JP2007148087A - 光電気集積配線基板及び光電気集積配線システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の面と第2の面とを有する基板と、第1の電気配線層と、第1の樹脂絶縁層と、第2の電気配線層と、第2の樹脂絶縁層とを有し、第1及び第2の樹脂絶縁層の少なくとも一方が透明樹脂により形成された光配線層を具備し、第1と第2の樹脂絶縁層の厚さが等しく、基板を垂直方向に貫通する貫通孔と、貫通孔の開口位置にて光の進行方向を基板の垂直方向と面内方向との間で相互に変換可能な光路変換ミラーとを有する。
【選択図】図2
Description
また、本発明の他の目的は、基板だけでなく光導波路と受発光素子との光結合のための作製工程を簡略化することができ、作製が容易で量産性に優れた光電気集積配線基板及び斯かる基板に素子を実装した光電気集積配線システムを提供することにある。
(1)請求項1に係る光電気集積配線基板は、第1の面と第2の面とを有する基板と、
前記第1の面上に設けられた第1の電気配線層と、前記第1の電気配線層を覆い前記第1の面上に設けられた第1の樹脂絶縁層と、前記第2の面上に設けられた第2の電気配線層と、前記第2の電気配線層を覆い前記第2の面上に設けられた第2の樹脂絶縁層とを有し、前記第1の樹脂絶縁層及び前記第2の樹脂絶縁層の少なくとも一方が透明樹脂により形成されかつ光配線層を具備し、かつ前記第1の樹脂絶縁層の厚さと前記第2の樹脂絶縁層の厚さが等しいことを特徴とする。
電気配線層上の樹脂絶縁層は、ソルダーレジストとして一般には有色の材料が用いられるが、透明樹脂とすることにより光配線層を形成することが可能となる。
また、基板の第1の面及び第2の面のそれぞれの絶縁樹脂層を同じ厚さとすることにより、上下対称な層構造となり、絶縁樹脂層の収縮・膨張に起因する基板の反りが相殺されて抑制される。この結果、基板の反りがなく、部品実装時の歩留まりや信頼性の高い光電気集積基板が得られる。
従って、樹脂絶縁層4aと4bの厚さが「等しい」とは、厳密な計測上の値において等しいことを意味せず、計測上の厚さの相違があっても上記の作用効果が得られる程度であれば両者は等しいといってよい。目安としては、樹脂絶縁層4aと4bの厚さの平均値に対し、それぞれの樹脂絶縁層の厚さが±10%以内の範囲にあればよい。
(1)基板における電気配線層の作製工程
まず、基板2として、厚み0.8mmのガラスエポキシ基板を用いる。基板には必要な電気配線層3が基板最表面の銅箔をフォトリソグラフィを行いエッチングすることで、すでに形成されている。また、基板は多層構造となっており、基板作製時には所定の穴あけ及びめっき工程などを経ており、基板内部のビアを通して基板の両面で電気的な接合が得られた形となっている。本基板を用意する工程は、従来のプリント配線板作製時となんら変わりなく、通常の工程を得て形成される。
次に、本基板に貫通孔6を穿設する工程を行う。実施例の光電気集積配線システムで用いるVCSEL、PDは、受発光部の直径200μm、250μmピッチの4チャンネルアレイとする。従って、穴あけ工程は従来のビア形成時のドリルを用いて、受発光素子の受発光部に対応した位置に、それぞれ直径200μmの穴を250μmピッチで4つずつ開けて貫通孔6を形成した。
次に、形成された貫通孔6内部に透明樹脂を充填する。透明樹脂には、絶縁層4及び光配線層5として用いるものと同じエポキシ樹脂を使用する。貫通孔6に樹脂充填後ベークを行い、樹脂を硬化させる。
次に、第1の面2aにおける樹脂絶縁層4aと、第2の面2bにおける樹脂絶縁層4b及び光配線層5とを形成する。まず、第2の面2b上(電気配線層3b上)に下部クラッド部11cとなるエポキシ樹脂を50μm塗布する。第2の面2b上に形成されている電気配線層3bは厚みが25μmであり、一方、下部クラッド部11cは第2の面2bからの厚みが50μmであるため、電気配線層3bは下部クラッド部11cで覆われた形となる。電気配線層3bの存在する部分では下部クラッド部11cの厚みは25μmとなり、下部クラッド部11cの上面は平坦に形成される。
ついで、下部クラッド部11c上にコア部10を形成するべく、屈折率が下部クラッド部11cよりわずかに高いエポキシ樹脂を40μm塗布する。プレベーク後、フォトマスクを用いてコア部10として残す場所に露光を行い、コア部10以外は露光されずに現像により除去される。
最後に、上部クラッド部11dとして下部クラッド部11cと同じエポキシ樹脂を60μmの厚みで塗布し、プレベークを行い、下部クラッド部11cと同じフォトマスクを用いて露光・現像を行う。これにより上部クラッド部11dが形成され、第2の面2bにおける光配線層5が完成する。同時に、樹脂絶縁層4bの全厚の上側半分も形成される。光配線層5及び樹脂絶縁層4bの厚さは110μmとなる。
以上により必要な箇所に開口部を有する第2の面2b側の樹脂絶縁層4及び光配線層5を形成した後、第1の面2a側に、第2の面2bのクラッド部と同じ材料のエポキシ樹脂を第1の面2aからの厚みが110μmとなるように塗布し、プレベークを行った後、適宜のフォトマスクを用いて樹脂絶縁層4aとして残す部分を露光し、開口部は未露光となるように露光を行う。その後、現像し、最後にポストベークを行うことで、第1の面2a側の樹脂絶縁層4aを形成する。
さらに、第2の面2bの光配線層5の両端部において、貫通孔6c、6dの開口位置に対応する光配線層5の表面に対しダイシングソーにより断面V字型の加工を行う。ダイシングソーには、ブレードとして先端が90度に加工された厚みが400μmのものを使用し、深さは光配線層5の表面より約85μm未満とする。従って、仮に電気配線層3(厚さ約25μm)が加工ライン上に形成されているとしても断線されず、自由な電気配線の引き回しが可能となっている。
以上により、本発明の光電気集積配線基板1が得られる。
最後に、本発明の光電気集積配線基板1上に、受発光素子8c、8d並びに電子回路部品9を樹脂絶縁層4aが開口部となっている所定の位置に実装することにより電気的な接続が得られ、本発明の光電気集積配線システム100が得られる。
2 基板
2a 第1の面
2b 第2の面
3a 第1の電気配線層
3b 第2の電気配線層
4a 第1の樹脂絶縁層
4b 第2の樹脂絶縁層
5、5a、5b 光配線層
6c、6d、6e、6f 貫通孔
7c、7d、7e、7f 光路変換ミラー
8c、8e 発光素子
8d、8f 受光素子
9 電子回路部品
10 コア部
11 クラッド部
11c 上部クラッド部
11d 下部クラッド部
100 光電気集積配線システム
Claims (7)
- 第1の面と第2の面とを有する基板と、
前記第1の面上に設けられた第1の電気配線層と、
前記第1の電気配線層を覆い前記第1の面上に設けられた第1の樹脂絶縁層と、
前記第2の面上に設けられた第2の電気配線層と、
前記第2の電気配線層を覆い前記第2の面上に設けられた第2の樹脂絶縁層とを有し、
前記第1の樹脂絶縁層及び前記第2の樹脂絶縁層の少なくとも一方が透明樹脂により形成されかつ光配線層を具備し、かつ前記第1の樹脂絶縁層の厚さと前記第2の樹脂絶縁層の厚さが等しいことを特徴とする光電気集積配線基板。 - 前記基板を垂直方向に貫通する貫通孔と、
前記貫通孔の開口位置にて前記光配線層に設けられ、光の進行方向を前記基板の垂直方向と前記基板の面内方向との間で相互に変換可能な光路変換ミラーとをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光電気集積配線基板。 - 前記貫通孔の内部に透明樹脂が充填されていることを特徴とする請求項2に記載の光電気集積配線基板。
- 前記貫通孔の内部に充填されている透明樹脂の屈折率が該貫通孔の中心軸近傍において周辺部近傍よりも高いことを特徴とする請求項3に記載の光電気集積配線基板。
- 前記第1の樹脂絶縁層及び前記第2の樹脂絶縁層が感光性材料にて形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光電気集積配線基板。
- 前記基板が多層基板であり、前記第1の面の前記第1の電気配線層と、前記第2の面の前記第2の電気配線層とが前記多層基板の内部に設けた電気配線を介して接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光電気集積配線基板。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の光電気集積配線基板と、
前記光電気集積配線基板に実装され、前記光配線層を介して光学的に結合する発光素子及び/または受光素子と、
前記光電気集積配線基板に実装されかつ前記第1の電気配線層及び/または前記第2の電気配線層に接続された電子回路部品とを有することを特徴とする光電気集積配線システム。
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