(57)【要約】【課題】 光導波路とプリント配線板間を一体化するに接合強度が強く信頼性が高い光電気混載基板を提供することにある。さらにはプリント配線基板と光導波路の間の電気接続をも可能とすることを目的とする。 【解決手段】光導波路１の所望の場所に、金属薄膜２を形成する。光導波路の金属薄膜２とプリント配線板のニッケル/金メッキ層４の位置を合わせて半田ボール１１で接合することにより、プリント配線板と光導波路が一体化した光電気混載基板が得られる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板と光導波路が金属で接着されて一体化されていることを特徴とする光電気混載基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高分子光導波路に関し、特に光集積回路、光インターコネクション用光学部品、光電気混載板等に関する。
【背景技術】
【０００２】
光部品、あるいは光ファイバの基材としては、光伝搬損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴を有する石英ガラスや多成分ガラス等の無機系の材料が広く使用されているが、最近では高分子系の材料も開発され、無機系材料に比べて加工性や価格の点で優れていることから、光導波路用材料として注目されている。例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、あるいは、ポリスチレンのような透明性に優れた高分子をコアとし、そのコア材料よりも屈折率の低い高分子をクラッド材料としたコア−クラッド構造からなる平板型光導波路が作製されている（特許文献１）。これに対して耐熱性の高い透明性高分子であるポリイミドを用い低損失の平板型光導波路が実現されている（特許文献２）。
【０００３】
光導波路とプリント配線板を一体とした光電気混載基板において、光導波路とプリント配線板間の密着性が問題となることがある。プリント配線板上に光導波路を貼り付ける場合、一般的に接着剤などを用いる。光導波路の多くはフッ素を含有している点などから、密着性が良好ではない。半田リフローを通したときに剥がれてしまったりする。また、製品によっては、光導波路に電気配線が施される必要性もある。そのとき、プリント配線板と光導波路間で導通させる必要がある。接着剤で貼り合わせた後にドリルやレーザ加工などでスルーホールを形成して導通を取ることもできるが、信頼性の低下をもたらす場合やコスト高となったりする。
【特許文献１】特開平３−１８８４０２号公報
【特許文献２】特開平２−１１０５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題を回避すべく、光導波路とプリント配線板を一体化するに接合強度が強く信頼性が高い光電気混載基板を提供することにある。さらにはプリント配線基板と光導波路の間の電気接続をも可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討した結果、光導波路とプリント配線板とを金属などで接合させることにより、前記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち本発明は、電子回路基板と光導波路が金属で接着されて一体化されていることを特徴とする光電気混載基板である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による光導波路を用いることにより、光導波路とプリント配線板の密着性が良好な光電気混載板を作成ができる。さらには必要に応じて光導波路とプリント配線板との間の電気接続を容易に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。ここでは、ポリイミド光導波路を例に挙げて説明するが、光導波路の材料としてポリイミド以外の光学用材料の樹脂を用いることももちろん可能である。
【０００８】
まず、シリコンウェハ上に下部クラッド層を形成する。その上に一部がコアとなる層とレジスト層を順次形成する。次に、所望のコアパターンの描いてあるマスクパターンを用いて露光することにより、マスクとなるレジストパターンが形成される。このレジストパターンをマスクとして酸素プラズマで一部がコアとなる層をドライエッチングする。次に、マスクのレジストを剥離液で除去する。次にその上に上部クラッド層を形成する。そして多層の形成されたシリコンウエハごとフッ酸水溶液に浸漬させ、シリコンウェハから光導波路を剥離する。
【０００９】
続いて、図１で光導波路とプリント配線基板の接続を説明する。光導波路１の所望の場所に、金属薄膜２を形成する。このとき、金属薄膜はリフトオフ法によって、光導波路上に所望の形状にパターニングされて形成される。パターニングは接合する箇所だけでも構わないが、必要であれば、電気配線のパターンも同時に形成することができる。金属薄膜の材料は光導波路材料と密着性の良好なチタンやクロムが好ましい。また、密着性を向上させるために、光導波路表面をプラズマ処理しても構わない。一方、プリント配線板３上にもニッケル/金メッキ層４を設けておく。光導波路の金属薄膜とプリント配線板のニッケル/金メッキ層の位置を合わせて半田ボール１１で接合することにより、プリント配線板と光導波路が一体化した光電気混載基板が得られる。また図２のように、半田を用いないで、光導波路１とプリント配線板３に設けられた金属薄膜２，５同士を熱圧着で接合しても構わない。
【００１０】
半田を用いる場合、図３のように光導波路２１にあらかじめ窪み２４を設けておき、窪みに形成した金属薄膜２２と半田ボール２３によって金属接続を行ってもよい。これによりより薄型化が図れる。光導波路の高さは窪み量および半田ボール径で調整できる。
また、光導波路をプリント配線版に搭載する際に、他の素子と同時に半田実装することも可能である。接合した光導波路にレーザ加工などでコアの一部を切断した微小ミラを形成することにより、プリント配線基板の反対側の面に実装された面型発光素子や面型受光素子との光結合は可能である。
【００１１】
また、光導波路内に電気光学効果あるいは熱光学効果などを用いた光スイッチや光分岐機能等が形成されている場合、プリント配線基板と光導波路との金属接続部を電力供給路として用いることもできる。
【実施例】
【００１２】
分子構造の異なる種々の高分子の溶液を用いることにより数限りない本発明の高分子光導波路が得られることは明らかである。したがって、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
５インチシリコンウェハ上に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二無水物（６ＦＤＡ）と２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４, ４' −ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）から形成されるポリイミドを上下のクラッド層として、６ＦＤＡと４, ４' −オキシジアニリン（ＯＤＡ）から形成されるポリイミドをコア層として、公知のフォトリソグラフィとドライエッチング技術によりマルチモード光導波路フィルムを形成する。このとき、Ｔ字状にパターニングした。その後、この光導波路が形成されたシリコンウエハを５ｗｔ％のフッ酸水溶液中に浸漬させ、シリコンウェハから光導波路を剥し、フィルム光導波路を作製した。フィルム導波路の厚みは１００μｍとした。
【００１３】
次に、リフトオフ技術により所望の位置に、０．８mm×０．８mmのチタン薄膜を形成した。チタン薄膜はスパッタ蒸着により約０．１ミクロン堆積させた。
【００１４】
チタン薄膜を堆積させる前に、酸素プラズマエッチングを約２分行い、表面を少し粗らした。その後、このチタン薄膜部とプリント配線板の電極パッド部の位置を合わせ、間に直径約０．８ｍｍ半田ボールをおいた。その後、リフローを通し、半田接合を行った。半田は錫６２wt%、鉛３８wt%の共晶半田を用いて、リフローのピーク温度は２３０℃であった。リフローを何回も通しても半田部での剥離は起こらなかった。また光導波路の光学的劣化が生じてないことも確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明による電気回路と光回路が搭載される光電気混載基板に広く利用できる
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光導波路とプリント配線板間の金属接続の一例を示す図。
【図２】本発明の光導波路とプリント配線板間の金属接続の一例を示す図。
【図３】本発明の光導波路とプリント配線板間の金属接続の一例を示す図。
【符号の説明】
【００１７】
１：光導波路、        ２、５：金属薄膜、        ３：プリント配線板、
４：ニッケル/金メッキ層    １１：半田ボール、  ２１：光導波路、
２２：金属薄膜、      ２３：半田ボール    ２４：窪み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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