(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層からなる基板と、
該基板の表裏の電気配線を接続するビアホールと、
前記基板に設けられた受発光素子と、
前記電気配線に実装された受発光素子制御素子と、
前記基板に設置されていて端面に光路変換ミラーを備えた光導波路とを有する光基板であって、
前記受発光素子と光導波路とは段差を以て前記基板に配設されていて前記光路変換ミラーを介して光学的に接続するように接合され、
前記受発光素子と電気配線との接続部と前記光導波路の光路変換ミラーとが第一の封止樹脂によって覆れていると共に、前記受発光素子制御素子と電気配線との接続部が第二の封止樹脂によって覆われており、前記第一の封止樹脂は前記第二の封止樹脂より溶融温度が低く、前記光路変換ミラーの光入出力部の裏面に金属膜が設けられていることを特徴とする光基板。
【請求項２】
前記基板に凸部を設けると共に該凸部に前記光導波路が設置され、
前記基板に設けられた前記受発光素子と光導波路の光入出力部とが接合されている請求項１に記載された光基板。
【請求項３】
前記凸部が前記基板の表裏に設けられた電気配線と同じ材質である請求項２に記載された光基板。
【請求項４】
前記凸部がスペーサである請求項２に記載された光基板。
【請求項５】
前記基板に溝部が形成され、該溝部に前記受発光素子が設置され、
前記基板に設置された前記光導波路の光入出力部と前記受発光素子とが接合されている請求項１に記載された光基板。
【請求項６】
絶縁樹脂層の表裏に電気配線がパターニングされてなる基板の前記電気配線をビアホールによって接続し、前記電気配線を接続させた受発光素子と前記電気配線に実装された受発光素子制御素子とを前記基板に設け、前記受発光素子制御素子と電気配線との接続部を第二の封止樹脂により封止してなる光基板の製造方法であって、
端面に光路変換ミラーを備えた光導波路を、その光入出力部が前記受発光素子の受発光面と接合されるように前記受発光面に対して段差を設けて前記基板に設置する工程と、
前記受発光素子と電気配線との接続部を前記光導波路の端面に設けた、光入出力部の裏面に金属膜を形成した前記光路変換ミラーと共に前記第二の封止樹脂より溶融温度の低い第一の封止樹脂により封止する工程と
を備えたことを特徴とする光基板の製造方法。
【請求項７】
前記基板にスペーサまたは前記電気配線と同じ材質の基材からなる凸部を設けて、該凸部に光導波路を設置することで、前記基板に設けた受発光素子の受発光面と光導波路の光入出力部を一致させて光学的に接続するようにした請求項６に記載された光基板の製造方法。
【請求項８】
前記基板に溝部を形成して該溝部内に前記受発光素子を設置し、
前記基板に光導波路を設置して、前記受発光素子の受発光面と光導波路の光入出力部を一致させて光学的に接続するようにした請求項６に記載された光基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気配線および光配線を有する光基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化の進展に伴い、情報通信に用いられるルータやサーバ等の情報処理装置の高性能化はめざましく進んでおり、これら機器においては、通信信号の更なる高速化が求められている。この高速化においては、電子回路や電気回路における電気配線の通信品質が性能向上の障害となるために、通信速度を高速化する上でこの障害が無視できなくなってきている。
そのため、処理信号の高速化や電気ノイズの低減を始めとして、高速通信の障害となる課題解決に向けた有望な技術として、光信号を利用することで高速の伝送速度で情報を送受信できる光配線を用いた技術が注目を集めている。特に、光配線を用いた大容量光インターコネクションを実現するために、光配線の高密度化や低損失接続が重要であり、高性能化とコスト低減に向けて様々な技術検討が行われている。
【０００３】
光信号は、発光素子や光配線から出力されると拡散される。このため、光信号の接続部品はできるだけ近い間隔で接続する必要がある。また、光接続はその接続位置がずれると光信号が漏洩損失するため、正確に位置をあわせて接続する必要がある。また、光信号を伝播する光導波路は基板平面内に水平方向に設けられるため、受発光素子の受発光面に光信号を入出力するためには、光信号路を概略９０°変換する必要がある。
【０００４】
光配線を電子基板上へ組み込む方法としては、光配線、光を電気に変換する素子、素子のコントロールユニット等をひとまとめにした光電気モジュールを、基板上へ搭載する方法がある。こうした光基板の製造方法について、現在様々な方法が提案されている。
光電気モジュールとして、例えば特許文献１に記載された光回路部品では、端面に光を略９０°偏向するミラーを設けた光配線を有する電子基板に、受発光素子を実装したサブマウント基板をセルフアライメント実装する方法が開示されている。しかし、特許文献１の方法では、受発光素子をサブマウント基板に実装する工程、受発光素子と光配線を光学的に接続するための樹脂層を配設する開口部を形成する工程等を、全て高精度で行うことは困難であり、製造歩留まりが低下し、低コスト化も困難である。
【０００５】
また、例えば特許文献２に記載された光モジュールでは、基板上にＶＣＳＥＬ実装用パッド、ＬＳＩ実装用パッド及び光導波路が形成され、ＶＣＳＥＬと光導波路との間にスペーサが配置され、光導波路上面を基準面としてＶＣＳＥＬの発光面を下にして実装する構成が開示されているが、この場合において、受発光素子及びＬＳＩを含む基板全面を、汎用性があり且つ高い信頼性を有するトランスファーモールド法によって一括封止することはできない。これはモールド面に光導波路があるためであり、一般的な光導波路用材料はトランスファーモールド処理時に生じる熱に耐えられない場合が多いことが挙げられる。
【０００６】
光導波路をトランスファーモールド処理できないことの他の理由として、一般的にトランスファーモールド用樹脂は金属フィラーが含まれる黒色のエポキシ系熱硬化性樹脂であるため、これにより光信号が散乱してしまうこと、光導波路を基板に接続する場合、モールド時に基板とモールド用の金型との間に凹凸があると間隙から樹脂が漏れてしまうなどの問題が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２６６４０７号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、光導波路と受発光素子、そして受発光素子制御素子を高精度且つ低コストで接続できる光基板とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による光基板は、表裏に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層からなる基板と、基板の表裏の電気配線を接続するビアホールと、基板に設けられた受発光素子と、電気配線に実装された受発光素子制御素子と、基板に設置されていて端面に光路変換ミラーを備えた光導波路とを有する光基板であって、受発光素子と光導波路とは段差を以て基板に配設されていて光路変換ミラーを介して光学的に接続されるように接合され、受発光素子の電気配線との接続部と光導波路の光路変換ミラーとが第一の封止樹脂によって封止されていると共に、受発光素子制御素子の電気配線との接続部が第二の封止樹脂によって封止されており、第一の封止樹脂は第二の封止樹脂より溶融温度が低く、前記光路変換ミラーの光入出力部の裏面に金属膜が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、受発光素子と光導波路は基板に段差を以て配設されているから、受発光素子に対して光導波路を光学的に接続する際、光導波路を基板の相対的な段差を有する部分の一方の面に設置することで段差の他方の面に設置された受発光素子の受発光面に光入出力部を光学的に対向させて精度良く接続を行え、設置が簡単でハンドリング性が高い。しかも、受発光素子と受発光素子制御素子とはそれぞれ第一の封止樹脂と第二の封止樹脂とで別個に封止されているから、受発光素子制御素子とその電気配線との接続部を例えば比較的高温で溶融するトランスファーモールド樹脂等の第二の封止樹脂で封止し、受発光素子と光導波路の光路変換ミラーとを例えば比較的低温で溶融する光透過性の透明樹脂等の第一の封止樹脂で封止することで、光導波路を装着した光基板においても樹脂封止が可能である。
【００１０】
しかも、光路変換ミラーの光入出力部の裏面に金属膜が設けられているため、光路変換ミラーに入射する光を確実に所要方向に反射できると共に、第一の封止樹脂は直接光導波路に接触することなく光路変換ミラーによって間接的に光導波路を受発光素子と一体に封止保護できる。そして、光路変換ミラーに金属膜を形成することで光路変換ミラー部分の環境変化に対する信頼性を向上できる。
【００１１】
また、基板に凸部を設けると共に凸部に光導波路が設置され、基板に設けられた受発光素子と光導波路とが接合されていてもよい。
基板に設けた受発光素子の高さと同等な高さを有する凸部を段差として形成することで、凸部に光導波路を設置すると、光導波路の光入出力部を基板に設置した受発光素子の受発光面に簡単且つ容易に結合できる。
【００１２】
また、凸部が基板の表裏に設けられた電気配線と同じ材質であってもよい。
この場合、基板の表裏に設けた金属製の基材層に対して電気配線をパターニングする際、凸部が電気配線と同じ材質であることから、公知のフォトリソグラフィを中心としたパターニングとエッチングにより容易に形成することができ、光導波路の設置部分を平坦化することができて光導波路の実装精度及び実装の信頼性が向上する。
或いは、凸部がスペーサであってもよく、例えば所定の厚みを有する樹脂製や金属製等のスペーサを予め製作して基板に設置することで、凸部に設置する光導波路と受発光素子との間に必要な段差を形成できる。
【００１３】
また、基板に溝部が形成され、該溝部に受発光素子が設置され、基板に設置された光導波路の光入出力部と受発光素子とが接合されていてもよい。
溝部の深さを受発光素子の高さに対応する長さに設定することで、基板に設置した光導波路の光入出力部と受発光素子の受発光面とを光学的に接続できる。
【００１４】
本発明による光基板の製造方法では、絶縁樹脂の表裏にパターニングされてなる基板の電気配線をビアホールによって接続し、電気配線に接続させた受発光素子と電気配線に実装された受発光素子制御素子とを基板に設け、受発光素子制御素子と電気配線との接続部を第二の封止樹脂によって封止してなる光基板の製造方法において、端面に光路変換ミラーを備えた光導波路を、その光入出力部が受発光素子の受発光面と接続するように受発光面に対して段差を設けて基板に設置する工程と、受発光素子と電気配線との接続部を光導波路の端面に設けた、光入出力部の裏面に金属膜を形成した光路変換ミラーと共に第二の封止樹脂より溶融温度の低い第一の封止樹脂により封止する工程とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、受発光素子に対して光導波路を光学的に接続する際、光導波路を受発光素子と段差を以て基板に配設することで、光導波路を基板の相対的な段差部分の一方の面に設置すると段差の他方の面に設置された受発光素子の受発光面に光入出力部を光学的に対向させて接合を行える。そして、受発光素子と受発光素子制御素子とはそれぞれ第一の封止樹脂と第二の封止樹脂とで別個に封止され、その際、受発光素子制御素子と電気配線との接続部を例えば比較的高温で溶融するトランスファーモールド樹脂等の第二の封止樹脂で封止すると共に、受発光素子と電気配線との接続部と光導波路の光路変換ミラーとを例えば比較的低温で溶融する光透過性の透明樹脂等の第一の封止樹脂で封止することで、光導波路を装着した光基板においても樹脂封止が可能である。しかも、光導波路は光路変換ミラーによって第一の封止樹脂によって直接封止されないか、或いは封止されても端面が樹脂封止されないから液状に溶融した状態の樹脂の熱で損傷することはない。
そして、光路変換ミラーに入射する光を確実に所要方向に反射できると共に、第一の封止樹脂は直接光導波路に接触することなく光路変換ミラーによって間接的に光導波路を受発光素子と一体に封止保護できる。しかも、光路変換ミラーの裏面に金属膜を形成することで光路変換ミラー部分の環境変化に対する信頼性を向上できる。
なお、本発明では、受発光素子制御素子と電気配線との接続部を第二の封止樹脂により封止する工程を、光導波路の光入出力部が受発光素子の受発光面と光学的に接続される工程よりも先に処理してもよいし、後に処理してもよい。しかも、受発光素子と光導波路の光路変換ミラーとを比較的低温で溶融する第一の封止樹脂で封止することで、光導波路が熱で損傷することを防止して樹脂封止が可能である。
【００１５】
また、基板にスペーサまたは電気配線と同じ材質の基材からなる凸部を設けて、凸部に光導波路を設置することで、受発光素子の受発光面と光導波路の光入出力部を一致させて光学的に接続するようにしてもよい。
基板にスペーサまたは電気配線と同一材質の基材を凸部として設けることで、凸部に設けた光導波路と基板に設けた受発光素子との間に段差を形成できるから、光入出力部と受発光面とを容易に接続できる。
【００１６】
また、基板に溝部を形成して受発光素子を設置し、基板に光導波路を設置して、受発光素子の受発光面と光導波路の光入出力部を一致させて光学的に接続するようにしてもよい。
受発光素子を基板の溝部に設けることで、基板に設けた光導波路の光入出力部を受発光素子の受発光面と一致させて光学的に接続できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による光基板及びその製造方法によれば、基板に設置する受発光素子と光導波路とに段差を設けることで、光導波路を受発光素子に光学的に接続できるため、簡単且つ精密に光導波路を光学的に設置できてハンドリング性が向上する。しかも、受発光素子及び光導波路と受発光素子制御素子とをそれぞれ第一封止樹脂と第二封止樹脂とで別個に封止することができると共に、光導波路は光路変換ミラーを介して第二封止樹脂より低温溶融する第一封止樹脂によって受発光素子の電気配線と共に封止できて、光導波路が熱で損傷することを防止できる。
しかも、光路変換ミラーに入射する光を確実に所要方向に反射できると共に、第一の封止樹脂は直接光導波路に接触することなく光路変換ミラーによって間接的に光導波路を受発光素子と一体に封止保護できる。そして、光路変換ミラーに金属膜を形成することで光路変換ミラー部分の環境変化に対する信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態による光基板の断面構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す光基板における光導波路と受発光素子との接合部分の拡大図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は第一実施形態による光基板の製造方法を示す説明図である。
【図４】（ｆ）〜（ｈ）は図３に続く光基板の製造方法を示す説明図である。
【図５】（ｉ）〜（ｋ）は図４に続く光基板の製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態による光基板の断面構成を示す説明図である。
【図７】（ｍ）〜（ｐ）は第二実施形態による光基板の製造方法を示す説明図である。
【図８】（ｑ）〜（ｔ）は図７に続く光基板の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態による光基板とその製造方法について詳細に説明する。
図１に示す第一実施形態による光基板１において、シート状の絶縁樹脂層からなる基板２の対向する表面２ａと裏面２ｂには銅等の金属箔からなる電気配線としての導電層３、４が例えばパターニングによって形成されている。基板２にはその厚み方向に延びて表裏面２ａ、２ｂに貫通するビアホール用穴５が複数形成され、この穴５には例えば銅等のめっき処理によってビアホール６が設けられている。ビアホール６によって表裏面２ａ、２ｂの電気配線３，４が導通状態にある。
そして、ビアホール６の一方の端部、例えば表面２ａに露出する導電層３からなる電極には受発光素子制御素子８が例えばフリップチップ実装等によって実装されている。受発光素子制御素子８は図示しない端子が例えばワイヤーボンディング９によって別のビアホール６に電気的に接続されている。受発光素子制御素子８からワイヤーボンディングを介してビアホール６の導電層３の電極（電気配線）に接続した構成を接続部という。
【００２０】
また、基板２において、例えば表面２ａにおける受発光素子制御素子８から離間した位置に溝部１１が形成されている。この溝部１１内には受発光素子１２が装着されており、溝部１１内に塗布した接着剤１３によって固定されている。溝部１１の深さは内部に固定された受発光素子１２の高さとほぼ同一であり、基板２の表面２ａに受発光面１２ａがほぼ面一に露出している。
受発光素子１２の受発光面１２ａに設けた図示しない端子と基板２の表面２ａに設けたパターニングされた導電層３で形成された電気配線との接続には、ワイヤーボンディングや半田接続などを用いることができ、本実施形態ではワイヤーボンディング９が設けられている。これら受発光素子１２からワイヤーボンディング９を介して接続される導電層３（電気配線）までの構成を接続部という。なお、受発光素子１２は受発光素子制御素子８によって制御される。
基板２の表面２ａには光信号を高速伝送して受発光素子１２との間で光信号の入出力を行う光導波路１５が設置されている。図２に示すように、光導波路１５の端面１５ａは例えば略４５°の傾斜面に形成され、その端面１５ａには光路変換ミラー１６が接合されている。光路変換ミラー１６の端面１５ａと反対側の面には金属膜１７が蒸着等によって被着されている。光導波路１５において、端面１５ａに４５°の角度で対向する光入出力部として光入出力面１５ｂが設けられ、光入出力面１５ｂは受発光素子１２の受発光面１２ａに一致して光学的にアライメントされて接続されるようになっている。受発光素子１２と光導波路１５との界面に光学接着剤を充填している。
【００２１】
光導波路１５において光配線を走行する光信号は端面１５ａで光路変換ミラー１６によって９０°光路を変換され入出力面１５ｂから出射して受発光素子１２へ受発光面１２ａから入射し、或いは逆に受発光素子１２の受発光面１２ａから光導波路１５内へ光信号が走査するようになっている。
ここで、光導波路１５として、例えば光導波路フィルムに一般的な光配線を形成した光導波路を用いることができる。光配線の伝送モードとして、シングルモード、マルチモード、シングルマルチ混合配線などの構成をとることができる。
また、受発光素子１２には、単チャンネルもしくは複数チャンネルの光素子を用いることができる。具体的には、端面発光型ＬＤ、面発光型ＬＤ、面受光型ＰＤなどを使用することができる。
【００２２】
そして、図１において、受発光素子１２の受発光面１２ａ及び基板２の表面２ａにおける光路変換ミラー１６からワイヤーボンディング９で電気的に接続された導電層３の領域までを第一の封止樹脂１８によって封止している。
第一の封止樹脂１８として、例えば液状の透明樹脂をポッティングによって充填することができる。透明樹脂には一般に用いられている高分子材料を用いることができる。具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコーン材料、無機フィラー混入有機材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。また、界面の屈折率差を無くすため、光導波路と同等の屈折率を持った光学樹脂を用いることが望ましい。
受発光素子１２を例えばディスペンサーによって光透過性の透明樹脂を用いてポッティング封止することで、光導波路１５の端面１２ａも光路変換ミラー１６を介して樹脂封止が可能となる。
また、受発光素子制御素子８とワイヤーボンディング９によって電気的に接続されたビアホール６の電極までを第二の封止樹脂１９によって封止している。第二の封止樹脂１９としてトランスファーモールド樹脂を用いることができる。
ここで、第一の封止樹脂１８は、第二の封止樹脂１９よりも溶融温度が低い材質であることが好ましい。これによって、第一の封止樹脂１８の充填時に光導波路１５を溶融樹脂の熱で損傷することなく保護できる。この場合、第一の封止樹脂１８は端面１５ａを除く光導波路１５を被覆してもよい。
【００２３】
本実施形態による光基板１は上述の構成を備えており、その製造方法について図３乃至図５により説明する。
まず図３（ａ）に示すように、表裏面２ａ，２ｂに導電性の金属箔３ａ、３ａを付着させた絶縁樹脂層からなる基板２を用いる。基板２の絶縁樹脂層には任意の有機材料および無機材料を使用することができる。具体的には、アクリル材料、シリコーン材料、シリコンウェハ、金属材料、硝子材料、プリプレグ、積層板材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。また、金属箔３ａには金属から成るものであれば何でも構わないが、コストおよび導電性から一般的に銅が好ましく、電解銅箔、圧延銅箔等の平滑性の良い銅箔がより好ましい。
【００２４】
次に、この基板２にビアホール用穴５を開口し（図３（ｂ）参照）、めっき処理によってビアホール６を形成する（図３（ｃ）参照）。ビアホール用穴５を形成する方法はレーザ加工が好ましい。レーザとしては炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ（基本波、第２高調波、第３高調波または第４高調波）或いはエキシマーレーザ等があるが、金属箔３ａ、絶縁樹脂層と共に加工を行う為、両者を同時に加工することができる４００ｎｍ以下の短波長レーザであるＹＡＧレーザ(第３高調波または第４高調波)或いはエキシマーレーザがより好ましい。
そして、過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウム混合液等の液中に基板２を浸漬させ、ビアホール用穴５内の有機絶縁材料の残渣をデスミア処理により除去する。
ビアホール用穴５内にビアホール６を形成するためのめっき工程は、基板２の樹脂面に電解めっきのシード層を形成する無電解銅めっきまたはダイレクトプレーティングを行う工程と、シード層を給電パターンとしてめっきを行う電解めっき工程とがある。
【００２５】
続いて、金属箔３ａをパターニングしてエッチングすることで電気配線や実装用パットにパターニングされた導電層３を形成する（図３（ｄ），（ｅ）参照）。その後、必要に応じて、Ｎｉ／Ａｕめっきやソルダーレジスト印刷も行う。
そして、金属箔３ａのパターンで形成された導電層３からなる実装用パット上に、受発光素子制御素子８を実装する。受発光素子制御素子８の実装はダイボンディング、ワイヤーボンディング、フリップチップ実装などを用いることができる。
また、受発光素子制御素子８を実装した後、ワイヤーボンディング９によって別のビアホール６の電極をなす導電層３と接続する（図４（ｆ）参照）。ワイヤーボンディング９による接続部周辺を含めて受発光素子制御素子８をトランスファーモールド樹脂により封止することで第二の封止樹脂１９を形成する（図４（ｇ）参照）。
【００２６】
また、基板２の他の領域では、ルーター等により基板２に溝部１１を形成する（図４（ｈ）参照）。そして、受発光素子８を埋め込み、接着剤１３で絶縁樹脂層からなる基板２内に固定して設置する（図５（ｉ）参照）。受発光素子１２はその受発光面１２ａの端子をワイヤーボンディング９やはんだ接続等により導電層３と電気接続を行う（図５（ｊ）参照）。
次に、光導波路１５を基板２の表面２ａに設置し、端面１５ａに光路変換ミラー１６を固定した光入出部の光入出面１５ｂを受発光素子１２の受発光面１２ａにアライメントして光路を一致させて接合する（図５（ｋ）参照）。受発光素子１２と光導波路１５との界面には透明な光学接着剤を充填する。
光導波路１５としては、光導波路フィルムに一般的な光配線を形成した光導波路を用いた。光導波路フィルムのフィルム材質として、カーボネート系、エポキシ系、アクリル系、イミド系、ウレタン系、ノルボルネン系などの高分子材料および石英などの無機材料を用いることができる。光配線の伝送モードとして、シングルモード、マルチモード、シングルマルチ混合配線などの構成をとることができる。
また、受発光素子１２には、単チャンネルもしくは複数チャンネルの光素子を用いる。具体的には、端面発光型ＬＤ、面発光型ＬＤ、面受光型ＰＤなどを使用する。
【００２７】
そして、受発光素子１２及び導電層３の接続部や光導波路１５の光路変換ミラー１６の領域を、第一の封止樹脂１８で金型を用いずに封止する。封止処理に際して、ディスペンサーによって第一の封止樹脂１８として光透過性の液状の透明樹脂を用いてポッティング封止する。
透明樹脂は一般に用いられている高分子材料を用いるものとし、具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコーン材料、無機フィラー混入有機材料などが使用できるが、これに限定されない。また、界面の屈折率差を無くすため、透明樹脂は光導波路１５と同等の屈折率を持った液状の光学樹脂を用いる。
また、基板２上の任意の部分をモールド樹脂によりモールドすることで、基板２および実装部品の環境信頼性を高めることができる。
【００２８】
上述した本実施形態による光基板１によれば、絶縁樹脂層の基板２に受発光素子１２の高さと同等の深さを有する溝部１１を形成することにより、光導波路１５を基板２の表面２ａに積層した時に高さ調整をすることなく光入出力面１５ｂと受発光面１２ａとの光接続を精密且つ容易に行うことができ、ハンドリング性が向上する。そして、光基板１を生産性良く製造することが可能となる。
また、受発光素子１２の受発光面１２ａ及び光導波路１５の端面１５ａの接合部と受発光面１２ａ及び導電部３のワイヤーボンディング９による接続部とを第一の封止樹脂１８によってモールド封止し、また受発光素子制御素子８とビアホール６における電極の導電層３とのワイヤーボンディング９による接続部を第二の封止樹脂１９によって別個にモールド封止したから、光導波路１５の部分の第一の封止樹脂１８を第二の封止樹脂１９より溶融温度の低い樹脂、例えば透明樹脂を用いることができて、光導波路１５が熱で損傷することを防止できると共に受発光素子１２と光導波路１５の接続部を確実に封止保護できる。
特に、光導波路１５の端面１５ａに形成した光路変換ミラー１６周辺を、受発光素子１２の受発光面１２ａと共に第一の封止樹脂によって封止することで、耐熱性の低い光導波路１５を含めて樹脂封止ができる。この場合、光路変換ミラー１６に金属膜１７などを形成することで確実に光導波路１５とその端面１５ａを保護して樹脂封止すると共に環境変化に対応できる。
【００２９】
次に本発明の他の実施形態について説明するが、上述の実施形態と同一の構成については同一の符号を用いて説明を省略する。
図６により第二実施形態による光基板２１について説明する。
本第二実施形態による光基板２１は上述した第一実施形態による光基板１と光導波路１５の接続部において相違し、他の構成において一致する。本第二実施形態による光基板２１においては、基板２に溝部１１は設けられておらず、表面２ａに金属箔２ａを用いるか、或いは電解めっきで銅箔２ａと同じ材質からなる所定厚みの金属層（基材）を形成する。そして、凸部２２の部分にマスクをして他の領域をエッチングすることで光導波路１５を設置するための凸部２２を所定の厚さで形成する。凸部２２の高さは受発光素子１２の高さと同程度に設定しておく。
凸部２２に隣接して、基板２の表面２ａには受発光素子１２が設置され、受発光素子１２の下面と基板２の表面２ａとの間に接着剤１３を塗布することで受発光素子１２は基板２上に固定されている。受発光素子１２の受発光面１２ａの端子と導電層３とは例えばワイヤーボンディング９により電気的に接続されている。
【００３０】
そして、凸部２２に光導波路１５を設置してその光入出面１５ａを受発光素子１２の受発光面１２ａに当接させて光学的に接続させる。受発光素子１２と光導波路１５との界面に光学接着剤を充填して固定する。光導波路１５としては、光導波路フィルムに限定されず、細線光ファイバーアレイを光導波路１５として用いることもできる。
この状態で、受発光素子１２の受発光面１２ａ及び導電層３とのワイヤーボンディング９による接続部と光導波路１５の端面１２ａに固定した光路変換ミラー１６との領域を、上述した液状の透明樹脂による第一の封止樹脂１８によって封止する。第一の封止樹脂１８はモールド樹脂によってポッティング形成され、その高さは凸部２２に設置した光導波路１５と同一高さにしてもよい。
従って、本第二実施形態による光基板２１においても第一実施形態による光基板１と同様な効果を得られる。
【００３１】
なお、本第二実施形態による光基板２１において、凸部２２に代えて同一高さを有するスペーサを基板２上に設置して接着剤等で固定してもよい。この場合、スペーサの材料として耐熱性の高いポリイミドが好適であるが、他の樹脂や金属等でもよい。スペーサを作製する場合、ポリイミド等をウェハ上にスピン塗布した後に硬化させ、これを剥離して、フィルム状とすることで高精度な厚さのスペーサが得られる。
そして、作製したスペーサを接着剤で基板２上に接着する。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例について説明する。また、以下の記載では、光基板１の光導波路１５を１層の光導波路フィルムとして説明するが、必ずしも１層である必要はない。また、以下の記載では光導波路１５をマルチモードとして説明するが、必ずしもマルチモードである必要はない。
(実施例１)
実施例１として、まず基材２として、両面に銅箔３ａ付きのポリイミド基材（銅箔１２μｍ厚、ポリイミド１００μｍ厚、図３（ａ）参照）を絶縁樹脂層とした東レ製のものを用いる。そして、表裏面２ａ，２ｂ間を、波長３５５ｎｍの紫外線レーザ（ＹＡＧ第三高調波）によって加工することで、複数のビアホール用穴５を形成した（図３（ｂ）参照）。加工されたビアホール用穴５の内径は６０μｍであった。
【００３３】
続いて、ビアホール用穴５に堆積した樹脂残渣を除去する為に、過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウムを３対２の割合でイオン交換水に溶解させ、約５０℃に加熱した。この混合液中に基板２を浸漬させ、樹脂残渣を除去した。
次に、ビアホール用穴５に銅めっき処理を施して、ビアホール６を形成した（図３（ｃ）参照）。基板２の表裏面２ａ，２ｂに配線パターン形成するために、配線形成用のドライフィルムレジストをラミネーターにより加熱しつつ加圧して張り合わせ、レジスト層を形成した。さらに、所定のパターンを形成したフォトマスクを用いて超高圧水銀ランプを光源とした平行光にて露光し、１％炭酸ナトリウム水溶液にて現像を行い、所望のエッチングレジストパターンを得た（図３（ｄ）参照）。
【００３４】
銅箔３ａのエッチングは、比重１．４０の塩化第二鉄水溶液によってエッチングを行って形成した。その後、レジストを３％水酸化ナトリウム水溶液で剥離し、導電層３として回路パターン（電気配線）を得た（図３（ｅ）参照）。
次に、パターニングされた銅箔３ａからなる導電層３の電極の上に受発光素子制御素子８として「ＶＣＳＥＬドライバーチップ」３５０μｍ厚（ＨＥＬＩＸ  ＡＧ製）を実装し、ワイヤーボンディング９により導電層３と電気接続を行った（図４（ｆ）参照）。
次に、受発光素子制御素子８とワイヤーボンディング９を含めた周辺を第二封止樹脂１９としてトランスファーモールド樹脂で被覆した（図４（ｇ）参照）。
【００３５】
次に、基板２にルーター加工を施し、溝部１１を形成した（図４（ｈ）参照）。溝部１１内に受発光素子１２として「４ｃＨ  ＶＣＳＥＬ」１５０μｍ厚（ＵＬＭ製）を実装し、接着剤１３により固定した（図５（ｉ）参照）。
次に、ワイヤーボンディング９により受発光素子１２とパターニングされた銅箔の導電層３とを接続した（図５（ｊ）参照）。
そして、絶縁樹脂層の基板２に光導波路１５としてマルチモードエポキシ系光導波路フィルム（ＮＴＴ−ＡＴ製）を設置し（図５（ｋ）参照）、エポキシ系屈折率整合光学接着剤（ＮＴＴ−ＡＴ製）を使用して基板２の表面２ａに固定した。
【００３６】
次に、光導波路１５の光入出力面１５ｂと受発光素子１２の受発光面１２ａとの接続部分を、エポキシ系屈折率整合光学接着剤（ＮＴＴ−ＡＴ製）からなる液状の透明樹脂を第一の封止樹脂１８として被覆した。これにより、光基板１を製造した（図１参照）。
この光基板１の光学特性を評価した結果、各チャンネルで０．８〜１．１ｍＷの安定した光出力を確認した。
【００３７】
(実施例２)
次に、実施例２として第二実施形態による光基板２１の製造方法を説明する。本実施例２において、基板２に受発光素子制御素子８と周辺部をトランスファーモールド封止によって第二の封止樹脂１９を形成する工程まで、実施例１と同一の手法で光基板２１を作製するため、省略する。
以下に、基本的に凸部２２をパターニングにより作製する場合の工程を説明する。
【００３８】
実施例２では、実施例１と同様の方法で表裏両面に銅箔３ａが設けられた絶縁樹脂層の基板２にビアホール６を形成した（図３（ａ）〜（ｅ）参照）。
次に、凸部２２を形成すべき面をフィルムマスク２４で覆い（図７（ｍ））、フィルムマスク２４部分を除く銅箔３ａの厚さ部分を薄層にするために化学研磨を行った（図７（ｎ）参照）。銅箔３ａの厚さはフィルムマスク部分が１８０μｍであり、他の部分は厚さ１８０μｍから１５μｍに減少した。化学研磨液は硫酸過水系の化学研磨液を使用した。
その後、同様にエッチングレジストパターンを形成し（図７（ｎ）参照）、導電層３からなる回路パターン即ち電気配線を形成すると共に、フィルムマスク２４を除去した。これによって基板２の表面２ａに凸部２２を形成した（図７（ｏ）、（ｐ）参照）。
【００３９】
次に、ビアホール６にパターニングされた導電層３の電極の上に受発光素子制御素子８を実装し、ワイヤーボンディング９により他の導電層３との電気接続を行った（図８（ｑ）参照）。そして、受発光素子制御素子８とワイヤーボンディング９を含む周辺領域を第二の封止樹脂１９としてトランスファーモールド樹脂によって被覆した（図８（ｒ）参照）。
次に、基板２の表面２ａにおいて、凸部２２に隣接する位置に受発光素子１２を実装し、接着剤１３によって底面を接着固定した。そして、ワイヤーボンディング９によって受発光素子１２とパターニングされた銅箔からなる電気配線の導電層３とを接続した（図８（ｓ）参照）。
【００４０】
次に、凸部２２上に光導波路１５を設置した（図８（ｔ）参照）。光導波路１５の設置固定にはエポキシ系屈折率整合光学接着剤（ＮＴＴ−ＡＴ製）を使用した。そして、光導波路１５と受発光素子１２の接続部分を、エポキシ系屈折率整合光学接着剤による透明樹脂を第一の封止樹脂１８として被覆し、図６に示す光基板２１を製造した。
この光基板２１の光学特性を評価した結果、各チャンネルで０．８〜１．１ｍＷの安定した光出力を確認した。
【００４１】
なお、凸部２２の作製に際し、銅箔をフィルムマスク２４によるパターニングによって作製する方法に代えて、合成樹脂製のスペーサによって作製してもよい。この場合には、図７（ｍ）において、基板２の表面２ａに被着された銅箔について、フィルムマスク２４を設けることなく、実施例１の作製工程における図３（ｄ），（ｅ）に示す場合と同様にエッチングレジストパターンによって回路パターン（電気配線）を形成後、接着剤を介してスペーサを基板２の表面２ａに積層して固着すればよい。
【符号の説明】
【００４２】
１、２１  光基板  
２  絶縁樹脂層の基板
２ａ  表面
３  導電層
５  ビアホール用穴
６  ビアホール
８  受発光素子制御素子
９  ワイヤーボンディング
１１  溝部
１２  受発光素子
１３  接着剤
１５  光導波路
１６  光路変換ミラー
１７  金属膜
１８  第一の封止樹脂
１９  第二の封止樹脂
２２  凸部
２４  フィルムマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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