JP2000298217A - 光・電気配線基板及び製造方法並びに実装基板 - Google Patents
光・電気配線基板及び製造方法並びに実装基板Info
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Abstract
配線の凹凸の影響を受けない光配線層を有する光・電気
配線基板を提供することを課題とする。 【解決手段】電気配線(12及び14)を有する基板1
0と、基板10の電気配線(12及び14)の上にその
電気配線(12及び14)の凹凸を吸収する吸収層9
と、吸収層9の上に光を伝搬させる光配線となっている
コア1を有する光配線層15とを備える光・電気配線基
板であって、コア1の一部に設けられたミラー3と、ミ
ラー3の直上の周囲に光部品をハンダ付けするために設
けられたパッド(5及び6)と、パッド(5又は6)と
基板10の電気配線(12又は14)とを電気接続する
ビアホール(11又は13)とを具備することを特徴と
する光・電気配線基板。
Description
とが混在する光・電気配線基板及びその製造方法並びに
その基板に光部品と電気部品とを実装した実装基板に関
する。
を作るために、CPUのクロック周波数は益々増大する
傾向にあり、現在では1GHzオーダーのものが出現す
るに至っている。この結果、コンピュータの中のプリン
ト基板上の銅による電気配線には高周波電流が流れる部
分が存在することになるので、ノイズの発生により誤動
作が生じたり、また電磁波が発生して周囲に悪影響を与
えることにもなる。
ト基板上の銅による電気配線の一部を光ファイバー又は
光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに
光信号を利用することが行われている。なぜなら、光信
号の場合は、ノイズ及び電磁波の発生を抑えられるから
である。
配線と光配線とが同一の基板上で積み重なっている光・
電気配線基板を作ることが望ましい。しかし、電気配線
の上に直接光配線層を積層することは、電気配線の凹凸
の影響を光配線層に与え、光信号伝搬損失を招くという
欠点がある。
の欠点に鑑みなされたもので、電気配線を有する基板の
電気配線の上に、電気配線の凹凸の影響を受けない光配
線層を有する光・電気配線基板を提供することを課題と
する。
題を達成するために、まず請求項1の発明では、電気配
線を有する基板と、基板の電気配線の上にその電気配線
の凹凸を吸収する吸収層と、吸収層の上に光を伝搬させ
る光配線となっているコアを有する光配線層とを備える
光・電気配線基板であって、コアの一部に設けられたミ
ラーと、ミラーの直上の周囲に光部品をハンダ付けする
ために設けられたパッドと、パッドと基板の電気配線と
を電気接続するビアホールと、を具備することを特徴と
する光・電気配線基板としたものである。
る基板と、基板の電気配線の上にその電気配線の凹凸を
吸収する吸収層と、吸収層の上に光を伝搬させる光配線
となっているコアを有する光配線層とを備える光・電気
配線基板であって、コアの一部に設けられたミラーと、
ミラーの直上の周囲に光部品をハンダ付けするために設
けられた光部品用のパッドと、電気部品をハンダ付けす
るために光配線層上に設けられた電気部品用のパッド
と、光部品又は電気部品用のパッドと基板の電気配線と
を電気接続するビアホールと、を具備することを特徴と
する光・電気配線基板としたものである。
る基板と、基板の電気配線の上にその電気配線の凹凸を
吸収する吸収層と、吸収層の上に光を伝搬させる光配線
となっているコアを有する光配線層とを備える光・電気
配線基板であって、コアの一部に設けられたミラーと、
ミラーの直上の周囲に光部品をハンダ付けするために設
けられた光部品用のパッドと、電気部品をハンダ付けす
るために光配線層上に設けられた電気部品用のパッド
と、光部品又は電気部品用のパッドと基板の電気配線と
を電気接続するビアホールと、光配線層上に設けられた
電気配線と、を具備することを特徴とする光・電気配線
基板としたものである。
光配線となっているコアを有する光配線層を支持体の上
に作る工程と、コアの一部にミラーを設け、電気配線を
有する基板の電気配線の上に、その電気配線の凹凸を吸
収する吸収層を介して、光配線層を接着させる工程と、
基板上の電気配線とビアホールで電気接続しているパッ
ドを作る工程と、を含むことを特徴とする光・電気配線
基板の製造方法としたものである。
何れか1項記載の光・電気配線基板に光部品又は/及び
電気部品を実装したことを特徴とする実装基板としたも
のである。
図5を用いて説明する。
分の上面図を図1に、コア1に沿って切断された断面図
を図2に示す。コア1は、レーザ光を伝搬させる光導波
路であって、光配線とも呼ぶ。コア1と上部クラッド層
2と下部クラッド層4とは、光配線層15をなしてい
る。光・電気配線層の作り方によっては、上部クラッド
層2と下部クラッド層4は、図3のように、逆になって
いることがある。上部クラッド層2を構成する物質と、
下部クラッド層4を構成する物質とは、同じ場合もある
し、異なっている場合もある。また、図2における上部
クラッド層2は、必ずしも平坦であるとは限らないし、
存在しない場合もある。
があり、これら電気配線がなす凹凸を吸収層9が吸収し
ている。その結果、吸収層9の上にある光配線層15
は、電気配線12及び14がなす凹凸の影響を受けな
い。吸収層9には、塑性又は弾性若しくはそれら両方を
有する物質を用いる。塑性を有する物質を用いた吸収層
のことを平滑層と呼び、弾性を有する物質を用いた吸収
層のことをクッション層と呼ぶ。最も好ましいのは、塑
性及び弾性を有する接着剤を用い、光配線層15を基板
10に接着したときにできる接着層が、吸収層を兼ねる
場合である。
3がある。図1から理解できるように、ミラー3の直上
の周囲には、光部品をハンダ付けするためのパッド5〜
8が設けられている。パッドの数は4つに限定する必要
はなく、任意の数であって良い。また、ミラー3には、
金属蒸着膜による反射層を設けても、設けなくても良
い。さらに、パッドの形状も円形に限定される必要はな
く、任意の形状であっても良い。パッド5〜8は、導体
であるビアホールによって、基板10の上の電気配線と
電気接続している。例えば、図2から理解できるよう
に、パッド5はビアホール11によって電気配線12と
電気接続しているし、またパッド6はビアホール13に
よって電気配線14と電気接続している。
ザなどのレーザ発光素子23のリードを、ハンダ付けし
たときの断面図である。レーザ発光素子23のレーザ発
光面24から放出されたレーザ光20は、ミラー3で反
射され、コア1を伝搬する。
オードなどの受光素子33のリードを、ハンダ付けした
ときの断面図である。コア1を伝搬するレーザ光30
は、ミラー3で反射され、受光素子33の受光面34に
入射する。
部品をハンダ付けするためのパッドを設けても良いし、
また電気配線を設けても良い。電気部品用のパッドは、
光部品用のパッドと同様にして、ビアホールによって基
板の上の配線と電気接続しても良い。
ッドが、光配線層上の電気配線とだけ接続して、基板上
の電気配線とは接続していないことがあっても良い。こ
の場合は、もちろん、パッドと基板上の電気配線とを電
気接続するためのビアホールは存在しない。
下の通りである。まず、電気配線を有する基板とは別
に、光配線層を作る。次に、コアの一部にミラーを設
け、吸収層を介して、光配線層を基板の電気配線の上に
接着させる。さらに、ビアホールによって基板の電気配
線と電気接続しているパッドを作る。
施の形態>光・電気配線基板の製造方法の第1の実施の
形態を、ビアホールによって基板上の電気配線と電気接
続する光部品用のパッドに焦点を当てて、図6の(a)
〜(p)の流れに従って説明する。
の上に、剥離層51を形成する。第1の支持体52に
は、耐熱性及び堅牢性に優れており、光配線層の熱膨張
率に等しいか或いはそれに近い熱膨張率を有するものを
使う。
に、下部クラッド層53を形成する。
し、フォトリソグラフィ技術によって、図6の(c)の
ように、光を伝搬させるコア54と位置決めのためのア
ライメントマーク55を同時に作る。これによって、コ
ア54とアライメントマーク55との位置関係は、意図
されたものに極めて近いものとなる。
メントマーク55を、上部クラッド層56で覆う。これ
によって、下部クラッド層53と、光を伝搬させるコア
54と、上部クラッド層56とからなる光配線層が作ら
れる。
て、セミアディティブ法によって、光配線層の上に、ラ
ンド、電気部品用のパッド、電気配線などを作る。図6
の(e)には、ランド57、電気部品用のパッド58、
電気配線59が見られる。
部品用のパッド、電気配線などを剥離液から保護するた
めに、図6の(f)のように、剥離液保護膜60を形成
する。
し、第1の支持体52から光配線層を剥がして、図6の
(g)のような光配線層を得る。
6の(h)のような光配線層を得る。
ド、電気部品用のパッド、電気配線層などが形成されて
いる側を、第2の支持体61に接着剤で接着させる。第
2の支持体61は、光配線層が接着されていない側から
アライメントマーク55が見えるように透明なものを利
用する。また、接着剤は、剥離し易いものを用いるか、
或いは熱又は紫外線で硬化するものを用いる。
よって光配線層に溝を入れ、ミラー62を作る。
ク55と基板65の上にあるアライメントマーク(図示
せず)とを基準にして、光配線層のミラー62側を、吸
収層63を介して、基板65の電気配線64を有する側
に、接着させる。吸収層63を基板65の上に作ってか
ら光配線層を接着させるか、あるいは吸収層63を光配
線層のミラー62側に作った後に基板65に接着させ
る。上述したように、吸収層63は、平滑層であっても
良いし、クッション層であっても良いし、両方の性質を
兼ね備えたものでも良いが、好ましくは両方の性質を兼
ね備えた接着剤による接着層が良い。
を、光配線層から剥がす。第2の支持体61と光配線層
とを接着するのに、熱又は紫外線で硬化する接着剤を用
いた場合は、熱又は紫外線で接着剤を硬化してから剥が
す。
ク55を基準にして、レーザによって、ビアホールを形
成するための孔66を光配線層に開ける。次に、図示は
していないが、孔66の表面及び基板65とは反対側に
ある光配線層の表面を、スパッタリングによってクロム
の薄膜を形成して、その後にクロムの薄膜の上に同じく
スパッタリングによって銅の薄膜を形成する。
に、レジスト67を塗布する。
スクのパッドのパターンとで位置を決め、そのフォトマ
スクを介してレジスト67を露光し、その後現像して、
図6の(m)のように、孔66の部分のみレジスト67
を除去する。
した銅の薄膜を電極として、銅を電気メッキして、図6
の(o)のように、光学部品用のパッド68及びビアホ
ール69を作る。
層の表面に形成したクロム及び銅の薄膜をソフトエッチ
ングで除去して、図6の(p)に示すような光・電気配
線基板を得る。
施の形態>光・電気配線基板の製造方法の第2の実施の
形態を、ビアホールによって基板上の電気配線と電気接
続する光部品用のパッドに焦点を当てて、図7の(a)
〜(l)の流れに従って説明する。
に、剥離層81を形成する。支持体には、耐熱性及び堅
牢性に優れており、光配線層の熱膨張率に等しいか或い
はそれに近い熱膨張率を有するものを使う。
に、下部クラッド層83を形成する。
し、フォトリソグラフィ技術によって、図7の(c)の
ように、光を伝搬させるコア84と位置決めをするアラ
イメントマーク85を同時に作る。これによって、コア
84とアライメントマーク85との位置関係は、意図さ
れたものに極めて近いものとなる。
メントマーク85を、上部クラッド層86で覆う。これ
によって、下部クラッド層83と、光を伝搬させるコア
84と、上部クラッド層86とからなる光配線層が作ら
れる。
よって光配線層に溝を入れ、ミラー87を作る。
し、支持体82から光配線層を剥がして、図7の(f)
のような光配線層を得る。
ク85と基板90の上にあるアライメントマーク(図示
せず)とを基準にして、光配線層のミラー87側を、吸
収層88を介して、基板90の電気配線89を有する側
に接着させる。吸収層88を基板90の上に作ってから
光配線層を接着させるか、あるいは吸収層88を光配線
層のミラー側87に作った後に基板90に接着させる。
上述したように、吸収層88は、平滑層であっても良い
し、クッション層であっても良いし、両方の性質を兼ね
備えたものでも良いが、好ましくは両方の性質を兼ね備
えた接着剤による接着層が良い。
ク85を基準にして、レーザによって、ビアホールを形
成するための孔91を光配線層に開ける。次に、図示は
していないが、孔91の表面及び基板90とは反対側に
ある光配線層の表面を、スパッタリングによってクロム
の薄膜を形成して、その後にクロムの薄膜の上に同じく
スパッタリングによって銅の薄膜を形成する。
に、レジスト92を塗布する。
てフォトマスクの位置を決め、そのフォトマスクを介し
てレジスト92を露光し、その後現像して、図6の
(j)のように、パッド、電気配線などを作る予定の部
分のみ、レジスト92を除去する。
した銅の薄膜を電極として、銅を電気メッキして、図6
の(k)のように、電気部品用のパッド93、電気配線
94、ビアホール96及び光部品用のパッド95を作
る。
層の表面に形成したクロム及び銅の薄膜をソフトエッチ
ングで除去して、図6の(l)に示すような光・電気配
線基板を得る。
施の形態>光・電気配線基板の製造方法の第3の実施の
形態を、ビアホールによって基板上の電気配線と電気接
続する光部品用のパッドに焦点を当てて、図8の(a)
〜(p)の流れに従って説明する。
1の上で、剥離層102を形成する。第1の支持体10
2には、耐熱性及び堅牢性に優れており、光配線層の熱
膨張率に等しいか或いはそれに近い熱膨張率を有するも
のを使う。
に、下部クラッド層103を形成する。
03の上に、コア層104を形成する。
に、スパッタリングによってクロムの薄膜を形成して、
その後にクロム膜の上に同じくスパッタリングによって
銅の薄膜を形成することによって、クロム膜と銅膜の2
層からなる金属薄膜106を作る。
術による加工を施すことにより、メタルマスクを作る。
このときメタルマスクには、図8の(e)に見られるよ
うに、光配線となるコアのパターンを表わす光配線部1
07と、光部品用のパッドのパターンを表わす光学部品
用パッド部108とが含まれており、これら光配線部1
07と光学部品用パッド部108は同時に形成される。
このため、光配線となるコアと光部品用のパッドとの位
置関係は、意図されたものに極めて高精度で一致するよ
うになる。尚、電気部品用のパッドのパターンや電気配
線のパターンを表現するメタルマスクの部分も同時に形
成されても良い。
に覆われていないコア層の部分を、ドライエッチングに
よって除去し、光配線となるコア109が形成される。
ラフィ技術によって、コア109の上のメタルマスク、
すなわち光配線部107を除去する。
層110をコートする。
ことにより、図6の(i)のように、光部品用パッド部
108上の上部クラッド層110を除去する。この加工
において、光部品用パッド部108はレジストとして機
能し、エッチングに侵されない。
部108の上に剥離液保護膜を形成した後に、剥離液に
浸して第1の支持体から光配線層を剥離する。さらに、
剥離液保護膜を除去して、図8の(j)のような光配線
層を得る。
用パッド部108側を、第2の支持体111に接着す
る。接着剤は、剥離し易いものを用いるか、或いは熱又
は紫外線で硬化するものを用いる。
よって光配線層に溝を入れ、ミラー112を作る。
112側を、吸収層113を介して、基板115の電気
配線114を有する側に接着させる。吸収層113を基
板115の上に作ってから光配線層を接着させるか、あ
るいは吸収層113を光配線層のミラー側112に作っ
た後に基板115に接着させる。上述したように、吸収
層113は、平滑層であっても良いし、クッション層で
あっても良いし、両方の性質を兼ね備えたものでも良い
が、好ましくは両方の性質を兼ね備えた接着剤による接
着層が良い。
1を、光配線層から剥がす。第2の支持体111と光配
線層とを接着するのに、熱又は紫外線で硬化する接着剤
を用いた場合は、熱又は紫外線で接着剤を硬化させてか
ら剥がす。
部108の中心部分に、レーザによって、ビアホールを
形成するための孔116を開ける。
ィティブ法で、孔116を銅で埋めると、ビアホール1
17と、そのビアホール117によって基板115の上
の電気配線114と電気接続しているパッド118が形
成され、光・電気配線基板が得られる。
実施形態の場合には、上部クラッド層110を作らない
こともできる。この場合、上部クラッド層110をコー
トする必要も、光部品用パッド部108の上の上部クラ
ッド層110を除去する必要も無くなることを除いて、
上記の製造方法と同様である。
明には、以下の効果がある。
収層が基板上の電気配線の凹凸を吸収するので、光信号
伝搬損失がないという効果がある。また、光配線層を電
気基板に接着するとき、その接着が意図されたものに極
めて高精度ですることができるという効果がある。
線層を設けるので、高密度実装又は小型化が可能である
という効果がある。
れば、光を伝搬させる光配線となるコアと光学部品用の
パッドとの間の位置関係が、意図されたものと極めて近
いものとなるので、光部品の光軸と光配線の光軸とを光
学的に一致させることが容易であり、それゆえ光部品と
電気部品とを同時に自動的に実装できるという効果があ
る。
られるので、電気配線間の干渉が抑えられるという効果
がある。
実装する部分の上面図。
実装する部分の断面図。
実装する部分の断面図。
実装した場合のレーザ光の伝搬を説明する図。
た場合のレーザ光の伝搬を説明する図。
態を説明する図。
態を説明する図。
態を説明する図。
Claims (5)
- 【請求項1】電気配線を有する基板と、基板の電気配線
の上にその電気配線の凹凸を吸収する吸収層と、吸収層
の上に光を伝搬させる光配線となっているコアを有する
光配線層とを備える光・電気配線基板であって、 コアの一部に設けられたミラーと、 ミラーの直上の周囲に光部品をハンダ付けするために設
けられたパッドと、 パッドと基板の電気配線とを電気接続するビアホール
と、 を具備することを特徴とする光・電気配線基板。 - 【請求項2】電気配線を有する基板と、基板の電気配線
の上にその電気配線の凹凸を吸収する吸収層と、吸収層
の上に光を伝搬させる光配線となっているコアを有する
光配線層とを備える光・電気配線基板であって、 コアの一部に設けられたミラーと、 ミラーの直上の周囲に光部品をハンダ付けするために設
けられた光部品用のパッドと、 電気部品をハンダ付けするために光配線層上に設けられ
た電気部品用のパッドと、 光部品又は電気部品用のパッドと基板の電気配線とを電
気接続するビアホールと、 を具備することを特徴とする光・電気配線基板。 - 【請求項3】電気配線を有する基板と、基板の電気配線
の上にその電気配線の凹凸を吸収する吸収層と、吸収層
の上に光を伝搬させる光配線となっているコアを有する
光配線層とを備える光・電気配線基板であって、 コアの一部に設けられたミラーと、 ミラーの直上の周囲に光部品をハンダ付けするために設
けられた光部品用のパッドと、 電気部品をハンダ付けするために光配線層上に設けられ
た電気部品用のパッドと、 光部品又は電気部品用のパッドと基板の電気配線とを電
気接続するビアホールと、 光配線層上に設けられた電気配線と、 を具備することを特徴とする光・電気配線基板。 - 【請求項4】光を伝搬させる光配線となっているコアを
有する光配線層を支持体の上に作る工程と、 コアの一部にミラーを設け、電気配線を有する基板の電
気配線の上に、その電気配線の凹凸を吸収する吸収層を
介して、光配線層を接着させる工程と、 基板上の電気配線とビアホールで電気接続しているパッ
ドを作る工程と、 を含むことを特徴とする光・電気配線基板の製造方法。 - 【請求項5】請求項1〜3の何れか1項記載の光・電気
配線基板に光部品又は/及び電気部品を実装したことを
特徴とする実装基板。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10529699A JP4366751B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 光・電気配線基板及び製造方法並びに実装基板 |
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- 1999-04-13 JP JP10529699A patent/JP4366751B2/ja not_active Expired - Fee Related
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