(57)【要約】【課題】溶剤の含有率が高い感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法により電気回路を被覆しても、その電気回路が適正に被覆されており、かつ、それ自体がフレキシブル性を有している光電気混載モジュールを提供する。【解決手段】光導波路Ｗのアンダークラッド層１の表面に、光路用の線状のコア２と、実装用パッド４ａを有する電気回路４とが形成されている。また、その実装用パッド４ａに、光素子５がその電極５ａを当接させた状態で実装されている。実装用パッド４ａを除く電気回路４の部分およびアンダークラッド層１の表面の電気回路形成部分以外の表面部分が、コア２の一部と、オーバークラッド層３の一部とからなる積層体６で被覆され、その積層体６の表面の高さ位置が、実装用パッド４ａと電気回路４との間のアンダークラッド層部分に対応する部分Ｂの方が電気回路４に対応する部分Ａよりも低くなっている。【選択図】図１
2015040947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路と、この光導波路に直接形成された実装用パッドを有する電気回路と、その実装用パッドに実装された光素子とを備え、上記光導波路が、アンダークラッド層と、このアンダークラッド層の表面に突設した線状の光路用のコアと、このコアを被覆するオーバークラッド層とからなり、上記光素子が、上記光路用のコアの頂面を被覆するオーバークラッド層の部分の上の所定位置に位置決めされている光電気混載モジュールであって、上記電気回路が、上記アンダークラッド層の表面のコア形成部分以外の表面部分に形成され、上記実装用パッドを除く電気回路の部分および上記アンダークラッド層の表面の電気回路形成部分以外の表面部分が、上記コアの一部と上記オーバークラッド層の一部とからなる積層体で被覆され、上記アンダークラッド層の表面に対する上記積層体の表面の高さ位置が、上記実装用パッドと上記電気回路との間のアンダークラッド層部分に対応する部分の方が上記電気回路に対応する部分よりも低くなっていることを特徴とする光電気混載モジュール。
【請求項２】
上記実装用パッドの周縁部が、上記積層体で被覆され、上記実装用パッドの周縁部における上記積層体の内周壁を、光素子の電極を位置決めする位置決めガイドとし、上記光素子の電極が、上記位置決めガイドを利用して上記実装用パッドの中央部に位置決めされている請求項１記載の光電気混載モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路と、この光導波路に直接形成された電気回路と、この電気回路に実装された光素子（発光素子または受光素子）とを備えた光電気混載モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光電気混載モジュールは、絶縁層の表面に電気回路を形成したフレキシブル回路基板と、アンダークラッド層，コア，オーバークラッド層をこの順に積層形成した光導波路とを個別に作製し、その光導波路のオーバークラッド層の表面に、接着剤により、上記フレキシブル回路基板の絶縁層の裏面を貼り合わせ、上記電気回路の所定部分（実装用パッド）に光素子を実装したものとなっている。上記電気回路は、横断面が長方形に形成されている。また、上記光電気混載モジュールは、フレキシブルであり、最近の電子機器等の小形化に対応して、小スペースで屈曲させた状態での使用や、ヒンジ部等の可動部での使用等に好適なものとなっている。
【０００３】
また、製造を簡素化したものとして、図４に横断面図で示すように、光導波路Ｗ１のオーバークラッド層１３の表面に、直接（上記絶縁層なしの状態で）、電気回路４を形成した光電気混載モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。一般に、光電気混載モジュールでは、実装用パッド４ａを除く電気回路４の部分が、絶縁性の樹脂からなるカバーレイ１４で被覆されている。なお、図４において、符号５は、光素子であり、符号５ａは、光素子５の電極であり、符号１１は、上記光導波路Ｗ１のアンダークラッド層であり、符号１２は、上記光導波路Ｗ１のコアである。
【０００４】
さらに、図５に横断面図で示すように、光導波路Ｗ２のアンダークラッド層２１の表面に電気回路４を形成することにより、光素子５とコア２２との間の距離を短縮し、それら両者間の光結合効率を向上させた光電気混載モジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このものでは、上記電気回路４の部分がカバーレイ１４（図４参照）ではなくオーバークラッド層２３の一部２３ａで被覆されている。なお、図５において、符号２２ａは、実装用パッド４ａを囲むようにコア２２の一部で形成された、光素子５の電極５ａを実装用パッド４ａに位置決めする位置決めガイドである。
【０００５】
そして、先に述べたように、上記光電気混載モジュールは、フレキシブル性を要することから、上記電気回路４を被覆するカバーレイ１４やオーバークラッド層２３の一部２３ａは、膜厚が薄いことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１５６０２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９０９９４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、上記カバーレイ１４やオーバークラッド層２３の形成材料として、溶剤の含有率が低い（１５重量％以下）ものを用いると、上記膜厚を薄くしても、電気回路４を適正に被覆できるものの（図４，５参照）、溶剤の含有率が高い（２５重量％以上）ものを用いると、上記膜厚を薄くすると、電気回路４を適正に被覆できないことがあり、電気回路４の特に角部が露出することがある〔図６（ｂ）参照〕。
【０００８】
すなわち、上記カバーレイ１４やオーバークラッド層２３の一部２３ａの形成は、一般に、感光性樹脂を形成材料に用い、つぎのように、フォトリソグラフィ法によりなされる。まず、図６（ａ）に示すように、基板３０の表面に形成された電気回路４を覆うように、その基板３０の表面に、上記感光性樹脂を塗布し感光性樹脂層３１を形成する。ついで、図６（ｂ）に示すように、上記感光性樹脂層３１を乾燥させる。このとき、上記感光性樹脂層３１に含有される溶剤が蒸散するため、溶剤の含有率が高いほど、上記感光性樹脂層３１が薄くなる。その薄くなる割合は、上記感光性樹脂層３１の部分によらず一定であり、電気回路４の表面の感光性樹脂層３１の部分は、元の厚みが薄いため、薄くなる量が少なくなり、隣り合う電気回路４の間の感光性樹脂層３１の部分は、元の厚みが厚いため、薄くなる量が多くなる。そのため、電気回路４の周辺部では、乾燥した感光性樹脂層３１の部分の表面の傾斜が大きくなり、その影響で、電気回路４の一部（特に角部）が露出する。そして、そのまま、露光により硬化される。
【０００９】
このように電気回路４の一部が露出すると、ショート（短絡）し、光電気混載モジュールが適正に機能しなくなるおそれがある。そこで、上記カバーレイ１４（図４参照）やオーバークラッド層２３の一部２３ａ（図５参照）の膜厚を厚くすると、光電気混載モジュールのフレキシブル性が損なわれる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、溶剤の含有率が高い感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法により電気回路を被覆しても、その電気回路が適正に被覆されており、かつ、それ自体がフレキシブル性を有している光電気混載モジュールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の光電気混載モジュールは、光導波路と、この光導波路に直接形成された実装用パッドを有する電気回路と、その実装用パッドに実装された光素子とを備え、上記光導波路が、アンダークラッド層と、このアンダークラッド層の表面に突設した線状の光路用のコアと、このコアを被覆するオーバークラッド層とからなり、上記光素子が、上記光路用のコアの頂面を被覆するオーバークラッド層の部分の上の所定位置に位置決めされている光電気混載モジュールであって、上記電気回路が、上記アンダークラッド層の表面のコア形成部分以外の表面部分に形成され、上記実装用パッドを除く電気回路の部分および上記アンダークラッド層の表面の電気回路形成部分以外の表面部分が、上記コアの一部と上記オーバークラッド層の一部とからなる積層体で被覆され、上記アンダークラッド層の表面に対する上記積層体の表面の高さ位置が、上記実装用パッドと上記電気回路との間のアンダークラッド層部分に対応する部分の方が上記電気回路に対応する部分よりも低くなっているという構成をとる。
【００１２】
すなわち、本発明の光電気混載モジュールは、アンダークラッド層の表面に電気回路を形成している。それにより、コアおよびオーバークラッド層の形成を、上記電気回路の形成の後に行うことを可能にしている。そこで、上記コアを形成する際に、そのコアの形成材料からなるコアの一部で、実装用パッドを除く電気回路の部分を被覆した後、上記オーバークラッド層を形成する際に、そのオーバークラッド層の形成材料からなるオーバークラッドの一部で、上記実装用パッドを除く電気回路の部分をさらに被覆することができる。
【００１３】
これにより、コア形成時に、先に述べたように、上記実装用パッドを除く電気回路の部分が、上記コアの一部で適正に被覆されず、その電気回路の一部（例えば角部）が露出していたとしても、その後のオーバークラッド層形成時に、上記オーバークラッドの一部で、上記電気回路の露出部分を適正に被覆することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光電気混載モジュールは、電気回路を、光導波路のアンダークラッド層の表面に形成することにより、実装用パッドを除く電気回路の部分および上記アンダークラッド層の表面の電気回路形成部分以外の表面部分を、光導波路のコアの一部とオーバークラッド層の一部とからなる積層体で被覆することを可能にしている。そのため、コアを薄く形成したとしても、すなわち、上記実装用パッドを除く電気回路の部分が、上記コアの一部で適正に被覆されず、その一部（例えば角部）が露出していたとしても、その後のオーバークラッド層形成時に、上記オーバークラッド材で、上記電気回路の露出部分を適正に被覆することができる。これにより、上記積層体の厚みを薄くしても、上記電気回路の部分を露出させないようにすることができる。また、上記アンダークラッド層の表面に対する上記積層体の表面の高さ位置が、上記実装用パッドと上記電気回路との間のアンダークラッド層部分に対応する部分の方が上記電気回路に対応する部分よりも低くなっている。これらのことが相俟って、本発明の光電気混載モジュールは、フレキシブル性に優れたものとなっている。
【００１５】
特に、上記実装用パッドの周縁部が、上記積層体で被覆され、上記実装用パッドの周縁部における上記積層体の内周壁を、光素子の電極を位置決めする位置決めガイドとし、上記光素子の電極が、上記位置決めガイドを利用して上記実装用パッドの中央部に位置決めされている場合には、光素子の実装の位置決め精度がより高くなっており、光素子とコアとの間の光伝播効率が向上したものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光電気混載モジュールの一実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその横断面図である。
【図２】（ａ）は、上記光電気混載モジュールの光導波路のアンダークラッド層の形成方法を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、上記光電気混載モジュールの電気回路の形成方法を模式的に示す説明図であり、（ｃ）〜（ｅ）は、上記光導波路のコアの形成方法を模式的に示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、上記光導波路のオーバークラッド層の形成方法を模式的に示す説明図であり、（ｄ）は、上記光電気混載モジュールの光素子の実装方法を模式的に示す説明図であり、（ｅ）は、上記コアに光反射面を形成する方法を模式的に示す説明図である。
【図４】従来の光電気混載モジュールを模式的に示す横断面図である。
【図５】他の従来の光電気混載モジュールを模式的に示す横断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、電気回路を被覆する従来の方法を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、本発明の光電気混載モジュールの一実施の形態の一端部（要部）を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、その横断面図である。この実施の形態の光電気混載モジュールは、光導波路Ｗのアンダークラッド層１の表面に、光路用の線状のコア２が突設されているとともに、このコア形成部分以外のアンダークラッド層１の表面部分に、実装用パッド４ａを有する電気回路４が形成されている。また、その実装用パッド４ａに、光素子５がその電極５ａを当接させた状態で実装されている。上記コア２は、オーバークラッド層３で被覆されており、そのコア２の頂面を被覆するオーバークラッド層３の部分の上に、光素子５の中央部が位置決めされている。そして、上記実装用パッド４ａを除く電気回路４の部分および上記アンダークラッド層１の表面の電気回路形成部分以外の表面部分が、溶剤の含有率が２５重量％以上の感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法により形成されてなるコア材（上記コア２の一部）２ａと、オーバークラッド材（上記オーバークラッド層３の一部）３ａとからなる積層体６で被覆されている。そして、上記アンダークラッド層１の表面に対する上記積層体６の表面の高さ位置が、上記実装用パッド４ａと上記電気回路４との間のアンダークラッド層部分に対応する部分Ｂの方が上記電気回路４に対応する部分Ａよりも低くなっている。
【００１９】
上記のように、上記電気回路４の部分が、上記積層体６で被覆されていることにより、上記電気回路４の部分が、上記コア材２ａで適正に被覆されず、その電気回路４の一部（例えば角部）が露出していたとしても、上記オーバークラッド材３ａで、上記電気回路４の露出部分を適正に被覆することができる。これにより、上記積層体６の厚みを薄くしても、上記電気回路４の部分を露出させないようにすることができる。このことと、上記のように、積層体６の表面の高さ位置が、上記実装用パッド４ａと上記電気回路４との間のアンダークラッド層部分に対応する部分Ｂの方が上記電気回路４に対応する部分Ａよりも低くなっていることとが相俟って、上記光電気混載モジュールは、フレキシブル性に優れたものとなっている。
【００２０】
さらに、この実施の形態では、上記実装用パッド４ａの周縁部が、上記コア材２ａおよびオーバークラッド材３ａの２層からなる積層体６で被覆され、その実装用パッド４ａの中央部は被覆されず露呈している。これにより、光素子５を上記実装用パッド４ａに実装する際に、上記実装用パッド４ａの周縁部における上記積層体６の内周壁６ａが、光素子５の電極５ａを上記実装用パッド４ａの中央部に位置決めするためのガイドとして作用する。そのため、上記光電気混載モジュールは、光素子５の位置決め精度が高く、光素子５とコア２との間の光伝播効率が高いものとなっている。
【００２１】
上記光電気混載モジュールは、例えば、つぎのようにして製造することができる。
【００２２】
まず、アンダークラッド層１を形成する際に用いる平板状の基台１０〔図２（ａ）参照〕を準備する。この基台１０の形成材料としては、例えば、ステンレス等の金属，ガラス，石英，シリコン，樹脂等があげられる。
【００２３】
ついで、図２（ａ）に横断面図で示すように、上記基台１０の表面に、アンダークラッド層１を平坦状に形成する。このアンダークラッド層１の形成材料としては、例えば、感光性樹脂，熱硬化性樹脂等があげられ、その形成材料に応じた製法により、アンダークラッド層１を形成することができる。アンダークラッド層１の厚みは、例えば、１〜１００μｍの範囲内に設定される。
【００２４】
つぎに、図２（ｂ）に横断面図で示すように、上記アンダークラッド層１の表面に、実装用パッド４ａを有する電気回路４を、例えばセミアディティブ法により形成する。
【００２５】
そして、図２（ｃ）に横断面図で示すように、上記電気回路４を被覆するように、上記アンダークラッド層１の表面に、溶剤の含有率が２５重量％以上の、コア形成用の感光性樹脂を塗布し、その感光性樹脂層２Ａを形成する。
【００２６】
ついで、図２（ｄ）に横断面図で示すように、上記感光性樹脂層２Ａを乾燥させる。このとき、上記感光性樹脂層２Ａに含有される溶剤が蒸散し、上記感光性樹脂層２Ａが一定の割合で薄くなる。そのため、電気回路４の周辺部では、乾燥した感光性樹脂層２Ａの部分が、表面を大きく傾斜させた状態となり、その影響で、電気回路４の一部（特に角部）が露出する。なお、実装用パッド４ａの間の間隔は、狭い（２００μｍ以下）ため、感光性樹脂の表面張力等の影響により、その部分の乾燥した感光性樹脂層２Ａは、あまり薄くならず、表面の傾斜は大きくならない。
【００２７】
その後、図２（ｅ）に横断面図で示すように、フォトリソグラフィ法により、実装用パッド４ａの間の感光性樹脂層２Ａの一部をコア２に形成し、実装用パッド４ａの中央部を除く電気回路４の部分を被覆する上記感光性樹脂層２Ａの部分をコア材２ａに形成する。コア２の寸法は、例えば、高さも幅も５〜１００μｍの範囲内に設定される。
【００２８】
つぎに、図３（ａ）に横断面図で示すように、上記コア２およびコア材２ａを被覆するように、上記アンダークラッド層１の表面に、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂を塗布し、その感光性樹脂層３Ａを形成する。この実施の形態では、上記オーバークラッド層形成用の感光性樹脂として、溶剤の含有率が２５重量％以上のものを用いる。
【００２９】
ついで、図３（ｂ）に横断面図で示すように、上記感光性樹脂層３Ａを乾燥させる。このとき、コア形成用の上記感光性樹脂層２Ａ〔図２（ｄ）参照〕と同様、上記感光性樹脂層３Ａに含有される溶剤が蒸散し、上記感光性樹脂層３Ａが一定の割合で薄くなるものの、その感光性樹脂層３Ａの下層に上記コア材２ａが傾斜状に形成されているため、その感光性樹脂層３Ａの表面の傾斜は、緩やかになり、電気回路４の露出部分を被覆した状態にすることができる。
【００３０】
その後、図３（ｃ）に横断面図で示すように、フォトリソグラフィ法により、上記コア２を被覆する上記感光性樹脂層３Ａの部分をオーバークラッド層３に形成し、上記コア材２ａを被覆する上記感光性樹脂層３Ａの部分をオーバークラッド材３ａに形成する。これにより、上記電気回路４の実装用パッド４ａの周縁部では、上記コア材２ａとオーバークラッド材３ａとからなる積層体６の内周壁６ａが形成される。なお、オーバークラッド層３の厚み（膜厚）は、例えば、１〜５０μｍの範囲内に設定される。
【００３１】
そして、図３（ｄ）に横断面図で示すように、上記電気回路４の実装用パッド４ａの頂面に、光素子５の電極５ａの下端面を当接させ、その光素子５を実装する。このとき、上記積層体６の内周壁６ａ〔図３（ｃ）参照〕が、上記光素子５の電極５ａを位置決めする位置決めガイドとなり、上記光素子５の電極５ａが実装用パッド４ａの中央部に適正に位置決めされる。そのため、光素子５を高精度に位置決めすることができる。この実装状態では、コア２の頂面を被覆するオーバークラッド層３の部分の上に、光素子５の中央部が位置決めされている。
【００３２】
つぎに、図３（ｅ）に縦断面図で示すように、アンダークラッド層１の裏面から基台１０〔図３（ｄ）参照〕を剥離した後、切削刃またはレーザ加工等により、アンダークラッド層１の裏面側からコア２の所定部分を切削し、コア２の軸に対して４５°傾斜した光反射面２ａを形成する。この光反射面２ａは、光を反射して光路を変換し、コア２と光素子５との間の光伝播を可能にするものである。このようにして、光電気混載モジュールが得られる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、オーバークラッド層３と光素子５との間の空隙を、封止樹脂で封止してもよい。
【００３４】
つぎに、実施例について従来例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００３５】
上記実施の形態と同様にして、光電気混載モジュールを作製した〔図１（ａ），（ｂ）参照〕。ここで、アンダークラッド層の厚みを１０μｍ、コアの厚みを１２μｍ、コアの幅を１５μｍ、オーバークラッド層の膜厚を２μｍ、銅製電気回路の厚みを１０μｍとした。また、その銅製電気回路を被覆する部分のコア材の膜厚は２μｍ、オーバークラッド材の膜厚は２μｍであり、その銅製電気回路と実装用パッドとの間の部分のコア材の膜厚は４μｍ、オーバークラッド材の膜厚は４μｍであった。
【００３６】
〔アンダークラッド層〕
上記アンダークラッド層の形成材料は、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４−ジアミノビフェニル（ＴＦＭＢ）４２重量部、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン無水物（６ＦＤＡ）５８重量部、ＭＭ−５００：３０重量部、ＮＫＳ−４：２重量部を混合することにより、調製した。
【００３７】
〔コア（コア材）〕
上記コア（コア材）の形成材料は、ｏ−クレゾールノボラックグリシジルエーテル（新日鉄住金化学社製、ＹＤＣＮ−７００−１０）５０重量部、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル（大阪ガスケミカル社製、オグゾールＥＧ）５０重量部、光酸発生剤（アデカ社製、ＳＰ１７０）１重量部、乳酸エチル（武蔵野化学研究所社製）５０重量部を混合することにより、調製した。
【００３８】
〔オーバークラッド層（オーバークラッド材）〕
上記オーバークラッド層（オーバークラッド材）の形成材料は、脂肪族変性エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、ＥＰＩＣＬＯＮＥＸＡ−４８１６）５０重量部、脂環式二官能エポキシ樹脂（ダイセル社製、セイロキサイド２０２１Ｐ）３０重量部、ポリカーボネートジオール（ダイセル社製、プラクセルＣＤ２０５ＰＬ）２０重量部、光酸発生剤（アデカ社製、ＳＰ１７０）２重量部、乳酸エチル（武蔵野化学研究所社製）４０重量部を混合することにより、調製した。
【００３９】
〔従来例１〕
図４に示す従来の光電気混載モジュールを作製した。カバーレイを感光性ポリイミド樹脂製とし、その膜厚を４μｍとした。それ以外の部分は、上記実施例と同様とした。
【００４０】
〔従来例２〕
図５に示す従来の光電気混載モジュールを作製した。電気回路の部分を被覆するオーバークラッド層の一部の膜厚を４μｍとした。それ以外の部分は、上記実施例と同様とした。
【００４１】
〔電気回路被覆部分の断面による膜厚評価〕
上記実施例および従来例１，２の光電気混載モジュールを、電気回路に対して垂直に断面を切り、電気回路の露出の有無を確認した。その結果、上記実施例は、電気回路の露出はなかったが、従来例１，２は、電気回路の角部が露出していた。この結果から、実施例は、従来例１，２と比較して、電気回路の信頼性に優れていることがわかる。
【００４２】
また、上記オーバークラッド層（オーバークラッド材）の形成材料において、乳酸エチルを１５重量部としても、上記実施例と同様に、電気回路の露出はなかった。
【００４３】
また、上記コア（コア材）の形成材料において、乳酸エチルを２５重量部とし、上記オーバークラッド層（オーバークラッド材）の形成材料において、乳酸エチルを２５重量部としても、上記実施例と同様に、電気回路の露出はなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の光電気混載モジュールは、溶剤の含有率が高い感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法により電気回路を被覆しても、その電気回路が適正に被覆され、かつ、それ自体がフレキシブル性を有するようにする場合に利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｗ  光導波路
Ａ  電気回路に対応する部分
Ｂ  実装用パッドと電気回路との間のアンダークラッド層部分に対応する部分
１  アンダークラッド層
２  コア
３  オーバークラッド層
４  電気回路
４ａ  実装用パッド
５  光素子
５ａ  電極
６  積層体
【図１】
2015040947.tif 000003
【図２】
2015040947.tif 000004
【図３】
2015040947.tif 000005
【図４】
2015040947.tif 000006
【図５】
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【図６】
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