JP2011017787A - 光導波路層、光電気混載基板及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1クラッド層21aの上に設けられた第1のコア22aと、第2クラッド層21bの上に設けられた第2のコア22bとを有し、第1クラッド層21aの第1のコア22a側の面と、第2クラッド層21bの第2のコア22b側の面とが対向し、第1クラッド層21aと第2クラッド層21bとの間に共有クラッド層25を設け、かつ、第1のコア22aと第2のコア22bとが互いに離間していることを特徴とする光導波路層20A。
【選択図】図2
Description
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る光導波路層を例示する図である。光導波路層20A及び20Bは、第1クラッド層21aに接着された第1のコア22aを有する第1光導波路部23と、第2クラッド層21bに接着された第2のコア22bを有する第2光導波路部24とが、それぞれのコア22a及び22bを直接覆う共有クラッド層25を介して、一体に構成された光導波路層である。 図2の(a)は、第1のコア22aと第2のコア22bとが互いに平行の位置にある例であり、(b)は、(a)の矢視X−Xにおける断面図を示し、(c)は、第1のコア22aと第2のコア22bとが接触せずに交差する(ねじれの位置にある)例を示している。(c)の例においては、それぞれのコアの光軸(光の経路の中心の軸、以下同じ。)の交差の相互関係は、クラッド層とコアとの積層の方向から透視したときに、互いに直交する関係である。
max.(T1,T2)<Tc・・・(式1).
の範囲で最小となるように設計することができる。コアの断面は、例えば正方形をなしており、T1,T2のそれぞれの値80μm,35μmに対し、Tcを90μmとして使用することができる。このとき、第1クラッド層及び第2クラッド層の厚さは、例えば、それぞれ50μm、30μmである。また、後述するように、第1,第2の光導波路の相互位置関係に応じて、共有クラッド層の厚さを設定することができる。
第1光導波路部及び第2光導波路部を、両者の間に他の樹脂基板等の層を設けることなく合体させて、厚さを薄くした光導波路層を形成できる。この薄い光導波路層と、電気回路基板とを組み合わせることによって、高密度で厚さの薄い光電気混載基板を製造することができ、電子機器の小型化を実現することができる。
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る、光導波路層20の表裏面に電気回路層31a及び31bが積層された光電気混載基板30を例示する図である。電気回路層31a上に設けられた発光素子LD1から発せられた光信号は、図の矢印のようにコア22a内を通過して、電気回路層31a上に設けられた受光素子PD1に受光される。図3において、光電気混載基板30は、さらに、他の2つの光路を有している。すなわち、コア22b1に関しては、発光素子LD2から発せられた光信号が、開口部36bを通過した後、光路変換ミラー(図示せず)により光路変換して、紙面に垂直に手前から裏側に向けて(コア内の円内に「×」の記号で表示した。図6において同じ。)コア22b1を通過し、受光素子PD2に受光される。
第1光導波路と第2光導波路との間に、他の樹脂基板等の絶縁層を設けることなく光導波路層が形成された光電気混載基板を提供することによって、高密度で厚さの薄い光電気混載基板を製造することができる。従って、電子機器の小型化を実現することができる。
図4は、本発明の第2の実施の形態の変形例に係る、長さの異なるコアを有する光電気混載基板を例示する図である。
光電気混載基板の設計自由度を拡大することができ、システム用機器への応用範囲を拡大することができる。また、高密度で厚さの薄い光電気混載基板を提供することができる。なお、ここで、「システム用機器」とは、光通信システム、コンピュータシステム等で使用される情報処理用機器、端末機器等を総称して指すものとし、以下の説明においても、同様とする。
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る、光路が光導波路層51の一の面51a側から入射して、光導波路層51の厚さ方向を貫いて、他の面51bへ達していることを特徴とする光電気混載基板50を例示する図である。図5において、電気回路基板52a上の発光素子LDを発した光信号は、開口部53aを経て、コア54に入射し、光伝搬方向変換面(光路変換ミラー)M5aで反射され、コア54を通過し、光路変換ミラーM5bで再度反射されて、電気回路基板52b側へ進み、開口部53bを経て、受光素子PDに受光される。
光信号の経路を、光導波路層の片側の面から他の面へ厚さ方向に貫くように設定できる。また、発光素子と受光素子の電気回路基板上における相互位置関係の自由な選択が可能となる。従って、光電気混載基板の設計の自由度を拡大することができ、また、小型化・高性能化した光電気混載基板を提供することができる。
本発明の第4の実施の形態は、第1のコアと第2のコアとが、互いにねじれの位置にある光導波路層を有する光電気混載基板の例である。
T1+T2<Tc・・・(式2).
となるように共有クラッド層の厚さTcを設定して、ねじれの位置にあるコアを有する光導波路層63を形成することができる。光導波路層の積層方向からコアを透視したときの、コアの交差角度は、90度である。
コア61a並びにコア61aと互いにねじれの位置にあるコア62a,62b及び62cを通過する複数の光信号を特徴とする高性能の光電気混載基板60について、薄い構造の光導波路層を実現することができ、高密度・高性能の光電気混載基板を提供することができる。従って、小型化・高性能化したシステム用機器を実現することができる。
図7は、本発明の第5の実施の形態に係る、光導波路層71を貫通するビア72を有する光電気混載基板70を例示する図である。図7において、ビア72は、光導波路層71の両面に積層された電気回路層31a及び31bを導通接続させるため、光導波路層71を貫通して設けられている。ビア72の形成は、電気回路層31a及び31bが積層された光電気混載基板70に対して、例えば、電気回路層31b側から、レーザ加工またはドリル加工によって穿孔し、ビアフィルのめっき加工等を施して導通接続を行う。ビア72の位置については、ビア形成のための空間を穿孔する時に、光導波路層内のコアが光学的、機械的、熱的に影響を受けることのない位置に配置する必要がある。
小型化・高性能を有する光電気混載基板を提供するとともに、光電気混載基板の設計の自由度を拡大することができる。
図8は、本発明の第6の実施の形態に係る光電気混載基板の製造方法のステップを例示する図である。
図9の(a)は第1光導波路部を、(b)は第2光導波路部を、(c)は光導波路部のコアにおける光伝搬方向変換面(光路変換ミラー)を形成した状態を、それぞれ示している。
図9の(b)の第2光導波路部を形成した状態において、コア22bのそれぞれの配置は、(a)に示した第1光導波路部のコア22aと比較すると、コア22aの間隔の中間に位置している。(b)においては、4本のコアを例示している。
第1光導波路部及び第2光導波路部を、共有クラッド層を介して1つの光導波路層に合体形成させる工程である。
図10の(b)は一体に合体加工した光導波路層20と、光導波路層20を両面から支持している支持基板81a及び81bとを示している。図10の(c)は、支持基板81a及び81bを剥離した後の光導波路層20を示している。
合体加工により成形された光導波路層20の両面に密着している支持基板81a及び81bを剥離させ、電気回路基板との接着のための表面処理が行える状態とする。
光導波路層の表面の、電気回路基板接着層との密着力を向上させるため、光導波路層の表面にプラズマ処理等を施すことができる。プラズマ処理等によって、表面の吸着ガスの放出、表面の高分子層のエッチング等が行われて、光導波路層の表面が清浄化、活性化され、密着力が向上するからである。
ステップ(S103)において合体加工した光導波路層と、第1電気回路基板とを積層する。
ステップ(S104)に続いて、片側に第1電気回路基板を有する光導波路層と、第2電気回路基板とを積層する。
光電気混載基板は、光関連素子及び電子部品素子を搭載して、システム用機器等の基板として使用される。
光電気混載基板の形成工程を簡素化し、高密度の光電気混載基板の生産性の向上を図ることができる。また、光電気混載基板の製造に関して、光導波路層と、電気回路基板とは、別々の工程で製造した後、両者を接着して製造することができる。別々の工程での製造が可能なことにより、各工程を簡素化することができ、また、光導波路層の部分を、電気回路基板製造時の機械的、熱的影響から分離できるので、光電気混載基板の生産性及び品質の向上を図ることができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
21a 第1クラッド層
21b 第2クラッド層
22a 第1のコア
22b,22b1,22b2 第2のコア
23,82a 第1光導波路部
24,82b 第2光導波路部
25 共有クラッド層
30,50,60,70,110,120 光電気混載基板
31a 第1電気回路層
31b 第2電気回路層
32a 絶縁層
33a 配線層
34a,115 外部接続端子
35a ソルダレジスト
36a,36b,53a,53b 開口部
37,121 電子部品素子
41,42,43,44 光路変換ミラー面の中心点
52a,52b 電気回路基板
53a,113a,113b 開口部
54 コア
55,81a,81b 支持基板
56 クラッド層
57 ブレード
58 空間
61a 第1光導波路部61のコア
62a,62b,62c 第2光導波路部62のコア
72 ビア
111 シート状接着層
112a 第1電気回路基板
112b 第2電気回路基板
114 導体層
116 ソルダレジスト層
LD,LD1,LD2,LD3,LD4 発光素子
PD,PD1,PD2,PD3,PD4 受光素子
M1,M2,M5a,M5b,M6a,M6b 光路変換ミラー
R1 光路
T1,T2 第1,第2のコアの厚さ
Tc 共有クラッド層の厚さ
θ1 入射角
θ2 反射角
Claims (7)
- 第1クラッド層の上に設けられた第1のコアと、第2クラッド層の上に設けられた第2のコアとを有し、
前記第1クラッド層の第1のコア側の面と、前記第2クラッド層の第2のコア側の面とが対向し、前記第1クラッド層と前記第2クラッド層との間に共有クラッド層を設け、
かつ、前記第1のコアと前記第2のコアとが互いに離間していることを特徴とする光導波路層。 - 前記共有クラッド層の厚さは、前記第1のコアの厚さ及び前記第2のコアの厚さの最大値より大きい値であることを特徴とする請求項1記載の光導波路層。
- 前記第1のコアと前記第2のコアとが、互いにねじれの位置にある請求項1又は2記載の光導波路層。
- 請求項1乃至3の何れか1項記載の光導波路層と、電気回路層とを有する光電気混載基板。
- 2以上の電気回路層と、該電気回路層の間に設けられた光導波路層とを有し、前記光導波路層を貫通して、前記電気回路層を導通接続するビアが設けられている請求項4記載の光電気混載基板。
- 第1クラッド層の上に第1のコアを設けて第1光導波路部を形成する第1光導波路部形成工程と、
第2クラッド層の上に第2のコアを設けて第2光導波路部を形成する第2光導波路部形成工程と、
前記第1光導波路部及び前記第2光導波路部を、共有クラッド層を介して合体させ、光導波路層を形成する光導波路合体工程と、
前記光導波路層の一の面に電気回路基板を形成する第1電気回路基板形成工程と、
前記光導波路層の他の面に電気回路基板を形成する第2電気回路基板形成工程とを有する、光電気混載基板の製造方法。 - 前記第1電気回路基板形成工程又は前記第2電気回路基板形成工程は、フレキシブルプリント基板形成工程であることを特徴とする、請求項6記載の光電気混載基板の製造方法。
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