(57)【要約】【課題】  低コスト構造で駆動ＩＣから光半導体素子への熱伝導を低減させることが可能なフレキシブル光電気配線を提供する。【解決手段】  フレキシブル光電気配線は、半導体素子結線用電気配線４と光導波路コア３及び光導波路クラッド２とを有する光電気フィルムと、光電気フィルムの主面側に設けられ、半導体素子結線用電気配線４と電気的に接続された駆動ＩＣ７と、光電気フィルムの主面側に設けられ、駆動ＩＣ７により駆動される光半導体素子６と、光電気フィルムの裏面側に設けられ、且つ、駆動ＩＣ７の外縁より少なくとも一部突出した形状で光電気フィルムの主面側から裏面側に至る貫通孔を覆う放熱板５と、貫通孔に充填され、駆動ＩＣ７及び放熱板５に接する熱伝導性樹脂９とを有する。【選択図】  図１
2009080451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層の電気配線層と、光導波路コア及び光導波路クラッドを含む光配線層とを有する光電気フィルムと、
前記光電気フィルムの主面側に設けられ、前記電気配線層と電気的に接続された駆動ＩＣと、
前記光電気フィルムの前記主面側に設けられ、前記駆動ＩＣにより駆動される光半導体素子と、
前記光電気フィルムの裏面側に設けられ、且つ、前記駆動ＩＣの外縁より少なくとも一部突出した形状で前記光電気フィルムの前記主面側から前記裏面側に至る貫通孔を覆う放熱板と、
前記貫通孔に充填され、前記駆動ＩＣ及び前記放熱板に接する熱伝導材料とを具備することを特徴とするフレキシブル光電気配線。
【請求項２】
前記電気配線層と前記駆動ＩＣとがワイヤボンド接続される電気接続部を有し、前記熱伝導材料が前記駆動ＩＣの回路面とは反対側の面に接していることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル光電気配線。
【請求項３】
前記電気配線層と前記駆動ＩＣとがフリップチップ接続される電気接続部と、前記電気接続部に充填された絶縁性のアンダーフィル樹脂とを有し、前記熱伝導材料が前記駆動ＩＣの回路面に接していることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル光電気配線。
【請求項４】
請求項２に記載のフレキシブル光電気配線の製造方法において、
前記貫通孔に前記熱伝導材料をペースト状態で注入する工程と、
前記熱伝導材料に回路面とは反対側の面が接する如く前記駆動ＩＣを搭載する工程と、
ペースト状態の前記熱伝導材料を硬化させる工程と、
前記駆動ＩＣと前記電気配線層との電気接続を行い、電気接続部を形成する工程とを具備することを特徴とするフレキシブル光電気配線の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載のフレキシブル光電気配線の製造方法において、
前記駆動ＩＣと前記電気配線層とのフリップチップ接続を行い、電気接続部を形成する工程と、
前記電気接続部近傍にアンダーフィル樹脂を注入する工程と、
前記アンダーフィル樹脂を硬化させる工程と、
前記アンダーフィル樹脂を硬化させる工程の後、前記貫通孔に前記熱伝導材料をペースト状態で注入する工程と、
ペースト状態の前記熱伝導材料を硬化させる工程とを具備することを特徴とするフレキシブル光電気配線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル光電気配線及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の電子デバイスの性能向上により、大規模集積回路（ＬＳＩ）は飛躍的な動作速度の向上が図られてきている。しかしながら、ＬＳＩの内部動作は高速化されてきているものの、それを実装するプリント基板レベルでの動作速度はＬＳＩの動作速度より低く抑えられ、そのプリント基板を装着したラックレベルでは更に動作速度が低く抑えられている。
【０００３】
これらは、動作周波数の上昇に伴う電気配線の伝送損失や雑音、電磁障害の増大に起因するものであり、信号品質を劣化させないために長い配線ほど動作周波数を下げる必要がでてくるためである。従って、電気配線装置においては能動素子であるＬＳＩの動作速度が向上しても、その実装において速度低下を余儀なくされるという問題があり、ＬＳＩ動作速度よりも実装技術がシステム速度を支配する傾向が近年益々強まってきている。
【０００４】
このような電気配線装置の問題を鑑み、ＬＳＩ間を光で接続する光配線装置がいくつか提案されている。光配線装置の特徴は、直流から１００ＧＨｚ以上の周波数領域で損失等の周波数依存性がほとんど無く、また、配線路の電磁障害や接地電位変動雑音が無いため数１０Ｇｂｐｓの配線が容易に実現できることにある。このため、光配線装置ではプリント基板やラックレベルでも非常に高速の動作が期待できる。
【０００５】
特に、フレキシブルタイプの光電気複合配線は、その可撓性からボード実装の自由度が高く、また、光素子の搭載電極を自分自身が保有しているため構成が簡素となる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２２７９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、低コスト構造で駆動ＩＣから光半導体素子への熱伝導を低減させることが可能なフレキシブル光電気配線及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るフレキシブル光電気配線は、単層の電気配線層と、光導波路コア及び光導波路クラッドを含む光配線層とを有する光電気フィルムと、前記光電気フィルムの主面側に設けられ、前記電気配線層と電気的に接続された駆動ＩＣと、前記光電気フィルムの前記主面側に設けられ、前記駆動ＩＣにより駆動される光半導体素子と、前記光電気フィルムの裏面側に設けられ、且つ、前記駆動ＩＣの外縁より少なくとも一部突出した形状で前記光電気フィルムの前記主面から前記裏面に至る貫通孔を覆う放熱板と、前記貫通孔に充填され、前記駆動ＩＣ及び前記放熱板に接する熱伝導材料とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低コスト構造で駆動ＩＣから光半導体素子への熱伝導を低減させることが可能なフレキシブル光電気配線及びその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
[比較例]
特許文献１に開示された従来技術に係るフレキシブル光電気配線においては、光素子を自身に搭載可能なだけでなく、光素子の駆動ＩＣ（半導体チップ）も搭載して、これらを電気接続したモジュールとすることができる。しかしながら、半導体チップの放熱に対する配慮は十分でなく、実用上の問題が生じ得る。
【００１０】
例えば、半導体チップ下部にサーマルビアを設けて放熱を行う方法を適用した場合、フレキシブル基板の電気配線層が２層以上必要となり、電気配線が単層の場合に比して大幅にコストアップとなる。また、サーマルビアの熱抵抗が十分低く抑えられないという問題が生じる。
【００１１】
或いは、特許文献１に開示された従来技術のように、光電気フィルムに半導体チップを内包できる大きさの貫通孔を設け、半導体チップを貫通孔内に埋め込むことで放熱を行う方法を適用した場合、貫通孔を金型で打ち抜く際の加工マージンと金型の位置合わせマージン、更には、半導体チップの切り出し加工マージンが必要となる。これにより、少なくとも数１００μｍ、場合により数ｍｍ程の貫通孔サイズ余裕が必要になる。
【００１２】
従って、従来技術による構成では半導体チップを複数個並列実装する場合等に、電気配線のパターン配置で決まる最小配列ピッチに、数１００μｍから数ｍｍの配列ピッチマージンを加える必要があった。即ち、従来技術では実装密度に構造的限界があり、多並列光配線を有するフレキシブル光電気配線の構築が大型化し易かった。
【００１３】
更に、従来技術のような半導体チップの貫通孔挿入実装や、半導体チップの外形範囲内に貫通孔を形成する方法では、ペースト状熱伝導性樹脂を硬化させる工程において歩留まりの低下を生じやすいという問題が生じる。
【００１４】
即ち、半導体チップを貫通孔挿入する方法では、貫通孔と半導体チップの間隙に充填された多量のペースト状熱伝導性樹脂が、硬化処理において流動化や歪によりせり上がりを起こすことがあり、半導体チップの接続パッドに溢れ出して電極をショートさせてしまう問題が起こりやすい。
【００１５】
これは、半導体チップ表面とペースト状熱伝導性樹脂表面が近接し易い構成であること、半導体チップ側面の貫通孔間隙に毛細管現象でペースト状熱伝導性樹脂が溜まり易いこと等に原因がある。
【００１６】
一方、半導体チップの外形範囲内に貫通孔を形成する方法では、貫通孔内に多量に充填されたペースト状熱伝導性樹脂が、硬化処理において溶剤の蒸発経路が塞がれているため半導体チップを押し上げてしまうことが問題となり易い。この場合、半導体チップの搭載位置ずれや傾き、酷い場合には半導体チップの倒立を引き起こす。これらは、全てその後の工程における不良を引き起こす原因となることは明白である。
【００１７】
また、光電気フィルムは内部に光導波路を有するため、必然的に一定の厚さが必要であり、放熱性が低いという問題がある。フレキシブル光電気配線を構成する光素子は、駆動ＩＣ等の半導体チップに比較して熱による特性変動が大きく、主な熱源となる半導体チップの放熱経路の確保は重要である。更に、光電気フィルムの熱膨張係数が大きい事に起因して光導波路コアの位置がずれ、光半導体素子と光導波路コアとの結合不良が生じる場合も想定される。従って、駆動ＩＣの放熱経路を確保し、駆動ＩＣから光素子への熱伝導を低減させることは重要な課題である。出願人が見出した上記課題に対応して、以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
[第１の実施形態]
図１は、本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線を示す概略斜視図である。図２は、本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線を示す断面図である。図３は、本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線を示す上面図である。図１乃至図３は、光送信部（または光受信部）及び半導体素子結線用の電気配線部を抜き出して示している。また、図４は、本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の概略構成を示す全体図である。
【００１９】
図４に示すように、第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線は駆動モジュール部１００、駆動モジュール部１０１を有する。駆動モジュール部１００、駆動モジュール部１０１には光送信部または光受信部、或いはこれらの両方が内包され、光導波路を介して光送信部と光受信部が対となることで、光配線としての機能を果たすものである。以下、駆動モジュール部１００について、図１乃至図４を用いて詳細に説明するが、駆動モジュール部１０１についても当然同様の説明が適用され得る。
【００２０】
駆動モジュール部１００は、基材フィルム１、光導波路クラッド２、光導波路コア３、半導体素子結線用電気配線４、放熱板５、光半導体素子６（発光素子または受光素子）、駆動ＩＣ７、アンダーフィル樹脂８、熱伝導性樹脂９、ボンディングワイヤ１０、モールド樹脂１１、バンプ金属１２、及び電気配線１３を有する。
【００２１】
基材フィルム１、光導波路クラッド２、光導波路コア３、半導体素子結線用電気配線４、及び電気配線１３は、折り曲げ等が自由なフレキシブルな光電気フィルムを構成している。以下、半導体素子結線用電気配線４及び電気配線１３が形成され、光半導体素子６及び駆動ＩＣ７が設けられている面を光電気フィルムの主面と称し、放熱板５が設けられている面（主面とは反対側の面）を光電気フィルムの裏面と称する。
【００２２】
基材フィルム１は、例えば、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムからなり、裏面に光導波路クラッド２、表面に後述する電気配線層を形成している。
【００２３】
光導波路クラッド２及び光導波路コア３は、互いに屈折率が異なり、光伝送波長に対して透明な材料であり、これらが光配線層を構成している。光導波路クラッド２及び光導波路コア３は、例えばエポキシ系樹脂とし、光導波路コア３の屈折率を例えば１．５９、光導波路クラッド２の屈折率を例えば１．５６とする。これにより、ＮＡ（Numerical Aperture、開口数）約０．３の光導波路となる。
【００２４】
光導波路コア３は、例えば、断面が４０μｍ四方の矩形であり、光導波路コア３の周囲の光導波路クラッド２の厚さは、例えば、光電気フィルム主面方向に１５μｍ、光電気フィルム裏面方向に１５μｍとなるように形成されている。
【００２５】
光導波路コア３の端部は４５°に加工されており、この４５°加工面には図示せぬミラー金属（例えば、Ａｕ）が設けられている。このミラー金属により、光半導体素子６の入出力光を９０°に折り曲げ、光配線層（光導波路クラッド２及び光導波路コア３）により光電気フィルム面内方向への光伝送を行うことができる。
【００２６】
半導体素子結線用電気配線４及び電気配線１３は同一の電気配線層にあり、フォトリゾグラフィーによるパターンニングで一括形成されたものである。このように電気配線層を単層とすると、パターンニング工程が1回で済み、また、２層以上の多層基板で必要なビア形成やスルーホールメッキなどの工程が不要であるため、非常に低コストで作製することが可能である。半導体素子結線用電気配線４及び電気配線１３は、例えば、厚さ１２μｍのＣｕとし、パッド部にはＡｕ／Ｎｉメッキが施されている。半導体素子結線用電気配線４は、光半導体素子６及び駆動ＩＣ７等の半導体素子の電気接続として、電気配線１３は、光電気フィルムの両端間の低速信号や電源の接続に用いられる。
【００２７】
上述した光電気フィルムにおいては、図２に示すように、駆動ＩＣ７の搭載部の下部に電気配線層から光配線層までを貫く、即ち、光電気フィルムの主面側から裏面側に至る貫通孔が設けられている。この貫通孔は、駆動ＩＣ７にワイヤボンディングする部分の下部を避けて設けられている。
【００２８】
図１及び図３に示すように、貫通孔（破線内側）は駆動ＩＣ７のワイヤボンディングを行わない部分に設けられ、且つ、駆動ＩＣ７の外縁（外形）から、例えば０．５〜１ｍｍ程度はみ出す（突出する）形状を有している。この貫通孔が駆動ＩＣ７の外縁からはみ出す部分の大きさは、フレキシブル光電気配線の配線パターンの余白部の広さに応じて決めれば良く、放熱経路の断面積や熱抵抗を考慮して決定すれば良い。また、貫通孔の形状は図３のような２つの四角形の重ね合わせ（十字形）のほか、円と四角形の重ね合わせや楕円等であっても良い。
【００２９】
放熱板５は、例えば、厚さ５００μｍのＣｕ板とし、少なくとも駆動ＩＣ７の搭載部よりも大きな面積のものが光配線層の下部（光電気フィルム裏面側）に貼り付けられている。この放熱板５は、駆動ＩＣ７の搭載部の下部に形成された貫通孔を覆っている。駆動ＩＣ７から発生する熱は、後述する熱伝導性樹脂９を介して放熱板５に達し、放出（放熱）される。
【００３０】
また、放熱板５は、駆動ＩＣ７から光半導体素子６、或いは駆動ＩＣ７から光導波路コア３端部の光結合部への熱伝導を低減させるため、光電気フィルム面内方向において光半導体素子６の直下を避けて設けられている。放熱板５はフレキシブル光電気配線の末端処理（補強部材）を兼ねており、例えば、放熱板５ごとフレキシブル光電気配線の端部を実装基板接続コネクタに挿抜するように構成することも可能である。
【００３１】
光半導体素子６は、発光素子または受光素子、或いはこれらの複合素子であり、光電気フィルムの主面側に設けられて、駆動ＩＣ７により発光または受光を制御される。光送信部には光半導体素子６として発光素子（例えば、面発光レーザ）、光受信部には光半導体素子６として受光素子（例えば、面受光型フォトダイオード）を用いれば良い。双方向の光伝送を行う場合は、発光素子及び受光素子の両方を１チップ化した素子を用いても良い。また、光半導体素子６を全て発光素子とし、光送信時は発光素子に順バイアスをかけて発光させ、光受信時は発光素子に逆バイアスをかけて受光素子として用いる光半二重伝送（ピンポン伝送）を行うこともできる。光半導体素子６と電気配線４とは、バンプ金属１２を介して接続されている。バンプ金属１２は、例えば、Ａｕスタッドバンプ、半田バンプ等である。バンプ接続部の周囲には、絶縁性のアンダーフィル樹脂８として、例えば、エポキシ樹脂が塗布されている。
【００３２】
駆動ＩＣ７は、上述した貫通孔内に充填された熱伝導性樹脂９上に固定されている。駆動ＩＣ７は、光送信部に用いられ、外部入力電気信号に基づき発光素子を発光させるドライバＩＣ、光受信部に用いられ、受光素子の光電流から外部出力電気信号を再生するレシーバＩＣなどである。前述した光半二重伝送の場合には、駆動ＩＣ７としてドライバ／レシーバ複合機能ＩＣを用いればよい。また、駆動ＩＣ７には、外部電気信号や光信号の有無に関わらず光半導体素子６の駆動バイアスを遮断して光送受信動作を停止させる動作制御機能を持たせることもできる。
【００３３】
熱伝導性樹脂９は、光電気フィルム（電気配線層を除く）よりも熱伝導率が大きい材料、例えば、硬化処理されたＡｇペーストであって、光電気フィルムに形成された上記貫通孔に充填されており、放熱板５と駆動ＩＣ７とにより囲まれた空間を満たしている。また、熱伝導性樹脂９は、駆動ＩＣ７を搭載する部分にも薄く塗布されている。駆動ＩＣ７は回路面が上方（光電気フィルムと対向しない方向）を向くように実装されており、回路面とは反対側の面と熱伝導性樹脂９とが接している。
【００３４】
ボンディングワイヤ１０（例えば、Ａｕ線やＡｌ線）は、半導体素子結線用電気配線４と駆動ＩＣ７とを電気的に接続している。第１の実施形態においては、駆動ＩＣ７の回路面が上方を向いているため、ワイヤボンド接続により電気配線層との接続をとっている。
【００３５】
モールド樹脂１１は、上述した光半導体素子６、駆動ＩＣ７等を含む半導体素子搭載部全体をモールドしている。図４に示すモールド樹脂１１の内部には、図１乃至図３に示すようなフレキシブル光電気配線の送信部／受信部が含包されている。
【００３６】
上述した構成を有するフレキシブル光電気配線によれば、半導体素子結線用電気配線４及び電気配線１３が安価な単層構成であっても、光電気フィルム裏面への放熱経路が効果的に確保できる。しかも、駆動ＩＣ７のチップ面積よりも大きな放熱経路断面積を確保することが可能であり、その放熱効果は駆動ＩＣ７のチップ面積と同程度の貫通孔を設ける場合よりも高い。即ち、駆動ＩＣ７の放熱を光電気フィルムに形成された貫通孔を通して行い、貫通孔の形状を駆動ＩＣ７の外縁よりも一部はみ出す形状とすることで、放熱性を高め、光半導体素子６への熱伝導を低減させるものである。
【００３７】
比較例のように、光電気フィルムに半導体チップを内包できる大きさの貫通孔を設け、半導体チップを貫通孔内に埋め込むことで放熱を行う方法を適用した場合、貫通孔を金型で打ち抜く際の加工マージンと金型の位置合わせマージン、更には、半導体チップの切り出し加工マージンが必要となる。
【００３８】
これに対し、第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線によれば、駆動ＩＣ７の周囲がフリーの空間であるため、貫通孔の形成が金型打ち抜きであっても駆動ＩＣ７の外形誤差や貫通孔サイズ誤差が致命的な問題となり難い。また、唯一問題となりやすい貫通孔の位置ずれも数１０μｍと小さいため、貫通孔のサイズマージンは数１０μｍと小さくすることができる。このため、複数個の駆動ＩＣを並列実装する場合においても、実質的に電気配線のパターン配置として最小限の配列ピッチで駆動ＩＣの高密度並列実装を行うことが可能となる。
【００３９】
更に、放熱板５は、光電気フィルム面内方向において光半導体素子６の直下を避けて設けることで、駆動ＩＣ７から光半導体素子６への熱伝導を低減させること、また、光半導体素子６と光導波路コア３との結合不良を抑制することができるようになる。これにより、駆動ＩＣ７の温度変動に影響されることなく、光半導体素子６を安定に動作させ、信頼性を高めることが可能になる。
【００４０】
次に、図１乃至図４に示すフレキシブル光電気配線の製造工程を説明する。
【００４１】
先ず、例えば厚さ１２μｍのＣｕ箔を張り合わせた基材フィルム１（例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム）の裏面（Ｃｕ箔の無い面）に、エポキシ系樹脂等の材料による光導波路クラッド２及び光導波路コア３を形成する。これには、例えば下地クラッド層とコア層のフィルムを張り合わせ、フォトリゾグラフィーにより光導波路コア３をパターンニングし、上側クラッド層のフィルム張り合わせを行って形成する。各樹脂層の形成は液状樹脂のスピンコートと加熱処理で行っても良い。光導波路コア３の屈折率は、例えば１．５９、光導波路クラッド２の屈折率は、例えば１．５６である。
【００４２】
次に、図２に示すように、光導波路コア３の端部を４５°に加工し、４５°加工面にミラー金属（例えば、Ａｕ）を設ける。光導波路コア３端部の４５°加工は、例えばダイシング加工やエキシマレーザ加工を用いることができる。ミラー金属は、例えばメタルマスクを用いた選択蒸着（抵抗加熱、スパッタなど）で形成する。
【００４３】
次に、電気接続パッド（図示せず）以外を、例えば、厚さ３０μｍのソルダーレジストで覆い、パッド部にＡｕ／Ｎｉメッキを施す。バンプ金属１２は、例えばＡｕスタッドバンプとし、熱圧着や超音波接続などにより光半導体素子６を電気配線４に接続する。これはバンプ金属１２を半田バンプとし、加熱溶融接続する方法などでも構わない。
【００４４】
次に、バンプ接続部の周囲にアンダーフィル樹脂８（例えばエポキシ樹脂）を塗布し、硬化処理（加熱、ＵＶ照射など）を行って補強する。
【００４５】
次に、図２に示すように電気配線層から光配線層までを貫く貫通孔（熱伝導性樹脂９を充填する部分）を駆動ＩＣ７の搭載部の下部に設ける。これには金型による打ち抜き加工等の手法を用いれば良く、その加工コストは非常に低い。図２に示すように、貫通孔は駆動ＩＣ７にワイヤボンディングする部分の下部を避けて設ける。これは、ワイヤボンディングする際の強度を確保するためである。また、図１及び図３に示すように、貫通孔（破線内側）は駆動ＩＣ７のワイヤボンディングを行わない部分であって、且つ、駆動ＩＣ７の外縁から、例えば０．５〜１ｍｍ程はみ出すような形に形成する。
【００４６】
次に、少なくとも駆動ＩＣ７の搭載部よりも大きな面積の放熱板５を、光配線層の下部（光電気フィルム裏面側）に貼り付ける。放熱板５は、例えば厚さ５００μｍのＣｕ板とする。
【００４７】
次に、この貫通孔に熱伝導性樹脂９（例えば、Ａｇペースト）をペースト状態で充填し、また、駆動ＩＣ７を搭載する部分にも薄く塗布し、駆動ＩＣ７を搭載する。そして、熱伝導性樹脂９の硬化処理（加熱、ＵＶ照射など）を行って駆動ＩＣ７を固定する。
【００４８】
次に、ボンディングワイヤ１０（例えば、Ａｕ線やＡｌ線）により半導体素子結線用電気配線４と駆動ＩＣ７との電気接続を行い、半導体素子搭載部全体をモールド樹脂１１で封止する。
【００４９】
以上の工程により、図１乃至図４に示すフレキシブル光電気配線を得る。
【００５０】
上述した比較例のように、半導体チップの貫通孔挿入実装や、半導体チップの外形範囲内に貫通孔を形成する方法では、ペースト状熱伝導性樹脂を硬化させる工程において歩留まりの低下を生じやすいという問題が生じる。
【００５１】
これに対し、第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線においては、ペースト状の熱伝導性樹脂９が駆動ＩＣ７等の半導体チップの下方に位置するため、硬化工程においてペースト状の熱伝導性樹脂９のせり上がりが問題となることが少なく、また、貫通孔が駆動ＩＣ７等の半導体チップの外縁よりもはみ出す部分を設けているため、硬化工程において溶剤の噴出によって駆動ＩＣ７が持ち上げられるようなことを防ぐことができる。
【００５２】
このように、第1の実施形態に係るフレキシブル光電気配線及びその製造方法によれば、コストの低い単層電気配線を用いながら高い放熱性能を得ることができ、また、実装密度の低下や製造歩留まりの低下も最小限に抑制することができ、低コストで高性能なフレキシブル光電気配線を得ることが可能となる。
【００５３】
従って、本発明によれば実装ボードの光配線化を低コストで実現でき、実装ボードの高速化、高性能化を促進して情報通信機器等の高度化に貢献可能である。
【００５４】
[第２の実施形態]
図５は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線を示す概略斜視図である。図６は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線を示す断面図である。図７は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線を示す上面図である。図５乃至図７では、光送信部（または光受信部）及び半導体素子結線用の電気配線部を抜き出して示しおり、その概略全体構成は図４と同様の形態となる。
【００５５】
尚、第１の実施形態と実質的に同一な構成要素については同一の参照符号を付すこととし、重複する説明は省略する。第２の実施形態においては、駆動ＩＣ７がワイヤボンド接続ではなく、所謂フリップチップ接続で電気接続されている点と、駆動ＩＣ７の放熱方向がチップの表面方向（回路面方向）となっている点である。
【００５６】
フリップチップ接続の場合、モールド樹脂１１は必ずしも必要ではなく、図５乃至図７に示すように、ここでは用いていない。逆に、フリップチップ接続としたことにより、放熱のため駆動ＩＣ７の回路面に熱伝導性樹脂（通常はＡｇペースト等の導電性樹脂）を接触させる必要があるが、この時、電極パッドやバンプ金属に接触してしまうと単純にショートしてしまって機能しなくなる問題がある。
【００５７】
絶縁性と熱伝導性とを両立する材料を用いることが最も簡単な解決方法であるが、これらを両立する樹脂は、誘電損失が大きく高周波特性があまり良くないものや、熱サイクルに対する半導体チップや金属バンプ接合部の保護機能が満たされないものが多いのが現状である。このため、第２の実施形態ではその構成と製造方法に工夫が必要であり、以下のように構成、製造することが望ましい。
【００５８】
第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線は、基材フィルム１、光導波路クラッド２、光導波路コア３、半導体素子結線用電気配線４、放熱板５、光半導体素子６（発光素子または受光素子）、駆動ＩＣ７、アンダーフィル樹脂８、熱伝導性樹脂９、及びバンプ金属１２を有する。
【００５９】
光半導体素子６及び駆動ＩＣ７を半導体素子結線用電気配線４に接続するバンプ金属１２の周囲には、絶縁性のアンダーフィル樹脂８が充填されており、電気接続部が保護、絶縁されている。一方、駆動ＩＣ７の下部に形成された貫通孔（第1の実施形態と同様の形状）には、アンダーフィル樹脂８とは異なる材料からなる熱伝導性樹脂９が充填されており、駆動ＩＣ７の回路面には、熱伝導性樹脂（導電性樹脂）９が接触している。
【００６０】
第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線では、信頼性や性能の確認されている樹脂を複合的に用いることで、フリップチップ接続された駆動ＩＣ７の放熱を実現している。即ち、バンプ金属１２及び接続パッド部分はアンダーフィル樹脂８を選択的に形成し、駆動ＩＣ７の残りの部分（アンダーフィル樹脂８が接触していない部分）の下部に形成されている貫通孔に熱伝導性樹脂９を充填して、絶縁性と放熱性とを両立させている。
【００６１】
第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線によれば、第1の実施形態と同様の効果に加え、更に、発熱の大きいチップ表面（駆動ＩＣ７の回路面）から放熱できるという効果が得られる。従って、駆動ＩＣ７から光半導体素子６への熱伝導をより低減させることが可能である。また、光半導体素子６と駆動ＩＣ７との電気接続が最短距離で行えるため、動作速度の向上が容易である。
【００６２】
また、第１の実施形態と同様に形成する貫通孔は、第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の製造方法において重要な役割を果たす。以下、図１乃至図４に示すフレキシブル光電気配線の製造工程を説明すると共に、この貫通孔が重要な役割を果たす理由を説明する。
【００６３】
先ず、第１の実施形態と同様にＣｕ箔を張り合わせた基材フィルム１に、光導波路クラッド２及び光導波路コア３を形成する。次に、半導体素子結線用電気配線４及び電気配線１３を形成し、光電気フィルムを得る。
【００６４】
次に、光電気フィルムの電気接続パッド部分を避け、且つ、駆動ＩＣ７の外縁より一部はみ出す形状で貫通孔を設ける。次に、放熱板５を光配線層下部に接着し、光半導体素子６、駆動ＩＣ７をバンプ金属１２を用いてフリップチップ接続する。この時、バンプ金属１２は例えばＡｕスタッドバンプとし、熱圧着や超音波接続等により半導体素子結線用電気配線４に接続する。また、バンプ金属１２を半田バンプとし、加熱溶融接続する方法でも構わない。
【００６５】
次に、アンダーフィル樹脂８を光半導体素子６および駆動ＩＣ７の側部に注入する。この時、アンダーフィル樹脂８の注入量を適切に制御してやることで、駆動ＩＣ７と光電気フィルムとが対向する領域へのアンダーフィル樹脂８の注入を、貫通孔の境界で自動的に停止させることができる。
【００６６】
即ち、駆動ＩＣ７と光電気フィルムとのギャップが貫通孔周縁で不連続部となり、毛細管現象の停止境界となる。但し、極端に多量のアンダーフィル樹脂８を注入した場合、樹脂の圧力で貫通孔境界部からアンダーフィル樹脂８が貫通孔内に流れこむことがある。しかしながら、これはかなり極端な樹脂量の場合であり、実質的には貫通孔境界で樹脂が止まると考えて差し支えない。
【００６７】
次に、アンダーフィル樹脂８を加熱処理し、溶剤を蒸発させて硬化させる。このとき、樹脂の溶剤が残留しないよう、十分に換気しながら加熱処理を行う。次に、チップ側面の貫通孔開口部から熱伝導性樹脂９の注入を行う。
【００６８】
上述したフレキシブル光電気配線の製造方法によれば、貫通孔が駆動ＩＣ７の外縁よりもはみ出すように形成されており、はみ出した貫通孔が熱伝導性樹脂９の注入窓として機能するため、樹脂の注入をスムーズに行うことが可能となる。
【００６９】
また、光半導体素子６、駆動ＩＣ７の電気接続部が、アンダーフィル樹脂８により絶縁処理されているため、多少熱伝導性樹脂（一般に導電性樹脂）が貫通孔の反対側から溢れても駆動ＩＣ７の電気端子がショートするなどの問題が少ない。むしろ、気泡が駆動ＩＣ７の下部に内包されないよう、熱伝導性樹脂を多めに注入することも可能である。
【００７０】
[変形例]
本発明は上述した第１の実施形態及び第２の実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した基材フィルムとしてポリイミド樹脂を示したが、用途によっては、ウレタン樹脂やアクリル樹脂等他の材料を用いても良く、また、光導波路材料としてエポキシ系樹脂を示したが、これはポリイミド系樹脂やシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂等他の材料を用いることもできる。即ち、これらはあくまで構成例であり、本発明の主旨に従い個々の要素に他の手段（材料、寸法等）を用いても構わないものである。また、各実施形態を組み合わせて実施することも可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができるものである。
【００７１】
また、第１の実施形態及び第２の実施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の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、本実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の斜視図。
【図２】第１の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の断面図。
【図３】第１の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の上面図。
【図４】第１の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の全体図。
【図５】第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の斜視図。
【図６】第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の断面図。
【図７】第２の実施形態に係るフレキシブル光電気配線の上面図。
【符号の説明】
【００７３】
１  基材フィルム
２  光導波路クラッド
３  光導波路コア
４  半導体素子結線用電気配線
５  放熱板
６  光半導体素子
７  駆動ＩＣ
８  アンダーフィル樹脂
９  熱伝導性樹脂
１０  ボンディングワイヤ
１１  モールド樹脂
１２  バンプ金属
１３  電気配線
【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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