WO2023210672A1 - 光回路基板および光学部品実装構造体 - Google Patents

光回路基板および光学部品実装構造体 Download PDF

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WO2023210672A1
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optical
wiring board
optical waveguide
circuit board
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Inventor
晃史 相良
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • 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
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths

Definitions

  • the present invention relates to an optical circuit board and an optical component mounting structure using the same.
  • optical fibers that can communicate large amounts of data at high speeds have been used for information communications. Transmission and reception of optical signals is performed between the optical fiber and the optical component. Such optical components are mounted, for example, on an optical circuit board.
  • the optical circuit board is equipped with an optical waveguide. Optical signals are transmitted and received via this optical waveguide.
  • An optical circuit board used for transmitting and receiving optical signals needs to be inspected to see whether the transmitting and receiving of optical signals is performed normally, as described in Patent Document 1, for example.
  • An optical circuit board includes a wiring board, a first optical waveguide located on the wiring board, and a second optical waveguide located adjacent to the first optical waveguide on the wiring board.
  • the first optical waveguide includes a first lower cladding located on the wiring board, a first core extending from the outer edge side of the wiring board to the center side of the wiring board on the first lower cladding, and at least a portion of the first core. a first upper cladding covering the first upper cladding;
  • the second optical waveguide includes a second lower cladding located on the wiring board, a second core located on the second lower cladding along the first core, and a second upper cladding covering at least a portion of the second core. including.
  • the second optical waveguide has a first end surface where the first core end surface of the second core is exposed on the outer edge side of the wiring board, and a second end surface where the second core end surface of the second core is exposed on the center side of the wiring board. has.
  • a gap exists between the second core and the second upper cladding on at least one of the first end face and the second end face.
  • An optical component mounting structure includes the above optical circuit board and an optical component mounted on the optical circuit board.
  • FIG. 1 is a plan view showing an optical component mounting structure in which optical components and electronic components are mounted on an optical circuit board according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged explanatory diagram for explaining a cross section of region R1 shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view seen from the direction of arrow A shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a cross section taken along the line XX shown in FIG. 3.
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a process of forming a first optical waveguide and a second optical waveguide in an optical circuit board according to an embodiment of the present disclosure.
  • the optical circuit board according to the present disclosure has the configuration described in the column of means for solving the problems, so that the incident position of light can be easily determined during inspection, and the optical waveguide can be inspected. It can be done efficiently.
  • FIG. 1 is a plan view showing an optical component mounting structure 10 in which an optical component 4 is mounted on an optical circuit board 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • An optical circuit board 1 includes a wiring board 2 and an optical waveguide 3.
  • the wiring board 2 included in the optical circuit board 1 includes a wiring board commonly used for optical circuit boards.
  • such a wiring board 2 includes, for example, a core board and buildup layers laminated on both sides of the core board.
  • the core substrate is not particularly limited as long as it is made of an insulating material. Examples of the material having insulation properties include resins such as epoxy resin, bismaleimide-triazine resin, polyimide resin, and polyphenylene ether resin. These resins may be used in combination of two or more.
  • the core substrate usually has through-hole conductors to electrically connect the upper and lower surfaces of the core substrate.
  • the core substrate may include a reinforcing material.
  • the reinforcing material include insulating cloth materials such as glass fiber, glass nonwoven fabric, aramid nonwoven fabric, aramid fiber, and polyester fiber. Two or more reinforcing materials may be used in combination.
  • inorganic fillers such as silica, barium sulfate, talc, clay, glass, calcium carbonate, and titanium oxide may be dispersed in the core substrate.
  • the buildup layer has a structure in which insulating layers and conductor layers are alternately stacked.
  • a part of the conductor layer located on the outermost surface (the conductor layer located on the upper surface of the wiring board 2) includes a conductor layer 21a on which the optical waveguide 3 is located.
  • the conductor layer 21a is made of metal such as copper, for example.
  • the insulating layer included in the build-up layer is not particularly limited as long as it is made of an insulating material like the core substrate. Examples of the material having insulation properties include resins such as epoxy resin, bismaleimide-triazine resin, polyimide resin, and polyphenylene ether resin. These resins may be used in combination of two or more.
  • each insulating layer may be made of the same resin or different resins.
  • the insulating layer included in the buildup layer and the core substrate may be made of the same resin or may be made of different resins.
  • the buildup layer usually has a via hole conductor for electrically connecting the layers.
  • inorganic fillers such as silica, barium sulfate, talc, clay, glass, calcium carbonate, and titanium oxide may be dispersed in the insulating layer included in the build-up layer.
  • FIG. 2 is an enlarged explanatory diagram illustrating a cross section of region R1 shown in FIG.
  • One end of the optical waveguide 3 faces an optical component 4 including an optical transmission line 41.
  • the other end of the optical waveguide 3 is connected to an optical connector 5a including an optical fiber 5.
  • the optical waveguide 3 includes a first optical waveguide 31 and a second optical waveguide 32.
  • 3 is a plan view seen from the direction of arrow A shown in FIG. 2.
  • the first optical waveguide 31 includes a first lower cladding 311, a first core 312, and a first upper cladding 313, as shown in FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a cross section taken along the line XX shown in FIG.
  • the first lower cladding 311 included in the first optical waveguide 31 is located on the upper surface of the wiring board 2, specifically, on the upper surface of the conductor layer 21a present on the upper surface of the wiring board 2.
  • the material forming the first lower cladding 311 is not limited, and examples thereof include resins such as epoxy resin and silicone resin.
  • the first core 312 included in the first optical waveguide 31 is located on the upper surface of the first lower cladding 311.
  • the first core 312 extends from the outer edge of the wiring board 2 to the center of the wiring board 2 .
  • the outer edge side of the wiring board 2 refers to the side where the optical connector 5a is located (the outer peripheral part)
  • the center side of the wiring board 2 refers to the side where the optical component 4 is located.
  • the first core 312 is a portion through which light that has entered the first optical waveguide 31 propagates. That is, optical signals are transmitted and received between the first core 312 and the optical transmission line 41. Therefore, one end surface of the first core 312 is positioned to face the end surface of the optical transmission path 41 included in the optical component 4 mounted on the wiring board 2 .
  • the material forming the first core 312 is not limited, and is appropriately set, for example, taking into consideration light transmittance, wavelength characteristics of propagating light, etc.
  • Examples of the material include resins such as epoxy resin and silicone resin.
  • the first core 312 has a thickness of, for example, approximately 3 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the first upper cladding 313 included in the first optical waveguide 31 is located so as to cover at least a portion of the first core 312.
  • the first upper cladding 313 is also made of resin such as epoxy resin or silicone resin.
  • the first lower cladding 311 and the first upper cladding 313 may be made of the same material or different materials.
  • the first lower cladding 311 and the first upper cladding 313 may have the same thickness or may have different thicknesses.
  • the first lower cladding 311 and the first upper cladding 313 have a thickness of, for example, approximately 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the second optical waveguide 32 is located adjacent to the first optical waveguide 31. Specifically, the second optical waveguide 32 is located along the first optical waveguide 31 so as to sandwich the first optical waveguide 31 therebetween.
  • the second optical waveguide 32 is used for positioning for inputting a light beam when performing a light continuity test for the first optical waveguide 31 .
  • the second lower cladding 321 included in the second optical waveguide 32 is located on the upper surface of the wiring board 2, specifically on the upper surface of the conductor layer 21a present on the upper surface of the wiring board 2. are doing.
  • the material forming the second lower cladding 321 is not limited, and like the first lower cladding 311, examples thereof include resins such as epoxy resin and silicone resin.
  • the second lower cladding 321 may be formed of the same material (resin) as the first lower cladding 311, or may be formed of a different material (resin).
  • the second lower cladding 321 may be integrated with the first lower cladding 311, or may be independent from the first lower cladding 311. For example, if the second lower cladding 321 and the first lower cladding 311 are integrated, the process for forming the first optical waveguide 31 and the second optical waveguide 32 can be simplified.
  • the second core 322 included in the second optical waveguide 32 is located on the upper surface of the second lower cladding 321.
  • the second core 322 is located along the first core 312 included in the first optical waveguide 31 .
  • the material forming the second core 322 is not limited, and examples thereof include resins such as epoxy resin and silicone resin, similar to the material forming the first core 312.
  • the first core 312 and the second core 322 are formed at the same time, so the material (resin) forming the first core 312 and the material (resin) forming the second core 322 are the same. There may be.
  • the second core 322 has a thickness of, for example, about 3 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the second optical waveguide 32 has a first end surface 3a on the outer edge side of the wiring board 2, and a second end surface 3b on the center side of the wiring board 2. That is, in FIG. 3, the end surface located on the optical connector 5a side is the first end surface 3a, and the end surface located on the optical component 4 side is the second end surface 3b.
  • the second core 322 has a first core end surface 322a on the outer edge side of the wiring board 2, and a second core end surface 322b on the center side of the wiring board 2. That is, the first core end surface 322a is a part of the first end surface 3a, and the second core end surface 322b is a part of the second end surface 3b.
  • the second upper cladding 323 included in the second optical waveguide 32 is located so as to cover at least a portion of the second core 322.
  • the second upper cladding 323 is also made of resin such as epoxy resin or silicone resin.
  • the second lower cladding 321 and the second upper cladding 323 may be made of the same material or different materials. Further, the second lower cladding 321 and the second upper cladding 323 may have the same thickness or different thicknesses.
  • the second lower cladding 321 and the second upper cladding 323 have a thickness of, for example, approximately 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the second upper cladding 323 is usually formed at the same time as the first upper cladding 313 included in the first optical waveguide 31. Therefore, the second upper cladding 323 may have the same thickness as the first upper cladding 313.
  • the second lower cladding 321 may be integrated with the first lower cladding 311.
  • the second upper cladding 323 may be located independently from the first upper cladding 313. If the second upper cladding 323 is located independently from the first upper cladding 313, even if the second upper cladding 323 separates from the second core 322, it will affect the first core 312 where optical signals are transmitted and received. becomes difficult to reach.
  • the reason why the gap 324 is not formed between the first core 312 and the first upper cladding 313 is that if the gap 324 exists between the first core 312 and the first upper cladding 313, the transmission loss increases. . Therefore, a second core 322 that does not transmit or receive optical signals is formed, and a visible gap 324 is formed near the second core 322. Based on the visible gap 324, positioning is performed to make the light beam incident on the first core 312.
  • the second core 322 may have a plurality of side surfaces connecting the first core end surface 322a and the second core end surface 322b.
  • the number of side surfaces varies depending on the cross-sectional shape of the second core 322. For example, as shown in FIG. 4, when the second core 322 has a quadrangular cross-sectional shape, there are two side surfaces. That is, when the second core 322 is viewed in cross section, the surfaces other than the surface in contact with the second lower cladding 321 and the surface facing that surface are side surfaces. For example, when the second core 322 has a hexagonal cross-sectional shape, there are four side surfaces.
  • a gap 324 may exist between at least one side surface of the plurality of side surfaces of the second core 322 and the second upper cladding 323. Due to the gap 324 existing between at least one side surface and the second upper cladding 323, the lower surface of the second core 322 contacts the second lower cladding 321, and the upper surface of the second core 322 contacts the second upper cladding 321. It is in contact with the cladding 323. As a result, separation of the second core 322 from the second lower cladding 321 or the second upper cladding 323 can be reduced.
  • the plurality of side surfaces of the second core 322 may include, for example, a first side surface and a second side surface that face each other, and a gap 324 may exist on both the first side surface and the second side surface.
  • a gap 324 may exist on both the first side surface and the second side surface.
  • gaps 324 located on each of the first side surface and the second side surface, or there may be a plurality of gaps 324 on either one side. Furthermore, the gap 324 may be located continuously between the first core end surface 322a and the second core end surface 322b, or may be located intermittently.
  • a plurality of gaps 324 may exist in at least one of the first end surface 3a and the second end surface 3b.
  • two gaps 324 exist, one each between both side surfaces (first side surface and second side surface) of the second core 322 and the second upper cladding 323. Visibility can be improved by the presence of a plurality of gaps 324. As a result, the incident position of the light beam can be determined with higher precision.
  • one gap 324 exists on one side, but a plurality of gaps 324 may exist on one side.
  • the gap 324 existing between at least one side surface of the second core 322 and the second upper cladding 323 may be in contact with the second lower cladding 321 or may be separated from the second lower cladding 321. .
  • the boundary between the second lower cladding 321 and the second core 322 becomes easier to recognize.
  • the incident position of the light beam in the height direction of the first optical waveguide 31 can be determined with higher precision.
  • the gap 324 may exist continuously from the first end surface 3a to the second end surface 3b, or may exist intermittently. If the gap 324 exists continuously, when forming the optical waveguide 3, for example, when cutting both ends to form the first end surface 3a and the second end surface 3b, even if any part is cut, A gap 324 can be present between the first end surface 3a and the second end surface 3b. When the gaps 324 exist intermittently, it is advantageous in that the adhesion between the second core 322 and the second upper cladding 323 can be ensured.
  • the inspection efficiency of the optical waveguide 3 can be improved by the second core 322, and the optical circuit board 1 with excellent optical transmission can be provided.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the process of forming the first optical waveguide 31 and the second optical waveguide 32 in the optical circuit board 1 according to one embodiment.
  • the drawing written on the right side shows an enlarged view of the area surrounded by the dashed line in the drawing written on the left side.
  • the first lower cladding 311 and the second lower cladding 321 are formed on the upper surface of the wiring board 2 (conductor layer 21a).
  • the first lower cladding 311 and the second lower cladding 321 are as described above, and detailed description thereof will be omitted.
  • the first lower cladding 311 and the second lower cladding 321 shown in FIG. 5 are integrated.
  • the materials of the first core 312 and the second core 322 are arranged on the upper surfaces of the first lower cladding 311 and the second lower cladding 321.
  • examples of such materials include uncured resins such as epoxy resins and silicone resins.
  • an exposure mask M1 is placed so as to cover the uncured resin.
  • the exposure mask M1 has an opening, and a first core 312 and a second core 322 are formed at the position of this opening.
  • the first core 312 is formed on the upper surface of the first lower cladding 311, and the second core 312 is formed on the upper surface of the second lower cladding 321, as shown in FIG. 5(B).
  • a core 322 is formed.
  • the materials of the first upper cladding 313 and the second upper cladding 323 are arranged to cover the first core 312 and the second core 322.
  • examples of such materials include uncured resins such as epoxy resins and silicone resins.
  • a halftone mask M2 is placed so as to cover the uncured resin.
  • the halftone mask M2 is a mask having a halftone portion H that lowers the transmittance and suppresses the amount of exposure.
  • the transmittance of the halftone portion H is, for example, about 40% of normal (specifically about 40 ⁇ 10%).
  • the boundary between the first upper cladding 313 and the second upper cladding 323 is shielded from exposure.
  • the first upper cladding 313 is formed to cover the first core 312, as shown in FIG. 5(D)
  • the second upper cladding 323 is formed to cover the first core 312. It is formed to cover the second core 322. Since the boundary between the first upper cladding 313 and the second upper cladding 323 is shielded from exposure and is not cured, the first upper cladding 313 and the second upper cladding 323 are located independently. .
  • insufficiently cured resin exists near the side surface of the second core 322, for example, as described above. Further, the portion corresponding to the second optical waveguide 32 is exposed with a smaller amount of light than the amount of exposure of the first upper cladding 313 when the second upper cladding 323 is exposed. As a result, the curing reaction does not proceed particularly between the side surface of the second core 322 and the second upper cladding 323, and a gap 324 is likely to be formed.
  • the portion corresponding to the first optical waveguide 31 is exposed at a transmittance necessary for curing when exposing the first upper cladding 313. Therefore, the curing reaction of the insufficiently cured resin existing near the side surface of the first core 312 and the first upper cladding 313 proceeds sufficiently. As a result, the first core 312 and the first upper cladding 313 are in close contact with each other, and no gap 324 is formed.
  • the optical component 4 mounted on the optical component mounting structure 10 includes an optical transmission path 41.
  • An example of the optical component 4 including such an optical transmission path 41 is a silicon photonics device.
  • Examples of the electronic component 6 include an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a driver IC, and the like.
  • the optical component 4 is electrically connected to a pad 21b located in a mounting area (an area for mounting the optical component 4) of the wiring board 2 via the solder 7.
  • the pad 21b is a part of the conductor layer located on the upper surface of the wiring board 2.
  • a silicon photonics device is, for example, a type of optical component having an optical transmission path 41 having a core made of silicon (Si) and a cladding made of silicon dioxide (SiO 2 ).
  • the silicon photonics device includes a Si waveguide as the optical transmission path 41, and further includes a passivation film, a light source section, a photodetection section, etc., although not shown.
  • the optical transmission line 41 (Si waveguide 41) is located at one end of the first optical waveguide 31 so as to face the first core 312 included in the first optical waveguide 31. .
  • an electrical signal from the wiring board 2 is propagated via the solder 7 to a light source included in the optical component 4 (silicon photonics device).
  • the light source section receives the propagated electrical signal and emits light.
  • the emitted optical signal is propagated via the optical transmission line 41 (Si waveguide 41) and the first core 312 to the optical fiber 5 connected via the optical connector 5a.
  • the optical component mounting structure 10 according to an embodiment of the present disclosure can reduce optical transmission loss because the optical component 4 is mounted on the optical circuit board 1 which has excellent optical transmission.
  • An optical circuit board includes a wiring board, a first optical waveguide located on the wiring board, and a second optical waveguide located adjacent to the first optical waveguide on the wiring board.
  • the first optical waveguide includes a first lower cladding located on the wiring board, a first core extending from the outer edge side of the wiring board to the center side of the wiring board on the first lower cladding, and at least a portion of the first core. a first upper cladding covering the first upper cladding;
  • the second optical waveguide includes a second lower cladding located on the wiring board, a second core located on the second lower cladding along the first core, and a second upper cladding covering at least a portion of the second core. including.
  • the second optical waveguide has a first end surface where the first core end surface of the second core is exposed on the outer edge side of the wiring board, and a second end surface where the second core end surface of the second core is exposed on the center side of the wiring board. has.
  • a gap exists between the second core and the second upper cladding on at least one of the first end face and the second end face.
  • the second core has a plurality of side surfaces connecting the first core end surface and the second core end surface, and at least A gap exists between one side and the second upper cladding.
  • the gap exists continuously or intermittently from the first end surface to the second end surface.
  • a plurality of gaps exist in at least one of the first end face and the second end face.
  • the gap is in contact with the second lower cladding.
  • the plurality of side surfaces of the second core include a first side surface and a second side surface facing each other, and the gap is between the first side surface and the second side surface. and present on both sides of the second side.
  • the first lower cladding and the second lower cladding are integrated.
  • An optical component mounting structure includes the optical circuit board according to any one of (1) to (7) above and an optical component mounted on the optical circuit board.
  • Optical circuit board 2 Wiring board 21a Conductor layer 21b Pad 3 Optical waveguide 31 First optical waveguide 311 First lower cladding 312 First core 313 First upper cladding 32 Second optical waveguide 321 Second lower cladding 322 Second core 322a 1 Core end face 322b Second core end face 323 Second upper cladding 324 Gap 3a First end face 3b Second end face 4 Optical component 41 Optical transmission line (silicon waveguide (Si waveguide)) 5 Optical fiber 5a Optical connector 6 Electronic component 7 Solder 10 Optical component mounting structure

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Abstract

本開示に係る光回路基板は、検査する際に光の入射位置を容易に決めることができ、光導波路の検査を効率よく行うことができる。　本開示に係る光回路基板（１）は、配線基板（２）と、配線基板（２）上に位置する第１光導波路（３１）及び第２光導波路（３２）を含む。第１光導波路（３１）は、第１下部クラッド（３１１）、第１コア（３１２）、および第１コアの少なくとも一部を被覆する第１上部クラッド（３１３）を含む。第２光導波路（３２）は、第２下部クラッド（３２１）、第２コア（３２２）、および第２コアの少なくとも一部を被覆する第２上部クラッド（３２３）を含む。第２光導波路（３２）は、配線基板の外縁側に第２コアの第１コア端面（３２２ａ）が露出する第１端面（３ａ）を有し、配線基板の中央側に第２コアの第２コア端面（３２２ｂ）が露出する第２端面（３ｂ）を有する。第１端面（３ａ）および第２端面（３ｂ）の少なくとも一方において、第２コア（３２２）と第２上部クラッド（３２３）との間に隙間（３２４）が存在している。

Description

光回路基板および光学部品実装構造体
　本発明は、光回路基板およびそれを用いた光学部品実装構造体に関する。
　近年、大容量のデータを高速で通信可能な光ファイバーが情報通信に使用されている。光信号の送受信は、この光ファイバーと光学部品との間で行われる。このような光学部品は、例えば光回路基板に実装されている。光回路基板には、光導波路が備えられている。光信号は、この光導波路を介して送受信が行われる。光信号の送受信に使用される光回路基板は、例えば特許文献１に記載のように、光信号の送受信が正常に行われるか否かを検査する必要がある。
特開２０１５－２１５４６９号公報
　本開示に係る光回路基板は、配線基板と、配線基板上に位置する第１光導波路と、配線基板上に、第１光導波路に隣接して位置する第２光導波路とを含む。第１光導波路は、配線基板上に位置する第１下部クラッド、第１下部クラッド上において配線基板の外縁側から配線基板の中央側にかけて延在する第１コア、および第１コアの少なくとも一部を被覆する第１上部クラッドを含む。第２光導波路は、配線基板上に位置する第２下部クラッド、第２下部クラッド上において第１コアに沿って位置する第２コア、および第２コアの少なくとも一部を被覆する第２上部クラッドを含む。第２光導波路は、配線基板の外縁側に第２コアの第１コア端面が露出する第１端面を有し、配線基板の中央側に第２コアの第２コア端面が露出する第２端面を有する。第１端面および第２端面の少なくとも一方において、第２コアと第２上部クラッドとの間に隙間が存在している。
　本開示に係る光学部品実装構造体は、上記光回路基板と光回路基板に実装された光学部品とを有している。
本開示の一実施形態に係る光回路基板に、光学部品および電子部品が実装された光学部品実装構造体を示す平面図である。 図１に示す領域Ｒ１の断面を説明するための拡大説明図である。 図２に示す矢印Ａ方向から見た平面図である。 図３に示すＸ－Ｘ線で切断した断面を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係る光回路基板において、第１光導波路および第２光導波路を形成する工程を説明するための説明図である。
　光の導通検査は、光導波路に含まれる各コアに、細い光線（例えば直径９μｍ程度）を入射させる必要がある。しかし、従来の光回路基板では、光導波路の端面においてコアを視認するのが困難であり、光線を入射させるための位置決めが困難である。したがって、検査する際に光の入射位置を容易に決めることができ、光導波路の検査効率に優れた光回路基板が求められている。
　本開示に係る光回路基板は、課題を解決するための手段の欄に記載のような構成を有することによって、検査する際に光の入射位置を容易に決めることができ、光導波路の検査を効率よく行うことができる。
　本開示の一実施形態に係る光回路基板を、図１～４に基づいて説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る光回路基板１に、光学部品４が実装された光学部品実装構造体１０を示す平面図である。
　本開示の一実施形態に係る光回路基板１は、配線基板２と光導波路３とを含む。一実施形態に係る光回路基板１に含まれる配線基板２としては、一般的に光回路基板に使用される配線基板が挙げられる。
　このような配線基板２は、具体的に図示していないが、例えば、コア基板と、コア基板の両面に積層されたビルドアップ層とを含む。コア基板は、絶縁性を有する素材であ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。コア基板は、通常、コア基板の上下面を電気的に接続するために、スルーホール導体を有している。
　コア基板は、補強材を含んでいてもよい。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、コア基板には、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フィラーが、分散されていてもよい。
　ビルドアップ層は、絶縁層と導体層とが交互に積層された構造を有している。最表面に位置する導体層（配線基板２の上面に位置する導体層）の一部は、光導波路３が位置する導体層２１ａを含んでいる。導体層２１ａは、例えば銅などの金属で形成されている。ビルドアップ層に含まれる絶縁層は、コア基板と同様、絶縁性を有する素材であ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。
　ビルドアップ層に絶縁層が２層以上存在する場合、それぞれの絶縁層は、同じ樹脂でもよく、異なる樹脂でもよい。ビルドアップ層に含まれる絶縁層とコア基板とは、同じ樹脂でもよく、異なる樹脂でもよい。ビルドアップ層は、通常、層間を電気的に接続するためのビアホール導体を有している。
　さらに、ビルドアップ層に含まれる絶縁層には、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フィラーが、分散されていてもよい。
　図２に示すように、一実施形態に係る光回路基板１に含まれる光導波路３は、配線基板２の上面に存在している導体層２１ａの上面に位置している。図２は、図１に示す領域Ｒ１の断面を説明する拡大説明図である。光導波路３の一方の端部は、光伝送路４１を含む光学部品４と対向している。光導波路３の他方の端部は、光ファイバー５を含む光コネクタ５ａに接続される。
　図３に示すように、光導波路３は、第１光導波路３１および第２光導波路３２を含む。図３は、図２に示す矢印Ａ方向から見た平面図である。第１光導波路３１は、図４に示すように、第１下部クラッド３１１、第１コア３１２および第１上部クラッド３１３を含む。図４は、図３に示すＸ－Ｘ線で切断した断面を説明するための説明図である。
　第１光導波路３１に含まれる第１下部クラッド３１１は、配線基板２の上面、具体的には配線基板２の上面に存在している導体層２１ａの上面に位置している。第１下部クラッド３１１を形成している材料は限定されず、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂が挙げられる。
　第１光導波路３１に含まれる第１コア３１２は、第１下部クラッド３１１の上面に位置している。第１コア３１２は、配線基板２の外縁側から配線基板２の中央側にかけて延在している。言い換えれば、図２において、配線基板２の外縁側は、光コネクタ５ａが位置している側（外周部分）を指し、配線基板２の中央側は、光学部品４が位置している側を指す。第１コア３１２は、第１光導波路３１に侵入した光が伝搬する部分である。すなわち、第１コア３１２と光伝送路４１との間で光信号の送受信が行われる。したがって、第１コア３１２の一方の端面は、配線基板２に実装された光学部品４に含まれる光伝送路４１の端面と対向するように位置している。
　第１コア３１２を形成している材料は限定されず、例えば、光の透過性や伝搬する光の波長特性などを考慮して、適宜設定される。材料としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂が挙げられる。第１コア３１２は、例えば、３μｍ以上５０μｍ以下程度の厚みを有する。
　第１光導波路３１に含まれる第１上部クラッド３１３は、第１コア３１２の少なくとも一部を被覆するように位置している。第１上部クラッド３１３についても、第１下部クラッド３１１と同様、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂で形成されている。第１下部クラッド３１１および第１上部クラッド３１３は同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。さらに、第１下部クラッド３１１および第１上部クラッド３１３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。第１下部クラッド３１１および第１上部クラッド３１３は、例えば、５μｍ以上１５０μｍ以下程度の厚みを有する。
　第２光導波路３２は、第１光導波路３１に隣接して位置している。具体的には、第２光導波路３２は、第１光導波路３１に沿って第１光導波路３１を挟むように位置している。第２光導波路３２は、第１光導波路３１に対する光の導通検査を行う際に、光線を入射させるための位置決めに使用される。
　第２光導波路３２に含まれる第２下部クラッド３２１は、第１下部クラッド３１１と同様、配線基板２の上面、具体的には配線基板２の上面に存在している導体層２１ａの上面に位置している。第２下部クラッド３２１を形成している材料は限定されず、第１下部クラッド３１１と同様、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂が挙げられる。第２下部クラッド３２１は、第１下部クラッド３１１と同じ材料（樹脂）で形成されていてもよく、異なる材料（樹脂）で形成されていてもよい。
　図４に示すように、第２下部クラッド３２１は、第１下部クラッド３１１と一体化されていてもよく、第１下部クラッド３１１から独立していてもよい。例えば、第２下部クラッド３２１と第１下部クラッド３１１とが一体化されていると、第１光導波路３１および第２光導波路３２を形成する際の工程を簡素化することができる。
　第２光導波路３２に含まれる第２コア３２２は、第２下部クラッド３２１の上面に位置している。第２コア３２２は、第１光導波路３１に含まれる第１コア３１２に沿って位置している。第２コア３２２を形成している材料は限定されず、第１コア３１２を形成している材料と同様、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂が挙げられる。通常、第１コア３１２と第２コア３２２とは同時に形成されるため、第１コア３１２を形成している材料（樹脂）と第２コア３２２を形成している材料（樹脂）は、同じであってもよい。第２コア３２２は、第１コア３１２と同様、例えば、３μｍ以上５０μｍ以下程度の厚みを有する。
　第２光導波路３２は、配線基板２の外縁側に第１端面３ａを有し、配線基板２の中央側に第２端面３ｂを有している。すなわち、図３において、光コネクタ５ａ側に位置する端面が第１端面３ａであり、光学部品４側に位置する端面が第２端面３ｂである。第２コア３２２は、配線基板２の外縁側に第１コア端面３２２ａを有し、配線基板２の中央側に第２コア端面３２２ｂを有している。つまり、第１コア端面３２２ａは、第１端面３ａの一部であり、第２コア端面３２２ｂは、第２端面３ｂの一部である。
　第２光導波路３２に含まれる第２上部クラッド３２３は、第２コア３２２の少なくとも一部を被覆するように位置している。第２上部クラッド３２３についても、第２下部クラッド３２１と同様、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂で形成されている。第２下部クラッド３２１および第２上部クラッド３２３は同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。さらに、第２下部クラッド３２１および第２上部クラッド３２３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。第２下部クラッド３２１および第２上部クラッド３２３は、例えば、５μｍ以上１５０μｍ以下程度の厚みを有する。第２上部クラッド３２３は、通常、第１光導波路３１に含まれる第１上部クラッド３１３と同時に形成される。そのため、第２上部クラッド３２３は、第１上部クラッド３１３と同じ厚みを有していてもよい。
　上記のように、第２下部クラッド３２１は、第１下部クラッド３１１と一体化されていてもよい。一方、図４に示すように、第２上部クラッド３２３は、第１上部クラッド３１３から独立して位置していてもよい。第２上部クラッド３２３が第１上部クラッド３１３から独立して位置していると、第２上部クラッド３２３が第２コア３２２から剥離したとしても、光信号の送受信が行われる第１コア３１２に影響が及びにくくなる。
　第２光導波路３２の第１端面３ａおよび第２端面３ｂの少なくとも一方に、第２コア３２２と第２上部クラッド３２３との間に例えば図４に示すような隙間３２４が存在している。このような隙間３２４が存在していることによって、光の導通検査を行う際に隙間３２４を視認することができる。その結果、第２コア３２２の位置を認識することができ、第２コア３２２の位置から、光の導通検査を行う第１コア３１２の位置を容易に認識することができる。
　第１コア３１２と第１上部クラッド３１３との間に隙間３２４を形成しない理由は、第１コア３１２と第１上部クラッド３１３との間に隙間３２４が存在すると、伝送損失が大きくなるためである。したがって、光信号の送受信を行わない第２コア３２２が形成され、第２コア３２２の近傍に視認可能な隙間３２４が形成されている。視認可能な隙間３２４に基づいて、第１コア３１２に光線を入射させるための位置決めを行う。
　第２コア３２２は、第１コア端面３２２ａと第２コア端面３２２ｂとを接続する複数の側面を有していてもよい。この側面の数は、第２コア３２２の断面形状によって異なる。例えば、図４に示すように、第２コア３２２の断面形状が四角形の場合、側面は２つである。すなわち、第２コア３２２を断面視した場合に、第２下部クラッド３２１と接触している面およびその面と対向している面以外の面が側面である。例えば第２コア３２２の断面形状が六角形の場合、側面は４つである。
　第２コア３２２の複数の側面のうち、少なくとも１つの側面と第２上部クラッド３２３との間に隙間３２４が存在していてもよい。少なくとも１つの側面と第２上部クラッド３２３との間に隙間３２４が存在していることによって、第２コア３２２の下面は第２下部クラッド３２１と接触し、第２コア３２２の上面は第２上部クラッド３２３と接触している。その結果、第２コア３２２が第２下部クラッド３２１または第２上部クラッド３２３から剥離するのを低減することができる。
　第２コア３２２の複数の側面は、例えば、互いに対向する第１側面および第２側面を含み、第１側面および第２側面の両方に隙間３２４が存在していてもよい。具体的には、第２コア３２２の断面形状が四角形の場合、２つの側面は対向しており、一方の側面が第１側面、他方の側面が第２側面となる。対向する第１側面および第２側面の両方に隙間３２４が存在することによって、第２コア３２２の位置をより正確に視認することができる。その結果、光線の入射位置決めを、より精度よく行うことができる。第１側面および第２側面の各々に位置する隙間３２４は、各々複数個あっても構わないし、どちらか一方だけが複数個あっても構わない。さらに、隙間３２４は、第１コア端面３２２ａと第２コア端面３２２ｂとの間にわたり連続して位置していても構わないし、断続的に位置していても構わない。
　隙間３２４は、第１端面３ａおよび第２端面３ｂの少なくとも一方において、複数存在していてもよい。例えば、図４において、隙間３２４は、第２コア３２２の両方の側面（第１側面および第２側面）と第２上部クラッド３２３との間に、それぞれ１つ合計２つ存在している。隙間３２４が複数存在することによって、視認性を向上させることができる。その結果、光線の入射位置決めを、より精度よく行うことができる。図４では、一方の側面に隙間３２４は１つ存在しているが、一方の側面に複数の隙間３２４が存在していてもよい。
　第２コア３２２の少なくとも１つの側面と第２上部クラッド３２３との間に存在している隙間３２４は、第２下部クラッド３２１と接していてもよく、第２下部クラッド３２１と離れていてもよい。例えば、隙間３２４が第２下部クラッド３２１と接していると、第２下部クラッド３２１と第２コア３２２との境界が認識しやすくなる。その結果、第１光導波路３１の高さ方向についての光線の入射位置決めを、より精度よく行うことができる。
　隙間３２４は、第１端面３ａから第２端面３ｂまで連続的に存在していてもよく、断続的に存在していてもよい。隙間３２４が連続的に存在していると、光導波路３の形成時、例えば両端部を切断して第１端面３ａおよび第２端面３ｂを形成する際に、任意の部分を切断しても、第１端面３ａおよび第２端面３ｂに隙間３２４を存在させることができる。隙間３２４が断続的に存在している場合、第２コア３２２と第２上部クラッド３２３との密着性を確保できる点で有利である。
　上記のように本開示によれば、第２コア３２２によって光導波路３の検査効率を向上でき、光伝送に優れた光回路基板１を提供することができる。
　次に、第１光導波路３１および第２光導波路３２を形成する方法の一実施形態を、図５に基づいて説明する。図５は、一実施形態に係る光回路基板１において、第１光導波路３１および第２光導波路３２を形成する工程を説明するための説明図である。図５において、右側に記載された図は、左側に記載された図面において一点鎖線で囲まれた領域の拡大図を示す。
　まず、配線基板２（導体層２１ａ）の上面に、第１下部クラッド３１１および第２下部クラッド３２１を形成する。第１下部クラッド３１１および第２下部クラッド３２１については、上述の通りであり、詳細な説明は省略する。図５に示す第１下部クラッド３１１および第２下部クラッド３２１は、一体化されている。
　図５（Ａ）に示すように、第１コア３１２および第２コア３２２の材料を、第１下部クラッド３１１および第２下部クラッド３２１の上面に配置する。このような材料としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂の未硬化物が挙げられる。
　次いで、上記樹脂の未硬化物を被覆するように、露光用マスクＭ１を配置する。露光用マスクＭ１は開口部を有しており、この開口部の位置に第１コア３１２および第２コア３２２が形成される。露光用マスクＭ１を配置した後、露光および現像を行うことによって、図５（Ｂ）に示すように第１下部クラッド３１１の上面に第１コア３１２、および第２下部クラッド３２１の上面に第２コア３２２が形成される。露光の際、露光用マスクＭ１で被覆されている部分でも、開口部近傍では若干露光の影響を受ける。そのため、第１コア３１２および第２コア３２２の側面近傍には、硬化の不十分な樹脂が存在する。
　次いで、図５（Ｃ）に示すように、第１上部クラッド３１３および第２上部クラッド３２３の材料を、第１コア３１２および第２コア３２２を被覆するように配置する。このような材料としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂の未硬化物が挙げられる。次いで、この樹脂の未硬化物を被覆するように、ハーフトーンマスクＭ２を配置する。
　ハーフトーンマスクＭ２は、透過率を下げて露光量が抑制されるハーフトーン部Ｈを有するマスクである。ハーフトーン部Ｈの透過率は、例えば、通常の４０％程度（具体的には４０±１０％程度）とする。第１上部クラッド３１３と第２上部クラッド３２３との境界部は、露光しないように遮蔽する。ハーフトーンマスクＭ２を配置した後、露光および現像を行うことによって、図５（Ｄ）に示すように第１上部クラッド３１３が第１コア３１２を被覆するように形成され、第２上部クラッド３２３が第２コア３２２を被覆するように形成される。第１上部クラッド３１３と第２上部クラッド３２３との境界部は、露光しないように遮蔽され硬化しないことから、第１上部クラッド３１３と第２上部クラッド３２３とは、独立した状態で位置している。
　第２光導波路３２に相当する部分は、例えば上記のように、第２コア３２２の側面近郊に硬化の不十分な樹脂が存在している。さらに、第２光導波路３２に相当する部分は、第２上部クラッド３２３の露光時に第１上部クラッド３１３の露光量よりも小さな光量で露光される。その結果、特に第２コア３２２の側面と第２上部クラッド３２３との間の硬化反応が進まず、隙間３２４が形成され易い。
　第１光導波路３１に相当する部分は、第１上部クラッド３１３の露光時に硬化に必要な透過率で露光する。そのため、第１コア３１２の側面近郊に存在する硬化の不十分な樹脂および第１上部クラッド３１３の硬化反応が十分に進む。その結果、第１コア３１２と第１上部クラッド３１３とは十分に密着し、隙間３２４は形成されない。
　次に、一実施形態に係る光回路基板１に、光学部品４および電子部品６が実装された光学部品実装構造体１０について説明する。図１に示すように、一実施形態に係る光学部品実装構造体１０に実装される光学部品４には、光伝送路４１が含まれる。このような光伝送路４１を含む光学部品４としては、例えば、シリコンフォトニクスデバイスなどが挙げられる。電子部品６としては、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ドライバＩＣなどが挙げられる。
　光学部品４は、図２に示すように、配線基板２の実装領域（光学部品４を実装するための領域）に位置するパッド２１ｂとはんだ７を介して電気的に接続されている。パッド２１ｂは、配線基板２の上面に位置する導体層の一部である。
　光学部品４の一例として、シリコンフォトニクスデバイスについて説明する。シリコンフォトニクスデバイスは、例えば、ケイ素（Ｓｉ）をコアとし、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をクラッドとする光伝送路４１を有する光学部品の１種である。シリコンフォトニクスデバイスは、光伝送路４１としてＳｉ導波路を含み、図示していないが、パッシベーション膜、光源部、光検出部などをさらに含んでいる。上述のように、光伝送路４１（Ｓｉ導波路４１）は、第１光導波路３１の一方の端部において、第１光導波路３１に含まれる第１コア３１２と対向するように位置している。
　例えば、配線基板２からの電気信号が、はんだ７を介して光学部品４（シリコンフォトニクスデバイス）に含まれる光源部に伝搬される。伝搬された電気信号を受信した光源部は発光する。発光した光信号が光伝送路４１（Ｓｉ導波路４１）および第１コア３１２を経由して、光コネクタ５ａを介して接続されている光ファイバー５に伝播される。本開示の一実施形態における光学部品実装構造体１０は、光伝送に優れた光回路基板１に光学部品４を実装していることから光伝送損失を低減することが可能である。
　以上、本開示の実施形態について説明した。しかし、本開示に係る発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、下記の（１）および（８）に示す本開示の範囲内で種々の変更および改良が可能である。
　（１）本開示に係る光回路基板は、配線基板と、配線基板上に位置する第１光導波路と、配線基板上に、第１光導波路に隣接して位置する第２光導波路とを含む。第１光導波路は、配線基板上に位置する第１下部クラッド、第１下部クラッド上において配線基板の外縁側から配線基板の中央側にかけて延在する第１コア、および第１コアの少なくとも一部を被覆する第１上部クラッドを含む。第２光導波路は、配線基板上に位置する第２下部クラッド、第２下部クラッド上において第１コアに沿って位置する第２コア、および第２コアの少なくとも一部を被覆する第２上部クラッドを含む。第２光導波路は、配線基板の外縁側に第２コアの第１コア端面が露出する第１端面を有し、配線基板の中央側に第２コアの第２コア端面が露出する第２端面を有する。第１端面および第２端面の少なくとも一方において、第２コアと第２上部クラッドとの間に隙間が存在している。
　本開示の実施形態に関し、以下の（２）～（７）に示す実施形態をさらに開示する。
　（２）上記（１）に記載の光回路基板において、第２コアは、第１コア端面と第２コア端面とを接続する複数の側面を有し、第２コアの複数の側面のうち少なくとも一方の側面と第２上部クラッドとの間に隙間が存在している。
　（３）上記（１）または（２）に記載の光回路基板において、隙間は、第１端面から第２端面まで連続的または断続的に存在している。
　（４）上記（１）～（３）のいずれかに記載の光回路基板において、第１端面および第２端面の少なくとも一方において、隙間が複数存在している。
　（５）上記（１）～（４）のいずれかに記載の光回路基板において、隙間は、第２下部クラッドと接している。
　（６）上記（２）～（５）のいずれかに記載の光回路基板において、第２コアの複数の側面は、互いに対向する第１側面および第２側面を含み、隙間は、第１側面および第２側面の両側面に存在している。
　（７）上記（１）～（６）のいずれかに記載の光回路基板において、第１下部クラッドおよび前記第２下部クラッドは、一体化されている。
　（８）本開示に係る光学部品実装構造体は、上記（１）～（７）のいずれかに記載の光回路基板と光回路基板に実装された光学部品とを有している。
　１　　光回路基板
　２　　配線基板
　２１ａ　導体層
　２１ｂ　パッド
　３　　光導波路
　３１　第１光導波路
　３１１　第１下部クラッド
　３１２　第１コア
　３１３　第１上部クラッド
　３２　第２光導波路
　３２１　第２下部クラッド
　３２２　第２コア
　３２２ａ　第１コア端面
　３２２ｂ　第２コア端面
　３２３　第２上部クラッド
　３２４　隙間
　３ａ　第１端面
　３ｂ　第２端面
　４　　光学部品
　４１　光伝送路（シリコン導波路（Ｓｉ導波路））
　５　　光ファイバー
　５ａ　光コネクタ
　６　　電子部品
　７　　はんだ
　１０　光学部品実装構造体

Claims (8)

  1. 　配線基板と、
    　該配線基板上に位置する第１光導波路と、
    　前記配線基板上に、前記第１光導波路に隣接して位置する第２光導波路と、
    を含み、
    　前記第１光導波路は、前記配線基板上に位置する第１下部クラッド、該第１下部クラッド上において前記配線基板の外縁側から前記配線基板の中央側にかけて延在する第１コア、および該第１コアの少なくとも一部を被覆する第１上部クラッドを含み、
    　前記第２光導波路は、前記配線基板上に位置する第２下部クラッド、該第２下部クラッド上において前記第１コアに沿って位置する第２コア、および該第２コアの少なくとも一部を被覆する第２上部クラッドを含み、
    　前記第２光導波路は、前記配線基板の外縁側に前記第２コアの第１コア端面が露出する第１端面を有し、前記配線基板の中央側に前記第２コアの第２コア端面が露出する第２端面を有し、
    　前記第１端面および前記第２端面の少なくとも一方において、前記第２コアと前記第２上部クラッドとの間に隙間が存在している、
    光回路基板。
  2. 　前記第２コアは、前記第１コア端面と前記第２コア端面とを接続する複数の側面を有し、
    　前記第２コアの前記複数の側面のうち、少なくとも１つの側面と前記第２上部クラッドとの間に前記隙間が存在している、請求項１に記載の光回路基板。
  3. 　前記隙間は、前記第１端面から前記第２端面まで連続的または断続的に存在している、請求項１または２に記載の光回路基板。
  4. 　前記第１端面および前記第２端面の少なくとも一方において、前記隙間が複数存在している、請求項１～３のいずれかに記載の光回路基板。
  5. 　前記隙間は、前記第２下部クラッドと接している、請求項１～４のいずれかに記載の光回路基板。
  6. 　前記第２コアの前記複数の側面は、互いに対向する第１側面および第２側面を含み、
    　前記隙間は、前記第１側面および前記第２側面の両方に存在している、請求項２～５のいずれかに記載の光回路基板。
  7. 　前記第１下部クラッドおよび前記第２下部クラッドは、一体化されている、請求項１～６のいずれかに記載の光回路基板。
  8. 　請求項１～７のいずれかに記載の光回路基板と、
    　該光回路基板に実装された光学部品と、
    　を有する光学部品実装構造体。
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