JP2004029621A - 配線基板の製造方法およびこれにより得られる配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学素子および光導波路の位置を精度良く配置できる配線基板の製造方法およびこれにより得られる配線基板を提供する。
【解決手段】表面８および裏面９を有し且つ複数の絶縁層３〜５とその間に位置する配線層６，７とを含む配線基板１において、光学素子１６から放射された光Ｈが上記表面８と裏面９との間を貫通する貫通孔１０を通過するように、上記配線基板１の表面８側に上記光学素子１６を実装する実装工程と、上記配線基板１の裏面９側において、上記光学素子１６から放射された光Ｈを受光可能な反射ミラー面２０を一端に有する光導波路１８を上記裏面９に沿ってスライドさせると共に、上記反射ミラー面２０が上記光学素子１６から放射された光Ｈを受光した位置で上記光導波路１８を上記配線基板１の裏面９に固定する配置工程と、を含む、配線基板の製造方法。
【選択図】 図１
【解決手段】表面８および裏面９を有し且つ複数の絶縁層３〜５とその間に位置する配線層６，７とを含む配線基板１において、光学素子１６から放射された光Ｈが上記表面８と裏面９との間を貫通する貫通孔１０を通過するように、上記配線基板１の表面８側に上記光学素子１６を実装する実装工程と、上記配線基板１の裏面９側において、上記光学素子１６から放射された光Ｈを受光可能な反射ミラー面２０を一端に有する光導波路１８を上記裏面９に沿ってスライドさせると共に、上記反射ミラー面２０が上記光学素子１６から放射された光Ｈを受光した位置で上記光導波路１８を上記配線基板１の裏面９に固定する配置工程と、を含む、配線基板の製造方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電路の他に光導波路を有する配線基板の製造方法およびこれにより得られる配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図５（Ａ）に示すように、図示しない配線層を有するセラミックからなる基板本体６２を有する配線基板６０においては、その表面６３に光導波路６４を先に形成し、かかる光導波路６４の上に光学素子７０およびこれを動作させるＩＣチップ７２を実装している。上記光導波路６４は、両端に反射ミラー面６８を有するコア６６の周囲にクラッド６５を被覆したもので、かかるコア６６およびクラッド６５は、光の屈折率が相違するフッ素ポリイミドなどからなる。
上記実装は、図５（Ｂ）に示すように、配線基板６０の表面６３に形成した光導波路６４の上に、複数のパッド７３を形成し、図５（Ｃ）に示すように、かかるパッド７３にハンダｈを載せてリフローし、予め光学素子７０を固定したＩＣチップ７２の端子７４とパッド７３とをハンダ付けして行われる。
【０００３】
前記実装において、図５（Ｄ）中の矢印で示すように、光学素子７０から放射された光Ｈが、光導波路６４におけるコア６６の反射ミラー面６８においてほぼ直角に反射し、上記コア６６内をその長手方向に沿って伝搬するように、光学素子７０と光導波路６４とを位置決めしなければならない。
しかしながら、前記ハンダｈのリフロー時における凝固収縮により、上記光学素子７０の実装位置が本来の実装すべき位置に対して、左右方向に数μｍ〜５０μｍ程度ずれてしまう場合がある。このため、上記光Ｈが反射ミラー面６８に反射せず、光導波路６４のコア６６内に入射しなくなる、という問題があった。
しかも、光導波路６４は、前記ハンダｈのリフロー時の熱に耐え得る光学樹脂素材に限定されるため、光学特性に優れたＰＭＭＡ（ポリメチルメタクレート）樹脂などが使用できない、という問題もあった。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、光学素子および光導波路の位置を精度良く配置することができる配線基板の製造方法およびこれにより得られる配線基板を提供する、ことを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、上記課題を解決するため、光学素子が実装された配線基板の表面などに光導波路を実装にするに際して、予め上記光学素子から放射された光が光導波路などの反射ミラー面に反射したことを確認した後に実装する、ことに着目して成されたものである。
即ち、本発明における第１の配線基板の製造方法（請求項１）は、表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、光学素子から放射された光が上記表面と上記裏面との間を貫通する貫通孔を通過するように上記配線基板の上記表面側に上記光学素子を実装する実装工程と、上記配線基板の上記裏面側において、上記光学素子から放射された光を受光可能な反射ミラー面を一端に有する光導波路を上記裏面に沿ってスライドさせると共に、上記反射ミラー面が上記光学素子から放射された光を受光した位置で上記光導波路を上記配線基板の上記裏面に固定する配置工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、予め配線基板の表面側に実装した光学素子から放射された光を反射ミラー面で反射させて受光したことを確認した配線基板裏面の所定位置に、上記光導波路を固定するため、当該光導波路と上記光学素子との相対的な位置のずれがなく、それらを精度良く配線基板に配置することが可能となる。また、光導波路は、従来のようなハンダのリフローなどに耐え得る耐熱性が不要であるため、様々な素材を活用することが可能となる。
尚、前記配線基板を形成する絶縁層は、セラミックまたは樹脂を含む。かかるセラミックには、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、ガラスセラミックなどが含まれ、上記樹脂には、エポキシ、ポリイミド、フェノール、ポリオレフィンなどが含まれる。また、前記光導波路は、例えばアクリル、シロキサンポリマ、またはフッ素ポリイミドなどの樹脂からなるコアと、かかるコアの周囲に被覆され且つ屈折率が当該コアに比べて約０．３〜５％程度低い上記同様の樹脂などからなるクラッドと、からなる２重構造材が使用される。
【０００７】
また、本発明には、前記配置工程は、前記光学素子から放射され且つ前記反射ミラー面に反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で前記光導波路を前記配線基板の前記裏面に固定する、配線基板の製造方法（請求項２）も含まれる。
これによれば、前記光学素子から放射された光を反射ミラー面で反射させ光導波路内を伝搬してきた光を受光する光特性測定手段において、かかる光の光度、輝度、照度、あるいは光束などの光特性の出力が最大値になった位置で、当該光導波路を配線基板の裏面に固定することができる。このため、光学素子から放射された光を確実に光導波路内に導くことができる。
尚、上記光特性測定手段には、例えば光度計（光パワーメータ）、輝度計、照度計、または光束計などが用いられる。
【０００８】
更に、本発明における第２の配線基板の製造方法（請求項３）は、表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、光学素子から放射された光が上記表面と上記裏面との間を貫通する貫通孔を通過するように、上記配線基板の上記表面側に上記光学素子を実装する実装工程と、上記配線基板の上記裏面に当該裏面とほぼ平行な光導波路を固定する配置工程と、上記配線基板の上記裏面側で且つ上記光導波路の上記配線基板とは反対側に、所定角度の反射面を有するダイシングブレードを上記配線基板の上記裏面に沿ってスライドさせ、上記反射面が上記光学素子から放射された光を受光した位置において、上記ブレードにより上記光導波路に上記反射面に倣った反射ミラー面を形成する反射ミラー面形成工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、予め配線基板の表面で且つ貫通孔の開口部側に光学素子を実装し、且つ上記配線基板の裏面に光導波路を固定した状態で、上記光学素子からの光が貫通孔を通過して上記光導波路をその長手方向とほぼ直角に透過し上記ブレードの反射面に反射したことを確認した位置で、かかるブレードにより光導波路に反射ミラー面が形成される。このため、上記光学素子と光導波路との相対的な位置のずれがなく、且つ光の伝搬路を正確に形成することが可能となる。
しかも、上記光導波路には、耐熱性について特に考慮する必要がなく、様々な素材を適用することもできる。
【００１０】
また、本発明には、前記反射ミラー面形成工程は、前記光学素子から放射され且つ前記ブレードの前記反射面に反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で上記ブレードにより、前記光導波路に前記反射ミラー面を形成する、配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。これによれば、前記光学素子から放射され前記ブレードの反射面で反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性の出力が最大値になった位置で上記光導波路をブレードによって切り込むことにより、かかる光導波路に反射ミラー面を正確に形成することができる。このため、光学素子から放射された光を確実に光導波路内に導くことができる。
【００１１】
更に、本発明における第３の配線基板の製造方法（請求項５）は、表面および裏面を有し且つかかる表面に開口するキャビティを有し、複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、上記キャビティに光学素子を実装する実装工程と、上記配線基板の上記表面側にかかる表面に沿って配置した光導波路をかかる表面に沿ってスライドさせると共に、上記光学素子から放射された光を上記光導波路の少なくとも一端に形成した反射ミラー面を介して受光した位置で、上記光導波路を上記配線基板の上記表面に固定する配置工程と、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、予め配線基板のキャビティに実装した光学素子から放射された光を反射ミラー面で反射させて受光したことを確認した配線基板表面の所定位置に、上記光導波路を固定するため、当該光導波路と上記光学素子との相対的な位置のずれなくすことが可能となる。しかも、上記光導波路には、耐熱性について特に考慮する必要がなく、様々な素材を適用することもできる。
【００１２】
また、本発明には、前記配置工程は、前記光学素子から放射された光を前記光導波路の前記反射ミラー面を介して受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で前記光導波路を前記配線基板の前記表面に固定する、配線基板の製造方法（請求項６）も含まれる。
これによれば、前記光学素子から放射され且つ反射ミラー面で反射されて光導波路内を伝搬してきた光を受光する光特性測定手段において、光特性の出力が最大値になった位置で、当該光導波路を配線基板の表面に固定することができる。このため、光学素子から放射された光を確実に光導波路内に導くことができる。
【００１３】
一方、本発明の配線基板（請求項７）は、表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを有する基板本体と、かかる基板本体の上記表面に開口する複数のキャビティと、かかる複数のキャビティにそれぞれ個別に実装された複数の光学素子と、上記基板本体の上記表面に沿って配置され、上記複数の光学素子から放射される光を反射する反射ミラー面を両端に有する光導波路と、を含む、ことを特徴とする。
この配線基板では、基板本体の表面に開口する複数のキャビティに光学素子を個別に実装すると共に、複数の光学素子間を接続し且つ何れかの光学素子からの光を伝搬する光導波路を有する構成とし、かかる光による信号の伝送を行うことにより、確実且つ高速での伝送が可能となる。また、光導波路の表面上に電気配線する必要がないため、電気配線および光配線の設計が容易な配線基板となる。
尚、上記複数のキャビティには、単一の基板本体に併設された形態の他、隣接する複数の配線基板の基板本体に個別に設けたキャビティも含まれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明における第１の配線基板の製造方法に関し、図１（Ａ）は、かかる製造方法に用いる配線基板１の断面（端面）を示す。
上記配線基板１は、図１（Ａ）に示すように、表面８および裏面９を有し、且つ複数の絶縁層３，４，５とその間に位置する配線層６，７とを含む平面視がほぼ正方形を呈する基板本体２からなる。かかる基板本体２の表面８には、接続端子１２が形成され、かかる接続端子１２と配線層６，７の相互間は、ビア導体１１を介して接続されている。また、基板本体２の中央部には、表面８と裏面９との間を貫通し平面視がほぼ正方形を呈する貫通孔１０が形成されている。
【００１５】
基板本体２は、アルミナなどを主成分とするセラミックからなる複数のグリーンシートに複数のスルーホールを孔明けし、このスルーホール内にＷやＭｏなどの金属粉末を含む導電性ペーストを印刷法により充填し、更に、複数のグリーンシートの表面に上記導電性ペーストをスクリーン印刷により所定パターンでそれぞれ形成した後、これらのシートを積層し且つ焼結したセラミック基板である。
尚、上記基板本体２は、絶縁層３〜５をエポキシ樹脂などによって形成し、それらを貫通するスルーホール、上記配線層６，７、円錐形状のビア導体１１、および表面銅メッキ層などを形成した樹脂基板としても良い。因みに、配線基板１の厚みは、約０．５ｍｍで、且つ貫通孔１０の１辺は約０．３ｍｍである。
【００１６】
図１（Ｂ）に示すように、配線基板１の表面８に、光学素子（光デバイス）１４を予め底面に固定したＩＣチップ１６を実装する（実装工程）。かかる実装工程は、配線基板１の表面８に位置する接続端子１２に、上記ＩＣチップ１６の底面に設けた端子１３をハンダｈを介して接続することにより行われる。上記ＩＣチップ１６は、光学素子１４に所定の動作をさせるドライバ機能を含む。
ＩＣチップ１６の実装と同時に、図１（Ｂ）に示すように、光学素子１４は、配線基板１の表面８側で且つ貫通孔１０の開口部の中央に実装される。即ち、光学素子１４は、かかる光学素子１４から放射された光が貫通孔１０を通って裏面９側に通過するように、表面８側の所定位置に実装される。
因みに、光学素子１４は、平面視が１辺約０．４ｍｍの正方形状の１素子タイプで、約０．２ｍｍの厚みである。尚、かかる光学素子１４には、アレイタイプの面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いても良い。
次に、図１（Ｃ）に示すように、配線基板１の裏面９で且つ貫通孔１０の開口部付近に接着剤（プリプレグ）１５を形成する。
【００１７】
次いで、図１（Ｄ）に示すように、配線基板１の裏面９側で且つ貫通孔１０の開口部に跨って、光導波路１８を裏面９と平行で且つ図１（Ｄ）中の水平な矢印で示すように、左右方向に沿ってスライド可能に配置する。
かかる光導波路１８は、図１（ｄ）の断面で示すように、アクリル樹脂からなる断面正方形のコア１９と、その周囲を囲み且つ屈折率がコア１９よりも約１．４％低いアクリル樹脂からなり且つ上記コア１９およびクラッド１７からなる２重構造材である。コア１９の一端には、図１（Ｄ）における水平線に対し約４５度傾斜した反射ミラー面２０が位置する。尚、上記クラッド１７の１辺は１５０μｍで、上記コア１９の１辺は５０μｍである。また、光導波路１８のコア１９の他端側には、光パワーメータ（光特性測定手段）Ｓが設置されている。
【００１８】
図１（Ｄ）中の垂直な矢印で示すように、光学素子１４から垂直に放射された光Ｈは、光導波路１８のクラッド１７に入射する。かかる入射光Ｈは、コア１９の上記反射ミラー面２０によりほぼ直角に反射した後、かかるコア１９の長手方向に沿って多重反射しつつ水平方向に沿って伝搬する。即ち、かかる光導波路１８のコア１９は、マルチモードファイバ（ＭＭＦ）である。そして、上記コア１９の長手方向に沿って伝搬した光Ｈは、光パワーメータＳにおいて受光される。
図１（Ｄ）中の水平な矢印で示すように、光導波路１８を左右方向にスライドさせ、上記受光された光Ｈの光特性（例えば光度）が最大値になった時点で、図示しない制御手段により、光導波路１８の上記スライドを停止する。
【００１９】
そして、図１（Ｅ）に示すように、上記停止位置で光導波路１８を上昇させ、配線基板１の裏面９に接着剤１５を介して固定する（配置工程）。
この結果、図１（Ｅ）中の矢印で示すように、光学素子１４から放射された光Ｈは、上記光導波路１８の反射ミラー面２０でほぼ直角に反射した後、コア１９の長手方向に沿って高い光特性を伴って確実且つ正確に伝搬する。
以上のような第１の製造方法によれば、予め配線基板１の表面８側に実装した光学素子１４からの光Ｈを反射ミラー面２０で反射させる。そして、反射した光Ｈを光パワーメータＳで受光し、かかる光Ｈの特性が最大値になったことを確認した配線基板１の裏面９の所定位置に、上記光導波路１８を固定する。
このため、かかる光導波路１８と上記光学素子１４との相対的な位置のずれがなく、これらを精度良く確実に配線基板に配置することが可能となる。
【００２０】
図２は、本発明における第２の配線基板の製造方法に関し、図２（Ａ）は、かかる製造方法に用いる前記同様の配線基板１の断面（端面）を示す。
また、図２（Ｂ）は、配線基板１の表面８側に前記同様の方法により、光学素子１４をＩＣチップ１６と共に実装する実装工程を示す。
次に、図２（Ｃ）に示すように、配線基板１の裏面９で且つ貫通孔１０の開口部を跨ぐようにして、光導波路１８をかかる裏面９と平行に固定する（配置工程）。
次いで、図２（Ｄ）に示すように、配線基板１の裏面９側で且つ光導波路１８の配線基板１とは反対側に、ダイシングブレード２２を配置する。
【００２１】
上記ブレード２２は、断面がほぼ直角三角形の本体２４と、その傾斜面が後述する反射ミラー面を形成する反射面２６と、上端の刃先２８とを含み、この反射面２６と上端の刃先２８とを、図２（Ｄ）に示すように、貫通孔１０やその上方に位置する光学素子１４に向けた姿勢で配置される。しかも、ダイシングブレード２２は、図２（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、配線基板１の裏面９に沿ってスライド可能とされ、且つ図２（Ｄ）中の破線の矢印で示すように、配線基板１の厚み方向に沿って昇降可能に、図示しないホルダなどに支持されている。
図２（Ｄ）に示すように、上記ブレード２２の右側方には、前記同様の光パワーメータ（光特性測定手段）Ｓが設置されている。
【００２２】
第２の配線基板の製造方法における反射ミラー面形成工程は、以下のようして行う。図２（Ｄ）中の実線の矢印で示すように、光学素子１４から放射された光Ｈは、配線基板１の貫通孔１０の中心部を通過した後、光導波路１８をその長手方向と直角な方向に透過し、ダイシングブレード２２の反射面２６において約９０度の角度で反射するため、図示で右側の方向に水平に進行する。尚、上記ブレード２２は、その反射面２６が光学素子１４における光放射部のほぼ真下に位置するように予め位置決めされている。
かかる光Ｈが放射され且つ反射された状態で、図２（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、上記ブレード２２を配線基板１の裏面９および光導波路１８の長手方向に沿って、スライドさせる。この間において、上記光Ｈは、図２（Ｄ）に示すように、光パワーメータＳに受光されている。
【００２３】
次いで、上記光パワーメータＳが受光した光Ｈの光特性（例えば光度）が最大値になった時点で、図示しない制御手段により、ダイシングブレード２２の上記スライドを停止する。そして、かかる位置で上記ブレード２２を上昇させて、その刃先２８を光導波路１８内に直角に切り込む。
その結果、図２（Ｅ）に示すように、上記停止位置にて上昇したダイシングブレード２２の刃先２８および反射面２６を含む本体２４により、これらに倣った断面の凹み１８ａとその傾斜面である反射ミラー面２０とが、光導波路１８における上記の位置に形成される（反射ミラー面形成工程）。その後、上記ブレード２２を下降させる。
【００２４】
これにより、図２（Ｅ）中の実線の矢印で示すように、光学素子１４から放射された光Ｈは、上記光導波路１８の反射ミラー面２０にほぼ直角に反射した後、コア１９の長手方向に沿って高い光特性を伴って確実且つ正確に伝搬する。
以上の第２の製造方法によれば、予め配線基板１の表面８側に光学素子１４を実装し且つ配線基板１の裏面８に光導波路１８を固定した状態で、光学素子１４からの光Ｈを前記ブレード２２の反射面２６で反射させる。そして、反射した光Ｈを光パワーメータＳで受光し、かかる光Ｈの特性が最大値になったことが確認された上記光導波路１８の位置に、上記ブレード２２により反射ミラー面２０が形成される。このため、光導波路１８と上記光学素子１４との相対的な位置のずれがなく、放射される光Ｈの伝搬を精度良く確実にすることが可能となる。
【００２５】
図３は、本発明による第３の配線基板の製造方法に関し、図３（Ａ）は、かかる製造方法に用いる配線基板３０の断面（端面）を示す。
上記配線基板３０は、図３（Ａ）に示すように、表面４１および裏面４２と、かかる表面４１の中央部に開口するキャビティ４３を有し、且つ複数の絶縁層３２，３３，３４，３５とその間に位置する配線層３６，３８，４０とを含む平面視がほぼ正方形を呈する基板本体３１からなる。因みに、かかる配線基板３０の厚みは約０．８ｍｍで、且つキャビティ４３の深さは約０．２ｍｍである。
上記配線層３６，３８，４０の相互間は、ビア導体３７，３９を介して接続されている。また、上記キャビティ４３の底面には、配線層４０の一部が延びた接続用配線４０ａが形成されている。尚、上記基板本体３１およびキャビティ４３は、平面視が互いに相似形のほぼ正方形を呈する。
【００２６】
基板本体３１は、アルミナなどを主成分とするセラミックからなる平板のグリーンシートおよび中央に開口部を設けた複数のグリーンシートに、それぞれ複数のスルーホールを孔明けし、このスルーホール内にＷやＭｏなどの金属粉末を含む導電性ペーストを印刷法により充填し、更に上記複数のグリーンシートの表面に上記導電性ペーストをスクリーン印刷により所定パターンでそれぞれ形成した後、これらのシートを積層し且つ焼結したセラミック基板である。
尚、上記基板本体３１は、ＢＴ樹脂などからなる平板の絶縁層３５と中央に開口部を設けたエポキシ樹脂などからなる絶縁層３２〜３４とに、それらを貫通するスルーホール、上記配線層３６，３８，４０、円錐形状のビア導体３７，３９、および表面銅メッキ層などを形成した樹脂基板としても良い。
【００２７】
図３（Ｂ）に示すように、先ず、配線基板３０のキャビティ４３に、前記同様の光学素子４６を予め上面に固定したＩＣチップ４４を実装する（実装工程）。かかる実装工程は、配線層４０からキャビティ４３の底面に延びた接続用配線４０ａに、ハンダｈを介してＩＣチップ４４の底面に設けた接続端子４５を接続することによって行われる。尚、ＩＣチップ４４も光学素子４６に所定の動作をさせるドライバ機能を含む。かかるＩＣチップ４４の実装と同時に、図３（Ｂ）に示すように、光学素子４６は、キャビティ４３内に実装される。かかる光学素子４６は、その上面から光を上向きに放射する。
次に、図３（Ｃ）に示すように、配線基板３０の表面４１で且つキャビティ４３の開口部の外側に接着剤（プリプレグ）４７を形成する。
【００２８】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、配線基板３０の表面４１の上方に、かかる表面４１と平行にして光導波路４８を配置する。光導波路４８も、前記と同様な素材や形状を有するコア５４とその周囲を囲むクラッド５２とからなる２重構造材で、コア５４の両端には、水平線に対しほぼ４５度傾斜した反射ミラー面５０，５１が対称に形成されている。この光導波路４８は、図３（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、配線基板３０の表面４１に沿ってスライド可能に配置される。また、光導波路４８のコア５４における右端の反射ミラー面５１の下方には、前記同様の光パワーメータ（光特性測定手段）Ｓが設置されている。
【００２９】
図３（Ｄ）中の垂直な矢印で示すように、光学素子４６から垂直に放射された光Ｈは、光導波路４８の左端の反射ミラー面５０にてほぼ直角に反射してからコア５４内に入射する。かかる光Ｈは、コア５４の長手方向に沿って多重反射しつつ伝搬した後、右端の反射ミラー面５１でほぼ直角に反射し、下向きとなって光導波路４８から放射することにより、光パワーメータＳにおいて受光される。
図３（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、光導波路４８を左右方向にスライドさせ、上記メータＳが受光した光Ｈの光特性（光度など）の出力が最大値になった時点で、図示しない制御手段により、光導波路４８のスライドを停止する。
【００３０】
そして、図３（Ｅ）に示すように、上記停止位置で光導波路４８を下降させ、配線基板３０の表面４１に接着剤４７を介して固定する（配置工程）。
この結果、図３（Ｅ）中の矢印で示すように、光学素子４６から放射された光Ｈは、上記光導波路４８の反射ミラー面５０にほぼ直角に反射した後、コア５４の長手方向に沿って高い光特性を伴って確実且つ正確に伝搬し、反射ミラー面５１から外部に放射される。反射ミラー面５１の下方には、図示しない別のキャビティに実装した光学素子が位置して、上記光Ｈを受光し且つ所要の動作を行う。
以上のような第３の製造方法によれば、予め配線基板３０のキャビティ４３に実装した光学素子４６からの光Ｈを反射ミラー面５０，５１で反射させ、光パワーメータＳで受光した光Ｈの特性が最大値になったことを確認した配線基板３０の表面４１の所定位置に上記光導波路４８を固定する。このため、かかる光導波路４８と上記光学素子４６との相対的な位置のずれをなくすことが可能となる。
【００３１】
図４（Ａ）は、前記第３の配線基板の製造方法により得られる配線基板５５の断面（端面）を示す。配線基板５５は、図４（Ａ）に示すように、前記同様の表面４１および裏面４２と、この表面４１に開口する一対のキャビティ４３とを有し、複数の絶縁層３２，３３，３４，３５とその間に位置する配線層３６，３８，４０とを含む基板本体３１を備えている。かかる基板本体３１は、平面視で正方形または長方形を呈する。前記と同様に、配線層３６，３８，４０の相互間は、ビア導体３７，３９を介して接続されている。平面視が正方形の上記キャビティ４３の底面には、配線層４０の一部が延びた接続用配線４０ａが形成されている。
【００３２】
図４（Ａ）に示すように、一対のキャビティ４３には、上記配線４０ａとハンダｈを介してＩＣチップ４４の接続端子４５が接続され、かかるＩＣチップ４４の上面に予め配置された光学素子４６が各キャビティ４３内に実装されている。
また、図４（Ａ）に示すように、一対のキャビティ４３に挟まれた配線基板５５の表面４１には、前記第３の製造方法により接着剤４７を介して光導波路４８が上記表面４１と平行に固定されている。かかる光導波路４８のコア５４における左側の反射ミラー面５０の真下には、左側のキャビティ４３に実装された光学素子４６の光放射部が位置し、上記コア５４における右側の反射ミラー面５１の真下には、右側のキャビティ４３に実装された光学素子４６の受光部が位置する。
【００３３】
このため、図５（Ａ）中の矢印で示すように、左側の光学素子４６から放射された光は、光導波路４８の反射ミラー面５０に反射してコア５４内を右側へ多重反射しつつ水平に伝搬した後、かかるコア５４の反射ミラー面５１に反射して、右側の光学素子４６に受光される。
従って、以上のような配線基板５５によれば、左右の光学素子４６，４６間を配線層４０および配線４０ａを介して電気的に導通できるほか、光導波路４８を介した光により高速で信号伝送することもできる。また、光導波路４８の表面上に電気配線を形成する必要がないため、電気配線および光配線の設計が容易になる。更に、光導波路４６およびＩＣチップ４４から発生する熱を基板本体３１を介して放熱することもできる。
【００３４】
図５（Ｂ）も、前記第３の配線基板の製造方法にて得られ且つ前記配線基板５５の変形形態の配線基板５６の断面（端面）を示す。
図５（Ｂ）に示すように、配線基板５６も、前記同様の基板本体３１および一対のキャビティ４３を有する。しかし、最下層の配線層４０には、前記のような配線４０ａがなく、各キャビティ４３には、光学素子４６を上面に配置したＩＣチップ４４が接着剤などにより直に実装されている。また、基板本体３１において、最上層の配線層３６の上には、最上層の絶縁層３２を貫通するスルーホール導体５７が形成され、配線基板５６の表面４１には、上記スルーホール導体５７と接続する端子５８が一対のキャビティ４３の周辺に沿って複数形成されている。
【００３５】
また、図５（Ｂ）に示すように、上記複数の端子５８は、各ＩＣチップ４４の上面に設けた図示しない端子と、Ａｕなどからなるワイヤ５９を介して個別に接続されている。更に、一対のキャビティ４３に挟まれた配線基板５５の表面４１には、前記第３の製造方法により、接着剤４７を介して光導波路４８がかかる表面４１と平行に固定されている。
以上のような配線基板５６によれば、左右の光学素子４６，４６をワイヤ５９および配線層３６などを介して電気的に導通する他、光導波路４８を介した光により高速で信号伝送することもできる。また、前記配線基板５５と同様、電気配線および光配線の設計が容易であり、且つ放熱性も優れている。
【００３６】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記光導波路１８，４８は、断面が正方形のコア１７，５４の周囲に１つのクラッド１７，５２を有する形態としたが、断面が横長の長方形を呈するクラッドの中に断面ほぼ正方形の複数のコアを間隔を置いて平行に内蔵した形態とすることも可能である。
更に、光導波路には、前記マルチモードファイバの他、シングルモードファイバであるものも使用できる。
また、前記光学素子１４は、配線基板１に形成した細長い貫通孔の長手方向に沿って、複数の光学素子１４を前記表面８側に実装しても良い。
更に、前記光学素子４６は、配線基板３０における１つのキャビティ４３に複数個を実装することも可能である。
また、本発明の配線基板における複数のキャビティには、単一の基板本体に併設された形態の他、隣接する複数の配線基板の基板本体に個別に設けたキャビティも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明における第１の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図、（ｄ）は（Ｄ）中のｄ−ｄ線に沿った矢視における断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は第２の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は第３の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は第３の製造方法により得られる本発明の配線基板の概略図。
【図５】（Ａ）は従来の配線基板を示す断面図、（Ｂ）〜（Ｄ）はその製造工程を示す概略図。
【符号の説明】
１，３０，５５，５６…配線基板
３〜５，３２〜３５……絶縁層
６，７，３６，３８，４０…配線層
８，４１…………………表面
９，４２…………………裏面
１０………………………貫通孔
１４，４６………………光学素子
１８，４８………………光導波路
２０，５０，５１………反射ミラー面
２２………………………ダイシングブレード
２６………………………反射面
３１………………………基板本体
４３………………………キャビティ
Ｓ…………………………光パワーメータ（光特性測定手段）
Ｈ…………………………光
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電路の他に光導波路を有する配線基板の製造方法およびこれにより得られる配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図５（Ａ）に示すように、図示しない配線層を有するセラミックからなる基板本体６２を有する配線基板６０においては、その表面６３に光導波路６４を先に形成し、かかる光導波路６４の上に光学素子７０およびこれを動作させるＩＣチップ７２を実装している。上記光導波路６４は、両端に反射ミラー面６８を有するコア６６の周囲にクラッド６５を被覆したもので、かかるコア６６およびクラッド６５は、光の屈折率が相違するフッ素ポリイミドなどからなる。
上記実装は、図５（Ｂ）に示すように、配線基板６０の表面６３に形成した光導波路６４の上に、複数のパッド７３を形成し、図５（Ｃ）に示すように、かかるパッド７３にハンダｈを載せてリフローし、予め光学素子７０を固定したＩＣチップ７２の端子７４とパッド７３とをハンダ付けして行われる。
【０００３】
前記実装において、図５（Ｄ）中の矢印で示すように、光学素子７０から放射された光Ｈが、光導波路６４におけるコア６６の反射ミラー面６８においてほぼ直角に反射し、上記コア６６内をその長手方向に沿って伝搬するように、光学素子７０と光導波路６４とを位置決めしなければならない。
しかしながら、前記ハンダｈのリフロー時における凝固収縮により、上記光学素子７０の実装位置が本来の実装すべき位置に対して、左右方向に数μｍ〜５０μｍ程度ずれてしまう場合がある。このため、上記光Ｈが反射ミラー面６８に反射せず、光導波路６４のコア６６内に入射しなくなる、という問題があった。
しかも、光導波路６４は、前記ハンダｈのリフロー時の熱に耐え得る光学樹脂素材に限定されるため、光学特性に優れたＰＭＭＡ（ポリメチルメタクレート）樹脂などが使用できない、という問題もあった。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、光学素子および光導波路の位置を精度良く配置することができる配線基板の製造方法およびこれにより得られる配線基板を提供する、ことを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、上記課題を解決するため、光学素子が実装された配線基板の表面などに光導波路を実装にするに際して、予め上記光学素子から放射された光が光導波路などの反射ミラー面に反射したことを確認した後に実装する、ことに着目して成されたものである。
即ち、本発明における第１の配線基板の製造方法（請求項１）は、表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、光学素子から放射された光が上記表面と上記裏面との間を貫通する貫通孔を通過するように上記配線基板の上記表面側に上記光学素子を実装する実装工程と、上記配線基板の上記裏面側において、上記光学素子から放射された光を受光可能な反射ミラー面を一端に有する光導波路を上記裏面に沿ってスライドさせると共に、上記反射ミラー面が上記光学素子から放射された光を受光した位置で上記光導波路を上記配線基板の上記裏面に固定する配置工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、予め配線基板の表面側に実装した光学素子から放射された光を反射ミラー面で反射させて受光したことを確認した配線基板裏面の所定位置に、上記光導波路を固定するため、当該光導波路と上記光学素子との相対的な位置のずれがなく、それらを精度良く配線基板に配置することが可能となる。また、光導波路は、従来のようなハンダのリフローなどに耐え得る耐熱性が不要であるため、様々な素材を活用することが可能となる。
尚、前記配線基板を形成する絶縁層は、セラミックまたは樹脂を含む。かかるセラミックには、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、ガラスセラミックなどが含まれ、上記樹脂には、エポキシ、ポリイミド、フェノール、ポリオレフィンなどが含まれる。また、前記光導波路は、例えばアクリル、シロキサンポリマ、またはフッ素ポリイミドなどの樹脂からなるコアと、かかるコアの周囲に被覆され且つ屈折率が当該コアに比べて約０．３〜５％程度低い上記同様の樹脂などからなるクラッドと、からなる２重構造材が使用される。
【０００７】
また、本発明には、前記配置工程は、前記光学素子から放射され且つ前記反射ミラー面に反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で前記光導波路を前記配線基板の前記裏面に固定する、配線基板の製造方法（請求項２）も含まれる。
これによれば、前記光学素子から放射された光を反射ミラー面で反射させ光導波路内を伝搬してきた光を受光する光特性測定手段において、かかる光の光度、輝度、照度、あるいは光束などの光特性の出力が最大値になった位置で、当該光導波路を配線基板の裏面に固定することができる。このため、光学素子から放射された光を確実に光導波路内に導くことができる。
尚、上記光特性測定手段には、例えば光度計（光パワーメータ）、輝度計、照度計、または光束計などが用いられる。
【０００８】
更に、本発明における第２の配線基板の製造方法（請求項３）は、表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、光学素子から放射された光が上記表面と上記裏面との間を貫通する貫通孔を通過するように、上記配線基板の上記表面側に上記光学素子を実装する実装工程と、上記配線基板の上記裏面に当該裏面とほぼ平行な光導波路を固定する配置工程と、上記配線基板の上記裏面側で且つ上記光導波路の上記配線基板とは反対側に、所定角度の反射面を有するダイシングブレードを上記配線基板の上記裏面に沿ってスライドさせ、上記反射面が上記光学素子から放射された光を受光した位置において、上記ブレードにより上記光導波路に上記反射面に倣った反射ミラー面を形成する反射ミラー面形成工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、予め配線基板の表面で且つ貫通孔の開口部側に光学素子を実装し、且つ上記配線基板の裏面に光導波路を固定した状態で、上記光学素子からの光が貫通孔を通過して上記光導波路をその長手方向とほぼ直角に透過し上記ブレードの反射面に反射したことを確認した位置で、かかるブレードにより光導波路に反射ミラー面が形成される。このため、上記光学素子と光導波路との相対的な位置のずれがなく、且つ光の伝搬路を正確に形成することが可能となる。
しかも、上記光導波路には、耐熱性について特に考慮する必要がなく、様々な素材を適用することもできる。
【００１０】
また、本発明には、前記反射ミラー面形成工程は、前記光学素子から放射され且つ前記ブレードの前記反射面に反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で上記ブレードにより、前記光導波路に前記反射ミラー面を形成する、配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。これによれば、前記光学素子から放射され前記ブレードの反射面で反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性の出力が最大値になった位置で上記光導波路をブレードによって切り込むことにより、かかる光導波路に反射ミラー面を正確に形成することができる。このため、光学素子から放射された光を確実に光導波路内に導くことができる。
【００１１】
更に、本発明における第３の配線基板の製造方法（請求項５）は、表面および裏面を有し且つかかる表面に開口するキャビティを有し、複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、上記キャビティに光学素子を実装する実装工程と、上記配線基板の上記表面側にかかる表面に沿って配置した光導波路をかかる表面に沿ってスライドさせると共に、上記光学素子から放射された光を上記光導波路の少なくとも一端に形成した反射ミラー面を介して受光した位置で、上記光導波路を上記配線基板の上記表面に固定する配置工程と、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、予め配線基板のキャビティに実装した光学素子から放射された光を反射ミラー面で反射させて受光したことを確認した配線基板表面の所定位置に、上記光導波路を固定するため、当該光導波路と上記光学素子との相対的な位置のずれなくすことが可能となる。しかも、上記光導波路には、耐熱性について特に考慮する必要がなく、様々な素材を適用することもできる。
【００１２】
また、本発明には、前記配置工程は、前記光学素子から放射された光を前記光導波路の前記反射ミラー面を介して受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で前記光導波路を前記配線基板の前記表面に固定する、配線基板の製造方法（請求項６）も含まれる。
これによれば、前記光学素子から放射され且つ反射ミラー面で反射されて光導波路内を伝搬してきた光を受光する光特性測定手段において、光特性の出力が最大値になった位置で、当該光導波路を配線基板の表面に固定することができる。このため、光学素子から放射された光を確実に光導波路内に導くことができる。
【００１３】
一方、本発明の配線基板（請求項７）は、表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを有する基板本体と、かかる基板本体の上記表面に開口する複数のキャビティと、かかる複数のキャビティにそれぞれ個別に実装された複数の光学素子と、上記基板本体の上記表面に沿って配置され、上記複数の光学素子から放射される光を反射する反射ミラー面を両端に有する光導波路と、を含む、ことを特徴とする。
この配線基板では、基板本体の表面に開口する複数のキャビティに光学素子を個別に実装すると共に、複数の光学素子間を接続し且つ何れかの光学素子からの光を伝搬する光導波路を有する構成とし、かかる光による信号の伝送を行うことにより、確実且つ高速での伝送が可能となる。また、光導波路の表面上に電気配線する必要がないため、電気配線および光配線の設計が容易な配線基板となる。
尚、上記複数のキャビティには、単一の基板本体に併設された形態の他、隣接する複数の配線基板の基板本体に個別に設けたキャビティも含まれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明における第１の配線基板の製造方法に関し、図１（Ａ）は、かかる製造方法に用いる配線基板１の断面（端面）を示す。
上記配線基板１は、図１（Ａ）に示すように、表面８および裏面９を有し、且つ複数の絶縁層３，４，５とその間に位置する配線層６，７とを含む平面視がほぼ正方形を呈する基板本体２からなる。かかる基板本体２の表面８には、接続端子１２が形成され、かかる接続端子１２と配線層６，７の相互間は、ビア導体１１を介して接続されている。また、基板本体２の中央部には、表面８と裏面９との間を貫通し平面視がほぼ正方形を呈する貫通孔１０が形成されている。
【００１５】
基板本体２は、アルミナなどを主成分とするセラミックからなる複数のグリーンシートに複数のスルーホールを孔明けし、このスルーホール内にＷやＭｏなどの金属粉末を含む導電性ペーストを印刷法により充填し、更に、複数のグリーンシートの表面に上記導電性ペーストをスクリーン印刷により所定パターンでそれぞれ形成した後、これらのシートを積層し且つ焼結したセラミック基板である。
尚、上記基板本体２は、絶縁層３〜５をエポキシ樹脂などによって形成し、それらを貫通するスルーホール、上記配線層６，７、円錐形状のビア導体１１、および表面銅メッキ層などを形成した樹脂基板としても良い。因みに、配線基板１の厚みは、約０．５ｍｍで、且つ貫通孔１０の１辺は約０．３ｍｍである。
【００１６】
図１（Ｂ）に示すように、配線基板１の表面８に、光学素子（光デバイス）１４を予め底面に固定したＩＣチップ１６を実装する（実装工程）。かかる実装工程は、配線基板１の表面８に位置する接続端子１２に、上記ＩＣチップ１６の底面に設けた端子１３をハンダｈを介して接続することにより行われる。上記ＩＣチップ１６は、光学素子１４に所定の動作をさせるドライバ機能を含む。
ＩＣチップ１６の実装と同時に、図１（Ｂ）に示すように、光学素子１４は、配線基板１の表面８側で且つ貫通孔１０の開口部の中央に実装される。即ち、光学素子１４は、かかる光学素子１４から放射された光が貫通孔１０を通って裏面９側に通過するように、表面８側の所定位置に実装される。
因みに、光学素子１４は、平面視が１辺約０．４ｍｍの正方形状の１素子タイプで、約０．２ｍｍの厚みである。尚、かかる光学素子１４には、アレイタイプの面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いても良い。
次に、図１（Ｃ）に示すように、配線基板１の裏面９で且つ貫通孔１０の開口部付近に接着剤（プリプレグ）１５を形成する。
【００１７】
次いで、図１（Ｄ）に示すように、配線基板１の裏面９側で且つ貫通孔１０の開口部に跨って、光導波路１８を裏面９と平行で且つ図１（Ｄ）中の水平な矢印で示すように、左右方向に沿ってスライド可能に配置する。
かかる光導波路１８は、図１（ｄ）の断面で示すように、アクリル樹脂からなる断面正方形のコア１９と、その周囲を囲み且つ屈折率がコア１９よりも約１．４％低いアクリル樹脂からなり且つ上記コア１９およびクラッド１７からなる２重構造材である。コア１９の一端には、図１（Ｄ）における水平線に対し約４５度傾斜した反射ミラー面２０が位置する。尚、上記クラッド１７の１辺は１５０μｍで、上記コア１９の１辺は５０μｍである。また、光導波路１８のコア１９の他端側には、光パワーメータ（光特性測定手段）Ｓが設置されている。
【００１８】
図１（Ｄ）中の垂直な矢印で示すように、光学素子１４から垂直に放射された光Ｈは、光導波路１８のクラッド１７に入射する。かかる入射光Ｈは、コア１９の上記反射ミラー面２０によりほぼ直角に反射した後、かかるコア１９の長手方向に沿って多重反射しつつ水平方向に沿って伝搬する。即ち、かかる光導波路１８のコア１９は、マルチモードファイバ（ＭＭＦ）である。そして、上記コア１９の長手方向に沿って伝搬した光Ｈは、光パワーメータＳにおいて受光される。
図１（Ｄ）中の水平な矢印で示すように、光導波路１８を左右方向にスライドさせ、上記受光された光Ｈの光特性（例えば光度）が最大値になった時点で、図示しない制御手段により、光導波路１８の上記スライドを停止する。
【００１９】
そして、図１（Ｅ）に示すように、上記停止位置で光導波路１８を上昇させ、配線基板１の裏面９に接着剤１５を介して固定する（配置工程）。
この結果、図１（Ｅ）中の矢印で示すように、光学素子１４から放射された光Ｈは、上記光導波路１８の反射ミラー面２０でほぼ直角に反射した後、コア１９の長手方向に沿って高い光特性を伴って確実且つ正確に伝搬する。
以上のような第１の製造方法によれば、予め配線基板１の表面８側に実装した光学素子１４からの光Ｈを反射ミラー面２０で反射させる。そして、反射した光Ｈを光パワーメータＳで受光し、かかる光Ｈの特性が最大値になったことを確認した配線基板１の裏面９の所定位置に、上記光導波路１８を固定する。
このため、かかる光導波路１８と上記光学素子１４との相対的な位置のずれがなく、これらを精度良く確実に配線基板に配置することが可能となる。
【００２０】
図２は、本発明における第２の配線基板の製造方法に関し、図２（Ａ）は、かかる製造方法に用いる前記同様の配線基板１の断面（端面）を示す。
また、図２（Ｂ）は、配線基板１の表面８側に前記同様の方法により、光学素子１４をＩＣチップ１６と共に実装する実装工程を示す。
次に、図２（Ｃ）に示すように、配線基板１の裏面９で且つ貫通孔１０の開口部を跨ぐようにして、光導波路１８をかかる裏面９と平行に固定する（配置工程）。
次いで、図２（Ｄ）に示すように、配線基板１の裏面９側で且つ光導波路１８の配線基板１とは反対側に、ダイシングブレード２２を配置する。
【００２１】
上記ブレード２２は、断面がほぼ直角三角形の本体２４と、その傾斜面が後述する反射ミラー面を形成する反射面２６と、上端の刃先２８とを含み、この反射面２６と上端の刃先２８とを、図２（Ｄ）に示すように、貫通孔１０やその上方に位置する光学素子１４に向けた姿勢で配置される。しかも、ダイシングブレード２２は、図２（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、配線基板１の裏面９に沿ってスライド可能とされ、且つ図２（Ｄ）中の破線の矢印で示すように、配線基板１の厚み方向に沿って昇降可能に、図示しないホルダなどに支持されている。
図２（Ｄ）に示すように、上記ブレード２２の右側方には、前記同様の光パワーメータ（光特性測定手段）Ｓが設置されている。
【００２２】
第２の配線基板の製造方法における反射ミラー面形成工程は、以下のようして行う。図２（Ｄ）中の実線の矢印で示すように、光学素子１４から放射された光Ｈは、配線基板１の貫通孔１０の中心部を通過した後、光導波路１８をその長手方向と直角な方向に透過し、ダイシングブレード２２の反射面２６において約９０度の角度で反射するため、図示で右側の方向に水平に進行する。尚、上記ブレード２２は、その反射面２６が光学素子１４における光放射部のほぼ真下に位置するように予め位置決めされている。
かかる光Ｈが放射され且つ反射された状態で、図２（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、上記ブレード２２を配線基板１の裏面９および光導波路１８の長手方向に沿って、スライドさせる。この間において、上記光Ｈは、図２（Ｄ）に示すように、光パワーメータＳに受光されている。
【００２３】
次いで、上記光パワーメータＳが受光した光Ｈの光特性（例えば光度）が最大値になった時点で、図示しない制御手段により、ダイシングブレード２２の上記スライドを停止する。そして、かかる位置で上記ブレード２２を上昇させて、その刃先２８を光導波路１８内に直角に切り込む。
その結果、図２（Ｅ）に示すように、上記停止位置にて上昇したダイシングブレード２２の刃先２８および反射面２６を含む本体２４により、これらに倣った断面の凹み１８ａとその傾斜面である反射ミラー面２０とが、光導波路１８における上記の位置に形成される（反射ミラー面形成工程）。その後、上記ブレード２２を下降させる。
【００２４】
これにより、図２（Ｅ）中の実線の矢印で示すように、光学素子１４から放射された光Ｈは、上記光導波路１８の反射ミラー面２０にほぼ直角に反射した後、コア１９の長手方向に沿って高い光特性を伴って確実且つ正確に伝搬する。
以上の第２の製造方法によれば、予め配線基板１の表面８側に光学素子１４を実装し且つ配線基板１の裏面８に光導波路１８を固定した状態で、光学素子１４からの光Ｈを前記ブレード２２の反射面２６で反射させる。そして、反射した光Ｈを光パワーメータＳで受光し、かかる光Ｈの特性が最大値になったことが確認された上記光導波路１８の位置に、上記ブレード２２により反射ミラー面２０が形成される。このため、光導波路１８と上記光学素子１４との相対的な位置のずれがなく、放射される光Ｈの伝搬を精度良く確実にすることが可能となる。
【００２５】
図３は、本発明による第３の配線基板の製造方法に関し、図３（Ａ）は、かかる製造方法に用いる配線基板３０の断面（端面）を示す。
上記配線基板３０は、図３（Ａ）に示すように、表面４１および裏面４２と、かかる表面４１の中央部に開口するキャビティ４３を有し、且つ複数の絶縁層３２，３３，３４，３５とその間に位置する配線層３６，３８，４０とを含む平面視がほぼ正方形を呈する基板本体３１からなる。因みに、かかる配線基板３０の厚みは約０．８ｍｍで、且つキャビティ４３の深さは約０．２ｍｍである。
上記配線層３６，３８，４０の相互間は、ビア導体３７，３９を介して接続されている。また、上記キャビティ４３の底面には、配線層４０の一部が延びた接続用配線４０ａが形成されている。尚、上記基板本体３１およびキャビティ４３は、平面視が互いに相似形のほぼ正方形を呈する。
【００２６】
基板本体３１は、アルミナなどを主成分とするセラミックからなる平板のグリーンシートおよび中央に開口部を設けた複数のグリーンシートに、それぞれ複数のスルーホールを孔明けし、このスルーホール内にＷやＭｏなどの金属粉末を含む導電性ペーストを印刷法により充填し、更に上記複数のグリーンシートの表面に上記導電性ペーストをスクリーン印刷により所定パターンでそれぞれ形成した後、これらのシートを積層し且つ焼結したセラミック基板である。
尚、上記基板本体３１は、ＢＴ樹脂などからなる平板の絶縁層３５と中央に開口部を設けたエポキシ樹脂などからなる絶縁層３２〜３４とに、それらを貫通するスルーホール、上記配線層３６，３８，４０、円錐形状のビア導体３７，３９、および表面銅メッキ層などを形成した樹脂基板としても良い。
【００２７】
図３（Ｂ）に示すように、先ず、配線基板３０のキャビティ４３に、前記同様の光学素子４６を予め上面に固定したＩＣチップ４４を実装する（実装工程）。かかる実装工程は、配線層４０からキャビティ４３の底面に延びた接続用配線４０ａに、ハンダｈを介してＩＣチップ４４の底面に設けた接続端子４５を接続することによって行われる。尚、ＩＣチップ４４も光学素子４６に所定の動作をさせるドライバ機能を含む。かかるＩＣチップ４４の実装と同時に、図３（Ｂ）に示すように、光学素子４６は、キャビティ４３内に実装される。かかる光学素子４６は、その上面から光を上向きに放射する。
次に、図３（Ｃ）に示すように、配線基板３０の表面４１で且つキャビティ４３の開口部の外側に接着剤（プリプレグ）４７を形成する。
【００２８】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、配線基板３０の表面４１の上方に、かかる表面４１と平行にして光導波路４８を配置する。光導波路４８も、前記と同様な素材や形状を有するコア５４とその周囲を囲むクラッド５２とからなる２重構造材で、コア５４の両端には、水平線に対しほぼ４５度傾斜した反射ミラー面５０，５１が対称に形成されている。この光導波路４８は、図３（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、配線基板３０の表面４１に沿ってスライド可能に配置される。また、光導波路４８のコア５４における右端の反射ミラー面５１の下方には、前記同様の光パワーメータ（光特性測定手段）Ｓが設置されている。
【００２９】
図３（Ｄ）中の垂直な矢印で示すように、光学素子４６から垂直に放射された光Ｈは、光導波路４８の左端の反射ミラー面５０にてほぼ直角に反射してからコア５４内に入射する。かかる光Ｈは、コア５４の長手方向に沿って多重反射しつつ伝搬した後、右端の反射ミラー面５１でほぼ直角に反射し、下向きとなって光導波路４８から放射することにより、光パワーメータＳにおいて受光される。
図３（Ｄ）中の一点鎖線の矢印で示すように、光導波路４８を左右方向にスライドさせ、上記メータＳが受光した光Ｈの光特性（光度など）の出力が最大値になった時点で、図示しない制御手段により、光導波路４８のスライドを停止する。
【００３０】
そして、図３（Ｅ）に示すように、上記停止位置で光導波路４８を下降させ、配線基板３０の表面４１に接着剤４７を介して固定する（配置工程）。
この結果、図３（Ｅ）中の矢印で示すように、光学素子４６から放射された光Ｈは、上記光導波路４８の反射ミラー面５０にほぼ直角に反射した後、コア５４の長手方向に沿って高い光特性を伴って確実且つ正確に伝搬し、反射ミラー面５１から外部に放射される。反射ミラー面５１の下方には、図示しない別のキャビティに実装した光学素子が位置して、上記光Ｈを受光し且つ所要の動作を行う。
以上のような第３の製造方法によれば、予め配線基板３０のキャビティ４３に実装した光学素子４６からの光Ｈを反射ミラー面５０，５１で反射させ、光パワーメータＳで受光した光Ｈの特性が最大値になったことを確認した配線基板３０の表面４１の所定位置に上記光導波路４８を固定する。このため、かかる光導波路４８と上記光学素子４６との相対的な位置のずれをなくすことが可能となる。
【００３１】
図４（Ａ）は、前記第３の配線基板の製造方法により得られる配線基板５５の断面（端面）を示す。配線基板５５は、図４（Ａ）に示すように、前記同様の表面４１および裏面４２と、この表面４１に開口する一対のキャビティ４３とを有し、複数の絶縁層３２，３３，３４，３５とその間に位置する配線層３６，３８，４０とを含む基板本体３１を備えている。かかる基板本体３１は、平面視で正方形または長方形を呈する。前記と同様に、配線層３６，３８，４０の相互間は、ビア導体３７，３９を介して接続されている。平面視が正方形の上記キャビティ４３の底面には、配線層４０の一部が延びた接続用配線４０ａが形成されている。
【００３２】
図４（Ａ）に示すように、一対のキャビティ４３には、上記配線４０ａとハンダｈを介してＩＣチップ４４の接続端子４５が接続され、かかるＩＣチップ４４の上面に予め配置された光学素子４６が各キャビティ４３内に実装されている。
また、図４（Ａ）に示すように、一対のキャビティ４３に挟まれた配線基板５５の表面４１には、前記第３の製造方法により接着剤４７を介して光導波路４８が上記表面４１と平行に固定されている。かかる光導波路４８のコア５４における左側の反射ミラー面５０の真下には、左側のキャビティ４３に実装された光学素子４６の光放射部が位置し、上記コア５４における右側の反射ミラー面５１の真下には、右側のキャビティ４３に実装された光学素子４６の受光部が位置する。
【００３３】
このため、図５（Ａ）中の矢印で示すように、左側の光学素子４６から放射された光は、光導波路４８の反射ミラー面５０に反射してコア５４内を右側へ多重反射しつつ水平に伝搬した後、かかるコア５４の反射ミラー面５１に反射して、右側の光学素子４６に受光される。
従って、以上のような配線基板５５によれば、左右の光学素子４６，４６間を配線層４０および配線４０ａを介して電気的に導通できるほか、光導波路４８を介した光により高速で信号伝送することもできる。また、光導波路４８の表面上に電気配線を形成する必要がないため、電気配線および光配線の設計が容易になる。更に、光導波路４６およびＩＣチップ４４から発生する熱を基板本体３１を介して放熱することもできる。
【００３４】
図５（Ｂ）も、前記第３の配線基板の製造方法にて得られ且つ前記配線基板５５の変形形態の配線基板５６の断面（端面）を示す。
図５（Ｂ）に示すように、配線基板５６も、前記同様の基板本体３１および一対のキャビティ４３を有する。しかし、最下層の配線層４０には、前記のような配線４０ａがなく、各キャビティ４３には、光学素子４６を上面に配置したＩＣチップ４４が接着剤などにより直に実装されている。また、基板本体３１において、最上層の配線層３６の上には、最上層の絶縁層３２を貫通するスルーホール導体５７が形成され、配線基板５６の表面４１には、上記スルーホール導体５７と接続する端子５８が一対のキャビティ４３の周辺に沿って複数形成されている。
【００３５】
また、図５（Ｂ）に示すように、上記複数の端子５８は、各ＩＣチップ４４の上面に設けた図示しない端子と、Ａｕなどからなるワイヤ５９を介して個別に接続されている。更に、一対のキャビティ４３に挟まれた配線基板５５の表面４１には、前記第３の製造方法により、接着剤４７を介して光導波路４８がかかる表面４１と平行に固定されている。
以上のような配線基板５６によれば、左右の光学素子４６，４６をワイヤ５９および配線層３６などを介して電気的に導通する他、光導波路４８を介した光により高速で信号伝送することもできる。また、前記配線基板５５と同様、電気配線および光配線の設計が容易であり、且つ放熱性も優れている。
【００３６】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記光導波路１８，４８は、断面が正方形のコア１７，５４の周囲に１つのクラッド１７，５２を有する形態としたが、断面が横長の長方形を呈するクラッドの中に断面ほぼ正方形の複数のコアを間隔を置いて平行に内蔵した形態とすることも可能である。
更に、光導波路には、前記マルチモードファイバの他、シングルモードファイバであるものも使用できる。
また、前記光学素子１４は、配線基板１に形成した細長い貫通孔の長手方向に沿って、複数の光学素子１４を前記表面８側に実装しても良い。
更に、前記光学素子４６は、配線基板３０における１つのキャビティ４３に複数個を実装することも可能である。
また、本発明の配線基板における複数のキャビティには、単一の基板本体に併設された形態の他、隣接する複数の配線基板の基板本体に個別に設けたキャビティも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明における第１の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図、（ｄ）は（Ｄ）中のｄ−ｄ線に沿った矢視における断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は第２の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は第３の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は第３の製造方法により得られる本発明の配線基板の概略図。
【図５】（Ａ）は従来の配線基板を示す断面図、（Ｂ）〜（Ｄ）はその製造工程を示す概略図。
【符号の説明】
１，３０，５５，５６…配線基板
３〜５，３２〜３５……絶縁層
６，７，３６，３８，４０…配線層
８，４１…………………表面
９，４２…………………裏面
１０………………………貫通孔
１４，４６………………光学素子
１８，４８………………光導波路
２０，５０，５１………反射ミラー面
２２………………………ダイシングブレード
２６………………………反射面
３１………………………基板本体
４３………………………キャビティ
Ｓ…………………………光パワーメータ（光特性測定手段）
Ｈ…………………………光
Claims (7)
- 表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、
光学素子から放射された光が上記表面と上記裏面との間を貫通する貫通孔を通過するように上記配線基板の上記表面側に上記光学素子を実装する実装工程と、
上記配線基板の上記裏面側において、上記光学素子から放射された光を受光可能な反射ミラー面を一端に有する光導波路を上記裏面に沿ってスライドさせると共に、上記反射ミラー面が上記光学素子から放射された光を受光した位置で上記光導波路を上記配線基板の上記裏面に固定する配置工程と、を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記配置工程は、前記光学素子から放射され且つ前記反射ミラー面に反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で前記光導波路を前記配線基板の前記裏面に固定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。 - 表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、
光学素子から放射された光が上記表面と上記裏面との間を貫通する貫通孔を通過するように上記配線基板の上記表面側に上記光学素子を実装する実装工程と、
上記配線基板の上記裏面に当該裏面とほぼ平行な光導波路を固定する配置工程と、
上記配線基板の上記裏面側で且つ上記光導波路の上記配線基板とは反対側に、所定角度の反射面を有するダイシングブレードを上記配線基板の上記裏面に沿ってスライドさせ、上記反射面が上記光学素子から放射された光を受光した位置において、上記ブレードにより上記光導波路に上記反射面に倣った反射ミラー面を形成する反射ミラー面形成工程と、
を含む、ことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記反射ミラー面形成工程は、前記光学素子から放射され且つ前記ブレードの前記反射面に反射した光を受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で上記ブレードにより、前記光導波路に前記反射ミラー面を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の配線基板の製造方法。 - 表面および裏面を有し且つかかる表面に開口するキャビティを有し、複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを含む配線基板において、
上記キャビティに光学素子を実装する実装工程と、
上記配線基板の上記表面側にかかる表面に沿って配置した光導波路をかかる表面に沿ってスライドさせると共に、上記光学素子から放射された光を上記光導波路の少なくとも一端に形成した反射ミラー面を介して受光した位置で、上記光導波路を上記配線基板の上記表面に固定する配置工程と、を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記配置工程は、前記光学素子から放射された光を前記光導波路の前記反射ミラー面を介して受光する光特性測定手段において、かかる光特性測定手段の出力が高くなった位置で前記光導波路を前記配線基板の前記表面に固定する、ことを特徴とする請求項５に記載の配線基板の製造方法。
- 表面および裏面を有し且つ複数の絶縁層とその間に位置する配線層とを有する基板本体と、
上記基板本体の上記表面に開口する複数のキャビティと、
上記複数のキャビティにそれぞれ個別に実装された複数の光学素子と、
上記基板本体の上記表面に沿って配置され、上記複数の光学素子から放射される光を反射する反射ミラー面を両端に有する光導波路と、を含む、
ことを特徴とする配線基板。
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