光伝送基板の光伝送路の端部の高さ以上である。
本発明の一実施形態に係る光伝送モジュールを模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る光伝送モジュールの一部を模式的に示す上面図である。 本発明の図２に示した実施形態と異なる一実施形態に係る光伝送モジュールの一部を模式的に示す上面図である。
　以下に、本開示の光伝送モジュールについて、図１～３を参照しつつ説明する。なお、光伝送モジュールはいずれの方向が上方または下方とされて使用されてもよいが、本明細書では、便宜的に直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義するとともに、Ｚ軸方向の正側を上方として上面または下面等の語を用いるものとする。
　本発明は、本開示の実施形態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において種々の変更、改良等が可能である。
　図１、２に、本発明の実施形態に係る光伝送モジュールを示す。図１は、本実施形態に係る光伝送モジュールを、図２に示したＸ－Ｘ‘に沿って上下方向（Ｚ軸方向）に切断したときの断面図である。図２は、本実施形態に係る光伝送モジュールから光電変換素子を外した状態を模式的に示した上面図である。
　光伝送モジュール１は、例えば、電気機器からの電気信号を光信号に変換して、外部機器と光信号で通信することができる。光伝送モジュール１は、例えば、光トランシーバー、サーバーまたはルータなどの製品に搭載される。光伝送モジュール１は、光電変換素子２と、光電変換素子２が配された光伝送基板３とを備えている。
　光電変換素子２は、電気信号を光信号に変換したり、光信号を電気信号に変換したりすることができる。上記の通り、光電変換素子２は光伝送基板３に配されている。具体的には、光電変換素子２は、バンプ４を介して光伝送基板３に実装されている。光電変換素子２は、バンプ４によって、光伝送基板３の上面にフリップチップ実装されている。光電変換素子２の下面と光伝送基板３の上面の間の距離は、例えば、２５μｍ以上１５０μｍ以下であればよい。
　光電変換素子２としては、種々の発光素子または受光素子などを使用すればよい。発光素子としては、例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）などを使用することができる。また、受光素子としては、例えば、フォトダイオードなどを使用することができる。
　バンプ４は、光電変換素子２と光伝送基板３とを導通させることができる。また、バンプ４は、光電変換素子２を光伝送基板３に固定することができる。バンプ４は、例えば、金、銀、銅または半田などの金属材料で形成されていればよい。また、バンプ４は、球状または柱状の形状を有している。なお、バンプ４が球状である場合には、バンプ４として例えば半田ボールなどが使用される。また、バンプ４が柱状である場合には、バンプ４として例えば金からなるスタッドバンプなどが使用される。バンプ４の厚みは、例えば、２０μｍ以上１００μｍ以下であればよい。
　光伝送基板３は、配線基板５と、配線基板５上に配された光伝送路６とを有している。配線基板５の上面には、光電変換素子２が実装される。そして、光伝送路６の一部は、配線基板５と光電変換素子２との間に配されている。光電変換素子２および配線基板５は、電気的に接続している。光電変換素子２および光伝送路６は、光学的に接続している。なお、光電変換素子２は、光伝送路６を介して光信号を伝送するため、光伝送路６と対向する位置に受光面または発光面を有している。
　配線基板５は、光電変換素子２および光伝送路６を支持することができる。配線基板５は、例えば、複数の絶縁層と複数の金属層を交互に積層させ、１層の絶縁層を貫通して設けられたビア導体を介して、上下方向に隣り合う金属層同士を導通させることで形成されていればよい。なお、金属層は、配線基板５の配線として機能することができる。配線基板５は、従来周知の方法によって作製することができる。
　配線基板５は、複数の絶縁層および複数の金属層を有している場合に限られない。配線基板５は、例えば、１層の絶縁層と、１層の絶縁層の上下面に配された金属層とを有するものでもよい。また、配線基板５は、例えば、複数の絶縁層からなる積層体と、積層体の上下面に配された金属層とを有するものでもよい。また、配線基板５は、例えば、１層の絶縁層と、複数の絶縁層からなる積層体と、複数の金属層とを混合したものでもよい。
　配線基板５は、上面（一主面）を有している。配線基板５の上面は、光電変換素子２の実装領域Ａを有している。すなわち、実装領域Ａには、光電変換素子２が実装されている。また、配線基板５は、光電変換素子２に電気的に接続するために、配線基板５の上面の実装領域Ａ内に配された複数の接続パッド７を有している。
　なお、実装領域Ａとは、配線基板５の上面における光電変換素子２の直下の領域である。言い換えれば、光伝送モジュール１を上面視したときに、配線基板５における光電変換素子２と重なっている領域を指す。
　接続パッド７の厚みは、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下であればよい。また、接続パッド７の厚みとバンプ４の厚みとの和は、例えば２５μｍ以上１５０μｍ以下であればよい。なお、「光電変換素子２の下面と光伝送基板３の上面の間の距離」は、接続パッド７の厚みとバンプ４の厚みとの和と同義である。
　配線基板５の絶縁層は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料、あるいはシリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはジルコニア（ＺｒＯ２）などのセラミックス材料で形成されればよい。また、配線基板５の金属層、ビア導体および接続パッド７は、例えば、銅またはアルミニウムなどの金属材料で形成されればよい。
　光伝送路６は、光信号を伝送することができる。光伝送路６は、光が通過する少なくとも１つのコア部８と、コア部８を囲うクラッド部９とを有している。言い換えれば、クラッド部９の内部に、コア部８が配置されている。なお、本開示の光伝送路６の少なくとも１つのコア部８は、複数のコア部８を有している。
　コア部８の屈折率は、クラッド部９の屈折率よりも大きい。このような構成を有することによって、コア部８に入射した光は、コア部８とクラッド部９との界面で反射しつつ、コア部８内を進むことができる。その結果、光伝送路６は、光を伝送することができる。
　コア部８は、例えば、エポキシ樹脂などで形成されればよい。クラッド部９は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂またはアクリル樹脂などで形成されればよい。なお、コア部８の屈折率は、例えば、１．５以上１．６以下であればよい。また、クラッド部９の屈折率は、例えば、１．４５以上１．５５以下であればよい。コア部８の屈折率は、例えば、クラッド部９の屈折率に対して０．１％以上０．５％以下の範囲で大きければよい。
　光伝送路６のクラッド部９は、第１クラッド部１０と第２クラッド部１１とを有している。具体的には、第１クラッド部１０は、層状に形成されており、配線基板５の上面に積層されている。コア部８は、帯状に形成されており、第１クラッド部１０の上面に配されている。第２クラッド部１１は、コア部８の上面および側面を覆うように配されている。
　なお、光伝送路６は、配線基板５の上面に、第１クラッド部１０、コア部８または第２クラッド部１１に成る樹脂フィルムを準備し、加熱、露光および現像を適宜行なうことによって、形成することができる。
　光伝送路６の第１クラッド部１０の厚みは、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下であればよい。コア部８の厚みは、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下であればよい。第２クラッド部１１の厚みは、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下であればよい。
　光伝送路６は、光電変換素子２と光学的に接続するために、配線基板５の実装領域Ａ内に位置している端部６１を有している。言い換えれば、光伝送路６のうち配線基板５の実装領域Ａ（または光電変換素子２）に重なっている部分は、端部６１である。光伝送路６の端部６１は、少なくとも１つののコア部８の一部を有している。具体的には、光伝送路６の少なくとも１つのコア部８の一部が、実装領域Ａ内に位置している。すなわち、光伝送路６の端部の高さを、接続パッド７およびバンプ４の高さよりも低く設定しており、光伝送路６の端部６１（複数のコア部８）が配線基板５の上面と光電変換素子２の下面との間に位置している。その結果、光電変換素子２とコア部８との距離を従来技術に比較して小さくすることができ、光電変換素子２とコア部８との間における光信号の損失を低減することができる。したがって、光伝送基板２内での光信号の損失、ひいては光伝送モジュール１の光信号の損失を低減することができる。
　なお、光伝送路６の端部６１の高さは、例えば、２５μｍ以上１５０μｍ以下であればよい。また、光伝送路６の端部６１とは、本明細書内においては、光伝送路６の配線基板５の実装領域Ａ内に位置した部分を指す。すなわち、光伝送モジュール１を上面透視したときに、光電変換素子２と重なっている光伝送路６の一部が、光伝送路６の端部６１である。
　光伝送路６の端部６１は、光電変換素子２からの光信号をコア部８内に誘導する傾斜面１２をさらに有している。光伝送路６は、傾斜面１２を有することによって、光電変換素子２と光学的に接続している。すなわち、光伝送路６は、傾斜面１２によって例えば光電変換素子２から下方に向かって出射された光を平面方向（ＸＹ平面方向）に反射して、コア部８内に光を誘導することができる。また、光伝送路６は、コア部８内を伝送してきた光を上方に反射して、光電変換素子２内に光を誘導することができる。
　なお、本開示の光伝送路６では、光伝送路６の端部６１は、コア部８の上面に開口を有した、コア部８の幅方向に沿った溝１２ａをさらに有している。そして、傾斜面１２は、溝１２ａの内面である。溝１２ａは、複数のコア部８のそれぞれに形成されている。傾斜面１２（溝１２ａ）は、光伝送路６の一部を、ダイシング、レーザー加工等を使用して切り欠くことによって形成することができる。
　第２クラッド部１１の実装領域Ａ内に位置する部分の厚みは、第２クラッド部１１の実装領域Ａ外に位置する部分の厚みよりも薄くてもよい。すなわち、光伝送路６の端部６１の第２クラッド部１１は、その他の第２クラッド部１１よりも薄い。その結果、配線基板５の上面と光電変換素子２の下面との間の距離を小さくすることができる。したがって、光伝送路６のコア部８と光電変換素子２との距離をさらに小さくすることができ、光伝送モジュール１の光信号の損失を低減することができる。
　なお、光伝送路６の端部６１は、第２クラッド部１１を有していなくてもよい。言い換えれば、コア部８は第２クラッド部１１に覆われていなくてもよい。
　光伝送路６の端部６１は、図２に示すように、光伝送路６を上下方向に貫通する、少なくとも１つの貫通領域Ｂを有してもよい。具体的には、光伝送路６の端部６１は、第１クラッド部１０の上下面に開口を有する貫通領域Ｂを有していてもよい。そして、複数の接続パッド７は、貫通領域Ｂ内に位置した接続パッド７を有していてもよい。その結果、光伝送路６の端部６１と光電変換素子２とが上下方向に重なる領域において光電変換素子２を固定することができるため、光電変換素子２と光伝送路６との光学的な接続を安定させることができる。
　なお、貫通領域Ｂは、複数のコア部８同士の間の領域に位置している。また、貫通領域Ｂは、第１クラッド部１０を貫通した結果、第１クラッド部１０の上下面に開口を有している。
　本開示の貫通領域Ｂは、図２に示すように、配線基板５の複数の接続パッド７のうち一部の接続パッド７にのみ重なっている状態であるが、貫通領域Ｂは全ての複数の接続パッド７に重なっていても構わない。もっとも、本開示のように、貫通領域Ｂが、一部の接続パッド７にのみ重なっている場合には、貫通領域Ｂを形成して接続パッド７を光伝送路６から露出させる際に貫通領域Ｂの形成領域を小さくすることができ、接続パッド７が露出しないという不具合の発生を低減させることができる。したがって、光電変換素子２と光伝送基板３との接続信頼性を向上させることができる。
　なお、貫通領域Ｂが接続パッド７に重なっている状態とは、接続パッド７が貫通領域Ｂ内に位置している状態である。すなわち、このとき、接続パッド７は、貫通領域Ｂを介して、光伝送路６（第１クラッド部１０）から露出している。
　接続パッド７は、図２に示すように、コア部８の長手方向に直交する方向に沿って、コア部８を挟んで位置していてもよい。また、光伝送路６が複数のコア部８を有している場合、配線基板５の一部の接続パッド７は複数のコア部８に挟まれるように配されていてもよい。
　複数の接続パッド７は、複数の第１接続パッド１４と複数の第２接続パッド１５とを有していてもよい。複数の第１接続パッド１４は、単に光電変換素子２を配線基板５に固定するためのものである。複数の第２接続パッド１５は、配線基板５から光電変換素子２に対して電気信号を伝送するためのものである。言い換えれば、複数の第接続パッド１４は、光電変換素子２と導通せず、光電変換素子２と非電気的に接続している。また、複数の第２接続パッド１５は、光電変換素子２と電気的に接続されている。
　光伝送路６の端部６１の貫通領域Ｂに重なっている複数の接続パッド７の一部は、複数の第１接続パッド１４のみでもよい。その結果、光伝送路６は第２接続パッド１５を囲まないため、電流が流れて発熱しやすい第２接続パッド１５によって、光伝送路６の端部が加熱されることを低減することができる。したがって、光伝送路６の熱膨張を低減させることができ、光伝送路６の剥がれ等を低減することができる。
　なお、本開示の複数の第１接続パッド１４は、コア部８の長手方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）に一列に並んでいる。また、複数の第２接続パッド１５は、複数の第１接続パッド１４に沿って一列に並んでいる。言い換えれば、複数の第１接続パッド１４および複数の第２接続パッド１５は、二列に並んだ状態である。
　配線基板５は、第１接続パッド１４の直下に位置したビア導体を有しており、第１接続パッド１４とビア導体は接続されていてもよい。その結果、第１接続パッド１４が、単に配線基板５上に配されている場合と比較して、第１接続パッド１４の剥がれを低減することができる。
　すくなくとも１つの貫通領域Ｂは、複数の貫通領域（貫通孔）１３であってもよい。このような構成にすることによって、発光素子または受光素子の複数のパッドを配線基板５と接続でき、接続時の素子の傾きを防止するという効果がある。
　なお、貫通領域Ｂは、例えば、光伝送路６の上面から下面にかけて貫通し、光伝送路６の端面からコア部８の長手方向に向かって凹んだ凹部等によって貫通領域Ｂが形成されていてもよい。
　貫通孔１３の幅は、接続パッド７の幅よりも大きくてもよい。その結果、光伝送基板２を作製する際に、貫通孔１３の形成位置がずれた場合においても接続パッド７を露出させやすくなる。したがって、安定して光電変換素子２と光伝送基板３の電気的な信頼性を向上させることができる。
　一方で、貫通孔１３の幅は、接続パッド７の幅よりも小さくてもよい。その結果、第１クラッド部１０が接続パッド７に重なり、接続パッド７の剥がれ等を低減することができる。
　第１クラッド部１０は、実装領域Ａからコア部８の長手方向に直交する方向にはみ出していてもよい。その結果、光伝送路６と配線基板５との接触面積を大きくすることができ、光伝送路６の剥がれを防止することができる。
　複数のコア部８のうち１つのコア部８を見たときに、光伝送路６の端部６１を構成する部分の幅は、光伝送路６の端部６１を構成しない部分の幅よりも大きくなっていてもよい。言い換えれば、１つのコア部８において、実装領域Ａ内に位置している部分は実装領域Ａの外に位置している部分と比較して、幅が大きくてもよい。その結果、コア部８と第１クラッド部１０の接触面積を大きくすることができ、コア部８の剥がれ等を低減することができる。また、光伝送路６の端部６１を除く個所に配されたコア部８の幅が小さいことによって、光伝送路６から出射される光の広がりを低減することができ、光電変換素子２での光の損失を低減することができる。
　光伝送路６の端部６１は、複数のコア部８のそれぞれの端を１つに繋ぐとともに、コア部８と同様の材料の結束部１６を有していてもよい。その結果、コア部８と第１クラッド部１０の接触面積を大きくすることができ、コア部８の剥がれ等を低減することができる。
　光伝送路６の端部６１において、傾斜面１２は結束部１６に形成されてもよい。その結果、傾斜面１２の面積が大きくなるため、例えば光伝送路６から出射した光を受光素子としての光電変換素子３に入射するときに光伝送路６からの出射光が広がっても、出射光の損失を低減することができる。
　複数のコア部８は、図３に示すように、一部が実装領域Ａ内に位置した第１コア部８１と、第１コア部８１の隣に配され、実装領域Ａ外に位置した第２コア部８２とを有していてもよい。その結果、複数のコア部８に溝１２ａをダイシングにより形成する際に、ダイシングで発生する切削屑を含む切削水が溝１２ａを流路として流れ、切削屑は第２コア部８２の近傍に付着する。
　なお、第１コア部８１は、光信号を伝送するためのものであり、第２コア部８２は、光信号を伝送しないダミーのコア部である。そのため、光信号の伝送に寄与する傾斜面１２に切削屑が付着することを低減でき、光の損失を低減することができる。なお、第２コア部８２は、実装領域Ａ外に位置していなくても構わない。また、第２コア部８２は、第１コア部８１の片側に複数設けられていてもかまわない。
　貫通領域Ｂと溝１２ａは、繋がっていてもよい。その結果、複数のコア部８にダイシングによって溝１２ａを形成する際に、ダイシングで発生する切削屑を含む切削水が貫通領域Ｂへ流れ出ることにより、傾斜面１２にゴミが付着することを低減することができ、光の損失を低減することができる。
　光電変換素子２と配線基板５との空いている隙間には、透光性のアンダーフィル１７が配されている。その結果、光電変換素子２の配線基板５に対する接続強度を向上させることができる。アンダーフィル１７は、例えば、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂などの樹脂材料で形成されればよい。
　光伝送路６の端部６１において、コア部８が第２クラッド部１１に覆われていない場合には、コア部８の第２クラッド部１１に覆われていない部分を覆うようにアンダーフィル１１が配されていてもよい。その結果、コア部８を保護することができる。
　アンダーフィル１７の屈折率は、コア部７の屈折率よりも小さくてもよい。その結果、光伝送路６の端部において、アンダーフィル１７がクラッド部９の役割を担い、光伝送路６の端部においても、良好に光信号を伝送させることができる。なお、アンダーフィル１７の屈折率は、例えば、１．４５以上１．５５以下であればよい。
１　　　光伝送モジュール
２　　　光電変換素子
３　　　光伝送基板
４　　　バンプ
５　　　配線基板
６　　　光伝送路
６１　　端部
７　　　接続パッド
８　　　複数のコア部
８１　　第１コア部
８２　　第２コア部
９　　　クラッド部
１０　　第１クラッド部
１１　　第２クラッド部
１２　　傾斜面
１２ａ　溝
１３　　貫通孔
１４　　第１接続パッド
１５　　第２接続パッド
１６　　結束部
１７　　アンダーフィル
Ａ　　　実装領域
Ｂ　　　貫通領域

Claims (13)

  1. 　光電変換素子の実装領域を含む一主面を有した配線基板と、
    前記配線基板の前記一主面上に配された層状の第１クラッド部、前記第１クラッド部上に配された帯状の少なくとも１つのコア部および前記コア部の一部上に配された第２クラッド部を有した光伝送路と、を備え、
    前記光伝送路は、前記実装領域内に位置した端部を有しており、
    前記端部は、前記コア部の一部を有している、光伝送基板。
  2. 　前記第２クラッド部の前記実装領域内に位置する部分の厚みは、前記第２クラッド部の前記実装領域外に位置する部分の厚みよりも薄い、請求項１に記載の光伝送基板。
  3. 　前記配線基板は、前記一主面の前記実装領域内に配された、光電変換素子が接続可能な少なくとも１つの接続パッドを有しており、
    前記端部は、前記第１クラッド部の上下面に開口を有する少なくとも１つ貫通領域を有しており、
    前記接続パッドは、前記貫通領域内に位置している、請求項２に記載の光伝送基板。
  4. 　前記少なくとも１つの貫通領域は、複数の貫通領域である、請求項３に記載の光伝送基板。
  5. 　前記複数の貫通領域の幅は、前記接続パッドの幅よりも大きい、請求項４に記載の光伝送基板。
  6. 　前記端部は、前記コア部のそれぞれの上面に開口を有し、前記コア部の幅方向に沿った溝をさらに有しており、
    前記溝の内面は、光を反射可能な傾斜面である、請求項２に記載の光伝送基板。
  7. 　前記端部の前記コア部の幅は、その他の前記コア部の幅よりも大きい、請求項２に記載の光伝送基板。
  8. 　前記接続パッドを、第１接続パッドとしたときに、
    前記光伝送路と重なっていない、少なくとも１つの第２接続パッドをさらに有している、請求項３に記載の光伝送基板。
  9. 　前記第１接続パッドは、光電変換素子と非電気的に接続されており、
    前記第２接続パッドは、光電変換素子と電気的に接続されている、請求項８に記載の光伝送基板。
  10. 　前記コア部は、複数のコア部を有しており、
    　前記端部は、前記複数のコア部のそれぞれの端に接続した、前記コア部と同様の材料の結束部をさらに有している、請求項２に記載の光伝送基板。
  11. 　前記コア部を第１コア部としたときに、
    　前記第１コア部の隣に配され、前記実装領域外に位置した少なくとも１つの第２コア部とを有している、請求項２に記載の光伝送モジュール。
  12. 　前記貫通領域は、前記複数のコア部同士の間に配されており、
    前記溝は、前記貫通領域に繋がっている、請求項６に記載の光伝送基板。
  13. 　請求項１～１２のいずれかに記載の光伝送基板と、
    前記光伝送基板の前記一主面の前記実装領域に配された光電変換素子と、を備え、
    前記光伝送基板の上面および光電変換素子の下面との距離は、前記光伝送基板の光伝送路の端部の高さ以上である、光伝送モジュール。
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