(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の第１の面側に設けられた受光または発光する複数の受発光部と、
前記絶縁性基板の第１の面に設けられた第１の配線と、
前記絶縁性基板の前記第１の面と反対側の第２の面に設けられた第２の配線とを有し、
前記第２の面側において、複数のチャンネルを有する光導波路と積層されることにより、前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとがそれぞれ光学的に接続されるよう用いられる光素子搭載基板であって、
前記複数の受発光部は、平面視において、２列以上の並列する列状に配置されており、そのうちの１つの列である第１の列に含まれる受発光部は、前記第１の配線と前記第２の配線の両方に電気的に接続されており、前記第１の列とは別の第２の列に含まれる受発光部は、前記第１の配線と前記第２の配線の両方に電気的に接続されており、
前記第１の配線および前記第２の配線は、それぞれ同じ方向に向かって延伸している光素子搭載基板。
【請求項２】
前記第１の列および前記第２の列に配置されているそれぞれの受発光部が、前記第１の配線と前記第２の配線の両方に電気的に接続されているものである請求項１に記載の光素子搭載基板。
【請求項３】
前記絶縁性基板は、貫通配線を有し、
前記第１の列および前記第２の列に含まれる受発光部と前記第２の配線との電気的な接続は、前記貫通配線を介して接続されるものである請求項１または２に記載の光素子搭載基板。
【請求項４】
前記貫通配線は、受発光部を含む光素子の下に位置し、前記第２の配線と電気的に接続されている請求項３に記載の光素子搭載基板。
【請求項５】
前記第１の配線および前記第２の配線の、前記絶縁性基板と平行な同一面に対する投影像は、少なくとも一部において重なっている請求項１ないし４のいずれかに記載の光素子搭載基板。
【請求項６】
前記複数の受発光部は、１つの光素子に全て搭載されている請求項１ないし５のいずれかに記載の光素子搭載基板。
【請求項７】
前記絶縁性基板の平均厚さは、５〜５０μｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の光素子搭載基板。
【請求項８】
前記第１の面側に設けられ、前記光素子の全周を囲うよう構成された枠状基板を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の光素子搭載基板。
【請求項９】
前記枠状基板の厚さは、前記光素子の厚さより厚い請求項８に記載の光素子搭載基板。
【請求項１０】
前記絶縁性基板の前記第１の面側に設けられ、前記複数の受発光部の動作を制御する制御素子を有しており、
前記第１の配線および前記第２の配線は、それぞれ、前記複数の受発光部と前記制御素子とを接続するよう設けられており、
前記第２の配線は、その途中で、前記第２の面から前記第１の面へと配設面が変更されるよう構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の光素子搭載基板。
【請求項１１】
前記絶縁性基板の前記第１の面に設けられ、前記第１の配線および前記第２の配線と電気的に接続されている半導体素子とを有し、
前記第１の配線および前記第２の配線は、それぞれの配線間隔が前記半導体素子に向かうにつれて拡大している請求項１ないし１０のいずれかに記載の光素子搭載基板。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の光素子搭載基板と、
複数のチャンネルを備え、前記絶縁性基板の第２の面側に位置するよう設けられた光導波路と、
前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとを光学的に接続する光路変換手段とを有することを特徴とする光電気混載基板。
【請求項１３】
光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部または双方の端部にそれぞれ積層されている請求項１２に記載の光電気混載基板。
【請求項１４】
前記光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部に設けられており、
前記光導波路の他方の端部に設けられ、該光導波路を接続相手と接続するコネクターを有する請求項１３に記載の光電気混載基板。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４のいずれかに記載の光電気混載基板を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子搭載基板、光電気混載基板および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速でやりとりできる広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。
【０００３】
各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化、特性インピーダンスの不整合等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。
【０００４】
一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。
【０００５】
このような光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンに基づいて通信を行う。
【０００６】
最近になって、信号処理基板内の電気配線を光導波路で置き換える動きが進んでいる。電気配線を光導波路で置き換えることにより、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。
【０００７】
ところで、演算素子や記憶素子はもちろん、光信号と電気信号の相互変換を担う発光素子や受光素子のような各素子の駆動には電力を供給するための電気配線が不可欠である。このため信号処理基板には、電気配線と光導波路とが混載されることとなり、このような基板（光電気混載基板）の開発が進められている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、内部に光導波路が形成された実装用基板上に光デバイスと電子デバイスとを混載し、全反射ミラー部により光デバイスの受発光部と光導波路とを光学的に接続してなるオプトエレクトロニクス用モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１８２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
また、光導波路のチャンネル数を増やすことにより、モジュールの高密度化が進んでいる。光導波路のチャンネル数が増えると、それに伴って実装用基板上に搭載される受発光部の数を増やす必要があり、さらには、受発光部に電力や制御信号を供給するための電気配線も、受発光部の数に応じて増やす必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載のモジュールにおいて光導波路のチャンネル数を増やすとなると、実装用基板の上面にチャンネル数に応じた複数の受発光部と複数の電気配線を配置することになるが、その場合、以下のような問題点がある。
【００１２】
１．実装用基板の上面には電気配線を配設するスペースが限られるため、配線の幅および配線の間隔（ライン・アンド・スペース）を狭くせざるを得ず、電気配線の形成には高い精度が要求される。結果的に、歩留まりの低下と製造コストの上昇を招く。
【００１３】
２．電気配線を製造する際の実現可能なライン・アンド・スペースの制約から、光素子搭載基板を積層することができる光導波路のチャンネルピッチにも制約が生じる。このため、接続する光導波路のチャンネルピッチが狭い場合には、この光導波路に接続する光素子搭載基板において、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保することができない。
【００１４】
本発明の目的は、複数の受発光部が高密度に配置されていても、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保しつつ、光導波路に対して良好な光学的接続を可能にする光素子搭載基板、および、かかる光素子搭載基板を備えた光電気混載基板および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的は、下記（１）〜（１５）の本発明により達成される。
（１）絶縁性基板と、前記絶縁性基板の第１の面側に設けられた受光または発光する複数の受発光部と、前記絶縁性基板の第１の面に設けられた第１の配線と、前記絶縁性基板の前記第１の面と反対側の第２の面に設けられた第２の配線とを有し、前記第２の面側において、複数のチャンネルを有する光導波路と積層されることにより、前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとがそれぞれ光学的に接続されるよう用いられる光素子搭載基板であって、前記複数の受発光部は、平面視において、２列以上の並列する列状に配置されており、そのうちの１つの列である第１の列に含まれる受発光部は、前記第１の配線と前記第２の配線の両方に電気的に接続されており、前記第１の列とは別の第２の列に含まれる受発光部は、前記第１の配線と前記第２の配線の両方に電気的に接続されていることを特徴とする光素子搭載基板。
（２）前記第１列および前記第２列に配置されているそれぞれの受発光部が、前記第１の配線と前記第２の配線の両方に電気的に接続されているものである上記（１）に記載の光素子搭載基板。
（３）前記絶縁性基板は、貫通配線を有し、前記第１の列および前記第２の列に含まれる受発光部と前記第２の配線との電気的な接続は、前記貫通配線を介して接続されるものである上記（１）または（２）に記載の光素子搭載基板。
（４）前記貫通配線は、受発光部を含む光素子の下に位置し、前記第２の配線と電気的に接続されている上記（３）に記載の光素子搭載基板。
（５）前記第１の配線および前記第２の配線は、それぞれ同じ方向に向かって延伸している上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光素子搭載基板。
（６）前記第１の配線および前記第２の配線の、前記絶縁性基板と平行な同一面に対する投影像は、少なくとも一部において重なっている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光素子搭載基板。
（７）前記複数の受発光部は、１つの光素子に全て搭載されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光素子搭載基板。
（８）前記絶縁性基板の平均厚さは、５〜５０μｍである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光素子搭載基板。
（９）前記第１の面側に設けられ、前記光素子の全周を囲うよう構成された枠状基板を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光素子搭載基板。
（１０）前記枠状基板の厚さは、前記光素子の厚さより厚い上記（９）に記載の光素子搭載基板。
（１１）前記絶縁性基板の前記第１の面側に設けられ、前記複数の受発光部の動作を制御する制御素子を有しており、前記第１の配線および前記第２の配線は、それぞれ、前記複数の受発光部と前記制御素子とを接続するよう設けられており、前記第２の配線は、その途中で、前記第２の面から前記第１の面へと配設面が変更されるよう構成されている上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の光素子搭載基板。
（１２）上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の光素子搭載基板と、複数のチャンネルを備え、前記絶縁性基板の第２の面側に位置するよう設けられた光導波路と、前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとを光学的に接続する光路変換手段とを有することを特徴とする光電気混載基板。
（１３）光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部または双方の端部にそれぞれ積層されている上記（１２）に記載の光電気混載基板。
（１４）前記光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部に設けられており、前記光導波路の他方の端部に設けられ、該光導波路を接続相手と接続するコネクターを有する上記（１３）に記載の光電気混載基板。
（１５）上記（１２）ないし（１４）のいずれかに記載の光電気混載基板を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、２列以上に配列した受発光部のうち、それぞれの列に含まれる受発光部を駆動するための配線が、それぞれ絶縁性基板の異なる面に設けられているので、配線のライン・アンド・スペースをあまり小さくしなくても、多数の受発光部を高密度に配置することができる。このため、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保することができ、光素子搭載基板の性能を高めることができる。また、電気配線の形成が容易になるとともに、チャンネルピッチの狭い光導波路に対しても確実な光学的接続を可能にする光素子搭載基板が得られる。
また、このような光素子搭載基板を備えることにより、高密度実装が可能な光電気混載基板および電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光電気混載基板の第１実施形態を一部透過して示す斜視図である。
【図２】図１に示す光電気混載基板のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図である。
【図４】図２に示す光電気混載基板の他の構成例を示す断面図である。
【図５】図２に示す光電気混載基板の製造方法を説明するための図（断面図）である。
【図６】本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第２実施形態を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第３実施形態を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第４実施形態を模式的に示す（ａ）平面図および（ｂ）断面図である。
【図９】従来の光素子搭載基板を備える従来の光電気混載基板を示す断面図である。
【図１０】従来の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の光素子搭載基板、光電気混載基板および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
＜光電気混載基板＞
（第１実施形態）
まず、本発明の光素子搭載基板、およびこの光素子搭載基板を備えた本発明の光電気混載基板の第１実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の光電気混載基板の第１実施形態を一部透過して示す斜視図、図２は、図１に示す光電気混載基板のＡ−Ａ線断面図、図３は、本発明の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図、図４は、図２に示す光電気混載基板の他の構成例を示す断面図、図５は、図２に示す光電気混載基板の製造方法を説明するための図（断面図）である。なお、以下の説明では、図１、２の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。
【００２１】
図１に示す光電気混載基板１は、複数のチャンネルを有する光導波路２１が形成された光回路層２と、その上方に設けられ、受発光素子（光素子）７を内蔵する光素子搭載基板１０とを積層してなる積層体を有するものである。
ここで、光回路層２は長尺の帯状をなしており、光素子搭載基板１０は、光回路層２の一方の端部の上面に積層されている。
【００２２】
光素子搭載基板１０は、平板状の絶縁性基板１１と、絶縁性基板１１上に設けられ、四角形の枠状をなす枠状基板１２と、枠状基板１２の内側の絶縁性基板１１上に設けられた受発光素子７および半導体素子（制御素子）８とを有している。
【００２３】
受発光素子７は、電気信号を光信号に変換し、発光部から光信号を発光して光導波路２１に入射させる発光素子、または、光導波路２１から出射された光信号を受光部で受光して電気信号に変換する受光素子である。図２に示す受発光素子７は、２つの受発光素子７１、７２で構成されており、これらの受発光素子７１、７２は、それぞれ、その下面に設けられた複数の受発光部７１１、７２１と、各受発光部７１１、７２１に対応して設けられた各電極パッド７１２、７２２とを有している。各受発光部７１１、７２１は、下方に向けて光信号を発光したり、あるいは、上方に向かう光信号を受光したりする。なお、図２に示す矢印は、受発光素子７１、７２がいずれも発光素子である場合の光路の例である。
【００２４】
一方、光導波路２１のうち、各受発光部７１１、７２１の下方には、それぞれミラー（光路変換手段）２２が設けられている。このミラー２２は、図２の左右方向に延伸する光導波路２１と光素子搭載基板１０に設けられた受発光部７１とが光学的に接続するため、光路を９０°変換するよう構成されている。このようなミラー２２を介することにより、各受発光部７１１、７２１から出射した光信号を光導波路２１へと送出したり、あるいは、光導波路２１を伝搬してきた光信号を各受発光部７１１、７２１に入射させたりすることができる。
【００２５】
また、半導体素子８は、下面に設けられた電極パッド８１２を有する素子であって、受発光素子７の動作を制御する素子である。これらの各素子が協調的に動作することにより、光電気混載基板１において、光信号と電気信号の相互変換が行われ、光通信が可能になる。
【００２６】
また、絶縁性基板１１の上面には第１の配線（電気配線）１５が設けられており、下面には第２の配線（電気配線）１６が設けられている。すなわち、絶縁性基板１１の両面には、互いに絶縁された電気配線が敷設されている。これらの配線のうち、受発光素子７１の電極パッド７１２は第１の配線１５と第２の配線１６の両方に電気的に接続されている。また、受発光素子７２の電極パッド７２２も第１の配線１５と第２の配線１６の両方に電気的に接続されている。
【００２７】
このように、２つの受発光素子７１、７２に接続される電気配線（第１の配線１５および第２の配線１６）が、絶縁性基板１１の異なる面に敷設されていることにより、各面における電気配線には寸法精度に余裕が生じることから、製造容易性が格段に高くなる。また、絶縁性基板１１の各面において、電気配線を敷設するスペースを広くとることができるので、配線の幅および配線の間隔（ライン・アンド・スペース）の制約が緩くなる。その結果、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保することができる。
【００２８】
以下、光電気混載基板１の各部について詳述する。
【００２９】
（光回路層）
図１に示す光回路層２は、下方からクラッド層（下部クラッド層）２１１、コア層２１３、およびクラッド層（上部クラッド層）２１２をこの順で積層してなる光導波路２１で構成されている。このうちコア層２１３には、図１に示すように、平面視で線状のコア部２１４と、このコア部２１４の側面に隣接する側面クラッド部２１５とが形成されている。図１では、８つのコア部２１４が並列するように、かつ、帯状をなす光回路層２の長手方向に沿って直線状に設けられており、各コア部２１４の側面にそれぞれ隣接するように複数の側面クラッド部２１５が設けられている。なお、図１において、クラッド層２１２は透過して描かれており、各コア部２１４にはドットを付している。
【００３０】
図１に示す光導波路２１では、各コア部２１４の一方の端部に入射された光を、各コア部２１４とクラッド部（各クラッド層２１１、２１２および各側面クラッド部２１５）との界面で全反射させ、他方の端部に伝搬させることができる。これにより、出射端で受光した光の明滅パターンに基づいて光通信を行うことができる。すなわち、光導波路２１は、複数（図１では８つ）のチャンネル（コア部２１４）を有し、複数の光通信を並行して行うことができるマルチチャンネルの光導波路である。
【００３１】
各コア部２１４とクラッド部との界面で全反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。コア部２１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は特に限定されないものの、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。
なお、前記屈折率差とは、コア部２１４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表わされる。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
【００３２】
また、図１に示す構成では、各コア部２１４は、平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等していてもよく、その形状は任意である。
また、各コア部２１４の横断面形状は、正方形または矩形（長方形）のような四角形であるのが一般的であるが、特に限定されず、真円、楕円のような円形、菱形、三角形、五角形のような多角形であってもよい。
各コア部２１４の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、２０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００３３】
コア層２１３の構成材料は、上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等である。
【００３４】
また、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。
一方、各クラッド層２１１、２１２は、それぞれ、コア層２１３の下部および上部に位置し、各側面クラッド部２１５とともに、各コア部２１４の外周を囲むクラッド部を構成する。これにより光導波路２１は導光路として機能する。
【００３５】
クラッド層２１１、２１２の平均厚さは、コア層２１３の平均厚さ（各コア部２１４の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．２〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層２１１、２１２の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光回路層２が必要以上に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。
【００３６】
また、各クラッド層２１１、２１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層２１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。
【００３７】
また、コア層２１３の構成材料およびクラッド層２１１、２１２の構成材料を選択する場合、両者の間の屈折率差を考慮して材料を選択すればよい。具体的には、コア層２１３とクラッド層２１１、２１２との境界において光を確実に全反射させるため、コア層２１３の構成材料の屈折率がクラッド層２１１、２１２の屈折率に比べ十分に大きくなるように材料を選択すればよい。これにより、光回路層２の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、各コア部２１４からクラッド層２１１、２１２に光が漏れ出るのを抑制することができる。
なお、光の減衰を抑制する観点からは、コア層２１３の構成材料とクラッド層２１１、２１２の構成材料との密着性（親和性）が高いことも重要である。
【００３８】
また、前述したように、光導波路２１の途中には、複数のミラー２２が設けられている（図２参照）。このミラー２２は、光導波路２１の途中に掘り込み加工を施し、これにより得られた空間（空洞）の内壁面で構成される。この内壁面の一部は、コア部２１４を斜め４５°に横切る平面であり、この平面がミラー２２となる。ミラー２２を介して、光導波路２１と受発光部７１１、７２１とが光学的に接続されている。
なお、ミラー２２には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。
【００３９】
（光素子搭載基板）
光回路層２の上方には、光素子搭載基板１０が設けられている。
光素子搭載基板１０は、前述したように、絶縁性基板１１、枠状基板１２、受発光素子７および半導体素子８を有している。
絶縁性基板１１は、その下面が光回路層２の上面と接するように設けられており、受発光素子７（受発光素子７１および受発光素子７２）および半導体素子８は、この絶縁性基板１１上に設けられている。
【００４０】
各受発光部７１、７２と光導波路２１とを結ぶ光路は、絶縁性基板１１を厚さ方向に貫通しているため、絶縁性基板１１は、透光性を有する材料で構成されているのが好ましい。これにより、光路の伝送特性が向上する。なお、絶縁性基板１１が透光性の低い材料で構成される場合には、前記光路に合わせてスルーホールを設けるようにすればよい。
【００４１】
絶縁性基板１１は可撓性を有しているのが好ましい。これにより、光導波路２１に対する密着性が高くなる。これは、可撓性を有する絶縁性基板１１は形状追従性が高いため、仮に光導波路２１の上面が平坦面でなかったとしても、優れた密着性を示すからである。また、光電気混載基板１を湾曲させた場合でも、光導波路２１の湾曲に応じて絶縁性基板１１も湾曲可能になるため、密着性の低下が防止される。さらに、密着界面には隙間が生じ難くなるので、光路上における伝送効率の低下が防止されるという利点もある。
【００４２】
また、絶縁性基板１１の構成材料として選択される可撓性材料は、その熱膨張率が、後述する枠状基板１２の構成材料と光回路層２の構成材料（光導波路材料）との中間的な値を示すものが多いため、絶縁性基板１１は、枠状基板１２と光回路層２の中間層として位置づけられる。すなわち、可撓性を有する絶縁性基板１１は、各層間に発生する変形応力を緩和させる機能を有するものとなる。その結果、絶縁性基板１１は、製造工程や実装工程、あるいは実使用環境中において、熱膨張差に基づいて層間に発生する応力の蓄積を緩和することにより、熱履歴による剥離、破壊等を確実に防止することができる。
【００４３】
なお、絶縁性基板１１のヤング率（引張弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で１〜２０ＧＰａ程度であるのが好ましく、２〜１２ＧＰａ程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、絶縁性基板１１は、上述したような効果を得る上で十分な可撓性を有するものとなる。
【００４４】
このような絶縁性基板１１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられるが、なかでもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐熱性が高く、優れた透光性および可撓性を有していることから、絶縁性基板１１の構成材料として特に好適である。
【００４５】
なお、絶縁性基板１１の具体例としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等に使用されるフィルム基板が挙げられる。
【００４６】
また、絶縁性基板１１の平均厚さは、特に限定されないものの、５〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの絶縁性基板１１であれば、その構成材料によらず、十分な可撓性を有するものとなる。また、絶縁性基板１１の厚さが前記範囲内であれば、光電気混載基板１の薄型化が図られるとともに、受発光部７１と光導波路２１との離間距離を十分に短縮することができ、絶縁性基板１１の透過損失が抑制される。
【００４７】
さらには、絶縁性基板１１の厚さが前記範囲内であれば、光信号の発散によって伝送効率が低下するのを防止することができる。例えば、光導波路２１を伝搬してきた後、ミラー２２により上方に反射された光は、広く発散してしまう前に受発光部７１に到達することができる。このため、受発光部７１に到達する光量が減少するのを防止して、光通信のＳ／Ｎ比を高めることができる。また、上記の理由から、光信号を収束させるためのレンズが不要になるので、光電気混載基板１の構造を簡略化することができ、製造歩留まりを向上させることができる。
一方、受発光部７１が発光部である場合には、発光した光が発散してしまう前にミラー２２に到達させることができる。
【００４８】
絶縁性基板１１上には、枠状基板１２が積層されている。これにより、枠状基板１２は、絶縁性基板１１が可撓性を有する場合でも、絶縁性基板１１を補強し、光素子搭載基板１０の変形等を防止する。
枠状基板１２は、絶縁性基板１１よりも剛性の高い基板で構成されているのが好ましい。具体的には、枠状基板１２のヤング率（曲げ弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で５〜５０ＧＰａ程度であるのが好ましく、１２〜３０ＧＰａ程度であるのがより好ましい。
【００４９】
また、前述したように、枠状基板１２は、四角形の枠状をなす基板であるが、この枠は、必ずしも閉じた枠でなくてもよく、一部が開いた枠であってもよい。この場合、四角形の４辺のうち、開放箇所は１辺かその長さ以下であるのが好ましい。これにより、枠状基板１２は、上述したその効果を十分に発揮し得るものとなる。また、枠状基板１２を他の電気基板に搭載する際の搭載精度および作業性向上の観点から、枠状基板１２には位置合わせのための凹部、凸部、孔部あるいは切欠部が設けられていてもよい。
【００５０】
このような枠状基板１２を構成する材料としては、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたものが挙げられる。
【００５１】
具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板等のガラス基材銅張積層板や、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁基板のほか、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板が挙げられる。
【００５２】
また、枠状基板１２の平均厚さは、特に限定されないが、好ましくは３００μｍ〜３ｍｍ程度、より好ましくは５００μｍ〜２．５ｍｍ程度とされる。このような厚さの枠状基板１２は、十分な剛性を有するとともに、一般的な受発光素子７および半導体素子８よりも厚いために、これらを確実に囲うことができる。その結果、受発光素子７および半導体素子８は、枠状基板１２の内側の空間１３内に内包されることとなり、これらの素子が光電気混載基板１全体の厚さに影響を及ぼすことが防止される。その結果、光電気混載基板１の薄型化が確実に図られることとなる。また、光電気混載基板１に外力が付与された場合でも、枠状基板１２によって外力が受け止められることにより、外力が受発光素子７や半導体素子８に直接及ぶことが防止される。その結果、受発光素子７や半導体素子８の破損や脱落等を確実に防止することができる。なお、図１に示すように、枠状基板１２が閉じた枠状をなしている場合、全方位からの付与される外力からも各素子７、８を保護することができる。
【００５３】
なお、枠状基板１２は、１枚の基板であってもよいが、複数層の基板を積層してなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。この場合、多層基板の層間には、パターニングされた導電層が含まれており、任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、枠状基板１２が小面積であっても、内部に複雑な電気回路を構築することができ、回路の高密度化が図られる。
【００５４】
また、枠状基板１２には、図１および図２に示すように、厚さ方向に貫通する複数の円柱状の貫通孔１２１が設けられている。これらの貫通孔１２１は、枠状をなす枠状基板の全周にわたり、等間隔に列をなして並んでいる。
【００５５】
各貫通孔１２１には、導電性材料が充填されているか、または内壁面に沿って導電性材料の被膜が成膜されている。これにより、各貫通孔１２１内にはそれぞれ貫通ビア構造１５１が形成されている。
【００５６】
各貫通孔１２１の開口部（上方の開口端近傍）には、各貫通ビア構造１５１と電気的に接続された接続端子１５２と、各接続端子１５２上に設けられたバンプ１５３とが設けられている。
【００５７】
一方、絶縁性基板１１の上面には、導電性材料で構成された第１の配線（電気配線）１５が設けられており、絶縁性基板１１の下面には、同様の第２の配線１６が設けられている。
これらの配線１５、１６により、各受発光素子７１、７２の電極パッド７１２、７２２や半導体素子８の電極パッド８１２と各貫通ビア構造１５１とが接続されている。具体的には、受発光素子７１は、第１の配線１５および第２の配線１６を介して半導体素子８および各貫通ビア構造１５１と接続されており、また、受発光素子７２も、第１の配線１５および第２の配線１６を介して半導体素子８および各貫通ビア構造１５１と接続されている。このため、バンプ１５３、接続端子１５２、貫通ビア構造１５１および第１の配線１５を介して、受発光素子７や半導体素子８に外部からの駆動電力や制御信号を送出することができる。
【００５８】
また、第２の配線１６は、受発光素子７近傍では絶縁性基板１１の下面に設けられているが、受発光素子７と半導体素子８との間で、その配設面が絶縁性基板１１の上面に移るよう構成されている。具体的には、絶縁性基板１１には、厚さ方向に貫通する貫通配線１６１が設けられている。また、第２の配線１６は、受発光素子７近傍では絶縁性基板１１の下面に設けられており、半導体素子８近傍では絶縁性基板１１の上面に設けられている。そして、これらの間が、貫通配線１６１を介して接続されている。
貫通配線１６１は、円柱または角柱のような柱状体で構成されており、その構成材料には、第１の配線１５や第２の配線１６と同様の導電性材料が挙げられる。
【００５９】
図３は、光素子搭載基板１０における各受発光素子７１、７２と、それに設けられた各受発光部７１１、７２１および各電極パッド７１２、７２２と、第１の配線１５および第２の配線１６と、貫通配線１６１と、半導体素子８とを模式的に示す平面図である。
【００６０】
受発光素子７１は、前述したように複数の受発光部７１１を有しているが、図３の場合、Ｙ方向に沿って列状に等間隔に配列した４つの受発光部７１１を有している。すなわち、受発光素子７１は、４つの受発光部７１１が配列してなる第１の列を有している。また、各受発光部７１１には、それぞれの受発光部７１１を囲うように配置された４つの電極パッド７１２が設けられており、これらの電極パッド７１２から受発光部７１１に電力や制御信号を送出したり、受発光部７１１の受光信号が電極パッド７１２において受信される。
【００６１】
図３に示す第１の配線１５は、この４つの電極パッド７１２のうち、受発光部７１１と接続された２つの電極パッド７１２の半数に接続されている。また、第２の配線１６も第１の配線１５と同様に電極パッド７１２の半数に接続されている。その結果、８つの電極パッド７１２は４本の第１の配線１５と４本の第２の配線１６により、受発光部７１１と半導体素子８とが電気的に接続されている。すなわち、それぞれの受発光部の電極パッドは、第１の配線１５と第２の配線１６の両方に電気的に接続されている。
【００６２】
一方、受発光素子７２は、受発光素子７１と同様、複数の受発光部７２１を有しているが、図３の場合、Ｙ方向に沿って列状に等間隔に配列した４つの受発光部７２１を有している。すなわち、受発光素子７２は、４つの受発光部７２１が配列してなる第２の列を有している。また、各受発光部７２１には、それぞれの受発光部７２１を囲うように配置された４つの電極パッド７２２が設けられており、これらの電極パッド７２２から受発光部７２１に電力や制御信号を送出したり、受発光部７２１の受光信号が電極パッド７２２において受信される。
【００６３】
図３に示す第２の配線１６は、この４つの電極パッド７２２のうち、受発光部７２１と接続された２つの電極パッド７２２にそれぞれ接続されている。その結果、８つの電極パッド７１２は４本の第１の配線１５と４本の第２の配線１６により、受発光部７１１と半導体素子８とが電気的に接続されている。
すなわち、図３に示す光素子搭載基板１０は、全部で８つの受発光部７１１、７２１を有しており、これらが２つの受発光素子７１、７２に４つずつ分配されている。
【００６４】
このような受発光素子７１および受発光素子７２は、前述したように各受発光部７１１、７２１の列が平行になっているものの、Ｙ方向の位置は互いにずれている。その結果、各受発光部７１１、７２１の中心を通過するＸ軸に平行な仮想線（例えば、図３に示す１点鎖線）を描いたとき、８本の仮想線が所定の間隔になるよう、受発光素子７１と受発光素子７２のＹ方向のずれ量が設定されている。
【００６５】
この間隔（図３の間隔Ｌ）は、光素子搭載基板１０と積層される光回路層２のチャンネルピッチ（コア部２１４同士の間隔）と等しくなるよう設定される。図３に示す光素子搭載基板１０の場合、チャンネルピッチが間隔Ｌに等しい光回路層２と積層されることにより、平面視における各受発光部７１１、７２１の位置と各チャンネルの位置とが一致し、これらがそれぞれ光学的に接続されることとなる。なお、図３では、８本の仮想線の間隔は、いずれも等間隔になっているが、光回路層２のチャンネルピッチに応じて適宜設定され、等間隔でなくてもよい。
【００６６】
上記のように、光素子搭載基板１０では、第１の列をなす４つの受発光部７１１と、第２の列をなす４つの受発光部７２１とが、各電極パッド７１２、７２２および絶縁性基板１１の異なる面に敷設された電気配線（第１の配線１５および第２の配線１６）を介して半導体素子８と接続されているため、各面には、それぞれ８本の電気配線を取り回しすればよいこととなる。
【００６７】
また、前記の例では、受発光素子７２および７３の電極パッドのそれぞれ半数ずつを第１の配線１５と第２の配線１６に振り分けていたが、光素子のパッド配列や光素子搭載基板の作製スペックにより、その振り分け数を変えることができる。
また、第１の列に配置される受発光部の１部については第１の配線のみで電気的な接続を行い、残りの受発光部について第２の配線で電気的な接続を行うような配置としても良い。
【００６８】
ここで、従来の光素子搭載基板について説明する。
図９は、従来の光素子搭載基板を備える従来の光電気混載基板を示す断面図、図１０は、従来の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図である。なお、図９、１０において図２および３と同様の符号を用いているものは、図２および３における各部の構成と同様である。
【００６９】
図９に示す光素子搭載基板９０は、絶縁性基板９１と、絶縁性基板９１の上面に設けられた各配線９５１、９５２と、絶縁性基板９１の上方に配置された受発光素子７（受発光素子７１および受発光素子７２）と、半導体素子８とを有している。
【００７０】
また、図９に示す光電気混載基板９は、光素子搭載基板９０と、その下面に積層された光回路層２とを有している。
【００７１】
また、図１０は光素子搭載基板９０に形成された配線の平面図であるが、この図１０は、配線の敷設パターンが異なる以外、図３と同様である。
【００７２】
図１０では、第１の列をなす４つの受発光部７２１に対応する各電極パッド７１２に、それぞれ配線９５１が接続されている。一方、第２の列をなす４つの受発光部７２１に対応する各電極パッド７２２には、それぞれ配線９５２が接続されている。
【００７３】
従来の光素子搭載基板９０では、図１０に示すように、配線９５１と配線９５２とがそれぞれ同一面上に敷設されているため、それらの取り回しには十分なスペースが必要であった。具体的には、光素子搭載基板９０では、図１０に示すように、隣接する電極パッド７１２同士の隙間に２本の配線９５２を敷設する必要があった。しかしながら、その隙間は非常に狭いため、２本の配線９５２の幅と間隔（ライン・アンド・スペース）を小さくするとともに、２本の配線９５２には極めて高い寸法精度が要求される。この寸法精度は、光素子搭載基板９０に積層される光回路層２のチャンネルピッチが狭くなればなるほど、高いものでなければならず、この制約から従来の光素子搭載基板９０は、その製造が極めて困難であった。仮に寸法精度が十分でない場合、配線９５２の断線や短絡等が生じるおそれがあった。
【００７４】
さらに言えば、実現可能な寸法精度には限度があるため、チャンネルピッチが高密度である光回路層２に対しては、光素子搭載基板９０を接続することができない場合があった。
【００７５】
また、受発光素子７１を迂回するように各配線９５２を敷設することもできるが、この場合、各配線９５２の配線長が著しく長くなってしまう。その結果、各配線９５２で伝送される信号の遅延や損失が増大し、各配線９５２の伝送特性が著しく低下する。
【００７６】
これに対し、本発明の光素子搭載基板１０では、図３に示すように、第１の配線１５と第２の配線１６とが、それぞれ同じ方向に向かって延伸しているものの、絶縁性基板１１の異なる面にそれぞれ敷設されているため、各配線１５、１６の取り回しに要するスペースに余裕が生まれる。したがって、多数の受発光部７１１、７２１を高密度に配置した場合でも、各配線１５、１６のライン・アンド・スペースをあまり小さくする必要がなくなる。このため、各配線１５、１６は、十分な導電性と絶縁性とを有するものとなり、結果的に、光素子搭載基板１０の性能を高めることができる。また、各配線１５、１６には、高い寸法精度が要求されないので、その製造が容易になるという利点もある。
さらには、寸法精度を高めさえすれば、従来に比べてさらにチャンネルピッチの狭い光回路層２に対しても、光素子搭載基板１０を確実に接続することができる。このため、このような光素子搭載基板１０を用いることにより、高密度実装が可能な光電気混載基板１が得られる。
【００７７】
各配線１５、１６の配設面が異なることから、第１の配線１５と第２の配線１６とを同一面に投影してなる投影像は、少なくとも一部において重なっていてもよい。この場合、従来に比べて、各配線１５、１６の設計自由度が格段に向上するため、各配線１５、１６の製造がより容易になる。
なお、第２の配線１６を敷設する場合、受発光素子７の受発光部７１１に対応する領域を避けて第２の配線１６が配設されることが好ましい。すなわち、第２の配線１６と受発光部７１１とを同一面に投影してなる投影像は、重ならないことが好ましい。これにより、受発光部７１１とミラー２２との間の光路と第２の配線１６とが干渉するのを防止して、光路の伝送特性の低下が避けることができる。
【００７８】
また、図３では、半導体素子８が受発光素子７１の右側に設けられているが、半導体素子８の位置は、図３に示す位置に限定されず、受発光素子７に対して図３とは反対側であってもよく、受発光素子７に対してＹ方向にずれた位置であってもよい。
【００７９】
図３に示す光素子搭載基板１０では、受発光素子７１と受発光素子７２の双方の電極パットの下に絶縁性基板１１を貫通する貫通配線１６２が形成されており、貫通電極１６２を介して第２の配線１６と電気的に接続されている。これにより、ランドによる浮遊容量などを防ぐことができるとともに、最短距離で各電極パッド７２２と半田胴体素子を接続することができ、信号伝送特性を良好に保つことができる。
【００８０】
ここで、第１の配線１５および第２の配線１６は、各受発光素子７１、７２と半導体素子８との間に設けられているが、それぞれの配線の間隔は、半導体素子８に向かうにつれて徐々に拡大している。したがって、半導体素子８に近いほど、各配線１５、１６のライン・アンド・スペースにはさらに余裕が生じている。
【００８１】
ところで、第２の配線１６は、前述したように、受発光素子７２近傍では絶縁性基板１１の下面に配設されているが、半導体素子８近傍では絶縁性基板１１の上面に設けられており、これらの間は絶縁性基板１１を貫通する貫通配線１６１を介して接続されている。ここで、この貫通配線１６１の配設位置は、できるだけ半導体素子８に近い方が好ましい。このような位置であれば、前述したように、各配線１５、１６のライン・アンド・スペースに余裕があることから、貫通配線１６１を形成する際に、形成位置の位置精度の許容範囲を緩和することができる。よって、貫通配線１６１の製造容易性が向上する。
【００８２】
なお、前述したように、図３に示す光素子搭載基板１０は、８つの受発光部７１１、７２１を有しており、これらが２つの受発光素子７１、７２に４つずつ分配されているが、この分配パターンは、特に限定されない。例えば、８つの受発光素子にそれぞれ１つずつの受発光部が設けられていてもよく、４つの受発光素子にそれぞれ２つずつ受発光部が設けられていてもよく、１つの受発光素子に全ての受発光部が設けられていてもよい。
【００８３】
また、８つの受発光部７１１、７２１が１つの受発光素子に集約されている場合には、複数の受発光素子の相互の位置関係を考慮する必要がなくなるため、各受発光部７１１、７２１を正確に配置することができる。その結果、各受発光部７１１、７２１の光路の伝送特性のバラツキを抑えることができる。
【００８４】
以上説明したような第１の配線１５および第２の配線１６の平均厚さは、各配線１５、１６の構成材料や各配線１５、１６に要求される電気抵抗値等に応じて適宜設定されるものの、一例として１〜３０μｍ程度とされる。
【００８５】
また、第１の配線１５の幅および第２の配線１６の幅も、各配線１５、１６の構成材料や各配線１５、１６に要求される電気抵抗値等に応じて適宜設定されるものの、一例として２〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、５〜５００μｍ程度であるのがより好ましい。
【００８６】
なお、このような各配線１５、１６は、例えば、一旦全面に形成された導電層をパターニングする（例えば銅張基板の銅箔をパターニングする）方法、別途用意した基板上にあらかじめパターニングされた導電層を転写する方法等により形成される。
【００８７】
一方、枠状基板１２の各貫通孔１２１内に設けられた貫通ビア構造１５１および前述した貫通配線１６１は、例えば、各種めっき法により導電性の被膜を成膜することで形成される。
【００８８】
また、各貫通孔１２１の開口部に設けられる接続端子１５２は、各貫通ビア構造１５１の上端面であってもよく、その上端面に連結し、より面積の広いパッドであってもよい。
【００８９】
第１の配線１５、第２の配線１６、接続端子１５２、貫通ビア構造１５１および貫通配線１６１に用いられる導電性材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の各種金属材料が挙げられる。
【００９０】
また、接続端子１５２上に設けられるバンプ１５３は、各種ハンダ、各種ろう材等で構成されたボール状またはランド状の電極である。
【００９１】
このうち、ハンダまたはろう材としては、Ｓｎ−Ｐｂ系の鉛ハンダの他、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系の各種鉛フリーハンダ、ＪＩＳに規定された各種低温ろう材等が挙げられる。
なお、かかるバンプ１５３は、光電気混載基板１を他の部材に対して電気的に接続する際に、その接続を担う電極である。バンプ１５３により、光電気混載基板１は、ＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプやＬＧＡ(Land Grid Array)タイプの実装が可能になる。
【００９２】
また、接続端子１５２とハンダ（またはろう材）とが接触することにより、接続端子１５２を構成する金属成分の一部がハンダ側に溶解する現象が生じるおそれがある。この現象は、特に銅製端子に対して生じる場合が多いことから「銅食われ」と呼ばれている。銅食われが発生すると、接続端子１５２が薄くなったり、欠損したりする等の不具合を招き、接続端子１５２の機能を損なうおそれがある。
そこで、導電性材料と接する接続端子１５２の表面には、あらかじめ、ハンダの下地として銅食われ防止膜（下地層）を形成しておくのが好ましい。この銅食われ防止膜の形成により、銅食われが防止され、接続端子１５２の機能を長期にわたって維持することができる。
【００９３】
銅食われ防止膜の構成材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられ、銅食われ防止膜は、これらの金属組成１種からなる単層であってもよく、２種以上を含む複合層（例えば、Ｎｉ−Ａｕ複合層、Ｎｉ−Ｓｎ複合層等）であってもよい。
【００９４】
銅食われ防止膜の平均厚さは、特に限定されないが、０．０５〜５μｍ程度であるのが好ましく、０．１〜３μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、銅食われ防止膜そのものの電気抵抗を抑制しつつ、十分な銅食われ防止作用を発現させることができる。
【００９５】
枠状基板１２の内側に設けられる受発光素子７（受発光素子７１および受発光素子７２）は、前述したように、下面に各受発光部７１１、７２１と各電極パッド７２１、７２２とを有するものであるが、具体的には、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子や、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子等である。
一方、受発光素子７に隣接する半導体素子８は、受発光素子７の動作を制御する素子であり、下面には、電極パッド８１２を有している。かかる半導体素子８としては、ドライバーＩＣや、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）等を含むコンビネーションＩＣの他、各種ＬＳＩ、ＲＡＭ等が挙げられる。
【００９６】
なお、第１の配線１５は、上記の構成に限定されず、例えばボンディングワイヤー等で代替することもできる。
【００９７】
また、各受発光素子７１、７２に設けられた電極パッド７１２、７２２と、各配線１５、１６との電気的接続は、図示しない導電性材料を介して行われるが、この導電性材料としては、前述したハンダまたはろう材の他、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）が用いられる。
【００９８】
また、光素子パット上に金、アルミ、銅などで形成されたスタッドバンプを搭載したものを、超音波接合(Ａｕ−Ａｕ)や金−半田接続しても良い。
【００９９】
また、絶縁性基板１１の上面と枠状基板１２の内面とで画成される空間１３には、少なくとも受発光素子７全体および半導体素子８全体を覆うようにモールド樹脂（封止樹脂）１４が充填されている。このモールド樹脂１４により、受発光素子７および半導体素子８は、耐候性（耐熱性、耐湿性、気圧変化等）、振動、外力、応力集中、異物付着等から確実に保護される。
【０１００】
なお、第１の配線１５、各受発光素子７１、７２の各電極パッド７１２、７２２、および半導体素子８の電極パッド８１２は、それぞれ所定の厚さを有していることから、絶縁性基板１１の上面と各素子７、８との間には、わずかな隙間が生じる。モールド樹脂１４は、この隙間にも侵入し、隙間を充填することとなる。
【０１０１】
この場合、モールド樹脂１４は光路上にも存在することになるので、できるだけ透光性の高いものが好ましい。また、モールド樹脂１４と絶縁性基板１１との界面の透光性を高めるためには、モールド樹脂１４は、その屈折率が、絶縁性基板１１の屈折率と近いことが好ましい。具体的には、両者の屈折率差は、０．０５以下であるのが好ましい。
【０１０２】
モールド樹脂１４としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン樹脂、ノルボルネン樹脂等が挙げられる。
【０１０３】
また、光素子搭載基板１０では、有底の空間１３にモールド樹脂１４が充填されるため、未硬化時であっても、充填されたモールド樹脂１４が空間１３の外側に流れ出すおそれがない。このため、充填時のモールド樹脂１４の粘度は、特に制御される必要がなく、充填作業が容易である。
【０１０４】
なお、受発光素子７と絶縁性基板１１と隙間、半導体素子８と絶縁性基板１１との隙間、またはこれらの隙間とその周辺には、アンダーフィル剤を充填するようにしてもよい。このアンダーフィル剤としては、透光性を有するものが用いられ、具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。また、アンダーフィル剤を用いた場合には、その上から充填されるモールド樹脂１４は必ずしも透光性を有していなくてもよい。
【０１０５】
以上のような光素子搭載基板１０は、その下面が光回路層２と接するように積層するだけで、光信号の伝送特性が高い光電気混載基板１を、極めて簡単に製造可能であるという利点を有する。
【０１０６】
そして、この光素子搭載基板１０では、多数の受発光部７１１、７２１を高密度に配置した場合でも、各配線１５、１６のライン・アンド・スペースを小さくする必要がなくなるので、各配線１５、１６５は、十分な導電性と絶縁性とを有するものとなる。その結果、光素子搭載基板１０は、電気信号の伝送特性の高いものとなる。このため、このような光素子搭載基板１０を備えた光電気混載基板１は、電気信号の伝送特性においても優れた性能を有するものとなる。なお、各配線１５、１６には、高い寸法精度が要求されないので、その製造が容易になるという利点もある。
【０１０７】
なお、このような光素子搭載基板１０は、光回路層２の一方の端部上に積層されていても、両端部上に積層されていてもよい。
図４（ａ）に示す光電気混載基板１は、光回路層２の両端部上にそれぞれ光素子搭載基板１０が積層されてなるものである。また、光素子搭載基板１０の受発光素子７の配置に対応して、それぞれミラー２２が形成されている。これにより、光電気混載基板１では、一方の光素子搭載基板１０において電気信号から光信号が生成され、得られた光信号は光回路層２で他方の光素子搭載基板１０に伝搬される。他方の光素子搭載基板１０では、受光した光信号から電気信号を生成する。このようにして両端部間で光信号によるデータ通信を行うことができる。
【０１０８】
一方、図４（ｂ）に示す光電気混載基板１では、光回路層２の一方の端部上には光素子搭載基板１０が積層されており、他方の端部には、光回路層２と接続相手との接続を担うコネクター２０が設けられている。コネクター２０としては、光ファイバーとの接続に用いられるＰＭＴコネクター等が挙げられる。すなわち、コネクター２０は、例えば光ファイバー等と連結されることにより、光回路層２が光ファイバーで延長することを可能にする。その結果、光電気混載基板１を用いて、より長距離の光通信が可能になる。
【０１０９】
なお、図４に示す光電気混載基板１は、いずれも一方の端部と他方の端部とを１対１で接続する場合を前提にした構成であるが、光回路層２の途中に複数の分岐が可能な光スプリッターを介在させることにより、１対複数の接続が可能になる。この場合、複数の端部には、全てに光素子搭載基板１０が積層されていてもよく、一部に光素子搭載基板１０が積層され、残りにはコネクター２０が設けられていてもよく、全てにコネクター２０が設けられていてもよい。
【０１１０】
＜光電気混載基板の製造方法＞
次に、上述したような光電気混載基板１を製造する方法の一例について説明する。
図１に示す光電気混載基板１は、光回路層２および光素子搭載基板１０をそれぞれ用意し、これらを積層することで製造される。
【０１１１】
［１］光素子搭載基板の製造
まず、光電気混載基板１の製造に用いられる光素子搭載基板１０の製造方法について説明する。
【０１１２】
［１−１］配線等の製造
絶縁性基板１１を用意し、その両面の一部または全部を覆うように導電層を形成する。
【０１１３】
この導電層は、前述した金属組成の被膜であり、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、電解めっき、無電解めっき等のめっき法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等の方法により形成される。なお、用意する絶縁性基板１１として、あらかじめ銅箔がラミネートされた基板を用いる場合には、導電層の形成を省略することができる。
【０１１４】
次いで、この導電層を、各種パターニング法によりパターニングする。パターニング法としては、例えばフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。
【０１１５】
以上のようにして、図５（ａ）に示すように、絶縁性基板１１の両面に第１の配線１５および第２の配線１６が形成される。
【０１１６】
また、絶縁性基板１１に貫通孔１１０を形成するとともに、絶縁性基板１１に貫通配線１６１を形成する。
【０１１７】
貫通孔１１０の形成方法としては、レーザー加工法、電子ビーム加工法、機械加工法等の各種加工法が挙げられる。
【０１１８】
［１−２］枠状基板の積層
次いで、図５（ａ）に示すように、第１の配線１５、第２の配線１６および貫通配線１６１，１６２を設けた絶縁性基板１１上に、貫通ビア構造１５１や接続端子１５２を設けた枠状基板１２を積層する。
【０１１９】
絶縁性基板１１と枠状基板１２との間は、それぞれ熱圧着や、各種接着剤（粘着剤を含む。）による接着等の方法で接着される。
【０１２０】
接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。
なお、この積層により、第１の配線１５および第２の配線１６と貫通ビア構造１５１とが電気的に接続される。
【０１２１】
［１−３］素子の搭載
次いで、図５（ｂ）に示すように、枠状基板１２の内側に受発光素子７および半導体素子８を搭載する。これにより、第１の配線１５と受発光素子７１の電極パッド７１２との間、第２の配線１６と受発光素子７２の電極パッド７２２との間、および各配線１５、１６と半導体素子８の電極パッド８１２との間が、それぞれ電気的に接続される。
【０１２２】
次いで、図５（ｃ）に示すように、枠状基板１２の内側の空間１３にモールド樹脂１４を供給し、固化させる。これにより、空間１３に設けられた受発光素子７および半導体素子８がモールド樹脂１４で封止される。
【０１２３】
次いで、図５（ｄ）に示すように、接続端子１５２上にバンプ１５３を設ける。このようなバンプ１５３は、ハンダやろう材の溶融物またはボールを接続端子１５２上に供給する方法や、ハンダペースト（ろう材ペースト）を塗布したのち乾燥させる方法等により形成される。
以上のようにして光素子搭載基板１０が得られる。
【０１２４】
［２］光回路層の製造
次に、クラッド層２１１、コア層２１３およびクラッド層２１２をそれぞれ製造する。これらは、基材上に、各層の形成用組成物を塗布して液状被膜を形成した後、この基材をレベルテーブルに載置して、液状被膜表面の不均一な部分を水平化するとともに、溶媒を蒸発（脱溶媒）することにより形成される。
【０１２５】
液状被膜を形成するための塗布法としては、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。
【０１２６】
また、同一層（コア層２１３）内に、コア部２１４と、側面クラッド部２１５を形成する方法としては、例えば、フォトブリーチング法、フォトリソグラフィー法、直接露光法、ナノインプリンティング法、モノマーディフュージョン法等が挙げられる。
【０１２７】
その後、形成したクラッド層２１１、コア層２１３およびクラッド層２１２を、互いに圧着する。これにより、クラッド層２１１、コア層２１３およびクラッド層２１２が接合、一体化され、光回路層２（光導波路２１）が得られる。
【０１２８】
［３］光電気混載基板の製造
次に、光素子搭載基板１０を用いて光電気混載基板１を製造する方法について説明する。
まず、光回路層２および光素子搭載基板１０を順次積層し、層間を接着する。これにより図５（ｅ）に示す光電気混載基板１が得られる。
【０１２９】
各層間は、それぞれ熱圧着や、前述した各種接着剤（粘着剤を含む。）による接着等の方法で接着されるが、クラッド層２１２が接着性を有している場合には、その接着性を利用して接着するようにしてもよい。
【０１３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の光素子搭載基板の第２実施形態、およびこの光素子搭載基板を備えた本発明の光電気混載基板の第２実施形態について説明する。
【０１３１】
図６は、本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第２実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、図６中の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。
【０１３２】
以下、光素子搭載基板および光電気混載基板の第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図７において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明した図２と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３３】
図６に示す光素子搭載基板１０は、絶縁性基板１１を貫通するように設けられた貫通配線１６２が光素子の下に位置する場所に形成される代わりに、光素子の実装される以外の領域で貫通するように設けられた複数の貫通配線１６２を有し、さらに光素子搭載基板１０を上から見た場合、第１の配線１５と第２の配線１６とが、違う方向に向かって配線が形成されている部分を持つこと以外は、第１実施形態と同様である。
【０１３４】
すなわち、図６に示す光素子搭載基板１０では、貫通配線が受発光素子７１および７２の実装されるエリアより外に設けられることで、素子のサイズやパッド配列に関係なく配線することが可能となる。また、光素子搭載基板を製造するにあたり限られた領域で配線を引き回す場合、貫通配線を設けるために必要なビアサイズおよびランドサイズは比較的大きい。そのため、素子の実装される領域以外にも貫通配線を形成できることは配線形成の自由度を大きく高めることができる。
【０１３５】
受発光素子７１と受発光素子７２の電極パッド絶縁性基板１１の上面に搭載されており、受発光素子７１、７２の電極パッド７２２が、貫通配線１６２を介して第２の配線１６と電気的に接続されている。このような光素子搭載基板１０を備える光電気混載基板１では、第１実施形態と同様、各配線１５、１６の取り回しに要するスペースに余裕が生まれることとなり、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【０１３６】
なお、貫通配線１６２は、前述した貫通配線１６１と同様の材料で構成され、同様の方法で形成される。
【０１３７】
（第３実施形態）
次に、本発明の光素子搭載基板の第３実施形態、および本発明の光電気混載基板の第３実施形態について説明する。
図７は、本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第３実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、図７中の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。
以下、光素子搭載基板および光電気混載基板の第３実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図７において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明した図２と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３８】
図７に示す光素子搭載基板１０は、受発光素子７１、受発光素子７２および半導体素子８を２組搭載してなる以外は、第１実施形態と同様である。
すなわち、第４実施形態は、枠状基板１２の最も内側に、平行に設けられた２つの受発光素子７２と、その外側に、平行に設けられた２つの受発光素子７１と、その外側に設けられた２つの半導体素子８とを有している。このような光素子搭載基板１０では、図示しないが、４つずつの受発光部７１１、７２１が４列に並んでいるため、１６チャンネルの光回路層２に対して、光学的接続が可能になる。このため、より高密度実装が可能な光電気混載基板１が得られる。
なお、上記の作用・効果以外に、本実施形態は、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【０１３９】
（第４実施形態）
次に、本発明の光素子搭載基板の第４実施形態、および本発明の光電気混載基板の第５実施形態について説明する。
図８は、本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第４実施形態を模式的に示す（ａ）平面図および（ｂ）断面図である。なお、以下の説明では、図８（ｂ）中の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。
以下、光素子搭載基板および光電気混載基板の第４実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図８において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明した図２と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４０】
図８（ａ）に示す光素子搭載基板１０は、枠状基板１２を省略するとともに、各配線１５、１６に接続される外部端子として、絶縁性基板１１上に設けられた８つのコネクター用パッド１５４を用いるようにした以外は、第１実施形態と同様である。
これらのコネクター用パッド１５４は、別途用意されたコネクターと接続されることにより、外部回路と電気的に接続される。
【０１４１】
また、各コネクター用パッド１５４は、それぞれ絶縁性基板１１上に配設された配線１５５を介して半導体素子８に接続されている。これにより、各コネクター用パッド１５４は、光電気混載基板１の外部電極として機能する。
【０１４２】
また、絶縁性基板１１は、下面において積層された光回路層２の右端を越えて右側に延伸している。前述した各コネクター用パッド１５４は、この延伸部分の上面に設けられている。一方、延伸部分の下面には、支持基板１７が積層されている。この支持基板１７により、延伸部分が補強されるため、光電気混載基板１をコネクターと接続する際に、付与された外力によって延伸部分が折れ曲がったり、破損したりするのを防止することができる。
なお、各コネクター用パッド１５４および配線１５５は、前述した第１の配線１５および第２の配線１６と同様の材料で構成され、同様の方法で形成される。
【０１４３】
また、支持基板１７は、前述した枠状基板１２と同様の材料で構成され、厚さ等も同様である。
【０１４４】
また、本実施形態は、構造が若干異なるものの、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【０１４５】
＜電子機器＞
本発明の光電気混載基板を備える電子機器（本発明の電子機器）は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光電気混載基板を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
【０１４６】
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
【０１４７】
以上、本発明の光素子搭載基板、光電気混載基板および電子機器の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば光素子搭載基板や光電気混載基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
例えば、光回路層２の上面および下面には、それぞれカバーフィルムが積層されていてもよい。カバーフィルムにより、光回路層２を確実に保護することができる。なお、カバーフィルムとしては、絶縁性基板１１と同様のものが用いられる。
【符号の説明】
【０１４８】
１              光電気混載基板
１０            光素子搭載基板
１１            絶縁性基板
１２            枠状基板
１２１          貫通孔
１３            空間
１４            モールド樹脂
１５            第１の配線
１５１          貫通ビア構造
１５２          接続端子
１５３          バンプ
１５４          コネクター用パッド
１５５          配線
１６            第２の配線
１６１、１６２  貫通配線
１７            支持基板
２              光回路層
２０            コネクター
２１            光導波路
２１１、２１２  クラッド層
２１３          コア層
２１４          コア部
２１５          側面クラッド部
２２            ミラー
７、７１、７２  受発光素子
７１１、７２１  受発光部
７１２、７２２  電極パッド
８              半導体素子
８１２          電極パッド
９              光電気混載基板
９０            光素子搭載基板
９１            絶縁性基板
９５１、９５２  配線
Ｌ              間隔
【図１】
0005477041.tif 000002
【図２】
0005477041.tif 000003
【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】
0005477041.tif 000009
【図９】
0005477041.tif 000010
【図１０】
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