(57)【要約】【課題】損失を小さくして光の伝送ロスを小さくすることができるとともに、コア材の流出を防止して歩留まりを向上させることができる光導波路付き配線基板を提供すること。【解決手段】光導波路付き配線基板１０は、配線層４２と絶縁層３３，３４とを積層してなり、基板厚さ方向に沿って延びる孔８０内に光導波路８２を備える。光導波路８２は、光信号が伝搬する光路となるコア８３及びコア８３を取り囲むクラッド８４を有する。なお、クラッド８４の屈折率はコア８３の屈折率よりも小さく、コア８３及びクラッド８４の比屈折率差は１．４％以上である。また、コア８３を形成するためのコア材及びクラッド８４を形成するためのクラッド材は、クラッド材の硬化物からなるシート上にコア材を未硬化状態で滴下したときの接触角が３５°以上となるような組み合わせとされている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層と絶縁層とを積層してなり、基板厚さ方向に沿って延びる孔内に光導波路を備える光導波路付き配線基板において、
前記光導波路は、光信号が伝搬する光路となるコア及び前記コアを取り囲むクラッドを有し、前記クラッドの屈折率が前記コアの屈折率よりも小さく、前記コア及び前記クラッドの比屈折率差が１．４％以上であり、
前記コアを形成するためのコア材及び前記クラッドを形成するためのクラッド材は、前記クラッド材の硬化物からなるシート上に前記コア材を未硬化状態で滴下したときの接触角が３５°以上となるような組み合わせとされている
ことを特徴とする光導波路付き配線基板。
【請求項２】
前記孔は、前記配線基板を貫通するとともに内周面に凹凸を有し、前記内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上の加工孔であり、前記クラッドは、前記凹凸を被覆する厚さで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路付き配線基板。
【請求項３】
前記クラッドは、内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光導波路付き配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光導波路付き配線基板の製造方法であって、
前記配線基板に孔を形成する孔形成工程と、
前記孔内にクラッド材を塗布しかつ硬化させることで、中空状のクラッドを形成するクラッド形成工程と、
前記クラッドの中心部にコア材を充填しかつ硬化させることで、コアを形成するコア形成工程と
を含むことを特徴とする光導波路付き配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号が伝搬する構造を有する光導波路付き配線基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットに代表される情報通信技術の発達や、情報処理装置の処理速度の飛躍的向上などに伴って、画像等の大容量データを送受信するニーズが高まりつつある。かかる大容量データを情報通信設備を通じて自由にやり取りするためには１０Ｇｂｐｓ以上の情報伝達速度が望ましく、そのような高速通信環境を実現しうる技術として光通信技術に大きな期待が寄せられている。一方、機器内の配線基板間の接続、配線基板内の半導体チップ間での接続、半導体チップ内での接続など、比較的短い距離における信号伝達経路に関しても、高速で信号を伝送することが近年望まれている。このため、従来一般的であった金属ケーブルや金属配線から、光導波路等を用いた光伝送へと移行することが理想的であると考えられている。
【０００３】
そして近年では、光素子との間で光通信を行う光導波路を備えた光導波路付き基板が各種提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。特許文献１〜３では、例えば、基板の孔内に充填された透明樹脂（クラッドを形成するための材料）の中心部を除去した後、最初に充填した材料よりも屈折率の高い材料（コアを形成するための材料）を除去部分に充填するなどして、屈折率分布を有する光導波路を形成する技術が提案されている。特許文献４では、光信号を伝搬させるための貫通孔（ビアホール）を基板に設ける技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５８３８８号公報（［００３８］，［００３９］、図１等）
【特許文献２】特開２００９−１８０８６１号公報（［００３９］，［００４０］、図２等）
【特許文献３】特開２００９−１３３９６７号公報（［００５０］，［００５１］、図２等）
【特許文献４】特開２００７−４０４３号公報（［００５３］、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献４に記載の従来技術は、光信号が伝搬する光路がコア及びクラッドを有しない単なる貫通孔であるため、貫通孔内を伝搬する光信号の一部は、貫通孔の内周面において反射する。ところが、貫通孔の内周面は、ドリル加工やレーザー加工によって形成されるために粗くなっている。この場合、光信号は、貫通孔の内周面で上手く反射せずに散乱したり、貫通孔の内周面に吸収されたりするため、損失が大きくなり、光の伝送ロスが生じてしまう。
【０００６】
一方、特許文献１〜３に記載の従来技術では、光導波路が、光信号が伝搬する光路となるコアと、コアを取り囲むクラッドとを有しているため、光信号は貫通孔の内周面に到達しにくくなる。その結果、光信号の散乱や吸収が防止されるため、損失が小さくなり、光の伝送ロスが小さくなる。しかしながら、図１１に示されるように、コアを形成するためのコア材１１１は、クラッド１１２の中心部を貫通するコア用孔１１３にコア材１１１を充填して硬化させる際に、コア材１１１がコア用孔１１３から流出（ブリードアウト）する可能性がある。この場合、コア材１１１によって形成されるコア１１５の上端部及び下端部に凹み１１４が発生してしまい、不良品発生率が高くなって歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、損失を小さくして光の伝送ロスを小さくすることができるとともに、コア材の流出を防止して歩留まりを向上させることができる光導波路付き配線基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段（手段１）としては、複数の配線層と絶縁層とを積層してなり、基板厚さ方向に沿って延びる孔内に光導波路を備える光導波路付き配線基板において、前記光導波路は、光信号が伝搬する光路となるコア及び前記コアを取り囲むクラッドを有し、前記クラッドの屈折率が前記コアの屈折率よりも小さく、前記コア及び前記クラッドの比屈折率差が１．４％以上であり、前記コアを形成するためのコア材及び前記クラッドを形成するためのクラッド材は、前記クラッド材の硬化物からなるシート上に前記コア材を未硬化状態で滴下したときの接触角が３５°以上となるような組み合わせとされていることを特徴とする光導波路付き配線基板がある。
【０００９】
従って、手段１の光導波路付き配線基板によると、クラッドの屈折率がコアの屈折率よりも小さく、コア及びクラッドの比屈折率差が１．４％以上であるため、光信号は、コア内のみを伝搬し、孔の内周面に到達しにくくなる。即ち、光信号の散乱や吸収が防止されるため、損失が小さくなり、光の伝送ロスが小さくなる。また、コア材及びクラッド材は、クラッド材の硬化物からなるシート上にコア材を未硬化状態で滴下したときの接触角が３５°以上となるような組み合わせとされている。即ち、コア材が樹脂に対する濡れ性が低く流れにくい材料からなるため、クラッドの中心部を貫通するコア用孔にコア材を充填しかつ硬化させる際に、コア用孔からコア材が流出しにくくなり、ひいては、コア材によって形成されるコアに凹みが発生しにくくなる。ゆえに、不良品発生率が低く抑えられるため、製造される光導波路付き配線基板の歩留まりが高くなる。
【００１０】
光導波路付き配線基板（配線基板）としては、例えば、樹脂配線基板、セラミック配線基板、ガラス配線基板または金属配線基板が使用可能であるが、コスト面を考慮すると樹脂配線基板であることが好ましい。このようにすれば、配線基板の基板厚さ方向に沿って延びる孔を容易に形成することができる。なお、樹脂配線基板に比較して熱伝導性の高いセラミック配線基板を用いた場合には、発生した熱が効率良く放散されるため、配線基板に光素子を搭載した場合には、放熱性の悪化に起因する発光波長のズレが回避され、動作安定性や信頼性に優れた配線基板を実現することができる。
【００１１】
かかるセラミック配線基板の好適例を挙げると、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、ベリリア、ムライト、低温焼成ガラスセラミック、ガラスセラミック等からなる配線基板がある。また、樹脂配線基板の好適例としては、例えば、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等からなる配線基板を挙げることができる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる配線基板を使用してもよい。金属配線基板の好適例としては、例えば、銅からなる配線基板、銅合金からなる配線基板、銅以外の金属単体からなる配線基板、銅以外の合金からなる配線基板などを挙げることができる。
【００１２】
なお、光導波路付き配線基板は、複数の配線層と絶縁層とを積層してなる多層配線基板である。これらの配線層の層間接続を図るために、基板内部にスルーホール導体が形成されていてもよい。なお、かかる配線層やスルーホール導体は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などからなる導電性金属ペーストを印刷または充填することにより形成される。そして、このような配線層には電気信号が流れるようになっている。なお、このような多層配線基板に加えて、例えば、配線層と絶縁層とを交互に積層してなるビルドアップ層をコア基板の下端または両面に有するビルドアップ多層配線基板を用いることも許容される。このようにすれば、配線基板の高密度化を図りやすくなる。
【００１３】
光導波路付き配線基板には光素子が搭載可能となっている。光素子は、配線基板に対して１つまたは２つ以上搭載される。その搭載方法としては、例えば、ワイヤボンディングやフリップチップボンディング等の手法、異方導電性材料を用いた手法などを採用することができる。なお、発光部を有する光素子（即ち発光素子）としては、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）、半導体レーザーダイオード（Laser Diode ；ＬＤ）、面発光レーザー（Vertical Cavity Surface Emitting Laser；ＶＣＳＥＬ）等を挙げることができる。これらの発光素子は、入力した電気信号を光信号に変換した後、その光信号を所定部位に向けて発光部から出射する機能を有している。一方、受光部を有する光素子（即ち受光素子）としては、例えば、ｐｉｎフォトダイオード（pin Photo Diode ；pin ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（Avalanche Photo Diode ；ＡＰＤ）等を挙げることができる。これらの受光素子は、光信号を受光部にて入射し、その入射した光信号を電気信号に変換して出力する機能を有している。なお、光素子は発光部及び受光部の両方を有する受発光素子であってもよい。また、受発光素子は、複数の受発光部を有するものであってもよい。各受発光部は、一列に配置されていてもよいし、複数列に亘って配置されていてもよい。このような受発光素子は、動作回路によって動作される。具体的に言うと、発光素子用の動作回路は、例えばドライバＩＣと呼ばれ、受光素子用の動作回路は、例えばアンプまたはトランスインピーダンスアンプ（transimpedance amplifier；ＴＩＡ）と呼ばれている。光素子及び動作回路は、例えば、配線基板に形成された配線層（金属配線層）を介して電気的に接続されている。なお、光素子に使用する好適な材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＰなどを挙げることができる。
【００１４】
また、光導波路付き配線基板は光導波路を備えている。ここで、光導波路としては、配線基板を厚さ方向に貫通し、基板厚さ方向に沿って光信号が伝搬する光路を有する光ビアや、配線基板の主面上や配線基板の内部などに配置され、基板平面方向に沿って光信号が伝搬する光路を有するフィルムなどが考えられる。なお、上記手段１の光導波路とは、光信号が伝搬する光路となるコア及びコアを取り囲むクラッドを有し、孔内に形成されたいわゆる光ビアを指し、例えば、ポリマ材料等からなる有機系の光導波路、石英ガラスや化合物半導体等からなる無機系の光導波路等がある。ポリマ材料としては、感光性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを選択することができ、具体的には、フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＵＶ硬化性エポキシ樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが好適である。なお、クラッドは、孔内にクラッド材を塗布しかつ硬化させることにより形成されたものであり、コアは、クラッドの中心部にコア材を充填しかつ硬化させることにより形成されたものであってもよい。このようにすれば、クラッド材やコア材を上記した多くの種類の材料から選択可能であるため、安価な材料を用いて光導波路を形成することができる。
【００１５】
また、クラッドの屈折率はコアの屈折率よりも小さくなっている。なお、コア及びクラッドの屈折率を変更する方法としては、以下に述べる多くの方法が挙げられ、複数の方法を組み合わせることも可能である。その１つは、コアやクラッドの密度を変更することが挙げられる。また、コア及びクラッドの屈折率を変更する別の方法としては、ハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、珪素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）の含有量を変更することや、不飽和結合（ベンゼン環、二重結合等）の存在比率を変更することなどが挙げられる。さらに、コア及びクラッドの屈折率を変更する別の方法としては、コアを形成するためのコア材やクラッドを形成するためのクラッド材において、硬化前の平均分子量や分子量分布を変更することなどが挙げられる。また、コア材及びクラッド材の組成が決定されている場合、コア及びクラッドの屈折率を変更する方法としては、コア材やクラッド材の硬化度（硬化温度、硬化時間、コア材及びクラッド材が感光性樹脂であれば露光量）を変更することなどが挙げられる。なお、コア及びクラッドがエポキシ樹脂からなる場合、エポキシ樹脂にはアンチモン（Ｓｂ）が硬化剤として含まれていることがある。この場合、アンチモンの含有量を変更することによっても、コア及びクラッドの屈折率を変更させることができる。
【００１６】
なお、コア及びクラッドの比屈折率差は、例えば１．４％以上１５．０％以下であることが好ましく、２．０％以上１２．０％以下であることが特に好ましい。仮に、比屈折率差が１５．０％よりも高くなると、好適なコア材及びクラッド材の組み合わせを見つけ出すことが困難になる。また、クラッド材の硬化物からなるシート上にコア材を未硬化状態で滴下したときの接触角は、３５°以上８０°以下であることが好ましい。仮に、接触角が８０°よりも大きくなると、好適なコア材及びクラッド材の組み合わせを見つけ出すことが困難になる。なお、比屈折率差が１５．０％よりも高く、かつ接触角が８０°よりも大きい場合には、コア材及びクラッド材の組み合わせを見つけ出せたとしても、硬化後のコア−クラッド間の接着強度が低くなるため、長期信頼性の点で問題が発生するおそれがある。
【００１７】
また、孔は、配線基板を貫通するとともに内周面に凹凸を有し、内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上の加工孔であり、クラッドは、凹凸を被覆する厚さで形成されていることが好ましい。さらに、クラッドは、内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下であることが好ましい。以上の構成であれば、クラッドと孔（加工孔）との接着強度が向上し、かつクラッドが孔の内周面にある凹凸を被覆し、クラッドの内周面が平滑になる。その結果、コアを伝搬する光信号は、クラッドの内周面で散乱することなくコアを伝搬できるため、損失が小さくなり、光の伝送ロスが小さくなる。
【００１８】
上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、上記手段１に記載の光導波路付き配線基板の製造方法であって、前記配線基板に孔を形成する孔形成工程と、前記孔内にクラッド材を塗布しかつ硬化させることで、中空状のクラッドを形成するクラッド形成工程と、前記クラッドの中心部にコア材を充填しかつ硬化させることで、コアを形成するコア形成工程とを含むことを特徴とする光導波路付き配線基板の製造方法がある。
【００１９】
従って、手段２の光導波路付き配線基板の製造方法によると、クラッドの屈折率がコアの屈折率よりも小さく、コア及びクラッドの比屈折率差が１．４％以上となるコア及びクラッドを用いて光導波路を形成するため、コアを伝搬する光信号が孔の内周面に到達しにくい光導波路を形成することができる。その結果、光信号の散乱や吸収が防止されるため、光の伝送ロスが小さくなる。また、クラッド材を例えば平板上で硬化させて作製したシートの上にコア材を未硬化状態で滴下したときの接触角が３５°以上となるような組み合わせとしたコア材及びクラッド材を用いてコア形成工程を行うため、コア形成工程時に、クラッドの中心部を貫通するコア用孔からコア材が流出しにくくなり、ひいては、コア材によって形成されるコアに凹みが発生しにくくなる。ゆえに、不良品発生率が低く抑えられるため、製造される光導波路付き配線基板の歩留まりが高くなる。
【００２０】
以下、光導波路付き配線基板の製造方法を工程に沿って説明する。
【００２１】
孔形成工程では、配線基板に孔を形成する。ここで、孔の形成方法としては周知の技術を採用することができ、具体例としては、ドリル加工、パンチ加工、レーザー加工、放電加工などがある。ただし、低コストという観点からすると、ドリル加工やパンチ加工といった機械的加工が好ましい。また、ここで行われる機械的加工は、例えば精密ドリルなどを用いた精密孔あけ加工であることがより好ましい。このような加工法によって孔を形成しておけば、高い精度で光軸合わせを行うことができるからである。精密孔あけ加工は、配線基板に対して直接行ってもよい。また、あらかじめ別の方法で配線基板に形成した大型の孔に対して精密孔あけ加工を行いやすい材料を充填した後、その材料に対して精密孔あけ加工を行ってもよい。
【００２２】
続くクラッド形成工程では、孔内にクラッド材を塗布しかつ硬化させることで、中空状のクラッドを形成する。続くコア形成工程では、クラッドの中心部にコア材を充填しかつ硬化させることで、コアを形成する。この時点で、所望の光導波路付き配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の光電気混載モジュールを示す概略斜視図。
【図２】光電気混載モジュールを示す概略断面図。
【図３】光電気混載モジュールを示す要部断面図。
【図４】光導波路付き配線基板及び光コネクタを示す要部断面図。
【図５】光電気混載モジュールの製造方法を示す説明図。
【図６】光電気混載モジュールの製造方法を示す説明図。
【図７】光電気混載モジュールの製造方法を示す説明図。
【図８】光電気混載モジュールの製造方法を示す説明図。
【図９】クラッド材の硬化物からなるシート上にコア材を未硬化状態で滴下したときの接触角を計測する方法を示す説明図。
【図１０】クラッド材の硬化物からなるシート上にコア材を未硬化状態で滴下したときの接触角を計測する方法を示す説明図。
【図１１】従来技術の問題点を説明するための断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、寸法、材料、チャネル数などは本実施形態に限定される訳ではなく、適宜変更可能である。
【００２５】
図１〜図４に示されるように、本実施形態の光電気混載モジュール１は、マザーボード６１（母基板）、マザーボード６１上に設けられた３つのソケット７１、各ソケット７１上にそれぞれ接続された光導波路付き配線基板１０（以下「配線基板１０」という）、及び、複数の光コネクタ９１等を備える。本実施形態では、配線基板１０が、パッド４８にピン４９が取り付けられたピングリッドアレイ（ＰＧＡ）タイプの半導体パッケージであり、ソケット７１もピングリッドアレイ用のものとなっている。しかし、配線基板１０が、ピン４９が取り付けられないランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）タイプの半導体パッケージであったとしても、ソケット７１を用いることができる。この場合、パッド４８は、ピンアレイ（図示略）を介してソケット７１の導体柱７５に接続される。
【００２６】
本実施形態のマザーボード６１は、上面６２及び下面６３を有する平面視略矩形状の板状部材である。図３に示されるように、マザーボード６１を構成する基板本体６９は、樹脂絶縁層６４と金属導体層６５とによって構成されている。樹脂絶縁層６４は、例えば、厚さ約３０μｍであって、連続多孔質ＰＴＦＥにエポキシ樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料や、シリカ粒子などの充填材を含んだエポキシ樹脂などの各種絶縁シートからなる。
【００２７】
樹脂絶縁層６４における複数箇所には、樹脂絶縁層６４の厚さ方向に貫通する内部導通用のスルーホール部６６が形成されている。そして、これらのスルーホール部６６は、層の異なる金属導体層６５を電気的に接続する役割を果たしている。また、マザーボード６１の上面６２において各々のスルーホール部６６の上端面がある位置には、パッド６７が配置されている。
【００２８】
図２，図３に示されるように、ソケット７１は、略矩形平板状をなし、上面７３及び下面７４を有している。ソケット７１には、上面７３及び下面７４間を貫通する複数の導体柱７５が形成されている。各導体柱７５の下端面には、略半球状のはんだバンプ７２が設けられている。これらのはんだバンプ７２は、マザーボード６１側のパッド６７に接続されている。また、ソケット７１の上面７３側には、光コネクタ９１を収容するためのコネクタ収容凹部７６が設けられている。
【００２９】
図１〜図４に示されるように、配線基板１０は、主面１２及びその反対側に位置する裏面１３を有し、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ０．４ｍｍ（４００μｍ）の正方形板状をなしている。また、配線基板１０は、ガラスエポキシからなる略矩形板状のコア基板１４を有するとともに、コア主面１５（図４では上面）上に第１ビルドアップ層３１を有し、コア裏面１６（図４では下面）上に第２ビルドアップ層３２を有するビルドアップ多層配線基板である。
【００３０】
図４に示されるように、コア基板１４における複数箇所には、コア主面１５及びコア裏面１６を貫通するスルーホール導体１７が形成されている。これらのスルーホール導体１７は、コア基板１４のコア主面１５側とコア裏面１６側とを接続導通している。なお、スルーホール導体１７の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体１８で埋められている。そして、スルーホール導体１７における開口部には銅めっき層からなる蓋状導体１９が形成され、その結果スルーホール導体１７が塞がれている。また、コア基板１４のコア主面１５及びコア裏面１６においてスルーホール導体１７が存在しない箇所には、銅めっき層からなる配線パターン（図示略）が形成されている。
【００３１】
第２ビルドアップ層３２は、銅からなる２層の金属配線層４２と、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる２層の樹脂絶縁層３４とを交互に積層した構造を有している。また、各樹脂絶縁層３４における複数箇所には、金属配線層４２に接続される内層接続ビア導体４７が銅めっきによって形成されている。また、第２層の樹脂絶縁層３４の下面上における複数箇所には、金属配線層４２に電気的に接続されるパッド４８（ＰＧＡ用パッド）が形成されている。さらに、第２層の樹脂絶縁層３４の下面は、ソルダーレジスト３８によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト３８の所定箇所には、パッド４８を露出させる開口部４０が形成されている。パッド４８の表面上には、ソケット実装用の複数のピン４９がはんだ付けによって接合されている。そして、各ピン４９により、配線基板１０はソケット７１上に接続される。
【００３２】
図４に示されるように、第１ビルドアップ層３１は、上述した第２ビルドアップ層３２とほぼ同じ構造を有している。即ち、第１ビルドアップ層３１は、銅からなる２層の金属配線層４２と、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の樹脂絶縁層３３とを交互に積層した構造を有している。また、各樹脂絶縁層３３における複数箇所には、金属配線層４２に接続される内層接続ビア導体４３が銅めっきによって形成されている。
【００３３】
また、第２層の樹脂絶縁層３３の表面上には、複数のＣＰＵ接続用端子（図示略）と複数のドライバＩＣ接続用端子５７とが形成されている。各ＣＰＵ接続用端子は、配線基板１０の主面１２側（具体的には、第２層の樹脂絶縁層３３の表面上）において基板中央部となる領域に配置されている。各ドライバＩＣ接続用端子５７は、配線基板１０の主面１２側において各ＣＰＵ接続用端子よりも基板外周側となる領域に配置されている。また、第２層の樹脂絶縁層３３の表面上には、各ＣＰＵ接続用端子と各ドライバＩＣ接続用端子５７とをつなぐ第１配線パターン５８が形成されている。なお、配線基板１０の主面１２において各ＣＰＵ接続用端子及び各ドライバＩＣ接続用端子５７が属する領域には、半導体集積回路素子搭載領域２３が設定される。
【００３４】
図４に示されるように、第２層の樹脂絶縁層３３の表面上には、複数の光素子接続用端子５５が形成されている。各光素子接続用端子５５は、配線基板１０の主面１２側において各ドライバＩＣ接続用端子５７よりも基板外周側となる領域、即ち、半導体集積回路素子搭載領域２３よりも基板外周側となる領域に配置されている。また、第２層の樹脂絶縁層３３の表面上には、各ドライバＩＣ接続用端子５７と各光素子接続用端子５５とをつなぐ第２配線パターン５９が形成されている。
【００３５】
さらに、第２層の樹脂絶縁層３３の表面は、ソルダーレジスト３７によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト３７の所定箇所には、ＣＰＵ接続用端子、ドライバＩＣ接続用端子５７及び光素子接続用端子５５を露出させる開口部４６が形成されている。そして、ＣＰＵ接続用端子、ドライバＩＣ接続用端子５７及び光素子接続用端子５５の表面上には、それぞれ表面側はんだバンプ４５が配設されている。
【００３６】
図１〜図３に示されるように、ＣＰＵ接続用端子の表面上に配設された各表面側はんだバンプ４５には、半導体集積回路素子であるＩＣチップ２１（ＣＰＵ）が接合されている。ＭＰＵとしての機能を有するＩＣチップ２１は、縦１０．０ｍｍ×横７．５ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの矩形板状をなしている。ＩＣチップ２１の下面側表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、ＩＣチップ２１の下面側には、複数の素子側端子（図示略）が格子状に設けられている。
【００３７】
図４に示されるように、光素子接続用端子５５の表面上に配設された各表面側はんだバンプ４５には、光素子（発光素子）の一種であるＶＣＳＥＬ２４が、発光面を下方（配線基板１０側）に向けた状態で接合されている。本実施形態のＶＣＳＥＬ２４は、縦３．０ｍｍ×横０．２５ｍｍの略矩形平板状をなしている。このＶＣＳＥＬ２４は、同ＶＣＳＥＬ２４の長手方向に沿って一列に並べられた複数（ここでは１２個）の発光部２５を発光面内に有している。これらの発光部２５は、配線基板１０の主面１２に対して直交する方向（即ち、図４において下方向）に、所定波長のレーザー光（光信号）を出射するようになっている。また、ＶＣＳＥＬ２４の有する複数の端子２９は、各表面側はんだバンプ４５にそれぞれ接合されている。
【００３８】
さらに、ドライバＩＣ接続用端子５７の表面上に配設された各表面側はんだバンプ４５には、ＶＣＳＥＬ２４を駆動するための半導体集積回路素子であるドライバＩＣ２２が接合されている。このドライバＩＣ２２は、配線基板１０の主面１２においてＶＣＳＥＬ２４の近傍に配置されている。本実施形態のドライバＩＣ２２は、縦３．５ｍｍ×横２．５ｍｍの略矩形平板状をなしている。このドライバＩＣ２２の下面側表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、ドライバＩＣ２２の有する複数の端子２８は、各表面側はんだバンプ４５にそれぞれ接合されている。従って、ドライバＩＣ２２とＶＣＳＥＬ２４とが、第２配線パターン５９などを介して電気的に接続される。
【００３９】
なお、図２において右側にある配線基板１０の主面１２にも、複数の表面側はんだバンプ４５が形成されている。各表面側はんだバンプ４５には、光素子（受光素子）の一種であるフォトダイオード２７が、受光面を下方（配線基板１０側）に向けた状態で接合されている。本実施形態のフォトダイオード２７は、縦３．０ｍｍ×横０．２５ｍｍの略矩形平板状をなしている。このフォトダイオード２７は、同フォトダイオード２７の長手方向に沿って一列に並べられた複数（ここでは１２個）の受光部（図示略）を受光面内に有している。従って、これらの受光部は、図２の下側から上側に向かうレーザー光（光信号）を受けやすい構成となっている。
【００４０】
また、配線基板１０の主面１２においてフォトダイオード２７の近傍には、フォトダイオード２７から出力される光電流を増幅する半導体集積回路素子であるレシーバＩＣ２６が配置されている。本実施形態のレシーバＩＣ２６は、縦３．５ｍｍ×横２．５ｍｍの略矩形平板状をなしている。このレシーバＩＣ２６の下面側表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、レシーバＩＣ２６の有する複数の端子（図示略）は、各表面側はんだバンプ４５にそれぞれ接合されている。従って、フォトダイオード２７とレシーバＩＣ２６とが、配線パターン（図示略）などを介して電気的に接続される。
【００４１】
図３，図４に示されるように、配線基板１０における複数の箇所（１つの配線基板１０につき８箇所）には、２つで１組となる位置決め用ガイド孔５１が形成されている。各位置決め用ガイド孔５１は、断面円形状かつ等断面形状であって、配線基板１０の主面１２及び裏面１３を貫通している。本実施形態の場合、各位置決め用ガイド孔５１の直径は約０．７ｍｍに設定されている。各位置決め用ガイド孔５１には、断面円形状のガイドピン５２の上端部が嵌入可能になっている。位置決め用ガイド孔５１にガイドピン５２が嵌入された場合、ガイドピン５２の両端部は、配線基板１０の主面１２側及び裏面１３側にそれぞれ突出するようになっている。なお、これらのガイドピン５２は、ステンレス鋼からなり、軸線方向に対して垂直な平坦面を両端部に備えている。本実施形態において具体的には、ＪＩＳ  Ｃ  ５９８１に規定するガイドピン「ＣＮＦ１２５Ａ−２１」（直径０．６９９ｍｍ）を使用している。即ち、ガイドピン５２の直径は、位置決め用ガイド孔５１とほぼ同径に設定されている。
【００４２】
図３，図４に示されるように、配線基板１０の主面１２側は金属製リッド１１で覆われている。なお、ガイドピン５２の主面側端部は、配線基板１０の主面１２側にてＶＣＳＥＬ２４よりも高く突出し、金属製リッド１１の内面に当接している。
【００４３】
また、配線基板１０において半導体集積回路素子搭載領域２３よりも基板外周側となる領域には、複数の光導波路用孔８０が形成されている。各光導波路用孔８０は、基板厚さ方向に沿って延びており、配線基板１０の主面１２及び裏面１３を貫通している。本実施形態の場合、光導波路用孔８０は、断面円形状かつ等断面形状をなし、発光素子用のものでは直径が５０μｍ、受光素子用のものでは直径が８０μｍに設定されている。また、各光導波路用孔８０は、内周面に凹凸８１（図６，図７参照）を有し、内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１３μｍの加工孔である。
【００４４】
図３，図４に示されるように、各光導波路用孔８０内には、光導波路８２がそれぞれ形成されている。各光導波路８２は、コア８３及びそれを取り囲むクラッド８４を有している。なお、実質的にコア８３は光信号が伝搬する光路となる。光路となるコア８３の本数は、ＶＣＳＥＬ２４の発光部２５の数、及び、フォトダイオード２７の受光部の数と同じく１２であって、それらは直線的にかつ互いに平行に延びるように形成されている。
【００４５】
本実施形態の場合、コア８３及びクラッド８４は、屈折率が異なる透明樹脂により形成されている。具体的に言うと、コア８３は、屈折率が１．５７０のエポキシ樹脂（ヘンケル社製  ロックタイト３３３５）によって形成され、クラッド８４は、屈折率が１．４１０のシリコーン樹脂（東レ・ダウコーニング株式会社製  ＥＧ−６３０１）によって形成されている。即ち、クラッド８４の屈折率は、コア８３の屈折率よりも小さくなっている。そして、コア８３及びクラッド８４の比屈折率差は、｛（コア８３の屈折率）−（クラッド８４の屈折率）｝／（コア８３の屈折率）から算出され、本実施形態では１０．２％となっている。
【００４６】
なお、コア８３及びクラッド８４の屈折率は以下のように測定される。まず、ガラス板（図示略）の表面に対してクロム（Ｃｒ）のスパッタリングを行うことにより、クロムミラーを作成する。次に、スピンコートやスクリーン印刷などの従来周知の成膜方法を用いて、コア８３を形成するための透明樹脂やクラッド８４を形成するための透明樹脂をクロムミラー上に塗布し、硬化させる。なお、透明樹脂を硬化させる方法としては、紫外線の照射や加熱処理などが挙げられるが、実際の配線基板１０を製造する際の硬化条件と透明樹脂の材料とに合わせた方法で適宜硬化させることが好ましい。そして、透明樹脂の硬化後、クロムミラーを複数個の測定用サンプル（縦２５ｍｍ、横８ｍｍ）に分割する。その後、多波長アッベ屈折計（株式会社アタゴ製  ＤＲ−Ｍ２）を用いて波長８５０ｎｍにおける測定用サンプルの屈折率を測定すれば、コア８３やクラッド８４の屈折率が測定される。
【００４７】
図４に示されるように、クラッド８４は、光導波路用孔８０にペースト状のクラッド材８５（図６参照）を充填しかつ硬化させることにより形成されたものである。クラッド８４は、凹凸８１を被覆する厚さ（約５μｍ）で形成されている。そして、クラッド８４の中心部は、クラッド８４の上端面（配線基板１０の主面１２側端面）及び下端面（配線基板１０の裏面１３側端面）を貫通するコア用孔８６（図６参照）となっている。なお、クラッド８４は、外径が５０μｍ、（コア用孔８６の）内径が４０μｍ、内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０６μｍに設定されている。即ち、クラッド８４の内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、光導波路用孔８０の内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）よりも小さくなっている。また、コア８３は、コア用孔８６内にペースト状のコア材８７（図７参照）を充填しかつ硬化させることにより形成されたものである。コア８３は、直径が４０μｍに設定されている。なお、コア材８７及びクラッド材８５は、クラッド材８５の硬化物からなるシート８８上にコア材８７を未硬化状態で滴下したときの接触角θ１（図１０参照）が６９°となるような組み合わせとなっている。
【００４８】
図１〜図４に示されるように、各光コネクタ９１は、ソケット７１のコネクタ収容凹部７６内に収容されている。本実施形態の光コネクタ９１は、上側ハウジング９６及び下側ハウジング９７によって構成されており、縦８ｍｍ×横１５ｍｍ×厚さ２．５ｍｍの略矩形平板状をなしている。上側ハウジング９６には、光導波路８２のコア８３を伝搬する光信号を通過させるためのスリット９８が形成されている。一方、下側ハウジング９７には、光ファイバ嵌合溝９９が形成されている。光ファイバ嵌合溝９９内には、光信号が伝搬する光路となる光ファイバ９２の先端部が嵌合されている。また、光コネクタ９１は、光路内を伝搬する光の進路を変換する光路変換部９３を有している。光路変換部９３は、光ファイバ嵌合溝９９の内底面である光ファイバ設置面９４に対して約４５°の角度を有する傾斜面となっていて、その傾斜面には光を全反射可能な金属からなる薄膜が蒸着されている。その結果、光を９０°の角度で反射する光路変換部９３が構成される。なお、本実施形態の光コネクタ９１には、例えばＪＰＣＡ（社団法人  日本電子回路工業会）規格のＰＴコネクタを使用することができる。また、光ファイバ９２を光ファイバ嵌合溝９９に嵌合する代わりに、４５°の傾斜面を有するマルチチャネルの光導波路を使用してもよい。この場合、傾斜面の他方が空気であれば、金属薄膜を蒸着しなくても光を９０°の角度で反射できるため、薄膜の有無を適宜選択することができる。
【００４９】
図３，図４に示されるように、光コネクタ９１には、円形状をなすガイド孔９５が２箇所に貫通形成されている。これらのガイド孔９５は、ガイドピン５２の大きさに対応して直径約０．７ｍｍに設定されている。そして、各ガイド孔９５には、配線基板１０の裏面１３側から突出する各ガイドピン５２が嵌入可能になっている。なお、ガイド孔９５に対してガイドピン５２が嵌入された場合、光コネクタ９１と光導波路８２とが位置合わせされた状態で固定される。ここで「位置合わせされた状態で固定」とは、具体的には、各光ファイバ９２の光軸と光導波路８２の各コア８３の光軸とが合った状態で、光コネクタ９１が支持固定されていることをいう。
【００５０】
このように構成された光電気混載モジュール１の一般的な動作について簡単に述べる。
【００５１】
ＶＣＳＥＬ２４及びフォトダイオード２７は、マザーボード６１の金属導体層６５や配線基板１０の金属配線層４２などを介した電力供給により、動作可能な状態となる。配線基板１０上のドライバＩＣ２２からＶＣＳＥＬ２４に電気信号が出力されると、ＶＣＳＥＬ２４は入力した電気信号を光信号（レーザー光）に変換した後、その光信号を光コネクタ９１内にある光路変換部９３に向けて、発光部２５から出射する。発光部２５から出射したレーザー光は、光導波路８２のコア８３内を進行し、光コネクタ９１のスリット９８を通過して光路変換部９３に入射する。光路変換部９３に入射したレーザー光は、そこで進行方向を９０°変更する。このため、レーザー光は、光ファイバ９２を通過して別の配線基板１０の光導波路８２の上面側から出射し、さらにフォトダイオード２７の受光部に入射する。フォトダイオード２７は、受光したレーザー光を電気信号に変換し、変換した電気信号をレシーバＩＣ２６に出力する。
【００５２】
次に、上記構成の光電気混載モジュール１の製造方法を説明する。
【００５３】
まず、配線基板１０を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。配線基板１０は以下のように作製される。まず、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの基材の両面に銅箔が貼付された銅張積層板（図示略）を準備する。そして、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通する貫通孔を所定位置にあらかじめ形成しておく。次に、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでスルーホール導体１７を形成した後、そのスルーホール導体１７内に閉塞体１８を充填形成する。さらに、銅めっきを行って蓋状導体１９を形成し、さらに銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って配線パターン（図示略）をパターニングする。具体的には、無電解銅めっきの後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。その結果、コア基板１４を得る。
【００５４】
次に、コア基板１４のコア主面１５及びコア裏面１６に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、内層接続ビア導体４３，４７が形成されるべき位置に盲孔を有する第１層の樹脂絶縁層３３，３４を形成する。なお、熱硬化性エポキシ樹脂を被着し、レーザー加工を行うことにより、内層接続ビア導体４３，４７が形成されるべき位置に盲孔を有する第１層の樹脂絶縁層３３，３４を形成してもよい。さらに、従来公知の手法（例えばセミアディティブ法）に従って電解銅めっきを行い、盲孔の内部に内層接続ビア導体４３，４７を形成するとともに、樹脂絶縁層３３，３４上に金属配線層４２を形成する。
【００５５】
次に、第１層の樹脂絶縁層３３，３４上に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、内層接続ビア導体４３，４７が形成されるべき位置に盲孔を有する第２層の樹脂絶縁層３３，３４を形成する。なお、熱硬化性エポキシ樹脂を被着し、レーザー加工を行うことにより、内層接続ビア導体４３，４７が形成されるべき位置に盲孔を有する第２層の樹脂絶縁層３３，３４を形成してもよい。さらに、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、盲孔の内部に内層接続ビア導体４３，４７を形成する。さらに、第２層の樹脂絶縁層３４上にパッド４８を形成するとともに、第２層の樹脂絶縁層３３上に、ＣＰＵ接続用端子、光素子接続用端子５５、ドライバＩＣ接続用端子５７及び配線パターン５８，５９を形成する。
【００５６】
この後、第２層の樹脂絶縁層３３，３４上にソルダーレジスト３７，３８を形成する。次に、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジスト３７，３８に開口部４０，４６をパターニングする。以上の結果、両面にビルドアップ層３１，３２を備える所望の配線基板１０が完成する。なお、配線基板１０の最終的な厚さは約０．４ｍｍとなる。
【００５７】
また、マザーボード６１を構成する基板本体６９を従来公知の手法により作製し、準備しておく。その具体例を挙げると、銅張積層板を出発材料として銅箔のエッチングや無電解銅めっき等を行い、金属導体層６５及びスルーホール部６６を有する樹脂絶縁層６４を形成する。次に、樹脂絶縁層６４の表層にさらに樹脂絶縁層６４を積層形成し、最上層の樹脂絶縁層６４の上面６２にパッド６７を形成する。
【００５８】
さらに、ソケット７１を従来公知の手法により作製し、準備しておく。その具体例を挙げると、まず、矩形状のエポキシ系樹脂板を用意し、このエポキシ系樹脂板に対して、例えば炭酸ガスレーザーを用いたレーザー加工等により、表裏を貫通する多数のビアを形成する。勿論、レーザー加工以外の穴あけ方法、例えばドリル加工等により、ビアの形成を行っても構わない。次に、ビアが形成されたエポキシ系樹脂板を図示しないペースト印刷装置に移してはんだペースト印刷を行う。この工程を経るとはんだペーストが各ビア内に充填される。次に、所定温度かつ所定温度でリフローを行って、導体柱７５を形成する。さらに、導体柱７５が形成されたエポキシ系樹脂板をスクリーン印刷装置にセットし、導体柱７５のある位置に対応して開口部が設けられた所定のマスクをエポキシ系樹脂板の下面上に配置する。この状態で、エポキシ系樹脂板に対するはんだペーストの印刷を行い、マスクの開口部を介して導体柱７５の下端面上にはんだペースト印刷層を形成する。次に、上記エポキシ系樹脂板をリフロー炉に移送し、そこで所定温度に加熱することにより、はんだペースト印刷層をリフローさせる。その結果、各導体柱７５の下端面上に略半球状のはんだバンプ７２が直接形成され、図２に示すソケット７１が完成する。
【００５９】
続く孔形成工程では、精密ドリルを用いた精密孔あけ加工を行い、配線基板１０に位置決め用ガイド孔５１を形成する。次に、配線基板１０を表面研磨装置にセットして、主面１２及び裏面１３を研磨する。この研磨により、位置決め用ガイド孔５１の開口部から突出して盛り上がっている余剰の樹脂や、基板表面に付着している樹脂を除去する。この研磨工程を行うと、配線基板１０の主面１２及び裏面１３における凹凸が解消されて平坦化する。さらに、周知の手法により仕上げ加工を行って、位置決め用ガイド孔５１の穴径を０．７００ｍｍとなるように微調整する。このときの加工に要求される精度は、具体的には±０．００１ｍｍである。
【００６０】
また、孔形成工程では、精密ドリル１０１を用いた精密孔あけ加工を行い、配線基板１０に光導波路用孔８０を形成する（図５参照）。次に、必要に応じて、配線基板１０を表面研磨装置にセットし、主面１２及び裏面１３を研磨してもよい。この研磨により、光導波路用孔８０の開口部から突出して盛り上がっている余剰の樹脂や、基板表面に付着している樹脂が除去される。この研磨工程を行うと、配線基板１０の主面１２及び裏面１３における凹凸が解消されて平坦化する。
【００６１】
続くクラッド形成工程では、光導波路用孔８０内にクラッド材８５を塗布しかつ硬化させることにより、中空状のクラッド８４を形成する（図６参照）。本実施形態では、従来周知のキャスタレーション印刷を行って、光導波路用孔８０の内周面にクラッド材８５を付着させる。具体的に言うと、配線基板１０の裏面１３側をステージ１０２に載置するとともに、配線基板１０の主面１２側にメタルマスク１０３を載置する。次に、メタルマスク１０３の開口部を介して、ペースト状のクラッド材８５を光導波路用孔８０内に充填する。この状態において、配線基板１０の裏面１３側を減圧させれば、クラッド材８５が光導波路用孔８０の内周面に沿って配線基板１０の裏面１３側（図６の矢印Ｆ１方向）に流れ、光導波路用孔８０の内周面全体にクラッド材８５が付着する。その後、加熱処理や紫外線の照射などを行うことで、クラッド材８５が硬化し、中心部にコア用孔８６が設けられたクラッド８４となる。
【００６２】
続くコア形成工程では、コア用孔８６内にコア材８７を充填しかつ硬化させることにより、コア８３を形成する（図７参照）。具体的に言うと、まず、配線基板１０の主面１２側に、メタルマスク１０４を主面１２から離間させた状態で載置する。次に、ディスペンサ１０５を用いて、ペースト状のコア材８７をメタルマスク１０４の開口部を介してコア用孔８６内に充填する。本実施形態では、穴埋め印刷によってコア材８７を充填する。その後、加熱処理や紫外線の照射などを行うことで、コア材８７が硬化してコア８３となり、光導波路８２が形成される（図８参照）。コア形成工程では、コア材８７が流出して凹み不良にならないようにコア８３を作製することが必要である。
【００６３】
続くはんだバンプ形成工程では、ＣＰＵ接続用端子、ドライバＩＣ接続用端子５７及び光素子接続用端子５５上に、それぞれ表面側はんだバンプ４５を形成する。次に、パッド４８上にはんだ付けによってピン４９を取り付ける。さらに、この配線基板１０の半導体集積回路素子搭載領域２３にＩＣチップ２１を搭載する。このとき、ＣＰＵ接続用端子と、ＩＣチップ２１の素子側端子とを位置合わせしてリフローを行う。その結果、ＣＰＵ接続用端子及び素子側端子同士が接合され、配線基板１０とＩＣチップ２１とが電気的に接続される。
【００６４】
続く光素子搭載工程では、図２において左側にある配線基板１０の主面１２側に、ドライバＩＣ２２及びＶＣＳＥＬ２４を実装する。また、図２において右側にある配線基板１０の主面１２側に、レシーバＩＣ２６及びフォトダイオード２７を実装する。詳述すると、ドライバＩＣ２２及びＶＣＳＥＬ２４の位置が決定したら、これらを下降させて表面側はんだバンプ４５に押し付け、仮固定する。この状態ではんだリフローを行い、ドライバＩＣ２２の端子２８、及び、ＶＣＳＥＬ２４の端子２９を表面側はんだバンプ４５にはんだ付けする。また、レシーバＩＣ２６及びフォトダイオード２７も、ドライバＩＣ２２及びＶＣＳＥＬ２４と同様の工程を経て、配線基板１０の主面１２側に実装される。
【００６５】
次に、位置決め用ガイド孔５１にガイドピン５２の一端側を嵌合支持させる。その結果、ガイドピン５２の一部が、配線基板１０の主面１２側及び裏面１３側にて突出した状態となる。さらに、配線基板１０の裏面１３から突出する各ガイドピン５２を、光コネクタ９１の有する各ガイド孔９５に対して嵌入させるようにする。その結果、光コネクタ９１及び光導波路８２の光軸合わせを行いつつ、併せて光コネクタ９１を配線基板１０に支持固定させることができる。
【００６６】
また、ソケット７１のはんだバンプ７２をマザーボード６１の上面６２に密着させた状態で、各はんだバンプ７２のリフローを行う。その結果、はんだバンプ７２とマザーボード６１のパッド６７とが接合され、ソケット７１がマザーボード６１にはんだ付けされる。
【００６７】
そして、配線基板１０側のピン４９をソケット７１の上面７３側から導体柱７５内に挿入し、配線基板１０をソケット７１上に設置する。その結果、パッド４８とマザーボード６１のパッド６７とがピン４９及びソケット７１を介して電気的に接続され、配線基板１０がマザーボード６１に取り付けられる。以上のようにして図１，図２に示す本実施形態の光電気混載モジュール１が完成する。
【００６８】
次に、光導波路の評価方法及びその結果を説明する。
【００６９】
まず、測定用サンプルを次のように準備した。本実施形態と同じ配線基板１０を準備し、これを実施例１とした。実施例１のコア８３を形成するコア材８７を屈折率が１．６００のアクリル樹脂Ａからなるコア材に変更した配線基板を準備し、これを実施例２とした。実施例１のコア材８７を屈折率が１．５８０のアクリル樹脂Ｂからなるコア材に変更した配線基板を準備し、これを実施例３とした。実施例１のコア材８７を屈折率が１．５６５のアクリル樹脂Ｃからなるコア材に変更するとともに、実施例１のクラッド材８５を屈折率が１．５０２のアクリル樹脂Ｆからなるクラッド材に変更した配線基板を準備し、これを実施例４とした。
【００７０】
また、実施例２のクラッド材を、アクリル樹脂Ｆからなるクラッド材に変更した配線基板を準備し、これを比較例１とした。実施例３のクラッド材を屈折率が１．５２４のアクリル樹脂Ｅからなるクラッド材に変更した配線基板を準備し、これを比較例２とした。実施例３のクラッド材を屈折率が１．５５９のアクリル樹脂Ｄからなるクラッド材に変更した配線基板を準備し、これを比較例３とした。実施例３のクラッド材をアクリル樹脂Ｆからなるクラッド材に変更した配線基板を準備し、これを比較例４とした。実施例３のクラッド材を屈折率が１．４８７のアクリル樹脂Ｇからなるクラッド材に変更した配線基板を準備し、これを比較例５とした。
【００７１】
次に、各測定用サンプル（実施例１〜４，比較例１〜５）において、コア及びクラッドの比屈折率差を算出した。その結果を表１の「比屈折率差」の欄に併せて示す。
【表１】
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【００７２】
その結果、比較例１では比屈折率差が６．１％となり、比較例２では比屈折率差が３．５％となり、比較例３では比屈折率差が１．３％となり、比較例４では比屈折率差が４．９％となり、比較例５では比屈折率差が５．９％となった。一方、実施例１では比屈折率差が１０．２％となり、実施例２では比屈折率差が１１．８％となり、実施例３では比屈折率差が１０．８％となり、実施例４では比屈折率差が４．０％となった。
【００７３】
また、以下の方法で、各測定用サンプルの光損失の測定を行った。詳述すると、測定用サンプルとなる配線基板の主面側に、光導波路のコアに向けて光信号を出射する光源（図示略）を配置した。具体的には、ＬＥＤ光源（アドバンテスト社製）を配置するとともに、ＬＥＤ光源からの光信号を配線基板の主面側にある光導波路のコアに向けて照射できるように、コア径５０μｍのマルチモード光ファイバを配置した（図示略）。また、配線基板の裏面側に、コアを伝搬してきた光信号の光強度（ｄＢ）を測定する光強度測定装置を配置した。そして、光源からコアに対して光信号を入射させるとともに、コアを伝搬してきた光信号を光強度測定装置に入射させ、光導波路の出口（下端部）における光強度を測定した。なお、光強度測定装置の受光面は１０ｍｍ角の大きさを有しているため、コアを伝搬してきた光信号を結合損失が生じないように受光することができる。さらに、コアを伝搬する前の光信号の光強度と、コアを伝搬した後の光信号の光強度とに基づいて、光強度の低下量を算出した。
【００７４】
その結果、比屈折率差が１．４％未満となる比較例３では、光強度の低下量が２（ｄＢ）よりも大きくなること、即ち、光損失が大きくなることが確認された。一方、比屈折率差が１．４％以上となる実施例１〜４，比較例１，２，４，５では、光強度の低下量が２（ｄＢ）未満になること、即ち、光損失が小さくなることが確認された。以上のことから、比屈折率差を１．４％以上にすれば、光損失を小さくできることが確認された。
【００７５】
なお、比屈折率差を１．４％以上にするために、コア及びクラッドの屈折率を変更する方法としては、コアやクラッドの密度を変更することなどが挙げられる。また、コア及びクラッドの屈折率を変更する別の方法としては、ハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、珪素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）の含有量を変更することや、不飽和結合（ベンゼン環、二重結合等）の存在比率を変更することなどが挙げられる。例えば、フッ素（Ｆ）の含有量を増加させた場合、コアやクラッドの屈折率を小さくすることができる。また、臭素（Ｂｒ）や硫黄（Ｓ）の含有量を増加させた場合、コアやクラッドの屈折率を大きくすることができる。さらに、コア及びクラッドの屈折率を変更する別の方法としては、コアを形成するためのコア材やクラッドを形成するためのクラッド材において、硬化前の平均分子量や分子量分布を変更することなどが挙げられる。また、コア材及びクラッド材の組成が決定されている場合、コア及びクラッドの屈折率を変更する方法としては、コア材やクラッド材の硬化度（硬化温度、硬化時間、コア材及びクラッド材が感光性樹脂であれば露光量）を変更することなどが挙げられる。なお、コア及びクラッドがエポキシ樹脂からなる場合、エポキシ樹脂にはアンチモン（Ｓｂ）が硬化剤として含まれていることがある。この場合、アンチモンの含有量を変更することによっても、コア及びクラッドの屈折率を変更させることができる。
【００７６】
さらに、各測定用サンプルにおいて、クラッド材の硬化物からなるシート上にコア材を未硬化状態で滴下したときの接触角θ１を測定した。その結果を表１の「接触角」の欄に併せて示す。なお、接触角θ１は以下の方法で測定される。まず、スピンコートやスクリーン印刷などの従来周知の成膜方法を用いて、相対的に低い屈折率を有する透明樹脂（クラッド材８５）を白色のアルミナ製の基板８９上に塗布し、硬化させることにより、平板状のシート８８を形成する（図９参照）。なお、透明樹脂を硬化させる方法としては、紫外線の照射や加熱処理などが挙げられるが、実際の製造方法や透明樹脂の材料に合わせた方法で適宜硬化させることが好ましい。また、基板８９は、シート８８を形成できるものであれば、特にアルミナ製に限定される訳ではない。次に、形成したシート８８を接触角計（協和界面科学株式会社製  ＤＭ−５０１）に設置し、相対的に高い屈折率を有する透明樹脂（コア材８７）をシリンジ（図示略）を用いてシート８８上に滴下する。なお、コア材８７は、シート８８上に着滴した直後から流動を開始するため、安定した形状の液滴となるまで３分間放置する。その後、接触角計により、シート８８の表面と液滴（コア材８７）の球面とがなす角度（接触角θ１）が測定される（図１０参照）。
【００７７】
その結果、比較例１，２では接触角θ１が３３°となり、比較例３では接触角θ１が２３°となり、比較例４では接触角θ１が２２°となり、比較例５では接触角θ１が７°となった。一方、実施例１では接触角θ１が６９°となり、実施例２では接触角θ１が７２°となり、実施例３では接触角θ１が５７°となり、実施例４では接触角θ１が４５°となった。
【００７８】
また、各測定用サンプルの光導波路を観察した。その結果、接触角θ１が３５°未満となる比較例１〜５では、コアの上端部や下端部に凹み（図１１の凹み１１４を参照）が発生していることが確認された（表１の「凹み」欄の「有」）。一方、接触角θ１が３５°以上となる実施例１〜４では、コアの上端部や下端部に凹みの発生は確認されなかった。以上のことから、接触角θ１を３５°以上にすれば、凹みの発生を防止できることが確認された。
【００７９】
ゆえに、比屈折率差を１．４％以上にするとともに接触角θ１を３５°以上にした実施例１〜４であれば、光損失を小さくすることができ、かつ、凹みの発生を防止できることが確認された。
【００８０】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００８１】
（１）本実施形態の光導波路付き配線基板１０によれば、クラッド８４の屈折率がコア８３の屈折率よりも小さく、コア８３及びクラッド８４の比屈折率差が１０．２％であるため、光信号は、コア８３内のみを伝搬し、クラッド８４に進入したり、光導波路用孔８０の内周面に到達したりしにくくなる。即ち、光信号の散乱や吸収が防止されるため、損失（光強度が低下する度合）が小さくなり、光の伝送ロスが小さくなる。また、コア材８７及びクラッド材８５は、シート８８上にコア材８７を未硬化状態で滴下したときの接触角θ１が６９°となるような組み合わせとされている。即ち、コア材８７が、クラッド８４となる樹脂に対する濡れ性が低く流れにくい材料からなるため、コア用孔８６にコア材８７を充填しかつ硬化させる際に、クラッド材８５によって形成されたコア用孔８６からコア材８７が流出しにくくなり、ひいては、コア材８７によって形成されるコア８３に凹み１１４（図１１参照）が発生しにくくなる。ゆえに、不良品発生率が低く抑えられるため、製造される配線基板１０の歩留まりが高くなる。
【００８２】
（２）本実施形態のＶＣＳＥＬ２４は、発光部２５から配線基板１０の主面１２に対して直交する方向（即ち、図３，図４において下方向）に、光信号を出射するように構成され、配線基板１０の主面１２に搭載されている。また、本実施形態のフォトダイオード２７は、受光部が図２の下側から上側に向かう光信号を受けやすい構成となっており、同じく配線基板１０の主面１２に搭載されている。よって、ＶＣＳＥＬ２４及びフォトダイオード２７を、従来のフリップチップボンディング等の手法で実装することができるため、光電気混載モジュール１を低コストで製造できる。
【００８３】
（３）例えば、光導波路８２が外部に露出していると、光が散乱しやすいため、光信号の品質が劣化してしまう。一方、本実施形態の光導波路８２は、配線基板１０を貫通する光導波路用孔８０内に形成されている。よって、光信号の一部がクラッド８４に進入して光導波路用孔８０の内周面に到達したとしても、到達した光信号は、光導波路用孔８０の内周面で反射しながら光導波路８２内を伝搬するため、損失や散乱を最小限に抑えることができる。ゆえに、光信号の品質劣化を防止することができる。
【００８４】
なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。
【００８５】
・上記実施形態の光導波路用孔８０は、内周面に凹凸８１を有していたが、内周面に凹凸８１を有しないものであってもよい。この場合、孔形成工程後に周知の手法により仕上げ加工を行って、光導波路用孔８０の穴径を０．０５０ｍｍとなるように微調整することにより、光導波路用孔８０が凹凸８１を有しないものとなる。なお、このときの加工に要求される精度は、具体的には±０．００５ｍｍである。
【００８６】
・上記実施形態のクラッド形成工程を変更してもよい。例えば、クラッド形成工程において、光導波路用孔８０内に液状のクラッド材を充填（塗布）しかつ硬化させた後、精密ドリルを用いた精密ドリル加工を行ってクラッド材の中心部を貫通させてコア用孔８６を形成することにより、中空状のクラッド８４を形成するようにしてもよい。なお、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いたレーザー加工を行ってクラッド材の中心部を貫通させることにより、コア用孔８６を形成してもよい。
【００８７】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８８】
（１）上記手段１において、前記配線基板の主面側に、前記コアに向けて光信号を出射する光源を配置するとともに、前記配線基板の裏面側に、前記コアを伝搬してきた光信号の光強度を測定する光強度測定装置を配置した状態で、前記光源から前記コアに対して光信号を入射させるとともに、前記コアを伝搬してきた光信号を前記光強度測定装置に入射させて前記光導波路の前記裏面側の端部における光強度を測定し、前記コアを伝搬する前の光信号の光強度と、前記コアを伝搬した後の光信号の光強度とに基づいて算出される光強度の低下量が、２（ｄＢ）未満であることを特徴とする光導波路付き配線基板。
【００８９】
（２）上記手段２において、前記コア形成工程では、前記主面側の端部及び前記裏面側の端部に凹みを有しない前記コアを形成することを特徴とする光導波路付き配線基板の製造方法。
【００９０】
（３）母基板と、母基板上に設けられたソケットと、前記ソケット上に接続された上記手段１に記載の光導波路付き配線基板と、光信号が伝搬する光路となる光ファイバの先端に接続され、前記光路内を伝搬する光の進路を変換する光路変換部を有する光コネクタとを備えたことを特徴とする光電気混載モジュール。
【符号の説明】
【００９１】
１０…光導波路付き配線基板（配線基板）
３３，３４…絶縁層としての樹脂絶縁層
４２…配線層としての金属配線層
８０…孔としての光導波路用孔
８１…凹凸
８２…光導波路
８３…コア
８４…クラッド
８５…クラッド材
８７…コア材
８８…シート
θ１…接触角
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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