(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成された電気配線基板と、該基板を積層し光を伝播する光配線層と、を具備する光電気配線基板であって、
前記電気配線基板は、
第１の面に形成された電気配線と、
前記電気配線と電気的に接続され、前記第１の面の前記貫通孔周辺に設けられ、光部品を設置するための設置手段と、を有し、
前記光配線層は、
コアとクラッドとからなり前記電気配線基板に沿った第１の方向に光を伝播する第１の導波路と、
前記第１の導波路のコアと同一素材であり当該第１の導波路のコアと連続するコアと前記第１の導波路のクラッドと同一素材であり当該第１の導波路のクラッドと連続するクラッドとを有し、前記第１の導波路と交差する導波路であって、一部が前記貫通孔内に設けられ、前記電気配線基板に垂直な第２の方向に光を伝播する第２の導波路と、
を有すること、
を特徴とする光電気配線基板。
【請求項２】
前記第１の導波路と第２の導波路とが交差する部位に設けられ、一方の導波路を伝播する光を他方の導波路に向けて反射するミラーと、をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の光電気配線基板。
【請求項３】
前記第２の導波路の一端は、前記第１の面に露出していることを特徴とする請求項２記載の光電気配線基板。
【請求項４】
前記第２の導波路の一端と接続され、前記第１の面に設けられた集光レンズをさらに具備することを特徴とする請求項２記載の光電気配線基板。
【請求項５】
前記第２の導波路は、前記第１の面から該第１の面に対して反対側の第２の面にかけて、或いは前記第２の面から前記第１の面にかけて先細りの形状を有することを特徴とする請求項２記載の光電気配線基板。
【請求項６】
前記電気配線と電気的に接続され、前記第１の面に設けられた電気部品を設置するための設置手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光電気配線基板。
【請求項７】
前記電気配線は複数の層からなり、
前記貫通孔の内部には前記複数の層間を電気的に接続する接続手段が設けられていること、
を特徴とする請求項２記載の光電気配線基板。
【請求項８】
前記設置手段は、該設置手段に発光素子或いは受光素子を設置した場合に、該発光素子の発光面或いは受光素子の受光面が前記第２の導波路の中心軸上に配置されるように設けられていることを特徴とする請求項２記載の光電気配線基板。
【請求項９】
前記請求項１記載の光電気配線基板に電気部品を実装した実装基板。
【請求項１０】
前記請求項２記載の光電気配線基板に光部品を実装した実装基板。
【請求項１１】
第１の面に電気配線を有する電気配線基板に第１の貫通孔を形成する工程と、
前記第１の貫通孔をクラッドで満たす工程と、
前記第１の面に対して反対側の第２の面に第１のコアと該第１のコアを囲むクラッドから成る光配線層を張り合わせる工程と、
前記第１の貫通孔の内径より小さい内径を有し、前記電気配線基板と前記第１のコア及び該第１のコアを囲む前記クラッドとを貫通する第２の貫通孔を前記第１の貫通孔の中心部に形成する工程と、
前記第２の貫通孔を第２のコアで満たし前記電気配線基板に対して鉛直方向の導波路を形成する工程と、
前記第１のコアと前記第２のコアとが交差する部位に、一方のコアを伝播する光を他方のコアに向けて反射するミラーを形成する工程と、
を具備することを特徴とする光電気配線基板製造方法。
【請求項１２】
第１の面に電気配線を有する電気配線基板に第１の貫通孔を形成する工程と、
前記第１の貫通孔をクラッドで満たす工程と、
第１のコアと該第１のコアを囲むクラッドから成る光配線層を前記第１の面に対して反対側の第２の面に沿って形成する工程と、
前記第１の貫通孔の内径より小さい内径を有し、前記電気配線基板と前記第１のコア及び該第１のコアを囲む前記クラッドとを貫通する第２の貫通孔を前記第１の貫通孔の中心部に形成する工程と、
前記第２の貫通孔を第２のコアで満たし前記電気配線基板に対して鉛直方向の導波路を形成する工程と、
前記第１のコアと前記第２のコアとが交差する部位に、一方のコアを伝播する光を他方のコアに向けて反射するミラーを形成する工程と、
を具備することを特徴とする光電気配線基板製造方法。
【請求項１３】
前記第１の面側の前記第２のコアの一端に、集光レンズを形成する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の光電気配線基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【背景技術】
近年、より速い演算処理が可能なコンピュータの製造を目的として、ＣＰＵのクロック周波数は益々増大する傾向にある。現在では、１ＧＨｚオーダーのクロック周波数を有するＣＰＵが出現するに至っている。
【０００２】
ところで、一般に、電気素子内部のクロック周波数が高くなるにつれて、電気素子外部の素子間信号速度も高速になる。従って、コンピュータの中のプリント基板上の銅による電気配線には高周波電流が流れる部分が存在することになるので、ノイズの発生により誤動作が生じたり、また電磁波が発生して周囲に悪影響を与えることにもなる。
【０００３】
このような問題を解決するために、プリント基板上の銅による電気配線の一部を光ファイバー又は光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用することが行われている。なぜなら、光信号の場合は、ノイズ及び電磁波の発生を抑えられるからである。
【０００４】
しかしながら、電気配線基板には電気配線が形成されており、この電気配線によって電気配線基板表面は非常に大きな凹凸状になっている。光配線は凹凸の影響を受けやすく、その結果光信号の伝搬損失が大きくなることも考えられる。
【０００５】
一方、電気配線の一部を光配線に置き換え、電気信号及び光信号を伝播させる光電気配線基板は、その使用目的からすれば、高密度実装又は小型化されていることが望ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高密度実装又は小型化が可能で、高い効率にて光信号を伝播することができる光電気配線基板、実装基板及び光電気配線基板の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、貫通孔が形成された電気配線基板と、該基板を積層し光を伝播する光配線層と、を具備する光電気配線基板であって、前記電気配線基板は、第１の面に形成された電気配線と、前記電気配線と電気的に接続され、前記第１の面の前記貫通孔周辺に設けられ、光部品を設置するための設置手段と、を有し、  前記光配線層は、コアとクラッドとからなり前記電気配線基板に沿った第１の方向に光を伝播する第１の導波路と、前記第１の導波路のコアと同一素材であり当該第１の導波路のコアと連続するコアと前記第１の導波路のクラッドと同一素材であり当該第１の導波路のクラッドと連続するクラッドとを有し、前記第１の導波路と交差する導波路であって、一部が前記貫通孔内に設けられ、前記電気配線基板に垂直な第２の方向に光を伝播する第２の導波路と、を有すること、を特徴とする光電気配線基板である。
【０００８】
請求項１１に記載の発明は、第１の面に電気配線を有する電気配線基板に第１の貫通孔を形成する工程と、前記第１の貫通孔をクラッドで満たす工程と、前記第１の面に対して反対側の第２の面に第１のコアと該第１のコアを囲むクラッドから成る光配線層を張り合わせる工程と、前記第１の貫通孔の内径より小さい内径を有し、前記電気配線基板と前記第１のコア及び該第１のコアを囲む前記クラッドとを貫通する第２の貫通孔を前記第１の貫通孔の中心部に形成する工程と、前記第２の貫通孔を第２のコアで満たし前記電気配線基板に対して鉛直方向の導波路を形成する工程と、前記第１のコアと前記第２のコアとが交差する部位に、一方のコアを伝播する光を他方のコアに向けて反射するミラーを形成する工程と、を具備することを特徴とする光電気配線基板製造方法である。
【０００９】
請求項１２に記載の発明は、第１の面に電気配線を有する電気配線基板に第１の貫通孔を形成する工程と、前記第１の貫通孔をクラッドで満たす工程と、第１のコアと該第１のコアを囲むクラッドから成る光配線層を前記第１の面に対して反対側の第２の面に沿って形成する工程と、前記第１の貫通孔の内径より小さい内径を有し、前記電気配線基板と前記第１のコア及び該第１のコアを囲む前記クラッドとを貫通する第２の貫通孔を前記第１の貫通孔の中心部に形成する工程と、前記第２の貫通孔を第２のコアで満たし前記電気配線基板に対して鉛直方向の導波路を形成する工程と、前記第１のコアと前記第２のコアとが交差する部位に、一方のコアを伝播する光を他方のコアに向けて反射するミラーを形成する工程と、を具備することを特徴とする光電気配線基板製造方法である。
【００１０】
【発明の効果】
この様な構成によれば、高密度実装又は小型化が可能で、高い効率にて光信号を伝播することができる光電気配線基板、実装基板及び光電気配線基板の製造方法を実現することができる。
【００１１】
本発明に係る実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が摘出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００１２】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
１―１．光・電気配線基板
第１の実施形態に係る光・電気配線基板の重要な点は、層に沿った方向に光を伝播する光導波路と該層に垂直な方向に光を伝播する光導波路とを有する光配線層に、電気配線を有し光部品或いは電気部品を実装する基板を積層した着想にある。
【００１４】
図１は、光部品実装側から見た本実施形態に係る光・電気配線基板１０を示している。図２は、光部品実装側と反対側から見た光・電気配線基板１０を示している。図３は、図１或いは図２におけるＣ−Ｃ方向に沿った断面図を示している。該図３に示すように、光・電気配線基板１０は、光配線層１２に電気配線基板１１を積層した構造となっている。
【００１５】
光・電気配線基板１０は、電気配線系としての電気配線基板１１、光配線系としての光配線層１２から構成されている。また、後述するように、光・電気配線基板１０の電気配線基板１１上には、光部品（レーザーダイオードやフォトダイオード等）や電気部品（ＩＣ等））が実装される（図９、図１０、図１１参照）。以下、図１、図２、図３を参照しながら、電気配線基板１１、光配線層１２の順にその構成について詳しく説明する。
【００１６】
電気配線基板１１は、一方の面に電気配線（図示せず）が形成されている基板である。この電気配線基板１１は、単層の絶縁基板でも、電気配線と絶縁層が交互に積層された多層配線基板であっても良い。また、構成材料として、ガラス布に樹脂を含浸させた絶縁基板でも、ポリイミドフィルムでも、セラミック基板でも良い。
【００１７】
この電気配線基板１１の電気配線が形成された面には、光部品を搭載するパッド１４、１５、１６、１７、並びに、電気部品を搭載するパッド（図示せず）が形成されている。各パッドは、電気配線と電気的接続されており、該電気配線と電気配線基板１１上に設けられる光部品或いは電気部品との電気的接続を取るためのものである。パッドの数は、設置する光部品等が有する端子の数や実装する部品数によって決定される。従って、図１に示したように、４つに限定される必要はなく、任意の数であって良い。また、パッド間の間隔についても、実装する光部品等の端子の間隔に対応させた任意の間隔でよい。さらに、パッドの形状についても同様である。すなわち、パッドは設置する光部品の接続端子の形状によって決定される。従って、図１に示したように、円形に限定される必要はなく、任意の形状であって良い。一般的には、光部品との接続のためのはんだボールや金属リード等に合わせた形状が考えられる。
【００１８】
なお、基板１１は、後述する鉛直方向導波路１２０ｂ及び鉛直方向クラッド１２１ｂを形成するための孔を有している。また、基板１１が複数層からなる電気配線を有する場合には、導電性向上の観点から、各電気配線の層間に導体層を設ける構成であってもよい。
【００１９】
光配線層１２は、電気配線基板１１の他方の面に積層されており、光信号を伝搬させる光導波路としてのコア１２０と、コア１２０より低い屈折率を有しコア１２０を埋没させるクラッド１２１と、コア１２０中を伝播する光を反射するためのミラー１２３とを有している。
【００２０】
コア１２０は、電気配線基板１１に沿って光を伝播する水平方向導波路１２０ａと基板１１と光配線層１２との積層方向、すなわち基板１１に対して鉛直方向に光を伝播する鉛直方向導波路１２０ｂを有している。この二方向の導波路の形成方法は後述する。コア１２０の材質としては、例えばフッ素系ポリイミド樹脂あるいはフッ素化エポキシ樹脂など導波すべき波長に好適な屈折率を有する樹脂を選択することができる。
【００２１】
クラッド１２１は、コア１２０が有する水平方向導波路１２０ａを埋没させる水平方向クラッド１２１ａと、同じくコア１２０が有する鉛直方向導波路１２０ｂを埋没させる鉛直方向クラッド１２１ｂとを有している。上述したように、クラッド１２１は、コア１２０よりも低い屈折率を有している。従って、コア１２０の一部から入射した光は、コア１２０とクラッド１２１との境界面で反射を繰り返し、コア１２０中を伝播していく。クラッド１２１の材質としては、例えばフッ素化ポリイミド系樹脂またはフッ素化エポキシ系樹脂等が考えられる。
【００２２】
なお、水平方向クラッド１２１ａと鉛直方向クラッド１２１ｂとのなす角θ（すなわち、水平方向導波路１２０ａと鉛直方向導波路１２０ｂとのなす角）は、所望する光伝播経路に応じて決定される。本実施形態及び後述する第２の実施形態では、θ＝９０°の場合を例として説明を行う。また、鉛直方向導波路１２０ｂ及び鉛直方向クラッド１２１ｂの一端は、図１に示すように、基板１１の光部品等を実装する実装面おいて露出した構成となっている。
【００２３】
ミラー１２３は、水平方向導波路１２０ａと鉛直方向導波路１２０ｂとが交差する部位に形成されており、一方の導波路から入射する光を他方の導波路へと反射する反射鏡である。従って、ミラー１２３の角度は、水平方向導波路１２０ａと鉛直方向導波路１２０ｂとのなす角に依存し、双方の導波路間で適切に光が反射される角度にて形成される。例えば、図３に示した光・電気配線基板１０においては、水平導波路１２０ａと鉛直導波路１２０ｂとが９０度をなすように形成されているから、ミラー１２３は各導波路の軸と４５度を成すように形成されている。
【００２４】
このミラー１２３は、９０度刃を持つダイシング加工あるいはＲＩＥ等のドライエッチングによる斜めエッチングによって形成される。具体的な形成方法については後述するが、ミラー１２３は光配線を設けた基準位置を基に形成されるため、光配線のコアとの位置精度は非常に高いものとなる。
【００２５】
なお、ミラー１２３の界面（コア１２０と反対側の面）は、コア１２０より屈折率の低い樹脂を接触させるか、空気と接触させる。その他、当該界面に金属薄膜を形成しても良い。
【００２６】
次に、光・電気配線基板１０上に実装される光部品と該光・電気配線基板１０との光軸合わせについて説明する。
【００２７】
図３に示した光・電気配線基板１０上には、光部品或いは電気部品が実装される。例えば、光・電気配線基板１０に受光素子５０を実装した実装基板を図９に示す。
【００２８】
図９に示すように、水平方向導波路１２０ａの一端から入射した光Ｌは、ミラー１２３によって鉛直方向導波路１２０ｂへ反射される。そして、鉛直方向導波路１２０ｂを伝播した光Ｌは、受光素子５０の受光面へと入射する。この様な構成によって光部品と光・電気配線基板１０との間で光情報のやり取りをする実装基板においては、光部品と光・電気配線基板１０との光軸合わせが重要である。
【００２９】
この光部品と光・電気配線基板１０との光軸合わせを容易にするために、例えば次に示すような構成を有する変形例が考えられる。
【００３０】
図４は、光・電気配線基板１０と該光・電気配線基板１０に実装される受光素子との光軸合わせを容易にする例を示している。この例は、鉛直方向導波路１２０ｂの光部品実装面側の一端に集光レンズ１３を設置した点をその特徴としている。図４に示す光・電気配線基板１０では、鉛直方向導波路１２０ｂを伝播した光はレンズ１３によって集光されるから（図１０参照）、より高精度の光軸あわせを実現することができる。
【００３１】
一方、図４に示す光電気配線基板１０に発光素子を実装した場合にも光軸あわせの効果は期待できる。すなわち、発光素子から発せられたレーザ光は、集光レンズ１３にて鉛直方向導波路１２０ｂの光軸に集められることになる。従って、例えば、レーザ光が鉛直方向導波路１２０ｂの光軸からずれて集光レンズ１３に入射した場合であっても、高精度の光軸あわせが実現されている。
【００３２】
図５は、光・電気配線基板１０と該光・電気配線基板１０に実装される発光素子との光軸合わせを容易にする例を示している。この例に示す光・電気配線基板１０の特徴は、その径が光部品実装面からミラー１２３に行くに従って小さくなるようなテーパ形状の鉛直方向導波路１２０ｃを有する点である。この様なテーパ形状の鉛直方向導波路１２０ｃであれば、該導波路１２０ｃを伝播する光は光部品実装面からミラー１２３に進むに従って集光されるから（図１１参照）、より高精度の光軸あわせを実現することができる。
【００３３】
（光・電気配線基板の製造方法１）
次に、本実施形態に係る光・電気配線基板１０の第１の製造方法について、コア１２０（すなわち、水平方向導波路１２０ａ及び鉛直方向導波路１２０ｂ）とクラッド１２１（すなわち、水平方向クラッド１２１ａ及び鉛直方向クラッド１２１ｂ）に焦点を当てて、図６Ａ〜図６Ｈを参照しながら説明する。
【００３４】
図６Ａ〜図６Ｈは、光・電気配線基板１０の製造方法の各工程を示した図であり、実行順に並べられている。
【００３５】
まず、図６Ａに示す様に、電気配線並びにパッド１４、１５、１６、１７（但し、パッド１４、１６については図示せず。）を有する１２５μm厚のポリイミド基板である電気配線基板１１に、レーザにて１００μmの貫通孔（スルーホール）３０を開ける。なお、図６Ａにおいては、貫通孔（スルーホール）３０によってあたかも電気配線基板１１が分割されているように図示されているが、これはわかりやすくするための便宜上の表示である。言うまでもないが、貫通孔（スルーホール）３０は、例えば図１に示すように単なる貫通孔である（以下、図７Ａ、図８Ａについても同様である）。
【００３６】
次に、図６Ｂに示すように、電気配線基板１１の貫通孔（スルーホール）３０の内面を、例えば屈折率１．５２に調整したフッ素化エポキシ樹脂である鉛直方向クラッド１２１ｂで埋め、２００℃で硬化させる。
【００３７】
次に、図６Ｃに示すように、電気配線基板１１のパッドが形成されていない側の面に、屈折率１．５２に調整したフッ素化エポキシ樹脂を塗布する。その後、塗布したフッ素化エポキシ樹脂を２００℃で硬化させ、例えば膜厚を２０μmとして、水平方向クラッド１２１ａの一部を形成する。
【００３８】
次に、屈折率１．５３に調整したフッ素化エポキシ樹脂を塗布し、２００℃で硬化させ、８μm厚とし、定法によりドライエッチングにて図６Ｄに示す水平方向導波路１２０ａを形成する。このときの水平方向導波路１２０ａの幅は、例えば８μmである。
【００３９】
次に、図６Ｅに示すように、屈折率１．５２に調整したフッ素化エポキシ樹脂を水平方向導波路１２０ａに塗布する。その後、塗布したフッ素化エポキシ樹脂を硬化させ、例えば膜厚を２０μmとして、水平方向クラッド１２１ａの残りの部分を形成する。
【００４０】
以上の構成により、光配線層１２が完成する。
【００４１】
続いて、図６Ｆに示すように、エキシマレーザにて、鉛直方向クラッド１２１ｂにて埋められた貫通孔（スルーホール）３０の中心部分に、該貫通孔（スルーホール）３０の内径よりも小さい内径を持つ貫通孔（スルーホール）３２を開ける。その結果、貫通孔（スルーホール）３２の側面は、鉛直方向クラッド１２１ｂによって被覆されることになる。
【００４２】
なお、図５に示したテーパ形状を有する光導波路１２１ｃを形成する場合には、図６Ｆに示した工程において、レーザ加工時にレーザ光を光学系にて絞り込み、該レーザ光を光部品等の実装面側から照射することにより、図５に示した鉛直方向クラッド１２１ｃの形状に対応した貫通孔（スルーホール）３２を形成することができる。
【００４３】
次に、図６Ｇに示すように、電気配線基板１１の貫通孔（スルーホール）３２を、水平方向導波路１２０ａと同じ材料のフッ素化エポキシ樹脂で埋める。その後、該フッ素化エポキシ樹脂を２００℃で硬化することにより、鉛直方向導波路１２０ｂを形成することができる。
【００４４】
次に、図６Ｈに示すように、水平方向導波路１２０ａと鉛直方向導波路１２０ｂとが交差する部位に、９０度刃によるダイシング加工或いはＲＩＥの斜めエッチングによって、電気配線基板１１の面に対して４５度の面を持つミラー１２３を形成する。このミラー１２３は、スパッタ、蒸着などによって、金属反射膜を有するミラーにしても良い。ミラー１２３の形成は、電気配線基板１１が光配線層１２との接着面において有するアライメントマーク（図示せず）を基準として実行される。
【００４５】
なお、図４で示したレンズ１３は、Ｔｇ或いは融点が低く、鉛直方向導波路１２０ｂと同じ屈折率であり、感光性を有するアクリル系樹脂の矩形パターンを光スルーホールの露出部上に形成し、２００℃にて溶融させることにより容易に形成できる。
【００４６】
（光・電気配線基板の製造方法２）
次に、本実施形態に係る光・電気配線基板１０の第２の製造方法について、第１の製造方法と同じくコア１２０とクラッド１２１に焦点を当てて、図７Ａ〜図７Ｆを参照しながら説明する。第１の製造方法と大きく異なる点は、光配線層１２を電気配線基板１１に直接形成せずに、別途形成された光配線層１２と電気配線基板１１とを張り合わせることである。
【００４７】
図７Ａ〜図７Ｆは、光・電気配線基板１０の製造方法の各工程を示した図であり、実行順に並べられている。
【００４８】
まず、図７Ａに示すように、電気配線（図示せず）並びにパッド１４、１５、１６、１７（但し、パッド１４、１６については図示せず。）、３００μm径の貫通孔（スルーホール）３０を有するガラス／ポリイミド多層基板を電気配線基板１１として用いる。
【００４９】
次に、図７Ｂに示すように、電気配線基板１１の貫通孔（スルーホール）３０を、屈折率１．５２に調整したフッ素化エポキシ樹脂で埋める。その後、該フッ素化エポキシ樹脂を２００℃で硬化させ、鉛直方向クラッド１２１ｂを得る。
【００５０】
次に、図７Ｃに示すように、フィルム化した光配線層１２を電気配線基板１１へ接着剤（図示せず）を介して貼り合わせる。この光配線層１１は、別途用意されたシリコンウエハー上に、定法にて予め形成されたものである。また光配線層１２を構成するコア１２０には屈折率が１．５３、クラッド１２１には屈折率が１．５２のフッ素化エポキシ樹脂を用いる。コア１２０のサイズは、例えば４０μm×４０μmである。また、光配線層１２と電気配線基板１１との接着に用いる接着剤の屈折率は、貫通孔（スルーホール）３０を埋めた鉛直方向クラッド１２１ｂの屈折率と同じものを用いる。
【００５１】
次に、図７Ｄに示すように、エキシマレーザにて、埋められた貫通孔（スルーホール）３０の中心部分に、該貫通孔（スルーホール）３０の内径よりも小さい内径を持つ貫通孔（スルーホール）３２を開ける。その結果、貫通孔（スルーホール）３２の側面は、鉛直方向クラッド１２１ｂによって被覆されることになる。
【００５２】
なお、図５に示したテーパ形状を有する光導波路１２１ｃを形成する場合には、第１の製造方法で述べたように、図７Ｄに示した工程において、レーザ加工時にレーザ光を光学系にて絞り込み、該レーザ光を光部品等の実装面側から照射する。その結果、図５に示した鉛直方向クラッド１２１ｃの形状に対応した貫通孔（スルーホール）３２を形成することができる。
【００５３】
次に、図７Ｅに示すように、電気配線基板１１の貫通孔（スルーホール）３２を、水平方向導波路１２０ａと同じ材料のフッ素化エポキシ樹脂で埋める。その後、該フッ素化エポキシ樹脂を２００℃で硬化することにより、鉛直方向導波路１２０ｂを形成することができる。
【００５４】
次に、図７Ｆに示すように、水平方向導波路１２０ａと鉛直方向導波路１２０ｂとが交差する部位に、９０度刃によるダイシング加工或いはＲＩＥの斜めエッチングによって、電気配線基板１１の面に対して４５度の面を持つミラー１２３を形成する。このミラー１２３は、スパッタ、蒸着などによって、金属反射膜を有するミラーにしても良い。なお、このミラー１２３の形成は、第１の製造方法と同様に電気配線基板１１のアライメントマーク（図示せず）を基準として実行される。
【００５５】
また、図４で示した、レンズの形成は、Ｔｇ或いは融点の低い、感光性を有するアクリル系樹脂の矩形パターンを鉛直方向導波路１２０ｂの露出部上に形成し、２００℃にて溶融させることにより容易に形成できる。
【００５６】
（実装基板の製造方法）
次に、第１の実施形態に係る光・電気配線基板１０に光部品等を実装した実装基板の製造方法について説明する。
【００５７】
図９は、光・電気配線基板１０に受光素子５０のリード５０１をハンダ付けした実装基板を示している。
【００５８】
図９に示すように、光部品及び電気部品と光・電気配線基板１０との電気的接続は、半田５５による、パッドと各部品の金属リード５０１との半田接合によって行われる。また、光部品等が金属リードを有さない場合の電気接続は、はんだボール等によって行う。
【００５９】
図１０は、集光レンズ１３を設けた光・電気配線基板１０に受光素子５０のリード５０１をハンダ付けした実装基板を示している。
【００６０】
図１０に示すように、光配線層１２の水平導波路１２０ａを伝播したレーザ光Ｌは、ミラー１２３で反射される。そして、レーザ光Ｌは、鉛直導波路１２０ｂを伝播した後、レンズ１３を介して効率良く受光面５００へ到達する。
【００６１】
図１１は、テーパ形状の光導波路１２０を有する光・電気配線基板１０に発光素子５２のリード５２１をハンダ付けした実装基板を示している。
【００６２】
図１１に示すように、発光素子５２の発光面５２０から放出されたレーザ光Ｌは、鉛直方向導波路１２０ｂを伝播し、ミラー１２３で反射された後、水平方向導波路１２０ａを伝播する。このとき、鉛直方向導波路１２０ｂは基板１１の実装面側からミラー１２３に進むに従ってコア径が小さくなっているから、発光面の光軸と鉛直方向導波路１２０ｂの光軸を合わせることが容易になる。
【００６３】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００６４】
電気配線を有する基板の上に光配線層を設けるので、高密度実装又は小型化が可能であるという効果がある。
【００６５】
鉛直方向導波路の一端にレンズを形成したり、あるいは、鉛直方向導波路をテーパ形状にすることにより、光部品と鉛直方向導波路との光軸合わせが容易になる。その結果、光部品と電気部品とを同時に自動的実装できるという効果がある。
【００６６】
光配線層１２は電気配線基板１１の平坦な面（すなわち、電気配線が形成されていない面）と接着されている。従って、光配線層１２は、電気配線等の凹凸による影響を受けず、低い減衰率にて光信号を伝播させることができる。
【００６７】
光配線層１２を電気配線基板１１に接着した後に、ミラー１２３が形成されている。また、該形成においては、電気配線基板１１のアライメントマークが基準とされている。従って、高い精度のミラー形成を実現することができる。
【００６８】
光配線層１２に電気配線基板１１を積層し、該電気配線基板１１上に光部品等を実装する構成である。従って、電気配線、パッド、電気配線とパッドとを接続する接続手段とを全て電気配線基板１１の片面に設けることができ、装置の簡略化及び製造の簡単化を図ることができる。
【００６９】
鉛直方向導波路１２０ｂ及び鉛直方向クラッド１２１ｂは、電気配線基板１１の一方の面から他方の面まで貫通する光配線を形成している。従って、光信号は、電気配線基板１１の表面までコア１２０（すなわち、鉛直方向導波路１２０ｂ）を伝播し、光部品へと入射する。また、光信号は、光部品から発せられてからすぐにコア１２０中を伝播することになる。その結果、光の減衰率を低くすることができ、効率のよい光信号のやり取りを可能とする。また、鉛直方向導波路１２０ｂ及び鉛直方向クラッド１２１ｂは、その一端の表面にて外光を反射するから、ノイズ除去としての機能をも果たしている。
【００７０】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに基づいて以下詳細に説明する。
【００７１】
２−１．光・電気配線基板
第２の実施形態に係る光・電気配線基板の重要な点は、層に沿った方向に光を伝播する光導波路を有する光配線層に、電気配線を有し光部品或いは電気部品を実装する基板を積層した着想にある。
【００７２】
図８Ｃは、光配線であるコアパターンに沿って切断した第２の実施形態に係る光・電気配線基板１０の断面図を示している。図８Ｃに示すように、光・電気配線基板１０は、光配線層６２に電気配線基板１１を積層した構造となっている。
【００７３】
電気配線基板１１は、片面に電気配線（図示せず）、並びに、光部品を搭載するパッド１４、１５、１６、１７（但し、パッド１４、１６は図示せず。）、並びに、電気部品を搭載するパッド（図示せず）が配置され、他方の面で光配線層６２が接着される構造をとる。
【００７４】
また、電気配線基板１１には、該基板１１を垂直に貫通する貫通孔（スルーホール）３０が形成されている。この貫通孔（スルーホール）３０は光を通過させるための孔である。後述するように、貫通孔（スルーホール）３０を介して、電気配線基板１１上に実装された光部品と光配線層６２との間で光情報をやり取りすることができる。
【００７５】
なお、第１の実施形態において説明したとおり、この電気配線基板１１は、単層の絶縁基板でも、電気配線と絶縁層が交互に積層された多層配線基板でも良い。また、構成材料として、ガラス布に樹脂を含浸させた絶縁基板でも、ポリイミドフィルムでも、セラミック基板でも良い。また、電気配線基板１１の有する電気配線が複数の層からなる場合には、貫通孔（スルーホール）３０の内面に電気配線の層間を電気接続する導体層を設ける構成であってもよい。
【００７６】
光配線層６２は、光信号を伝播させる光配線としてコア６２０と、コア６２０より低い屈折率を有し該コア６２０を埋没させるクラッド６２１を有している。
【００７７】
さらに、光配線層６２は、電気配線を有する基板１１を貫通孔（スルーホール）３０の一端（図８Ｃでは下端）と接続している。そして、この接続部分には、電気配線基板１１の面に対して４５度の面を持つミラー１２３が設けられている。なお、貫通孔（スルーホール）３０の他端（図８Ｃでは上端）は、電気配線基板１１の表面に露出している。
【００７８】
ミラー１２３は、９０度刃を持つダイシング加工あるいはＲＩＥ等のドライエッチングによる斜めエッチングによって形成される。具体的な形成方法については後述するが、ミラー１２３は光配線を設けた基準位置を基に形成できるため、光配線のコアとの位置精度は非常に高いものとなる。
【００７９】
なお、ミラー１２３は、貫通孔（スルーホール）３０を通過する光の進路とコア６２０を伝播する光の進路とが交差する部位に形成されており、貫通孔（スルーホール）３０とコア６２０との間でやり取りされる光情報を反射する反射鏡である。従って、ミラー１２３の角度は、貫通孔（スルーホール）３０とコア６２０とのなす角に依存し、双方の間で適切に光情報のやりとりができるような角度にて形成される。例えば、図８Ｃに示した光・電気配線基板６０においては、貫通孔（スルーホール）３０とコア６２０とが９０度をなすように形成されている。したがって、ミラー１２３は貫通孔（スルーホール）３０及びコア６２０と４５度を成すように形成されている。
【００８０】
（光・電気配線基板の製造方法）
第２の実施形態に係る光・電気配線基板６０の製造方法を、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃの流れに従って説明する。
【００８１】
図８Ａに示すように、電気配線並びにパッド１４、１５、１６、１７（但し、パッド１４、１６は図示せず。）を有する１２５μm厚のポリイミド基板を電気配線基板１１として、レーザにて１００μmの貫通孔（スルーホール）３０を開ける。
【００８２】
次に、図８Ｂに示すように、光配線層６２を電気配線基板１１の裏面（すなわち、電気配線並びに各パッドが形成されている面と反対側の面）に接着する。この接着は、電気配線基板１１が光配線層１２との接着面において有するアライメントマーク（図示せず）が基準とされる。
【００８３】
次に、図８Ｃに示すように、電気配線基板１１の面に平行な光配線のコアと垂直な光スルーホールのコアとの接続部分に、９０度刃によるダイシング加工或いはＲＩＥの斜めエッチングによって、基板３１の面に対して４５度の面を持つミラー１２３を設ける。ミラー１２３は、スパッタ、蒸着などによって、金属反射膜を有するミラーにしても良い。なお、このミラー１２３の形成は、電気配線基板１１が光配線層６２との接着面において有するアライメントマーク（図示せず）を基準として実行される。
【００８４】
ところで、光配線層６２は、以下の様にして予め製造される。
【００８５】
まず、シリコンウエハ等の支持基板上に、クラッド６２１の一部として、屈折率１．５２に調整したフッ素化エポキシ樹脂を電気配線基板１１の片面に塗布し、２００℃で硬化させ、膜厚を２０μmとする。
【００８６】
さらに、屈折率１．５３に調整したフッ素化エポキシ樹脂を塗布し、２００℃で硬化させ、８μm厚とし、定法によりドライエッチングにて光導波路としてのコア６２０を形成する。このとき、コア６２０の幅は例えば８μmとする。
【００８７】
その上から、屈折率１．５２に調整したフッ素化エポキシ樹脂を同様に塗布した後、硬化させてクラッド６２１の残りの部分を形成する。このとき、例えばクラッド６２１の残りの部分のコア６２０からの膜厚は、例えば２０μmとする。その後、支持基板から光配線層６２を剥離することで、光配線層６２を得ることができる。
【００８８】
なお、本実施形態に係る光電気配線基板６０の他の製造方法としては、ポリイミド基板１１上に光配線層を順次形成する方法がある。この方法を採用する際には、貫通孔（スルーホール）３０を一時的に塞いだ状態で光配線層を形成するか、光配線層を形成後に貫通孔（スルーホール）３０を作成する必要がある。
【００８９】
（実装基板の製造方法）
次に、第２の実施形態に係る光・電気配線基板６０に光部品等を実装した実装基板の製造方法について説明する。
【００９０】
図１２は、光・電気配線基板６０に受光素子５０のリード５０１をハンダ付けした実装基板を示している。
【００９１】
図１２に示すように、光部品及び電気部品と光・電気配線基板６０との電気的接続は、半田５５による、パッドと各部品の金属リード５０１との半田接合によって行われる。また、光部品等が金属リードを有さない場合の電気接続は、はんだボール等によって行う。
【００９２】
光配線層６２を伝播したレーザ光Ｌは、ミラー１２３で反射される。そして、レーザ光Ｌは、貫通孔（スルーホール）３０を通過して受光面５００へ到達する。
【００９３】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００９４】
電気配線基板の電気配線が無い面に光配線層を形成することができるため、光配線層は平滑となり、光信号の減衰が少ないという効果がある。
【００９５】
電気配線（或いはパッド）を形成する面と光配線層を形成する面を電気配線基板の異なる面とする構成になっている。従って、電気配線への光部品、電気部品の実装時（ハンダ付け）においては光配線層が電気配線基板の下側となるから、熱による光配線層への影響が少ないという効果がある。
【００９６】
光配線層６２を電気配線基板１１に接着した後に、ミラー１２３が形成されている。また、該形成においては、電気配線基板１１のアライメントマークが基準とされている。従って、高い精度のミラー形成を実現することができる。
【００９７】
光配線層６２に電気配線基板１１を積層し、該電気配線基板１１上に光部品等を実装する構成である。従って、電気配線、パッド、電気配線とパッドとを接続する接続手段とを全て電気配線基板１１の片面に設けることができ、装置の簡略化及び製造の簡単化を図ることができる。
【００９８】
第２の実施形態に係る光電気配線基板６０は、貫通孔（スルーホール）３０によって電気配線基板１１の一方の面から他方の面へと光信号を通過させる構成である。従って、該貫通孔（スルーホール）３０の内部にコア及びクラッドによる光配線を形成する場合と比較して、装置の簡略化及び製造の簡単化を図ることができる。
【００９９】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば以下に示す（１）、（２）のように、その要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。
【０１００】
（１）図５及び図１１では、電気配線基板の光部品実装面からミラー１２３方向に掛けてテーパ形状の鉛直方向導波路１２０ｂを示した。これは、光電気配線基板１０に発光素子５２を実装する場合を想定したからである。
【０１０１】
これに対し、光電気配線基板１０に受光素子５０を実装する場合には、電気配線基板の光配線層１２接着側から光部品実装側に掛けてテーパ形状の鉛直方向導波路１２０ｂを有する光電気配線基板１０も考えられる。該テーパ形状の鉛直方向導波路１２０ｂは、例えば図６Ｆに示した工程において、レーザ光を光配線層１２側から照射すればよい。
【０１０２】
（２）光配線層に形成されるミラーは、光を適切に入射或いは反射させるためのものであり、角度や形成位置が重要である。従って、同様の機能を実現するものであれば、上記各実施形態で示したミラー１２３の形状に限定する必要はなく、例えば、図１３に示すようなミラー１２３であってもよい。
【０１０３】
【産業上の利用可能性】
以上述べたように、本発明によれば、高密度実装又は小型化が可能で、高い効率にて光信号を伝播することができる光電気配線基板、実装基板及びそれらの製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、光部品実装側から見た光・電気配線基板１０を示している。
【図２】  図２は、光部品実装側とは反対側から見た光・電気配線基板１０を示している。
【図３】  図３は、図１或いは図２におけるＣ−Ｃ（コアパターン）方向に沿った断面図を示している。
【図４】  図４は、実装される受光素子との光軸合わせを容易にする光・電気配線基板１０の一例を示している。
【図５】  図５は、実装される受光素子との光軸合わせを容易にする光・電気配線基板１０の一例を示している。
【図６】  図６Ａ〜図６Ｈは、光・電気配線基板１０の製造方法の各工程を示した図である。
【図７】  図７Ａ〜図７Ｆは、光・電気配線基板１０の製造方法の各工程を示した図である。
【図８】  図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、光・電気配線基板１０の製造方法の各工程を示した図である。
【図９】  図９は、光・電気配線基板１０に受光素子５０のリード５０１をハンダ付けした実装基板を示している。
【図１０】  図１０は、集光レンズ１３を設けた光・電気配線基板１０に受光素子５０のリード５０１をハンダ付けした実装基板を示している。
【図１１】  図１１は、テーパ形状の光導波路１２１ｃを有する光・電気配線基板１０に発光素子５２のリード５２１をハンダ付けした実装基板を示している。
【図１２】  図１２は、光・電気配線基板６０に発光素子５２のリード５２１をハンダ付けした実装基板を示している。
【図１３】  図１３は、光・電気配線基板１０の変形例を示している。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
0004457545.tif 000008
【図６Ｃ】
0004457545.tif 000009
【図６Ｄ】
0004457545.tif 000010
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
0004457545.tif 000013
【図６Ｈ】
0004457545.tif 000014
【図７Ａ】
0004457545.tif 000015
【図７Ｂ】
0004457545.tif 000016
【図７Ｃ】
0004457545.tif 000017
【図７Ｄ】
0004457545.tif 000018
【図７Ｅ】
0004457545.tif 000019
【図７Ｆ】
0004457545.tif 000020
【図８Ａ】
0004457545.tif 000021
【図８Ｂ】
0004457545.tif 000022
【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004457545.tif 000027
【図１３】
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