(57)【要約】【課題】良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造する配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】光透過性の部材を実装する実装工程を有する配線基板の製造方法であって、  前記実装工程は、前記部材を光透過性の保持手段により保持して、配線基板本体に配置する配置工程と、前記部材と前記配線基板本体の間の光硬化性の樹脂材料を、前記部材および前記保持手段を透過した光により硬化させる接着工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。【選択図】図２
2007310014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の部材を実装する実装工程を有する配線基板の製造方法であって、
前記実装工程は、
前記部材を光透過性の保持手段により保持して、配線基板本体に配置する配置工程と、
前記部材と前記配線基板本体の間の光硬化性の樹脂材料を、前記部材および前記保持手段を透過した光により硬化させる工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記配置工程では、前記部材の前記配線基板本体に対する位置決めが、前記保持手段を透過した前記基板本体の基準点の画像が認識されることにより、行われることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記部材は真空吸着により前記保持手段に保持されることを特徴とする請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記部材は、光導波路よりなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
光透過性の部材を実装して配線基板を製造する、配線基板の製造装置であって、
前記部材を保持して配線基板本体に配置する、光透過性の保持手段と、
前記部材と前記配線基板本体の間の光硬化性の樹脂材料を、前記保持手段および前記部材を透過する光を照射して硬化させる光照射手段と、を有することを特徴とする配線基板の製造装置。
【請求項６】
前記部材の前記配線基板本体に対する位置決めを行うために、前記保持手段を透過した前記配線基板本体の基準点の画像を認識する、認識手段をさらに有することを特徴とする請求項５記載の配線基板の製造装置。
【請求項７】
前記保持手段は、真空吸着により前記部材を保持するよう構成されていることを特徴とする請求項５または６記載の配線基板の製造装置。
【請求項８】
前記部材は、光導波路よりなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項記載の配線基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性の部材が実装されてなる配線基板の製造方法と、当該製造方法を実施する製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器や半導体装置の高速度化に伴い、従来の電気配線に換わる技術として光導波路を用いた信号伝播の方法が検討されている。例えば、光導波路は、信号光を透過する、いわゆるコア材と呼ばれる光導波路の芯となる材料と、コア材の周囲を覆うように形成される、いわゆるクラッド材から構成されている。クラッド材はコア材と信号光の反射率が異なるため、コア材からクラッド材に向かう信号光はクラッド材で実質的にコア材側に全反射される構造になっている。
【０００３】
また、上記の光導波路を配線基板に実装する様々な方法が提案されていた。例えば、上記の光導波路は、樹脂材料などにより形成され、配線基板に直接接合することは困難であるため、接着剤（接着層）を用いて配線基板に実装される方法が提案されていた。
【特許文献１】特開２０００−２１４３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば光導波路を熱硬化性の樹脂（接着剤）を用いて実装する場合には、実装精度に問題が生じる場合があった。
【０００５】
例えば熱硬化による実装では、実装される光導波路と、配線基板側の双方を加熱して、該光導波路と該配線基板の間の熱硬化性の樹脂を硬化させる方法がとられる場合があった。この場合、熱による材料の膨張により、実装精度が低下してしまうことが懸念される。
【０００６】
例えば、近年は光導波路の製造のコスト削減のために、光導波路を樹脂材料（例えばポリマ系材料）により製造する例が増えてきている。このような樹脂材料は、特に加熱による膨張・変形の影響が大きく、熱硬化性の樹脂を用いることが困難になる問題が生じていた。
【０００７】
そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な配線基板の製造方法および配線基板の製造装置を提供することを統括的課題としている。
【０００８】
本発明の具体的な課題は、良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造する配線基板の製造方法、および良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造する配線基板の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点では、上記の課題を、光透過性の部材を実装する実装工程を有する配線基板の製造方法であって、前記実装工程は、前記部材を光透過性の保持手段により保持して、配線基板本体に配置する配置工程と、前記部材と前記配線基板本体の間の光硬化性の樹脂材料を、前記部材および前記保持手段を透過した光により硬化させる工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法により、解決する。
【００１０】
本発明によれば、良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造することが可能になる。
【００１１】
また、前記配置工程では、前記部材の前記配線基板本体に対する位置決めが、前記保持手段を透過した前記基板本体の基準点の画像が認識されることにより行われると、実装される部材の実装精度をさらに良好にすることができる。
【００１２】
また、前記部材は真空吸着により前記保持手段に保持されると、当該部材の配置が容易となる。
【００１３】
また、前記部材は、光導波路よりなると、光・電気の混載基板を良好な精度で製造することが可能になる。
【００１４】
また、本発明の第２の観点では、上記の課題を、光透過性の部材を実装して配線基板を製造する、配線基板の製造装置であって、前記部材を保持して配線基板本体に配置する、光透過性の保持手段と、前記部材と前記配線基板本体の間の光硬化性の樹脂材料を、前記保持手段および前記部材を透過する光を照射して硬化させる光照射手段と、を有することを特徴とする配線基板の製造装置により、解決する。
【００１５】
本発明によれば、良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造することが可能になる。
【００１６】
また、前記部材の前記配線基板本体に対する位置決めを行うために、前記保持手段を透過した前記配線基板本体の基準点の画像を認識する、認識手段をさらに有すると実装される部材の実装精度をさらに良好にすることができる。
【００１７】
また、前記保持手段は、真空吸着により前記部材を保持するよう構成されていると、当該部材の配置が容易となる。
【００１８】
また、前記部材は、光導波路よりなると、光・電気の混載基板を良好な精度で製造することが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造する配線基板の製造方法、および良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造する配線基板の製造装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による配線基板の製造方法は、光透過性の部材、例えば光導波路を実装する実装工程を有している。前記実装工程では、前記部材を光透過性の保持手段により保持して配線基板本体に配置し、さらに、前記部材と前記配線基板本体の間の光硬化性の樹脂材料を、前記部材および前記保持手段を透過した光により硬化させることが特徴である。
【００２１】
上記の製造方法では、熱硬化による接着を用いていないため、良好な精度で光透過性の部材（光導波路）を実装することが可能になっている。また、上記の製造方法では、光透過性の部材を、さらに光透過性の保持手段により保持した状態で部材と配線基板本体との間の光硬化性樹脂を硬化させることが可能になっている。
【００２２】
また、上記の製造方法では、前記保持手段が光透過性であるため、前記配線基板本体の位置決めの基準点が、該保持手段に覆われている場合であっても認識することが容易である効果を奏する。例えば、当該基準点は、前記配線基板本体に対する前記部材の配置のための位置決めの基準点として用いられる。また、同様に該保持手段に保持された前記部材（前記部材の位置決め基準点）の認識も容易となる。
【００２３】
次に、上記の配線基板の製造方法と、該製造方法を実施可能な配線基板の製造装置の構成について、図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、実施例１による配線基板の製造方法（配線基板の製造装置）により製造される配線基板３００の構成の一例を模式的に示す断面図である。図１を参照するに、前記配線基板３００の概略は、配線基板本体１００に、光透過性部材（光導波路）２００が実装されてなる構造を有している。
【００２５】
まず、前記配線基板本体１００についてみると、該配線基板本体１００は、コア基板１０１を有し、該コア基板１０１の両面に対して、それぞれ絶縁層と配線が積層されてなる多層配線構造を有している。前記コア基板１０１には、該コア基板１０１を貫通するビアプラグ１０５が形成されている。
【００２６】
前記コア基板１０１の上側の面には、前記ビアプラグ１０５に接続されるパターン配線１０６Ａが形成され、該パターン配線１０６Ａ上には順に絶縁層１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａ（ソルダーレジスト層）が積層されている。
【００２７】
また、前記絶縁層１０２Ａから前記絶縁層１０３Ａにかけて、前記パターン配線１０６Ａに接続されるビアプラグ１０７Ａ、該ビアプラグ１０７Ａに接続されるパターン配線１０８Ａ、さらに該パターン配線１０８Ａに接続されるビアプラグ１０９Ａが形成され、多層配線構造を構成している。また、前記絶縁層１０３Ａ上に形成されるとともに前記ビアプラグ１０９Ａに接続されるパターン配線１１０Ａの表面は、前記絶縁層（ソルダーレジスト層）１０４Ａで覆われている。また、前記絶縁層１０４Ａに形成された開口部１０４ａからは該パターン配線１１０Ａの一部が露出し、パターン配線への電気的な接続が可能に構成されている。
【００２８】
また、同様に、前記コア基板１０１の下側の面には、前記ビアプラグ１０５に接続されるパターン配線１０６Ｂが形成され、該パターン配線１０６Ｂを覆うように、順に絶縁層１０２Ｂ，１０３Ｂ，１０４Ｂ（ソルダーレジスト層）が積層されている。
【００２９】
また、前記絶縁層１０２Ｂから前記絶縁層１０３Ｂにかけて、前記パターン配線１０６Ｂに接続されるビアプラグ１０７Ｂ、該ビアプラグ１０７Ｂに接続されるパターン配線１０８Ｂ、さらに該パターン配線１０８Ｂに接続されるビアプラグ１０９Ｂが形成され、多層配線構造を構成している。また、前記絶縁層１０３Ｂ上に形成されるとともに前記ビアプラグ１０９Ｂに接続されるパターン配線１１０Ｂの表面は、前記絶縁層（ソルダーレジスト層）１０４Ｂで覆われている。また、前記絶縁層１０４Ｂに形成された開口部１０４ｂからは該パターン配線１１０Ｂの一部が露出し、パターン配線への電気的な接続が可能に構成されている。
【００３０】
また、前記絶縁層１０４Ａには、前記光透過性部材２００を設置する場合の位置決めの基準点となるマーカー１１２が形成されている。
【００３１】
上記の配線基板本体１００は、公知のビルドアップ法により、形成することが可能である。例えば、前記コア基板１０１はプリプレグ材より、前記絶縁層１０２Ａ、１０２Ｂ、１０３Ａ、１０３Ｂは、ビルドアップ樹脂（エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂など）より、また、前記絶縁層１０４Ａ、１０４Ｂはソルダーレジスト材料より、前記ビアプラグ１０５、１０７Ａ、１０７Ｂ、１０９Ａ、１０９Ｂ、前記パターン配線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０８Ａ、１０８Ｂ、１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれＣｕよりなるよう構成されるが、これらの材料は一例であり、これらに限定されるものではない。
【００３２】
上記の構造において、配線基板本体１００には、光透過性部材（光導波路）２００が実装されるための凹部１００Ａが形成されている。すなわち、前記凹部１００Ａに相当する部分には、前記絶縁層１０３Ａ，１０４Ａが形成されていない。また、前記光透過性部材２００は、樹脂材料１１１によって該凹部１００Ａに実装されている。前記樹脂材料２００は、例えば光硬化性の樹脂材料が硬化されてなる。すなわち、本実施例による配線基板３００では、光透過性部材２００は、光硬化性の樹脂材料によって配線基板本体１００の凹部１００Ａに接合された状態になっている。
【００３３】
一方、前記光透過性部材１１１は、例えば光導波路よりなり、信号光を透過するコア２０２の周囲を、クラッド２０１が覆うようにして構成されている。クラッド２０１はコア２０２と信号光の反射率が異なるため、コア２０２からクラッド２０１に向かう信号光は実質的にコア２０２側に全反射される構造になっている。
【００３４】
また、前記光透過性部材２００の両端近傍には、信号光を反射させるためのミラー２０３がそれぞれ埋設される。また、前記ミラー２０３は、前記光透過性部材２００が設置される場合の位置決めの基準点として用いることも可能である。
【００３５】
次に、上記の配線基板３００を製造する製造装置と当該製造装置を用いた製造方法について、図２〜図６に基づき手順を追って説明する。なお、以下の図では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略している。
【００３６】
図２は、配線基板の製造装置１０の概略とともに、実施例１による配線基板の製造方法の工程の一つを示す図である。
【００３７】
図２を参照するに、本実施例による製造装置１０は、配線基板本体１００を保持する保持部１１と、前記光透過部材２００を保持する保持部１２と、を有している。前記保持部１１は、前記配線基板本体１００が載置される載置台１１Ｂと、該載置台１１Ｂを互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）にそって移動させる移動手段１１Ａとより構成されている。
【００３８】
一方、前記保持部１２は、前記光透過部材２００を、例えば真空吸着によって保持する光透過性の保持手段１２Ｃと、該保持手段１２Ｃを支持する支持部１２Ｂ、および該支持部１２Ｂを介して該保持手段１２Ｃを互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）にそって移動させる移動手段１２Ａとより構成されている。
【００３９】
また、前記製造装置１０は、前記配線基板本体１００に形成されたマーカー１１２の画像認識をするための認識手段（例えばＣＣＤカメラなど）１４と、光硬化性（例えば紫外線硬化性）樹脂を硬化させるための光（紫外線）を照射する照射手段１５を有している。
【００４０】
また、前記製造装置１０は、前記保持部１１，１２、前記認識手段１４、および前記照射手段１５を制御する制御手段１０Ａを有している。前記制御手段１０Ａは、前記認識手段１４によって認識された画像信号に対応して、前記保持部１１，１２を制御し、前記保持手段１２Ｃによって保持された前記光透過部材２００を、前記配線基板本体１００の適切な位置に配置する。また、前記制御手段１０Ａは、前記照射手段１５の光の照射を制御して、光硬化性樹脂の硬化のタイミングを制御する。
【００４１】
本図に示す工程においては、まず、前記光透過性部材２００が実装されていない状態の配線基板本体１００が前記載置台１１Ｂ上に載置され、さらに前記保持手段１２Ｃによって前記光透過性部材２００が保持される。また、前記保持手段１２Ｃは、例えばガラスなどの光透過製材料により構成されており、前記光透過性部材２００を吸着する吸着面には、吸着孔１３が形成された構造となっている。
【００４２】
前記保持手段１２Ｃの内部は、例えばポンプなどの減圧手段（図示せず）によって真空排気され、減圧状態とされている。このため、前記吸着孔１３が形成された吸着面において、前記光透過性部材２００を真空吸着することが可能になっている。
【００４３】
また、前記保持手段１２Ｃが前記光透過性部材２００を保持する方法としては、真空吸着に限定されず、例えば、静電吸着や、または粘着力を用いた吸着を用いても良い。
【００４４】
本図に示す工程においては、さらに、前記凹部１００Ａに、ディスペンサ（図示せず）などにより、液状の光（紫外線）硬化性樹脂１１１Ａが塗布される。また、予め光硬化性樹脂１１１Ａが塗布された配線基板本体が前記載置台１１Ｂ上に載置されるようにしてもよい。
【００４５】
さらに、前記光透過性部材２００の、前記配線基板本体１００に対する位置決めが、前記保持手段１２Ｃを透過した前記基板本体１００のマーカー（基準点）１１２の画像が前記認識手段１４により認識されることにより行われる。この場合、前記認識手段１４によって認識された画像信号に対応して前記保持部１１または保持部１２が前記制御手段１０Ａによって制御され、前記光透過性部材２００と前記配線基板本体１００の相対的な位置関係が制御される。
【００４６】
この場合、前記光透過性部材２００の実装精度をさらに良好にするために、該光透過性部材２００の位置が、前記認識手段１４で認識されるようにしてもよい。この場合、前記ミラー２０３が、前記光透過性部材２００の位置を把握するマーカー（基準点）として用いられる。
【００４７】
次に、図３に示す工程について説明する。本図に示す工程では、図２の工程で制御された、前記光透過性部材２００と前記配線基板本体１００のＸ，Ｙ方向の位置関係（水平方向の位置関係）が維持されながら、前記載置台１１Ｂが上昇されることにより、または、前記支持部１２Ｂが下降されることにより、前記光透過性部材２００と前記配線基板１００の相対的な距離が縮められる。
【００４８】
さらに、図４に示す工程では、前記載置台１１Ｂの上昇、または、前記支持部１２Ｂの下降が続けられ、前記光透過性部材２００が、前記配線基板本体１００の凹部１００Ａに載置され、該光透過性部材２００が、凹部１００Ａに塗布された光硬化性樹脂１１１Ａに触れる程度の位置となったところで停止される。
【００４９】
次に、図５に示す工程において、前記照射手段１５によって前記保持手段１２Ｃに光（紫外線）が照射される。ここで照射された光は前記保持手段１２Ｃおよび前記光透過性部材２００を透過し、該光透過性部材２００と前記配線基板本体１００の間に浸透していた光硬化性樹脂１１１Ａを硬化させ、樹脂材料１１１に変化させる。この工程において、前記光透過性部材２００は、前記樹脂材料１１１によって前記配線基板本体１００に接合される。
【００５０】
次に、図６に示す工程において、前記保持手段１２Ｃの真空吸着機構の稼働を停止するとともに、前記載置台１１Ｂの下降、または、前記支持部１２Ｂの上昇によって、前記保持手段１２Ｃが前記光透過性部材１２Ｃより離間される。以上の工程によって、図１に示した配線基板３００が製造される。
【００５１】
上記の本実施例による製造方法（製造装置）は、以下に示す特徴を有している。まず、光透過性部材を実装する場合に光（紫外線）硬化による方法を用いているために、従来の熱硬化による方法と比べて、実装精度が良好となる特徴を有している。例えば、熱硬化性樹脂を用いた場合には、樹脂を硬化させる加熱工程において、光透過性部材または配線基板本体に熱による変形が生じてしまい、良好な精度で光透過部材を実装することが困難となっていた。
【００５２】
例えば、近年の光・電気の混載基板の場合、光導波路と光機能素子（受光素子または発光素子など）の相対的な位置関係の精度が良好である必要がある。例えば光導波路の実装の位置精度は、±５μｍ程度が要求されており、加熱による実装ではこのような実装精度を実現することは困難となっていた。
【００５３】
一方で本実施例による製造方法（製造装置）では、光硬化性樹脂の硬化によって光透過性部材を配線基板本体に接合する方法をとっているため、良好な精度で光透過性部材を配線基板本体に実装することが可能になっている。このような実装精度（例えば光透過性部材の実装の位置精度が±５μｍ程度以下）は熱硬化性の樹脂を用いた場合には実現することが困難であり、本実施例による製造方法（製造装置）はこのような実装精度を実現することが可能である。
【００５４】
また、本実施例では、前記光透過性部材２００とともに、前記保持手段１２Ｃが光（例えば紫外線）を透過する材料（例えばガラス）により構成されていることが特徴である。このため、前記保持手段１２Ｃによって前記光透過性部材２００が実装される位置に保持されたままの状態で、光硬化性樹脂の光硬化を行うことが可能になっている。したがって、良好な実装精度で、かつ、容易に光透過性部材を配線基板本体の実装位置に実装することが可能になっている。
【００５５】
さらに、本実施例の場合、前記保持手段１２Ｃが光透過性であるため、前記配線基板本体１００Ｃの位置決めのマーカー（基準点）１１２が、該保持手段１２Ｃに覆われている場合であっても前記認識手段１４によって認識することが容易である効果を奏する。また、同様に該保持手段１２Ｃに保持された前記光透過性部材２００の基準点（ミラー２０３）の認識も容易となる。
【００５６】
このため、前記制御手段１０Ａによる前記光透過性部材２００と前記配線基板本体１００の相対的な位置関係の制御を正確に、かつ迅速に行うことが可能になる。この結果、配線基板の生産性が良好になるとともに、実装される光透過性部材の実装精度がさらに良好になる。
【００５７】
また、上記の実施例では、光透過性部材の一例として、光導波路を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光導波路と同様に光透過性である光学レンズなどの光透過性の光学部品を配線基板に実装する場合にも、本発明を適用することが可能である。
【００５８】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造する配線基板の製造方法、および良好な精度で光透過性の部材が実装された配線基板を製造する配線基板の製造装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例１による配線基板の製造方法で製造される配線基板の構成例である。
【図２】実施例１による配線基板の製造方法および製造装置を示す図（その１）である。
【図３】実施例１による配線基板の製造方法および製造装置を示す図（その２）である。
【図４】実施例１による配線基板の製造方法および製造装置を示す図（その３）である。
【図５】実施例１による配線基板の製造方法および製造装置を示す図（その４）である。
【図６】実施例１による配線基板の製造方法および製造装置を示す図（その５）である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  製造装置
１０Ａ  制御手段
１１  保持部
１１Ａ  移動手段
１１Ｂ  載置台
１２  保持部
１２Ａ  移動手段
１２Ｂ  支持部
１２Ｃ  保持手段
１３  吸着孔
１４  認識手段
１５  照射手段
１００  配線基板本体
１０１  コア基板
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂ  絶縁層
１０４ａ，１０４ｂ  開口部
１０５，１０７Ａ，１０７Ｂ，１０９Ａ，１０９Ｂ  ビアプラグ
１０６Ａ，１０６Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ，１１０Ａ，１１０Ｂ  パターン配線
１１１  樹脂材料
１１１  光硬化性樹脂
１１２  マーカー
２００  光透過性部材
２０１  クラッド
２０２  コア
２０３  ミラー
【図１】
2007310014.tif 000003
【図２】
2007310014.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007310014.tif 000007
【図６】
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