WO2022044707A1 - 光回路基板 - Google Patents

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optical
optical waveguide
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circuit board
leg
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逸朗 宍戸
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京セラ株式会社
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    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical circuit board.
  • optical communication networks capable of communicating large volumes of data at high speed have expanded, and there are various optical communication devices using such optical communication networks.
  • a device for example, as described in Patent Document 1, an optical circuit board in which an optical waveguide is connected to a wiring board is mounted.
  • Such an optical circuit board is generally obtained by mounting an optical waveguide on an organic substrate (base substrate) which is a wiring board.
  • the organic substrate has warpage and waviness, it is difficult to mount the optical waveguide on such an organic substrate without adversely affecting the flatness and the position accuracy. As a result, it becomes difficult to align the mounted optical waveguide with the optical component mounted on the wiring board (alignment of the optical axis), and the optical transmission characteristics between the optical component and the optical waveguide may deteriorate.
  • an optical waveguide with a base material (optical waveguide plate) in which an optical waveguide is formed on glass may be mounted on an organic substrate of a wiring board.
  • the optical waveguide board mounted on the wiring board is easily affected by the thermal expansion and contraction of the wiring board, and the optical waveguide board may be cracked.
  • the optical circuit board includes a base material, an optical waveguide plate having an optical waveguide located on the upper surface of the base material, and a leg body located on the lower surface of the base material, an insulating plate, and an insulating plate on the upper surface of the insulating plate.
  • a wiring board that includes a joint with a located leg and an electrode that is located on the upper surface of the insulating plate and is electrically connected to the optical component.
  • the legs of the optical waveguide board are fitted to the fitting portion of the wiring board, and there is a gap between the lower surface of the optical waveguide board and the upper surface of the wiring board.
  • (A) is an explanatory diagram showing a mounting structure including an optical circuit board according to an embodiment of the present disclosure
  • (B) is a schematic view of the optical waveguide plate included in (A) as viewed from above
  • (C) shows a schematic view of the wiring board included in (A) as viewed from above.
  • (A) is an explanatory view showing a modified example of the leg body provided in the optical waveguide plate
  • (B) is an explanatory diagram showing a modified example of the first opening
  • (C) is an explanatory view showing a modified example of the third opening. It is explanatory drawing which shows the modification. It is explanatory drawing which shows the optical waveguide board provided with a connector.
  • the conventional optical circuit board it becomes difficult to align the optical waveguide mounted and the optical component mounted on the wiring board (alignment of the optical axis), and the light between the optical component and the optical waveguide becomes difficult.
  • the transmission characteristics may deteriorate.
  • the optical waveguide board mounted on the wiring board is easily affected by the thermal expansion and contraction of the wiring board, and the optical waveguide board may be cracked. Therefore, there is a demand for an optical circuit board that can suppress cracks that occur in the mounted optical waveguide board and that has excellent positional accuracy between the mounted optical waveguide board and the mounted optical component.
  • the legs of the optical waveguide board are fitted to the fitting portion of the wiring board, and there is a gap between the lower surface of the optical waveguide board and the upper surface of the wiring board. Therefore, according to the present disclosure, there is provided an optical circuit board that can suppress cracks that occur in the mounted optical waveguide plate and that has excellent positional accuracy between the mounted optical waveguide plate and the mounted optical component. can do.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram showing a mounting structure 1 including an optical circuit board 2 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the optical circuit board 2 according to the embodiment shown in FIG. 1A includes a wiring board 3 and an optical waveguide board 4.
  • the wiring board 3 includes an insulating plate 31, an electrode 32, a support member 33, and a solder resist 34.
  • the insulating plate 31 is not particularly limited as long as it is made of a material having an insulating property.
  • the insulating material include resins such as epoxy resin, bismaleimide-triazine resin, polyimide resin, and polyphenylene ether resin. Two or more kinds of these resins may be mixed and used.
  • the insulating plate 31 may contain a reinforcing material.
  • the reinforcing material include insulating cloth materials such as glass fiber, glass non-woven fabric, aramid non-woven fabric, aramid fiber, and polyester fiber. Two or more kinds of reinforcing materials may be used in combination.
  • the insulating plate 31 may be dispersed with an inorganic insulating filler such as silica, barium sulfate, talc, clay, glass, calcium carbonate, and titanium oxide.
  • the insulating plate 31 shown in FIG. 1 (A) has a one-layer structure consisting of only a core layer. However, it may have a build-up structure in which insulating layers and conductor layers are alternately laminated on at least one surface of an insulating core layer. Although not shown in FIG. 1A, normally, a through-hole conductor for electrically connecting the upper and lower surfaces of the insulating plate 31 and a via-hole conductor for electrically connecting the layers in the build-up structure. Is formed.
  • the electrode 32 and the support member 33 are located on the surface of the insulating plate 31.
  • the electrode 32 is made of a metal such as copper and is used for electrically connecting to an optical component 5 described later.
  • the support member 33 is used to support the leg 43 provided in the optical waveguide plate 4 described later. Like the electrode 32, the leg 43 is also made of a metal such as copper.
  • the support member 33 is not always necessary for the wiring board 3.
  • the support member 33 may be appropriately arranged when it is desired to reduce the length of the leg 43 by raising the position where the bottom of the leg 43, which will be described later, comes into contact with the support member 33.
  • the solder resist 34 is located on the wiring board 3 shown in FIG. 1 (A) so as to cover the surface of the insulating plate 31.
  • the solder resist 34 is made of, for example, an acrylic-modified epoxy resin.
  • the solder resist 34 is formed with a first opening 341 for exposing the support member 33 and a second opening 342 for exposing the electrode 32.
  • the first opening 341 functions as a fitting portion 35 into which the leg body 43 of the optical waveguide plate 4 is inserted.
  • the second opening 342 functions as a connecting portion 36 for connecting the electrode 52 of the optical component 5 together with the electrode 32 with solder 6.
  • FIG. 1C shows a schematic view of the wiring board 3 as viewed from above.
  • the optical waveguide plate 4 includes a base material 41, an optical waveguide 42, and a leg 43.
  • the base material 41 is made of, for example, glass, resin, or the like, and is preferably made of a light-transmitting substance.
  • the size of the base material 41 is not limited as long as it can form the optical waveguide 42 on the upper surface.
  • the size of the base material 41 as shown in FIG. 1B, when the optical waveguide plate 4 is viewed from above, at least a part of the peripheral portion of the base material 41 is not covered with the optical waveguide 42. It is exposed to. When exposed in this way, it becomes easy to form the leg 43 described later.
  • the width of the peripheral edge portion is appropriately set according to the size of the diameter of the leg body 43, and is, for example, about 0.5 mm or more and 10 mm or less from the end portion.
  • the peripheral edge portion on the side where the optical component 5 described later is mounted is exposed without being covered with the optical waveguide 42.
  • a part of the optical component 5 can be placed on the peripheral edge of the base material 41. Therefore, the positioning of the light transmitting / receiving unit 51 of the optical component 5 and the core 42b in the height direction can be facilitated.
  • the optical waveguide 42 is located on the upper surface of the base material 41.
  • the lower clad layer 41a is located on the upper surface side of the base material 41, and the core 42b is located on the upper surface of the lower clad layer 41a.
  • the upper clad layer 42c covers the upper surface of the lower clad layer 41a and the core 42b.
  • the core 42b included in the optical waveguide 42 acts as an optical path, and the light that has entered the optical waveguide 42 is transmitted while repeating refraction on the side surface and the upper and lower surfaces of the core 42b.
  • the material forming the core 42b is not limited, and is appropriately set in consideration of, for example, light transmission and wavelength characteristics of passing light. Examples of such a material include an epoxy resin and a polyimide resin.
  • the core 42b may have, for example, a thickness of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and a width of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the material forming the lower clad layer 42a and the upper clad layer 42c is not limited, and examples thereof include epoxy resin and polyimide resin.
  • the lower clad layer 42a and the upper clad layer 42c may have a thickness of, for example, 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the lower clad layer 42a and the upper clad layer 42c may have the same thickness or may have different thicknesses.
  • the resin forming the core 42b has a higher refractive index than the resin forming the lower clad layer 42a and the upper clad layer 42c.
  • the leg 43 is located on the lower surface of the base material 41.
  • the leg body 43 is used to secure and fix the optical waveguide plate 4 to the wiring board 3 with a gap. Specifically, the leg 43 is inserted into the first opening 341 formed in the solder resist 34 included in the wiring board 3, and the optical waveguide plate 4 is mounted on the upper surface of the wiring board 3.
  • the leg 43 may be made of, for example, a resin, and may be made of the same resin as the core 42b.
  • the size of the diameter of the leg 43 is not limited as long as it is the size inserted into the first opening 341. From the viewpoint of insertability and positioning accuracy, the diameter of the leg 43 should be smaller than the diameter of the first opening 341 by 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the length of the leg 43 is such that a gap may exist between the upper surface of the wiring substrate 3 and the lower surface of the optical waveguide plate 4, and the core 42b included in the optical waveguide 42 is an optical component described later.
  • the length is not limited as long as it can be mounted on the wiring board 3 so that the height of the light transmitting / receiving unit 51 of 5 matches.
  • the gap may be, for example, 10 ⁇ m or more per 10 mm of the length of the optical waveguide 42, although it depends on the length of the optical waveguide 42.
  • the leg 43 and the mating portion 35 may be reinforced with an adhesive.
  • the gap may be filled with an elastic adhesive.
  • the tensile elastic modulus of the elastic adhesive may be 1 N / mm 2 or more and 100 N / mm 2 or less.
  • an optical component 5 is mounted on an optical circuit board 2 including a wiring board 3 and an optical waveguide board 4.
  • the optical component 5 includes a light transmitting / receiving unit 51 on at least one side surface.
  • the transmission / reception unit 51 is a member that transmits an optical signal from the optical component 5, or a member that causes the optical component 5 to receive an optical signal. Since the member to be transmitted or the member to be received differs depending on the optical component 5, the term "transmitting / receiving unit" is used for convenience as a term indicating both transmission / reception.
  • the lower surface of the portion where the light transmitting / receiving portion 51 exists is mounted on the peripheral edge portion of the base material 41 of the optical waveguide plate 4 as described above. That is, the lower surface of the portion where the light transmitting / receiving unit 51 is present and the upper surface of the base material 41 of the optical waveguide plate 4 are in contact with each other. With such a configuration, as described above, the positions of the core 42b of the optical waveguide 42 and the light transmitting / receiving unit 51 of the optical component 5 in the height direction can be accurately determined.
  • the optical component 5 is electrically connected to the wiring board 3. Specifically, the electrode 52 included in the optical component 5 and the electrode 32 included in the wiring board 3 are electrically connected via the solder 6.
  • the optical circuit board 2 includes a step of forming an optical waveguide board 4, a step of forming a wiring board 3, and a step of mounting the optical waveguide board 4 on the wiring board 3.
  • a base material 41 having light transmission such as glass or resin is prepared.
  • the optical waveguide 42 is formed on the upper surface of the base material 41.
  • the material for the lower clad layer 42a is adhered to the upper surface of the base material 41.
  • the material for the lower clad layer 42a include a resin film such as an epoxy resin and a polyimide resin, and a resin paste. After applying such a material, masking, exposure and development are performed as necessary to form the lower clad layer 42a.
  • a photosensitive material for the core 42b is adhered to the upper surface of the lower clad layer 42a.
  • the material for the core 42b having photosensitivity include a resin film such as an epoxy resin and a polyimide resin, and a resin paste.
  • the material for the core 42b having photosensitivity is adhered, the material for the core 42b is not adhered to the position overlapping with the portion where the leg 43 is formed by planar fluoroscopy.
  • a photosensitive material for the leg 43 is adhered to the lower surface of the base material 41.
  • the material for the leg 43 is preferably a material having photosensitivity and developability that can be exposed to the same amount of light as the material for the core 42b and developed with the same developer, and is the same material as the material for the core 42b. May be good.
  • a mask having an opening corresponding to the pattern of the core 42b and the pattern of the leg 43 is prepared.
  • the mask is placed above the material for the core 42b.
  • light is irradiated from above the mask.
  • the light that has passed through the opening irradiates the material for the core 42b on the upper surface of the base material 41 and the material for the leg 43 on the lower surface of the base material 41.
  • the irradiated area is cured.
  • the upper surface and the lower surface of the base material 41 are developed.
  • the core 42b and the leg 43 are simultaneously formed in the portion irradiated with light.
  • the material for the upper clad layer 42c is adhered so as to cover the lower clad layer 42a and the core 42b.
  • the material for the upper clad layer 42c include a resin film such as an epoxy resin and a polyimide resin, and a resin paste. After applying such a material, masking, exposure and development are performed as necessary to form the upper clad layer 42c.
  • the insulating plate 31 is prepared.
  • the insulating plate 31 is not particularly limited as long as it is made of an insulating material such as an epoxy resin or a bismaleimide-triazine resin as described above.
  • the insulating plate 31 may have a one-layer structure consisting of only a core layer, or has a build-up structure in which insulating layers and conductor layers are alternately laminated on at least one surface of an insulating core layer. May have. Further, a through-hole conductor for electrically connecting the upper and lower surfaces of the insulating plate 31 and a via-hole conductor for electrically connecting the layers in the build-up structure may be formed.
  • a support member 33 for supporting the leg 43 included in the optical waveguide plate 4 and an electrode 32 for mounting the optical component 5 are formed on the upper surface of the insulating plate 31.
  • the electrode 32 and the support member 33 are formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil or metal plating such as copper plating.
  • the support member 33 is not always necessary, and may be appropriately provided when the length of the leg 43 is desired to be shortened.
  • a material for the photosensitive solder resist 34 is adhered to the upper surface of the insulating plate 31 so as to cover the support member 33 and the electrode 32.
  • the material for the solder resist 34 include a resin film such as an acrylic modified epoxy resin and a resin paste. After applying such a material, the portion where the first opening 341 that exposes the support member 33 and the second opening 342 that exposes the electrode 32 are formed is masked so as not to be exposed to light. After that, exposure and development are performed to form the solder resist 34.
  • the first opening 341 functions as a fitting portion 35 into which the leg body 43 of the optical waveguide plate 4 is inserted.
  • the second opening 342 functions as a connecting portion 36 for connecting the electrode 52 of the optical component 5 together with the electrode 32 with the solder 6.
  • the optical waveguide plate 4 is mounted on the wiring board 3 by inserting the leg 43 included in the optical waveguide plate 4 into the mating portion 35 and bringing it into contact with the support member 33.
  • the leg 43 and the bonding portion 35 may be reinforced with an adhesive.
  • the optical circuit board 2 according to the embodiment is obtained.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a mounting structure 1 ′ including an optical circuit board 2 ′ according to another embodiment of the present disclosure.
  • the optical circuit board 2' according to another embodiment shown in FIG. 2 includes a wiring board 3'and an optical waveguide board 4.
  • the same members as those of the mounting structure 1 shown in FIG. 1A are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a solder resist is formed on the upper surface of the insulating plate 31 in the wiring board 3 included in the mounting structure 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 (A).
  • the solder resist is not formed on the upper surface of the insulating plate 31', and the wiring board 3'is wired. It is different from the substrate 3.
  • a fitting portion 35' having a third opening 331' for fitting the leg 43 of the optical waveguide plate 4 is located on the upper surface of the insulating plate 31'.
  • the mating portion 35'and the electrode 32 are formed at the same time, for example, by plating. Specifically, for example, the surface of the insulating plate 31'is electroless copper plated. Next, a plating resist having openings corresponding to the patterns of the mating portion 35'and the electrode 32 in a plan view is adhered to the electroless copper plating surface. Next, electrolytic copper plating is performed to deposit copper plating in the openings. Finally, by removing the plating resist and removing the electroless copper plating under the plating resist, the abutting portion 35'and the electrode 32 to be the joining portion 36'are formed at the same time.
  • the relative positional accuracy between the joint portion 35'and the joint portion 36'(electrode 32) can be further improved. ..
  • the optical circuit board 2 having high relative positional accuracy between the fitting portion 35'on which the optical waveguide plate 4 is mounted and the connecting portion 36' on which the optical component 5 is mounted.
  • the optical circuit board and the mounting structure of the present disclosure are not limited to the above-described embodiment.
  • the leg 43 included in the optical waveguide plate 4 has a cylindrical shape having a constant diameter as shown in FIGS. 1A, 1B and 2.
  • the optical waveguide plate may include, for example, a leg 43'as shown in FIG. 3 (A).
  • the leg body 43' has a shape that continuously becomes thinner as the distance from the base material 41 increases.
  • the first opening formed in the solder resist included in the wiring board is the leg 43'as shown in FIG. 3 (B). It has a shape that continuously widens as it moves away from the insulating plate to match the shape of'.
  • a wiring board containing no solder resist is used, as the third opening formed in the support member moves away from the insulating plate in accordance with the shape of the leg 43'as shown in FIG. 3C. It has a shape that continuously widens.
  • the shape of the leg is not limited to a circle when the cross section is viewed from above.
  • the shape of the leg may be a polygonal shape such as a triangle shape or a quadrangular shape, an elliptical shape, an L-shaped shape, or the like when the cross section is viewed from above.
  • the shape of the leg has an L-shape when the cross section is viewed from above, it becomes difficult for the leg to come out of the first opening and the third opening.
  • the first opening and the third opening are also appropriately formed according to the shape of the leg body.
  • the optical waveguide plate may be provided with a connector 7 for connecting to the optical fiber 8. Since the optical waveguide plate includes the connector 7, it is possible to inspect the transmission / reception of an optical signal including the connector 7 and the optical waveguide 42 before mounting the optical waveguide plate on the wiring board. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defects as an optical circuit board, and it is possible to reduce the waste of the wiring board due to the occurrence of defects.

Abstract

本開示に係る光回路基板（２）は、基材（４１）と、基材（４１）の上面に位置する光導波路（４２）と、基材（４１）の下面に位置する脚体（４３）とを備える光導波路板（４）、および絶縁板（３１）と、絶縁板（３１）の上面に位置する脚体（４３）との篏合部（３５）と、絶縁板（３１）の上面に位置し、光学部品（５）と電気的に接続される電極（５２）とを備える配線基板（３）を含む。光導波路板（４）の脚体（４３）が、配線基板（３）の嵌合部（３５）に嵌め合わされており、光導波路板（４）の下面と配線基板（３）の上面との間に隙間が存在している。

Description

[規則26に基づく補充 19.08.2021]　光回路基板
　本発明は、光回路基板に関する。
　近年、大容量のデータを高速で通信可能な光通信網が拡大しており、このような光通信網を利用した種々の光通信機器が存在する。このような機器には、例えば特許文献１に記載されるように配線基板に光導波路が接続された光回路基板が搭載されている。このような光回路基板は、一般的に、光導波路を配線基板である有機基板（ベース基板）に搭載することによって得られる。
　しかし、有機基板には反りやうねりが存在するため、平坦度および位置精度に悪影響を及ぼすことなく、光導波路をこのような有機基板の上に搭載するのは困難である。その結果、搭載された光導波路と配線基板上に実装される光学部品との位置合わせ（光軸の調心）が困難となり、光学部品と光導波路との光伝送特性が低下するおそれがある。
　さらに、平坦性を向上させるために、光導波路をガラスの上に形成した基材付き光導波路（光導波路板）が、配線基板の有機基板に搭載される場合がある。しかし、配線基板に搭載された光導波路板は配線基板の熱伸縮の影響を受けやすく、光導波路板に割れが発生するおそれがある。
特開２００６－５３５７９号公報
　本開示に係る光回路基板は、基材と、基材の上面に位置する光導波路と、基材の下面に位置する脚体とを備える光導波路板、および絶縁板と、絶縁板の上面に位置する脚体との篏合部と、絶縁板の上面に位置し、光学部品と電気的に接続される電極とを備える配線基板を含む。光導波路板の脚体が、配線基板の嵌合部に嵌め合わされており、光導波路板の下面と配線基板の上面との間に隙間が存在している。
（Ａ）は、本開示の一実施形態に係る光回路基板を含む実装構造体を示す説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に含まれる光導波路板を上面から見た模式図を示し、（Ｃ）は、（Ａ）に含まれる配線基板を上面から見た模式図を示す。 本開示の他の実施形態に係る光回路基板を含む実装構造体を示す説明図である。 （Ａ）は、光導波路板に備えられる脚体の変形例を示す説明図であり、（Ｂ）は、第１開口の変形例を示す説明図であり、（Ｃ）は、第３開口の変形例を示す説明図である。 コネクターを備える光導波路板を示す説明図である。
　従来の光回路基板は、上記のように、搭載された光導波路と配線基板上に実装される光学部品との位置合わせ（光軸の調心）が困難となり、光学部品と光導波路との光伝送特性が低下するおそれがある。さらに、配線基板に搭載された光導波路板は配線基板の熱伸縮の影響を受けやすく、光導波路板に割れが発生するおそれがある。そのため、搭載された光導波路板に発生する割れを抑制することができ、かつ搭載される光導波路板と実装される光学部品との位置精度に優れた光回路基板が求められている。
　本開示に係る配線基板は、光導波路板の脚体が、配線基板の嵌合部に嵌め合わされており、光導波路板の下面と配線基板の上面との間に隙間が存在している。したがって、本開示によれば、搭載された光導波路板に発生する割れを抑制することができ、かつ搭載される光導波路板と実装される光学部品との位置精度に優れた光回路基板を提供することができる。
　本開示の一実施形態に係る光回路基板を、図１に基づいて説明する。図１（Ａ）は、本開示の一実施形態に係る光回路基板２を含む実装構造体１を示す説明図である。図１（Ａ）に示す一実施形態に係る光回路基板２は、配線基板３と光導波路板４とを含む。
　まず、配線基板３について説明する。配線基板３は、絶縁板３１、電極３２、支持部材３３およびソルダーレジスト３４を含む。絶縁板３１は、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド－トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などの樹脂が挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。
　絶縁板３１には、補強材が含まれていてもよい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などの絶縁性布材が挙げられる。補強材は２種以上を併用してもよい。さらに、絶縁板３１には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機絶縁性フィラーが、分散されていてもよい。
　図１（Ａ）に示す絶縁板３１は、コア層のみの１層構造である。しかし、絶縁性を有するコア層の少なくとも一方の表面に絶縁層と導体層とが交互に積層されたビルドアップ構造を有していてもよい。図１（Ａ）には図示していないが、通常、絶縁板３１の上下面を電気的に接続するために、スルーホール導体や、ビルドアップ構造において層間を電気的に接続するためのビアホール導体が形成されている。
　絶縁板３１の表面には、電極３２および支持部材３３が位置している。電極３２は銅などの金属で形成されており、後述する光学部品５と電気的に接続するために使用される。支持部材３３は、後述する光導波路板４に備えられる脚体４３を支持するために使用される。脚体４３も電極３２と同様、銅などの金属で形成されている。支持部材３３は、配線基板３において必ずしも必要なものではない。支持部材３３は、後述する脚体４３の底部が当接する位置をかさ上げすることで、脚体４３の長さを低減したい場合等に適宜配置するとよい。
　図１（Ａ）に示す配線基板３には、絶縁板３１の表面を被覆するようにソルダーレジスト３４が位置している。ソルダーレジスト３４は、例えば、アクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。ソルダーレジスト３４には、図１（Ｃ）に示すように、支持部材３３を露出するための第１開口３４１、および電極３２を露出するための第２開口３４２が形成されている。第１開口３４１は、光導波路板４の脚体４３を挿入する篏合部３５として機能する。第２開口３４２は、電極３２とともに光学部品５の電極５２をはんだ６により接続する接続部３６として機能する。図１（Ｃ）は、配線基板３を上面から見た模式図を示す。
　次に、光導波路板４について説明する。光導波路板４は、基材４１、光導波路４２および脚体４３を含む。基材４１は、例えば、ガラス、樹脂、などで形成されており、光透過性を有する物質で形成されているのがよい。基材４１の大きさは限定されず、上面に光導波路４２を形成し得る大きさであれば限定されない。例えば、基材４１の大きさは、図１（Ｂ）に示すように、光導波路板４を上面視した場合に、基材４１の周縁部の少なくとも一部が、光導波路４２で被覆されずに露出している。このように露出していると、後述する脚体４３を形成する際に容易になる。周縁部の幅は脚体４３の径の大きさに応じて適宜設定され、例えば端部から０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度である。
　特に、後述する光学部品５が実装される側の周縁部を光導波路４２で被覆せずに露出させているのがよい。このような構成であれば、基材４１の周縁部に光学部品５の一部を載せることができる。そのため、光学部品５の送受光部５１とコア４２ｂとの高さ方向の位置決めを容易にすることができる。
　光導波路４２は基材４１の上面に位置している。基材４１の上面側に下部クラッド層４１ａが位置し、下部クラッド層４１ａの上面にコア４２ｂが位置している。上部クラッド層４２ｃは下部クラッド層４１ａの上面およびコア４２ｂを被覆している。
　光導波路４２に含まれるコア４２ｂは光路として作用し、光導波路４２に侵入した光は、コア４２ｂの側面および上下面において屈折を繰り返しながら伝送される。コア４２ｂを形成している材料は限定されず、例えば、光の透過性や通る光の波長特性などを考慮して適宜設定される。このような材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。コア４２ｂは、例えば１μｍ以上１００μｍ以下の厚み、および１μｍ以上１００μｍ以下の幅を有していてもよい。
　下部クラッド層４２ａおよび上部クラッド層４２ｃを形成している材料は限定されず、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。下部クラッド層４２ａおよび上部クラッド層４２ｃは、例えば１μｍ以上１００μｍ以下の厚みを有していてもよい。下部クラッド層４２ａおよび上部クラッド層４２ｃは、同じ厚みを有していてもよく、異なる厚みを有していてもよい。
　コア４２ｂ内に侵入した光は、コア４２ｂと下部クラッド層４２ａおよび上部クラッド層４２ｃとの境界で屈折を繰り返しながら伝送される。そのため、コア４２ｂを形成している樹脂は、下部クラッド層４２ａおよび上部クラッド層４２ｃを形成している樹脂よりも大きな屈折率を有している。
　脚体４３は基材４１の下面に位置している。脚体４３は、光導波路板４を配線基板３との間に隙間を確保して固定するために使用される。具体的には、脚体４３は、配線基板３に含まれるソルダーレジスト３４に形成された第１開口３４１に挿入され、配線基板３の上面に光導波路板４が搭載される。脚体４３は、例えば樹脂などで形成され、コア４２ｂと同じ樹脂で形成されていてもよい。
　脚体４３の径の大きさは第１開口３４１に挿入される大きさであれば限定されない。挿入性および位置決め精度の観点から、脚体４３の径の大きさは、第１開口３４１の径の大きさよりも１μｍ以上３μｍ以下小さい程度がよい。脚体４３の長さは、配線基板３の上面と光導波路板４の下面との間に隙間が存在し得るような長さであり、かつ光導波路４２に含まれるコア４２ｂが後述の光学部品５の送受光部５１との高さが一致するように配線基板３に実装できる長さであれば限定されない。配線基板３の上面と光導波路板４の下面との間に隙間が存在することによって、配線基板３の上面と光導波路板４の基材４１の下面とが接触しない。そのため、基材４１が、配線基板３に生じる反りやうねりなど熱伸縮による変形の影響を受けにくくなる。その結果、光導波路板４に発生する割れを抑制することができる。このような変形の影響を低減する観点から、隙間は、光導波路４２の長さにもよるが、例えば光導波路４２の長さ１０ｍｍ当たり１０μｍ以上であるとよい。脚体４３と篏合部３５とを接着剤で補強しても構わない。隙間は、弾性接着剤にて充填されていても構わない。弾性接着剤の引張り弾性率は、１Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であってもよい。
　図１（Ａ）に示す本開示の一実施形態に係る実装構造体１は、配線基板３と光導波路板４とを含む光回路基板２に、光学部品５が実装されている。光学部品５は、少なくとも一方の側面に送受光部５１を含む。送受光部５１は、光学部品５から光信号を送信する部材、あるいは光学部品５に光信号を受信させる部材である。光学部品５に応じて送信する部材か受信する部材か異なるため、送受信の両方を示す用語として便宜的に「送受光部」と記載している。
　光学部品５において、送受光部５１が存在している部分の下面が、上述のように光導波路板４の基材４１の周縁部に載っている。すなわち、送受光部５１が存在している部分の下面と光導波路板４の基材４１の上面とが当接している。このような構成によって、上述のように、光導波路４２のコア４２ｂと光学部品５の送受光部５１との高さ方向の位置を精度よく決めることができる。
　さらに、光学部品５は配線基板３と電気的に接続されている。具体的には、光学部品５に含まれる電極５２と配線基板３に含まれる電極３２とが、はんだ６を介して電気的に接続されている。
　次に、一実施形態に係る光回路基板２の製造方法について説明する。一実施形態に係る光回路基板２は、光導波路板４を形成する工程と、配線基板３を形成する工程と、光導波路板４を配線基板３に搭載する工程とを含む。
　光導波路板４を形成する工程を説明する。まず、ガラス、樹脂などの光透過性を有する基材４１を準備する。次いで、基材４１の上面に光導波路４２を形成する。具体的には、基材４１の上面に下部クラッド層４２ａ用の材料を被着する。下部クラッド層４２ａ用の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂フィルムや樹脂ペーストが挙げられる。このような材料を被着した後、必要に応じてマスク、露光および現像を行い、下部クラッド層４２ａを形成する。
　次いで、下部クラッド層４２ａの上面に、感光性を有するコア４２ｂ用の材料を被着する。感光性を有するコア４２ｂ用の材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂フィルムや樹脂ペーストが挙げられる。感光性を有するコア４２ｂ用の材料を被着する際に、平面透視で脚体４３が形成される部分と重複する位置には、コア４２ｂ用の材料を被着しないようにする。次いで、基材４１の下面に、感光性を有する脚体４３用の材料を被着する。脚体４３用の材料は、コア４２ｂ用の材料と同じ光量で感光し同じ現像液で現像できる感光性および現像性を有する材料であるのがよく、コア４２ｂ用の材料と同じ材料であってもよい。
　コア４２ｂ用の材料および脚体４３用の材料を被着した後、マスク、露光および現像を行う。具体的には、まず、コア４２ｂのパターンおよび脚体４３のパターンに応じた開口を有するマスクを用意する。マスクをコア４２ｂ用の材料の上方に配置する。その後、マスクの上方から光を照射する。この際、開口を通過した光が、基材４１上面のコア４２ｂ用の材料、および基材４１下面の脚体４３用の材料に照射される。照射された部分は硬化する。基材４１の上面および下面を現像する。これにより、光が照射された部分にコア４２ｂと脚体４３が同時に形成される。コア４２ｂと脚体４３とを同時に形成することによって、コア４２ｂと脚体４３との相対的な位置精度をより高めることができる。
　次いで、下部クラッド層４２ａおよびコア４２ｂを被覆するように、上部クラッド層４２ｃ用の材料を被着する。上部クラッド層４２ｃ用の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂フィルムや樹脂ペーストが挙げられる。このような材料を被着した後、必要に応じてマスク、露光および現像を行い、上部クラッド層４２ｃを形成する。
　次に、配線基板３を形成する工程を説明する。まず、絶縁板３１を準備する。絶縁板３１は、上述のようにエポキシ樹脂、ビスマレイミド－トリアジン樹脂など絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。絶縁板３１は、上述のように、コア層のみの１層構造であってもよく、絶縁性を有するコア層の少なくとも一方の表面に絶縁層と導体層とが交互に積層されたビルドアップ構造を有していてもよい。さらに、絶縁板３１の上下面を電気的に接続するために、スルーホール導体や、ビルドアップ構造において層間を電気的に接続するためのビアホール導体が形成されていてもよい。
　次いで、光導波路板４に含まれる脚体４３を支持するための支持部材３３および光学部品５を実装するための電極３２を、絶縁板３１の上面に形成する。電極３２および支持部材３３は銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔または銅めっきなどの金属めっきで形成される。上述のように、支持部材３３は必ず必要なものではなく、脚体４３の長さを短くしたい場合などに適宜設ければよい。
　次いで、絶縁板３１の上面に、支持部材３３および電極３２を被覆するように感光性のソルダーレジスト３４用の材料を被着する。ソルダーレジスト３４用の材料としては、例えば、アクリル変性エポキシ樹脂などの樹脂フィルムや樹脂ペーストが挙げられる。このような材料を被着した後、支持部材３３を露出する第１開口３４１および電極３２を露出する第２開口３４２が形成される部分に光が当たらないようにマスクする。その後、露光および現像を行い、ソルダーレジスト３４が形成される。第１開口３４１は、光導波路板４の脚体４３を挿入する篏合部３５として機能する。第２開口３４２は、電極３２とともに光学部品５の電極５２をはんだ６によって接続する接続部３６として機能する。第１開口３４１と第２開口３４２とが同時に形成されることによって、第１開口３４１と第２開口３４２との相対的な位置精度をより高めることができる。言い換えれば、光導波路板４が搭載される篏合部３５と、光学部品５が実装される接続部３６との相対的な位置精度が高い光回路基板２を形成することができる。
　次に、光導波路板４に含まれる脚体４３を、篏合部３５に挿入して支持部材３３に当接させることで光導波路板４を配線基板３に搭載する。光導波路板４と配線基板３との接続を強固にするために、脚体４３と篏合部３５とを接着剤で補強してもよい。このようにして、一実施形態に係る光回路基板２が得られる。このような光回路基板２に、光学部品５を実装することで、光導波路板４と光学部品５との相対的な位置精度に優れた実装構造体１を提供することができる。
　次に、本開示の他の実施形態に係る光回路基板を、図２に基づいて説明する。図２は、本開示の他の実施形態に係る光回路基板２’を含む実装構造体１’を示す説明図である。図２に示す他の実施形態に係る光回路基板２’は、配線基板３’と光導波路板４とを含む。図２に示す実装構造体１’に使用される部材について、図１（Ａ）に示す実装構造体１と同じ部材については同じ符号を付しており、詳細な説明については省略する。
　図１（Ａ）に示す一実施形態に係る実装構造体１に含まれる配線基板３には、絶縁板３１の上面にソルダーレジストが形成されている。一方、図２に示す他の実施形態に係る実装構造体１’に含まれる配線基板３’には、絶縁板３１’の上面にソルダーレジストが形成されていない点で、配線基板３’は配線基板３と相違する。
　絶縁板３１’の上面には、光導波路板４の脚体４３を嵌合するための第３開口３３１’を有する篏合部３５’が位置している。篏合部３５’の第３開口３３１’に脚体４３を挿入することによって、光導波路板４を配線基板３’の所定の位置に搭載することが容易となる。さらに、脚体４３を第３開口３３１’に嵌合することによって、光導波路板４が配線基板３’から外れにくくなる。
　 篏合部３５’と電極３２とは、例えばめっき加工によって同時に形成される。具体的には、例えば絶縁板３１’表面に無電解銅めっき処理を行う。次に、平面視で篏合部３５’および電極３２のパターンに応じた開口を有するめっきレジストを無電解銅めっき表面に被着する。次に電解銅めっき処理を行い、開口内に銅めっきを析出させる。最後に、めっきレジストを除去して、めっきレジスト下にあった無電解銅めっきを除去することで、篏合部３５’と接合部３６’となる電極３２とを同時に形成する。篏合部３５’と接合部３６’（電極３２）とが同時に形成されることによって、篏合部３５’と接合部３６’（電極３２）との相対的な位置精度をより高めることができる。言い換えれば、光導波路板４が搭載される篏合部３５’と、光学部品５が実装される接続部３６’との相対的な位置精度が高い光回路基板２を形成することができる。このような光回路基板２に、光学部品５を実装することで、光導波路板４と光学部品５との相対的な位置精度に優れた実装構造体１’を提供することができる。
　本開示の光回路基板および実装構造体は、上述の実施形態に限定されない。上述の実施形態において、光導波路板４に含まれる脚体４３は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図２に示すように、一定の径を有する円柱形状を有している。
　しかし、光導波路板には、例えば図３（Ａ）に示すような脚体４３’が含まれていてもよい。脚体４３’は、基材４１から離れるにつれて連続的に細くなる形状を有している。光導波路板が図３（Ａ）に示すような脚体４３’を含む場合、配線基板に含まれるソルダーレジストに形成される第１開口は、図３（Ｂ）に示すように、脚体４３’の形状に合わせて、絶縁板から離れるにつれて連続的に広くなる形状を有する。さらに、ソルダーレジストを含まない配線基板を使用する場合、支持部材に形成される第３開口が、図３（Ｃ）に示すように、脚体４３’の形状に合わせて、絶縁板から離れるにつれて連続的に広くなる形状を有する。
　脚体の形状は、断面を上面視した場合に円形に限定されない。例えば、脚体の形状は、断面を上面視した場合に、三角形状、四角形状などの多角形状であってもよく、楕円形状であってもよく、Ｌ字型形状などであってもよい。例えば、脚体の形状が断面を上面視した場合にＬ字型形状を有する場合、脚体が第１開口および第３開口から抜けにくくなる。第１開口および第３開口も、脚体の形状に合わせて適宜形成される。
　さらに、光導波路板には、図４に示すように、光ファイバー８と接続するためのコネクター７が備えられていてもよい。光導波路板がコネクター７を備えることによって、光導波路板を配線基板に搭載する前に、コネクター７と光導波路４２とを含んだ光信号の送受信検査を行うことができる。したがって、光回路基板としての不良発生を低減することができ、不良発生による配線基板の無駄を低減することができる。
　１、１’　　実装構造体
　２、２’　　光回路基板
　３、３’　　配線基板
　３１　絶縁板
　３２　電極
　３３、３３’　支持部材
　３５、３５’　篏合部
　３３１’　第３開口
　３４　ソルダーレジスト
　３４１　第１開口
　３４２　第２開口
　４　　光導波路板
　４１　基材
　４２　光導波路
　４２ａ　下部クラッド層
　４２ｂ　コア
　４２ｃ　上部クラッド層
　４３、４３’　脚体
　５　　光学部品
　５１　送受光部
　５２　電極
　６　　はんだ
　７　　コネクター
　８　　光ファイバー

Claims (12)

  1. 　光学部品が実装される光回路基板であり、
    　基材と、該基材の上面に位置する光導波路と、該基材の下面に位置する脚体とを備える光導波路板、および
    　絶縁板と、該絶縁板の上面に位置する前記脚体との篏合部と、該絶縁板の上面に位置し、前記光学部品と電気的に接続される電極とを備える配線基板、
    を含み、
    　前記光導波路板の前記脚体が、前記配線基板の前記嵌合部に嵌め合わされており、
    　前記光導波路板の下面と前記配線基板の上面との間に隙間が存在していることを特徴とする光回路基板。
  2. 　前記絶縁板の上面に、前記篏合部となる第１開口、および前記電極を露出する第２開口を有するソルダーレジストが位置している請求項１に記載の光回路基板。
  3. 　前記脚体が、前記基材から離れるにつれて連続的に細くなる形状を有しており、前記第１開口が、前記絶縁板から離れるにつれて連続的に広くなる形状を有している請求項２に記載の光回路基板。
  4. 　前記絶縁板の上面に、前記篏合部となる第３開口を有する導体が位置している請求項１に記載の光回路基板。
  5. 　前記脚体が、前記基材から離れるにつれて連続的に細くなる形状を有しており、前記第３開口が、前記絶縁板から離れるにつれて連続的に広くなる形状を有している請求項４に記載の光回路基板。
  6. 　前記脚体が、上面視した場合にＬ字型形状の断面を有する請求項１～５のいずれかに記載の配線基板。
  7. 　前記光導波路板を上面視した場合に、前記基材の周縁部の少なくとも一部が、前記光導波路で被覆されずに露出している請求項１～６のいずれかに記載の光回路基板。
  8. 　前記基材が光透過性を有する請求項１～７のいずれかに記載の光回路基板。
  9. 　前記光導波路板が、光ファイバーと接続するためのコネクターをさらに備える請求項１～８のいずれかに記載の光回路基板。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載の光回路基板と、少なくとも一側面に送受光部を有する光学部品とを含み、
    　前記光学部品が、はんだを介して前記光回路基板の電極と接続されており、前記送受光部の下側における下面が、前記光導波路板の前記基材上面と当接していることを特徴とする実装構造体。
  11. 　光学部品が実装される光回路基板の製造方法であり、
    　光透過性を有する基材を準備する工程と、
    　前記基材の上面に下部クラッド層を形成する工程と、
    　前記下部クラッド層の上面に感光性を有するコア用材料を被着する工程と、
    　前記基材の下面に感光性を有する脚体用材料を被着する工程と、
    　前記コア用材料に光を照射してコアを形成し、前記基材を透過した光を前記脚体用材料に照射して脚体を形成する工程と、
    　前記下部クラッド層および前記コアを被覆する上部クラッド層を形成する工程と、
    を含む光導波路板を形成する工程と；
    　絶縁板を準備する工程と、
    　前記絶縁板の上面に前記光学部品と電気的に接続される電極を形成する工程と、
    　前記絶縁板の上面に前記電極を被覆する感光性のソルダーレジスト用材料を被着する工程と、
    　前記ソルダーレジスト用材料を露光および現像して、前記脚体との篏合部となる第１開口、および前記電極を底部に露出する第２開口が同時に形成されたソルダーレジストを形成する工程と、
    を含む配線基板を形成する工程と；
    　前記脚体を前記篏合部に挿入して、前記光導波路板の下面と前記配線基板の上面との間に隙間が存在するように、前記光導波路板を前記配線基板に搭載する工程と；
    を含む光回路基板の製造方法。
  12. 　光学部品が実装される光回路基板の製造方法であり、
    　光透過性を有する基材を準備する工程と、
    　前記基材の上面に下部クラッド層を形成する工程と、
    　前記下部クラッド層の上面に感光性を有するコア用材料を被着する工程と、
    　前記基材の下面に感光性を有する脚体用材料を被着する工程と、
    　前記コア用材料に光を照射してコアを形成し、前記基材を透過した光を前記脚体用材料に照射して脚体を形成する工程と、
    　前記下部クラッド層および前記コアを被覆する上部クラッド層を形成する工程と、
    を含む光導波路板を形成する工程と；
    　絶縁板を準備する工程と、
    　前記絶縁板の上面に前記脚体との篏合部となる第３開口を有する導体、および前記光学部品と電気的に接続される電極を同時に形成する工程と、
    を含む配線基板を形成する工程と；
    　前記脚体を前記篏合部に挿入して、前記光導波路板の下面と前記配線基板の上面との間に隙間が存在するように、前記光導波路板を前記配線基板に搭載する工程と；
    を含む光回路基板の製造方法。
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