(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、第２凹部被形成部２２、位置合わせ用ガイド部材２４等を備える。基板１１の主面１２側においては第１凹部２１が開口する。第２凹部被形成部２２は第１凹部２１内に位置し、第１凹部２１よりも小径かつ少なくとも主面１２側にて開口する第２凹部２３を有する。位置合わせ用ガイド部材２４は、第２凹部２３に嵌合されることで支持され、主面１２側にてその一部が突出する。そして、位置合わせ用ガイド部材２４を光部品の位置合わせ穴３６に対して嵌合することにより、位置合わせがなされる。【選択図】  図１３
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【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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、
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】
前記基板はセラミック基板であり、前記第２凹部被形成部は前記セラミック基板を形成するセラミック材料よりも加工性のよい無機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】
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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、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凹部内に第２凹部被形成部を設ける第２凹部被形成部配設工程と、
前記第２凹部被形成部配設工程後に穴加工を行うことにより前記第２凹部被形成部に前記第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凹部を有するセラミック基板と、前記第１凹部内に位置し、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、前記基板を形成するセラミック材料よりも加工性のよい無機材料からなる第２凹部被形成部と、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、
前記セラミック未焼結体を焼結させて前記セラミック基板とする焼成工程と、
前記第１凹部内に前記第２凹部被形成部を設ける第２凹部被形成部配設工程と、
前記第２凹部被形成部配設工程後に穴加工を行うことにより前記第２凹部被形成部に前記第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】
前記第１穴明け工程では、前記焼成工程を経た時点における前記第１凹部の内径が、前記第２凹部の内径及び前記位置合わせ用ガイド部材の直径よりも大きくなるように設定して、前記第１凹部の穴加工を行うことを特徴とする請求項５に記載の光部品支持基板の製造方法。
【請求項７】
前記第２穴明け工程では、精密穴加工を行って前記第２凹部を形成することを特徴とする請求項５または６に記載の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）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３６２２８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平８−２５０５４２号公報
【０００６】
【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】
【０００７】
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。
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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を提供することにある。また、本発明の別の目的は、放熱性及び基板加工性に優れた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、作用及び効果】
【００１０】
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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、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。なお、この課題解決手段において「光部品」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。かかる光部品は、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。
【００１１】
従って、この発明によると、基板側に突設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。
【００１２】
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るが、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、低温焼成ガラスセラミック、ガラスセラミック等からなる基板がある。これらの中でもアルミナや窒化アルミニウムからなる基板を選択することが特に好ましい。
【００１３】
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。
【００１４】
かかる基板は、絶縁層と導体層（金属配線層）とを備えた配線基板であることがよい。前記導体層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。これらの導体層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、かかる導体層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。
【００１５】
前記基板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凹部を有している。従って、かかる第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、後述する第２凹部被形成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】
本発明の光部品支持基板は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層（金属配線層）を介して電気的に接続されている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
前記第２凹部被形成部は、前記第１凹部内に位置し、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。
【００２１】
前記第２凹部被形成部は、基板を形成する主材料（樹脂、セラミック、ガラス、金属など）よりも加工性のよい材料からなる。ここで「加工性のよい」材料とは、具体的には、穴明けのための加工（例えばドリル加工、パンチ加工、エッチング加工、レーザ加工など）が相対的に容易な材料のことを指す。例えば、基板を形成する主材料よりも硬度の低い材料などは、一般に、基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料であるということができる。かかる材料を用いた場合、高精度の穴明けを簡単にかつ低コストで行うことができる。
【００２２】
ここで、基板を形成する主材料がアルミナ等のセラミックである場合には、例えばそのセラミック材料よりも加工性のよいマシナブルセラミックを用いて第２凹部被形成部を設けることがよい。マシナブルセラミックとは、機械を利用して切削加工などが可能なセラミックのことを指す。マシナブルセラミックの好適例としては、マイカセラミック（ガラス中に人工雲母結晶を成長させたもの）や、ガラス質をマトリクスとしフッ素金雲母ジルコニア微結晶を均一にさせた複合マイカセラミックや、多孔質窒化アルミニウム等のセラミックに樹脂を含浸したものを挙げることができる。このように、基板及び第２凹部被形成部がともにセラミックからなる光部品支持基板であれば、放熱性がいっそう向上する。なお、セラミックは無機材料の一種であるため、熱膨張係数が比較的小さい。従って、セラミック基板と熱膨張係数が整合する結果、セラミック基板との界面（即ち第１凹部の内壁面との界面）にクラック等が起こりにくくなり、その部分の信頼性が向上する。ゆえに、位置合わせ用ガイド部材の支持強度が向上する。また、第２凹部被形成部に位置合わせ用ガイド部材を支持させた場合でも、その位置合わせ用ガイド部材の位置精度が低下しにくくなる。
【００２３】
このほか、ガラス材、シリコン、ロウ材などの無機材料を用いて第２凹部被形成部を形成してもよく、あるいは、無機材料を主成分とする導体ペーストなどを用いて第２凹部被形成部を形成してもよい。これらの材料も、熱膨張係数が比較的小さいという利点を有する。
【００２４】
また、第２凹部被形成部は樹脂のような有機材料を用いて形成された樹脂層であってもよい。先に列挙した無機材料に比べ、樹脂はさらに加工性に優れているので、高精度の穴明けを簡単にかつ低コストで行うことができる。
【００２５】
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。
【００２６】
第２凹部被形成部である樹脂層を形成する樹脂としては特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等がある。この場合、硬化収縮量が少ない熱硬化性樹脂を選択することが好ましい。熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）等がある。
【００２７】
前記樹脂層は、樹脂以外にフィラーを含んでいてもよい。かかるフィラーとしては、樹脂などからなる有機フィラーや、セラミック、金属、ガラスなどからなる無機フィラーを挙げることができる。この場合、加工容易性の観点からすれば、有機フィラーを選択することが比較的有利である。セラミック基板との熱膨張係数の整合等の観点からすれば、無機フィラーを選択することが比較的有利である。つまり、無機フィラーを含んだ樹脂層の場合、セラミック基板と熱膨張係数が整合する結果、セラミック基板との界面（即ち第１凹部の内壁面との界面）にクラック等が起こりにくくなり、その部分の信頼性が向上する。ゆえに、位置合わせ用ガイド部材の支持強度が向上する。また、樹脂層に位置合わせ用ガイド部材を支持させた場合でも、その位置合わせ用ガイド部材の位置精度が低下しにくくなる。
【００２８】
さらに前記樹脂層は、前記樹脂層を構成する樹脂よりも熱伝導性の高い無機フィラーを含んでいることがよい。この場合には樹脂層の熱伝導性が向上することにより、ひいては光部品支持基板全体の放熱性が向上するからである。また、前記第２凹部を加工形成する際に樹脂層にて熱が発生したとしても、その熱を樹脂層を介してセラミック基板側に逃がすことができるからである。
【００２９】
前記無機フィラーとして好適なセラミック材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、シリカ、窒化珪素、炭化珪素、マグネシア、ベリリア、チタニアなどを挙げることができる。また、前記無機フィラーとして好適な金属材料としては、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）などを挙げることができる。
【００３０】
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第２凹部被形成部（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。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必要がある。
【００３１】
また、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。
【００３２】
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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、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凹部内に第２凹部被形成部を設ける第２凹部被形成部配設工程と、前記第２凹部被形成部配設工程後に穴加工を行うことにより前記第２凹部被形成部に前記第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。
【００３３】
また、上記課題を解決するためのさらに別の手段としては、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凹部を有するセラミック基板と、前記第１凹部内に位置し、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、前記基板を形成するセラミック材料よりも加工性のよい無機材料からなる第２凹部被形成部と、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、前記セラミック未焼結体を焼結させて前記セラミック基板とする焼成工程と、前記第１凹部内に前記第２凹部被形成部を設ける第２凹部被形成部配設工程と、前記第２凹部被形成部配設工程後に穴加工を行うことにより前記第２凹部被形成部に前記第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」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。
【００３４】
従って、本発明によれば、上記構成を有する光部品支持基板を確実にかつ低コストで製造することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
第１穴明け工程では、穴加工を行うことにより基板に前記第１凹部を形成する。この場合、後に焼成を経てセラミック基板となるセラミック未焼結体に対して穴加工を行うことが好ましく、その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。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。
【００３８】
前記第１穴明け工程では、前記焼成工程を経た時点における前記第１凹部の内径が、前記第２凹部の内径及び前記位置合わせ用ガイド部材の直径よりも大きくなるように設定して、前記第１凹部の穴加工を行うことが好ましい。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凹部も小径化しかつ位置ズレするため、それを計算に入れて第１凹部を大きめに形成しておく必要があるからである。
【００３９】
前記第１穴明け工程においてセラミック未焼結体を用いた場合には、ここで焼成工程を行い、セラミック未焼結体を高温で加熱することにより焼結させて、セラミック基板とする。この時点でセラミックは硬質化する。焼成温度や焼成時間等については、選択したセラミックの種類に応じて適宜設定される。
【００４０】
続く第２凹部被形成部配設工程では、前記第１凹部内に第２凹部被形成部を設ける。その場合の手法としては特に限定されないが、例えば、前記第１凹部内に未硬化状態の充填材料を充填した後、その材料を硬化させて第２凹部被形成部とすること等が好ましい。この方法によれば、第１凹部と第２凹部被形成部との間に隙間がなくなり、第１凹部の内壁面に対する第２凹部被形成部の密着性がよくなる。よって、第１凹部内に第２凹部被形成部を確実に保持することができ、ひいては基板に位置合わせ用ガイド部材を確実に保持することができる。
【００４１】
例えば、熱硬化性樹脂を選択した場合には充填後に加熱して樹脂材料を硬化させるようにし、感光性樹脂を選択した場合には充填後に紫外線を照射して樹脂材料を硬化させるようにする。樹脂材料の充填は例えば印刷等の手法により行うことができる。また、前記樹脂材料として、各種のフィラーを含む未硬化状態の樹脂材料を用いてもよく、熱伝導性の高い無機フィラーを含む未硬化状態の樹脂材料を用いてもよい。その理由は上述したとおりである。さらに、未硬化状態の樹脂材料の充填を伴わない方法、例えば、完全硬化状態のまたはある程度硬化した状態の樹脂成形体を第１凹部内に嵌め込む、といった方法などを採用してもよい。
【００４２】
また、先に挙げたいくつかの無機材料を用いて第２凹部被形成部を配設してもよい。例えば、マシナブルセラミックを用いる場合には、前記第１凹部内にマシナブルセラミックのスラリーを充填した後、加熱焼成して前記スラリーを焼結させて第２凹部被形成部とする方法等が好ましい。セラミック未焼結体の第１凹部内にマシナブルセラミックのスラリーを充填した後、加熱焼成してセラミック未焼結体とスラリーとを同時焼結させてもよい。また、ガラス材、シリコン、ロウ材などを用いる場合には、前記第１凹部内にそれぞれの材料からなるブロックを嵌め込む等の方法が好適である。
【００４３】
ここで、必要に応じて、基板の少なくとも主面側を研磨して第１凹部の開口部から突出している余剰の材料や、基板の表面に付着している材料を除去する研磨工程を行ってもよい。この工程を行うと、基板の主面における凹凸が解消されて平坦化する。それゆえ、後の工程において光学素子や光部品を基板の主面に対して平行に搭載することができる。このことは光軸合わせの精度を高めるうえで好ましい。即ち、光学素子や光部品が基板の主面に対して平行ではなく傾いていると、光軸が合いにくくなるからである。
【００４４】
続く第２穴明け工程では、前記第２凹部被形成部配設工程後に穴加工を行うことにより前記第２凹部被形成部に前記第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。
【００４５】
また、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。なお、第２凹部被形成部として樹脂層を形成する場合には、樹脂層を半硬化させた状態で第２穴明け工程を行った後、樹脂層を完全に硬化させてから前記仕上げ加工を行うようにしてもよい。
【００４６】
なお、第２凹部被形成部配設工程を行った後に第２穴明け工程を行う上記手法に代えて、例えば、以下のように第２凹部被形成部配設工程及び第２穴明け工程を同時に行う手法を採用してもよい。具体的には、まず、第１凹部内にスペーサ部材を配置する。スペーサ部材の好適例としては、例えば、ピンを有する金型などがある。前記ピンは第２凹部の形状に対応した形状を有している。この場合、金型と基板とは互いに高精度に位置合わせされるべきである。この状態で、未硬化の材料を充填しかつ硬化させた後、スペーサ部材を除去する。そしてこの手法によれば、第２凹部を有する第２凹部被形成部を、極めて低コストで形成することができる。
【００４７】
そして、ガイド部材取付工程にて前記第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を支持させた後、位置合わせ用ガイド部材を前記位置合わせ穴に対して嵌合させる。即ち、かかる位置合わせ工程により光部品の光軸を位置合わせすれば、所望の光部品付き光部品支持基板を得ることができる。
【００４８】
なお、第２凹部被形成部配設工程、第２穴明け工程及びガイド部材取付工程を順番に行う上記手法に代えて、例えば、以下のように第２凹部被形成部配設工程及びガイド部材取付工程を同時に行う手法を採用してもよい。具体的には、まず、第１凹部内に位置合わせ用ガイド部材の一部を挿入した状態で保持する。この場合には、位置合わせ用ガイド部材を高精度に位置合わせしておくことが望ましい。また、複数の位置合わせ用ガイド部材をガイド部材保持治具などを用いて一時的に保持固定することがより好適である。次に、この状態で第１凹部内に未硬化の材料を充填しかつ硬化させる。その結果、第２凹部を有する第２凹部被形成部が設けられると同時に、第２凹部に位置合わせ用ガイド部材を支持させることができる。上記ガイド部材保持治具は材料の硬化後に除去される。そしてこの手法も低コスト化に極めて有利である。
また、上記課題を解決するためのさらに別の手段としては、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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、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凹部内に前記位置合わせ用ガイド部材の一部を挿入した状態で保持し、この状態で前記第１凹部内に未硬化の材料を充填しかつ硬化させることにより、前記第２凹部を有する前記第２凹部被形成部を設けかつ前記の第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を支持させる、第２凹部被形成部配設及び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。そして、本発明によれば、上記構成を有する光部品支持基板を確実にかつ低コストで製造することができる。なお、前記第１穴明け工程において穴加工される前記基板は、セラミック未焼結体であることがよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
［第１の実施の形態］
【００５０】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板１０（光部品付き光部品支持基板）を、図１〜図１３に基づき詳細に説明する。
【００５１】
図１，図２に示されるように、本実施形態の光学素子搭載基板１０を構成するセラミック基板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。かかるセラミック基板１１はいわゆる多層配線基板であって、上面１２（主面）、下面１３、内層に図示しない金属配線層を備えている。このセラミック基板１１はビアホール導体（図示略）も備えており、層の異なる金属配線層同士はビアホール導体を介して層間接続されている。
【００５２】
図２においてセラミック基板１１の上面１２の左端には、光学素子（発光素子）の一種であるＶＣＳＥＬ１４（光学素子）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、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２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。一方、図２においてセラミック基板１１の上面１２の右端には、光学素子（受光素子）の一種であるフォトダイオード１６が、受光面を上方に向けた状態で搭載されている。このフォトダイオード１６は、一列に並べられた複数（ここでは４つ）の受光部１７を受光面内に有している。従って、これらの受光部１７は、図２の上側から下側に向かうレーザ光を受けやすいような構成となっている。
【００５３】
なお、フォトダイオード１６及びＶＣＳＥＬ１４は、セラミック基板１１の上面１２の金属配線層上にそれぞれ接合されている。特にＶＣＳＥＬ１４は、セラミック基板１１の上面１２に搭載された図示しない動作回路用ＩＣに対し、前記金属配線層を介して電気的に接続されている。
【００５４】
図１，図２に示されるように、セラミック基板１１における複数の箇所（ここでは４箇所）には、第１凹部としての第１貫通穴２１が設けられている。第１貫通穴２１は円形かつ等断面形状であって、セラミック基板１１の上面１２（主面）及び下面１３の両方にて開口している。本実施形態の場合、第１貫通穴２１の直径は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ程度になるように設定されている。また、本実施形態では、４つある第１貫通穴２１のうちの２つがＶＣＳＥＬ１４に近接して配置され、残りの２つがフォトダイオード１６に近接して配置されている。ＶＣＳＥＬ１４に近接して配置された一対の第１貫通穴２１は、発光部１５の列とほぼ同一直線上にあって、発光部１５の列をその両端側から挟む位置に配置されている。フォトダイオード１６に近接して配置された一対の第１貫通穴２１は、受光部１７の列とほぼ同一直線上にあって、受光部１７の列をその両端側から挟む位置に配置されている。
【００５５】
これらの第１貫通穴２１の内部には樹脂層２２（第２凹部被形成部）が設けられており、その樹脂層２２のほぼ中心部には第２貫通穴２３（第２凹部）が設けられている。第２貫通穴２３は円形かつ等断面形状であって、セラミック基板１１の上面１２（主面）及び下面１３の両方にて開口している。本実施形態の場合、第２貫通穴２３の直径は上記第１貫通穴２１よりも小さく、約０．７ｍｍに設定されている。４つある第２貫通穴２３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２４（位置合わせ用ガイド部材）が、上面１２（主面）側に一端を突出させた状態で嵌着されている。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。
【００５６】
図１，図２に示されるように、セラミック基板１１の上面１２（主面）側には、セラミック基板１１よりも一回り小さい略矩形状かつ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は発光部１５及び受光部１７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。コア３３の両端部にはコア３３の長手方向に対して４５°の角度を持つ傾斜面が形成され、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。よって、各コア３３の両端部は、それぞれ光を９０°の角度で反射する光路変換用ミラー３５，３７を備えたものとなっている。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２４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（光部品側位置合わせ凹部）には、セラミック基板１１から突出する各ガイドピン２４が嵌合されている。その結果、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」とは、具体的には、図２の左端側に位置する各光路変換用ミラー３５が各発光部１５の直上にあり各コア３３と各発光部１５との光軸が合った状態、かつ、図２の右端側に位置する各光路変換用ミラー３７が各受光部１７の直上にあり各コア３３と各受光部１７との光軸が合った状態をいう。なお本実施形態では、セラミック基板１１及び光導波路３１は、位置合わせ穴３６とガイドピン２４との嵌合関係のみをもって互いに固定されている。
【００５７】
このように構成された光導波路付き光学素子搭載基板１０の一般的な動作について簡単に述べておく。
【００５８】
ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６は、セラミック基板１１の金属配線層を介した電力供給により、動作可能な状態となる。セラミック基板１１上の動作回路用ＩＣ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、その光信号をコア３３の左端にある光路変換用ミラー３５に向けて、発光部１５から出射する。発光部１５から出射した光信号は、光導波路３１の下面側から入射して、コア３３の光路変換用ミラー３５に入射する。光路変換用ミラー３５に入射した光信号は、そこで進行方向を９０°変更する。このため、光信号はコア３３の内部をその長手方向に沿って伝搬することとなる。そして、コア３３の右端に到った光信号は、今度は光導波路３１の右端に形成されている光路変換用ミラー３７に入射する。光路変換用ミラー３７に入射した光信号は、そこで進行方向を９０°変更する。このため、光信号は光導波路３１の下面側から出射し、さらにフォトダイオード１６の受光部１７に入射する。フォトダイオード１６は受光した光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号をセラミック基板１１上のさらに別のＩＣ（図示略）等に出力するようになっている。
【００５９】
次に、上記構成の光導波路３１付き光学素子搭載基板１０の製造方法を図３〜図１３に基づいて説明する。
【００６０】
まず、従来公知の手法によって光導波路３１を作製し（図３参照）、これに対して精密ドリル加工を施すことにより四隅に位置合わせ穴３６を形成しておく（図４参照）。
【００６１】
また、以下の手順によりセラミック基板１１を作製する。アルミナ粉末、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を形成する。グリーンシートにおける所定部分にはパンチ加工を施し、形成された穴の中にビアホール導体形成用の金属ペーストを充填する。また、グリーンシートの表面に金属ペーストを印刷することにより、後に金属配線層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を積層してプレスすることにより一体化し、図５のグリーンシート積層体１８とする。図５のグリーンシート積層体１８においては、上記の金属配線層やビアホール導体は示されず、省略されている。
【００６２】
その後、前記グリーンシート積層体１８にパンチ加工を行って、第１貫通穴２１（第１凹部）を形成する（第１穴明け工程、図６参照）。この段階ではまだ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貫通穴２１（第１凹部）の内径が、第２貫通穴２３（第２凹部）の内径（約０．７ｍｍ）及びガイドピン２４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貫通穴２１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貫通穴２１（第１凹部）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貫通穴２１（第１凹部）を大きめに形成しておく必要があるからである。
【００６３】
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、さらにアルミナが焼結しうる加熱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１８（セラミック未焼結体）を焼結させてセラミック基板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（図７参照）。
【００６４】
続く樹脂層配設工程（第２凹部被形成部形成工程）では、以下のようにして第１貫通穴２１（第１凹部）内に樹脂層２２を設ける。まず、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート８０７」）８０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート１５２」）２０重量部に対し、硬化剤（四国化成工業社製「２Ｐ４ＭＺ−ＣＮ」）５重量部、シランカップリング剤（信越化学社製「ＫＢＭ−４０３」）で処理したシリカフィラー（龍森製「ＴＳＳ−６」）２００重量部、消泡剤（サンノプコ社製「ベレノールＳ−４」）を混合する。この混合物を３本ロールにて混練することにより、樹脂層２２形成用の樹脂材料としておく。即ち、本実施形態では、熱硬化性樹脂中に無機フィラーを含む未硬化状態の樹脂材料を用いる。
【００６５】
次に、セラミック基板１１を印刷装置にセットし、その上面１２に所定のメタルマスク（図示略）を密着させて配置する。かかるメタルマスクにおいて第１貫通穴２１に対応する箇所には、開口部があらかじめ形成されている。このようなメタルマスクを介して前記樹脂材料を印刷することにより、各第１貫通穴２１内に樹脂材料を隙間なく完全に充填する。この後、印刷後のセラミック基板１１を印刷装置から取り外した後、１２０℃，１時間の条件で加熱し、前記樹脂材料の充填によって形成された樹脂層２２をある程度硬化（半硬化）させる（図８参照）。ここで、樹脂層２２を完全に硬化させないのは、次の第２穴明け工程での穴加工をよりいっそう容易に行うためである。
【００６６】
続く第２穴明け工程では、精密ドリルを用いた精密穴加工を行って樹脂層２２に第２貫通穴２３（第２凹部、基板側位置合わせ凹部）を形成する（図９参照）。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２４を、所望とする正しい位置にて支持可能な第２貫通穴２３とすることができる。
【００６７】
次に、前記セラミック基板１１を表面研磨装置にセットして、上面１２及び下面１３を研磨することにより、第１貫通穴２１の開口部から突出している余剰の樹脂層２２や、基板表面に付着している樹脂層２２を除去する（図１０参照）。なお、この研磨工程を行うと、セラミック基板１１の上面１２（主面）における凹凸が解消されて平坦化する。
【００６８】
次に、前記セラミック基板１１を１５０℃，５時間の条件で加熱する本硬化処理を行って、樹脂層２２を完全に硬化させる。さらに、周知の手法により仕上げ加工を行って、第２貫通穴２３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。
【００６９】
次に、平坦化されたセラミック基板１１の上面１２上に、図示しない異方導電性材料を介してＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６を搭載する（図１１参照）。その結果、セラミック基板１１の上面１２における金属配線層の一部と、ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６の接続端子とが電気的に接続される。なお、このとき上面１２は凹凸のない平坦面となっているので、ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６は上面１２に対して平行な状態となる。本実施形態では、仕上げ加工の実施後かつガイド部材取付工程の実施前の段階で、光学素子搭載工程を行っている。そのため、既に搭載されたＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６が、ドリル加工によって発生しうる熱、振動、塵等に晒されなくなるというメリットがある。また、光学素子搭載部分の近くにガイドピン２４がまだ立設していない状態であるため、ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６を比較的容易に搭載することができる。
【００７０】
続くガイド部材取付工程では、専用の治具などを用いて、第２貫通穴２３（第２凹部）にガイドピン２４を圧入するようにして嵌着させる（図１２参照）。
【００７１】
続く位置合わせ工程では、セラミック基板１１の有する各ガイドピン２４を光導波路３１の有する各位置合わせ穴３６に対して嵌合させる。これにより、光導波路３１及びＶＣＳＥＬ１４の光軸合わせと、光導波路３１及びフォトダイオード１６の光軸合わせと同時に行いつつ、光導波路３１をセラミック基板１１に固定する。以上のようにして本実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板１０が完成する。
【００７２】
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。
【００７３】
（１）本実施形態では、ガイドピン２４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セラミック基板１１と光導波路３１とを相互に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学素子搭載基板１０を実現することができる。また、樹脂基板に比較して熱伝導性の高いセラミック基板１１を用いているため、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ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・信頼性に優れた光学素子搭載基板１０を実現することができる。
【００７４】
（２）また、本実施形態の製造方法では、セラミック基板１１を形成するセラミック材料よりも加工性のよい樹脂材料を用い、それに樹脂層（第２凹部被形成２２部）を形成している。このため、高精度の穴明けを簡単にかつ低コストで行うことが可能となり、上記構成を有する光学素子搭載基板１０を確実にかつ低コストで製造することができる。
［第２の実施の形態］
【００７５】
次に、第２の実施形態における光導波路付き光学素子搭載基板１０（光部品付き光部品支持基板）について説明する。本実施形態では、樹脂層２２の組成が第１の実施形態のものと異なっている点において唯一第１の実施形態と相違している。
【００７６】
樹脂層配設工程（第２凹部被形成部形成工程）においては、まず、エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート８２８」）１００重量部に対し、硬化剤（四国化成工業社製「２Ｐ４ＭＺ−ＣＮ」）５重量部、銅フィラー（日本アトマイズ加工製「ＳＲＦ−Ｃｕ−１０」）６００重量部、消泡剤（サンノプコ社製「ベレノールＳ−４」）、増粘剤（日本アエロジル社製「ＲＹ２００」）を混合する。この混合物を３本ロールにて混練することにより、樹脂層２２形成用の樹脂材料としておく。即ち、本実施形態では、熱硬化性樹脂中に高熱伝導性の無機フィラーを含む未硬化状態の樹脂材料を用いる。そして、このような樹脂材料を第１貫通穴２１内に印刷充填した後、加熱硬化処理を行い、第２穴明け工程以降の工程を順次実施する。
【００７７】
従って本実施形態の構成であっても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。しかも、樹脂層２２はエポキシ樹脂よりも熱伝導性の高い銅からなるフィラーを含んでいる。そのため、樹脂層２２の熱伝導性が向上し、ひいては光学素子搭載基板１０全体の放熱性が向上する。また、第２貫通穴２３の形成時に樹脂層２２にて発生した熱が、樹脂層２２を介してセラミック基板１１側に効率よく逃がされる。このため、熱の作用によって樹脂層２２の加工精度が低下するような心配がなくなり、ガイドピン２４を高い位置精度を支持することができる。
［第３の実施の形態］
【００７８】
図１４〜図１６には、本発明を具体化した第３の実施形態の光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板５０（光部品付き光部品支持基板）が示されている。ここでは、第１の実施形態と相違する点について説明する反面、第１の実施形態と同じ点については共通の部材番号を付すのみとする。
【００７９】
図１４，図１５に示されるように、この光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板５０における光ファイバコネクタ５２は、多心構造（図１４では４心）を有する光ファイバ５１の先端に設けられた、いわゆるＭＴコネクタである。光ファイバ５１の端面（即ち各コア３３の端部）は、光ファイバコネクタ５２の下端面において露出している。光ファイバコネクタ５２の下端面における両端部には、下端面にて開口する位置合わせ穴５４が一対設けられている。そして、これらの位置合わせ穴５４にセラミック基板１１側のガイドピン２４が嵌合されている。その結果、左側の光ファイバコネクタ５２は、ＶＣＳＥＬ１４と光軸が合った状態で、セラミック基板１１の上面１２側に固定されている。右側の光ファイバコネクタ５２は、フォトダイオード１６と光軸が合った状態で、セラミック基板１１の上面１２側に固定されている。
【００８０】
そして、上記構成を有する本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
［第４の実施の形態］
【００８１】
図１７，図１８には、本発明を具体化した第４の実施形態の光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０（光部品付き光部品支持基板）が示されている。図１７は、前記光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０の概略断面図である。図１８は、前記光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０の製造過程において、セラミック基板１１とマイクロレンズアレイ１０１と光ファイバコネクタ１１１との位置合わせを行いつつ各々の部品を固定する際の様子を示す概略断面図である。
【００８２】
図１７，図１８に示されるように、本実施形態の光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０は、ＶＣＳＥＬ１４（光学素子）、セラミック基板１１（基板）、マイクロレンズアレイ１０１、光ファイバコネクタ１１１、ガイドピン２４（位置合わせ用ガイド部材）等によって構成されている。
【００８３】
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。かかるセラミック基板１１はいわゆる多層配線基板であって、金属配線層を備えている。例えば、上面１２（主面）に位置する金属配線層９３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９２が形成されている。図示しないが、金属配線層はセラミック基板１１の内層にも形成されている。このセラミック基板１１はビアホール導体（図示略）も備えており、層の異なる金属配線層同士はビアホール導体を介して層間接続されている。また、セラミック基板１１の下面１３には、前記ビアホール導体に接続する複数のはんだバンプ９５が設けられている。
【００８４】
セラミック基板１１の上面１２には、光学素子（発光素子）の一種であるＶＣＳＥＬ１４（光学素子）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、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１７，図１８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は、セラミック基板１１の上面１２に設けられた接続パッド９２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が、ここではその詳細な説明を省略する。
【００８５】
また、セラミック基板１１の上面１２においてＶＣＳＥＬ１４の近傍には、ＶＣＳＥＬ１４を駆動するための動作回路用ＩＣ９４（いわゆるドライバＩＣ）が配置されている。動作回路用ＩＣ９４の有する複数の端子は、セラミック基板１１の上面１２に設けられた接続パッド９２上にそれぞれ接合されている。従って、ＶＣＳＥＬ１４と動作回路用ＩＣ９４とが、金属配線層９３を介して電気的に接続されている。
【００８６】
図１７，図１８に示されるように、セラミック基板１１において電子部品が実装されていない領域には、第１凹部としての第１貫通穴２１が設けられている。なお、具体的に図示されてはいないが、本実施形態では第１貫通穴２１が２箇所に設けられている。第１貫通穴２１は円形かつ等断面形状であって、セラミック基板１１の上面１２（主面）及び下面１３の両方にて開口している。本実施形態の場合、第１貫通穴２１の直径は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ程度になるように設定されている。これらの第１貫通穴２１の内部には樹脂層２２が設けられており、その樹脂層２２のほぼ中心部には第２貫通穴２３（第２凹部）が設けられている。第２貫通穴２３は円形かつ等断面形状であって、セラミック基板１１の上面１２（主面）及び下面１３の両方にて開口している。本実施形態の場合、第２貫通穴２３の直径は上記第１貫通穴２１よりも小さく、約０．７ｍｍに設定されている。２つある第２貫通穴２３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２４（位置合わせ用ガイド部材）の一端が嵌着されている（図１７参照）。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。
【００８７】
図１７，図１８に示されるように、セラミック基板１１の上面１２（主面）側に配置されるマイクロレンズアレイ１０１は、底面側に収容凹部を有する蓋状のマイクロレンズアレイ本体１０５を備えている。マイクロレンズアレイ本体１０５は樹脂成形品であって、ＶＣＳＥＬ１５の上方の位置にはマイクロレンズ取付穴１０４が形成されている。マイクロレンズ取付穴１０４には、透光性樹脂材料からなる凸状のマイクロレンズ１０２が取り付けられている。マイクロレンズアレイ本体１０５における別の箇所には、位置合わせ穴１０３（マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部）が表裏を貫通するようにして形成されている。本実施形態では、位置合わせ穴１０３の直径は約０．７ｍｍに設定されている。そして、このような位置合わせ穴１０３には、ガイドピン２４が挿通された状態で嵌合するようになっている。なお、本実施形態のマイクロレンズアレイ１０１は、集光機能を有する光部品であると把握することができる。マイクロレンズ１０２及びマイクロレンズアレイ本体１０５は、上記のように別体として構成されていてもよいが、一体として構成されていてもよい。
【００８８】
図１７，図１８に示されるように、マイクロレンズアレイ１０１の上側に配置される光ファイバコネクタ１１１は、光ファイバ１１２の先端に取り付けられている。光ファイバコネクタ１１１の左端側下部には、約４５°の傾斜面を有する切欠部１１５が設けられている。切欠部１１５の傾斜面には、光を反射する金属の薄膜からなる光路変換ミラー１１４（光路変換部）が形成されている。切欠部１１５を有する前記光ファイバコネクタ１１１は、例えば、合成樹脂材料を用いた金型成形加工によって形成可能であるほか、シリコン等の金属を材料としたエッチング加工によっても形成可能である。そして、光路変換ミラー１１４が形成された本実施形態の光ファイバコネクタ１１１は、光反射機能を有する光部品（即ち光路変換部品）であると把握することもできる。
【００８９】
この光ファイバコネクタ１１１における所定箇所には、複数の位置合わせ穴１１３が表裏を貫通するようにして形成されている。本実施形態では、位置合わせ穴１１３の直径は約０．７ｍｍに設定されている。そして、このような位置合わせ穴１１３には、ガイドピン２４が挿通された状態で嵌合するようになっている。
【００９０】
そして、上記のように構成された光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０では、セラミック基板１１とマイクロレンズアレイ１０１と光ファイバコネクタ１１１とが、ガイドピン２４の嵌合によって互いに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」とは、具体的には、ＶＣＳＥＬ１４の各発光部１５の光軸と、各マイクロレンズ１０２の光軸と、光ファイバ１１２の各コアの光軸とが合った状態をいう。
【００９１】
このように構成された光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０の一般的な動作について簡単に述べておく。
【００９２】
ＶＣＳＥＬ１４は、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。セラミック基板１１上の動作回路用ＩＣ９４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。発光部１５から出射した光信号は、拡がりながら進もうとするが、マイクロレンズ１０２を通過する際に集光された後、光路変換ミラー１１４に到達する。光路変換ミラー１１４に入射した光信号は、そこで進行方向を９０°変更した後、光ファイバ１１２の一方の端部に入射するようになっている。なお、光ファイバ１１２の他方の端部付近には図示しないフォトダイオードが設けられていて、最終的に光信号はそのフォトダイオードに到るようになっている。
【００９３】
次に、上記構成の光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０の製造方法を説明する。
【００９４】
まず、シリコン基材をエッチングすることによって、傾斜面を有する切欠部１１５を形成する。次に、傾斜面に対して金をスパッタリングすることにより、光路変換ミラー１１４を形成する。さらに、シリコン基材に対して精密ドリル加工を施すことにより、その表裏を貫通する位置合わせ貫通穴１１３を形成する。シリコン基材はセラミック材料ほど硬くないので、精密ドリル加工によって比較的簡単に高精度の穴を形成することができる。そして、このようにして作製された光ファイバコネクタ１１１の切欠部１１５に対し、光ファイバ１１２の端部を接合する。なお、シリコン基材に対する精密ドリル加工は、光路変換ミラー１１４を形成する工程の前に行われてもよい。また、光路変換ミラー１１４の形成はスパッタリング以外の手法（例えば真空蒸着、ＣＶＤなど）により行われてもよい。
【００９５】
一方、合成樹脂を材料とした金型成形法によりマイクロレンズアレイ本体１０５を作製した後、そのマイクロレンズアレイ本体１０５に対して精密ドリル加工を施すことにより、その表裏を貫通する位置合わせ貫通穴１０３を形成する。一般に合成樹脂材料はセラミック材料ほど硬くないので、精密ドリル加工によって比較的簡単に高精度の穴を形成することができる。マイクロレンズ取付穴１０４については、精密ドリル加工時に形成されてもよいが、金型成形時に形成されてもよい。そして、このマイクロレンズ取付穴１０４にマイクロレンズ１０２を取り付けて、マイクロレンズアレイ１０１を完成させる。
【００９６】
また、以下の手順によりセラミック基板１１を作製する。アルミナ粉末、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を形成する。グリーンシートにおける所定部分にはパンチ加工を施し、形成された穴の中にビアホール導体形成用の金属ペーストを充填する。また、グリーンシートの表面に金属ペーストを印刷することにより、後に金属配線層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。その後、前記グリーンシート積層体にパンチ加工を行って、第１貫通穴２１（第１凹部）を形成する（第１穴明け工程）。この段階ではまだ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貫通穴２１（第１凹部）の内径が、第２貫通穴２３（第２凹部、基板側位置合わせ凹部）の内径（約０．７ｍｍ）及びガイドピン２４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貫通穴２１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貫通穴２１（第１凹部）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貫通穴２１（第１凹部）を大きめに形成しておく必要があるからである。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、さらにアルミナが焼結しうる加熱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）を焼結させてセラミック基板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。
【００９７】
続く樹脂層配設工程では、以下のようにして第１貫通穴２１（第１凹部）内に樹脂層２２を設ける。まず、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート８０７」）８０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート１５２」）２０重量部に対し、硬化剤（四国化成工業社製「２Ｐ４ＭＺ−ＣＮ」）５重量部、シランカップリング剤（信越化学社製「ＫＢＭ−４０３」）で処理したシリカフィラー（龍森製「ＴＳＳ−６」）２００重量部、消泡剤（サンノプコ社製「ベレノールＳ−４」）を混合する。この混合物を３本ロールにて混練することにより、樹脂層２２形成用の樹脂材料としておく。即ち、本実施形態では、熱硬化性樹脂中に無機フィラーを含む未硬化状態の樹脂材料を用いる。
【００９８】
次に、セラミック基板１１を印刷装置にセットし、その上面１２に所定のメタルマスク（図示略）を密着させて配置する。かかるメタルマスクにおいて第１貫通穴２１に対応する箇所には、開口部があらかじめ形成されている。このようなメタルマスクを介して前記樹脂材料を印刷することにより、各第１貫通穴２１内に樹脂材料を隙間なく完全に充填する。この後、印刷後のセラミック基板１１を印刷装置から取り外した後、１２０℃，１時間の条件で加熱し、前記樹脂材料の充填によって形成された樹脂層２２をある程度硬化（半硬化）させる。ここで、樹脂層２２を完全に硬化させないのは、次の第２穴明け工程での穴加工をよりいっそう容易に行うためである。
【００９９】
続く第２穴明け工程では、精密ドリルを用いた精密穴加工を行って樹脂層２２に第２貫通穴２３（第２凹部）を形成する。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２４を、所望とする正しい位置にて支持可能な第２貫通穴２３とすることができる。
【０１００】
次に、前記セラミック基板１１を１５０℃，５時間の条件で加熱する本硬化処理を行って、樹脂層２２を完全に硬化させる。さらに、周知の手法により仕上げ加工を行って、第２貫通穴２３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。
【０１０１】
次に、セラミック基板１１の上面１２にある接続パッド９２上にはんだペーストを印刷した後、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ９４を搭載してリフローを行う。その結果、接続パッド９４と、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ９４の端子とが、はんだを介して接合される。
【０１０２】
続くガイド部材取付工程では、専用の治具などを用いて、まず第２貫通穴２３（第２凹部、基板側位置合わせ凹部）にガイドピン２４を圧入するようにして嵌着させる。
【０１０３】
続く位置合わせ工程では、セラミック基板１１から突出する各ガイドピン２４を、まず、マイクロレンズアレイ１０１が有する各位置合わせ穴１０３（光部品側位置合わせ凹部）に嵌挿する。これにより、ＶＣＳＥＬ１４の各発光部１５と各マイクロレンズ１０２との光軸合わせを行いつつ、マイクロレンズアレイ１０１をセラミック基板１１に固定する。このとき、マイクロレンズアレイ１０１とセラミック基板１１との界面を、接着剤等を用いて確実に接合するようにしてもよい。さらに、前記各ガイドピン２４を光ファイバコネクタ１１１が有する各位置合わせ穴１１３（光部品側位置合わせ凹部）に嵌挿する。これにより、ＶＣＳＥＬ１４の各発光部１５、各マイクロレンズ１０２及び光ファイバ１１２の各コアの光軸合わせが行われるとともに、セラミック基板１１に光ファイバコネクタ１１１が固定される。そして、以上のようにして本実施形態の光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０が完成する。
【０１０４】
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。
【０１０５】
（１）本実施形態では、第２貫通穴２３に嵌着されたガイドピン２４と位置合わせ穴１０３，１１３との嵌合関係をもって、光軸合わせを達成しつつ、セラミック基板１１とマイクロレンズアレイ１０１と光ファイバコネクタ１１１とを相互に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ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０を実現することができる。また、樹脂基板に比較して熱伝導性の高いセラミック基板１１を用いているため、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ９４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・信頼性に優れた光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０を実現することができる。
【０１０６】
（２）また、本実施形態の製造方法によれば、上記構成を有する光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板８０を確実にかつ低コストで製造することができる。
［第５の実施の形態］
【０１０７】
次に、図１９〜図２６に基づいて、第５の実施形態における光導波路付き光学素子搭載基板６０（光部品付き光部品支持基板）について説明する。
【０１０８】
上記第１の実施形態では、第１凹部として第１貫通穴２１を形成し、第２凹部として第２貫通穴２３を形成していたが、本実施形態では、第１凹部として第１非貫通穴６１を形成し、第２凹部として第２非貫通穴６３を形成している。それ以外の構成については共通している。以下、このような構成の光導波路付き光学素子搭載基板６０を製造する方法について述べる。
（第１の製造方法）
【０１０９】
まず、上記第１の実施形態の手順に従ってセラミック基板１１を作製する。ここでは、グリーンシート積層体に対するドリル加工を行い、所定箇所に第１非貫通穴６１（第１凹部）を形成しておく（第１穴明け工程）。この段階ではまだ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。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、さらにアルミナが焼結しうる加熱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）を焼結させてセラミック基板１１とする（図２０参照）。この時点でセラミックは硬質化しかつ収縮する。
【０１１０】
次に、位置合わせ用ガイド部材である複数のガイドピン２４の上端部を、ガイド部材保持治具であるチャック１２１等により保持固定する。そして、把持されたガイドピン２４の下端部を第１非貫通穴６１内に挿入した状態で、ガイドピン２４を保持する。その際、ガイドピン２４をＸ−Ｙ軸方向に高精度に位置合わせをしておく。さらに、ディスペンサ１２２等を用いて、第１非貫通穴６１内に未硬化の樹脂材料１２３を充填する(図２１参照)。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、熱硬化性樹脂中に無機フィラーを含む未硬化状態の樹脂材料を用いている。そして、充填された樹脂材料１２３を加熱して硬化させた後、チャック１２１による保持を解除する。その結果、略中心部に第２非貫通穴６３を有する樹脂層２２を配設できるとともに、第２非貫通穴６３にガイドピン２４を支持させることができる（図２２参照、樹脂層配設及びガイド部材取付工程）。
【０１１１】
従って、上記第１の製造方法によると、樹脂層配設工程とガイド部材取付工程とが同時に行われることから、第１の実施形態の製造方法に比べて工数が少なくなる。ゆえに、低コスト化に極めて有利である。
【０１１２】
なお、この第１の製造方法においては、チャック１２１以外のガイド部材保持治具を用いてもよい。また、第１非貫通穴６１内に未硬化の樹脂材料１２３を充填するにあたって、ディスペンサ１２２以外の手段を用いてもよい。さらには、以下のような変更も可能である。即ち、先に第１非貫通穴６１内に未硬化の樹脂材料１２３を充填しておき、その後でガイドピン２４の下端部を第１非貫通穴６１内に挿入保持するようにする。このような順序にすれば、樹脂材料１２３の充填時にガイドピン２４が邪魔にならないことから、樹脂材料１２３を充填する方法の選択の幅が広くなる。従って、例えば印刷法などの手法を採用すること等が可能となる。
（第２の製造方法）
【０１１３】
まず、上記第１の実施形態の手順に従ってセラミック基板１１を作製する。ここでは、グリーンシート積層体に対するドリル加工を行い、所定箇所に第１非貫通穴６１（第１凹部）を形成しておく（第１穴明け工程）。この段階ではまだ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。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、さらにアルミナが焼結しうる加熱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）を焼結させてセラミック基板１１とする（図２３参照）。この時点でセラミックは硬質化しかつ収縮する。
【０１１４】
次に、スペーサ部材である金型１２６を用意する。この金型１２６は、ガイドピン２４の形状に対応した形状のピン１２７を複数個有している（図２４参照）。そして、セラミック基板１１と金型１２６とをＸ−Ｙ軸方向に高精度に位置合わせした状態で、各ピン１２７の下端部を第１非貫通穴６１内に挿入した状態で、金型１２６を保持する。さらに、ディスペンサ１２２等を用いて、第１非貫通穴６１内に未硬化の樹脂材料１２３を充填する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、熱硬化性樹脂中に無機フィラーを含む未硬化状態の樹脂材料を用いている。そして、充填された樹脂材料１２３を加熱して硬化させた後、金型１２６を引き上げて除去する。その結果、略中央部に第２非貫通穴６３を有する樹脂層２２が形成される（図２５参照、樹脂層配設及び第２穴明け工程）。そして最後に、各第２非貫通穴６３内にそれぞれガイドピン２４を圧入するようにして嵌着支持させる（図２６参照、ガイド部材取付工程）。
【０１１５】
従って、上記第２の製造方法によると、樹脂層配設工程と第２穴明け工程とが同時に行われることから、第１の実施形態の製造方法に比べて工数が少なくなる。ゆえに、低コスト化に極めて有利である。
【０１１６】
なお、この第２の製造方法においては、第１非貫通穴６１内に未硬化の樹脂材料１２３を充填するにあたって、ディスペンサ１２２以外の手段を用いてもよい。さらには、以下のような変更も可能である。即ち、先に第１非貫通穴６１内に未硬化の樹脂材料１２３を充填しておき、その後で金型１２６のピン１２７の下端部を第１非貫通穴６１内に挿入保持するようにする。このような順序にすれば、樹脂材料１２３の充填時に金型１２６が邪魔にならないことから、樹脂材料１２３を充填する方法の選択の幅が広くなる。従って、例えば印刷法などの手法を採用すること等が可能となる。
［第６の実施の形態］
【０１１７】
図２７〜図２９には、本発明を具体化した第６の実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板１３０（光部品付き光学素子搭載基板）が示されている。図２７は、前記光導波路付き光学素子搭載基板１３０の概略断面図である。図２８は、図２７のＡ−Ａ断面図である。図２９は、前記光導波路付き光学素子搭載基板１３０の製造過程において、セラミック基板１１と下側光導波路１４１と上側光導波路１５１との位置合わせを行いつつ各々の部品を固定する際の様子を示す概略断面図である。
【０１１８】
図２７，図２８に示されるように、本実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板１３０は、ＶＣＳＥＬ１４（光学素子）、セラミック基板１１（基板）、下側光導波路１４１（光部品）、上側光導波路１５１（光部品）、ガイドピン２４（位置合わせ用ガイド部材）等によって構成されている。なお、本実施形態のＶＣＳＥＬ１４は、４個の発光部１５からなる発光部列を２列有している。
【０１１９】
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。かかるセラミック基板１１はいわゆる多層配線基板であって、その内部に金属配線層（即ち配線パターン１３４やビアホール導体１３５）を備えている。上面１２側の略中央部には、チップ収容部であるキャビティ１３６が設けられている。一方、下面１３側には複数の外部接続端子１３２が形成されている。セラミック基板１１における外周部には第１凹部としての第１貫通穴２１が設けられ、その第１貫通穴２１の内部には樹脂層２２が設けられている。樹脂層２２の略中心部には第２貫通穴２３（第２凹部）が設けられ、その第２貫通穴２３にはガイドピン２４が嵌着されている。
【０１２０】
下側光導波路１４１はセラミック基板１１の上面１２に密接して配置されている。下側光導波路１４１を構成する基材３２は、コア３３及びクラッド３４を有している。基材３２における所定部位には内角が約９０°のＶ字溝１５３が形成され、そのＶ字溝１５３の内面（傾斜面）には光を全反射可能な金属からなる薄膜１５２が蒸着されている。その結果、ＶＣＳＥＬ１４が発した光の進行方向を約９０°変換する光路変換用ミラーが構成されている。かかる光路変換用ミラーは、ＶＣＳＥＬ１４における一方の発光部列の直上に配置されている。また、下側光導波路１４１を構成する基材３２の外周部には、位置合わせ穴１４６（位置合わせ凹部）が貫通形成されている。その位置合わせ穴１４６には、ガイドピン２４が挿通された状態で嵌合している。
【０１２１】
下側光導波路１４１の下面側には、配線層（接続パッド９２や金属配線層９３）が形成されている。また、下側光導波路１４１の下面側には、光学素子（発光素子）の一種であるＶＣＳＥＬ１４（光学素子）、動作回路用ＩＣ９４（いわゆるドライバＩＣ）が搭載されている。従って、ＶＣＳＥＬ１４の発光部１５は上向きに配置されていて、その発光時には下側光導波路１４１の下面側からレーザ光が入射する。下側光導波路１４１は基本的に透明な部材であるので、入射したレーザ光は下側光導波路１４１の上面側に通り抜けることができる。なお、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ９４はキャビティ１３６内に収容された状態で配置される。ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ９４の下面と、キャビティ１３６の底面との隙間に、放熱性向上を目的としてシリコーンオイル等を充填してもよい。本実施形態において下側光導波路１４１は、光学素子を直接支持する支持体であると把握することが可能である。また、セラミック基板１１は、下側光導波路１４１を介して光学素子を間接的に支持する基板であると把握することも可能である。
【０１２２】
上側光導波路１５１は下側光導波路１４１の上面に密接して配置されている。上側光導波路１５１を構成する基材３２は、コア３３、クラッド３４、Ｖ字溝１５１に薄膜１５２を蒸着してなる光路変換用ミラーを有している。ただし、上側光導波路１５１における光路変換ミラーは、下側光導波路１４１における光路変換ミラーとは別の位置、具体的にはＶＣＳＥＬ１４における他方の発光部列の直上に配置されている。つまり本実施形態では、下側光導波路１４１の光路変換ミラー及び上側光導波路１５１の光路変換ミラーが、例えば下側光導波路１４１下面側から見て重なり合わないように、下面に平行な方向（具体的にはコア３３の長手方向）にずらして配置されている。それゆえ、入射光の干渉を避けることができ、各コア３３とＶＣＳＥＬ１４との光結合に支障を来たさないようになっている。また、上側光導波路１５１を構成する基材３２の外周部には、位置合わせ穴１５６（位置合わせ凹部）が貫通形成されている。ガイドピン２４はその位置合わせ穴１５６にも挿通された状態で嵌合している。
【０１２３】
そして本実施形態では、セラミック基板１１、下側光導波路１４１及び上側光導波路１５１の三者が、ガイドピン２４との嵌合によって、互いに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」とは、具体的には、ＶＣＳＥＬ１４の各発光部１５の光軸と、下側光導波路１４１及び上側光導波路１５１の各コア３３の光軸とが合った状態をいう。
【０１２４】
従って、本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
【０１２５】
（１）本実施形態では、ガイドピン２４との嵌合関係をもって、光軸合わせを達成しつつセラミック基板１１と下側光導波路１４１と上側光導波路１５１とを相互に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学素子搭載基板１３０を実現することができる。また、樹脂基板に比較して熱伝導性の高いセラミック基板１１を用いているため、ＶＣＳＥＬ１４及び動作回路用ＩＣ９４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学素子搭載基板１３０を実現することができる。
【０１２６】
（変形例）
【０１２７】
図３０，図３１には、第６実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板１３０（光部品付き光学素子搭載基板）の変形例が示されている。図３０は、変形例の光導波路付き光学素子搭載基板１３０の概略断面図である。図３１は、図３０のＢ−Ｂ断面図である。
【０１２８】
この光導波路付き光学素子搭載基板１３０では、下側光導波路１４１の配線層（接続パッド９２や金属配線層９３）が省略され、その代わりにキャビティ１３６の底面に接続パッド１５８が設けられている。そして、これらの接続パッド１５８上にＶＣＳＥＬ１４、動作回路用ＩＣ９４等がはんだ付けされている。また、上側光導波路１５１の各コア３３及び下側光導波路１４１の各コア３３が、下面側から見て重なり合わないように、コア３３の幅方向にずらして配置されている（図３１参照）。なお、この場合のずらし量は、隣接するコア３３同士の中心線間距離の半分の値に設定されている。それゆえ、本変形例においても、入射光や出射光の干渉を避けることができ、各コア３３とＶＣＳＥＬ１４との光結合に支障を来たさないようになっている。
【０１２９】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【０１３０】
・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。
【０１３１】
・第１の実施形態では、光学素子であるＶＣＳＥＬ１４やフォトダイオード１６を搭載する工程を、仕上げ加工の実施後かつガイド部材取付工程の実施前の段階で行っていた。しかし、これに限定されることはなく、光学素子搭載工程をガイド部材取付工程の実施後に行ったり、仕上げ加工の実施前に行ったりしてもよい。
【０１３２】
・第６の実施形態では、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１４１，１５１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１４１，１５１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。
・第１の実施形態では、図８〜図１０に示したように、第２凹部を樹脂層２２で穴埋めする工程→樹脂層２２をドリル加工して第２凹部を加工形成する第２穴明け工程→余剰の樹脂層２２を表面研磨して除去する工程、という順序で実施しているが、その順序を変更してもよい。例えば、表面研磨工程の前に第２穴明け工程を実施してもよく、この場合には平坦面に対するドリル加工となるため、第２凹部の加工精度を向上させることができる。また、ドリル加工後に表面研磨を行った場合に比べて、第２凹部の開口部の欠けが起こりにくくなる。
【０１３３】
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。
【０１３４】
（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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、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、前記セラミック未焼結体を焼結させて前記セラミック基板とする焼成工程と、前記第１凹部内に半硬化状態の前記第２凹部被形成部を設ける第２凹部被形成部配設工程と、前記第２凹部被形成部配設工程後に穴加工を行うことにより前記第２凹部被形成部に前記第２凹部を穴明け形成する第２工程と、前記第２穴明け工程後に前記第２凹部被形成部を完全に硬化させる本硬化処理を行う工程と、前記本硬化処理を行う工程後に前記第２凹部に仕上げ加工を施す仕上げ加工工程と、前記仕上げ加工工程後に前記第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。
【０１３５】
（２）基板側位置合わせ凹部を有する基板と、少なくとも光反射機能を有し、第１光部品側位置合わせ凹部を有する第１光部品と、前記基板と前記第１光部品との間に配置され、少なくとも集光機能を有し、第２光部品側位置合わせ凹部を有する第２光部品と、前記第１光部品側位置合わせ凹部、前記第２光部品側位置合わせ凹部及び前記基板側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付き光部品支持基板。
【０１３６】
（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第１凹部を有するセラミック基板と、少なくとも光反射機能を有し、第１光部品側位置合わせ凹部を有する第１光部品と、前記基板と前記第１光部品との間に配置され、少なくとも集光機能を有し、第２光部品側位置合わせ凹部を有する第２光部品
と、前記第１凹部内に位置し、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凹部を有する第２凹部被形成部と、前記第１光部品側位置合わせ凹部、前記第２光部品側位置合わせ凹部及び基板側位置合わせ凹部である前記第２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付き光部品支持基板。
【０１３７】
（４）前記第１光部品は、光路変換部を有し、光ファイバの端部に接続される光ファイバコネクタであることを特徴とする技術的思想（２）または（３）に記載の光部品付き光部品支持基板。
【０１３８】
（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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、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、前記セラミック未焼結体を焼結させて前記セラミック基板とする焼成工程と、前記第１凹部内にスペーサ部材を配置し、この状態で未硬化の材料を充填しかつ硬化させた後、前記スペーサ部材を除去することにより、前記第２凹部を有する前記第２凹部被形成部を設ける、第２凹部被形成部配設及び第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。
【０１３９】
（６）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凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、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、前記セラミック未焼結体を焼結させて前記セラミック基板とする焼成工程と、前記第１凹部内に前記位置合わせ用ガイド部材の一部を挿入した状態で保持し、この状態で前記第１凹部内に未硬化の材料を充填しかつ硬化させることにより、前記第２凹部を有する前記第２凹部被形成部を設けかつ前記の第２凹部に前記位置合わせ用ガイド部材を支持させる、第２凹部被形成部配設及び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。
【０１４０】
（７）前記基板はセラミック基板であり、前記第２凹部被形成部は樹脂層であることを特徴とする技術的思想（１），（５）または（６）に記載の光部品支持基板。
【０１４１】
（８）前記樹脂層は、前記樹脂層を構成する樹脂よりも熱伝導性の高い無機フィラーを含むことを特徴とする技術的思想（７）に記載の光部品支持基板。
【０１４２】
（９）光導波路と、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凹部を有するセラミック基板と、前記第１凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記セラミック基板の前記主面側にてその一部が突出し、前記光導波路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導波路付き光部品支持基板。
【０１４３】
（１０）光ファイバコネクタと、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凹部を有するセラミック基板と、前記第１凹部内に位置し、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、前記基板を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第２凹部被形成部と、前記第２凹部に嵌合されることで支持され、前記セラミック基板の前記主面側にてその一部が突出し、前記光ファイバコネクタ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ファイバコネクタ付き光部品支持基板。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明を具体化した第１の実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板を示す概略平面図。
【図２】前記光学素子搭載基板を示す概略断面図。
【図３】前記光学素子搭載基板の製造過程において、光導波路を示す概略断面図。
【図４】前記光学素子搭載基板の製造過程において、光導波路に位置合わせ穴を形成した状態を示す概略断面図。
【図５】前記光学素子搭載基板の製造過程において、グリーンシート積層体を示す概略断面図。
【図６】前記光学素子搭載基板の製造過程において、グリーンシート積層体に第１貫通穴を形成した状態を示す概略断面図。
【図７】前記光学素子搭載基板の製造過程において、グリーンシート積層体を焼成してセラミック基板とした状態を示す概略断面図。
【図８】前記光学素子搭載基板の製造過程において、セラミック基板に樹脂材料を充填して樹脂層を形成した状態を示す概略断面図。
【図９】前記光学素子搭載基板の製造過程において、前記樹脂層に第２貫通穴を形成した状態を示す概略断面図。
【図１０】前記光学素子搭載基板の製造過程において、セラミック基板の表面を研磨した状態を示す概略断面図。
【図１１】前記光学素子搭載基板の製造過程において、セラミック基板上にＶＣＳＥＬ及びフォトダイオードを搭載した状態を示す概略断面図。
【図１２】前記光学素子搭載基板の製造過程において、第２貫通穴にガイドピンを嵌着した状態を示す概略断面図。
【図１３】前記光学素子搭載基板の製造過程において、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固定する状態を示す概略断面図。
【図１４】第３の実施形態の光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板を示す概略平面図。
【図１５】前記光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板を示す概略断面図。
【図１６】前記光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板の製造過程において、セラミック基板と光ファイバコネクタとの位置合わせを行いつつ光ファイバコネクタを固定する状態を示す概略断面図。
【図１７】第４の実施形態の光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板を示す概略断面図。
【図１８】前記光ファイバコネクタ付き光学素子搭載基板の製造過程において、セラミック基板とマイクロレンズアレイと光ファイバコネクタとの位置合わせを行いつつ各々の部品を固定する際の様子を示す概略断面図。
【図１９】第５の実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板を示す概略平面図。
【図２０】第５の実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板の製造過程において、第１非貫通穴が形成されたセラミック基板を示す概略断面図。
【図２１】前記光導波路付き光学素子搭載基板の製造過程において、樹脂層配設及びガイド部材取付工程を実施しているときの状態を示す概略断面図。
【図２２】前記光導波路付き光学素子搭載基板の製造過程において、樹脂層配設及びガイド部材取付工程が完了した状態を示す概略断面図。
【図２３】第５の実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板の製造過程において、第１非貫通穴が形成されたセラミック基板を示す概略断面図。
【図２４】前記光導波路付き光学素子搭載基板の製造過程において、金型を用いて樹脂層配設及び第２穴明け工程を実施しているときの状態を示す概略断面図。
【図２５】前記光導波路付き光学素子搭載基板の製造過程において、樹脂層配設及び第２穴明け工程が完了した状態を示す概略断面図。
【図２６】前記光導波路付き光学素子搭載基板の製造過程において、第２非貫通穴にガイドピンを嵌着支持させた状態を示す概略断面図。
【図２７】第６の実施形態の光導波路付き光学素子搭載基板を示す概略断面図。
【図２８】図２７のＡ−Ａ線断面図。
【図２９】前記光学素子搭載基板の製造過程において、セラミック基板と下側光導波路と上側光導波路との位置合わせを行いつつ各々の部品を固定する際の様子を示す概略断面図。
【図３０】第６の実施形態の変形例である光導波路付き光学素子搭載基板を示す概略断面図。
【図３１】図３０のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
【０１４５】
１０，６０，１３０…（光部品付き）光部品支持基板としての（光導波路付き）光学素子搭載基板
１１…基板としてのセラミック基板
１２…（基板の）主面としての上面
１４…光学素子としてのＶＣＳＥＬ
１５…発光部
１６…光学素子としてのフォトダイオード
１８…セラミック未焼結体としてのグリーンシート積層体
２１…第１凹部としての第１貫通穴
２２…第２凹部被形成部としての樹脂層
２３…第２凹部としての第２貫通穴
２４…位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピン
３１…光部品としての光導波路
３６，５４，１０３，１１３，１４６，１５６…位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
５０，８０…（光部品付き）光部品支持基板としての（光ファイバコネクタ付き）光学素子搭載基板
５２…光部品としての光ファイバコネクタ
６１…第１凹部としての第１非貫通穴
６３…第２凹部としての第２非貫通穴
１０１…光部品としてのマイクロレンズアレイ
１１１…光部品としての光ファイバコネクタ
１４１…光部品としての下側光導波路
１５１…光部品としての上側光導波路
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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