JP2023061764A - 配線基板 - Google Patents
配線基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023061764A JP2023061764A JP2021171885A JP2021171885A JP2023061764A JP 2023061764 A JP2023061764 A JP 2023061764A JP 2021171885 A JP2021171885 A JP 2021171885A JP 2021171885 A JP2021171885 A JP 2021171885A JP 2023061764 A JP2023061764 A JP 2023061764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core portion
- optical waveguide
- wiring
- wiring board
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 200
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 83
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 claims description 69
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 166
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 122
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 35
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 241000255925 Diptera Species 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は配線基板に関する。
特許文献1には、コア部を有する光導波路が表面に搭載された光部品搭載用基板が開示されている。光導波路は、配線基板上に配置される光ファイバの端面とコア部の一端側の端面とが対向して光結合するように位置付けられる。また、光導波路は、コア部の他端側が、配線基板上に実装される光半導体素子の発光部(又は受光部)と光結合するように位置付けられる。
特許文献1に開示の基板では、光ファイバと光半導体素子との間を十分に高い効率で光結合させることが困難なことがある。例えば、光ファイバと光導波路との間、及び/又は、光導波路と光半導体素子との間で、伝播する光の多くが受光側に入光せずに喪失されることがある。さらに、発光源では、喪失されて有効利用され得ない光の生成のために電力が浪費されることがある。
本発明の配線基板は、絶縁層及び導体層を含む電気配線部と、光導波路を含んでいて前記電気配線部の表面の上に置かれている光配線部と、を含んでいる。そして、前記光導波路は、光を伝えるコア部及び前記コア部を囲むクラッド部を含み、前記コア部は、光の透過面を含む第1端部、及び前記第1端部と反対側の端部であって光の透過面を含む第2端部を有し、前記第1端部における前記コア部の厚さは、前記第2端部における前記コア部の厚さよりも小さい。
本発明の実施形態によれば、配線基板に備えられる光導波路を介して連結される光学部品同士を高い効率で光結合させることができ、消費電力を抑制することができると推察される。
本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図1は一実施形態の配線基板の一例である配線基板100を示す断面図であり、図2は、平面視における図1の配線基板100の一例を示している(図1は図2のI-I線での断面図である)。「平面視」は、実施形態の配線基板をその厚さ方向に沿う視線で見ることを意味している。図2に一点鎖線で描かれている円B内には、図2のII部の拡大図が示されている。図3は、図1のIII部の拡大図を示している。配線基板100は本実施形態の配線基板の一例に過ぎない。実施形態の配線基板の積層構造、並びに導体層及び絶縁層それぞれの数は、図1の配線基板100の積層構造、並びに配線基板100に含まれる導体層及び絶縁層それぞれの数に限定されない。
図1に示されるように、配線基板100は、電気配線部200と、電気配線部200の表面203の上に置かれている光配線部300とを含んでいる。電気配線部200は、絶縁層及び導体層を含んでいる。具体的には、図1の例の電気配線部200は、その厚さ方向において対向する第1面3a及び第2面3bを有するコア基板3と、コア基板3の第1面3a上に順に積層されている絶縁層21及び導体層11、並びに、第2面3b上に順に積層されている絶縁層22及び導体層12を含んでいる。絶縁層21は、導体層11と導体層31との間に介在する層間絶縁層であり、絶縁層22は、導体層12と導体層31との間に介在する層間絶縁層である。絶縁層21及び絶縁層22それぞれには、自身を挟む導体層同士を接続するビア導体20が形成されている。コア基板3は、絶縁層32と、絶縁層32の両面に形成されている導体層31とを含んでいる。絶縁層32には、絶縁層32を貫通して両側の導体層31同士を接続するスルーホール導体33が設けられている。
なお、実施形態の説明では、配線基板100の厚さ方向において絶縁層32から遠い側は、「上側」もしくは「上方」、又は単に「上」とも称され、絶縁層32に近い側は、「下側」もしくは「下方」、又は単に「下」とも称される。さらに、各導体層及び各絶縁層において、絶縁層32と反対側を向く表面は「上面」とも称され、絶縁層32側を向く表面は「下面」とも称される。配線基板100の厚さ方向は、「Z方向」とも称される。
電気配線部200は、さらに、コア基板3の第1面3a側及び第2面3b側それぞれに形成されているソルダーレジスト23を含んでいる。ソルダーレジスト23は、絶縁層21及び導体層11それぞれを部分的に覆うか、絶縁層22及び導体層12それぞれを部分的に覆っている。
電気配線部200は、さらに、導体層11の上に形成されている導体ポスト13、14を含んでいる。導体ポスト13、14の表面上には、例えば、すず系はんだや金系はんだなどを用いて接続層15が形成されている。導体ポスト13、14は、導体層11から絶縁層21と反対方向に向かって延びる、例えば柱状の形状を有する導電体である。導体ポスト13、14はソルダーレジスト23を貫通してその表面から突出している。導体ポスト13には、外部の部品E1が接続され、導体ポスト14には外部の部品E2が接続される。そのため、電気配線部200は、配線基板100の使用時に部品E1が搭載される領域である部品実装領域A1を有している。部品実装領域A1は配線基板100の使用時に部品E1に覆われる。
絶縁層21、22、及び絶縁層32は、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)又はフェノール樹脂などの絶縁性樹脂によって形成される。図示されていないが、各絶縁層は、さらに、ガラス繊維やアラミド繊維などで形成される芯材(補強材)を含んでいてもよく、シリカ(SiO2)、アルミナ、又はムライトなどの微粒子からなる無機フィラーを含んでいてもよい。一方、ソルダーレジスト23は、例えば、感光性を有するエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などで形成される。
導体層11、12、及び導体層31、スルーホール導体33、ビア導体20、並びに、導体ポスト13、14は、銅又はニッケルなどの任意の金属を用いて形成され得る。これら各導電体は、図1では簡略化されて一層で描かれているが、2以上の膜体を含む多層構造を有し得る。例えば、導体層11、12は、無電解めっき膜、及び電解めっき膜を含む2層構造を有し得る。導体ポスト13、14は、例えば、無電解めっき及び/又は電解めっきによって析出されるめっき金属によって形成されている。
導体層11、12、及び、導体層31は、それぞれ、任意の導体パターンを含み得る。図1の例では、導体層11は導体パッド11a、11bを含んでいる。導体パッド11a上には導体ポスト13が形成されており、部品E1の電極E1aは、導体ポスト13を介して導体パッド11aに電気的に接続される。同様に、導体パッド11b上には導体ポスト14が形成されており、部品E2の電極E2aは、導体ポスト14を介して導体パッド11bに電気的に接続される。
配線基板100の使用時には、光電変換機能を有する受光素子及び/又は発光素子を含む電気部品が部品E1として部品実装領域A1に搭載される。図1~図3の例の部品E1は、電極E1aに加えて受光又は発光部E1bを備えている。受光又は発光部E1bは、部品E1の側方及び下方を向く受光又は発光面E1c(図3参照)を有している。電極E1a及び受光又は発光部E1bは、部品E1における配線基板100側に向けられる面に備えられている。すなわち、図1~図3の例において部品E1は、所謂フェイスダウン実装(フリップチップ実装)される。
部品E1としては、フォトダイオードなどの受光素子、並びに、発光ダイオード(LED)、有機発光ダイオード(OLED)、レーザーダイオード(LD)、及び、垂直共振型面発光レーザー(VCSEL)などの発光素子が例示される。部品E1が発光素子である場合、部品E1は、電極E1aに入力される電気信号に基づく光を生成し、発光部として機能する受光又は発光部E1bから光を出射する。また、部品E1が受光素子である場合、受光部として機能する受光又は発光部E1bに入光する光に基づく電気信号が生成されて電極E1aから出力される。
部品E2は、例えば、部品E1を発光させる電気信号の生成、及び/又は、部品E1で生成された電気信号の処理などを行う半導体装置などの電子部品であり得る。部品E2としては、半導体装置、例えば、汎用オペアンプ、ドライバIC、マイコン、プログラマブルロジックデバイス(PLD)などが例示される。
図1の例の配線板100では、絶縁層21のうち電気配線部200の表面に露出している部分に光配線部300が配置されている。すなわち、光配線部300は、絶縁層21のうち、導体層11及びソルダーレジスト23のいずれも形成されていない部分に配置されている。
光配線部300は、光導波路5を含んでいる。光導波路5は、光を伝えるコア部51、及びコア部51を囲むクラッド部52を含んでいる。図1の例では、光配線部300は、さらに、支持板6を備えている。支持板6は、電気配線部200上に配置されている。光導波路5は、支持板6上に配置されている。
クラッド部52は、コア部51の周囲に設けられており、コア部51の延長方向、すなわち、コア部51内での光の伝播方向(+X方向又は-X方向、以下では単に「X方向」とも総称される)と直交する任意の方向においてコア部51を挟み込んでいる。クラッド部52は、X方向に直交する面においてコア部51を囲んでいる。
光配線部300の直下の電気配線部200には、導体層31の導体パターンのように導体回路が形成されている。導体回路以外にも電気接続がない金属層が形成されていてもよいし、図示されていないが、導体回路と金属層とが混在で配置されていてもよい。図示されていないが、光配線部300の直下の電気配線部200には、導体回路及び金属層が形成されていなくてもよい。
コア部51は、それぞれがコア部51の延長方向の端部である第1端部5a及び第2端部5bを有している。第2端部5bは第1端部5aの反対側の端部である。コア部51には、クラッド部52に覆われていないコア部51の表面を透過して光導波路5の外部から光が入光する。また、クラッド部52に覆われていないコア部51の表面を透過してコア部51から光導波路5の外部へと光が出光する。第1端部5a及び第2端部5bは、それぞれ、光導波路5の外部に向けられていてクラッド部52に覆われていないコア部51の表面であって、コア部51内を伝わる光を透過させる、光の透過面を有している。
光導波路5、すなわちコア部51及びクラッド部52は、適切な屈折率を有する材料を用いて形成されている。コア部51及びクラッド部52は、例えば、有機性素材(有機物)、無機性素材(無機物)、又は、無機ポリマーのような有機成分と無機成分とを含む混成素材によって構成され得る。無機性素材として、石英ガラスやシリコンなどが例示され、有機性素材として、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、及びエポキシ系樹脂などが例示される。有機物で構成される光導波路5は、軽量で、且つ高い靭性を有し易い。
コア部51及びクラッド部52は、互いに異なる材料で構成されてもよく、互いに同じ系統の材料で構成されていてもよい。しかし、コア部51には、コア部51とクラッド部52との界面での光の全反射が可能なように、クラッド部52に用いられる材料よりも高い屈折率を有する材料が用いられる。コア部51及びクラッド部52は、同一の屈折率を有する材料で形成された後に、適切な処理によって互いの屈折率を異ならされてもよい。
光導波路5は、例えば、露光及び現像によりコア部51の材料をパターニングするフォトリソグラフィ法、コア部51の構成材料を吐出させながらクラッド部52内でニードルを走査させるMosquito法、又はインプリント法などで形成される。しかし、光導波路5の形成方法は、これらに限定されない。
特に図1~図3の例の光導波路5は、支持板6の上で形成されてもよい。例えば、半硬化状態のクラッド部52の材料を支持板6上で硬化させることによって光導波路5と支持板6とが接合されていてもよい。また、光導波路5は、支持板6と別個に形成されて、支持板6に例えば任意の接着剤(図示せず)で固定されていてもよい。支持板6も例えば任意の接着剤(図示せず)を用いて絶縁層21の表面に固定され得る。しかし、光導波路5と支持板6との固定方法、及び支持板6と絶縁層21との固定方法は特に限定されない。光導波路5は任意の手段で指示板6に固定され得る。支持板6、すなわち光配線部300も、任意の手段で絶縁層21の表面に固定され得る。
図1~図3の例において、コア部51の第1端部5aは、平面視で部品実装領域A1と重なっている。コア部51は、部品実装領域A1から電気配線部200の外縁に向かって延びている。第1端部5aでは、コア部51の端面だけでなく、コア部51の上面(電気配線部200と反対側の表面)も、クラッド部52から露出している。
図2の円B内、及び図3に示されるように、第1端部5aにおいてコア部51は、配線基板100の使用時に部品E1の受光又は発光部E1bと対向するように位置づけられる。具体的には、図3に示されるように、コア部51の上面5a1と部品E1の受光又は発光面E1cとが対向して光結合するようにコア部51が位置づけられる。一方、コア部51の第2端部5b側の端面は、図1及び図2に示されるように、配線基板100の使用時に光導波路5と接続される光ファイバFと対向して光結合するように位置づけられる。例えば図1に示されるように、コネクタCを用いて光ファイバFと光導波路5とが連結される。
このように光導波路5が位置づけられるので、光ファイバFを伝播してきた光は、コア部51の第2端部5bから光導波路5に入光し、コア部51内を伝播してその第1端部5aから、受光又は発光部E1bを介して部品E1内に入光する。すなわち、部品E1は、光導波路5を透過した光と光結合する。部品E1に入光したその光は、部品E1内で電気信号に変換されて電極E1aから出力される。出力された電気信号は、導体層11を介して部品E2に入力されて処理される。一方、部品E2から部品E1に向けて出力された電気信号は、電極E1aを介して部品E1内に入力されて光に変換される。その光は、受光又は発光部E1bから出光して第1端部5aから光導波路5に入光する。入光した光は、コア部51内を伝播して第2端部5bから光ファイバFへと出光する。
図1~図3の例では、光配線部300は支持板6を備えていて光導波路5は支持板6によって支持されている。そのため、光導波路5のコア部51の第1及び第2の端部5a、5bが、部品E1の受光又は発光部E1b、又は光ファイバFと十分な効率で光結合し得る位置に、容易に位置付けられる。すなわち、前述したように各種樹脂などの任意の材料で構成され得る光導波路5は高い柔軟性を有することがある。そのため、光導波路5を、単独で電気配線部200上の適切な位置に位置付けて固定するのは困難なことがある。そのため、光導波路5と部品E1との光結合、及び/又は光導波路5と光ファイバFとの光結合において、十分な結合効率が得られないことがある。
これに対して図1~図3の例では、光配線部300が、光導波路5を支持する支持板6を備えている。そのため、光導波路5(具体的には、そのコア部51の第1及び第2の端部5a、5b)が、容易に適切な位置に位置づけられ得る。そのため、光導波路5と、部品E1及び光ファイバFとが、十分な効率で光結合されると考えられる。支持板6は、好ましくは、光導波路5よりも高い剛性を有している。光導波路5が、一層容易に、適切な位置に位置付けられると推察される。
さらに、光配線部300が備える支持板6は、光導波路5が有する熱膨張率よりも低い熱膨張率を有し得る。光導波路5は自身の構成材料に応じた熱膨張率を有し得るため、コア部51は、周囲の温度変化に応じて、光ファイバF及び/又は部品E1それぞれの位置に対して変位し得る。そのため、光導波路5が配線基板100の製造時に適切に位置づけられていても、配線基板の使用時には、光導波路5と光ファイバF及び/又は部品E1との光結合の効率が製造時よりも低下することがある。
これに対して、光導波路5を支持する支持板6が、光導波路5よりも低い熱膨張率を有していると、周囲の温度変化による光導波路5のコア部51の変位が抑制される。従って、温度が変化する環境下での、光導波路5と光ファイバF及び/又は部品E1との光結合の効率の低下が抑制されると考えられる。なお、コア部51とクラッド部52とが互いに異なる熱膨張率を有している場合、支持板6は、コア部51及びクラッド部52の熱膨張率の平均値よりも低い熱膨張率を有していてもよい。好ましくは、支持板6の熱膨張率は、コア部51とクラッド部52それぞれの熱膨張率のうちの低い方の熱膨張率よりも低い。
支持板6は、このように光導波路5よりも低い熱膨張率を有し、好ましくは光導波路5よりも高い剛性を有するように、任意の材料で構成され得る。例えば、支持板6は、光導波路5が有する曲げ剛性よりも高い曲げ剛性を有し得る。支持板6の材料としては、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、及び石英ガラスなどのガラス類、タングステン、チタン、及びモリブデンなどの各種金属、並びに、アルミナ、窒化ケイ素、及び酸化ケイ素などの各種セラミックス、などが例示される。支持板6を構成する各種金属は、金属板の形態であってもよく、金属箔の形態であってもよい。
光導波路5の熱膨張率は、例えば、10ppm/℃~80ppm/℃である。これに対して、支持板6の熱膨張率としては、3ppm/℃~10ppm/℃が例示される。支持板6の曲げ剛性は、例えば、光導波路5の曲げ剛性の1.1倍以上であって、電気配線部200の曲げ剛性の2倍以下である。光導波路5が、容易に取り扱われ得るように保持され、且つ、電気配線部200の反りに光配線部300がある程度追従し得ると考えられる。支持板6の厚さは、例えば、30μm以上、1000μm以下程度であり得る。
図1などの例の光配線部300では、図1及び図2に示されるように、光導波路5と支持板6とは、平面視で略同じ形状及び略同じ大きさを有している。従って、光導波路5が、その縁部まで支持板6に支持され得る。そのため、光配線部300の縁部が撓んだり浮いたりすることが防がれると考えられる。また、支持板6が光導波路5よりも大きくないので、電気配線部200において、光配線部300の配置のために必要以上の大きさの領域が占められ難いと考えられる。
図1及び図2に示されるように、光導波路5は、コア部51の第2端部5b側の端面として端面50を有している。そして図1及び図2の例において端面50は、平面視で電気配線部200の外側に位置している。すなわち、光導波路5におけるコア部51の第2端部5b側の端部が、電気配線部200の外縁からはみ出ていて電気配線部200の外側に突出している。具体的には、コア部51の第2端部5b、及びクラッド部52におけるコア部51の第2端部5bを囲む部分が電気配線部200の外側に突出している。換言すると、光配線部300は、その一端が電気配線部200の外縁からはみ出るように位置付けられている。そのため、光導波路5と光ファイバFとを連結させるコネクタCを容易に光導波路5に取り付けることができる。すなわち、光導波路5と光ファイバFとを容易に光結合させることができる。
また、図1などの例では、光導波路5と光ファイバFとは、電気配線部200の上、すなわち絶縁層21などの上で連結されないので、両者の相対的な位置関係が、電気配線部200の熱膨張や熱収縮の影響を受け難いと考えられる。例えば電気配線部200が温度変化で変形しても、その変形による変位は、光導波路5と光ファイバFとが正に結合されている箇所まで及び難いと考えられる。従って、光導波路5と光ファイバFとの光結合の状態が、周囲の温度変化による影響を受け難いと推察される。
特に図1及び図2の例では、コア部51の第2端部5bと共に、支持板6の一部、すなわち、支持板6におけるコア部51の第2端部5b側の端部も、電気配線部200の外側に突出している。そのため、光導波路5は、電気配線部200からはみ出ている部分でも支持板6に支持されている。従って、光導波路5だけが電気配線部200の外縁から突出している場合と比べて、コネクタCを用いた光導波路5と光ファイバFとの光結合が容易であると考えられる。
光配線部300が電気配線部200の外縁から突出している部分の長さL、すなわち、電気配線部200の外縁と、光配線部300のうちの電気配線部200から突出している部分の先端との間の距離Lは、5mm以上、30mm以下である。配線基板100全体の平面サイズの肥大化を抑制しつつ、前述した光導波路5と光ファイバFとの結合の容易化が得られると考えられる。
図1などの例では、図2に示されるように、光導波路5は、並列する8つのコア部51を有している。このように、実施形態の配線基板に備えられる光導波路5は、任意の複数のコア部51を有し得る。そして、図2の例では、複数のコア部51の第1端部5aにおける配置ピッチP1は、第2端部5bにおける配置ピッチP2よりも小さい。例えば、第2端部5bでコア部51と光結合される複数の光ファイバFは、部品E1に備えられる複数の受光又は発光部E1bの配置ピッチほど小さいピッチで並び得ないことがある。そのため、複数の光ファイバFは、図2の例にように、受光又は発光部E1bの配置ピッチよりも大きなピッチで並べられることがある。図2の例では複数のコア部51が第2端部5bにおいて第1端部5aよりも大きなピッチで配置されている。そのため、第1端部5a及び第2端部5bそれぞれにおいて、部品E1又は光ファイバFとコア部51とが、別途のピッチ変換手段を要せずに、適切に光結合されると考えられる。
例えば、第1端部5aにおけるコア部51の配置ピッチP1は、125μm以上、250μm以下である。また、第2端部5bにおけるコア部51の配置ピッチP2は、例えば、30μm以上、100μm以下である。しかし、各端部におけるコア部51の配置ピッチは、これらの数値例に限定されない。
図3に示されるように、光導波路5の上側のクラッド部52は、コア部51の第1端部5a側の光配線部300の外縁まで形成されていない。その結果、コア部51の第1端部5aの上面5a1が露出している。コア部51内を第1端部5aに向かって伝播してきた光の一部は、エバネッセント光として、上面5a1からコア部51の外部に漏出して、部品E1の受光又は発光部E1bに入光する。すなわち、配線基板100の使用時には、コア部51の上面5a1と部品E1の受光又は発光部E1bとがアディアバティック結合される。上面5a1は、クラッド部52を介さずに部品E1の受光又は発光面E1cと対向しているため、効率の高い光結合が実現されると考えられる。
図4には、光配線部300が拡大且つX方向の中央部を省略されて示されている。図4に示されるように、本実施形態では、光配線部300が備えるコア部51の厚さは、第1端部5aと第2端部5bとの間で異なっている。本実施形態では、第1端部5aにおけるコア部51の厚さT1は、第2端部5bにおけるコア部51の厚さT2よりも小さい。なお「コア部51の厚さ」は、第1端部5aと第2端部5bとの間の各位置におけるコア部51の外周上での電気配線部200の表面203に最も近い点と表面203から最も遠い点との間のZ方向上の距離である。
図4の例では、コア部51における電気配線部200側の面とクラッド部52との界面I1と電気配線部200の表面203との距離が、第1端部5aと第2端部5bとの間で変化している。具体的には、界面I1と電気配線部200の表面203との距離が、第2端部5bよりも第1端部5aにおいて長い。界面I1のZ方向上の位置が、第2端部5bよりも第1端部5aにおいて電気配線部200から遠ざかっている。一方、電気配線部200の表面203と、コア部51における電気配線部200と反対側の面との距離は、第1端部5aと第2端部5bとの間で略一定である。そのため、第2端部5aよりも第1端部5aにおいてコア部51の厚さが小さい。
また図4の例では、コア部51の厚さは、第2端部5b側の端面から第1端部5a側の端面まで段階的に減少している。すなわち、コア部51は、第1端部5a側の端面から所定の長さを有する区間S1では厚さT1を有し、第2端部5b側の端面から所定の長さを有する区間S2では厚さT2を有し、区間S1と区間S2との間の区間S3では、厚さT3を有している。厚さT3は、厚さT2よりも小さく、厚さT1よりも大きい。厚さT3と厚さT2の間は厚さの変化領域であり、厚さT3と厚さT1の間は厚さの変化領域である。コア部51の厚さが1箇所で大きく変化しないので、コア部51内を伝播する光が全反射し易いと考えられる。
第2端部5bと光結合される光ファイバF(図1参照)は、第1端部5aと光結合される部品E1の複数の受光又は発光部E1b(図1参照)の幅(複数の受光又は発光部E1bにおける配置ピッチ方向の長さ)よりも大きなコア径を有し得る。例えば、光ファイバFのコア径が10μmφ程度であり、受光又は発光部E1bの幅が0.5μm程度であることがある。一方、光導波路5のコア部51の形成の面では、コア部51は、幅(複数のコア部51における配置ピッチ方向の長さ)と略同じか幅よりも小さい厚さを有していることが好ましい。コア部51が第1端部5a及び第2端部5bにおいて互いに同じ厚さを有していると、第2端部5bにおいて、コア部51の幅及び厚さと、光ファイバFのコア径とが乖離することがある。或いは、第1端部5aにおいて、コア部51の幅と、受光又は発光部E1bの幅とが乖離することがある。その場合、例えば、光ファイバFから出射された光のほんの一部しか、光導波路5によって受光されないことがある。同様に、光導波路5から出射した光のほんの一部しか、受光又は発光部E1bによって受光されないことがある。すなわち、送出側である光ファイバF及び/又は光導波路5から出光した光の多くが、受光側である光導波路5及び/又は受光又は発光部E1bに入光せずに喪失されると推察される。
しかし図4の例の光配線部300では、第1端部5aにおけるコア部51の厚さT1は、第2端部5bにおけるコア部51の厚さT2よりも小さいので、コア部51の厚さが一定である場合と比べて、第1及び第2の端部5a、5bそれぞれにおいて少ない光のロスで効率良く光を伝えることができる。受光されずに喪失される光が少ないので、発光源(図示せず)で生成される光に求められる光度が低減されることがある。そのため、発光源において、有効利用され得ない光の生成のための電力消費が抑制され、消費電力が低減されると推察される。
また、図4に示される光導波路5のコア部51は、第1端部5aから第2端部5bまで一体的に形成されている。そのため、互いに異なる厚さのコアを有する複数の光伝達手段を組み合わせてコア部の厚さが変換される場合と比べて、配線基板100が、その形成が容易になって、低コストで製造され得ることがある。好ましくは、光導波路5全体が、コア部51の第1端部5aを含む端部からコア部51の第2端部5bを含む端部まで一体的に形成される。
図5A~図5Cには、それぞれ、本実施形態に係る光導波路の他の例を示す断面図が示されている。図5A~図5Cいずれの例においても、第1端部5aにおけるコア部51の厚さT1は、第2端部5bにおけるコア部51の厚さT2よりも小さい。
図5Aの例では、コア部51における電気配線部200側と反対側の面とクラッド部52との界面I2と電気配線部200の表面203との距離が、第1端部5aと第2端部5bとの間で変化している。具体的には、界面I2と電気配線部200の表面203との距離が、第2端部5b側よりも第1端部5a側において短い。界面I2のZ方向上の位置が、第2端部5bよりも第1端部5aにおいて電気配線部200に近づいている。一方、電気配線部200の表面203と、コア部51における電気配線部200側の面との間の距離は、第1端部5aと第2端部5bとの間で略一定である。そのため、第2端部5aよりも第1端部5aにおいてコア部51の厚さが小さい。
また図5Bの例では、界面I2と電気配線部200の表面203との距離、及び、コア部51における電気配線部200側の面とクラッド部52との界面I1と電気配線部200の表面203との距離の両方が、第1端部5aと第2端部5bとの間で変化している。界面I2のZ方向上の位置は、第2端部5bよりも第1端部5aにおいて電気配線部200に近づいている。一方、界面I1のZ方向上の位置は、第2端部5bよりも第1端部5aにおいて電気配線部200から遠ざかっている。図5Bの例では、界面I1及び界面I2それぞれのZ方向上の位置は、交互に、そして、それぞれ段階的に変化している。
一方、図5Cの例では、コア部51の厚さは、第2端部5b側の端面から第1端部5a側の端面まで連続的に減少している。具体的には、コア部51における電気配線部200側と反対側の面とクラッド部52との界面I2が、第2端部5b側の端面から第1端部5a側の端面まで所定の角度で、第1端部5a側ほど電気配線部200に近づくように傾斜している。すなわち、界面I2にテーパーが付けられている。第1端部5aから第2端部5bまでコア部51の厚さの急変箇所がないため、コア部51内を伝播する光が全反射し易いと考えられる。なお、図5Cの例と異なり、界面I2の傾斜角度が、第2端部5b側から第1端部5a側までの間で変化していてもよい。また、コア部51における電気配線部200側の面とクラッド部52との界面I1が、第2端部5b側から第1端部5a側まで、第1端部5a側ほど電気配線部200から遠ざかるように傾斜していてもよい。図5A~図5Cに示されるように、コア部51の厚さは、任意の態様で変化し得る。
図6には、本実施形態に係る光導波路5のさらに他の例の平面図が示されている。なお、図6において、コア部51は、理解し易いように、クラッド部52に覆われている部分も含めて、実線で示されている。図6の例においても、複数のコア部51の第1端部5aでの配置ピッチは、第2端部5bでの配置ピッチよりも小さい。さらに、図6の例では、第1端部5aにおける各コア部51の幅W1(光の伝播方向に直交する方向における各コア部51の長さ)は、第2端部5bにおける各コア部51の幅W2よりも小さい。
前述したように、第2端部5bと光結合される光ファイバFは、第1端部5aと光結合される部品E1の複数の受光又は発光部E1b(図1参照)の幅よりも大きなコア径を有し得る。コア部51が、第1端部5a及び第2端部5bにおいて互いに同じ幅を有していると、第2端部5bにおいて、コア部51の幅と光ファイバFのコア径とが乖離することがある。或いは、第1端部5aにおいて、コア部51の幅と受光又は発光部E1bの幅とが乖離することがある。その場合、前述したように、光ファイバFと光導波路5との間で、及び/又は、光導波路5と部品E1との間で、出射された光の多くが受光側に入光し得ずに喪失されると考えられる。すなわち、光結合の効率が低く、そのため発光源(図示せず)では、本来必要な電力以上の電力が消費されることがある。
これに対して、図6の例では、各コア部51の幅は、第1端部5aにおいて第2端部5bよりも小さいので、光ファイバFと光導波路5との間で、及び/又は、光導波路5と部品E1との間で、受光側に入光せずに喪失する光が少ないと考えられる。すなわち、光導波路5と、光ファイバF及び/又は部品E1とが高い効率で光結合し、そのため、発光源での消費電力も抑制されると考えられる。
図6の例において各コア部51の幅は、第2端部5bから第1端部5aに向かって連続的に減少している。各コア部51を伝播する光が、各コア部内で全反射し易いと考えられる。しかし、図6の例のように両端部の間で変化するコア部51の幅は、その両端部の間で段階的に変化していてもよい。
図7A及び図7Bには、コア部51の第1端部5a(図4参照)側の光配線部300の端面の例が部分的に示されている。図7Aの例では、コア部51の上面5a1だけが、クラッド部52に覆われずに露出している。一方、図7Bの例では、上面5a1に加えて、コア部51の側面5a2もクラッド部52に覆われずに露出している。このようにコア部51は、部品E1(図1参照)と光結合される部分において、部品E1との対向面(上面5a1)だけを露出させていてもよく、部品E1との対向面と共に、対向面に隣接する面(側面5a2)を露出させていてもよい。
図8には、図1のIII部の変形例が拡大して示されている。図8の例では、光導波路5のコア部51は、第1端部5a側において光配線部300の外縁まで形成されていない。コア部51は、コア部51よりも電気配線部200側のクラッド部52の上面52a上で端面5a3を露出させている。そして、クラッド部52の上面52aの露出部分上に、上面52aと部分的に重なるように、部品E1が搭載される。そのため、光配線部300の一部は部品実装領域A1と平面視で重なっているが、コア部51の第1端部5aは、平面視で部品実装領域A1と重ならずに隣接している。
コア部51の端面5a3は、コア部51内での光の伝播方向に沿う方向(X方向)において部品実装領域A1と対向している。そして、図8に示されるように、端面5a3は、部品E1が搭載されると、受光又は発光部E1bにおいて側方を向く受光又は発光面E1cと対向し得る。このようにコア部51は、部品E1の受光又は発光部E1bと、部品E1の側方でX方向において対向するように形成されていてもよい。
図9には、実施形態の配線基板100における光配線部300の実装形態の他の例が示されている。図9の例においても、第1端部5aにおけるコア部51の厚さは第2端部5bにおけるコア部51の厚さよりも小さい。一方、図9の例の光配線部300は、光導波路5だけで構成されていて支持板6(図1参照)を備えていない。本実施形態では、光配線部300は光導波路5だけを含んでいてもよく、光配線部300において光導波路5を支持する構成要素は必ずしも設けられない。例えば光導波路5が適度な剛性を有している場合は、光配線部300が光導波路5だけで構成されていても、光配線部300は容易且つ適切に電気配線部200の上に配置されると考えられる。
図9の例の光配線部300は、絶縁層21及び導体層11を覆うソルダーレジスト23の上に配置されている。実施形態の配線基板では、光配線部300は、絶縁層21のような層間絶縁層上ではなく、図9に示されるように、ソルダーレジスト23上に配置されていてもよい。例えば、ソルダーレジスト23を介して導体層11の上に光配線部300が配置されていてもよい。光配線部300がその上に置かれる電気配線部200の表面203は、図9の例のようにソルダーレジスト23の表面であってもよい。電気配線部200の表面203は、電気配線部200の外面に露出する面であれば、電気配線部200を構成する要素のいずれの表面であってもよい。なお、支持板6(図1参照)を備える光配線部300がソルダーレジスト23の表面上に配置されてもよく、支持板6を備えない光配線部300が絶縁層21の表面上に配置されてもよい。
光配線部300が支持板を備えず、且つソルダーレジスト23上に配置されている点を除いて、図9の配線基板100は、図1の配線基板100と同様の構成要素及び同様の構造を有している。図1の配線基板100に含まれる構成要素と同様の構成要素には、図1に付された符号と同じ符号が図9に付されるか適宜省略され、繰り返しとなる説明は省略される。
図10A及び図10Bには、それぞれ、光導波路5のコア部51の第2端部5bを含む、実施形態の配線基板100の縁部の他の例が拡大して示されている。図10Aの例では、図1の例と同様に、光導波路5のコア部51の第2端部5b、及びクラッド部52におけるコア部51の第2端部5bを囲む部分が、電気配線部200の外側に突出している。しかし、図10Aの例では、支持板6は電気配線部200の外側に突出していない。平面視において支持板6の外縁は電気配線部200の外縁と略一致している。支持板6の端面6aは、電気配線部200の側面201と略面一である。図10Aの例のように、光配線部300において、支持板6は電気配線部200の外側に突出せず、光導波路5だけが電気配線部200の外側に突出していてもよい。その場合でも、コネクタCを容易に光導波路5に取り付けることができ、光導波路5と光ファイバFとを容易に光結合させ得ることがある。
図10Bの例では、光導波路5は、電気配線部200の外縁202まで形成されていない。光導波路5のコア部51の第2端部5b側の端面50は、電気配線部200の外縁202よりも電気配線部200の内側に位置している。そのため、支持板6における光導波路5側の表面6bの一部が光導波路5に覆われずに露出している。図10Bの例では、この表面6bの露出部分上に、光ファイバFと光導波路5とを光結合させるコネクタC1が配置される。光導波路5とコネクタC1の両方が、比較的低い熱膨張率を有する支持板6上に配置されるので、周囲温度が変化しても、コア部51における光ファイバFとの位置ずれが生じ難く、光結合の効率が低下し難いと考えられる。なお、図10Bの例のように光導波路5が設けられる場合でも、コネクタC1は、必ずしも支持板6上に配置されなくてもよい。本実施形態の配線基板では、図10Bの例のように、光導波路5及び支持板6は、電気配線部200の外側に必ずしも突出していなくてもよい。
つぎに、実施形態の配線基板を製造する方法の一例が、図1の配線基板100を例に用いて図11A~図11Eを参照して説明される。
図11Aに示されるように、コア基板3の両側に、絶縁層21、22、及び導体層11、12が形成される。例えば、コア基板3の絶縁層32となる絶縁層を含む両面銅張積層基板に、サブトラクティブ法によって所望の導体パターンを有する導体層31とスルーホール導体33とが形成される。そして、コア基板3の第1面3a上に絶縁層21が形成され、第2面3b上に絶縁層22が形成される。絶縁層21及び絶縁層22は、例えば、コア基板3上へのフィルム状のエポキシ樹脂の積層、及びその熱圧着によって形成される。各絶縁層には、ビア導体20を形成するための貫通孔が、例えば炭酸ガスレーザー光の照射などによって形成される。そして、絶縁層21の上に導体層11が形成され、絶縁層22の上には導体層12が形成される。導体層11は、導体パッド11a、11bなどの所定の導体パターンを含むように形成される。導体層11及び導体層12は、例えばセミアディティブ法によって形成される。
図11Bに示されるように、導体ポスト13が形成される。図11Bには、導体ポスト13の形成後の図11AのXIB部の拡大図が示されている。図11Bには示されていないが、導体ポスト14(図11C参照)も導体ポスト13と共に形成される。セミアディティブ法による導体層11などの形成では、図11Bに示されるように、絶縁層21の表面の全面に、例えば無電解めっきによって金属膜111が形成される。その金属膜111を給電層として用いる電解めっきを含むパターンめっきによって、めっき膜112が形成される。
パターンめっきに用いられためっきレジスト(図示せず)が除去された後、金属膜111が全面的に残されたまま、導体層11及び絶縁層21の上に、導体ポスト13の形成箇所に開口R1aを有するめっきレジストR1が形成される。例えば、フォトリソグラフィ技術を用いてめっきレジストR1が形成される。そして開口R1a内に、例えば、金属膜111を給電層として用いる電解めっきによって導体ポスト13が形成される。
さらに、図11Bに示されるように、接続層15が、例えば金属膜111を給電層として用いる電解めっきによって、導体ポスト13の端面上に形成される。接続層15として、例えば、すず、すず合金、又は、金合金などからなる金属膜が形成される。接続層15の形成後、めっきレジストR1が適切な剥離剤を用いて除去される。そして、金属膜111のうちのめっき膜112に覆われていない部分が、例えば、クイックエッチングによって除去される。
図11Cに示されるように、絶縁層21及び導体層11、導体ポスト13、14、及び接続層15を覆うソルダーレジスト23が形成される。ソルダーレジスト23は、例えば、液状又はシート状のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを、印刷、塗布、吹き付け、又は積層などの方法で絶縁層21、及びその表面上の各構成要素上に供給することによって形成される。ソルダーレジスト23は、必要に応じて、加熱又は紫外線照射などによって本硬化又は仮硬化される。コア基板3の第2面3b側にも、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂の塗布や積層などによってソルダーレジスト23が形成される。
図11Dに示されるように、導体ポスト13、14における絶縁層21と反対側の端部が接続層15と共に露出するように、ソルダーレジスト23の厚さ方向の一部が除去される。ソルダーレジスト23の厚さの減少によって、導体ポスト13、14における絶縁層21と反対側の端部が露出する。ソルダーレジスト23の一部は、例えば、四フッ化炭素(CF4)ガスを用いるプラズマエッチングなどのドライエッチンングや、ブラスト処理などによって除去され得る。
図11Eに示されるように、ソルダーレジスト23における、光配線部300が設けられる領域に対応する部分が、例えば、炭酸ガスレーザー光の照射などによって除去される。絶縁層21の表面のうちの光配線部300が設けられる領域が露出する。そのレーザー加工によってソルダーレジスト23に開口23aが形成され得る。電気配線部200が完成する。
図1の例の配線基板100が製造される場合は、支持板6上に配置されている光導波路5を含む光配線部300が用意される。光導波路5は、前述したように、例えば、フォトリソグラフィ法、Mosquito法、又はインプリント法などを用いて形成される。支持板6上に配置された光導波路5は、後述されるように、例えば、ガラスなどからなる支持板6上で形成されてもよいし、コア部51及びクラッド部52の形成後に、別途用意された支持板6上に任意の接着剤(図示せず)を用いて接着されてもよい。
ソルダーレジスト23から露出している絶縁層21の表面の所定の部分に、例えば、熱硬化性、常温硬化性、又は光硬化性などの任意の接着剤Gが供給され、その上に、光導波路5を備えた光配線部300が搭載される。必要に応じて、加熱などによる接着剤Gの硬化処理が行われて光配線部300が固定される。さらに、接続層15が、リフロー処理などによって一旦溶かされて半球状の形状に整形される。以上の工程を経ることによって図1の例の配線基板100が完成する。
図12A~図12Dを参照して、図4に例示の光配線部300の形成方法の一例として、インプリント法を用いる方法が説明される。図12Aに示されるように、例えばガラス板が支持板6として用意され、支持板6の表面上に下部クラッド層521が形成される。例えばPMMAのような、クラッド部52(図12C参照)の構成材料として前述された材料が、フィルム状に成形されて支持板6に熱圧着される。
下部クラッド層521に金型Mが押し付けられる。金型Mには、下部クラッド層521に押し付けられる面に、コア部51(図12B参照)における支持板6側の面が有すべき段差に対応する段差が設けられている。金型Mを支持板6に押し付けることによって、コア部形成用の溝523が下部クラッド層521に形成される。溝523の底面には、コア部51が支持板6側の面に有すべき段差に対応する段差が形成される。
図12Bに示されるように、溝523は、コア部51の第1端部5aとなるべき端部側の深さが、コア部51の第2端部5bとなるべき端部側の深さよりも段階的に小さくなるように形成される。そして、溝523が、コア部51を構成する例えばアクリル系樹脂などによって充填される。その結果、第1端部5aにおいて第2端部5bよりも小さい厚さを有するコア部51が、溝523内に形成される。
図12Cに示されるように、上部クラッド層522が下部クラッド層521及びコア部51上に形成される。例えば、下部クラッド層521の形成と同様に、PMMAのようなクラッド部52の構成材料が、フィルム状に成形されて下部クラッド層521及びコア部51に熱圧着される。上部クラッド層522が下部クラッド層521と一体化するか少なくとも密着することによって、コア部51を囲むクラッド部52が形成される。
図12Dに示されるように、上部クラッド層522においてコア部51の第1端部5aを覆う部分が除去される。その結果、第1端部5aにおいてコア部51の一部が露出する。上部クラッド層522の除去部分は、例えば露光及び現像、又はレーザー加工などによって除去され得る。なお、図12Cに示される工程において、コア部51の第1端部5a側の一部が覆われないように、クラッド部52の構成材料が熱圧着されてもよい。例えば図12A~図12Dに示される工程を経ることによって、図4に例示の光配線部300が形成される。
実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造、並びに、本明細書において例示される構造、形状、及び材料を備えるものに限定されない。前述したように、実施形態の配線基板は任意の積層構造を有し得る。例えば、実施形態の配線基板はコア基板を含まないコアレス基板であってもよい。実施形態の配線基板は、任意の数の導体層及び絶縁層を含み得る。また、導体パッド11b及び導体ポスト14は形成されていなくてもよい。導体ポスト13も必ずしも設けられない。
100 配線基板
200 電気配線部
203 電気配線部の表面
300 光配線部
11、12 導体層
21、22 絶縁層
23 ソルダーレジスト
5 光導波路
50 光導波路の端面
51 コア部
5a 第1端部
5b 第2端部
52 クラッド部
6 支持板
A1 部品実装領域
E1、E2 部品
T1 第1端部におけるコア部の厚さ
T2 第2端部におけるコア部の厚さ
200 電気配線部
203 電気配線部の表面
300 光配線部
11、12 導体層
21、22 絶縁層
23 ソルダーレジスト
5 光導波路
50 光導波路の端面
51 コア部
5a 第1端部
5b 第2端部
52 クラッド部
6 支持板
A1 部品実装領域
E1、E2 部品
T1 第1端部におけるコア部の厚さ
T2 第2端部におけるコア部の厚さ
Claims (16)
- 絶縁層及び導体層を含む電気配線部と、
光導波路を含んでいて前記電気配線部の表面の上に置かれている光配線部と、
を含む配線基板であって、
前記光導波路は、光を伝えるコア部及び前記コア部を囲むクラッド部を含み、
前記コア部は、光の透過面を含む第1端部、及び前記第1端部と反対側の端部であって光の透過面を含む第2端部を有し、
前記第1端部における前記コア部の厚さは、前記第2端部における前記コア部の厚さよりも小さい。 - 請求項1記載の配線基板であって、
前記電気配線部は、前記光導波路を透過した光と光結合する部品に覆われる部品実装領域を有し、
前記コア部の前記第1端部は、平面視で前記部品実装領域と重なるか、又は隣接しており、
前記コア部は前記部品実装領域から前記電気配線部の外縁に向かって延びている。 - 請求項1記載の配線基板であって、前記コア部は、前記第1端部から前記第2端部まで一体的に形成されている。
- 請求項1記載の配線基板であって、前記コア部における前記電気配線部側の面と前記クラッド部との界面と、前記電気配線部の前記表面との距離は、前記第2端部よりも前記第1端部において、長い。
- 請求項1記載の配線基板であって、前記コア部における前記電気配線部側と反対側の面と前記クラッド部との界面と、前記電気配線部の前記表面との距離は、前記第2端部よりも前記第1端部において、短い。
- 請求項1記載の配線基板であって、前記コア部の厚さは、前記第2端部側の端面から前記第1端部側の端面まで段階的に減少している。
- 請求項1記載の配線基板であって、前記コア部の厚さは、前記第2端部側の端面から前記第1端部側の端面まで連続的に減少している。
- 請求項1記載の配線基板であって、前記光導波路は、有機物によって構成されている。
- 請求項1記載の配線基板であって、前記コア部は、前記第1端部において、前記電気配線部と反対側の表面を前記クラッド部から露出させている。
- 請求項1記載の配線基板であって、
前記光配線部は、さらに支持板を含み、
前記光導波路は前記支持板上に形成されている。 - 請求項10記載の配線基板であって、前記支持板は、前記光導波路が有する熱膨張率よりも低い熱膨張率を有している。
- 請求項10記載の配線基板であって、前記支持板は、前記光導波路が有する曲げ剛性よりも高い曲げ剛性を有している。
- 請求項10記載の配線基板であって、前記光導波路と前記支持板とは、平面視で略同じ形状及び略同じ大きさを有している。
- 請求項1記載の配線基板であって、前記光導波路における前記コア部の前記第2端部側の端面は、平面視で前記電気配線部の外側に位置している。
- 請求項14記載の配線基板であって、前記コア部の前記第2端部、及び前記クラッド部における前記第2端部を囲む部分が、前記電気配線部の前記外側に突出している。
- 請求項14記載の配線基板であって、
前記光配線部は、さらに支持板を含み、
前記光導波路は前記支持板上に形成されており、
前記支持板における前記コア部の前記第2端部側の端部は、前記電気配線部の前記外側に突出している。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021171885A JP2023061764A (ja) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021171885A JP2023061764A (ja) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 配線基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023061764A true JP2023061764A (ja) | 2023-05-02 |
Family
ID=86249856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021171885A Pending JP2023061764A (ja) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 配線基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023061764A (ja) |
-
2021
- 2021-10-20 JP JP2021171885A patent/JP2023061764A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7734125B2 (en) | Optoelectronic wiring board, optical communication device, and method of manufacturing the optical communication device | |
JP4260650B2 (ja) | 光電気複合基板及びその製造方法 | |
JP2011113039A (ja) | 光導波路装置及びその製造方法 | |
JP6084027B2 (ja) | 光導波路装置及びその製造方法 | |
JP2002006161A (ja) | 光配線基板および光配線モジュール並びにそれらの製造方法 | |
JPWO2007114316A1 (ja) | 光伝送基板およびその製造方法並びに光電子混載基板 | |
JP2001196643A (ja) | 光・電気素子搭載用チップキャリア及びその実装方法並びに光・電気配線基板及びその製造方法並びに実装基板 | |
JP2008129385A (ja) | 光部品搭載用基板及び光モジュール | |
JP5593390B2 (ja) | 光印刷回路基板及びその製造方法 | |
JP7031125B2 (ja) | 光導波路、光導波路接続体および電子機器 | |
WO2023068105A1 (ja) | 配線基板 | |
JP2007086367A (ja) | 光ピン、光ピンコネクタ及び光路変換用モジュール | |
JP2023061764A (ja) | 配線基板 | |
JP2023061763A (ja) | 配線基板 | |
JP2024006721A (ja) | 導波路及び配線基板 | |
WO2024075496A1 (ja) | 光導波路 | |
WO2023063146A1 (ja) | 配線基板 | |
JP2024013031A (ja) | 配線基板 | |
WO2024150628A1 (ja) | 配線基板 | |
JP2024053954A (ja) | 光導波路及び配線基板 | |
US20240255695A1 (en) | Wiring substrate | |
WO2024150629A1 (ja) | 配線基板 | |
WO2024075497A1 (ja) | 接続構造 | |
JP2023008206A (ja) | 配線基板 | |
US20230007768A1 (en) | Wiring substrate |