(57)【要約】【課題】光軸ズレがなく確実な位置合わせをすることができ、光の伝送ロスが小さい光部品支持基板を提供すること。【解決手段】本発明の光部品支持基板１０は、基板１１と金属充填部５７と位置合わせ用ガイド部材４４とを備える。位置合わせ用ガイド部材４４は、光伝送機能を有する光部品である光導波路３１の有する位置合わせ凹部３６に対して嵌合可能である。基板１１は、主面１２側において開口する第１凹部５６を有する。金属充填部５７は、第１凹部５６内に充填される。金属充填部５７は、第１凹部５６よりも小径かつ主面１２側において開口する第２凹部４６を有する。位置合わせ用ガイド部材４４は、第２凹部４６に嵌合されることで支持される。そして、位置合わせ用ガイド部材４４を光導波路３１の位置合わせ凹部３６に対して嵌合することにより、光導波路３１と基板１１との位置合わせがなされる。【選択図】  図１
2005099762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、
前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、
前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材と
を備えることを特徴とする光部品支持基板。
【請求項２】
前記第２凹部は精密加工穴であり、前記位置合わせ用ガイド部材は前記精密加工穴に嵌着されたガイドピンであることを特徴とする請求項１に記載の光部品支持基板。
【請求項３】
前記基板は銅または銀からなる導体部を有する低温焼成セラミック基板であり、前記金属充填部は前記導体部と同じ金属材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の光部品支持基板。
【請求項４】
前記基板の主面側には、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有し、前記光部品と光結合されるべき光学素子が搭載されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光部品支持基板。
【請求項５】
主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備える光部品支持基板の製造方法において、
穴加工を行うことにより前記基板に前記第１凹部を形成する第１穴明け工程と、
前記第１凹部内に金属を充填して前記金属充填部を形成する金属充填部形成工程と、
前記金属充填部形成工程の後、穴加工を行うことにより前記金属充填部に前記第２凹部を形成する第２穴明け工程と、
前記第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を嵌合支持させるガイド部材取付工程と
を含むことを特徴とする光部品支持基板の製造方法。
【請求項６】
主面を有し、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有し、銅または銀からなる導体部を有する低温焼成セラミック基板と、前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備える光部品支持基板の製造方法において、
穴加工を行うことによりセラミック未焼結体に前記第１凹部を形成する第１穴明け工程と、
前記第１穴明け工程の後、前記セラミック未焼結体に前記導体部を形成する導体部形成工程と、
前記第１穴明け工程の後、前記第１凹部内に金属を充填して前記金属充填部を形成する金属充填部形成工程と、
前記導体部形成工程及び前記金属充填部形成工程の後、前記セラミック未焼結体を焼結させて、前記低温焼成セラミック基板とする焼成工程と、
前記焼成工程の後、前記金属充填部に穴加工を行うことにより前記第２凹部を形成する第２穴明け工程と、
前記第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を支持させるガイド部材取付工程と
を含むことを特徴とする光部品支持基板の製造方法。
【請求項７】
主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、
光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有し、位置合わせ凹部を有する光部品と、
前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、
前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、前記光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合する位置合わせ用ガイド部材と
を備えることを特徴とする光部品付き光部品支持基板。
【請求項８】
主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有し、位置合わせ凹部を有する光部品と、前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、前記光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合する位置合わせ用ガイド部材とを備える光部品付き光部品支持基板の製造方法において、
穴加工を行うことにより前記基板に前記第１凹部を形成する第１穴明け工程と、
前記第１凹部内に金属を充填して前記金属充填部を形成する金属充填部形成工程と、
前記金属充填部形成工程の後、穴加工を行うことにより前記金属充填部に前記第２凹部を形成する第２穴明け工程と、
前記第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を嵌合支持させるガイド部材取付工程と、
前記ガイド部材取付工程の後、前記位置合わせ用ガイド部材を前記位置合わせ凹部に対して嵌合させることにより、前記光部品の位置合わせを行いつつ前記光部品を前記基板に支持固定させる支持固定工程と
を含むことを特徴とする光部品付き光部品支持基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光部品支持基板及びその製造方法、光部品付き光部品支持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での接続、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、光ファイバや光導波路を用いた光伝送へと移行することが理想的である考えられている。
【０００３】
ここで、光学素子が搭載されるとともに、その光学素子と光ファイバや光導波路との間で光通信を行う配線基板が従来提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１，２には、光学素子を実装した外部基板を配線基板上にはんだバンプにて接続してリフローする際のセルフアライメント作用により、外部基板と配線基板とを所定の位置に配置できる、という技術が開示されている。また、光ファイバ同士を接続するための手段として、光ファイバコネクタと呼ばれる器具が従来提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３６２２８号公報
【特許文献２】特開平８−２５０５４２号公報
【非特許文献１】フジクラ技報  第９７号  １９９９年１０月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１，２の技術では、光学素子を実装した外部基板と配線基板との位置合わせ（光軸合わせ）をはんだリフローにより行っているにすぎない。そのため、位置合わせ精度が十分ではなく、光学素子と光導波路との間で光軸ズレが生じやすく、ひいては光の伝送ロスが生じやすい。従って、この手法では今後予想される高速度化・高密度化等に十分に対応できないものと考えられる。また、配線基板が樹脂基板であるような場合には、光学素子及びその動作回路の放熱性が悪くなる結果、発光波長にズレが発生するおそれがある。ゆえに、この場合には安定した動作特性が得られなくなる。
【０００５】
なお、前記配線基板を仮にセラミック配線基板とした場合には、放熱性の問題はある程度解消される反面、加工性が悪いことから高コスト化を招くおそれがある。
【０００６】
また、非技術文献１に記載された光ファイバコネクタを配線基板と光ファイバとの接続に応用することが考えられるが、光ファイバコネクタ自体は樹脂成形品であるため放熱性に劣る。ゆえに、この場合には光学素子及びその動作回路の放熱性が悪くなる結果、やはり発光波長にズレが発生するおそれがある。
【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、光軸ズレがなく確実な位置合わせをすることができ、光の伝送ロスが小さい光部品支持基板及びその製造方法、光部品付き光部品支持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】
そして上記課題を解決するための手段としては、主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備えることを特徴とする光部品支持基板がある。この課題解決手段において「光部品」という部材は、光部品支持基板とは別体で構成された部材であって、光部品支持基板と位置合わせされる対象物であり、必須構成要素ではない。
【０００９】
また、上記課題を解決するための別の手段としては、主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有し、位置合わせ凹部を有する光部品と、前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、前記光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合する位置合わせ用ガイド部材とを備えることを特徴とする光部品付き光部品支持基板がある。
【００１０】
従って、これらの発明によると、金属充填部を介して基板に支持された位置合わせ用ガイド部材が、光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合することで、より積極的にかつ高い精度で光軸が合った状態となる。ゆえに、光の伝送ロスが小さく、高速度化・高密度化等に十分に対応しうる光部品支持基板を実現することができる。また、第２凹部が形成される箇所に金属充填部を設けた本発明の場合、例えば当該箇所に樹脂充填部を設けた場合に比べて以下の利点がある。即ち、数百℃の高温に遭遇したとしても、金属は樹脂ほど熱変形しないため、第２凹部の位置精度悪化や形状悪化を回避することができる。ゆえに、位置合わせ用ガイド部材を高い位置精度で確実に支持することができる。このことは光の伝送ロスの低減にも寄与する。
【００１１】
光部品支持基板を構成する基板としては、例えば、樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板または金属基板が使用可能であり、特にセラミック基板が好ましい。樹脂基板に比較して熱伝導性の高いセラミック基板を用いた場合には、発生した熱が効率よく放散される。そのため、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・信頼性に優れた光部品支持基板を実現することができる。かかるセラミック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、窒化ほう素、ベリリア、ムライト、低温焼成セラミック等からなる基板がある。これらの中でもガラスセラミック基板等に代表される低温焼成セラミック基板を選択することがよい。
【００１２】
また、樹脂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（ビスマレイミド−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基板を使用してもよい。金属基板の好適例としては、例えば、銅基板、銅合金からなる基板、銅以外の金属単体からなる基板、銅以外の合金からなる基板などを挙げることができる。
【００１３】
かかる基板は、絶縁層と導体部とを備えた配線基板であることがよい。前記導体部は基板表面に形成されていてもよく、基板内部に形成されていてもよい。これらの導体部の層間接続を図るために、基板内部にビアホール導体が形成されていてもよい。なお、かかる導体部やビアホール導体は、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、このような導体部には電気信号が流れるようになっている。なお、このような配線基板に加えて、例えば、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層を、基板上に備えるビルドアップ配線基板を用いることも許容される。
【００１４】
特に前記基板が低温焼成セラミック基板である場合、低融点金属である銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）からなる導体部を有していることが好ましい。この種の金属を用いて形成された導体部は低抵抗であるため、その使用によって光部品支持基板の高性能化を達成しやくなるからである。また、この種の金属は比較的低温であってもセラミックと同時に焼成可能だからである。
【００１５】
前記基板の形状は特に限定されないが、少なくとも１つの主面を有するものであることがよく、例えば平板状の基板を用いることが好適である。基板は少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有している。第１凹部は主面側においてのみ開口する（即ち開口部を１つ有する）非貫通穴であってもよく、主面とは反対側の面側においても開口する（即ち開口部を２つ有する）貫通穴であってもよい。第１凹部の大きさ、形状等については特に限定されず、後述する金属充填部が形成可能かつ位置合わせ用ガイド部材が支持可能な程度であればよい。
【００１６】
前記金属充填部は前記第１凹部内に位置しており、具体的には第１凹部内の内側面に接するようにして位置している。前記金属充填部は、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有している。従って、第２凹部は主面側においてのみ開口する（即ち開口部を１つ有する）非貫通穴であってもよいほか、主面とは反対側の面側においても開口する（即ち開口部を２つ有する）貫通穴であっても構わない。第２凹部の大きさ、形状等については特に限定されず、後述する位置合わせ用ガイド部材を支持可能な程度であればよい。また、第１凹部の中心線と第２凹部の中心線とは、必ずしも合っていなくてよい。
【００１７】
ここで前記第２凹部は精密加工穴であることが好ましい。精密加工穴であると、光軸合わせの際の基準となる位置合わせ用ガイド部材を、正しい位置にて支持することができるからである。
【００１８】
金属充填部を形成する材料としては特に限定されず、加工性、コスト性、耐熱性、放熱性などを考慮して、任意の金属材料を選択することが可能である。好適な金属の例としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などを挙げることができる。勿論、これらの合金（例えば鉄／ニッケル合金など）であってもよい。なお、導電性の有無は問わない。
【００１９】
前記基板として銅または銀からなる導体部を有する低温焼成セラミック基板を選択した場合、前記金属充填部は前記導体部と同じ金属材料からなること、つまり銅または銀からなることが好ましい。導体部及び金属充填部に使用される金属が同種であれば、導体部の形成時に併せて金属充填部を形成することが可能となり、生産性の向上や製造コストの低減を達成しやすくなるからである。また、比較的安価な金属材料である銅や銀を用いることは、低コスト化を達成するうえで好都合だからである。しかも、銅や銀であれば第２凹部の加工形成も比較的容易だからである。
【００２０】
第１凹部内に金属充填部を充填する好適な方法としては、印刷装置を用いた金属ペーストの印刷や、ディスペンス装置を用いた金属ペーストのディスペンシングや、めっきなどの手法を挙げることができる。
【００２１】
光部品支持基板を構成する位置合わせ用ガイド部材は、光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な構造を有している。前記位置合わせ用ガイド部材は、前記第２凹部に嵌合されることで、金属充填部を介して基板に支持される。このような支持状態において、位置合わせ用ガイド部材の一部は基板の主面側にて突出する。ここで位置合わせ用ガイド部材の形状については特に限定されないが、例えばピン状のもの（ガイドピン）が好ましく、その材料としてはある程度硬質な金属がよい。かかるガイドピンは精密加工穴に嵌着されることが好ましい。また、位置合わせ用ガイド部材の直径（特に基板の主面側にて突出する部分の直径）については、光部品の有する位置合わせ凹部と嵌合できるように、当該位置合わせ凹部とほぼ同径であることが好ましい。前記位置合わせ用ガイド部材の数については特に限定されないが、位置合わせ精度の向上及び固定強度の向上という観点からすると、単数よりは複数であることがよい。
【００２２】
位置合わせ用ガイド部材がガイドピンである場合において、ガイドピンの端部は、軸線方向に対して垂直な平坦面を有していることがよい。このような平坦面があると、例えば、ガイドピンの端部を画像認識してそこを位置合わせの基準とするような場合に、画像認識を行いやすくなるというメリットがある。ただし、ガイドピン端部の外縁を面取りしておくことが好ましい。そして、この構成であると、光部品の位置合わせ凹部に対してガイドピンを嵌合させやすくすることができる。
【００２３】
本発明の光部品支持基板は、光部品と光結合されるべき光学素子を備えていてもよい。ただし、本発明において光学素子は任意の構成要素である。前記光学素子は例えば基板の主面上に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。発光部を有する光学素子（即ち発光素子）としては、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）、半導体レーザダイオード（Laser Diode ；ＬＤ）、面発光レーザ（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備えている。一方、受光部を有する光学素子（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（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、前記光学素子は発光部及び受光部の両方を有するものであってもよい。前記光学素子に使用する好適な材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓなどを挙げることができる。このような光学素子（特に発光素子）は、動作回路によって動作される。光学素子及び動作回路は、例えば、基板に形成された導体部を介して電気的に接続される。
【００２４】
前記光学素子は、基板に対して直接的に搭載されていてもよいほか、基板とは別体の支持体を介して間接的に搭載されていてもよい。光学素子を直接的に搭載した構造の好適例としては、例えば、基板に設けたキャビティの内底面に光学素子を直接的に搭載した構造などを挙げることができる。ただし、間接的に搭載する場合においては、支持体に前記位置合わせ用ガイド部材が嵌合可能な位置合わせ用穴を設け、その位置合わせ用穴を利用して位置合わせをしつつ基板との固定を図ることが好ましい。
【００２５】
本発明の光部品支持基板と位置合わせされる光部品は、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有している。具体例を挙げると、光伝送機能を有する光部品としては、例えば光導波路や光ファイバなどがある。なお、光導波路を支持する基材も、光伝送機能を有する光部品に該当する。光ファイバと光ファイバを支持する光ファイバコネクタとからなる光部品も、光伝送機能を有する光部品に該当する。集光機能を有する光部品としては、例えばマイクロレンズアレイ等に代表されるレンズ部品などがある。光反射機能を有する光部品としては、例えば光路変換部品などがある。なお、光路変換部が形成された光ファイバコネクタは、光反射機能を有する光部品であるということができる。光路変換部が形成された光導波路は、光伝送機能及び光反射機能を有する光部品であるということができる。なお、本発明の光部品支持基板には、光部品が１つのみ支持されていてもよく、２つ以上の光部品が支持されていてもよい。
【００２６】
前記光導波路とは、光信号が伝搬する光路となるコア及びそのコアを取り囲むクラッドを有した板状またはフィルム状の部材を指し、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。前記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、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。
【００２７】
前記光ファイバコネクタとは、本来的には光ファイバ部同士を接続するための手段であるが、ここでは光ファイバ側と基板側とを接続するための手段として用いられる。なお、かかる光ファイバコネクタは、単心光ファイバコネクタであっても、多心光ファイバコネクタであってもよい。また、光ファイバコネクタは、基板側との接続を図るという本来的な機能に加えて、例えば光を反射して光路を変換する等といった付加的な機能を有していてもよい。
【００２８】
また、上記課題を解決するための別の手段としては、主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備える光部品支持基板の製造方法において、穴加工を行うことにより前記基板に前記第１凹部を形成する第１穴明け工程と、前記第１凹部内に金属を充填して前記金属充填部を形成する金属充填部形成工程と、前記金属充填部形成工程の後、穴加工を行うことにより前記金属充填部に前記第２凹部を形成する第２穴明け工程と、前記第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を嵌合支持させるガイド部材取付工程とを含むことを特徴とする光部品支持基板の製造方法、がある。なお、この課題解決手段において「光部品」という部材は、光部品支持基板とは別体で構成された部材であって、光部品支持基板と位置合わせされる対象物であるため、必須構成要素ではない。
【００２９】
そして本発明の製造方法によれば、上記構成を有する光部品支持基板を簡単かつ確実に、しかも低コストで製造することができる。
【００３０】
また、上記課題を解決するための別の手段としては、主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有する基板と、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有し、位置合わせ凹部を有する光部品と、前記第１凹部内に充填され、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、前記光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合する位置合わせ用ガイド部材とを備える光部品付き光部品支持基板の製造方法において、穴加工を行うことにより前記基板に前記第１凹部を形成する第１穴明け工程と、前記第１凹部内に金属を充填して前記金属充填部を形成する金属充填部形成工程と、前記金属充填部形成工程の後、穴加工を行うことにより前記金属充填部に前記第２凹部を形成する第２穴明け工程と、前記第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を嵌合支持させるガイド部材取付工程と、前記ガイド部材取付工程の後、前記位置合わせ用ガイド部材を前記位置合わせ凹部に対して嵌合させることにより、前記光部品の位置合わせを行いつつ前記光部品を前記基板に支持固定させる支持固定工程とを含むことを特徴とする光部品付き光部品支持基板の製造方法、がある。
【００３１】
そして本発明によれば、上記構成を有する光部品付き光部品支持基板を簡単かつ確実に、しかも低コストで製造することができる。
【００３２】
以下、上記構成の光部品支持基板の製造方法を工程に沿って説明する。
【００３３】
光部品に対しては、位置合わせ凹部形成工程を行うことで、前記位置合わせ凹部をあらかじめ形成しておくことが好ましい。ここで、位置合わせ凹部形成工程における穴加工の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、エッチング加工、レーザ加工などがある。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、ここで行われる穴加工は、例えば精密ドリルなどを用いた精密穴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位置合わせ凹部を形成しておけば、高い精度で光軸合わせを行うことができるからである。なお、位置合わせ凹部は、光部品の表裏両面に開口する貫通穴であってもよいほか、裏面側のみにて開口する非貫通穴であってもよい。また、位置合わせ凹部形成工程後に、必要に応じて仕上げ加工を行うことにより位置合わせ凹部の穴径を微調整してもよい。
【００３４】
前記第１穴明け工程では、穴加工を行うことにより前記基板に前記第１凹部を形成する。ここで、第１穴明け工程における穴加工の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く、特にはパンチ加工が好ましい。
【００３５】
特に前記基板が銅または銀からなる導体部を有する低温焼成セラミック基板である場合、セラミック未焼結体に対して穴明けを行うことにより、前記第１凹部を形成することが好適である。未焼結のセラミック材料に対して穴加工を行う理由は、以下のとおりである。即ち、セラミック材料は完全に焼結すると極めて硬くなる性質があるため、加工が難しくなり、加工コストも高くなる。これに対して、それほど硬くない未焼結状態のセラミック材料に対する穴加工は、比較的簡単にかつ低コストで行うことが可能だからである。
【００３６】
前記金属充填部形成工程では、前記第１凹部内に金属を充填して前記金属充填部を形成する。金属を充填する方法としては、上記のように、印刷装置を用いた金属ペーストの印刷や、ディスペンス装置を用いた金属ペーストのディスペンシングや、めっきなどの手法を挙げることができる。
【００３７】
特に前記基板が銅または銀からなる導体部を有する低温焼成セラミック基板である場合、前記第１穴明け工程の後、前記セラミック未焼結体に前記導体部を形成する導体部形成工程と、前記第１凹部内に金属を充填して前記金属充填部を形成する金属充填部形成工程とを行うことが好ましい。なお、導体部形成工程及び金属充填部形成工程はどちらを先に実施してもよく、同時に実施してもよい。導体部形成工程及び金属充填部形成工程を同時に実施する方法であると、工数を減らすことができるので、生産性を向上させることができる。
【００３８】
前記基板が銅または銀からなる導体部を有する低温焼成セラミック基板である場合には、前記導体部形成工程及び前記金属充填部形成工程の後、さらに前記セラミック未焼結体を焼結させて、前記低温焼成セラミック基板とする焼成工程を行うことが好ましい。この工程を経ると、セラミックが焼結するばかりでなく、同時に導体部及び金属充填部も焼結する。焼成温度や焼成時間等については、選択した低温焼成セラミックの種類に応じて適宜設定される。
【００３９】
前記第２穴明け工程では、前記金属充填部形成工程の後（焼成工程を行う場合には焼成工程の後）、穴加工を行うことにより前記金属充填部に前記第２凹部を形成する。第２穴明け工程における穴加工の方法としては周知の技術を採用することができるが、この場合には精密穴加工を行うことが望ましい。このような加工法によって第２凹部を形成しておけば、光軸合わせの際の基準となる位置合わせ用ガイド部材を、所望とする正しい位置にて支持することができるからである。精密穴加工の具体的手法としては、ドリル加工、パンチ加工、レーザ加工などがあるが、コスト性などを考慮すると精密ドリルを使用したドリル加工が最も好ましい。なお、第２穴明け工程後に上記の研磨工程を行うようにしてもよく、この場合には第２穴明け工程によって発生したバリ等を確実に除去することができる。第２穴明け工程後に、必要に応じて仕上げ加工を行うことにより穴径を微調整してもよい。
【００４０】
前記ガイド部材取付工程では、前記第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を嵌合支持させる。これにより、位置合わせ用ガイド部材の少なくとも一部が、基板の主面側にて突出した状態となる。
【００４１】
前記支持固定工程では、前記ガイド部材取付工程の後、前記位置合わせ用ガイド部材を光部品の位置合わせ凹部に対して嵌合させるようにする。その結果、前記光部品及び前記光学素子の光軸合わせを行いつつ、併せて前記光部品を前記基板に支持固定させることができる。そして、以上の工程を実施する本発明の製造方法によれば、所望の光部品付き光部品支持基板を簡単かつ確実に、しかも低コストで製造することができる。
【００４２】
なお、光学素子を備える光部品支持基板、光部品付き光部品支持基板である場合には、例えば、前記支持固定工程の前に部品搭載工程を行って、基板の主面側に光学素子を搭載することがよい。この場合、基板に支持固定された位置合わせ用ガイド部材を基準として位置合わせを行うことが好ましい。より具体的には、位置合わせ用ガイド部材の先端部における平坦面を画像認識し、そこを基準として位置合わせを行いながら、前記基板の主面側に前記光学素子を搭載することが好ましい。なお、基板に光学素子を搭載しない場合、このような搭載工程は省略可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
［第１実施形態］
【００４４】
図１〜図９には、本発明を具体化した第１実施形態の光導波路付き光部品支持基板１０（光部品付き光部品支持基板）が示されている。
【００４５】
図１に示されるように、本実施形態の光導波路付き光部品支持基板１０は、ＶＣＳＥＬ１４（光学素子）、ガラスセラミック基板１１（基板）、ガイドピン４４（位置合わせ用ガイド部材）等によって構成されている。
【００４６】
低温焼成セラミック基板の一種であるガラスセラミック基板１１は、上面１２（主面）及び下面１３を有する略矩形状の板部材である。かかるガラスセラミック基板１１は複数のセラミック層２１〜２５からなる、いわゆる多層配線基板であって、金属配線層２６（導体部）を備えている。例えば、上面１２（主面）に位置する金属配線層２６の一部には、各種電子部品を実装するための複数の接続パッド２９が形成されている。金属配線層２６はガラスセラミック基板１１の内層にも形成されている。このガラスセラミック基板１１はビアホール導体２７も備えており、層の異なる金属配線層２６同士はビアホール導体２７（導体部）を介して層間接続されている。また、ガラスセラミック基板１１の下面１３には複数の接続端子２８が設けられている。本実施形態の場合、金属配線層２６、ビアホール導体２７及び接続パッド２９は、いずれも銅（Ｃｕ）からなる。
【００４７】
図１，図２に示されるように、ガラスセラミック基板１１の上面１２における略中央部には、矩形状のキャビティ４１が形成されている。同キャビティ４１の内底面には、光学素子（発光素子）の一種であるＶＣＳＥＬ１４が、発光面を上方に向けた状態で搭載されている。このＶＣＳＥＬ１４は、一列に並べられた複数（ここでは４つ）の発光部１５を発光面内に有している。従って、これらの発光部１５は、ガラスセラミック基板１１の上面１２に対して直交する方向（即ち図１の上方向）に、所定波長のレーザ光を出射するようになっている。ＶＣＳＥＬ１４の有する複数の端子（図示略）は、同じく同キャビティ４１の内底面４２に設けられた接続パッド２９上にそれぞれ接合されている。なお、ＶＣＳＥＬ１４のような発光素子に代えて、フォトダイオードのような受光素子を搭載した構成としてもよい。
【００４８】
また、キャビティ４１の内底面においてＶＣＳＥＬ１４の近傍には、ＶＣＳＥＬ１４を駆動するための動作回路用ＩＣ１６（いわゆるドライバＩＣ）が配置されている。動作回路用ＩＣ１６の有する複数の端子（図示略）は、同キャビティ４１の内底面に設けられた接続パッド２９上にそれぞれ接合されている。従って、ＶＣＳＥＬ１４と動作回路用ＩＣ１６とが、金属配線層２６などを介して電気的に接続されている。
【００４９】
図１，図２に示されるように、この光導波路付き光部品支持基板１０における外周部の４箇所には、第１凹部５６が設けられている。第１凹部５６は円形かつ等断面形状であって、ガラスセラミック基板１１の上面１２のみに開口する非貫通穴である。本実施形態の場合、第１凹部５６の直径は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ程度になるように設定されている。
【００５０】
これらの第１凹部５６の内部には銅充填部５７（金属充填部）が設けられており、その銅充填部５７のほぼ中心部にはピン支持穴４６（第２凹部）が設けられている。なお、第１凹部５６の内部にダミーのビアホール導体が設けられ、そのダミーのビアホール導体のほぼ中心部にピン支持穴４６が設けられている、と把握してもよい。ピン支持穴４６は円形かつ等断面形状であって、ガラスセラミック基板１１の上面１２のみにて開口している。本実施形態の場合、ピン支持穴４６の直径は第１凹部５６よりも小さく、約０．７ｍｍに設定されている。
【００５１】
４つあるピン支持穴４６の内部には、ステンレス鋼からなる断面円形状のガイドピン４４（位置合わせ用ガイド部材）が、上面１２側に一端を突出させた状態で嵌着支持されている。これらのガイドピン４４は、軸線方向に対して垂直な平坦面を両端部に備えている。ガイドピン４４の端部の外縁は面取りされている。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。
【００５２】
図１に示されるように、ガラスセラミック基板１１の上面１２（主面）側には、フィルム状の光導波路３１（光部品）が配置されている。この光導波路３１を構成する基材３２は、コア３３及びそれを上下から取り囲むクラッド３４を有している。実質的にコア３３は光信号が伝搬する光路となる。本実施形態の場合、コア３３及びクラッド３４は、屈折率等の異なる透明なポリマ材料、具体的には屈折率等の異なるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）により形成されている。光路となるコア３３の本数は発光部１５の数と同じく４つであって、それらは直線的にかつ平行に延びるように形成されている。
【００５３】
光導波路３１における所定の箇所には、光導波路３１の上面にて開口するＶ字溝３５が形成されている。このＶ字溝３５の先端はコア３３のある深さにまで及んでいる。Ｖ字溝３５の内面はガラスセラミック基板１１の上面１２に対して約４５°の角度を持つ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３７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用ミラーが構成されている。光導波路３１の四隅には円形状の位置合わせ穴３６が貫通形成されている。これらの位置合わせ穴３６は、ガイドピン４４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、光導波路３１の有する各位置合わせ穴３６には、ガラスセラミック基板１１側にて突出する各ガイドピン４４が嵌合されている。その結果、ガラスセラミック基板１１の上面１２（主面）上にて、光導波路３１が位置合わせされた状態で固定されている。ここで「位置合わせされた状態で固定」とは、具体的には、ＶＣＳＥＬ１４の各発光部１５の光軸と光導波路３１の各コア３３の光軸とが合い、ＶＣＳＥＬ１４と光導波路３１とが光結合された状態で、光導波路３１が支持固定されていることをいう。
【００５４】
このように構成された光導波路付き光部品支持基板１０の一般的な動作について簡単に述べておく。
【００５５】
ＶＣＳＥＬ１４は、ガラスセラミック基板１１側からの電力供給により、動作可能な状態となる。ガラスセラミック基板１１上の動作回路用ＩＣ１６からＶＣＳＥＬ１４に電気信号が出力されると、ＶＣＳＥＬ１４は入力した電気信号を光信号（レーザ光）に変換した後、その光信号を上方に向けて、発光部１５から出射する。光導波路３１の下面から入射した光信号は、光路変換ミラーにおいて進行方向を９０°変更し、図示しない受光側に向かってコア３３内を進行する。
【００５６】
次に、上記構成の光導波路付き光部品支持基板１０の製造方法を説明する。
【００５７】
まず、以下の手順によりガラスセラミック基板１１を作製する。
【００５８】
セラミック粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤などを均一に混合・混練してなる原料スラリーを作製し、この原料スラリーを用いてドクターブレード装置によるシート成形を行って、所定厚みのグリーンシート６１，６２，６３，６４，６５を複数枚形成する（図３参照）。グリーンシート６１〜６５における所定部分にパンチ加工を施して、ビアホール用孔３０、キャビティ用孔６８及び第１凹部５６を形成する。
【００５９】
この段階ではまだセラミックが未焼結状態であるので、穴加工を比較的簡単にかつ低コストで行うことができる。第１穴明け工程では、焼成工程を経た時点における第１凹部５６の内径が、ピン支持穴４６（第２凹部）の内径（約０．７ｍｍ）及びガイドピン４４の直径（約０．７ｍｍ）よりも大きくなるように設定して、穴加工を行う。具体的には、１．２ｍｍ〜２．４ｍｍ程度に設定して第１凹部５６の穴加工を行う。その理由は、セラミックは焼成工程を経ることで収縮し、それに伴って第１凹部５６も小径化しかつ位置ズレするため、このことを計算に入れて第１凹部５６を大きめに形成しておく必要があるからである。
【００６０】
そして次に、ペースト印刷装置を用いてビアホール用孔３０の中にビアホール導体用の銅ペースト６９を充填するとともに、同時に当該銅ペースト６９を第１凹部５６にも充填する（図４参照）。また、グリーンシート６２，６３の表面に銅ペースト６９を印刷することにより、後に金属配線層２６等となる印刷層を形成する。そして、これら複数枚のグリーンシート６１〜６５を積層してプレスすることにより一体化し、グリーンシート積層体とする。次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、さらにセラミックが焼結しうる７００℃〜１０００℃程度の温度にて焼成工程を行う。これにより、グリーンシート積層体（セラミック未焼結体）を焼結させ、図５に示すようなキャビティ４１を有するガラスセラミック基板１１とする。この時点でセラミックは硬質化しかつ収縮すると同時に、銅ペースト６９も焼結して硬質化する。ただし、焼結した銅ペースト６９からなる銅充填部５７のほうが、ガラスセラミック基板１１に比べて硬度が低い。ゆえに、銅充填部５７に対する機械加工のほうが、ガラスセラミック基板１１に対する機械加工に比べて困難性が小さい。言い換えると、銅充填部５７はガラスセラミック基板１１に比べて加工性に優れているということになる。なお、接続端子２８については焼成工程後の時点で形成を行ってもよい。
【００６１】
一方、光導波路３１については、従来公知の手法に従ってクラッド３４及びコア３３を順次積層形成した後、精密ドリルを用いた精密穴加工を行って、所定の４箇所に位置合わせ穴３６を形成しておく（位置合わせ凹部形成工程）。そして、さらにＶ溝加工及びその部分へのスパッタ等を行うことにより、金属薄膜３７からなる光路変換ミラーを形成する。光路変換ミラーの形成時には位置合わせ穴３６の位置を基準とすることがよく、これにより位置合わせ精度をいっそう向上させることができる。従って、光路変換部形成工程は位置合わせ凹部形成工程の後に実施されることがよい。
【００６２】
続く第２穴明け工程では、精密ドリル４９を用いた精密穴加工を行って銅充填部５７にピン支持穴４６（第２凹部）を形成する（図６参照）。このような加工法によれば、光軸合わせの際の基準となるガイドピン４４を、所望とする正しい位置にて支持可能なピン支持穴４６とすることができる。また、上述したように、銅充填部５７は加工性に優れた部分であるため、ピン支持穴４６を比較的簡単に加工形成することができる。さらに、周知の手法により仕上げ加工を行って、ピン支持穴４６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。
【００６３】
続くガイド部材支持工程では、ピン支持穴４６にガイドピン４４の一端側を嵌合支持させる（図７参照）。その結果、ガイドピン４４の一部がガラスセラミック基板１１の上面１２から突出した状態となる。
【００６４】
続く搭載工程では、あらかじめキャビティ４１の内底面上にある接続パッド２９にはんだを供給しておく。そして、キャビティ４１の内底面の上方においてＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ１６を接続パッド２９に対して位置合わせする。その際、既に立設支持状態にある１つまたは複数のガイドピン４４の上端平坦面をＣＣＤカメラ等の撮像手段で撮像し、その撮像データに基づき画像処理を行って、平坦面を円形領域として画像認識する。そして、この画像認識された円形領域を基準（より具体的には例えば前記円形領域の中心を原点）として設定し、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ１６のＸ−Ｙ方向の位置を微調整する（図８参照）。ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ１６の位置が決定したら、これらを下降させてキャビティ４１の内底面に押し付け、仮固定する。この状態ではんだリフローを行い、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ１６の端子を接続パッド２９にはんだ付けする。なお、この手法によれば、ＶＣＳＥＬ１４等のＸ−Ｙ方向の位置精度を確実に向上させることができる。
【００６５】
続く支持固定工程では、ガラスセラミック基板１１の上面１２から突出する各ガイドピン４４を、光導波路３１における各位置合わせ穴３６に対して嵌合させる（図９参照）。その結果、光導波路３１及びＶＣＳＥＬ１４の光軸合わせを行いつつ、併せて光導波路３１をガラスセラミック基板１１に支持固定させることができる。そして、以上のようにして本実施形態の光導波路付き光部品支持基板１０が完成する。
【００６６】
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。
【００６７】
（１）本実施形態では、ガイドピン４４と位置合わせ穴３６との嵌合関係をもって光軸合わせを達成しつつ、ガラスセラミック基板１１に光導波路３１を支持固定した構成となっている。よって、リフロー時のセルフアライメント作用のみに頼る従来の消極的な光軸合わせに比べて、より積極的にかつ高い精度で光軸が合った状態となる。ゆえに、光の伝送ロスが小さく、高速度化・高密度化等に十分に対応しうる光導波路付き光部品支持基板１０を実現することができる。
【００６８】
（２）また、本実施形態では、樹脂基板に比較して熱伝導性の高いガラスセラミック基板１１を用いている。それゆえ、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ１６の発する熱が効率よく放散される。よって、放熱性の悪化に起因する発光波長のズレも回避され、動作安定性・信頼性に優れた光導波路付き光部品支持基板１０を実現することができる。
【００６９】
（３）また、第２凹部であるピン支持穴４６が形成される箇所に銅充填部５７を設けた本実施形態の場合、例えば当該箇所に樹脂充填部を設けた場合に比べて以下の利点がある。即ち、樹脂材料に比較して、銅は耐熱性に優れるばかりでなく、熱膨張係数も相対的に小さい。よって、数百℃の高温に遭遇したとしても、銅充填部５７には樹脂充填部ほど大きな熱変形は生じない。そのため、ピン支持穴４６の位置精度悪化や形状悪化を回避することがで、ガイドピン４４を高い位置精度で確実に支持することができる。このことは光の伝送ロスの低減にも確実に寄与する。
【００７０】
（４）また、本実施形態の製造方法によれば、所望の光導波路付き光部品支持基板１０を簡単かつ確実に、しかも低コストで製造することができる。
［第２実施形態］
【００７１】
次に、本発明を具体化した第２実施形態の光導波路付き光部品支持基板１１０（光部品付き光部品支持基板）を図１０〜図１４に基づいて説明する。
【００７２】
図１０に示されるように、本実施形態の光導波路付き光部品支持基板１１０は、ＶＣＳＥＬ１４（光学素子）、受光部１８を有するフォトダイオード１７（光学素子）、樹脂基板１１１（基板）、ガイドピン４４（位置合わせ用ガイド部材）等によって構成されている。
【００７３】
本実施形態で使用される樹脂基板１１１は、上面１２（主面）及び下面１３を有する平面視略矩形状の板部材であって、コア基板１１２（コア部）の両面の表層にビルドアップ層１１３，１１４を有するいわゆるビルドアップ配線基板である。前記コア部１１２は、基材であるガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた構造を有している。なお、エポキシ樹脂の代わりに、例えばポリイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等を含浸させたものを使用してもよい。
【００７４】
上面側表層にあるビルドアップ層１１３は、樹脂絶縁層１２１と金属導体層１２２とによって構成されている。コア基板１１２のコア上面に形成された樹脂絶縁層１２１は、その厚さが約３０μｍであって、例えば連続多孔質ＰＴＦＥにエポキシ樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる。樹脂絶縁層１２１の表面上には、銅めっきからなる金属導体層１２２がパターン形成されている。
【００７５】
下面側表層にあるビルドアップ層１１４は、樹脂絶縁層１３１，１３３と金属導体層１３２，１３４とによって構成されている。コア基板１１２のコア下面に形成された１層めの樹脂絶縁層１３１は、その厚さが約３０μｍであって、例えば連続多孔質ＰＴＦＥにエポキシ樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる。１層めの樹脂絶縁層１３１の表面上には、銅めっきからなる金属導体層１３２がパターン形成されている。また、１層めの樹脂絶縁層１３１上には、同様の材料からなる厚さ約３０μｍの２層めの樹脂絶縁層１３３が形成されている。２層めの樹脂絶縁層１３３の表面上には、銅めっきからなる金属導体層１３４がパターン形成されている。
【００７６】
コア基板１１２における複数箇所には、コア上面及びコア下面を貫通する内部導通用のスルーホール部１１５が形成されている。これらのスルーホール部１１５は、ビルドアップ層１１３，１１４によって埋められており、樹脂基板１１１の表面にて開口部を露出させていない。これらのスルーホール部１１５は、スルーホール形成用孔１１６の内壁面にスルーホールめっき部１１７を設けた構造を有している。本実施形態の場合、スルーホールめっき部１１７は銅めっきからなり、その析出厚さは約２０μｍに設定されている。スルーホール部１１５内には、エポキシ樹脂をベースとしてそれに硬化剤及びフィラーを添加したペーストの硬化体である充填材１１８が充填されている。そして、これらのスルーホール部１１５は、上面側表層にあるビルドアップ層１１３の導体と、下面側表層にあるビルドアップ層１１４の導体とを電気的に接続する役割を果たしている。
【００７７】
ビルドアップ層１１３の樹脂絶縁層１２１の所定箇所には、ビア凹部内に銅めっきを析出させた構造のビアホール部１３８が形成されている。それらのビアホール部１３８の直上には、複数のはんだバンプ１３９が設けられている。そして、これらのはんだバンプ１３９を介して、ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１７が樹脂基板１１１の上面１２側にはんだ付けされている。なお、樹脂基板１１１の上面においてはんだバンプ１３９が形成されていない箇所は、ソルダーレジスト１３７で覆われている。
【００７８】
本実施形態の樹脂基板１１１は、離間した複数の箇所にピン支持用のスルーホール部１５５を有している。前記スルーホール部１５５は、スルーホール形成用孔１５６（第１凹部）の内壁面に、銅めっきからなるスルーホールめっき部１５７（金属充填部）を析出させた構造を有している。スルーホール形成用孔１５６は、直径が０．７５ｍｍ〜０．８５ｍｍ程度であって、樹脂基板１１１の上面１２及び下面１３にて開口している。スルーホールめっき部１５７のほぼ中央部には、上面１２及び下面１３にて開口するめっき部中央孔１４６（第２凹部）が形成されている。本実施形態の場合、めっき部中央孔１４６の直径はスルーホール形成用孔１５６よりも小さく、約０．７ｍｍに設定されている。そして、これらのピン支持用のスルーホール部１５５内には、ステンレス鋼からなる断面円形状のガイドピン４４（位置合わせ用ガイド部材）が、上面１２側に一端を突出させた状態で嵌合支持されている。これらのガイドピン４４の突出部分は、フィルム状の光導波路３１（光部品）が有する位置合わせ穴３６（位置合わせ凹部）に対して嵌合している。その結果、樹脂基板１１１の上面１２上にて、光導波路３１が位置合わせされた状態で固定されている。
【００７９】
次に、上記構成の光導波路付き光部品支持基板１１０の製造方法を説明する。
【００８０】
まず、従来周知の手法により作製された樹脂基板１１１を準備する。
【００８１】
その具体例を挙げると、最初に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１２２，１３２及びスルーホール部１１５を有するコア基板１１２を形成する。次に、コア基板１１２の表層にビルドアップ層１１３，１１４を積層形成し、さらにソルダーレジスト１３７を形成する。そして、ビアホール部１３８にはんだペーストを塗布してリフローすることにより、はんだバンプ１３９を設ける（図１１参照）。
【００８２】
次に、上記の樹脂基板１１１に対してドリルを用いて穴加工を行うことにより、スルーホール形成用孔１５６を形成する（第１穴明け工程、図１２参照）。このとき、スルーホール形成用孔１５６はビアホール部１３８のある箇所を避けて設けられる。本実施形態の場合、基本的にガラス、樹脂、金属等といった、セラミックほど硬質でない材料からなる樹脂基板１１１を加工対象物としているため、穴加工を比較的簡単にかつ低コストで行うことができる。なお、第１穴明け工程をレーザ加工により行ってもよい。
【００８３】
次に、上記の樹脂基板１１１に従来周知の手法に従って無電解銅めっきを施し、スルーホール形成用孔１５６の内壁面に厚さ１０μｍ〜５０μｍ程度のスルーホールめっき部１５７を形成する（スルーホールめっき部形成工程、図１３参照）。めっき厚さが１０μｍ未満であると、次の第２穴明け工程にて穴加工を行う際に、スルーホールめっき部１５７の殆どまたは全部が削り取られてしまう可能性があるため、好ましくない。また、めっき厚さを５０μｍよりも大きくしようとすると、めっき時間が長くなり、生産性が低下する可能性がある。
【００８４】
次に、上記の樹脂基板１１１においてピン支持用のスルーホール部１５５に対応する箇所に精密ドリル加工を行って、スルーホールめっき部１５７の内周面側の一部を削り取ることにより、めっき部中央孔１４６を形成する（第２穴明け工程、図１４参照）。このとき、本実施形態ではガラスクロスが存在せず銅めっきのみが存在する箇所を加工対象物としている。そのため、ガラスクロスが存在する部分を加工対象物とした場合に比べて、精密穴加工を比較的簡単にかつ高精度に、しかも低コストで行うことができる。そして、このような加工法によれば、光軸合わせの際の基準となるガイドピン４４を、所望とする正しい位置にて支持可能なめっき部中央孔１４６を得ることができる。さらに、従来周知の手法により仕上げ加工を行って、めっき部中央孔１４６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。
【００８５】
次に、めっき部中央孔１４６にガイドピン４４の一端側を嵌合支持させる（ガイド部材取付工程）。その結果、ガイドピン４４の一部が樹脂基板１１１の上面１２から突出した状態となる。この後、第１実施形態にて説明した搭載工程及び支持固定工程を実施すれば、光導波路３１とＶＣＳＥＬ１４との光軸合わせ、光導波路３１とフォトダイオード１７との光軸合わせを行いつつ、併せて光導波路３１を樹脂基板１１１に支持固定させることができる。
【００８６】
上記の手順を経て完成した光導波路付き光部品支持基板１１０では、ガイドピン４４と位置合わせ穴３６との嵌合関係をもって光軸合わせを達成しつつ、樹脂基板１１１に光導波路３１を支持固定した構成となっている。よって、リフロー時のセルフアライメント作用のみに頼る従来の消極的な光軸合わせに比べて、より積極的にかつ高い精度で光軸が合った状態となる。ゆえに、光の伝送ロスが小さく、高速度化・高密度化等に十分に対応しうる光導波路付き光部品支持基板１１０を実現することができる。また、本実施形態の製造方法によれば、図１０の光導波路付き光部品支持基板１１０を簡単かつ確実に、しかも低コストで製造することができる。
【００８７】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００８８】
・ガイドピン４４の本数や形状等は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて任意に変更することが可能である。
【００８９】
・第２穴明け工程における精密穴加工のみによって十分高精度な穴が形成できるのであれば、仕上げ加工を省略しても構わない。
【００９０】
・上記実施形態では、光伝送機能及び光反射機能を有する光部品として光導波路３１を用いていたが、その代わりに光ファイバコネクタ等の光伝送機能を有する光部品を用いて構成してもよい。さらには、光導波路３１に代えて、マイクロレンズアレイ等の集光機能を有する光部品を用いるようにしてもよい。
【００９１】
・上記第１実施形態では、銅からなる導体部を有するガラスセラミック基板１１に対して銅充填部５７を形成していた。しかし、ガラスセラミック基板１１が、例えば銀からなる導体部を有するものである場合には、銅充填部５７に代えて銀充填部を形成するようにしてもよい。銀も銅と同じくガラスセラミックとの同時焼成が可能な金属だからである。
【００９２】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想の一部を以下に列挙する。
【００９３】
（１）主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口する第１凹部を有し、銅または銀からなる導体部を有する低温焼成セラミック基板と、前記第１凹部内に前記導体部と同じ金属材料を充填してなり、前記第１凹部よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口する第２凹部を有する金属充填部と、コア及びそのコアを包囲するクラッドを有し、位置合わせ凹部を有する光導波路と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、前記位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備え、前記低温焼成セラミック基板の主面側に、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有し、前記光導波路と光結合されるべき光学素子が搭載されていることを特徴とする光導波路付き光部品支持基板。
【００９４】
（２）主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口するダミービアホール用穴を有する基板と、前記ダミービアホール用穴に充填されたダミービアホール導体と、そのダミービアホール導体は、前記ダミービアホール用穴よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口するガイド部材支持凹部を有することと、前記ガイド部材支持凹部に嵌合されることで支持され、前記基板の前記主面側にてその一部が突出し、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備えることを特徴とする光部品支持基板。
【００９５】
（３）主面を有するとともに、少なくとも前記主面側において開口するスルーホール形成用孔を有する樹脂基板と、前記スルーホール形成用孔内に充填され、前記スルーホール形成用孔よりも小径かつ少なくとも前記主面側において開口するめっき部中央孔を有するスルーホールめっき部と、前記めっき部中央孔に嵌合されることで支持され、前記樹脂基板の前記主面側にてその一部が突出し、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の有する位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備えることを特徴とする光部品支持基板。
【００９６】
（４）前記（３）に記載の光部品支持基板の製造方法であって、穴加工を行うことにより前記樹脂基板に前記スルーホール形成用孔を形成する第１穴明け工程と、前記スルーホール形成用孔内に銅めっきを施して前記スルーホールめっき部を形成するスルーホールめっき部形成工程と、前記スルーホールめっき部形成工程の後、穴加工を行うことにより前記スルーホールめっき部に前記めっき部中央孔を形成する第２穴明け工程と、前記めっき部中央孔に前記位置合わせ用ガイド部材を嵌合支持させるガイド部材取付工程とを含むことを特徴とする光部品支持基板の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の光導波路付き光部品支持基板を示す概略断面図。
【図２】前記光部品支持基板を示す概略平面図。
【図３】第１実施形態の光導波路付き光部品支持基板の製造過程において、第１穴明け工程後のグリーンシートを示す概略断面図。
【図４】前記製造過程において、導体部形成工程及び金属充填部形成工程の後のグリーンシートを示す概略断面図。
【図５】前記製造過程において、焼成工程を経て得られたガラスセラミック基板を示す概略断面図。
【図６】前記製造過程において、銅充填部にピン支持穴を形成する際の様子を示す概略断面図。
【図７】前記製造過程において、ピン支持穴にガイドピンを支持させる際の様子を示す概略断面図。
【図８】前記製造過程において、ＶＣＳＥＬ等を搭載するときの様子を示す概略断面図。
【図９】前記製造過程において、ガラスセラミック基板と光導波路との位置合わせを行いつつ光導波路を支持固定する状態を示す概略断面図。
【図１０】本発明を具体化した第２実施形態の光導波路付き光部品支持基板を示す概略断面図。
【図１１】第２実施形態の光導波路付き光部品支持基板の製造過程において、第１穴明け工程前の樹脂基板を示す概略断面図。
【図１２】前記製造過程において、第１穴明け工程時の樹脂基板を示す概略断面図。
【図１３】前記製造過程において、スルーホールめっき部形成工程の後の樹脂基板を示す概略断面図。
【図１４】前記製造過程において、スルーホールめっき部にめっき部中央孔を形成する際の様子を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００９８】
１０，１１０…光部品付き光部品支持基板としての光導波路付き光部品支持基板
１１…基板としてのガラスセラミック基板
１２…主面としての基板の上面
１４…光学素子としてのＶＣＳＥＬ
１５…発光部
１７…光学素子としてのフォトダイオード
１８…受光部
２６…導体部としての金属配線層
２７…導体部としてのビアホール導体
２９…導体部としての接続パッド
３１…光部品としての光導波路
３６…位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
４１…キャビティ
４４…位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピン
４６…第２凹部としてのピン支持穴
５６…第１凹部
５７…金属充填部としての銅充填部
１１１…基板としての樹脂基板
１４６…第２凹部としてのめっき部中央孔
１５６…第１凹部としてのスルーホール形成用孔
１５７…金属充填部としてのスルーホールめっき部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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