CN102681107B - 光电混载基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不需要进行光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心作业、而且量产性优异的光电混载基板及其制造方法。该光电混载基板是光波导路单元(W)与安装有光学元件(10)的电路单元(E)相结合而成的，其中，光波导路单元(W)具有延伸设置下包层及上包层中的至少一个包层的局部而成的电路单元定位用的突起部(4)，该突起部(4)相对于芯(2)的光透过面(2a)定位形成在规定位置。电路单元(E)具有供上述突起部(4)嵌合的嵌合孔(15)，该嵌合孔(15)相对于光学元件(10)定位形成在规定位置。而且，以上述突起部(4)嵌合于上述嵌合孔(15)的状态光波导路单元(W)与电路单元(E)结合在一起。

Description

光电混载基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有光波导路单元和安装有光学元件的电路单元的光电混载基板及其制造方法。
背景技术
在最近的电子设备等中，随着传输信息量的增加，除了电布线以外，还采用光布线。即，在上述电子设备等中组装有具有电路单元与光波导路单元的光电混载基板，该电路单元在形成有电布线的电路基板上安装有用于将电信号转换为光信号的发光元件、和用于将光信号转换为电信号的受光元件等光学元件；该光波导路单元作为用于传输上述光信号的光布线形成有光波导路。
在上述光电混载基板中，需要使从上述发光元件发出的光入射到上述光波导路单元的芯(光布线)的一端面(光入口)、并且使上述受光元件接收从上述芯的另一端面(光出口)出射的光。为此，需要对上述光学元件(发光元件、受光元件)与芯进行调心。
因此，一直以来提出有上述光学元件与芯的调心方法。作为其一个例子，存在有如下方法(参照专利文献1)，即，固定光波导路单元，在从发光元件向该光波导路单元的芯的一端面(光入口)发出光的状态下，改变该发光元件的位置，同时监视从上述芯的另一端面(光出口)出射的光的强度，将该强度最大的位置确定为调心位置。另外，作为另一个例子，存在有如下方法(参照专利文献2)，即，将形成有定位用的孔部的连接器安装于光波导路单元，将与上述孔部相嵌合的定位用的销安装于电路单元，通过使上述孔部与销相嵌合，自动地对光学元件与光波导路单元的芯进行调心。
专利文献1：日本特开平5-196831号公报
专利文献2：日本特开2009-223063号公报
但是，在上述专利文献1的调心方法中，虽然能够进行高精度的调心，但是费时费力，量产性欠缺。另外，在上述专利文献2的调心方法中，虽然能够利用孔部与销的嵌合这样的简单方法来进行对位，但是不仅在分别制作连接器及销时产生尺寸误差，还产生连接器相对于光波导路单元的安装位置的位置偏移、定位用的销相对于电路单元的安装位置的位置偏移等，因此这些尺寸误差及位置偏移累积，从而调心精度变差。因此，当欲提高调心精度时，需要进行尺寸精度的管理以不产生上述尺寸误差、位置偏移，因此成本提高，并且量产性欠缺。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种不需要进行光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心作业、而且量产性优异的光电混载基板及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明的第1技术方案是一种光电混载基板，其是光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合而成的，其中，上述光波导路单元具有：下包层；光路用的芯，其形成于该下包层的表面；上包层，其用于覆盖该芯；电路单元定位用的突起部，其延伸设置于上述下包层及上述上包层的至少一个包层的局部；上述电路单元具有：电路基板；光学元件，其安装于该电路基板的规定部分；嵌合孔，其供上述突起部嵌合；上述光波导路单元的上述突起部相对于上述芯的光透过面定位形成在规定位置，上述电路单元的上述嵌合孔相对于上述光学元件定位形成在规定位置，上述光波导路单元与上述电路单元的结合是以将上述光波导路单元的上述突起部嵌合于上述电路单元的上述嵌合孔的状态完成的。
另外，本发明的第2技术方案是上述光电混载基板的制造方法，其是使光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合的上述光电混载基板的制造方法，其中，上述光波导路单元的制作包括形成下包层的工序、在该下包层的表面形成光路用的芯的工序、和以覆盖上述芯的方式形成上包层的工序，在形成上述下包层的工序及形成上述上包层的工序中的至少一个工序中，在相对于上述芯的光透过面进行了定位的规定位置，延伸设置电路单元定位用的突起部，上述电路单元的制作包括形成电路基板的工序、和在该电路基板上的规定部分安装光学元件的工序，在形成上述电路基板的工序中，在相对于上述光学元件的预定安装位置进行了定位的规定位置，形成供上述突起部嵌合的嵌合孔，使上述光波导路单元与上述电路单元相结合而形成光电混载基板是通过将上述光波导路单元的上述突起部嵌合于上述电路单元的上述嵌合孔而完成的。
本发明的光电混载基板是光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合而成的。在上述光波导路单元中，芯的光透过面与电路单元定位用的突起部成为相互进行了定位的位置关系。另外，在上述电路单元中，光学元件与供上述光波导路单元的突起部嵌合的嵌合孔成为相互进行了定位的位置关系。因此，在上述光波导路单元的突起部嵌合于上述电路单元的嵌合孔内的状态、即、光波导路单元与电路单元相结合的状态下，光波导路单元的芯与电路单元的光学元件成为自动进行了调心的状态。而且，上述光波导路单元的突起部是延伸设置用于构成该光波导路单元的下包层及上包层中的至少一个包层的规定部分而成的，上述电路单元的嵌合孔形成于该电路单元，因此上述突起部与上述嵌合孔的嵌合不需要连接器等其他部件。因此，在光波导路单元与电路单元的结合中，不存在上述连接器等其他部件所造成的尺寸误差、位置偏移的累积，从而光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心为高精度。本发明的光电混载基板如上所述，是利用使上述光波导路单元的突起部与上述电路单元的嵌合孔相嵌合这样的简单作业来自动地、高精度地进行芯与光学元件调心的构造，因此不需要进行费时费力的调心作业，因此量产性优异。另外，上述突起部与上述嵌合孔的嵌合不需要连接器等其他部件，因此也不需要管理该连接器等的尺寸精度，因此根据这一点，量产性也优异。
特别是，当在上述光波导路单元的与上述突起部不同的部分延伸设置有第2突起部、在上述电路单元的与上述嵌合孔不同的部分形成有供上述第2突起部嵌合的第2嵌合孔时，通过使上述光波导路单元的第2突起部与上述电路单元的第2嵌合孔相嵌合，能够进一步可靠地防止上述光波导路单元相对于上述电路单元的位置偏移，因此能够进一步可靠地维持芯与光学元件的调心。
本发明的光电混载基板的制造方法是通过使光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合来进行的。在制作上述光波导路单元的工序中，在相对于芯的光透过面进行了定位的规定位置，延伸设置有电路单元定位用的突起部。另外，在制作上述电路单元的工序中，在相对于光学元件进行了定位的规定位置，形成有供上述光波导路单元的突起部嵌合的嵌合孔。因此，当使上述光波导路单元的上述突起部嵌合于上述电路单元的上述嵌合孔、使上述光波导路单元与上述电路单元相结合时，能够自动地对光波导路单元的芯与电路单元的光学元件进行调心。而且，上述光波导路单元的突起部是延伸设置用于构成该光波导路单元的下包层及上包层中的至少一个包层的规定部分而形成的，上述电路单元的嵌合孔形成在用于构成该电路单元的电路基板的局部，因此上述突起部与上述嵌合孔的嵌合不需要连接器等其他部件。因此，在光波导路单元与电路单元的结合中不会产生由上述连接器等其他部件所造成的尺寸误差、位置偏移的累积，从而光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心为高精度。本发明的光电混载基板的制造方法如上所述，利用使上述光波导路单元的突起部与上述电路单元的嵌合孔相嵌合这样的简单作业来自动地高精度地对芯与光学元件进行调心，因此不需要进行费时费力的调心作业，因此量产性优异。另外，上述突起部与上述嵌合孔的嵌合不需要连接器等其他部件，因此也不需要管理该连接器等的尺寸精度，因此根据这一点，量产性也优异。
特别是，当在上述光波导路单元的与上述突起部不同的部分延伸设置第2突起部、在上述电路单元的与上述嵌合孔不同的部分形成供上述第2突起部嵌合的第2嵌合孔时，通过使上述光波导路单元的第2突起部与上述电路单元的第2嵌合孔相嵌合，能够进一步可靠地防止上述光波导路单元相对于上述电路单元的位置偏移。
附图说明
图1是示意性表示本发明的光电混载基板的第1实施方式的立体图。
图2的(a)是示意性表示用于构成上述光电混载基板的光波导路单元的立体图，图2的(b)是放大了图2的(a)的A-A剖面的主要部分的剖视图。
图3是示意性表示用于构成上述光电混载基板的电路单元的立体图。
图4的(a)～图4的(d)是示意性表示上述光电混载基板的制造方法中的光波导路单元的制作工序的说明图。
图5的(a)～图5的(f)是示意性表示上述光电混载基板的制造方法中的电路单元的制作工序的说明图。
图6是示意性表示本发明的光电混载基板的第2实施方式的立体图。
图7是示意性表示本发明的光电混载基板的第3实施方式的立体图。
图8是示意性表示本发明的光电混载基板的第4实施方式的立体图。
图9的(a)、图9的(b)是示意性表示形成于上述光波导路单元的、电路单元定位用的突起部的变形例的主视图。
图10的(a)～图10的(d)是示意性表示上述光波导路单元的其他制作工序的说明图。
图11的(a)～图11的(d)是示意性表示上述光波导路单元的其他方式的制作工序的说明图。
图12是示意性表示上述光波导路单元的其他方式的立体图。
图13示意性表示上述光波导路单元的另一其他方式，图13的(a)是其主视图，图13的(b)是图13的(a)的B-B剖视图。
图14是示意性表示上述光电混载基板的第5实施方式的剖视图。
具体实施方式
接着，根据附图详细说明本发明的实施方式。
图1是示意性表示本发明的光电混载基板的第1实施方式的立体图。该光电混载基板通过分别制作具有电路单元定位用的突起部4的光波导路单元W和具有供该突起部4嵌合的嵌合孔15的电路单元E、并使上述光波导路单元W的上述突起部4嵌合于上述电路单元E的嵌合孔15来使上述光波导路单元W与上述电路单元E相结合而成为一体化。在此，在光波导路单元W中，上述突起部4相对于芯2的光透过面(一端面)2a定位形成在规定位置(以在两单元W、E相结合时光波导路单元W的光透过面2a与电路单元E的光学元件10相对的方式预先设定的位置)。另外，在上述电路单元E中，供上述突起部4嵌合的上述嵌合孔15相对于光学元件10定位形成在规定位置(以在两单元W、E相结合时电路单元E的光学元件10与光波导路单元W的光透过面2a相对的方式预先设定的位置)。因此，在上述光电混载基板中，通过上述突起部4与上述嵌合孔15的嵌合，芯2的光透过面2a与光学元件10成为适当地定位、进行了调心的状态。另外，在该实施方式中，上述光波导路单元W以弯曲的状态与上述电路单元E相结合。
进一步详细说明，上述光波导路单元W的立体图如图2的(a)所示，其A-A截面的主要部分放大剖视图如图2的(b)所示，上述光波导路单元W具有下包层1、呈规定图案的线状形成于该下包层1的表面的光路用的芯2、和以覆盖该芯2的状态形成于上述下包层1的表面的上包层3。而且，在该光波导路单元W的一端缘(在图2的(a)中为下端缘)，不存在芯2的、上述下包层1与上包层3的层叠部分沿着芯2的轴向延长，该延长部分形成为电路单元定位用的上述突起部4。该突起部4相对于芯2的光透过面2a定位形成在规定位置。在该实施方式中，上述突起部4配置形成在芯2的两侧(两个位置)，上述突起部4的形状形成为厚度(下包层1与上包层3的层叠方向的厚度)恒定、宽度随着朝向延长方向而慢慢变窄的主视梯形。
另一方面，上述电路单元E的立体图如图3所示，上述电路单元E具有基板11、和隔着绝缘层(未图示)安装于该基板11的表面的光学元件10及驱动IC。而且，在该电路单元E中，形成有供上述光波导路单元W的突起部4(参照图2的(a))嵌合的嵌合孔15。该嵌合孔15相对于上述光学元件10定位形成在规定位置。在该实施方式中，上述嵌合孔15配置形成在上述光学元件10的两侧(两个位置)，上述嵌合孔15的形状形成为俯视长方形。
另外，上述绝缘层形成于上述基板11中的除了嵌合孔15的表面。而且，在该绝缘层的表面上，形成有与上述驱动I C相连接的电路(未图示)，并且形成有作为定位形成光学元件10时的标记而利用的光学元件位置限定用电极(未图示)、以及作为定位形成上述嵌合孔15时的标记而利用的嵌合孔定位用电路(未图示)。该嵌合孔定位用电路呈框状形成于上述嵌合孔15的周缘。而且，在这些电路、光学元件位置限定用电极、嵌合孔定位用电路的表面上形成有镀层(未图示)。上述光学元件位置限定用电极形成在上述绝缘层的表面的大致中央部，上述光学元件10安装在以上述光学元件位置限定用电极为基准的规定位置。而且，上述光学元件10与上述驱动IC利用引线接合而电连接，该驱动IC与电极盘(上述电路的一部分)利用引线接合而电连接。在该状态下，上述光学元件10及其周边部被树脂密封(未图示)。上述光学元件10在该实施方式中采用引线接合型的元件，其发光部或受光部形成于光学元件10的表面(在图3中为上表面)。另外，上述驱动IC是指例如用于驱动发光元件(光学元件10)的驱动器、或者用于放大来自受光元件(光学元件10)的信号的跨阻放大器(TIA)等。
而且，如图1所示，上述光电混载基板是以上述光波导路单元W的上述突起部4嵌合于上述电路单元E的上述嵌合孔15内的状态，将光波导路单元W与电路单元E相结合而成一体化。在此，如上所述，形成于光波导路单元W的上述突起部4相对于芯2的光透过面2a定位形成在规定位置。另外，形成于电路单元E的嵌合孔15相对于光学元件10定位形成在规定位置。因此，通过上述突起部4与嵌合孔15的嵌合，芯2的光透过面2a与光学元件10成为适当地定位、自动地进行了调心的状态。
而且，在该实施方式中，由于光波导路单元W的上述突起部4形成为梯形，因此通过将电路单元E的上述长方形的嵌合孔15的开口长度设定为规定值，能够使上述梯形的突起部4的相对的倾斜面与上述长方形的嵌合孔15的相对的两个面相抵接，能够适当地设定上述突起部4的嵌合量(嵌合深度)，通过该设定，能够适当地设定光波导路单元W的一端面(芯2的光透过面2a)与电路单元E的光学元件10之间的距离。另外，即使上述突起部4的宽度或上述嵌合孔15的开口长度等产生了尺寸收缩等，通过利用上述梯形的突起部4的相对的倾斜面，也能够同轴地嵌合上述突起部4与上述嵌合孔15，能够防止芯2与光学元件10的调心偏移。另外，在图1中，为了便于理解，相对于上述突起部4的大小较大地图示了上述嵌合孔15的大小，但是实际上两者相等或上述嵌合孔15稍微大一些。
上述光电混载基板经由下述(1)～(3)的工序制造而成。
(1)制作上述光波导路单元W的工序(参照图4的(a)～图4的(d))。
(2)制作上述电路单元E的工序(参照图5的(a)～图5的(f))。
(3)上述光波导路单元W与上述电路单元E相结合的工序。
(1)光波导路单元W的制作工序
说明上述(1)的光波导路单元W的制作工序。首先，准备在形成下包层1时所使用的平板状的基座20(参照图4的(a))。作为该基座20的形成材料，例如能够列举出玻璃、石英、硅、树脂、金属等。其中，优选不锈钢制基板。这是因为不锈钢制基板对热的耐伸缩性优异，在上述光波导路单元W的制造过程中，各种尺寸大致维持为设计值。另外，基座20的厚度例如设定在20μm～1mm的范围内。
接着，如图4的(a)所示，在上述基座20的表面的规定区域中，利用光刻法形成在其一端缘的两个位置形成有俯视梯形的突起片1a的下包层1。作为该下包层1的形成材料，使用感光性环氧树脂等感光性树脂。下包层1的厚度例如设定在5μm～50μm的范围内。
接着，如图4的(b)所示，在上述下包层1的表面利用光刻法形成规定图案的芯2。此时，在下包层1的表面中的、上述两个位置的突起片1a之间的部分，将芯2的光透过面(一端面)2a相对于上述两个位置的突起片1a定位在规定位置。该芯2的定位是通过在利用上述光刻法形成芯2时以上述两个位置的突起片1a为基准配置光掩模的状态，隔着上述光掩模曝光而进行的，上述光掩模是以上述两个位置的突起片1a为基准形成的。
作为上述芯2的形成材料，例如能够列举出与上述下包层1相同的感光性树脂，使用折射率比上述下包层1及上包层3(参照图4的(c))的形成材料大的材料。例如能够通过选择上述下包层1、芯2、上包层3的各个形成材料的种类或者调整组成比例来进行该折射率的调整。芯的数量可以是一条也可以是多条(在图4的(b)中为一条)。芯2的图案例如能够列举出直线状、分支状、交叉状等，也可以混和这些直线状、分支状、交叉状等(在图4的(b)中为直线状)的图案。芯2的厚度例如设定在20μm～100μm的范围内。芯2的宽度例如设定在20μm～100μm的范围内。
然后，如图4的(c)所示，利用光刻法以覆盖上述芯2的方式在上述下包层1的表面形成上包层3。此时，在上述下包层1的突起片1a上也形成与该突起片1a相同形状的突起片3a。作为上述上包层3的形成材料，例如能够列举出与上述下包层1相同的感光性树脂。上述上包层3的厚度(距下包层1的表面的厚度)例如设定在超过芯2的厚度且1000μm以下的范围内。
在此，上述下包层1的突起片1a与形成在其上的上述上包层3的突起片3a的层叠部分成为电路单元定位用的上述突起部4。而且，如上所述，芯2的光透过面2a相对于上述下包层1的突起片1a定位形成在规定位置，因此在该突起片1a上层叠上述上包层的突起片3a而成的上述突起部4相对于芯2的光透过面2a定位形成在规定位置。上述突起部4的尺寸例如分别设定为突出量在300μm～5000μm的范围内、宽度在100μm～5000μm的范围内。
接着，如图4的(d)所示，从下包层1的背面剥离基座20(参照图4的(c))。通过该剥离，获得了光波导路单元W，该光波导路单元W具有下包层1、芯2、以及上包层3，并在上述下包层1与上包层3的层叠部分延伸设置有电路单元定位用的突起部4。该光波导路单元W的厚度例如设定在30μm～1150μm的范围内。这样，上述(1)的光波导路单元W的制作工序完成。
(2)电路单元E的制作工序
接着，说明上述(2)的电路单元E的制作工序。首先，准备上述基板11(参照图5的(a))。作为该基板11的形成材料，例示能够列举出金属、树脂等。其中，基于易加工性及尺寸稳定性的观点，优选不锈钢制基板。另外，上述基板11的厚度例如设定在0.02mm～0.1mm的范围内。
接着，如图5的(a)所示，在上述基板11的表面的规定区域形成绝缘层12。该绝缘层12的形成例如是在涂布了由感光性聚酰亚胺树脂等绝缘层形成用的感光性树脂溶解于溶剂中而获得的清漆之后，根据需要对该清漆的涂布层进行加热处理而使其干燥，形成绝缘层形成用的感光性树脂层。然后，利用紫外线等辐射线隔着光掩模对该感光性树脂层进行曝光，从而形成规定形状的绝缘层12。绝缘层12的厚度例如设定在5μm～15μm的范围内。
接着，如图5的(b)所示，在上述绝缘层12的表面同时形成电路(未图示)、光学元件位置限定用电极13、以及框状的嵌合孔定位用电路14，制作电路基板。这些电路等的形成例如利用半添加法来进行。
即，首先，在上述绝缘层12的表面，通过溅射或非电解电镀等形成金属层(厚度60nm～260nm左右)。该金属层成为进行后面的电解电镀时的晶种层(成为形成电解电镀层的基底的层)。接着，在由上述基板11、绝缘层12及晶种层构成的层叠体的两面上粘贴干膜抗蚀剂，之后在形成有上述晶种层一侧的干膜抗蚀剂上，利用光刻法同时形成上述电路等的图案的孔部，在该孔部的底部暴露上述晶种层的表面部分。接着，通过电解电镀，在暴露于上述孔部的底部的上述晶种层的表面部分层叠形成电解电镀层(厚度5μm～20μm左右)。然后，利用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。之后，通过软蚀刻去除未形成有上述电解电镀层的晶种层部分，将由剩余的电解电镀层及该剩余的电解电镀层的下面的晶种层构成的层叠部分形成为上述电路等。这样，获得了由上述基板11、绝缘层12、电路、光学元件位置限定用电极13及框状的嵌合孔定位用电路14构成的电路基板。
然后，将该电路基板安装于曝光机，利用相机拍摄表面侧(电路侧)与背面侧(基板11侧)，根据该图像，以上述表面侧的框状的嵌合孔定位用电路14为标记，适当地定位上述背面侧的嵌合孔预定形成部(与上述框状的嵌合孔定位用电路14的框内对应的部分)的位置。接着，利用干膜抗蚀剂(未图示)覆盖除了该嵌合孔预定形成部的背面侧部分。接着，如图5的(c)所示，通过使用氯化铁水溶液进行蚀刻来去除所暴露的上述嵌合孔预定形成部的基板11的部分。通过该蚀刻，从该去除部分11a暴露出绝缘层12的部分。
接着，如图5的(d)所示，通过使用化学蚀刻液进行蚀刻来去除上述暴露的绝缘层12的部分。通过该蚀刻，将上述嵌合孔预定形成部形成为嵌合孔15。该嵌合孔15以利用上述半添加法与光学元件位置限定用电极13同时形成的框状的嵌合孔定位用电路14为基准而形成，因此上述嵌合孔15相对于上述光学元件位置限定用电极13定位形成在规定位置。上述嵌合孔15的开口长度及开口宽度设定为与嵌合于该嵌合孔15内的上述光波导路单元W的突起部4(参照图1)的嵌合部分的宽度及厚度相同或者比其稍微(例如1μm～100μm左右)大。
接着，如图5的(e)所示，通过实施电解电镀处理，在上述电路、光学元件位置限定用电极13及嵌合孔定位用电路14的表面形成镀层16。之后，利用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。另外，作为上述镀层16的成分，能够列举出金、镍等。另外，该镀层16的厚度通常设定在0.2μm～0.5μm的范围内。
然后，如图5的(f)所示，在以光学元件位置限定用电极13为基准的规定位置，安装(芯片接合Die Bonding)上述光学元件10及驱动IC(未图示)。接着，利用引线接合电连接上述光学元件10与上述驱动IC，并且利用引线接合电连接上述驱动IC与电极盘(上述电路的一部分)。之后，树脂密封(未图示)上述光学元件10及其周边部。这样，获得了具有上述嵌合孔15的电路单元E。在此，如上所述，由于在图5的(d)的工序中形成的嵌合孔15相对于上述光学元件位置限定用电极13定位形成在规定位置，因此安装在相对于该光学元件位置限定用电极13的规定位置处的光学元件10与上述嵌合孔15成为相互进行了定位的位置关系。这样，上述(2)的电路单元E的制作工序完成。
(3)光波导路单元W与电路单元E的结合工序
接着，说明光波导路单元W与电路单元E的结合工序。该结合是，在使上述电路单元E的光学元件10与上述光波导路单元W的芯2的光透过面2a相面对的状态下，使上述光波导路单元W的突起部4嵌合于上述电路单元E的嵌合孔15内，使上述光波导路单元W与上述电路单元E一体化(参照图1)。之后，根据需要，也可以利用粘合剂来固定上述突起部4与嵌合孔15的嵌合部。然后，如图1所示，使上述光波导路单元W弯曲。这样，上述(3)的光波导路单元W与电路单元E的结合工序完成，完成了作为目标的光电混载基板。
在此，如上所述，在上述光波导路单元W中，芯2的光透过面2a与电路单元定位用的突起部4成为相互进行了定位的位置关系。另外，在安装有上述光学元件10的电路单元E中，光学元件10与供上述突起部4嵌合的嵌合孔15成为相互进行了定位的位置关系。因此，如上所述，通过使上述突起部4嵌合于上述嵌合孔15而制作上述光电混载基板时，芯2的光透过面2a与光学元件10自动地进行调心。其结果，在上述光电混载基板的制作中，不需要进行费时费力的调心作业。即，上述光电混载基板的量产性优异。
而且，上述光波导路单元W的突起部4是用于构成该光波导路单元W的下包层1及上包层3的规定部分延伸设置而成的。另外，上述电路单元E的嵌合孔15形成在用于构成该电路单元E的电路基板上。即，上述突起部4与上述嵌合孔15的嵌合不需要连接器等其他部件。因此，在光波导路单元W与电路单元E的结合中不存在上述连接器等其他部件所造成的尺寸误差、位置偏移的累积，因此光波导路单元W的芯2与电路单元E的光学元件10的调心为高精度。另外，上述突起部4与上述嵌合孔15的嵌合不需要连接器等其他部件，因此也不需要进行该连接器等的尺寸精度的管理，根据这一点，量产性也优异。
图6是示意性表示本发明的光电混载基板的第2实施方式的立体图。在该实施方式中，光波导路单元W除了其一端缘的上述突起部(第1突起部)4以外，在该光波导路单元W的单侧侧缘还延伸设置有与该第1突起部4相同的第2突起部5。另外，上述电路单元E由形成有供上述第1突起部4嵌合的嵌合孔(第1嵌合孔)15的部分和弯折为直角的弯折部分构成，在该弯折部分形成有供上述第2突起部5嵌合的第2嵌合孔17。除此以外的部分皆与图1所示的上述第1实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在该实施方式的光电混载基板中，光波导路单元W与电路单元E的结合除了有第1突起部4与第1嵌合孔15的嵌合以外，还嵌合第2突起部5与第2嵌合孔17，因此能够进一步可靠地防止上述光波导路单元W相对于上述电路单元E的位置偏移。通过防止该位置偏移，能够进一步可靠地维持芯2与光学元件10的调心。
在该实施方式中，光波导路单元W的制作能够以与上述第1实施方式相同的方法进行制作。电路单元E的上述弯折部分是在嵌合第1突起部4与第1嵌合孔15之后进行弯折的部分。即，在该电路单元E的制作中，在上述弯折部分与形成有第1嵌合孔15的部分在同一平面的状态下，与上述第1实施方式相同地形成上述第1嵌合孔15，并且相对于该第1嵌合孔15将预弯折线及上述第2嵌合孔17定位形成在规定位置。而且，在光波导路单元W与电路单元E的结合工序中，在嵌合上述第1突起部4与第1嵌合孔15之后，按照上述预弯折线呈直角地弯折上述电路单元E的上述弯折部分，使上述第2突起部5嵌合于第2嵌合孔17。
图7是示意性表示本发明的光电混载基板的第3实施方式的立体图。在该实施方式中，光波导路单元W的芯2在其一端部向光波导路单元W的单侧侧缘弯折，与该弯折相对应地，嵌合于电路单元E的(第1)嵌合孔15内的(第1)突起部4延伸设置于光波导路单元W的单侧侧缘。除此以外的光波导路单元W的部分及电路单元E皆与图1所示的上述第1实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。而且，起到了与上述第1实施方式相同的作用、效果。另外，作为上述芯2的弯折构造，例如可以考虑曲率半径为0.5mm～10mm的弯折等。
图8是示意性表示本发明的光电混载基板的第4实施方式的立体图。在该实施方式中，在图7所示的上述第3实施方式的基础上与图6所示的上述第2实施方式相同地除了第1突起部4与第1嵌合孔15以外还形成有第2突起部5与第2嵌合孔17，使该第1突起部4与第1嵌合孔15相嵌合，并且使第2突起部5与第2嵌合孔17相嵌合。在该实施方式中也起到了与上述第2实施方式相同的作用、效果。
图9的(a)、图9的(b)是示意性表示上述电路单元定位用的突起部4的变形例的主视图。即，在图9的(a)中，上述突起部4形成为三角形。该情况与图1所示的梯形的突起部4相同，利用三角形的倾斜面能够适当地设定光波导路单元W的一端面(芯2的光透过面2a)与电路单元E的光学元件10之间的距离，而且，也能够防止芯2与光学元件10的调心偏移(参照图1)。在图9的(b)中，上述突起部4形成为台阶部状。在该情况下，在上述突起部4嵌合于嵌合孔15(参照图1)后，突起部4不易脱落。除了上述以外，例如也可以将上述突起部4形成为半圆状等。
图10的(a)～图10的(d)示意性示出了在光波导路单元W的制作中作为包括突起片3a的上包层3(参照图4的(c))的其他制作工序(制作方法)的模具成形的方法。即，在上述各个实施方式中，利用光刻法形成了包括上述突起片3a的上包层3，但是也可以通过模具成形形成。该形成如下进行。
即，首先，如图10的(a)所示，准备在其下表面形成有凹部的成形模具30，该凹部具有与包括上述突起片3a的上包层3的形状相对应的模具面31。接着，如图10的(b)所示，在基座20的表面形成具有突起片1a的下包层1，在芯2以规定图案形成于该下包层1的表面的状态(与图4的(b)相同的状态)下，如图10的(c)所示，使上述成形模具30的下表面与基座20的表面紧密接触。此时，将上述成形模具30的、与上述突起片3a相对应的模具面部分31a定位在下包层1的突起片1a上。接着，从形成于上述成形模具30的注入孔(未图示)向由包括上述突起片1a的下包层1的表面、上述成形模具30的模具面31及芯2的表面所围成的成形空间内注入上包层形成用的树脂，用上述树脂填满上述成形空间。接着，当该树脂为感光性树脂时，在透过上述成形模具30用紫外线等辐射线曝光之后进行加热处理，当上述树脂为热固化树脂时，进行加热处理。由此，上述上包层形成用的树脂固化，形成包括上述突起片3a的上包层3。然后，进行脱模，如图10的(d)所示，获得与图4的(c)相同的光波导路单元W。也可以如此进行形成。
图11的(a)～图11的(d)示意性示出了光波导路单元W的其他方式的制作工序。即，在上述各个实施方式中，将光波导路单元W中的电路单元定位用的突起部4设为了延伸设置下包层1与上包层3的层叠部分而成的部分，(参照图4的(c))，但是也可以设为仅延伸设置了上包层3而成的部分。这种光波导路单元W的制作工序(制作方法)可以如下进行。
即，首先，如图11的(a)所示，在基座20的表面的规定区域，利用光刻法形成没有上述突起片1a(参照图4的(a))的下包层1。接着，如图11的(b)所示，在上述下包层1的表面利用光刻法形成规定图案的芯2。接着，如图11的(c)所示，准备在其下表面形成有凹部的成形模具30，该凹部具有与包括突起部4的上包层3的形状相对应的模具面31。然后，如图11的(d)所示，使上述成形模具30的下表面与基座20的表面紧密接触。此时，将上述成形模具30的、与上述突起部4相对应的模具面部分31a相对于芯2的光透过面2a进行定位。接着，从形成于上述成形模具30的注入孔(未图示)向由上述成形模具30的模具面31、上述基座20的表面、下包层1的表面及芯2的表面所围成的成形空间内注入上包层形成用的树脂，用上述树脂填满上述成形空间。之后，与图10的(c)所说明的上述方法相同地形成包括上述突起部4的上包层3。然后，进行脱模，如图12所示，获得了在基座20的表面仅在上包层3延伸设置有上述突起部4的光波导路单元W。或者，取代上述模具成形(参照图11的(c)～图11的(d))，也可以利用光刻法来进行上述上包层3的形成。
另外，在上述实施方式(参照图11的(a)～图11的(d))中，仅在上包层3延伸设置了电路单元定位用的突起部4，但是也可以仅在下包层1延伸设置电路单元定位用的突起部4。这种光波导路单元W的制作工序(制作方法)能够通过如下的方法进行制作，即，在基座20的表面形成具有突起片1a的下包层1，在该下包层1的表面以规定图案形成有芯2的状态(与图4的(b)相同的状态)下，通过模具成形或光刻法来形成没有突起片3a(参照图4的(c))的上包层3。
图13的(a)、图13的(b)示意性示出了光波导路单元W的另一其他方式的制作工序。在该实施方式中，如图13的(a)的主视图、图13的(b)的图的13(a)的B-B剖视图所示，上包层3形成为比下包层1大一圈。这种光波导路单元W也可以利用如上所述的模具成形或光刻法来进行制作。
如上所述(参照图10的(a)～图10的(c)、图11的(a)～图11的(d)、图13的(a)、图13的(b))，当通过模具成形形成电路单元定位用的突起部4时，能够将该突起部4的厚度形成得较厚，在将该突起部4嵌合于电路单元E的嵌合孔15的状态下，能够增强该嵌合部分的强度。另外，在上述模具成形的情况下，通过使上述成形模具30的、与上述突起部4相对应的模具面部分31a变形，也可以将上述突起部4的厚度形成为随着朝向延长方向渐渐变薄。
另外，在上述实施方式中，作为光学元件10采用了引线接合型的元件，但是也可以采用倒装芯片型的元件。在采用该倒装芯片型的元件的情况下，由于发光部或受光部形成于光学元件10的安装面(背面)，因此如图14所示，光波导路单元W从未安装有光学元件10的一侧与电路单元E相嵌合，在电路单元E的与上述发光部或受光部相对应的部分形成有光通过用的贯通孔18。
另外，在上述各个实施方式中，说明了光电混载基板的一端部，另一端部也可以设为与上述各个实施方式的一端部相同的结构。在该情况下，作为上述光学元件10，例如在一端部侧安装发光元件，在另一端部侧安装受光元件，从而能够用上述受光元件利用芯2接收来自该发光元件的光。
而且，在上述各个实施方式中，在电路单元E的制作工序中，在电路、光学元件位置限定用电极13、嵌合孔定位用电路14的表面形成了镀层16，但是该镀层16是根据需要而形成的，在不需要的情况下，也可以不形成镀层16。
接着，说明实施例。但是，本发明并不限定于实施例。
实施例
下包层、上包层(包括突起部)的形成材料
成分A(固体环氧树脂)：含有芳香环骨架的环氧树脂(三菱化学公司制，エピコ一ト1002)70质量份。
成分B(固形环氧树脂)：含有脂环骨架的环氧树脂(大赛璐化学工业公司制、EHPE3150)30质量份。
成分C(光产酸剂)：三芳基锍盐的50％碳酸丙烯酯(Propylene carbonate)溶液(San-Apro公司制、CPI-200K)2质量份。
将这些成分A～C搅拌溶解(温度80℃、搅拌250rpm×3小时)于55质量份的乳酸乙脂(武藏野化学研究所制)中，调制出下包层及上包层的形成材料(感光性树脂组合物)。用数字粘度计(BROOK FIELD公司制、HBDV-I+CP)测量该感光性树脂组合物的粘度，测得其粘度为1320mPa·s。
芯的形成材料
成分D：邻甲酚酚醛清漆缩水甘油醚(O-cresol novolacglycidylether)(新日铁化学制、YD CN-700-10)100质量份。
将该成分D与1质量份的上述成分C搅拌溶解(温度80℃、搅拌250rpm×3小时)于60质量份的乳酸乙脂(武藏野化学研究所制)中，调制出芯的形成材料(感光性树脂组合物)。用上述数字粘度计测量该感光性树脂组合物的粘度，测得其粘度为1900mPa·s。
实施例1
光波导路单元的制作
使用上述下包层、芯、上包层的各个形成材料，以与上述第1实施方式相同的方法制作出具有电路单元定位用的等腰梯形的突起部的光波导路单元。上述等腰梯形的突起部的尺寸设为底边(长边)的宽度为2.5mm，顶边(短边)的宽度为1.0mm，高度(突出长度)为3.0mm，相邻的突起部的中心之间的距离为6.5mm。
电路单元的制作
以与上述第1实施方式相同的方法制作出具有供上述电路单元定位用的突起部嵌合的长方形的嵌合孔的电路单元。该嵌合孔的尺寸设为开口长度为2.5mm，开口宽度为0.1mm，相邻的嵌合孔的中心之间的距离为6.5mm。另外，作为光学元件，安装了引线接合法、倒装芯片法两用的发光元件(VCSEL：ULM Photonics公司制、ULM850-10-CO0104U)。
光电混载基板的制造
将上述光波导路单元的突起部嵌合于上述电路单元的嵌合孔，而使上述光波导路单元与上述电路单元一体化。然后，利用粘合剂固定其嵌合部。
光传播试验
向上述实施例1的光电混载基板的发光元件中通电，使光从发光元件出射。然后，确认到光从光电混载基板的芯的另一端部出射。
实施例2
光波导路单元的制作
在上述实施例1的光波导路单元的基础上，另一端部也与一端部相同地制成具有电路单元定位用的等腰梯形的突起部的光波导路单元。除此以外皆与上述实施例1相同。
电路单元的制作
制成在上述实施例1的电路单元上安装有发光元件用的驱动器的发送用电路单元。而且，在上述实施例1的电路单元中，取代发光元件而安装了引线接合法、倒装芯片法两用的受光元件(PD：albis公司制、PDCA04-70-GS)，而且，制成安装有该受光元件用的TIA的接收用电路单元。上述发光元件及受光元件的安装方法分别采用了引线接合法、倒装芯片法。
光电混载基板的制造
与上述实施例1相同地在上述光波导路单元的一端部固定上述发送用电路单元，在另一端部固定上述接收用电路单元。
信号传输试验
使用另外准备的个人计算机，一边控制上述驱动器与TIA，一边利用脉冲图案信号发生器从上述发送用电路单元输入高速信号，利用示波器从上述接收用电路单元读取信号。然后，利用眼图评价，对实施例2的光电混载基板的信号传输特性进行评价。其结果，在10Gbps的信号传输中也能够确认到有良好的信号传输。
根据上述实施例1、2的结果可知，在上述制造方法中，即使不进行光波导路单元的芯与电路单元的光学元件(发光元件、受光元件)的调心作业，所获得的光电混载基板也适当地进行光传播。
另外，如上述第2～4实施方式、图9～图14所示，在所形成的光电混载基板中，也能够获得即使不进行调心作业也能适当地进行光传播这样的结果。
产业上的可利用性
本发明的光电混载基板能够用于以高速传送或者处理声音、图像等数字信号的信息通信设备、信号处理装置等。
附图标记说明
W、光波导路单元；E、电路单元；2、芯；2a、光透过面；4、突起部；10、光学元件；15、嵌合孔。

Claims (4)

1.一种光电混载基板，其是光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合而成的，其特征在于，
上述光波导路单元具有：下包层；光路用的芯，其形成于该下包层的表面；上包层，其用于覆盖该芯；电路单元定位用的突起部，其沿着上述芯的轴方向延伸设置于上述下包层及上述上包层中的至少一个包层的一端缘的局部；
上述电路单元具有：电路基板；光学元件，其安装于该电路基板的规定部分；嵌合孔，其供上述突起部嵌合；
上述光波导路单元的上述突起部相对于上述芯的光透过面定位形成在规定位置，上述电路单元的上述嵌合孔相对于上述光学元件定位形成在规定位置，
上述光波导路单元与上述电路单元的结合是以将上述光波导路单元的上述突起部嵌合于上述电路单元的上述嵌合孔的状态完成的，通过该嵌合，上述光波导路单元的芯和上述电路单元的光学元件成为自动进行了调心的状态。
2.根据权利要求1所述的光电混载基板，其特征在于，
在上述光波导路单元的与上述突起部不同的部分延伸设置有第2突起部，在上述电路单元的与上述嵌合孔不同的部分形成有供上述第2突起部嵌合的第2嵌合孔。
3.一种光电混载基板的制造方法，其是使光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合的权利要求1所述的光电混载基板的制造方法，其特征在于，
上述光波导路单元的制作包括形成下包层的工序、在该下包层的表面形成光路用的芯的工序、和以覆盖上述芯的方式形成上包层的工序，
在形成上述下包层的工序及形成上述上包层的工序中的至少一个工序中，在相对于上述芯的光透过面进行了定位的、在上述下包层及上述上包层的至少一个包层的一端缘的部分，沿着上述芯的轴方向延伸设置电路单元定位用的突起部，
上述电路单元的制作包括形成电路基板的工序、在该电路基板的规定部分安装光学元件的工序，
在形成上述电路基板的工序中，在相对于上述光学元件的预定安装位置进行了定位的规定位置，形成供上述突起部嵌合的嵌合孔，
使上述光波导路单元与上述电路单元相结合而形成光电混载基板是通过将上述光波导路单元的上述突起部嵌合于上述电路单元的上述嵌合孔而完成的，通过该嵌合，上述光波导路单元的芯和上述电路单元的光学元件成为自动进行了调心的状态。
4.根据权利要求3所述的光电混载基板的制造方法，其特征在于，
在上述光波导路单元的与上述突起部不同的部分延伸设置第2突起部，在上述电路单元的与上述嵌合孔不同的部分形成供上述第2突起部嵌合的第2嵌合孔。
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