(57)【要約】【課題】  光電変換素子と外部光導波路との光学的結合を確実に行うことができる配線基板９および光モジュールを提供すること。【解決手段】  光電変換素子の実装領域１ａを有する絶縁基板３を含んでおり、絶縁基板３は、実装領域１ａにおいて絶縁基板３を第１主面１から第２主面２にかけて貫通している少なくとも一つの貫通孔４を含む貫通部を有しており、絶縁基板３の内部に位置する貫通孔４の中間部周縁が、第１主面１および第２主面２それぞれの開口部に位置する開口部周縁から外側に位置している配線基板９である。貫通孔４内の光の通過が遮られる可能性を効果的に低減できる。【選択図】  図２
2015106568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに積層された複数の絶縁層を含んでおり、光電変換素子が実装される実装領域を含む第１主面、および該第１主面と反対側の第２主面を有している絶縁基板を備えており、
該絶縁基板は、前記実装領域において前記絶縁基板を前記第１主面から前記第２主面にかけて貫通している少なくとも一つの貫通孔を含む貫通部をさらに有しており、
前記貫通孔は、前記第１主面および前記第２主面それぞれの開口部における開口部周縁と、前記絶縁基板の内部における中間部周縁とを有しており、
前記中間部周縁は、前記開口部周縁から外側に位置していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第１主面における前記貫通孔の前記開口部周縁よりも、前記第２主面における前記貫通孔の前記開口部周縁が外側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記貫通部が複数の前記貫通孔を含んでおり、該複数の貫通孔は、前記絶縁基板の前記第１主面において互いに離間し合うとともに、前記絶縁基板の前記第２主面において互いにつながっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記実装領域に設けられており、前記光電変換素子が電気的に接続される接続パッドをさらに備えており、
該接続パッドは、平面透視で前記貫通孔の外周よりも外側に位置することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の配線基板。
【請求項５】
前記貫通孔の内側面の少なくとも一部に光反射層が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の配線基板。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載された配線基板と、
該配線基板の前記実装領域に実装された光電変換素子とを備えていることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
前記絶縁基板の前記第２主面に配置されており、前記光電変換素子と光学的に結合するレンズまたはレンズを内蔵する光コネクタをさらに備えており、
前記レンズまたは前記光コネクタの少なくとも一部が前記貫通孔内に入っていることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通部を有する絶縁基板を含む配線基板および光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワーク上を移動するデータの情報量が急激に増加しており、大容量の情報を高速伝送できる光データ伝送技術が必要とされている。光データ伝送とは、光信号にて情報を伝送する技術であり、従来の電気信号を用いた伝送技術に比べて、電磁ノイズの影響を受けない、電磁ノイズを発生しない、伝送損失が小さい等の利点がある。
【０００３】
比較的長距離の伝送技術から光データ伝送が導入され、近年では、比較的距離の短い、電子機器内のボード間のようなデータ伝送にも光データ伝送が導入されつつある。電子機器間のデータ伝送用の配線として従来の電気配線に代えて光配線を有する配線基板が用いられる。このような配線基板には、光信号を送受信するために、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換素子が実装される。
【０００４】
配線基板としては、例えば、セラミック質焼結体やガラスエポキシ樹脂等からなる複数の絶縁層を含み、光電変換素子が実装される実装領域を含む上面を有している絶縁基板と、その実装領域において絶縁基板を厚み方向に貫通している貫通孔とを有しているものがある。この貫通孔を通って、光電変換素子と光導波路等の光配線との間で光信号が送受される。
【０００５】
例えば、光電変換素子が、絶縁基板の上面の実装領域にフリップチップ実装される外部共振器型垂直面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＬＡＳＥＲ）等の面発光素子であった場合、光（光信号）は、光電変換素子のフリップチップ電極が形成された面（貫通孔と対向する面）から出射され、貫通孔（光スルーホール部）を通過し、その一部が貫通孔の下端に位置する外部光導波路等の光配線と光学的に結合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2011−107206号公報
【特許文献２】特開2009−139758号公報
【特許文献３】特開2002−250846号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような配線基板においては、例えば、光電変換素子から出射された光が光スルーホール部を通過する際に、光の発散角度等により、光の一部が遮られる可能性があるという課題がある。
【０００８】
例えば、複数の絶縁層に光スルーホール部として貫通孔を形成し、積層したとき、絶縁層間で位置ずれが生じたときに、光が絶縁層の位置ずれした部位（貫通孔内に突出した部分）に遮られる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの態様による配線基板は、互いに積層された複数の絶縁層を含んでおり、
光電変換素子が実装される実装領域を含む第１主面、および該第１主面と反対側の第２主面を有している絶縁基板を備えている。該絶縁基板は、前記実装領域において前記絶縁基板を前記第１主面から前記第２主面にかけて貫通している少なくとも一つの貫通孔を含む貫通部をさらに有している。前記貫通孔は、前記第１主面および前記第２主面それぞれの開口部における開口部周縁と、前記絶縁基板の内部における中間部周縁とを有しており、前記中間周縁は、前記開口部周縁から外側に位置している。
【００１０】
本発明の一つの態様による光モジュールは、上記構成の配線基板と、該配線基板の前記実装領域に実装された光電変換素子とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一つの態様による配線基板によれば、上記構成を有し、貫通孔は、絶縁基板の内部に位置する中間部周縁が、第１主面および第２主面に位置する開口部周縁から外側に位置していることから、貫通孔内の光の通過が遮られる可能性が効果的に低減されている。
【００１２】
すなわち、絶縁基板の内部に位置している各絶縁層における貫通孔の周縁（内側面のうち最も内側に位置している部分）が、平面透視において第１主面および第２主面の開口部分の周縁（内側面のうち開口部分において最も内側に位置している部分）と同じ位置、またはそれよりも外側に位置している。そのため、貫通孔の内面において光の通過が遮られる可能性が効果的に低減されている。
【００１３】
本発明の一つの態様による光モジュールによれば、上記構成の配線基板に光電変換素子が実装されているため、光電変換素子と外部光導波路との光学的結合を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態の配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図であり、（ｃ）は（ａ）の要部を拡大して示す平面透視図である。
【図２】図１に示した配線基板の要部の一例を示す要部拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図２の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態の光モジュールを示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第２の実施形態の配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図であり、（ｃ）は（ａ）の要部を拡大して示す平面透視図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図５に示す配線基板の要部の一例を示す要部拡大断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第３の実施形態の配線基板の要部の一例を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態の配線基板、および光モジュールについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に配線基板および光モジュールが使用される際の上下を規定するものではない。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態の配線基板９の上面図であり、図１（ｂ）はその下面図であり、（ｃ）は（ａ）の要部を拡大して示す平面透視図である。また、図２は図１に示した配線基板９の要部（貫通孔部分）の一例を示す要部拡大断面図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図２の変形例を示す要部拡大断面図である。また、図４
（ａ）は、本発明の実施形態の光モジュールを示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の変形例を示す断面図である。図２〜図４に示す例においては、絶縁層３ａが５層積層されて絶縁基板９が形成されているが、その他の層数で形成されていても構わない。
【００１７】
光電変換素子が実装される実装領域１ａ（破線の内側領域）を含む第１主面（図１の例では上面）１と、第１主面１と反対側の第２主面（図１の例では下面）２とを有する絶縁基板３は、例えば複数の絶縁層３ａが積層されて形成されている。以下の説明において、第１（２）主面１（２）を単に上面（下面）と言う場合がある。
【００１８】
絶縁基板３は、第１主面１から第２主面２にかけて貫通する少なくとも一つの貫通孔４を含む貫通部４Ａを有している。貫通部４Ａは、実装領域１ａのうち貫通孔４が設けられている部分である。図１の例では互いに独立した四つの貫通孔４が直線状に並んで設けられ、これらの貫通孔４によって貫通部４Ａが構成されている。なお、貫通部４Ａは、四つ以上の貫通孔を含むもの（図示せず）であっても構わず、三つ以下の貫通孔を含むもの（図示せず）でも構わない。
【００１９】
配線基板９の実装領域１ａに光電変換素子10が実装され、貫通部４Ａを介して光電変換素子10の外部との光学的な結合が可能とされて、光モジュール100が基本的に形成されて
いる。なお、図４（ａ）および（ｂ）の例においては、光電変換素子10に加えて、レンズ20または光コネクタ21、および電子素子30も光モジュール100に含まれている。レンズ20
は、外部回路基板50の一部に形成された外部光導波路40と光学的に結合しており、光コネクタ21は、光ファイバ41を内蔵している。また、それぞれの光モジュール100は外部回路
基板50に実装されている。電子素子30等の詳細については後述する。
【００２０】
個々の貫通孔４は、第１主面の実装領域１ａに実装される光電変換素子10に対して入射される光信号、または光電変換素子10から出射される光信号を上下に（第１主面１側と第２主面２側との間で）通すための部分である。後述するように光電変換素子10から出射される光信号は、光電変換素子10の主面（下面）から直下の方向に進む。この光信号の進む方向は、その光軸が絶縁基板１の第１主面１および第２主面２に対して直交するような方向になる。そのため、貫通孔４は、絶縁基板１の第１主面１および第２主面２に対して垂直な方向に延びるように設けられている。
【００２１】
実装領域１ａに実装される光電変換素子10は、電極（図示せず）と光電変換部（図示せず）とが設けられた機能主面を有している。光電変換部は、外部から入射された光信号を電気信号に変換して送信する部分、または受信された電気信号を光信号に変換して外部に出射する部分である。実装領域１ａにおいて光電変換素子10の機能主面が絶縁基板３の第１主面（上面）１に対向するようにして、光電変換素子が配線基板９に実装される。
【００２２】
なお、上記外部とは、例えば光信号を通す外部光導波路40や光ファイバ41等の光配線である。光配線には、例えば上記レンズ20または光コネクタ21等が接続されている場合もある。外部光導波路40や光ファイバ41は、光路となるコアと、コアを取り囲むクラッドから基本的に構成される。コアとクラッドは屈折率が異なり、境界面で全反射を起こして低損失での信号伝送が可能となる。
【００２３】
上記のように、光配線に対する光信号の送受のために、貫通孔４の第２主面２側の端部（開口部分）にレンズ20や、光コネクタ21が配置される場合がある。光コネクタ21は光ファイバ41と、貫通孔４との位置合わせを容易にするために、ガイドピン（符号なし）等を有することがあり、この場合、絶縁基板３に位置合わせ用ガイド穴（符号なし）等を形成する場合がある。また、光コネクタ21内部において、光ファイバ41の端部にレンズが設けられている場合もある。
【００２４】
この場合、光電変換素子10の光電変換部が貫通孔４の第１主面１側の端部（開口部分）と、レンズ20や光コネクタ21が貫通孔４の第２主面２側の端部（開口部分）と重なるように位置合わせされる。これにより、光電変換素子10の光電変換部と外部との間で、貫通孔４を介した光信号の送受が行なわれる。
【００２５】
絶縁基板３は、例えばガラスセラミック焼結体、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体またはチッ化アルミニウム質焼結体等の絶縁材料によって形成されている。
【００２６】
絶縁基板３は、例えばガラスセラミック質焼結体からなる場合であれば、例えば、次のようにして製作することができる。すなわち、まず、セラミックフィラー粉末を用意する。セラミックフィラー粉末としては、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化銅、酸化ジルコニウム、スピネルおよびクォーツ等が挙げられる。また、ガラス粉末を用意する。ガラス粉末は、例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＣａＯ−ＢａＯ−ＳｒＯ系等のガラスが挙げられる。これらのセラミックフィラー粉末およびガラス粉末を含む原料粉末に適当な有機バインダおよび有機溶剤を添加混合してスラリーを作製する。次に、このスラリーをドクターブレード法やリップコーター法等のシート成形技術を採用してシート状に成形することによって複数枚のセラミックグリーンシートを作製する。その後、セラミックグリーンシートを切断加工および打ち抜き加工等から選択した加工方法によって適当な形状とするとともにこれを複数枚積層し、最後にこの積層したセラミックグリーンシートを還元雰囲気中において約900〜1000℃の温度で焼成することによって絶縁基板
３を製作することができる。
【００２７】
貫通孔４は、例えば上記のように絶縁基板３を製作する際に、セラミックグリーンシートの所定部位に孔あけ加工を施しておいて、その後そのセラミックグリーンシートを焼成することによって形成することができる。孔あけ加工としては、例えば、金属ピン等を用いた機械的打ち抜き加工、またはレーザ加工等の方法が挙げられる。機械的打抜き加工によると、加工後の孔の大きさは、金属ピンが打抜き時に先に接触するセラミックグリーンシートの打抜き面で最も小さく、金属ピンが打抜き面からセラミックグリーンシートの内部に行くほど大きくなり、打抜き面の反対側の面で最も大きくなる。これは、打抜き時に生じるせん断応力によるものであると推定される。一方、レーザ加工においては、レーザ光の強度と焦点を調節することによって、加工後の孔形状を変化させることが可能である。
【００２８】
貫通孔４は、例えば図２に示すように、絶縁基板３の内部に位置する中間部周縁が、第１主面１および第２主面２に位置する開口部周縁から外側に位置している。図２の例において中間部周縁は、貫通孔４のうち絶縁基板１の内部に位置する各絶縁層３ａにおける内側面（最も内側に位置している部分）に相当する。また、開口部周縁は、貫通孔４のうち最上層（第１主面１側）および最下層（第２主面２側）の絶縁層３ａに設けられている部分の内側面（最も内側に位置している部分）である。開口部周縁のうち最上層の絶縁層３ａに設けられている部分は第１主面１側の開口部周縁であり、最下層の絶縁層３ａに設けられている部分は第２主面１側の開口部周縁である。なお、以下の説明において、最上層（第１主面１側）および最下層（第２主面２側）の絶縁層３ａを、単に最上層（の絶縁層３ａ）または最下層（の絶縁層３ａ）という場合がある。
【００２９】
中間部周縁が開口部周縁から外側に位置している貫通孔４において、中間部周縁は、例えば基本的には開口部外周よりも外側に位置しているとともに、一部において開口部周縁と同じ位置まで内側に張り出している。また、中間部周縁は、開口部周縁よりも内側に配置していない。言い換えれば、貫通孔４について、その中間部周縁が基本的に開口部周縁よりも外側に位置しているとともに、中間部周縁が開口部周縁よりも内側に突出している
部分がない。また、貫通孔４について、平面透視において開口部周縁が最も内側に位置していると言うこともできる。この場合も、平面透視において中間部周縁の一部が開口部周縁と重なる位置にあっても構わない。
【００３０】
なお、貫通孔４は、例えば図３（ａ）〜（ｃ）に示すような形態であってもよい。図３（ａ）〜（ｃ）の各例においても、貫通孔４は、その中間部周縁が開口部周縁よりも内側に位置している部分を含んでいない。
【００３１】
例えば貫通孔４が平面視において円形状であれば、貫通孔４の直径が、中間部周縁において、両開口部周縁（第１主面１側および第２主面２側の開口部分）よりも大きい部分を含んでいるとともに、両開口部周縁よりも小さい部分を含んでいない。
【００３２】
このような形態の貫通孔４は、例えば、絶縁基板３となる複数のセラミックグリーンシートに孔あけ加工を施す際に、その孔の平面視における大きさを互いに異ならせればよい。すなわち、複数のセラミックグリーンシートのうち最上層および最下層となるセラミックグリーンシートに形成する孔の大きさ（平面視で円形状の場合であれば直径等）を、中間の層となるセラミックグリーンシートに形成する孔の大きさよりも小さくすればよい。
【００３３】
この場合、中間の層となるセラミックグリーンシートの孔の大きさは、最上層および最下層のセラミックグリーンシートの孔の大きさに対して、想定されるセラミックグリーンシート間の積層ずれの最大値よりも大きい値に設定する必要がある。また、後述するように、複数のセラミックグリーンシートを積層して加圧したときに、セラミックグリーンシートの一部が孔（貫通孔４）の内側に向かって延びるように変形する場合がある。そのため、このような延びの大きさも考慮して、中間の層となるセラミックグリーンシートの孔の大きさを、最上層および最下層のセラミックグリーンシートの孔の大きさに対して大きくする必要がある。
【００３４】
なお、前述したように、各絶縁層３ａにおける貫通孔（孔）は、その絶縁層３ａの主面同士の間で互いに異なる場合がある。そのため、各絶縁層３ａにおける貫通孔４の内側面は、図３の各例のように傾斜する場合がある。この場合の孔の平面視における大きさとは、その孔のうち最も小さい部分の大きさに相当する。
【００３５】
この場合、貫通孔４となるそれぞれの孔について、中間部周縁に相当する部分が、両開口部周縁に相当する部分よりも大きい部分を含んでいるとともに、両開口部周縁に相当する部分よりも小さい部分を含んでいないことから、光の通過が遮られる可能性が効果的に低減された貫通孔４を形成できる。
【００３６】
すなわち、例えば、仮に複数の絶縁層３ａ間で位置ずれが生じて絶縁層３ａの一部が貫通孔４内に突出していたとしても、その突出した部分を、平面透視において第１主面１および第２主面２の開口部分よりも外側に位置させることが容易である。そのため、貫通孔４の内周面において光の通過を遮るような部分が生じる可能性が効果的に低減されている。
【００３７】
貫通孔４の内側面の位置については、開口部周縁よりも中間部周縁が外側に位置していることが好ましい。ただし、開口部周縁と同じ位置までであれば、中間部周縁が内側に出ていても構わない。
【００３８】
貫通孔４の中間部における外周部（中間部周縁）の位置の一例を挙げる。絶縁層３ａが５層であり、これらを貫通する貫通孔４が形成されているとともに、最下層の絶縁層３ａにおける貫通孔４の外周部（第２主面２における開口部周縁）が、最上層の絶縁層３ａに
おける貫通孔４の外周部（第１主面１における開口部周縁）よりも外側に位置している場合であれば、以下の通りである。
【００３９】
すなわち、この場合には、貫通孔４を通過する光信号は、例えば、第１（２）主面１（２）側の開口部から第２（１）主面２（１）側の開口部にかけて次第に外側に広がる（内側に集束する）形態である。そのため、貫通孔４について、その中間部周縁の位置は、貫通孔４の第２主面２に近い部分においては、第２主面２における開口部周縁よりも外側に位置していればよい。これにより、絶縁層３ａ同士の位置ずれによる光の通過の遮断を低減することができる。
【００４０】
なお、光電変換素子10の光電変換部が、外部から入射された光信号を電気信号に変換して送信するとき、上記のように光信号が第１主面１側で集束するような形態になるのは、例えば貫通孔４の第２主面２側の開口部にレンズ20（凸レンズ）が配置されている場合である。レンズ20の作用で光（光信号）が屈折して焦点位置で集束する。この焦点位置と光電変換部の位置を合わすことで、光信号の損失が低減される。
【００４１】
例えばレンズの作用で光信号が上記のように広がった（または集束した）形態になる場合、その広がり（または集束）の角度は約20〜40度程度になる。
【００４２】
一方、光電変換素子10の光電変換部が、受信された電気信号を光信号に変換して外部に出射するときは、光（光信号）は、光電変換部から広がるように出射され、レンズ20の作用で光が収束されて、外部光導波路40または、光ファイバ41に光学的に結合される。
【００４３】
また、貫通孔４の大きさが、第１主面１および第２主面２における開口部分では比較的小さいため、例えば、第１主面１側に配置される光電変換素子10と第２主面２側に配置される光導波路40や光ファイバ41等の光配線との位置合わせの精度および作業の容易さの点で有利である。すなわち、貫通孔４について、あらかじめ第１主面１側の開口部分と第２主面２側に開口部分とを位置合わせして設けておくことによって、それぞれの開口部分に光電変換素子10の光電変換部および光配線の接続部分を位置合わせするだけで、上記の光電変換部と接続部分との位置合わせを精度よく、容易に行なうことができる。
【００４４】
また、実施形態の配線基板において、第１主面１における開口部周縁が、第２主面２における開口部周縁よりも小さい。これにより、第１主面１の実装領域１ａに実装される光電変換素子10の微細な光電変換部に対する光信号の出射または入射部分（貫通孔４のうち実際に光信号が通る部分）の位置合わせの精度が高められている。また、第２主面２において、光信号の発散幅に合わせた開口部の大きさにしておくことで、光の通過が遮られる可能性が効果的に低減されている。
【００４５】
例えば、光電変換素子10で放射され、第１主面１側の開口部から貫通孔４に入射した光信号は、第２主面２側に向かうにつれて次第に外側に広がる（発散する）。これに対して、第２主面２側で貫通孔４の開口部が大きければ、その開口部における光の通過が妨げられにくい。
【００４６】
貫通孔４について、その平面透視における大きさが両開口部分よりも中間部において大きいものである形態としては、例えば図３（ａ）〜（ｃ）のいずれの形態でもよい。
【００４７】
なお、第２主面２における開口部周縁と、絶縁基板３の内部に位置する中間部周縁の一部が、同一形状（大きさ）であった場合でも、光の発散幅は光電変換素子10の光電変換部から距離が離れるにつれて大きくなるため、中間部周縁のうち、下層側に位置する一部（例えば、最下層の隣接層の下層側）を第２主面２の開口部より大きくすることで、積層ず
れによって、光の通過が遮られる可能性を低減することができる。
【００４８】
また、上から２層目の絶縁層３ａから最下層（第２主面側）の絶縁層３ａの貫通孔４は、それぞれ内周面が傾斜した形状であり、最下層の絶縁層３ａの貫通孔４の内周面の小さい側が第２主面２側の開口部分になっている。積層の順序や、貫通孔の加工方法を選択することで、所望の形状を得ることが可能である。
【００４９】
図３（ａ）の形態の貫通孔４は、例えば、最上層の絶縁層３ａ以外の絶縁層３ａ（セラミックグリーンシート）について同様の加工で貫通孔４を形成しておいて、最下層の絶縁層３ａとなるセラミックグリーンシートのみを上下ひっくり返して（反転して）積層することで形成できる。そのため、孔あけの加工についての作業性の点ではより有利である。
【００５０】
また、図３（ｂ）の形態の貫通孔４は、最上層（第１主面側）の絶縁層３ａの貫通孔４大きさが最も小さい。また、上から２層目の絶縁層３ａから中間部の途中にかけて貫通孔４の大きさが次第に大きくなっている。さらに最下層の絶縁層３ａではまた貫通孔５の大きさが小さくなっている。言い換えれば、貫通孔４の内側面が、中間部の途中まで全体的に傾斜した形状であるとみなすこともできる。中間部における複数の絶縁層３ａのそれぞれ内周面が傾斜した形状であり、また、最下層の絶縁層３ａの貫通孔４の内周面の小さい側が第２主面２側の開口部分になっている。
【００５１】
このような形状の貫通孔４は、例えば、最上層の絶縁層３ａおよび最下層の絶縁層３ａ以外の絶縁層３ａとなる複数のセラミックグリーンシートを積層し、これらにまとめて打ち抜き加工を施すことによって、中間部において比較的大きい貫通孔４を一回の打ち抜き加工で形成することができる。そのため、貫通孔４を形成するための打ち抜き加工における作業性および生産性等の点でより有利である。一回の打抜き加工で形成した部分においては、絶縁層３ａ間の積層ずれの影響がない。
【００５２】
また、光電変換素子10からの出射光は、例えば仮想の直線Ｌで示すように、入射側（第１主面１側の開口）から距離が離れるに従って、拡散していく（光の発散幅が大きくなる）。そのため、中間部の貫通孔５の大きさを、光電変換素子10から離れるにしたがって大きくなるように形成することで、貫通孔５の内面において光の通過を遮るような部分が生じる可能性が効果的に低減される。
【００５３】
言い換えれば、光信号が通過する部分である仮想の直線Ｌで挟まれた部分（実際には円錐形状等の部分）において絶縁層３ａが存在する可能性がより低減され得る。そのため、光信号の通過が妨げられる可能性がより一層低減できる。
【００５４】
また、図３（ｃ）の形態の貫通孔４は、図３（ｂ）の形態に比べて、絶縁層３ａの一部が、貫通孔４の中心に変形している。これは、複数の絶縁層３ａを積層した際の圧力により、絶縁層３ａの一部が、貫通孔４の中心に向かって圧延された場合の形状である。複数の絶縁層３ａ間の密着力を向上させ、デラミネーション（層間剥離）を防止するために、大きな圧力をかけた場合でも、絶縁基板３の内部に位置する中間部周縁が、第１主面１および第２主面に位置する開口部周縁よりも外側に位置していることから、上記圧力に起因する変形部による光の遮蔽を低減することができる。
【００５５】
この実施形態の配線基板９において、実装領域１ａに複数の接続パッド６Ａが設けられている。接続パッド６Ａは、実装領域１ａに実装される光電変換素子10が電気的に接続される部分である。接続パッド６Ａは、例えば絶縁基板３の内部または表面等に設けられた配線導体（図示せず）を介して絶縁基板３の下面等に電気的に導出されている。
【００５６】
接続パッド６Ａに、光電変換素子10の機能主面に設けられた電極がはんだ等を介して電気的に接続される（いわゆるフリップチップ実装される）ことによって、光電変換素子10の電極が絶縁基板３の下面や、電子素子搭載部１ｂ（後述）等に電気的に導出される。これらの導出部分は、例えば、電子素子搭載部１ｂに設けられた電極パッド６Ｂまたは絶縁基板３の下面に設けられた外部パッド６Ｃと電気的に接続される。電極パッド６Ｂおよび外部パッド６Ｃの詳細については後述する。
【００５７】
光電変換素子10は、送信機能を有する場合は、例えば、外部共振器型垂直面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＬＡＳＥＲ）等の面発光素子であり、受信機能を有する場合は例えばフォトダイオード（ＰＤ）である。
【００５８】
また、この実施形態の配線基板９において、絶縁基板３の下面に複数の外部パッド６Ｃが設けられている、絶縁基板３の下面の外部パッド６Ｃは、例えば上記配線導体を介して絶縁基板３の上面の接続パッド６Ａや電極パッド６Ｂと電気的に接続されている。絶縁基板３の下面の外部パッド６Ｃが外部電気回路とはんだ等を介して電気的に接続されれば、絶縁基板３の上面の接続パッド６Ａと電気的に接続された光電変換素子10の電極と外部電気回路とが互いに電気的に接続される。
【００５９】
これらの接続パッド６Ａ、電極パッド６Ｂ、外部パッド６Ｃおよび配線導体は、例えば銅、銀、パラジウム、金、白金、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の金属材料、またはこれらの金属材料の合金によって形成されている。接続パッド６Ａは、例えば銅からなる場合であれば、銅の粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した銅の金属ペーストを、絶縁基板３となるセラミックグリーンシートの所定部位に塗布し、セラミックグリーンシートと同時焼成することによって形成することができる。なお、接続パッド６Ａおよび配線導体等の露出表面は、ニッケル、銅、金等のめっき層で被覆されていてもよい。
【００６０】
また、前述したように、この実施形態の配線基板９において、絶縁基板３の第１主面１には電子素子搭載部１ｂ（破線の内側部）が設けられており、電子素子搭載部１ｂに電極パッド６Ｂが配置されている。電子素子搭載部１ｂに搭載される電子素子30は、例えば光電変換素子10と電気的に接続される半導体素子（ＩＣ）である。電子素子30は、送信機能を有する場合は、例えばドライバ回路素子であり、外部電気回路から伝送された電気信号がドライバ回路素子で処理されて光電変換素子10に伝送され、光電変換素子10で光信号に変換されて他の配線基板（光電変換素子が実装された光モジュール等）(図示せず)に伝送される。また、電子素子30は、受信機能を有する場合は、例えばレシーバ回路素子（ＴＩＡ：Ｔｒａｎｓ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）であり、光電変換素子10で光信号から変換された電気信号が電子素子30（レシーバ回路素子）に伝送され、電子素子30で演算等の各種の処理が施される。また、この場合、例えば異なる配線基板（光モジュール）間の信号の伝送が光信号によって行なわれるため、電磁ノイズによる各種の不具合が低減され得る。
【００６１】
光電変換素子10の電極が接続される接続パッド６Ａは、平面透視で、貫通孔４の外周よりも外側に位置することが望ましい。これにより、より平坦性が高い複数の接続パッド６Ａを有する配線基板９とすることが容易になる。すなわち、貫通孔４となる孔部分をそれぞれに設けた複数のセラミックグリーンシートを積層して加圧する際に、この圧力によって孔の周辺部分でセラミックグリーンシートに変形が生じる可能性がある。これに対して、接続パッド６Ａが平面透視で貫通孔４の外周よりも外側に位置していれば、このような変形が、接続パッド６Ａが設けられている部分まで及ぶ可能性が小さい。したがって、複数の接続パッド６Ａの平坦性を容易に高くすることができるので、光電変換素子10が傾き
、光軸がずれてしまう可能性を低減することができる。また、平面透視で、貫通孔４の外周よりも外側に位置合わせ用ガイド穴を形成する場合、位置合わせ用ガイド穴と接続パッド６Ａが重ならないように配置することで、さらに平坦性が高い接続パッド６Ａを形成することができる。
【００６２】
複数の外部パッド６Ｃは、上記のように電極パッド６Ａと電気的に接続されたものも含み、これらの、電極パッド６Ａと電気的に接続された外部パッド６Ｃは、電子素子搭載部１ｂに搭載される電子素子30を外部電気回路に接続するための端子として機能する。すなわち、電極パッド６Ｂに電子素子30の電極（図示せず）が電気的に接続され、絶縁基板３の下面の電極パッド６Ｂが外部回路基板の所定部位と電気的に接続される。これにより、電子素子30と外部電気回路（外部回路基板50）とが互いに電気的に接続される。
【００６３】
電子素子30と電極パッド６Ｂとの接続は、例え金属バンプ等の導電性接続材（符号なし）を介して行なわれる。
【００６４】
前述したように、例えば上記実施形態の配線基板９に光電変換素子10および電子素子30が実装、搭載されて光モジュール100が基本的に作製されている。これらの光電変換素子10および電子素子30は、例えば絶縁基板３の第１主面に接合される蓋体（符号なし）で覆
われている。光モジュール100において、電子素子30が放散する熱が、光電変換素子10の
機能に影響を及ぼす場合、電子素子30の上面を蓋体と熱伝導性接続材（符号なし）を介して接続させることが望ましい。また、蓋体上部または、蓋体上部に形成した放熱用金属体（いわゆるヒートシンク）（図示せず）から外部に放熱させ、光電変換素子10は蓋体と接続させず、封止樹脂等で封止することが望ましい。
【００６５】
光モジュール100において、光電変換素子10は、接続パッド６Ａ等を介して外部回路基
板50等と電気的に接続される。また、光電変換素子10は、貫通部４Ａを介して外部と光学的に結合される。
【００６６】
例えば、光電変換素子10の下面（機能主面）に設けられた光電変換部から光電変換によって出射された光信号は、絞られてレンズ20で光配線の所定部位に誘導され、光信号として伝送される。また、光配線から出射（導出）された光信号がレンズ20で絞られて光電変換素子10の光電変換部等に入射され、電気信号に変換される。
【００６７】
このような光モジュールについて、光電変換素子10が実装されている実装領域１ａにおいて絶縁基板３の第１主面１から第２主面２にかけて貫通している貫通孔４が、上記のように第１主面１および第２主面２における開口部分よりも中間部において大きい。そのため、貫通孔４内の光の通過が遮られる可能性が効果的に低減されている。すなわち、上記構成の配線基板９に光電変換素子10が実装されているため、光電変換素子10と光導波路等の外部との光学的結合の確実性が高い光モジュール100とすることができる。
【００６８】
なお、光モジュール100は、上記のように外部回路基板50に実装され、はんだ等の導電
性接続材（符号なし）を介して外部回路基板50と電気的に接続されている。
【００６９】
また、光モジュール100は、図４（ａ）の例では、レンズ20が貫通孔４に光学的に接続
され、レンズ20によって外部回路基板50の外部光導波路40に光学的に接続されている。また、光モジュール100は、図４（ｂ）の例では、光コネクタ21によって外部回路基板50の
光ファイバ41に光学的に接続されている。レンズ20または光コネクタ21の一部が貫通孔８内に入っているため、レンズ20または光コネクタ21の光軸と光電変換素子10の光軸の位置合わせが容易であり、また、光電変換素子10の光電変換部との距離を短くすることができるので、光信号の伝送効率を向上させることができる。
【００７０】
（第２の実施形態）
図５（ａ）は本発明の第２の実施形態の配線基板９の上面図であり、図５（ｂ）はその下面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）の要部を拡大して示す平面透視図である。また、図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図５に示した配線基板９の要部の一例を拡大して示す断面図である。
【００７１】
この第２の実施形態の配線基板９は、第１の実施形態の実施形態の配線基板９に対して以下の点が異なり、これ以外の点では同様である。すなわち、第２の実施形態の配線基板９において、絶縁基板３は、第１主面１から第２主面２にかけて貫通する少なくとも一つの貫通孔４を含む貫通部４Ａを有しているが、第１主面１側においては互いに互いに独立した四つの貫通孔４が、第２主面側では互いにつながっている。以下の説明において、前述した第１の実施形態と同様の点については説明を省略する。
【００７２】
上記のように、貫通部４Ａが複数（図５の例では四つ）の貫通孔４を含んでいる。また、これらの貫通孔４は、絶縁基板３の第１主面１において互いに離間し合うとともに、絶縁基板３の第２主面２において互いにつながっている。
【００７３】
また、この第２の実施形態の配線基板９においても、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、貫通孔４は、第１主面１および第２主面２における開口部周縁よりも、絶縁基板３の内部に位置する中間部周縁の方が外側に位置している。また、中間部周縁は開口部周縁よりも内側に配置していない。そのため、第１の実施形態の配線基板９と同様に、貫通孔４の大きさ（例えば直径）が中間部において両開口部分よりも大きいことから、貫通孔４内の光の通過が遮られる可能性が効果的に低減されている。
【００７４】
第２の実施形態の配線基板９においても、複数の絶縁層３ａ間で位置ずれが生じる可能性はあるが、この場合にも、位置ずれに起因した絶縁層３ａの一部の突出部分を、平面透視において第１主面１および第２主面２の開口部分よりも外側に位置させることが容易である。そのため、貫通孔４の内周面において光の通過を遮るような部分が生じる可能性が効果的に低減されている。
【００７５】
なお、複数の貫通孔４について、第２主面側で互いにつながった形態の場合には、第１主面１側の開口部間の距離を小さくした場合においても、中間部から第２主面２側にかけて貫通孔４の大きさをより大きく形成することも容易であるため、貫通孔４における光の通過がより容易になる。
【００７６】
第２主面２側で互いにつながった複数の貫通孔４について、その平面透視における大きさが第１および第２主面１、２側の開口部分よりも中間部において大きいものである形態としては、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）のいずれの形態でもよい。
【００７７】
なお、第２主面２における開口部周縁と、絶縁基板３の内部に位置する中間部周縁の一部が、同一形状（大きさ）であった場合でも、光の発散幅は光電変換素子10の光電変換部から距離が離れるにつれて大きくなるため、中間部周縁のうち、下層側に位置する一部（例えば、最下層の隣接層の下層側）を第２主面２の開口部より大きくすることで、積層ずれによって、光の通過が遮られる可能性を低減することができる。
【００７８】
また、上から２層目の絶縁層３ａから最下層（第２主面側）の絶縁層３ａの貫通孔４は、それぞれ内周面が傾斜した形状であり、最下層の絶縁層３ａの貫通孔４の内周面の小さい側が第２主面２側の開口部分になっている。積層の順序や、貫通孔の加工方法を選択することで、所望の形状を得ることが可能である。
【００７９】
図６（ａ）の形態の貫通孔４は、例えば、最上層の絶縁層３ａ以外の絶縁層３ａ（セラミックグリーンシート）について同様の加工で貫通孔４を形成しておいて、最下層の絶縁層３ａとなるセラミックグリーンシートのみを上下ひっくり返して（反転して）積層することで形成できる。そのため、孔あけの加工についての作業性の点ではより有利である。
【００８０】
また、図６（ｂ）の形態の貫通孔４は、最上層（第１主面側）の絶縁層３ａの貫通孔４大きさが最も小さい。また、上から２層目の絶縁層３ａから中間部の途中にかけて貫通孔４の大きさが次第に大きくなっている。さらに最下層の絶縁層３ａではまた貫通孔５の大きさが小さくなっている。言い換えれば、貫通孔４の内側面が、中間部の途中まで全体的に傾斜した形状であるとみなすこともできる。中間部における複数の絶縁層３ａのそれぞれ内周面が傾斜した形状であり、また、最下層の絶縁層３ａの貫通孔４の内周面の小さい側が第２主面２側の開口部分になっている。
【００８１】
このような形状の貫通孔４は、例えば、最上層の絶縁層３ａおよび最下層の絶縁層３ａ以外の絶縁層３ａとなる複数のセラミックグリーンシートを積層し、これらにまとめて打ち抜き加工を施すことによって、中間部において比較的大きい貫通孔４を一回の打ち抜き加工で形成することができる。そのため、貫通孔４を形成するための打ち抜き加工における作業性および生産性等の点ではより有利であり、一回の打抜き加工で形成した部分においては、積層ずれの影響がない。
【００８２】
また、光電変換素子10からの出射光は、距離が離れるに従って、拡散していく（光の発散幅が大きくなる）ため、中間部の貫通孔５の大きさを、光電変換素子10から離れるにしたがって大きくなるように形成することで、貫通孔５の内面において光の通過を遮るような部分が生じる可能性が効果的に低減される。
【００８３】
また、図６（ｃ）の形態の貫通孔４は、図６（ｂ）の形態に比べて、絶縁層３ａの一部が、貫通孔４の中心に変形している。この場合には、複数の絶縁層間の密着性等の点においてより有利である。これは、複数の絶縁層３ａを積層した際の圧力により、絶縁層３ａの一部が、貫通孔４の中心に向かって圧延された場合の形状であるためである。複数の絶縁層３ａ間の密着力を向上させ、デラミネーション（層間剥離）を防止するために、大きな圧力をかけた場合でも、絶縁基板３の内部に位置する中間部周縁が、第１主面１および第２主面に位置する開口部周縁よりも外側に位置していることから、上記圧力に起因する変形部による光の遮蔽を低減することができる。
【００８４】
また、この第２の実施形態の配線基板９における貫通部４Ａに含まれる複数の貫通孔４は、絶縁基板３の第２主面２において互いにつながっているため、例えば第２主面２側にアレイ状レンズが接続される場合、アレイ状レンズの個々のレンズ部が大きくても接続することが可能となる。
【００８５】
（第３の実施形態）
図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第３の実施形態の配線基板９の要部の一例を示す断面図である。第３の実施形態の配線基板９は、第１の実施形態の実施形態の配線基板９に対して以下の点が異なり、これ以外の点では同様である。すなわち、第３の実施形態の配線基板９において、絶縁基板３は、貫通孔４の内側面の少なくとも一部に光反射層７が設けられている。以下の説明において、前述した第１の実施形態と同様の点については説明を省略する。
【００８６】
上記のように、貫通孔４の内側面の少なくとも一部に光反射層７が設けられている。図７（ａ）に示した例では、最上層の絶縁層３ａを除いて貫通孔４の内側面に光反射層７が
設けられている。図７（ｂ）および（ｃ）に示した例では、最上層および最下層の絶縁層３ａを除いた中間部の絶縁層３ａにおいて貫通孔４の内側面に光反射層７が設けられている。
【００８７】
光反射層７は、例えば接続パッド６Ａと同様の材料（例えば銅または銀等）を用い、同様の方法で形成することができる。銅または銀からなる場合であれば、銅や銀の粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した銅の金属ペーストを、絶縁層３ａとなるセラミックグリーンシートに形成した貫通孔４の内側面に塗布し、セラミックグリーンシートと同時焼成することによって形成することができる。なお、反射層７の露出表面は、ニッケル、銅、銀、金、パラジウム、ロジウムまたはプラチナ等のめっき層（図示せず）で被覆されていてもよい。
【００８８】
反射層７の露出表面（光反射面）には、反射率の高い銀が配置されていることが好ましい。なお、反射層７の露出表面には、その酸化を防止するために、ガラス等の透光性無機材料や、シリコーン樹脂、ポリパラキシリレン類、メチルジシラザン類、テトラエチルオルトシリケート等の透光性有機樹脂材料からなる透光性部材が設けられていても構わない。また、透光性部材は、貫通孔４を充填するように設けられていてもよい。
【００８９】
貫通孔４の内側面に光反射層７が設けられていることで、貫通孔４を通る光信号の損失をより効果的に低減することができる。これは、貫通孔４内を通る光信号の一部が貫通孔４の内側面で反射されるようなものであるときに、その反射率を高めることができることによる。
【００９０】
図７（ｂ）および（ｃ）の各例において、反射層７は、最下層の絶縁層３ａには設けられていない。これは、仮に最下層にも反射層７が設けられていると、光信号の入射側である第１主面１の方向（上方向）に光信号が反射されてしまい、第２主面２側の開口から出射される光信号が減少する可能性があることによる。すなわち、反射層７は、例えば第１主面１側から貫通孔４を見たときに見える部分（貫通孔４の内側面または内側に突出した表面等）には設けられていないことが好ましいということもできる。
【００９１】
なお、反射層７の厚みが厚くなりすぎると、中間部において貫通孔４内に反射層７の一部が突出する可能性があり、この突出した反射層７の一部によって光信号の通過が妨げられる可能性がある。そのため、反射層７の厚みは、例えば平面透視において貫通孔４の第１主面における開口部周縁よりも内側に位置する程度の厚みに抑えられている。また、貫通孔８の内側面すべてに光反射層７が設けられていても構わない。ただし、最上層の絶縁層３ａにおいて、開口径（平面視における開口部の大きさ）が比較的小さい場合、光反射層７を均一な厚みで形成することが難しい。また、最上層の絶縁層３ａにおいては、光電変換素子10の光電変換部に近接していることから、光軸ずれの可能性は比較的少ないため、開口径が比較的小さい部位には、光反射層７が設けられていない方が好ましい。
【００９２】
また、図５および図６に示した第２の実施形態の配線基板９のような、第１主面１側においては互いに互いに独立した四つの貫通孔４が、第２主面側では互いにつながっている場合において、貫通孔４の内側面の少なくとも一部に光反射層７を設けても構わない。
【符号の説明】
【００９３】
１・・・第１主面
１ａ・・実装領域
１ｂ・・電子素子搭載部
２・・・第２主面
３・・・絶縁基板
３ａ・・絶縁層
４・・・貫通孔
４Ａ・・貫通部
６Ａ・・接続パッド
６Ｂ・・電極パッド
６Ｃ・・外部パッド
７・・・光反射層
９・・・配線基板
10・・・光電変換素子
20・・・レンズ
21・・・光コネクタ
30・・・電子素子
40・・・外部光導波路
41・・・光ファイバ
50・・・外部回路基板
100・・光モジュール
【図１】
2015106568.tif 000003
【図２】
2015106568.tif 000004
【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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