(57)【要約】【課題】接続部の位置ずれに起因する導通不良を防ぐことが可能な光電気変換装置を提供する。【解決手段】この光電気変換装置１は、電気信号を光信号に変換する発光素子４Ａと、この発光素子４Ａに電気信号を送信するためのＩＣ基板５Ａと、発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａが実装されるマウント基板３と、発光素子４Ａと光学的に結合する導波路３１と、マウント基板３上に形成され、ＩＣ基板５Ａに電気的に接続される電気回路１２と、この電気回路１２上に配設され、当該電気回路１２を配線基板２に電気的に接続する半田ボール１０とを備えている。そして、半田ボール１０を電気回路１２の接続用電極１２ａ上に位置決めするための位置決め部１３が、マウント基板３に設けられている。【選択図】図３
2009244649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子と、この光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信するための信号処理部と、前記光素子および信号処理部が実装されるマウント基板と、前記光素子と光学的に結合する導波路と、前記マウント基板上に形成され、前記信号処理部に電気的に接続される電気回路と、この電気回路上に配設され、当該電気回路を外部回路に電気的に接続する接続部とを備えた光電気変換装置において、
前記接続部を前記電気回路上に位置決めするための位置決め部を、前記マウント基板に設けたことを特徴とする光電気変換装置。
【請求項２】
前記接続部は、電気回路上に設置された状態で融解することにより電気回路と接続される半田ボールであり、
前記位置決め部は、前記半田ボールの転動を規制するように当該半田ボールの少なくとも下部を囲繞する筒状の規制部を有することを特徴とする請求項１に記載の光電気変換装置。
【請求項３】
前記位置決め部は、半田と非溶融な材料からなり、
前記規制部は、前記電気回路を表出させ得るように当該位置決め部に設けられた貫通孔の周面であることを特徴とする請求項２に記載の光電気変換装置。
【請求項４】
前記位置決め部は、前記マウント基板全体を覆うように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の光電気変換装置。
【請求項５】
前記位置決め部は、前記光素子および信号処理部の少なくとも一方を包含可能な厚みに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光電気変換装置。
【請求項６】
前記位置決め部は、光硬化性エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の光電気変換装置。
【請求項７】
前記位置決め部は、少なくとも常温で固体の非硬化性樹脂組成物であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の光電気変換装置。
【請求項８】
前記位置決め部は、電気回路上に形成された半田と溶融する金属膜を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光電気変換装置。
【請求項９】
前記金属膜は、Ａｕ層およびＮｉ層の少なくとも一方を含む複数層からなる金属膜であることを特徴とする請求項８に記載の光電気変換装置。
【請求項１０】
マウント基板に導波路用の溝部を形成するとともに、前記マウント基板上に電気回路を形成する工程と、
前記溝部内に下クラッド層およびコア層を順次形成する工程と、
前記下クラッド層およびコア層を覆うように上クラッド材料層を設けて、その上クラッド材料層に対して所定の加工処理を施すことにより上クラッド層を形成し、下クラッド層、コア層および上クラッド層からなる導波路を形成する工程と、
電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子を前記導波路に光学的に結合するように前記マウント基板に実装するとともに、前記光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信する信号処理部を前記電気回路に電気的に接続されるように前記マウント基板に実装する工程と、
前記電気回路を外部回路に電気的に接続するための接続部を当該電気回路上に設ける工程とを備えた光電気変換装置の製造方法において、
前記上クラッド材料層を、前記下クラッド層およびコア層に加えて少なくとも前記電気回路の前記接続部の設置位置を含む領域を覆うように設け、その上クラッド材料層に対する前記所定の加工処理によって、前記上クラッド層を前記下クラッド層およびコア層の上に形成するとともに、前記接続部を前記電気回路上に位置決めするための位置決め部を前記マウント基板に形成し、前記位置決め部によって位置決めされるように前記接続部を前記電気回路上に設けることを特徴とする光電気変換装置の製造方法。
【請求項１１】
マウント基板に導波路用の溝部を形成するとともに、前記マウント基板上に電気回路を形成する工程と、
前記溝部に下クラッド材料層を設けて、その下クラッド材料層に対して所定の加工処理を施すことによりコア用凹部を有する下クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層のコア用凹部にコア層を形成した後、前記下クラッド層およびコア層を覆うように上クラッド層を形成し、下クラッド層、コア層および上クラッド層からなる導波路を形成する工程と、
電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子を前記導波路に光学的に結合するように前記マウント基板に実装するとともに、前記光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信する信号処理部を前記電気回路に電気的に接続されるように前記マウント基板に実装する工程と、
前記電気回路を外部回路に電気的に接続するための接続部を当該電気回路上に設ける工程とを備えた光電気変換装置の製造方法において、
前記下クラッド材料層を、前記溝部に加えて少なくとも前記電気回路の前記接続部の設置位置を含む領域を覆うように設け、その下クラッド材料層に対する前記所定の加工処理によって、前記下クラッド層を前記溝部に形成するとともに、前記接続部を前記電気回路上に位置決めするための位置決め部を前記マウント基板に形成し、前期位置決め部によって位置決めされるように前記接続部を前記電気回路上に設けることを特徴とする光電気変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電気変換装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子と、この光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信するためのＩＣ基板（信号処理部）とがマウント基板に実装されてなる光電気変換装置が知られている。この光電気変換装置は、光素子と光学的に結合する導波路と、マウント基板上に形成され、ＩＣ基板に電気的に接続される電気回路とをさらに備えている。
【０００３】
上記のような光電気変換装置では、接続部によって、マウント基板上の電気回路を外部回路に電気的に接続するように構成されている。
【０００４】
そして、特許文献１のように、上記接続部として半田ボールを使用する場合、電気回路上に設置された半田ボールをリフロー処理等の熱処理によって融解させることによって、半田ボールと電気回路（または外部回路）とを接続するようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２２２７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、接続部を電気回路上に設置してから熱処理によって融解させるまでの間に、接続部の電気回路に対する位置ずれが発生した場合、電気回路および外部回路間の導通不良等に繋がる虞がある。これは、転がりやすい半田ボールでは、より深刻である。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、接続部の位置ずれに起因する導通不良を防ぐことが可能な光電気変換装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子と、この光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信するための信号処理部と、前記光素子および信号処理部が実装されるマウント基板と、前記光素子と光学的に結合する導波路と、前記マウント基板上に形成され、前記信号処理部に電気的に接続される電気回路と、この電気回路上に配設され、当該電気回路を外部回路に電気的に接続する接続部とを備えた光電気変換装置において、前記接続部を前記電気回路上に位置決めするための位置決め部を、前記マウント基板に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光電気変換装置において、前記接続部は、電気回路上に設置された状態で融解することにより電気回路と接続される半田ボールであり、前記位置決め部は、前記半田ボールの転動を規制するように当該半田ボールの少なくとも下部を囲繞する筒状の規制部を有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の光電気変換装置において、前記位置決め部は、半田と非溶融な材料からなり、前記規制部は、前記電気回路を表出させ得るように当該位置決め部に設けられた貫通孔の周面であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載の光電気変換装置において、前記位置決め部は、前記マウント基板全体を覆うように設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の光電気変換装置において、前記位置決め部は、前記光素子および信号処理部の少なくとも一方を包含可能な厚みに形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光電気変換装置において、前記位置決め部は、光硬化性エポキシ樹脂であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光電気変換装置において、前記位置決め部は、少なくとも常温で固体の非硬化性樹脂組成物であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項２に記載の光電気変換装置において、前記位置決め部は、電気回路上に形成された半田と溶融する金属膜を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項８に記載の光電気変換装置において、前記金属膜は、Ａｕ層およびＮｉ層の少なくとも一方を含む複数層からなる金属膜であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０の発明は、マウント基板に導波路用の溝部を形成するとともに、前記マウント基板上に電気回路を形成する工程と、前記溝部内に下クラッド層およびコア層を順次形成する工程と、前記下クラッド層およびコア層を覆うように上クラッド材料層を設けて、その上クラッド材料層に対して所定の加工処理を施すことにより上クラッド層を形成し、下クラッド層、コア層および上クラッド層からなる導波路を形成する工程と、電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子を前記導波路に光学的に結合するように前記マウント基板に実装するとともに、前記光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信する信号処理部を前記電気回路に電気的に接続されるように前記マウント基板に実装する工程と、前記電気回路を外部回路に電気的に接続するための接続部を当該電気回路上に設ける工程とを備えた光電気変換装置の製造方法において、前記上クラッド材料層を、前記下クラッド層およびコア層に加えて少なくとも前記電気回路の前記接続部の設置位置を含む領域を覆うように設け、その上クラッド材料層に対する前記所定の加工処理によって、前記上クラッド層を前記下クラッド層およびコア層の上に形成するとともに、前記接続部を前記電気回路上に位置決めするための位置決め部を前記マウント基板に形成し、前記位置決め部によって位置決めされるように前記接続部を前記電気回路上に設けることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１１の発明は、マウント基板に導波路用の溝部を形成するとともに、前記マウント基板上に電気回路を形成する工程と、前記溝部に下クラッド材料層を設けて、その下クラッド材料層に対して所定の加工処理を施すことによりコア用凹部を有する下クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層のコア用凹部にコア層を形成した後、前記下クラッド層およびコア層を覆うように上クラッド層を形成し、下クラッド層、コア層および上クラッド層からなる導波路を形成する工程と、電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子を前記導波路に光学的に結合するように前記マウント基板に実装するとともに、前記光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信する信号処理部を前記電気回路に電気的に接続されるように前記マウント基板に実装する工程と、前記電気回路を外部回路に電気的に接続するための接続部を当該電気回路上に設ける工程とを備えた光電気変換装置の製造方法において、前記下クラッド材料層を、前記溝部に加えて少なくとも前記電気回路の前記接続部の設置位置を含む領域を覆うように設け、その下クラッド材料層に対する前記所定の加工処理によって、前記下クラッド層を前記溝部に形成するとともに、前記接続部を前記電気回路上に位置決めするための位置決め部を前記マウント基板に形成し、前期位置決め部によって位置決めされるように前記接続部を前記電気回路上に設けることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、位置決め部によって接続部を電気回路上に位置決めすることができるので、電気回路に対する接続部の位置ずれを防ぐことができる。これにより、接続部の位置ずれに起因する導通不良を防止することができる。また、接続部を電気回路上に設置する際に、位置決め部が目印として機能するようになるので、接続部を所望の適正位置に確実に設置することができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、半田ボールの下部を囲繞する筒状の規制部を有する位置決め部によって、半田ボールの転がり移動による位置ずれを有効に防止することができる。また、上記形態の位置決め部によれば、当該位置決め部を、リフロー処理等で融解した半田が電気回路以外の領域にまで流出するのを防ぐ堰として機能させることができる。これにより、融解半田の流出による半田ボールの移動を防ぐことができる。また、筒状の規制部内に半田ボールをセットするだけで、当該半田ボールを位置決めして設置することができるので、半田ボールの適正位置への設置を容易に行うことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、位置決め部を半田と非溶融な材料で構成したので、位置決め部がリフロー処理等の際に半田と溶融しない。従って、リフロー処理等の際も半田ボールを確実に保持して当該半田ボールの位置ずれを防止するとともに、半田の流出をより効果的に防ぐことができる。なお、上記の半田と非溶融な材料としては、例えば樹脂や銅が挙げられる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、マウント基板全体を覆うように位置決め部を設けたので、電気回路上の適正位置以外への半田の流出を確実に防止することができる。また、絶縁性の樹脂材料で電気回路全体が覆われることになるので、電気回路の不意の短絡等を未然に防ぐことができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、接続部を位置決めするための位置決め部に、マウント基板上の光素子および信号処理部の封止を兼ねさせることができる。
【００２３】
請求項６および７に記載の材料は、導波路にも使用されるものであり、このような材料で位置決め部を構成すれば、当該位置決め部を導波路の形成工程において導波路とともに形成することができるようになる。また、上記材料で位置決め部を構成すれば、パターニングによって所望の形状に形成しやすくなる。
【００２４】
請求項８および９の発明によれば、位置決め部を電気回路の形成工程において電気回路とともに形成することができるようになる。
【００２５】
請求項１０および１１の発明によれば、位置決め部によって接続部を電気回路上に位置決めすることができるので、電気回路に対する接続部の位置ずれを防ぐことができる。これにより、接続部の位置ずれに起因する導通不良を防止することができる。また、接続部を電気回路上に設置する際に、位置決め部が目印として機能するようになるので、接続部を所望の適正位置に確実に設置することができる。また、位置決め部を、導波路を構成する上クラッド層または下クラッド層とともに形成することができるので、接続部を位置決めするための位置決め部を備えた光電気変換装置の製造工程を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１および図２は、光電気変換装置１の基本構造であり、この光電気変換装置１は、発光側光電気変換部１Ａと、受光側光電気変換部１Ｂと、これらの変換部１Ａ，１Ｂを光学的に連結する外部の導波路９とを備えている。なお、図１において、図１の上下方向を上下方向、紙面と直交する方向を左右方向というとともに、発光側光電気変換部１Ａに対しては図１の右側を前方、左側を後方といい、受光側光電気変換部１Ｂに対しては図１の左側を前方、右側を後方という。
【００２８】
発光側光電気変換部１Ａは、配線基板２と、この配線基板２の上面に所定の間隔を隔てて実装されるマウント基板３とを備えている。また、マウント基板３の下面３ａには、電気信号を光信号に変換する発光素子４Ａと、この発光素子４Ａに電気信号を送信するためのＩＣ回路５０Ａが形成されたＩＣ基板５Ａとが実装されている。そして、マウント基板３には、発光素子４Ａと光学的に結合する導波路３１が形成されている。なお、配線基板２は、本発明の「外部回路」の一例であり、発光素子４Ａは、本発明の「光素子」の一例であり、ＩＣ基板５Ａは、本発明の「信号処理部」の一例である。
【００２９】
発光素子４Ａとしては、上面から上方に発光する平面視で３００μｍの大きさのＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）が採用されている。ＩＣ基板５Ａは、ＶＣＳＥＬを駆動させるドライバＩＣであり、発光素子４Ａの近傍に配置されている。そして、発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａは、金バンプ１１（図２参照）によって、マウント基板３の下面３ａに形成された後述の電気回路１２（図３、図４参照）に接続されている。なお、発光素子４Ａとしては、ＬＥＤ等も採用可能であるが、ＬＥＤ等は指向性がなく、導波路３１に光結合する割合が小さいので、光の効率に余裕があることが条件となり、その場合には低価格という点で有利である。
【００３０】
マウント基板３は、平面視で前後方向に延びる長方形状をなしており、半田ボール１０で配線基板２の上面に形成された図略の配線パターンに接続されている。なお、半田ボール１０は、本発明の「接続部」の一例である。このマウント基板３は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子から受光素子までの光伝送効率が必要になるので、光素子を高精度に実装することや使用中の位置変動を極力抑制する必要がある。このため、マウント基板３としては、シリコン基板が採用されている。また、マウント基板３は、発光素子４Ａと線膨張係数の近い材料で構成されていることが好ましく、シリコン以外には、ＶＣＳＥＬ材料と同系統のＧａＡｓ等の化合物半導体で構成されていてもよい。
【００３１】
また、マウント基板３には、発光素子４Ａの真上となる位置に、光路を９０°屈曲させるための４５°ミラー３３が形成されている。
【００３２】
導波路３１は、４５°ミラー３３から前方に延在していて、マウント基板３の前端面と略面一となる端面を有している。この導波路３１は、図２（ｂ）に示すように、断面略正方形状のコア層３１ａと、コア層３１ａを周囲から覆うクラッド層３１ｂとからなっており、マウント基板３に形成された導波路形成用溝３２内に配設されている。なお、導波路形成用溝３２は、本発明の「導波路用の溝部」に相当する。
【００３３】
コア層３１ａおよびクラッド層３１ｂのサイズは、発光素子４Ａから導波路３１までの距離、発光素子４Ａの発散角度および後述する受光素子４Ｂのサイズから光効率を優先して決定される。なお、受光素子４Ｂは、本発明の「光素子」の一例である。
【００３４】
例えば、５〜１０Ｇｂｐｓ以上の高速伝送に使用される一般的なＶＣＳＥＬや受光素子４ＢであるＰＤ（フォトダイオード）では、ＶＣＳＥＬの発光径が５〜１０μｍ、発散角度が２０°程度であり、ＰＤの受光径が６０μｍ程度である。従って、コア層３１ａのサイズを４０μｍ、クラッド層３１ｂの厚みを２〜１０μｍとする。
【００３５】
マウント基板３の前端部には、下面３ａに導波路３１を挟んで離間する左右一対の樹脂構造部６が設けられているとともに、アダプタ７Ａが取り付けられている。そして、アダプタ７Ａに、外部の導波路９の端部に設けられた光コネクタ８Ａが着脱可能に装着されることによって、外部の導波路９がマウント基板３の導波路３１に光学的に結合されるようになっている。
【００３６】
外部の導波路９は、所定幅を有したフレキシブルなフィルム状のものであり、具体的に図示しないが、下クラッドの上にコアが載置され、このコアが上クラッドで覆われた構成となっている。
【００３７】
そして、光コネクタ８Ａがアダプタ７Ａに装着されると、マウント基板３の導波路３１のコア層３１ａの位置と外部導波路９のコアの位置とが合致するようになる。
【００３８】
受光側光電気変換部１Ｂの基本的な構成は、発光側光電気変換部１Ａと同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、発光側光電気変換部１Ａと異なる点としては、マウント基板３の下面３ａに、光信号を電気信号に変換する受光素子４Ｂと、この受光素子４Ｂから電気信号を受信するためのＩＣ回路５０Ｂが形成されたＩＣ基板５Ｂとが実装されている点である。なお、ＩＣ基板５Ｂは、本発明の「信号処理部」の一例である。受光素子４Ｂとしては、ＰＤが採用されており、ＩＣ基板５Ｂは、電流・電圧の変換を行うＴＩＡ（Ｔｒａｎｓ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）素子である。また、マウント基板３には、アンプ素子が実装されることもある。
【００３９】
ここで、第１実施形態では、図３および図４に示すように、マウント基板３の下面３ａには、位置決め部１３が設けられている。なお、図３および図４では、作図の都合により、マウント基板３の下面３ａを上向きに表示している。
【００４０】
位置決め部１３ａは、電気回路１２を配線基板２に電気的に接続するための半田ボール１０に対応する数（本例では、１０個）だけ設けられており、各半田ボール１０を電気回路１２の接続用電極１２ａ上に位置決めする機能を有している。
【００４１】
また、位置決め部１３は、貫通孔１３ａを有している。この貫通孔１３ａは、図４に示すように、当該貫通孔１３ａを介して、電気回路１２の接続用電極１２ａが表出し得るように設けられている。
【００４２】
また、位置決め部１３は、耐熱性・耐リフロー性が高く、半田と非溶融な光硬化性エポキシ樹脂からなる。なお、位置決め部１３の材料としては、これ以外にシリコーン系樹脂や石英等であってもよい。
【００４３】
そして、貫通孔１３ａ内に半田ボール１０をセットすることによって、接続用電極１２ａと半田ボール１０の下端とが接触状態となる。また、上記セット状態では、半田ボール１０の下部が当該貫通孔１３ａの筒状の周面１３ｂによって囲繞され、周面１３ｂの上端によって半田ボール１０の転動が規制されるようになっている。なお、周面１３ｂは、本発明の「規制部」に相当する。
【００４４】
次に、本発明の第１実施形態による光電気変換装置１の製造方法を図５〜図７に基づいて説明する。なお、光電気変換装置１は、発光側光電気変換部１Ａと受光側光電気変換部１Ｂとを別々に製造することが可能であり、それらの製造方法は同じであるため、代表して発光側光電気変換部１Ａの製造方法を説明する。また、通常は、シリコンウエハ（シリコン基板）を用いて、複数個のマウント基板３を同時に形成し、最終的にシリコンウエハを切断してマウント基板３を個片化するものであるが、以下では、マウント基板３として説明する。また、図５〜図７においても、マウント基板３の下面３ａを上向きに表示している。
【００４５】
先ず、マウント基板３に、導波路形成用溝３２および４５°ミラー３３を形成する（図５（ａ）参照）。これらは、シリコン結晶のエッチング速度の違いを利用した異方性エッチングにより形成する。４５°ミラー３３を形成するためには、エッチング形成とエッチャント濃度、組成を調整して形成する。異方性エッチング以外にも、導波路形成用溝３２の形成には、反応性イオンエッチング等のドライエッチングの形成方法がある。なお、図示しないが、導波路形成用溝３２および４５°ミラー３３を形成したマウント基板３には、さらに絶縁層が形成される。
【００４６】
次に、マウント基板３上に、発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａを実装するための実装用電極や半田ボール１０に接続される接続用電極１２ａを含む電気回路１２を形成する（図５（ｂ）参照）。この電気回路１２は、マウント基板３上に金を蒸着することによりパターンニングを行う。このとき、４５°ミラー３３にも金（反射率が高い）を同時に蒸着する。なお、使用する波長にもよるが、４５°ミラー３３に金を蒸着しないことも可能である。
【００４７】
そして、導波路形成用溝３２内にクラッド材を塗布し、次いで、金型（図示せず）を用いてクラッド材を押圧してコア用凹部３１ｅを形成することで、下クラッド層３１ｃを形成する（図５（ｃ）参照）。そして、このコア用凹部３１ｅに、コア材を充填してコア層３１ａを形成する（図５（ｄ）および図７（ａ）参照）。
【００４８】
ここで、第１実施形態では、下クラッド層３１ｃおよびコア層３１ａに加えて電気回路１２を覆うようにマウント基板３の下面３ａ全体にクラッド材を塗布して、上クラッド材料層３１ｆを形成する（図６（ａ）および図７（ｂ）参照）。
【００４９】
そして、その上クラッド材料層３１ｆに対してフォトリソグラフィによるパターニング処理を施与することで、下クラッド層３１ｃおよびコア層３１ａの上に上クラッド層３１ｄを形成する。これにより、コア層３１ａと、このコア層３１ａを取り囲むクラッド層３１ｂとからなる導波路３１が形成される（図６（ｂ）および図７（ｃ）参照）。また、上記上クラッド層３１ｄの形成と同時に、半田ボール１０を電気回路１２の接続用電極１２ａ上に位置決めするための位置決め部１３をマウント基板３上に形成する。また、同時に、位置決め部１３に貫通孔１３ａを形成する。
【００５０】
その後、図６（ｃ）に示すように、マウント基板３に発光素子４Ａを実装するのであるが、発光素子４Ａに、スタッドバンプボンディングにより金バンプ１１（図２参照）を形成し、マウント基板３と発光素子４Ａを２００℃に加熱して超音波接合または熱圧着接合等を行う。なお、ＩＣ基板５Ａは、発光素子４Ａと同時にマウント基板３に実装される。
【００５１】
そして、半田ボール１０を位置決め部１３の貫通孔１３ａ内にセットする（図６（ｄ）および図７（ｄ）参照）。これにより、半田ボール１０が電気回路１２の接続用電極１２ａ上に設置されるとともに、半田ボール１０の転動が貫通孔１３ａの周面１３ｂの上端部によって規制されるようになる。
【００５２】
その後、リフロー処理によって半田ボール１０が融解されることで、電気回路１２と配線基板２とが溶融半田によって接続される。
【００５３】
第１実施形態では、上記のように、位置決め部１３によって半田ボール１０を電気回路１２の接続用電極１２ａ上に位置決めすることができるので、接続用電極１２ａに対する半田ボール１０の位置ずれを防ぐことができる。これにより、半田ボール１０の位置ずれに起因する導通不良を防止することができる。また、半田ボール１０を電気回路１２上に設置する際に、位置決め部１３が目印として機能するようになるので、半田ボール１０を所望の適正位置に確実に設置することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、半田ボール１０の下部を囲繞する周面１３ｂを有する位置決め部１３によって、半田ボール１０の転がり移動による位置ずれを有効に防止することができる。また、上記形態の位置決め部１３によれば、当該位置決め部１３を、リフロー処理で融解した半田が電気回路１２以外の領域にまで流出するのを防ぐ堰として機能させることができる。これにより、融解半田の流出による半田ボール１０の移動を防ぐことができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、筒状の周面１３ｂを有する貫通孔１３ａ内に半田ボール１０をセットするだけで、当該半田ボール１０を位置決めして設置することができるので、半田ボール１０の適正位置への設置を容易に行うことができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、上記のように、位置決め部１３を半田と非溶融な樹脂材料で構成したので、位置決め部１３がリフロー処理の際に半田と溶融しない。従って、リフロー処理の際も半田ボール１０を確実に保持して当該半田ボール１０の位置ずれを防止するとともに、半田の流出をより効果的に防ぐことができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、位置決め部１３を、導波路３１を構成する上クラッド層３１ｄとともに形成することができるので、半田ボール１０を位置決めするための位置決め部１３を備えた光電気変換装置１の製造工程を簡略化することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の光電気変換装置１の製造方法を図８〜図１０を参照して説明する。
【００５９】
この方法の上記第１実施形態の製造方法と異なる点は、位置決め部１３を下クラッド層３１ｃと同時に形成するところにある。
【００６０】
また、第２実施形態では、位置決め部１３は、常温で固体のエポキシ化合物と、常温で液体のエポキシ化合物とを所定の比率で含有し、さらに、光重合開始剤を含有し、かつ、加熱により溶融または軟化するような、常温で固体の光硬化性樹脂組成物からなる。その他の構成は、第１実施形態と略同じである。
【００６１】
先ず、第１実施形態と同様、マウント基板３に、導波路形成用溝３２および４５°ミラー３３を形成し（図８（ａ）参照）、その後、マウント基板３上に電気回路１２を形成する（図８（ｂ）および図１０（ａ）参照）。
【００６２】
ここで、第２実施形態では、導波路形成用溝３２内に加えて電気回路１２を覆うようにマウント基板３の下面３ａ全体にクラッド材を塗布して、下クラッド材料層３１ｇを形成する（図８（ｃ）および図１０（ｂ）参照）。そして、その下クラッド材料層３１ｇに対して、金型（図示せず）を用いて押圧することでコア用凹部３１ｅを形成するとともに、フォトリソグラフィによるパターニング処理を施す。これによって、コア用凹部３１ｅを有する下クラッド層３１ｃとともに位置決め部１３を形成する（図８（ｄ）および図１０（ｃ）参照）。また、同時に、位置決め部１３に貫通孔１３ａを形成する。
【００６３】
そして、このコア用凹部３１ｅに、コア材を充填してコア層３１ａを形成する（図９（ａ）参照）。
【００６４】
そして、下クラッド層３１ｃおよびコア層３１ａを覆うようにクラッド材を塗布し、パターニング処理により上クラッド層３１ｄを形成する（図９（ｂ）参照）。これにより、コア層３１ａと、このコア層３１ａを取り囲むクラッド層３１ｂとからなる導波路３１が形成される。
【００６５】
その後、図９（ｃ）に示すように、マウント基板３に発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａを実装する。
【００６６】
そして、最後に、半田ボール１０を位置決め部１３の貫通孔１３ａ内にセットする（図９（ｄ）参照）。これにより、半田ボール１０が電気回路１２の接続用電極１２ａ上に設置されるとともに、半田ボール１０の転動が貫通孔１３ａの周面１３ｂの上端部によって規制されるようになる。
【００６７】
第２実施形態では、上記のように、位置決め部１３を、導波路３１を構成する下クラッド層３１ｃとともに形成することができるので、半田ボール１０を位置決めするための位置決め部１３を備えた光電気変換装置１の製造工程を簡略化することができる。その他の効果は、第１実施形態と同じである。
【００６８】
（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態による位置決め部を備えた光電気変換装置の斜視図である。
【００６９】
この第３実施形態の発光側光電気変換部１０１Ａの上記第１実施形態と異なる点は、位置決め部１３がマウント基板３の下面３ａ全体を覆うように設けられているところにある。そして、位置決め部１３には、半田ボール１０に対応する数（本例では、１０個）の貫通孔１３ａが設けられている。
【００７０】
第３実施形態では、上記のように、マウント基板３全体を覆うように位置決め部１３を設けたので、電気回路１２の接続用電極１２ａ以外への半田の流出を確実に防止することができる。また、絶縁性の樹脂材料で電気回路１２全体が覆われることになるので、電気回路１２の不意の短絡等を未然に防ぐことができる。
【００７１】
（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態による位置決め部を備えた光電気変換装置の斜視図である。
【００７２】
この第４実施形態の発光側光電気変換部２０１Ａの上記第３実施形態と異なる点は、位置決め部１３が発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａを包含可能な厚みに形成されているところにある。つまり、位置決め部１３が、発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａを封止するための機能をも有する構成となっている。
【００７３】
また、位置決め部１３の貫通孔１３ａには、半田ボール１０がそのほぼ全体を収容されるようにセットされ、貫通孔１３ａの図略の周面（規制部）によって半田ボール１０の移動が確実に規制されている。なお、位置決め部１３の厚みは、配線基板２と接合される半田ボール１０の上端が貫通孔１３ａから上方に僅かに突出する程度に設定される。また、上記のような封止の観点から、位置決め部１３の材料は、放熱性・耐湿性に優れ、熱膨張係数の小さいものが好ましい。
【００７４】
第４実施形態では、上記のように、位置決め部１３を、発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａを包含可能な厚みに形成した。これによって、半田ボール１０を位置決めするための位置決め部１３に、マウント基板３上の発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａの封止を兼ねさせることができる。その結果、従来から用いられている発光素子４ＡおよびＩＣ基板５Ａのための封止材を省略することができる。
【００７５】
（第５実施形態）
図１３は、第５実施形態による位置決め部を備えた光電気変換装置の断面図である。
【００７６】
この第５実施形態の位置決め部１４の上記第１実施形態と異なる点は、位置決め部１４が半田と溶融する複数の金属層（金属膜）で構成されているところにある。この位置決め部１４は、図１３（ａ）に示すように、Ｔｉ層１２１およびＣｕ層１２２からなる回路基板１２上に形成されている。位置決め部１４は、平板状の下Ａｕ層１４１と、この下Ａｕ層１４１の上面に形成される円環状のＮｉ層１４２と、このＮｉ層１４２の上面に形成される円環状の上Ａｕ層１４３とで構成されており、凹部１４ａを有している。
【００７７】
そして、凹部１４ａ内に半田ボール１０をセットすることによって、下Ａｕ層１４１と半田ボール１０の下端とが接触状態となる。また、上記セット状態では、半田ボール１０の下部が当該凹部１４ａの筒状の側周面１４ｂによって囲繞され、側周面１４ｂの上端によって半田ボール１０の転動が規制されるようになっている。なお、側周面１４ｂは、本発明の「規制部」に相当する。
【００７８】
また、リフロー処理後には、上Ａｕ層１４３、Ｎｉ層１４２および下Ａｕ層１４１の上部が半田ボール１０と溶融することで、図１３（ｂ）に示すように、合金部１４ｃを有する溶融半田ボール１０´となる。これによって、電気回路１２と半田ボール１０´との接合がなされる。なお、図中の符号１４１´は、下Ａｕ層１４１の溶け残り部分を示している。
【００７９】
上記のような構成の位置決め部１４であれば、当該位置決め部１４を電気回路１２の形成工程において電気回路１２とともにマウント基板３上に形成することができるようになる。
【００８０】
また、第５実施形態の変形例として図１４に示す構成の位置決め部１４も採用可能である。すなわち、電気回路１２のＴｉ層１２１の上面に下Ａｕ層１４４を形成し、その下Ａｕ層１４４の外端部に覆い被さるように電気回路１２のＣｕ層１２２の端縁部１４５を配設する。そして、Ｃｕ層１２２の端縁部１４５の上面に上Ａｕ層１４６を形成する。これによって、下Ａｕ層１４４、Ｃｕからなる端縁部１４５および上Ａｕ層１４６で構成される位置決め部１４が電気回路１２上に形成される。
【００８１】
なお、上記実施形態では、接続部として半田ボール１０を用いる例について示したが、これに限らず、図１５に示すように、接続部として円柱状の銅ポスト１６を用いてなる発光側光電気変換部３０１Ａであってもよい。この構成であっても、位置決め部１３によって銅ポスト１６の移動を十分に規制することができる。なお、銅ポスト１６は、導電性の接着剤等で電気回路１２に接続されている。また、接続部は、銅ポスト以外のめっきバンプ等でもよい。この場合、位置決め部１３の材料として、耐酸性・耐アルカリ性の高いものが好ましい。
【００８２】
また、上記実施形態では、貫通孔を有する位置決め部を採用したが、これに限らず、図１６に示すように、マウント基板３上に突設されたボス部（位置決め部）１５によって半田ボール（接続部）１０を位置決めする構成であってもよい。なお、ボス部１５の数は図示のような３つに限定されない。
【００８３】
また、上記実施形態では、位置決め部１３の形成方法として、材料層に対してフォトリソグラフィによるパターニング処理を施与する方法を例に挙げたが、これ以外に、材料層に型を押し当てて形状転写する方法であってもよい。また、別途形成した位置決め部をマウント基板３上にアニールで接合する方法等であってもよい。
【００８４】
また、本発明を、部品を実装するための基板上に形成された電気回路を、当該電気回路上に配設した接続部を介して、外部回路に電気的に接続するように構成された回路装置に適用することもできる。すなわち、上記回路装置おいて、接続部の設置時に当該接続部を電気回路上に位置決めするための位置決め部を、基板に設ければ、位置決め部によって接続部を電気回路上に位置決めすることができる。これにより、電気回路に対する接続部の位置ずれが発生するのを防ぐことができるので、接続部の位置ずれに起因する導通不良を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態による光電気変換装置の全体構成を示した側面図である。
【図２】（ａ）はマウント基板の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】発光側光電気変換部の一部を示した斜視図である。
【図４】半田ボール設置前の発光側光電気変換部の一部を示した斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態による光電気変換装置の製造方法の前半部分を説明するための斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態による光電気変換装置の製造方法の後半部分を説明するための斜視図である。
【図７】（ａ）は図５（ｄ）中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図、（ｃ）は図６（ｂ）のＤ−Ｄ線に沿った概略断面図、（ｄ）は図６（ｄ）のＥ−Ｅ線に沿った概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態による光電気変換装置の製造方法の前半部分を説明するための斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態による光電気変換装置の製造方法の後半部分を説明するための斜視図である。
【図１０】（ａ）は図８（ｂ）中のＦ−Ｆ線に沿った概略断面図、（ｂ）は図８（ｃ）のＧ−Ｇ線に沿った概略断面図、（ｃ）は図８（ｄ）のＨ−Ｈ線に沿った概略断面図である。
【図１１】第３実施形態による位置決め部を備えた光電気変換装置の斜視図である。
【図１２】第４実施形態による位置決め部を備えた光電気変換装置の斜視図である。
【図１３】第５実施形態による位置決め部を備えた光電気変換装置の一部であり、（ａ）はリフロー処理前の状態を示した拡大断面図、（ｂ）はリフロー処理後の状態を示した拡大断面図である。
【図１４】変形例による位置決め部を備えた光電気変換装置のリフロー処理前の状態を示した拡大断面図である。
【図１５】変形例による接続部として銅ポストを備えた光電気変換装置の斜視図である。
【図１６】変形例による位置決め部を備えた光電気変換装置の一部であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  光電気変換装置
１Ａ、１０１Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ  発光側光電気変換部
２  配線基板（外部回路）
３  マウント基板
４Ａ  発光素子（光素子）
４Ｂ  受光素子（光素子）
５Ａ、５Ｂ  ＩＣ基板（信号処理部）
１０  半田ボール（接続部）
１２  電気回路
１３  位置決め部
１３ａ  貫通孔
１３ｂ  周面（規制部）
１４  位置決め部
１４ｂ  側周面（規制部）
３１  導波路
３１ａ  コア層
３１ｃ  下クラッド層
３１ｄ  上クラッド層
３１ｅ  コア用凹部
３１ｆ  上クラッド材料層
３１ｇ  下クラッド材料層
３２  導波路形成用溝（導波路用の溝部）
１４１  下Ａｕ層（金属膜）
１４２  Ｎｉ層（金属膜）
１４３  上Ａｕ層（金属膜）
１４４  下Ａｕ層（金属膜）
１４６  上Ａｕ層（金属膜）
【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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