(57)【要約】【課題】光導波路を形成するための層を設けることなく、光信号の伝送と電気信号の伝送の両方を行うことができる光電気配線基板を提供する。【解決手段】電気絶縁性基材（１０）を厚み方向に貫通するように形成されたビアホール（１５）の内周面に電気信号を伝送可能な導電層（１６）を設け、当該導電層（１６）の内側に光信号を伝送可能な光透過材（１４）を充填する。【選択図】図１
2013105025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性基材と、
前記電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第１の配線パターンと、
前記電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第２の配線パターンと、
前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に接続するビアと、
前記ビアの少なくとも一部に充填された光透過材と、
を有し、
前記ビアは、前記電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成されたビアホールの内周面に導電層を有し、
前記光透過材は、前記導電層の内側に充填されている、
光電気配線基板。
【請求項２】
前記光透過材の表面が球状である、請求項１に記載の光電気配線基板。
【請求項３】
前記ビアは、前記電気絶縁性基材の他方の主面上に、前記第２の配線パターンよりも厚みが厚いランド部を有する、請求項１又は２に記載の光電気配線基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光電気配線基板と、
前記光透過材を通じて光信号を伝送するように前記電気絶縁性基材の一方の主面に配置された光素子と、
を有する、電子部品の実装体。
【請求項５】
第１の電気絶縁性基材と、前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第１の配線パターンと、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第２の配線パターンと、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に接続する第１のビアと、前記第１のビアの少なくとも一部に充填された第１の光透過材とを有し、前記第１のビアが前記第１の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第１のビアホールの内周面に第１の導電層を有し、前記第１の光透過材が前記第１の導電層の内側に充填された、第１の光電気配線基板と、
前記第１の光透過材を通じて光信号を伝送するように前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に配置された第１の光素子と、
第２の電気絶縁性基材と、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第３の配線パターンと、前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第４の配線パターンと、前記第３の配線パターンと前記第４の配線パターンとを電気的に接続する第２のビアと、前記第１のビアの少なくとも一部に充填された第２の光透過材とを有し、前記第２のビアが前記第２の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第２のビアホールの内周面に第２の導電層を有し、前記第２の光透過材が前記第２の導電層の内側に充填された、第２の光電気配線基板と、
前記第２の光透過材を通じて光信号を伝送するように前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に配置された第２の光素子と、
を備え、
前記第１の光電気配線基板と前記第２の光電気配線基板とは、前記第１の光透過材と前記第２の光透過材とが互いに対向するように対向配置され、
前記第２の配線パターンと前記第３の配線パターンとは、接着部材により電気的且つ機械的に接続されている、電子部品の実装体。
【請求項６】
前記第１の光素子と前記第２の光素子とは、前記第１の光透過材と前記第２の光透過材とを通じて互いの間で光信号を伝送するように配置されている、請求項５に記載の電子部品の実装体。
【請求項７】
前記第１のビアは、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面上に第１のランド部を有し、
前記第２のビアは、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面上に第２のランド部を有し、
前記第１のランド部と前記第２のランド部とは、前記第１の光透過材と前記第２の光透過材との対向領域に貫通穴が設けられた環状のはんだにより電気的且つ機械的に接続されている、
請求項５又は６に記載の電子部品の実装体。
【請求項８】
前記第１のビアは、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面上に、前記第２の配線パターンよりも厚みが厚い第１のランド部を有し、
前記第２のビアは、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面上に、前記第３の配線パターンよりも厚みが厚い第２のランド部を有する、
請求項５又は６に記載の電子部品の実装体。
【請求項９】
前記第１又は第２の光透過材の少なくとも一方は、アクリル系の樹脂である、請求項５〜８のいずれか１つに記載の電子部品の実装体。
【請求項１０】
前記第１及び第２の光透過材の互いの対向面が平坦である、請求項５〜９のいずれか１つに記載の電子部品の実装体。
【請求項１１】
前記第１及び第２の光透過材の互いの対向面が球状である、請求項５〜９のいずれか１つに記載の電子部品の実装体。
【請求項１２】
前記第１及び第２の光素子は、光信号の出射部又は入射部が前記第１又は第２の光透過材に接するように配置されている、請求項５〜１１のいずれか１つに記載の電子部品の実装体。
【請求項１３】
第１の電気絶縁性基材と、前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第１の配線パターンと、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第２の配線パターンと、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に接続する第１のビアとを有し、前記第１のビアが前記第１の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第１のビアホールの内周面に第１の導電層を有する、第１の光電気配線基板と、
前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に配置された第１の光素子と、
第２の電気絶縁性基材と、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第３の配線パターンと、前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第４の配線パターンと、前記第３の配線パターンと前記第４の配線パターンとを電気的に接続する第２のビアとを有し、前記第２のビアが前記第２の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第２のビアホールの内周面に第２の導電層を有する、第２の光電気配線基板と、
前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に配置された第２の光素子と、
を備え、
前記第１の光電気配線基板と前記第２の光電気配線基板とは、前記第１のビアと第２のビアとが互いに対向するように対向配置され、
前記第２の配線パターンと前記第３の配線パターンとは、接着部材により電気的且つ機械的に接続され、
前記第１のビアは、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面上に第１のランド部を有し、
前記第２のビアは、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面上に第２のランド部を有し、
前記第１のランド部と前記第２のランド部とは、環状のはんだにより電気的且つ機械的に接続され、
前記第１の光素子と前記第２の光素子とは、前記第１のビアホール内における前記第１の導電層の内側の空間と、前記環状のはんだの貫通穴と、前記第２のビアホール内における前記第２の導電層の内側の空間を通じて、互いの間で光信号を伝送するように配置されている、電子部品の実装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号の伝送と電気信号の伝送の両方を行う光電気配線基板、及び当該基板を備える電子部品の実装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエレクトロニクス機器の高速化、高機能化に伴ってＬＳＩやメモリ間のデータ伝送速度は数十ＧＨｚにまで高速化してきている。従来、ＬＳＩやメモリ間を繋ぐ配線としては、電気信号を通す金属導体が用いられ、データ信号は電気信号に変換されて金属導体により伝送されている。
【０００３】
信号伝送の手段として金属導体を用いた場合、信号の周波数が数ＧＨｚになると、電流が金属導体の内部には流れなくなり金属導体の表面を流れるようになる。このような現象は、表皮効果と呼ばれている。このような現象が発生した場合、電流が流れる断面積が小さくなるため、抵抗が大きくなり、電気信号に損失が生じて、伝送する信号の波形が悪くなるという問題が生じる。信号の波形が悪くなると、消費電流が増加したり、伝送距離を長くできないなどの課題が生じる。従って、信号伝送の手段として金属導体を用いた場合には、数十ＧＨｚ以上の高速化に対応することが困難である。
【０００４】
そこで、近年、数十ＧＨｚ以上の信号伝送を行う方法として、電気信号を光信号に変換して伝送する光伝送技術が注目されている。この光伝送技術によれば、信号の損失を抑えて、信号伝送距離を長くすることができ、消費電力を少なくすることができる。この光伝送技術は、機器間や機器に搭載された基板間、あるいは基板に搭載された回路素子間において採用されてきている。
【０００５】
光伝送技術を採用した電子部品の実装体として、例えば、図１０に示す構造のものが知られている（例えば、特許文献１：特開２００６−１７８００１号公報参照）。
【０００６】
図１０に示す従来の電子部品の実装体は、多層プリント配線基板１００の表面に実装した発光素子１１０と受光素子１２０の下方にそれぞれ光信号伝送用光路１１１，１２１を設け、当該光路１１１，１２１内に光路部材１１２，１２２及び光路変換部材１１３，１２３を設けた構造を有している。光路変換部材１１３，１２３は、光路変換ミラー１１３ａ，１２３ａを備えている。
【０００７】
従来の電子部品の実装体において、発光素子１１０から出射された光信号は、光路部材１１２を通じて光変換部材１１３に入射し、光路変換ミラー１１３ａで反射される。光路変換ミラー１１３ａで反射された光信号は、多層プリント配線基板１００に設けられた光導波路１３０を通じて光路変換部材１２３に入射し、光路変換ミラー１２３ａで反射される。光路変換ミラー１２３ａで反射された光信号は、光路変換部材１２３の内部及び光路部材１２２を通じて受光素子１２０に受光される。従来の電子部品の実装体では、このようにして光信号の伝送が行われる。なお、電気信号は、多層プリント配線基板１００に形成された金属導体である配線パターン１４０により伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１７８００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の電子部品の実装体においては、光信号の伝送のために、多層プリント配線基板１００に光導波路１３０を形成するための層を別途設ける必要がある。これに起因して、従来の電子部品の実装体では、製造コストが高く、基板の厚みが厚くなるなど、様々な課題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、前記従来の課題を解決することにあって、光導波路を形成するための層を設けることなく、光信号の伝送と電気信号の伝送の両方を行うことができる光電気配線基板及び当該基板を備える電子部品の実装体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、電気絶縁性基材と、
前記電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第１の配線パターンと、
前記電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第２の配線パターンと、
前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に接続するビアと、
前記ビアの少なくとも一部に充填された光透過材と、
を有し、
前記ビアは、前記電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成されたビアホールの内周面に導電層を有し、
前記光透過材は、前記導電層の内側に充填されている、
光電気配線基板を提供する。
【００１２】
本発明の第２態様によれば、前記光透過材の表面が球面である、第１態様に記載の光電気配線基板を提供する。
【００１３】
本発明の第３態様によれば、前記ビアは、前記電気絶縁性基材の他方の主面上に、前記第２の配線パターンよりも厚みが厚いランド部を有する、第１又は２態様に記載の光電気配線基板を提供する。
【００１４】
本発明の第４態様によれば、第１〜３態様のいずれか１つに記載の光電気配線基板と、
前記光透過材を通じて光信号を伝送するように前記電気絶縁性基材の一方の主面に配置された光素子と、
を有する、電子部品の実装体を提供する。
【００１５】
本発明の第５態様によれば、第１の電気絶縁性基材と、前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第１の配線パターンと、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第２の配線パターンと、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に接続する第１のビアと、前記第１のビアの少なくとも一部に充填された第１の光透過材とを有し、前記第１のビアが前記第１の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第１のビアホールの内周面に第１の導電層を有し、前記第１の光透過材が前記第１の導電層の内側に充填された、第１の光電気配線基板と、
前記第１の光透過材を通じて光信号を伝送するように前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に配置された第１の光素子と、
第２の電気絶縁性基材と、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第３の配線パターンと、前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第４の配線パターンと、前記第３の配線パターンと前記第４の配線パターンとを電気的に接続する第２のビアと、前記第１のビアの少なくとも一部に充填された第２の光透過材とを有し、前記第２のビアが前記第２の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第２のビアホールの内周面に第２の導電層を有し、前記第２の光透過材が前記第２の導電層の内側に充填された、第２の光電気配線基板と、
前記第２の光透過材を通じて光信号を伝送するように前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に配置された第２の光素子と、
を備え、
前記第１の光電気配線基板と前記第２の光電気配線基板とは、前記第１の光透過材と前記第２の光透過材とが互いに対向するように対向配置され、
前記第２の配線パターンと前記第３の配線パターンとは、接着部材により電気的且つ機械的に接続されている、電子部品の実装体を提供する。
【００１６】
本発明の第６態様によれば、前記第１の光素子と前記第２の光素子とは、前記第１の光透過材と前記第２の光透過材とを通じて互いの間で光信号を伝送するように配置されている、第５態様に記載の電子部品の実装体を提供する。
【００１７】
本発明の第７態様によれば、前記第１のビアは、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面上に第１のランド部を有し、
前記第２のビアは、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面上に第２のランド部を有し、
前記第１のランド部と前記第２のランド部とは、前記第１の光透過材と前記第２の光透過材との対向領域に貫通穴が設けられた環状のはんだにより電気的且つ機械的に接続されている、
第５又は６態様に記載の電子部品の実装体を提供する。
【００１８】
本発明の第８態様によれば、前記第１のビアは、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面上に、前記第２の配線パターンよりも厚みが厚い第１のランド部を有し、
前記第２のビアは、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面上に、前記第３の配線パターンよりも厚みが厚い第２のランド部を有する、
第５又は６態様に記載の電子部品の実装体を提供する。
【００１９】
本発明の第９態様によれば、前記第１又は第２の光透過材の少なくとも一方は、アクリル系の樹脂である、第５〜８態様のいずれか１つに記載の電子部品の実装体を提供する。
【００２０】
本発明の第１０態様によれば、前記第１及び第２の光透過材の互いの対向面が平坦である、第５〜９態様のいずれか１つに記載の電子部品の実装体を提供する。
【００２１】
本発明の第１１態様によれば、前記第１及び第２の光透過材の互いの対向面が球面である、第５〜９態様のいずれか１つに記載の電子部品の実装体を提供する。
【００２２】
本発明の第１２態様によれば、前記第１及び第２の光素子は、光信号の出射部又は入射部が前記第１又は第２の光透過材に接するように配置されている、第５〜１１態様のいずれか１つに記載の電子部品の実装体を提供する。
【００２３】
本発明の第１３態様によれば、第１の電気絶縁性基材と、前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第１の配線パターンと、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第２の配線パターンと、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に接続する第１のビアとを有し、前記第１のビアが前記第１の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第１のビアホールの内周面に第１の導電層を有する、第１の光電気配線基板と、
前記第１の電気絶縁性基材の一方の主面に配置された第１の光素子と、
第２の電気絶縁性基材と、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面に設けられた第３の配線パターンと、前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に設けられた第４の配線パターンと、前記第３の配線パターンと前記第４の配線パターンとを電気的に接続する第２のビアとを有し、前記第２のビアが前記第２の電気絶縁性基材を厚み方向に貫通するように形成された第２のビアホールの内周面に第２の導電層を有する、第２の光電気配線基板と、
前記第２の電気絶縁性基材の他方の主面に配置された第２の光素子と、
を備え、
前記第１の光電気配線基板と前記第２の光電気配線基板とは、前記第１のビアと第２のビアとが互いに対向するように対向配置され、
前記第２の配線パターンと前記第３の配線パターンとは、接着部材により電気的且つ機械的に接続され、
前記第１のビアは、前記第１の電気絶縁性基材の他方の主面上に第１のランド部を有し、
前記第２のビアは、前記第２の電気絶縁性基材の一方の主面上に第２のランド部を有し、
前記第１のランド部と前記第２のランド部とは、環状のはんだにより電気的且つ機械的に接続され、
前記第１の光素子と前記第２の光素子とは、前記第１のビアホール内における前記第１の導電層の内側の空間と、前記環状のはんだの貫通穴と、前記第２のビアホール内における前記第２の導電層の内側の空間を通じて、互いの間で光信号を伝送するように配置されている、電子部品の実装体を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１態様にかかる光電気配線基板によれば、光導波路を形成するための層を設けることなく、ビアが有する導電層により電気信号を伝送し、ビアに充填した光透過材により光信号を伝送することができる。従って、製造コストの低減や基板の薄型化などを実現することができる。
【００２５】
本発明の第５態様にかかる電子部品の実装体によれば、光導波路を形成するための層を設けることなく、第１及び第２のビアが有する第１及び第２の導電層により電気信号を伝送し、第１及び第２のビアに充填した第１及び第２光透過材により光信号を伝送することができる。従って、製造コストの低減や基板の薄型化などを実現することができる。
【００２６】
本発明の第１３態様にかかる電子部品の実装体によれば、光導波路を形成するための層を設けることなく、第１及び第２のビアが有する第１及び第２の導電層により電気信号を伝送し、第１のビアホール内における第１の導電層の内側の空間と、環状のはんだの貫通穴と、第２のビアホール内における第２の導電層の内側の空間を通じて、光信号を伝送することができる。従って、製造コストの低減や基板の薄型化などを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光電気配線基板の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかる電子部品の実装体の変形例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態にかかる光電気配線基板の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の第７実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第８実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】従来の電子部品の実装体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる光電気配線基板の構造を模式的に示す断面図である。図１において、本第１実施形態にかかる光電気配線基板１は、電気絶縁性基材１０を備えている。
【００３０】
電気絶縁性基材１０の一方の主面には、第１の配線パターン１１が形成されている。電気絶縁性基材１０の他方の主面には、第２の配線パターン１２が形成されている。また、電気絶縁性基材１０には、第１の配線パターン１１と第２の配線パターン１２とを電気的に接続する複数のビア１３が形成されている。複数のビア１３の少なくとも１つには、光信号を伝送可能な光透過材１４が充填されている。
【００３１】
ビア１３は、電気絶縁性基材１０を厚み方向に貫通するように形成されたビアホール１５の内周面に電気信号を伝送可能な導電層１６を有している。導電層１６は、例えば、ビアホール１５の内周面にめっきされた筒状の金属導体の層である。光透過材１４は、ビアホール１５内において導電層１６の内側に充填されている。光透過材１４は、例えば、円柱形に形成されている。
【００３２】
次ぎに、光電気配線基板１の各部材の好ましい材料等について説明する。
【００３３】
電気絶縁性基材１０としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて種々の基板を用いることができる。例えば、電気絶縁性基材１０として、ガラス織物にエポキシ樹脂を含浸された基板（ガラス―エポキシ基板）、アラミド繊維不織布にエポキシ樹脂を含浸させた基板（アラミド―エポキシ基板）、紙にフェノール樹脂を含浸させた基板（紙―フェノール基板）、多孔質のフィルム基材に未硬化のエポキシ樹脂を空孔が残るように含浸させたフィルム基材を使ったフレキシブル基板、セラミックス基板などを用いることができる。また、図１には図示されていないが、電気絶縁性基材１０の最外層にはソルダーレジスト層が形成されていてもよい。また、電気絶縁性基材１０は、多層配線プリント基板であってもよい。
【００３４】
また、電気絶縁性基材１０は、フィラーと絶縁性樹脂との混合物により構成されてもよい。この場合、フィラー及び絶縁性樹脂の材料を適宜選択することによって、電気絶縁性基材１０の線膨張係数、熱伝導度、誘電率などを容易に制御することができる。
【００３５】
フィラーとしては、例えば、アルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化珪素、ポリテトラフルオロエチレン、及びシリカなどを用いることができる。フィラーとしてシリカを用いた場合、誘電率が低い電気絶縁性基材を得ることができる。また、当該電気絶縁性基材は、比重が軽くなるため、高周波用途に好適に使用することができる。また、フィラーとして窒化珪素やポリテトラフルオロエチレン（例えば、”テフロン”（デュポン社の登録商標））を用いても、誘電率が低い電気絶縁性基材を得ることができる。
【００３６】
絶縁性樹脂としては、誘電正接の低いフッ素樹脂、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド樹脂）（ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル樹脂）ともいう）、液晶ポリマーを含むもしくはそれらの樹脂を変性させた樹脂を用いることが好ましい。この場合、電気絶縁性基材１０の高周波特性を向上させることができる。
【００３７】
また、電気絶縁性基材１０には、分散剤、着色剤、カップリング剤、又は離型剤が含まれてもよい。電気絶縁性基材１０が分散剤を含むことによって、絶縁性樹脂中のフィラーをより均一に分散させることができる。また、電気絶縁性基材１０が着色剤を含むことによって、電気絶縁性基材１０を着色することができるため、自動認識装置の利用が容易となる。また、電気絶縁性基材１０がカップリング剤を含むことによって、絶縁性樹脂とフィラーとの接着強度を高くすることができるため、電気絶縁性基材１０の絶縁性を向上させることができる。
【００３８】
第１及び第２の配線パターン１１，１２は、電気伝導性を有する物質、例えば、金属箔や、導電性樹脂組成物、金属板を加工したリードフレームにより形成することができる。第１及び第２の配線パターン１１，１２を金属箔やリードフレームにより形成する場合、例えば、金属箔やリードフレームをエッチングすることにより、微細な配線パターンを容易に形成することができる。また、第１及び第２の配線パターン１１，１２の形成は、パターンニングした離型フィルム上の金属箔を電気絶縁性基材１０に転写することにより行うこともできる。この場合、配線パターンの取扱いが容易である。また、第１及び第２の配線パターン１１，１２の形成は、導電性樹脂組成物をスクリーン印刷することにより行うこともできる。
【００３９】
金属箔としては、銅箔を用いることが好ましい。銅箔には、コストが安く、電気伝導性が高いという利点がある。また、第１及び第２の配線パターン１１，１２をリードフレームにより形成する場合、当該リードフレームとして、電気抵抗が低く、厚みのある金属を使用することができる。また、第１及び第２の配線パターン１１，１２の表面には、めっき処理を行うことが好ましい。これにより、耐食性や電気伝導性を向上させることができる。
【００４０】
ビア１３の導電層１６としては、例えば、金、銀、銅、又はニッケルなどの金属導体を用いることができる。
【００４１】
光透過材１４としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化樹脂等の光硬化性樹脂などを用いることができる。熱硬化性及び光硬化性の樹脂を用いた場合、その材料として、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、及び耐熱性エポキシ樹脂が挙げられる。また、光透過材１４の材料は、アクリル系の樹脂であってもよい。また、光透過材１４の材料として、熱硬化性樹脂とＵＶ硬化性樹脂との混合物を用いてもよい。このような混合物に光を照射した場合、ＵＶ硬化性樹脂の硬化反応が開始して前記混合物が半硬化し、前記硬化反応により生じる反応熱により熱硬化性樹脂の硬化が促進されて前記混合物が本硬化する。すなわち、光透過材１４の材料として前記混合物を用いた場合には、製造プロセスを簡略化することができる。なお、オーブン等を用いて前記混合物の本硬化を行うようにてもよい。これにより、信頼性を高めることができる。また、光透過材１４の材料が熱硬化性樹脂である場合、樹脂の硬化温度は低温であることが好ましい。これにより基板に反りを発生させずに光路を形成した基板を提供することができる。また、光透過材１４には、前記樹脂成分以外に、光透過材１４が伝送する光信号の波長よりも小さい粒子径の微粒子を混ぜてもよい。これにより、光透過材１４の屈折率と線膨張係数をコントロールすることができる。なお、光透過材１４の屈折率は１．５以下であることが好ましく、線膨張係数は電気絶縁性基材１０と同等であることが好ましい。
【００４２】
本第１実施形態にかかる光電気配線基板１によれば、光導波路を形成するための層を設けることなく、ビア１３が有する導電層１６により電気信号（例えば、数ＫＨｚ〜数百ＭＨｚの信号）を伝送し、ビア１３に充填した光透過材１４により光信号（例えば、数十ＧＨｚの高速信号）を伝送することができる。従って、製造コストの低減や基板の薄型化などを実現することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態にかかる電子部品の実装体の構造を模式的に示す断面図である。
【００４４】
本第２実施形態にかかる電子部品の実装体２は、前記第１実施形態にかかる光電気配線基板１と、光透過材１４を通じて光信号を伝送するように電気絶縁性基材１０の一方の主面に配置された光素子２１とを備えている。
【００４５】
光素子２１は、電気信号を光信号に変換し出射するか、あるいは、光信号を受光して電気信号に変換するように構成されている。光素子２１としては、例えば、半導体レーザや発光ダイオードなどの発光素子、あるいはフォトダイオードなどの受光素子を用いることができる。
【００４６】
本第２実施形態にかかる電子部品の実装体２によれば、光導波路を形成するための層を設けることなく、ビア１３が有する導電層１６により電気信号を伝送し、ビア１３に充填した光透過材１４により光信号を伝送することができる。従って、製造コストの低減や基板の薄型化などを実現することができる。
【００４７】
なお、光素子２１は、光信号の出射部又は入射部２１ａが光透過材１４に接するように配置されることが好ましい。これにより、光信号の拡散を抑えて、信号伝送距離を長くすることが可能になる。また、光素子２１は、チャネル数が１チャンネルのものに限定されるものではなく、複数のチャンネルを有するものであってもよい。
【００４８】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。
【００４９】
本第３実施形態にかかる電子部品の実装体３は、第１の光電気配線基板１Ａと、第２の光電気配線基板１Ｂとを備えている。第１の光電気配線基板１Ａと第２の光電気配線基板１Ｂとは、前記第１実施形態にかかる光電気配線基板１と同様の構成を有している。
【００５０】
より具体的には、第１の光電気配線基板１Ａは、第１の電気絶縁性基材３０を備えている。第１の電気絶縁性基材３０の一方の主面には、第１の配線パターン３１が形成されている。第１の電気絶縁性基材３０の他方の主面には、第２の配線パターン３２が形成されている。また、第１の電気絶縁性基材３０には、第１の配線パターン３１と第２の配線パターン３２とを電気的に接続する複数の第１のビア３３が形成されている。複数の第１のビア３３の少なくとも１つには、光信号を伝送可能な第１の光透過材３４が充填されている。
【００５１】
第１のビア３３は、第１の電気絶縁性基材３０を厚み方向に貫通するように形成された第１のビアホール３５の内周面に電気信号を伝送可能な第１の導電層３６を有している。第１の導電層３６は、例えば、第１のビアホール３５の内周面にめっきされた筒状の金属導体の層である。第１の光透過材３４は、第１のビアホール３５内において第１の導電層３６の内側に充填されている。第１の光透過材３４は、例えば、円柱形に形成されている。
【００５２】
第２の光電気配線基板１Ｂは、第２の電気絶縁性基材４０を備えている。第２の電気絶縁性基材４０の一方の主面には、第３の配線パターン４１が形成されている。第２の電気絶縁性基材４０の他方の主面には、第４の配線パターン４２が形成されている。また、第２の電気絶縁性基材４０には、第３の配線パターン４１と第４の配線パターン４２とを電気的に接続する複数の第２のビア４３が形成されている。複数の第２のビア４３の少なくとも１つには、光信号を伝送可能な第２の光透過材４４が充填されている。
【００５３】
第２のビア４３は、第２の電気絶縁性基材４０を厚み方向に貫通するように形成された第２のビアホール４５の内周面に電気信号を伝送可能な第２の導電層４６を有している。第２のビア４３は、第２の導電層４６により電気信号を伝送することができる。第２の導電層４６は、例えば、第２のビアホール４５の内周面にめっきされた筒状の金属導体の層である。第２の光透過材４４は、第２のビアホール４５内において第２の導電層４６の内側に充填されている。また、第２の光透過材４４は、例えば、円柱形に形成されている。
【００５４】
第１の電気絶縁性基材３０の一方の主面には、第１の光素子５１が第１の光透過材３４を通じて光信号を伝送するように配置されている。第２の電気絶縁性基材４０の他方の主面には、第２の光素子５２が第２の光透過材４４を通じて光信号を伝送するように配置されている。
【００５５】
第１の光素子５１と第２の光素子５２とは、光素子３１と同様に構成されている。第１の光素子５１及び第２の光素子５２のいずれか一方は、半導体レーザや発光ダイオードなどの発光素子であり、いずれか他方は、フォトダイオードなどの受光素子である。ここでは、説明の便宜上、第１の光素子５１が発光素子であり、第２の光素子５２が受光素子であるものとする。第１の光素子５１は、好ましくは、光信号の出射部５１ａが光透過材３４に接するように配置されている。第２の光素子５２は、好ましくは、光信号の入射部５２ａが光透過材４４に接するように配置されている。
【００５６】
第１の光電気配線基板１Ａと第２の光電気配線基板１Ｂとは、第１の光透過材３４と第２の光透過材４４とが互いに対向するように対向配置されている。第２の配線パターン３２と第３の配線パターン４２とは、接着部材の一例であるはんだボール６１により電気的且つ機械的に接続されている。
【００５７】
第１のビア３３は、第１の電気絶縁性基材３０の他方の主面上に第１のランド部３６ａを有している。第１のランド部３６ａは、第１の導電層３６の端部を延長して形成されている。第２のビア４３は、第２の電気絶縁性基材４０の一方の主面上に第２のランド部４６ａを有している。第２のランド部４６ａは、第２の導電層４６の端部を延長して形成されている。
【００５８】
第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとは、第１の光透過材３４と第２の光透過材４４との対向領域に貫通穴６２ａが設けられた環状のはんだ６２により電気的且つ機械的に接続されている。第１及び第２の光透過材３４，４４と貫通穴６２ａは、第１及び第２の電気絶縁性基材３０，４０の厚み方向に整列している。第１の光素子５１と第２の光素子５２とは、第１及び第２の光透過材３４，４４とを通じて互いの間で光信号を伝送するように配置されている。
【００５９】
本第３実施形態にかかる電子部品の実装体３によれば、第１のビア３３が有する第１の導電層３６及び第２のビア４３が有する第２の導電層４６により電気信号を伝送することができる。また、第１の光素子５１の出射部５１ａから出射された光信号を第１及び第２の光透過材３４，４４を通じて第２の光素子５２の入射部５２ａに伝送することができる。すなわち、本第３実施形態にかかる電子部品の実装体３によれば、光導波路を形成するための層を設けることなく、電気信号と光信号の両方の伝送を行うことができる。従って、製造コストの低減や基板の薄型化などを実現することができる。
【００６０】
また、図１０に示す従来の電子部品の実装体では、光信号の伝送のために、光路部材１１２，１２２及び光路変換部材１１３，１２３を正確に位置決め（光軸合わせ）する必要があり、当該位置決めの作業が煩雑であるという課題がある。
【００６１】
これに対して、本第３実施形態にかかる電子部品の実装体３によれば、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとの接続にはんだ６２を用いることにより、はんだ６２のセルフアライメント作用により、光信号伝送用光路となる第１の光透過材３４と貫通穴６２ａと第２の光透過材４４の位置決め（光軸合わせ）を容易に行うことができる。
【００６２】
また、本第３実施形態にかかる電子部品の実装体３によれば、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとを環状のはんだ６２で接続することにより、前記光信号伝送用光路を密閉することができる。これにより、接続強度を確保しつつ、前記光信号伝送用光路にゴミや埃が侵入することを防ぐことができる。また、光信号が拡散して前記光信号伝送用光路から外れることを防ぐことができる。これにより、数十ＧＨｚ以上の信号伝送を実現することができる。
【００６３】
なお、前記では、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとを環状のはんだ６２で接続するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４に示すように、光透過性を有する接着部材６３により、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとを接続するようにしてもよい。
【００６４】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。本第４実施形態にかかる電子部品の実装体４が、図２に示す前記第２実施形態にかかる電子部品の実装体２と異なる点は、ビア１３が有するランド部１６ａの厚みが第２の配線パターン１２の厚みよりも厚くなっている点である。ランド部１６ａは、電気絶縁性基材１０の他方の主面上に導電層１６の端部を延長して形成された部分である。
【００６５】
本第４実施形態にかかる電子部品の実装体４によれば、ランド部１６ａの厚みを厚くすることにより、光素子２１から出射される、あるいは光素子２１に入射する光信号の光路を長くすることができ、光信号が散乱することを抑制することができる。
【００６６】
（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。本第５実施形態にかかる電子部品の実装体５が、図３に示す前記第３実施形態にかかる電子部品の実装体３と異なる点は、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとが環状のはんだ６２で接続されず、第１のランド部３６ａの厚みが第２の配線パターン３２の厚みよりも厚く、且つ、第２のランド部４６ａの厚みが第３の配線パターン４１の厚みよりも厚くなっている点である。
【００６７】
本第５実施形態にかかる電子部品の実装体５によれば、第１及び第２のランド部３６ａ，４６ａの厚みを厚くすることにより、第１及び第２光透過材３４，４４間で伝送される光信号が、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとの隙間を通じて外部に拡散することを抑えることができる。これにより、数十ＧＨｚ以上の信号伝送を実現することができる。
【００６８】
なお、本第５実施形態にかかる電子部品の実装体５においては、第１の光透過材３４と第２の光透過材４４との距離をできる限り短く（例えば、２００μｍ以下）することが好ましい。これにより、光信号が外部に拡散することをより一層抑えることができる。
【００６９】
また、前記では、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとの間に隙間があるものとしたが、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとは接触していてもよい。これにより、光信号が外部に拡散することをより一層抑えることができる。但し、この場合、第１の導電層３６と第２の導電層４６とが導通することになる。第１の導電層３６と第２の導電層４６とが導通することを望まない場合には、例えば、第１の導電層３６と第２の導電層４６との間に絶縁部材を配置すればよい。このような構成であっても、光信号が外部に拡散することをより一層抑えることができる。
【００７０】
（第６実施形態）
図７は、本発明の第６実施形態にかかる光電気配線の構成を模式的に示す断面図である。本第６実施形態にかかる光電気配線基板６が、図１に示す前記第１実施形態にかかる光電気配線基板１と異なる点は、光透過材１４の表面が球状である点である。
【００７１】
本第６実施形態にかかる電子部品の実装体６によれば、光透過材１４の表面が球状になっているので、当該表面が光信号を集光するレンズとして機能することができる。これにより、光信号が散乱することを抑えることができる。なお、光透過材１４の表面を球状に形成することは、ビアホール１５の直径が通常の範囲（１００〜３００μｍ程度）であれば、光透過材１４を射出成形する際に生じる表面張力を利用することにより容易に行うことができる。
【００７２】
（第７実施形態）
図８は、本発明の第７実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。本第７実施形態にかかる電子部品の実装体７が、図６に示す前記第５実施形態にかかる電子部品の実装体５と異なる点は、第１及び第２の光透過材３４，４４の互いの対向面が球状である点である。
【００７３】
本第７実施形態にかかる電子部品の実装体７によれば、第１及び第２の光透過材３４，４４の互いの対向面が球状になっているので、当該対向面が光信号を集光するレンズとして機能することができる。これにより、第１及び第２光透過材３４，４４間で伝送される光信号が、第１のランド３６ａと第２のランド４６ａとの隙間を通じて外部に拡散することを抑えることができる。これにより、数十ＧＨｚ以上の信号伝送を実現することができる。
【００７４】
なお、第１及び第２の光透過材３４，４４の互いの対向面を球状に形成することは、第１及び第２の光透過材３４，４４を射出成形する際に生じる表面張力を利用することにより容易に行うことができる。但し、第１の光透過材３４と第２の光透過材４４との距離が長い場合には、第１及び第２の光透過材３４，４４の互いの対向面のレンズとして機能を高めることが望ましいと考えられる。この場合、第１及び第２の光透過材３４，４４の互いの対向面の曲率を調整するなどの高精度な加工が別途必要になる。
【００７５】
これに対して、図５に示す電子部品の実装体５のように、第１及び第２の光透過材３４，４４の互いの対向面を平坦にした場合には、加工が容易であり、製品毎のバラツキを抑えることができる。
【００７６】
なお、前記では、第１及び第２の光透過材３４，４４の互いの対向面が球状又は平坦である場合について説明したが、第１及び第２の光透過材３４，４４のいずれか一方の対向面が球状であり、いずれか他方の対向面が平坦であってもよい。
【００７７】
（第８実施形態）
図９は、本発明の第８実施形態にかかる電子部品の実装体の構成を模式的に示す断面図である。本第８実施形態にかかる電子部品の実装体８が、図３に示す前記第３実施形態にかかる電子部品の実装体３と異なる点は、第１及び第２の光透過材３４，４４が設けられていない点である。すなわち、第１の光素子５１と第２の光素子５２とは、第１の導電層３６の内側の空間とはんだの貫通穴６２ａと第２の導電層４６の内側の空間を通じて、互いの間で光信号を伝送するように配置されている、
【００７８】
本第８実施形態にかかる電子部品の実装体８によれば、第１のランド部３６ａと第２のランド部４６ａとを環状のはんだ６２で接続することにより、光信号伝送用光路となる第１の導電層３６の内側の空間と貫通穴６２ａと第２の導電層４６の内側の空間を密閉することができるので、光信号が拡散して光信号伝送用光路から外れることを防ぐことができる。これにより、第１及び第２の光透過材３４，４４を設けなくとも、従来よりも高速な光信号の伝送を実現することができる。また、第１及び第２の光透過材３４，４４を設けないので、製造コストを低減することができる。
【００７９】
なお、前記では、光伝送用光路に第１及び第２の光透過材３４，４４を設けない構造（すなわち、空洞）としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、当該光伝送用光路全体に単一の光透過材を充填するようにしてもよい。この場合、空気層がないので、より一層高速な光信号の伝送を実現することができる。
【００８０】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明にかかる光電気配線基板及び電子部品の実装体は、光導波路を形成するための層を設けることなく、光信号の伝送と電気信号の伝送の両方を行うことができるので、低コスト化や小型化が求められる光電気配線基板及び電子部品の実装体として有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１，７    光電気配線基板
１Ａ  第１の光電気配線基板
１Ｂ  第２の光電気配線基板
２，３，４，５，６，８    電子部品の実装体
１０    電気絶縁性基材
１１    第１の配線パターン
１２    第２の配線パターン
１３    ビア
１４    光透過材
１５    ビアホール
１６    導電層
１６ａ  ランド部
２１    光素子
３０    第１の電気絶縁性基材
３１    第１の配線パターン
３２    第２の配線パターン
３３    第１のビア
３４    第１の光透過材
３５    第１のビアホール
３６    第１の導電層
３６ａ  第１のランド部
４０    第２の電気絶縁性基材
４１    第３の配線パターン
４２    第４の配線パターン
４３    第２のビア
４４    第２の光透過材
４５    第２のビアホール
４６    第２の導電層
４６ａ  第２のランド部
５１    第１の光素子
５２    第２の光素子
６１    はんだボール
６２    環状のはんだ
【図１】
2013105025.tif 000003
【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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