JP4673100B2 - 部品支持基板、光デバイス - Google Patents

Description

本発明は、光部品などの各種部品を支持するための部品支持基板、及び、部品支持基板と光学素子と光部品とを備える光デバイスに関するものである。

近年、インターネットに代表される情報通信技術の発達や、情報処理装置の処理速度の飛躍的向上などに伴って、画像等の大容量データを送受信するニーズが高まりつつある。かかる大容量データを情報通信設備を通じて自由にやり取りするためには１０Ｇｂｐｓ以上の情報伝達速度が望ましく、そのような高速通信環境を実現しうる技術として光通信技術に大きな期待が寄せられている。一方、機器内の配線基板間での接続、配線基板内の半導体チップ間での接続、半導体チップ内での接続など、比較的短い距離における信号伝達経路に関しても、高速で信号を伝送することが近年望まれている。このため、従来一般的であった金属ケーブルや金属配線から、光導波路等を用いた光伝送へと移行することが理想的であると考えられている。

そして近年では、光導波路、光学素子、部品支持基板等を備え、光導波路と光学素子との間で光通信を行う光デバイスが各種提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。しかしながら、特許文献１，２に記載の従来技術では、各部品同士のアライメントを積極的に行っているわけではなく、はんだリフロー時のセルフアライメント作用に頼っているにすぎない。それゆえ、光学素子と光導波路との間で光軸ズレが生じやすく、光の伝送ロスが生じやすかった。

そこで最近では、上記のセルフアライメント方式の光デバイスばかりでなく、各部品同士のアライメントを積極的に行うガイドピンアライメント方式の光デバイスが提案されている（例えば、特許文献３参照）。改良した形態として図２４にその一例を示す。この光デバイス１０１では、部品支持基板１０２側に部品支持体であるガイドピン１０３を立設し、そのガイドピン１０３を用いて光導波路１０４を位置合わせ状態で固定している。より具体的にいうと、部品支持基板１０２には、断面円形状であって一定の内径を有する充填用孔１０５が設けられる。充填用孔１０５内には樹脂材料を充填して硬化させることで樹脂充填部１０６が形成され、さらにその樹脂充填部１０６には嵌合穴１０７が形成される。嵌合穴１０７内にはガイドピン１０３の一部が嵌合されることで固定される。一方、光導波路１０４には位置合わせ用孔１０８があらかじめ設けられる。そして、ガイドピン１０３の突出箇所を位置合わせ用孔１０８に挿通させることにより、光導波路１０４が部品支持基板１０２や光学素子１１０に対して位置合わせされる。
特開２００２−２３６２２８号公報 特開平８−２５０５４２号公報 特開２００３−１０７２８３号公報（図１７，図１９等）

ところが、ガイドピンアライメント方式の光デバイス１０１には、以下の問題がある。即ち、部品支持基板１０２は熱膨張率や熱収縮率が比較的小さいセラミック材料からなるのに対し、樹脂充填部１０６は熱膨張率や熱収縮率が比較的大きい樹脂材料からなる。従って、光デバイス１０１の製造時、使用時に加熱や冷却を行うと、両者の熱膨張率の差、熱収縮率の差に起因して、部品支持基板１０２と樹脂充填部１０６との界面付近（特に充填用孔１０５の開口部付近）に熱応力が集中する。その結果、図２５に示されるように、部品支持基板１０２と樹脂充填部１０６との間に隙間１１１が生じて、両者の密着性が悪化する。また、部品支持基板１０２側または樹脂充填部１０６側に、クラック１２１が生じやすくなる。よって、図２４に示した従来の光デバイス１０１よりも高い信頼性を実現するためには、何らかの対策を講じる必要がある。さらに、隙間１１１やクラック１２１が生じた光デバイス１０１では、樹脂充填部１０６を充填用孔１０５内に保持する強度が低下する。そのため、ガイドピン１０３が位置ズレしてしまい、各部品同士の位置合わせ精度が悪化する可能性がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂充填部の密着性がよいため信頼性に優れ、しかも部品同士の高精度位置合わせが可能な部品支持基板を提供することにある。また、本発明の別の目的は、樹脂充填部の密着性がよいため信頼性に優れ、しかも部品同士の高精度光軸合わせが可能なため光伝送効率に優れた光デバイスを提供することにある。

そして上記課題を解決するための第１の手段としては、第１主面及び第２主面を有し、少なくとも前記第１主面にて開口する第１開口部を持つ充填用孔を有する基板と、前記充填用孔内に配置され、前記第１主面にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部と、前記嵌合穴に嵌合されることで固定され、前記嵌合穴から突出した箇所に他部品を支持可能な部品支持体とを備え、前記樹脂充填部は、熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記基板との熱膨張係数差が最も小さい低熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に接触させるべく前記樹脂充填部の外周部に配置する一方で、前記基板との熱膨張係数差が最も大きい高熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に対して非接触とさせるべく前記低熱膨張樹脂材料の内側に配置し、前記高熱膨張樹脂材料の中心部に前記嵌合穴を設けたことを特徴とする部品支持基板がある。

基板の熱膨張係数と樹脂材料の熱膨張係数とが異なる場合、温度変化に遭遇すると熱応力が発生する。その際に熱応力は、充填用孔の内壁面から離間した樹脂充填部の中心部よりも、充填用孔の内壁面に近接した樹脂充填部の外周部に集中しやすい。その点、第１の手段によると、基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を樹脂充填部の外周部に配置したことにより、充填用孔の内壁面と樹脂充填部との界面付近に大きな熱応力が集中しにくくなる。よって、熱応力の集中に起因する隙間やクラックの発生率を低減することができ、信頼性が向上する。また、樹脂充填部が充填用孔内に強固に保持される結果、部品支持体の位置ズレを未然に防止することができ、各部品同士の位置合わせ精度が高くなる。

上記の課題を解決するための第２の手段としては、第１主面及び第２主面を有し、少なくとも前記第１主面にて開口する第１開口部を持つ充填用孔を有する基板と、前記充填用孔内に配置され、前記第１主面にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部と、前記嵌合穴に嵌合されることで固定され、前記嵌合穴から突出した箇所に他部品を支持可能な部品支持体とを備え、前記樹脂充填部は、熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を、前記充填用孔の前記第１開口部寄りに配置したことを特徴とする部品支持基板がある。

基板の熱膨張係数と樹脂材料の熱膨張係数とが異なる場合、温度変化に遭遇すると熱応力が発生する。その際に熱応力は、充填用孔の第１開口部から離間した位置よりも第１開口部寄りの位置に集中しやすい。その点、第２の手段によると、基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を充填用孔の第１開口部寄りに配置したことにより、その位置に大きな熱応力が集中しにくくなる。よって、熱応力の集中に起因する隙間やクラックの発生率を低減することができ、信頼性を向上できる。また、樹脂充填部が充填用孔内に強固に保持される結果、部品支持体の位置ズレを未然に防止することができ、各部品同士の位置合わせ精度が高くなる。

なお、第１及び第２の手段における「他部品」とは、例えば部品支持基板とは別体で構成された部品（例えば後述する光部品など）であって、部品支持基板と位置合わせされる対象物のことを指す。しかし「他部品」は第１及び第２の手段において必須構成要素ではない。

また、上記課題を解決するための第３の手段としては、前述した部品支持基板と、前記部品支持基板上に搭載された光学素子と、前記光学素子と位置合わせした状態で前記部品支持体により支持される光部品とからなることを特徴とする光デバイスがある。

従って、第３の手段によると、特定の部位に大きな熱応力が集中しにくくなるので、熱応力の集中に起因する隙間やクラックの発生率を低減することができ、信頼性を向上できる。また、樹脂充填部が充填用孔内に強固に保持される結果、部品支持体の位置ズレを未然に防止することができ、各部品同士の高精度光軸合わせを行うことができる。このため、光伝送効率に優れた光デバイスを実現することができる。

部品支持基板を構成する基板としては、例えば、樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板または金属基板が使用可能であるが、特にセラミック基板が好ましい。樹脂基板に比較して熱伝導性の高いセラミック基板を用いた場合には、発生した熱が効率よく放散される。そのため、例えば光部品を支持するための部品支持基板に適用した場合には、放熱性の悪化に起因する発光波長のズレが回避され、動作安定性・信頼性に優れた部品支持基板を実現することができる。かかるセラミック基板の好適例を挙げると、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ほう素、ベリリア、ムライト、低温焼成ガラスセラミック、ガラスセラミック等からなる基板がある。これらの中でもアルミナや窒化アルミニウムからなる基板を選択することが特に好ましい。

また、樹脂基板の好適例としては、例えば、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等からなる基板を挙げることができる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる基板を使用してもよい。金属基板の好適例としては、例えば、銅基板、銅合金からなる基板、銅以外の金属単体からなる基板、銅以外の合金からなる基板などを挙げることができる。

部品支持基板を構成する基板は、絶縁層と導体層（金属配線層）とを備えた配線基板であることがよく、特には多層配線基板であることがよい。前記導体層は基板表面に形成されていてもよく、基板内部に形成されていてもよい。これらの導体層の層間接続を図るために、基板内部にビアホール導体が形成されていてもよい。なお、かかる導体層やビアホール導体は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などからなる導電性金属ペーストを印刷または充填することにより形成される。そして、このような導体層には電気信号が流れるようになっている。なお、このような配線基板に加えて、例えば、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層を基板上に備えるビルドアップ配線基板を用いることも許容される。

部品支持基板を構成する基板は、第１主面及び第２主面を有し、少なくとも前記第１主面にて開口する第１開口部を持つ充填用孔を有している。つまり、充填用孔は、第１主面側においてのみ開口する非貫通孔であってもよいほか、第１主面側及び第２主面側の両方において開口する貫通孔であっても構わない。

第３の手段の光デバイスは、部品支持基板上に搭載された光学素子を備えている。光学素子は例えば部品支持基板上に１つまたは２つ以上搭載される。その搭載方法としては、例えば、ワイヤボンディングやフリップチップボンディング等の手法、異方導電性材料を用いた手法などを採用することができる。発光部を有する光学素子（即ち発光素子）としては、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）、半導体レーザダイオード（Laser Diode ；ＬＤ）、面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser；ＶＣＳＥＬ）等を挙げることができる。これらの発光素子は、入力した電気信号を光信号に変換した後、その光信号を所定部位に向けて発光部から出射する機能を備えている。一方、受光部を有する光学素子（即ち受光素子）としては、例えば、ｐｉｎフォトダイオード（pin Photo Diode；pin ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等を挙げることができる。これらの受光素子は、光信号を受光部にて入射し、その入射した光信号を電気信号に変換して出力する機能を有している。なお、前記光学素子は発光部及び受光部の両方を有するものであってもよい。前記光学素子に使用する好適な材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓなどを挙げることができる。このような光学素子（特に発光素子）は、動作回路によって動作される。光学素子及び動作回路は、例えば、部品支持基板に形成された導体層（金属配線層）を介して電気的に接続されている。

第３の手段の光デバイスは、光学素子と位置合わせした状態で部品支持体により支持される光部品を備えている。ここで光部品とは、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つの機能を有する部品を意味する。具体例を挙げると、光伝送機能を有する光部品としては、例えば光導波路や光ファイバなどがある。なお、光導波路を支持する基材も、光伝送機能を有する光部品に該当するものとする。光ファイバと光ファイバを支持する光ファイバコネクタとからなる光部品も、光伝送機能を有する光部品に該当するものとする。集光機能を有する光部品としては、例えばマイクロレンズアレイ等に代表されるレンズ部品などがある。光反射機能を有する光部品としては、例えば光路変換部品などがある。なお、光路変換部が形成された光ファイバコネクタは、光反射機能を有する光部品であるということができる。光路変換部が形成された光導波路は、光伝送機能及び光反射機能を有する光部品であるということができる。なお、部品支持基板上には、１つの光部品のみが支持されていてもよく、２つ以上の光部品が支持されていてもよい。

前記光導波路とは、光信号が伝搬する光路となるコア及びそのコアを取り囲むクラッドを有した板状またはフィルム状の部材を指し、例えば、ポリマ材料等からなる有機系の光導波路、石英ガラスや化合物半導体等からなる無機系の光導波路等がある。前記ポリマ材料としては、感光性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを選択することができ、具体的には、フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化性エポキシ樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが好適である。

前記基板の充填用孔内には、樹脂材料からなる樹脂充填部が配置されている。樹脂材料はセラミック等の無機材料に比べて加工性に優れているので、樹脂充填部に対する高精度穴明けを簡単にかつ低コストで行うことができる。この樹脂充填部は第１主面にて開口する嵌合穴を有している。嵌合穴は第１主面側においてのみ開口する（即ち開口部を１つ有する）非貫通穴であってもよいほか、第１主面及び第２主面の両方において開口する（即ち開口部を２つ有する）貫通穴であってもよい。嵌合穴の形状等については特に限定されず、後述する部品支持体を支持可能な程度であればよい。ただし、嵌合穴は充填用孔よりも小径であることがよい。また、充填用孔の中心線及び嵌合穴の中心線は、合致していることが好ましいが、必ずしも合致していなくてもよい。

前記充填用孔の形状等については特に限定されず、例えば一定の内径を有する断面円形状の孔を充填用孔としてもよい。この場合には、充填用孔を簡単に形成することができる。なお、一定の内径を有しない断面円形状の孔を充填用孔としてもよく、具体的には第１開口部及び第２開口部にて最大径を有し、第１開口部及び第２開口部の中間位置にて最小径を有する断面円形状の孔を充填用孔としてもよい。この場合には、樹脂充填部のさらなる密着性向上を達成できるとともに、樹脂材料の不完全充填の発生率及び樹脂充填部内における気泡の残留率を低減することができる。

樹脂充填部を形成する複数の樹脂としては特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等がある。この場合、硬化収縮量が少ない熱硬化性樹脂を選択することが好ましい。熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）等がある。

樹脂充填部はフィラーを含んでいてもよい。フィラーの添加は樹脂充填部の熱膨張係数の低減に貢献する。前記フィラーとしては、樹脂などからなる有機フィラーや、セラミック、金属、ガラスなどからなる無機フィラーを挙げることができる。有機フィラーを選択した場合に得られる利点は、嵌合穴の加工が容易になることである。一方、無機フィラーを選択したときに得られる利点は、例えばセラミック基板を用いる場合に、樹脂充填部の熱膨張係数をセラミック基板の熱膨張係数に整合させやすくなることである。さらに、前記フィラーとして導電性フィラーを選択してもよく、この場合には樹脂充填部に導電性を付与することが可能となり、樹脂充填部の一部または全部を導体として利用できるようになる。

前記樹脂充填部は、熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料からなる。熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料は以下のような手法で作製可能である。具体例を挙げると、例えば、樹脂の主成分を同一とし、樹脂に添加する硬化剤の種類や量を異ならせる手法や、樹脂に添加するフィラーの種類や量を異ならせる手法や、樹脂そのものの種類を異ならせる手法などがある。

より具体的にいうと、基板がセラミック基板である場合における樹脂充填部としては、フィラーを含み、セラミック基板との熱膨張係数差が相対的に大きい高熱膨張樹脂材料と、前記高熱膨張樹脂材料よりも多量のフィラーを含み、セラミック基板との熱膨張係数差が相対的に小さい低熱膨張樹脂材料とからなることが好ましい。この手法によれば、樹脂そのものの種類及び硬化剤の種類や量を特に変えることなく、熱膨張係数に差を設けることができる。

また、基板がセラミック基板である場合における樹脂充填部としては、フィラーを含み、セラミック基板との熱膨張係数差が相対的に大きい高熱膨張樹脂材料と、前記高熱膨張樹脂材料よりも硬質のフィラーを含み、セラミック基板との熱膨張係数差が相対的に小さい低熱膨張樹脂材料とからなることが好ましい。この手法によっても、樹脂そのものの種類及び硬化剤の種類や量を特に変えることなく、熱膨張係数に差を設けることができる。また、樹脂充填部の中心部をドリル加工する際、フィラーの少ない部分を穴あけするため、ドリルの磨耗を抑えることができる。

部品支持基板を構成する部品支持体は、嵌合穴に嵌合されることで固定される。部品支持体の一部は少なくとも第１主面側から突出するとともに、その突出箇所には他部品（具体的には光部品など）が支持可能である。部品支持体の形状については特に限定されないが、例えばピン状のもの（ガイドピン）が好ましく、その材料としてはステンレス等のようにある程度硬質な金属がよい。また、部品支持体の直径（特に前記突出箇所の直径）については、他部品の有する位置合わせ凹部と嵌合できるように、当該位置合わせ凹部とほぼ同径である必要がある。なお、部品支持体の数については特に限定されないが、位置合わせ精度の向上及び固定強度の向上という観点からすると、単数よりは複数であることがよい。

この場合、嵌合穴は精密加工穴であること、具体的には加工要求精度が±０．００１ｍｍ以内の精密加工穴であることが好ましい。この場合、各部品の位置合わせ精度を向上できるからである。なお、特に光デバイスにおいては精密加工穴を採用することが望ましく、この場合には光学素子及び光部品の光軸合わせを高い精度で行うことが可能となる。

ここで、第１の手段にかかる部品支持基板を製造する好適な方法（第４の手段）としては、充填用孔を有する基板を用意する工程と、前記充填用孔の内壁面に、前記基板との熱膨張係数差が相対的に小さい低熱膨張樹脂材料を付着させた後、その低熱膨張樹脂材料を硬化させる工程と、前記低熱膨張樹脂材料の硬化体が付着している前記充填用孔内に、前記基板との熱膨張係数差が相対的に大きい高熱膨張樹脂材料を充填した後、その高熱膨張樹脂材料を硬化させる工程と、前記高熱膨張樹脂材料の硬化体に前記嵌合穴を形成する工程とを含むことを特徴とする部品支持基板の製造方法、がある。また、第１の手段にかかる部品支持基板を製造する別の好適な方法（第５の手段）としては、充填用孔を有する基板を用意する工程と、前記充填用孔内に、前記基板との熱膨張係数差が相対的に小さい低熱膨張樹脂材料を充填した後、その低熱膨張樹脂材料を硬化させる工程と、前記低熱膨張樹脂材料の硬化体に凹部を形成する工程と、前記凹部内に、前記基板との熱膨張係数差が相対的に大きい高熱膨張樹脂材料を充填した後、その高熱膨張樹脂材料を硬化させる工程と、前記高熱膨張樹脂材料の硬化体に前記嵌合穴を形成する工程とを含むことを特徴とする部品支持基板の製造方法、もある。

そしてこれらの製造方法によると、２つの樹脂材料からなる所定構造の樹脂充填部を比較的簡単に形成できるため、信頼性等に優れる上記の部品支持基板を比較的容易に製造することができる。

さらに、第２の手段にかかる部品支持基板を製造する好適な方法（第６の手段）としては、充填用孔を有する基板を用意する工程と、前記充填用孔において前記第１開口部よりも深い位置に、前記基板との熱膨張係数差が相対的に大きい高熱膨張樹脂材料を充填した後、その高熱膨張樹脂材料を硬化させる工程と、前記充填用孔において前記第１開口部寄りの位置に、前記基板との熱膨張係数差が相対的に小さい低熱膨張樹脂材料を充填した後、その低熱膨張樹脂材料を硬化させて、前記樹脂充填部とする工程と、前記樹脂充填部に前記嵌合穴を形成する工程とを含むことを特徴とする部品支持基板の製造方法、がある。

そしてこの製造方法によると、２つの樹脂材料からなる所定構造の樹脂充填部を比較的簡単に形成できるため、信頼性等に優れる上記の部品支持基板を比較的容易に製造することができる。

なお、基板としてセラミック基板を用いる場合、上記製造方法における「充填用孔を有する基板を用意する工程」では、セラミック未焼結体にあらかじめ充填用孔を形成した後、そのセラミック未焼結体を加熱して焼結させてセラミック基板を作製することが好ましい。セラミック材料は完全に焼結すると極めて硬くなる性質があるため、加工が難しくなり、加工コストも高くなる。しかし、それほど硬くない未焼結状態のセラミック材料を加工対象とすることにより、穴加工を比較的簡単にかつ低コストで行うことができる。穴あけ工程における穴加工の方法としては周知の技術を採用することができ、具体例としては、ドリル加工、パンチ加工、レーザ加工などがある。ただし、低コストという観点からすると、ドリル加工やパンチ加工といった機械的加工が好ましく、特にはパンチ加工が好ましい。
また、上記課題を解決するための第７の手段としては、第１主面及び第２主面を有し、少なくとも前記第１主面にて開口する第１開口部を持つ充填用孔を有する基板と、前記充填用孔内に配置され、前記第１主面にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部とを備え、前記嵌合穴には、他部品を支持可能な部品支持体または前記他部品自身に設けられた突部が嵌合可能であり、前記樹脂充填部は、熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記基板との熱膨張係数差が最も小さい低熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に接触させるべく前記樹脂充填部の外周部に配置する一方で、前記基板との熱膨張係数差が最も大きい高熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に対して非接触とさせるべく前記低熱膨張樹脂材料の内側に配置し、前記高熱膨張樹脂材料の中心部に前記嵌合穴を設けたことを特徴とする部品支持基板、がある。
従って、第７の手段によると、基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を樹脂充填部の外周部に配置したことにより、充填用孔の内壁面と樹脂充填部との界面付近に大きな熱応力が集中しにくくなる。よって、熱応力の集中に起因する隙間やクラックの発生率を低減することができ、信頼性が向上する。また、樹脂充填部が充填用孔内に強固に保持される結果、部品支持体または他部品の突部の位置ズレを未然に防止することができ、各部品同士の位置合わせ精度が高くなる。なお、上述した第４，第５の手段にかかる製造方法によれば、第７の手段にかかる部品支持基板を比較的容易に製造することができる。
上記課題を解決するための第８の手段としては、第１主面及び第２主面を有し、少なくとも前記第１主面にて開口する第１開口部を持つ充填用孔を有する基板と、前記充填用孔内に配置され、前記第１主面にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部とを備え、前記嵌合穴には、他部品を支持可能な部品支持体または前記他部品自身に設けられた突部が嵌合可能であり、前記樹脂充填部は、熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を、前記充填用孔の前記第１開口部寄りに配置したことを特徴とする部品支持基板、がある。
従って、第８の手段によると、基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を充填用孔の第１開口部寄りに配置したことにより、その位置に大きな熱応力が集中しにくくなる。よって、熱応力の集中に起因する隙間やクラックの発生率を低減することができ、信頼性を向上できる。また、樹脂充填部が充填用孔内に強固に保持される結果、部品支持体または他部品の突部の位置ズレを未然に防止することができ、各部品同士の位置合わせ精度が高くなる。なお、上述した第４，第５の手段にかかる製造方法によれば、第８の手段にかかる部品支持基板を比較的容易に製造することができる。
なお、第７及び第８の手段における「他部品」とは、例えば部品支持基板とは別体で構成された（例えば光部品など）であって、部品支持基板と位置合わせされる対象物のことを指す。しかし「他部品」は第７及び第８の手段において必須構成要素ではない。「他部品を支持可能な部品支持体」も同様に第７及び第８の手段において必須構成要素ではない。

［第１実施形態］

以下、本発明を具体化した第１実施形態の光デバイス及びその製造方法を、図１〜図１３に基づき詳細に説明する。

図１，図２に示されるように、本実施形態の光デバイス４１は、光学素子（ＶＣＳＥＬ１４、フォトダイオード１６）及び光部品（光導波路３１）を部品支持基板１０上に搭載した構造を備える。部品支持基板１０を構成するセラミック基板１１（基板）は、上面１２（第１主面）及び下面１３（第２主面）を有する略矩形状の板部材である。かかるセラミック基板１１は、複数のセラミック層５１，５２，５３，５４，５５からなる、いわゆるセラミック多層配線基板であって、上面１２、下面１３、内層に図示しない金属配線層を備えている。このセラミック基板１１はビアホール導体（図示略）も備えており、層の異なる金属配線層同士はビアホール導体を介して層間接続されている。なお、本実施形態では、熱膨張係数が約６．５ｐｐｍ／℃のアルミナ基板を、前記セラミック基板１１として用いている。ここで「熱膨張係数」とは、基板厚み方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）の熱膨張係数のことを意味し、０℃〜２００℃の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。

図２においてセラミック基板１１の上面１２の左端には、発光素子の一種であるＶＣＳＥＬ１４が、発光面を上方に向けた状態で搭載されている。このＶＣＳＥＬ１４は、一列に並べられた複数（ここでは４つ）の発光部１５を発光面内に有している。従って、これらの発光部１５は、セラミック基板１１の上面１２に対して直交する方向（即ち図２の上方向）に、所定波長のレーザ光を出射するようになっている。一方、図２においてセラミック基板１１の上面１２の右端には、受光素子の一種であるフォトダイオード１６が、受光面を上方に向けた状態で搭載されている。このフォトダイオード１６は、一列に並べられた複数（ここでは４つ）の受光部１７を受光面内に有している。従って、これらの受光部１７は、図２の上側から下側に向かうレーザ光を受けやすいような構成となっている。

なお、フォトダイオード１６及びＶＣＳＥＬ１４の有する端子は、セラミック基板１１の上面１２の金属配線層に対してそれぞれ接合されている。特にＶＣＳＥＬ１４は、セラミック基板１１の上面１２に搭載された図示しない動作回路用ＩＣに対し、前記金属配線層を介して電気的に接続されている。

図１，図２に示されるように、セラミック基板１１における複数の箇所（ここでは４箇所）には、充填用孔２１が形成されている。この充填用孔２１は、セラミック基板１１の上面１２に上面側開口部６１（第１開口部）を有し、下面１３に下面側開口部６２（下面側開口部）を有している。なお、この充填用孔２１は、内径が一定であって、上面１２側から見た形状が円形状である。

そして本実施形態では、４つある充填用孔２１のうちの２つがＶＣＳＥＬ１４に近接して配置され、残りの２つがフォトダイオード１６に近接して配置されている。ＶＣＳＥＬ１４に近接して配置された一対の充填用孔２１は、発光部１５の列とほぼ同一直線上にあって、発光部１５の列をその両端側から挟む位置に配置されている。フォトダイオード１６に近接して配置された一対の充填用孔２１は、受光部１７の列とほぼ同一直線上にあって、受光部１７の列をその両端側から挟む位置に配置されている。

これらの充填用孔２１の内部には、樹脂充填部２０が設けられている。本実施形態の樹脂充填部２０は、熱膨張係数が異なる２種類の樹脂材料を用いて構成されている。具体的にいうと、本実施形態の樹脂充填部２０は、セラミック基板１１との熱膨張係数差が相対的に大きい高熱膨張樹脂材料２７の硬化体と、セラミック基板１１との熱膨張係数差が相対的に小さい低熱膨張樹脂材料２２の硬化体とにより構成されている。高熱膨張樹脂材料２７の硬化体は、エポキシ系樹脂１００重量部に対して４００重量部未満のシリカフィラーを含む。このため、高熱膨張樹脂材料２７の硬化体の熱膨張係数は１５ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃未満に調整され、セラミック基板１１の熱膨張係数との差が相対的に大きくなっている。一方、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体は、エポキシ系樹脂１００重量部に対して１５０重量部以上５００重量部未満のシリカフィラーを含む（ただし、高熱膨張樹脂材料２７の硬化体中のシリカフィラー量よりも多い量）。このため、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体の熱膨張係数は７ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃未満（ただし、高熱膨張樹脂材料２７の硬化体の熱膨張係数よりも小さい値）に調整される。その結果、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体の熱膨張係数は、セラミック基板１１との熱膨張係数差が相対的に小さくなっている。低熱膨張樹脂材料２２の硬化体は、樹脂充填部２０の外周部に配置されているため、充填用孔２１の内壁面全体に接触している。高熱膨張樹脂材料２７の硬化体は、低熱膨張樹脂材料２２の内側に配置されているため、充填用孔２１の内壁面には接触していない。

樹脂充填部２０を構成する高熱膨張樹脂材料２７の硬化体のほぼ中心部には、嵌合穴２３が設けられている。嵌合穴２３は円形かつ等断面形状であって、セラミック基板１１の上面１２及び下面１３の両方にて開口している。本実施形態の場合、嵌合穴２３の直径は上記充填用孔２１の最小径よりも小さく、約０．７ｍｍに設定されている。４つある嵌合穴２３の内部には、ステンレス鋼からなる断面円形状のガイドピン２４（部品支持体）が、上面１２側に一端を突出させた状態で嵌合されている。本実施形態において具体的には、ＪＩＳ Ｃ ５９８１に規定するガイドピン「ＣＮＦ１２５Ａ−２１」（直径０．６９９ｍｍ）を使用している。

図１，図２に示されるように、セラミック基板１１の上面１２側には、矩形状の光導波路３１が配置されている。この光導波路３１は、セラミック基板１１よりも外形寸法が一回り小さくなるように形成されている。光導波路３１を構成する基材３２は、コア３３及びそれを上下左右から取り囲むクラッド３４を有している。実質的にコア３３は光信号が伝搬する光路となる。本実施形態の場合、コア３３及びクラッド３４は、屈折率等の異なる透明なポリマ材料、具体的には屈折率等の異なるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）により形成されている。光路となるコア３３は発光部１５及び受光部１７の数と同じく４つであって、それらは直線的にかつ平行に延びるように形成されている。コア３３の両端部にはコア３３の長手方向に対して４５°の角度を持つ傾斜面が形成され、その傾斜面には光を全反射可能な金属からなる薄膜が蒸着されている。よって、各コア３３の両端部は、それぞれ光を９０°の角度で反射する光路変換用ミラー３５，３７を備えたものとなっている。光導波路３１の四隅には円形状の位置合わせ穴３６が貫通形成されている。これらの位置合わせ穴３６は、ガイドピン２４の大きさに対応して直径約０．７ｍｍに設定されている。そして、光導波路３１の有する各位置合わせ穴３６（位置合わせ凹部）には、セラミック基板１１から突出する各ガイドピン２４が嵌合されている。その結果、セラミック基板１１の上面１２上にて、光導波路３１が位置合わせされた状態で固定されている。ここで「位置合わせされた状態」とは、具体的には、図２の左端側に位置する各光路変換用ミラー３５が各発光部１５の直上にあり各コア３３と各発光部１５との光軸が合った状態、かつ、図２の右端側に位置する各光路変換用ミラー３７が各受光部１７の直上にあり各コア３３と各受光部１７との光軸が合った状態をいう。なお本実施形態では、セラミック基板１１及び光導波路３１は、位置合わせ穴３６とガイドピン２４との嵌合関係のみをもって互いに固定されている。

このように構成された光デバイス４１の一般的な動作について簡単に述べる。

ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６は、セラミック基板１１の金属配線層を介した電力供給により、動作可能な状態となる。セラミック基板１１上の図示しないドライバＩＣからＶＣＳＥＬ１４に電気信号が出力されると、ＶＣＳＥＬ１４は入力した電気信号を光信号（レーザ光）に変換した後、その光信号をコア３３の左端にある光路変換用ミラー３５に向けて、発光部１５から出射する。発光部１５から出射したレーザ光は、光導波路３１の下面側から入射して、コア３３の光路変換用ミラー３５に入射する。光路変換用ミラー３５に入射したレーザ光は、そこで進行方向を９０°変更する。このため、レーザ光はコア３３の内部をその長手方向に沿って伝搬する。そして、コア３３の右端に到ったレーザ光は、今度は光導波路３１の右端に形成されている光路変換用ミラー３７に入射する。光路変換用ミラー３７に入射したレーザ光は、そこで進行方向を９０°変更する。このため、レーザ光は光導波路３１の下面側から出射し、さらにフォトダイオード１６の受光部１７に入射する。フォトダイオード１６は受光したレーザ光を電気信号に変換し、変換した電気信号を図示しないレシーバＩＣに出力するようになっている。

次に、上記構成の光デバイス４１の製造方法を図３〜図１３に基づいて説明する。

まず、従来公知の手法によって光導波路３１を作製し（図３参照）、これに対して精密ドリル加工を施すことにより四隅に位置合わせ穴３６を形成しておく（図４参照）。

また、以下の手順によりセラミック基板１１を作製する。アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤などを均一に混合・混練してなる原料スラリーを作製し、この原料スラリーを用いてドクターブレード装置によるシート成形を行い、所定厚みのグリーンシート５６（セラミック未焼結体）を５層分形成する。次に、各グリーンシート５６における所定部分にパンチ加工を施し、充填用孔２１の一部をなす透孔５７と、図示しないビア用孔とをそれぞれ形成する（図５参照）。この段階ではまだ未焼結状態であるので、穴加工を比較的簡単にかつ低コストで行うことができる。この後、ビア用孔に金属ペーストを充填するとともに、グリーンシート５６の表面に金属ペーストを印刷する。続く積層圧着工程では、５枚のグリーンシート５６を積層して配置し、プレス装置を用いてそれらを圧着、一体化することにより、充填用孔２１を有するセラミック積層体５８を作製する。なお、図５のセラミック積層体５８においては、上記の金属配線層やビアホール導体は示されず、省略されている。

次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、さらにアルミナが焼結しうる加熱温度（１６５０℃〜１９５０℃）にて焼成工程を行う。これにより、セラミック積層体５８を焼結させてセラミック基板１１とする。この時点でセラミックは硬質化しかつ収縮する（図６参照）。

続く第１次充填工程では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート８０７」）８０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート１５２」）２０重量部に対し、硬化剤（四国化成工業社製「２Ｐ４ＭＺ−ＣＮ」）５重量部、シランカップリング剤（信越化学社製「ＫＢＭ−４０３」）で処理したシリカフィラー（龍森製「ＴＳＳ−６」）３００重量部、消泡剤（サンノプコ社製「ベレノールＳ−４」）を混合する。この混合物を３本ロールにて混練することにより、低熱膨張樹脂材料２２を調製しておく。そして、従来周知の印刷装置を用いて印刷することにより、各充填用孔２１内に低熱膨張樹脂材料２２を充填する。そして、印刷後のセラミック基板１１を印刷装置から取り外した後、１２０℃，１時間の条件で加熱し、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体とする（図７参照）。

続く凹部形成工程では、ドリル加工を行って低熱膨張樹脂材料２２の硬化体のほぼ中心部に凹部２８を貫通形成する（図８参照）。

続く第２次充填工程では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート８０７」）８０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製「エピコート１５２」）２０重量部に対し、硬化剤（四国化成工業社製「２Ｐ４ＭＺ−ＣＮ」）５重量部、シランカップリング剤（信越化学社製「ＫＢＭ−４０３」）で処理したシリカフィラー（龍森製「ＴＳＳ−６」）１００重量部、消泡剤（サンノプコ社製「ベレノールＳ−４」）を混合する。この混合物を３本ロールにて混練することにより、高熱膨張樹脂材料２７を調製しておく。そして、従来周知の印刷装置を用いて印刷することにより、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体が有する各凹部２８内に高熱膨張樹脂材料２７を充填する。そして、印刷後のセラミック基板１１を印刷装置から取り外した後、１２０℃，１時間の条件で加熱し、高熱膨張樹脂材料２７の硬化体とする（図９参照）。その結果、２種類の樹脂材料からなる樹脂充填部２０が形成される。

続く嵌合穴形成工程では、精密ドリルを用いた精密穴加工を行って、樹脂充填部２０のほぼ中心部（即ち高熱膨張樹脂材料２７の硬化体のほぼ中心部）に嵌合穴２３を形成する（図１０参照）。このような加工法によれば、光軸合わせの際の基準となるガイドピン２４を、所望とする正しい位置にて支持可能な嵌合穴２３とすることができる。また、樹脂充填部２０の中心部には、フィラー量が少ない高熱膨張樹脂材料２７の硬化体が位置している。このため、比較的容易にドリル加工することができ、ドリルの磨耗を抑えることができる。そして、前記セラミック基板１１を表面研磨装置にセットして、上面１２及び下面１３を研磨する。この研磨により、充填用孔２１の開口部から突出して盛り上がっている余剰の樹脂や、基板表面に付着している樹脂を除去する。この研磨工程を行うと、セラミック基板１１の上面１２における凹凸が解消されて平坦化する。

次に、前記セラミック基板１１を１５０℃，５時間の条件で加熱する本硬化処理を行って、樹脂充填部２０を完全に硬化させる。さらに、周知の手法により仕上げ加工を行って、嵌合穴２３の穴径を０．７００ｍｍとなるように微調整する。このときの加工に要求される精度は、具体的には±０．００１ｍｍである。

次に、平坦化されたセラミック基板１１の上面１２上に、図示しない異方導電性材料を介してＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６を搭載する（図１１参照）。その結果、セラミック基板１１の上面１２における金属配線層の一部と、ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６の接続端子とが電気的に接続される。なお、このとき上面１２は凹凸のない平坦面となっているので、ＶＣＳＥＬ１４及びフォトダイオード１６は上面１２に対して平行な状態となる。

続く部品支持体取付工程では、専用のピン立て治具などを用いて、嵌合穴２３にガイドピン２４を圧入するようにして嵌合させる（図１２参照）。

続く位置合わせ工程では、セラミック基板１１の有する各ガイドピン２４を光導波路３１の有する各位置合わせ穴３６に対して嵌合させる（図１３参照）。これにより、光導波路３１及びＶＣＳＥＬ１４の光軸合わせと、光導波路３１及びフォトダイオード１６の光軸合わせと同時に行いつつ、光導波路３１をセラミック基板１１に支持させかつ固定する。以上のようにして図１，図２に示す本実施形態の光デバイス４１が完成する。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）この光デバイス４１では、セラミック基板１１との熱膨張係数差が小さい低熱膨張樹脂材料２２の硬化体を樹脂充填部２０の外周部に配置し、セラミック基板１１との熱膨張係数差が大きい高熱膨張樹脂材料２７の硬化体をその内側に配置している。その結果、充填用孔２１の内壁面と樹脂充填部２０との界面付近に大きな熱応力が集中しにくくなる。よって、熱応力の集中に起因する隙間やクラックの発生率を確実に低減できて、樹脂充填部２０の密着性向上が図られる結果、信頼性に優れた光デバイス４１を実現することができる。また、樹脂充填部２０が充填用孔２１内に強固に保持される結果、ガイドピン２４の位置ズレを未然に防止することができ、各部品同士を高い精度で光軸合わせすることができる。このため、光伝送効率に優れた光デバイス４１を実現することができる。
［第２実施形態］

次に、本発明に属するものではないが、参考例として第２実施形態の光デバイス４１及びその製造方法を図１４〜図１９に基づいて説明する。

図１４に示されるように、本実施形態の部品支持基板７０においても、樹脂充填部２０は、熱膨張係数が異なる２種類の樹脂材料（高熱膨張樹脂材料２７の硬化体、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体）によって構成されている。ただし、ここでは高熱膨張樹脂材料２７の硬化体及び低熱膨張樹脂材料２２の硬化体の配置位置が、第１実施形態のものと異なっている。即ち、高熱膨張樹脂材料２７の硬化体は、第２層めのセラミック層５２、第３層めのセラミック層５３及び第４層めのセラミック層５４が有する透孔５７内に配置されている。言い換えると、高熱膨張樹脂材料２７の硬化体は、充填用孔２１において上面側開口部６１及び下面側開口部６２から離間した深い位置に配置されている。一方、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体は、第１層めのセラミック層５１及び第５層めのセラミック層５５が有する透孔５７内に配置されている。言い換えると、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体は、充填用孔２１の上面側開口部６１寄りの位置及び下面側開口部６２寄りの位置にそれぞれ配置されている。

上記構成の樹脂充填部２０は下記の手順で形成可能である。充填用孔２１をあらかじめ形成したセラミック基板１１を用意し、このセラミック基板１１の片側面に所定の樹脂充填用治具８１を配置する（図１５参照）。この治具８１は、各充填用孔２１に対応する位置に突起８２を備えている。突起８２の高さは、セラミック層５１〜５５の１層分の厚さに相当する。

この状態で印刷装置を用いて第１次充填工程を行い、各充填用孔２１内に高熱膨張樹脂材料２７を充填する。このとき、第１層めのセラミック層５１に、高熱膨張樹脂材料２７を充填しないようにする。そして、印刷後のセラミック基板１１を印刷装置から取り外した後、１２０℃，１時間の条件で加熱し、高熱膨張樹脂材料２７の硬化体とする（図１６参照）。

続いて第２次充填工程を行い、各充填用孔２１の上面側開口部６１がある位置に低熱膨張樹脂材料２２を充填する（図１７参照）。片側面への印刷後、治具８１を取り外して反対側面への印刷を行い、各充填用孔２１の下面側開口部６２がある位置に低熱膨張樹脂材料２２を充填する。そして、印刷後のセラミック基板１１を印刷装置から取り外した後、１２０℃，１時間の条件で加熱し、低熱膨張樹脂材料２２の硬化体とする（図１８参照）。その結果、２種類の樹脂材料からなる樹脂充填部２０が形成される。

続く嵌合穴形成工程では、精密ドリルを用いた精密穴加工を行って、樹脂充填部２０のほぼ中心部に嵌合穴２３を形成する（図１９参照）。そして、セラミック基板１１を１５０℃，５時間の条件で加熱する本硬化処理を行って、樹脂充填部２０を完全に硬化させる。

このようなプロセスを経て製造される本実施形態の光デバイス４１も、第１実施形態と同じく、特定の部分に大きな熱応力が集中しにくい構造となっている。よって、熱応力の集中に起因する隙間やクラックの発生率を低減することができ、信頼性に優れた光デバイス４１を実現することができる。また、樹脂充填部２０が充填用孔２１内に強固に保持される結果、ガイドピン２４の位置ズレを未然に防止することができ、各部品同士の光軸合わせ精度が高くなる。よって、光伝送効率に優れた光デバイス４１を実現することができる。

なお、本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において任意に変更することが可能である。

・例えば、図２０に示す別の実施形態の光デバイス４１のような構成を採用してもよい。この光デバイス４１では、部品支持基板９０に形成された充填用孔９１の形状が、上記第１及び第２実施形態の充填用孔２１とは異なっている。即ち、この充填用孔９１は、上面側開口部６１及び下面側開口部６２にて最大径を有し、上面側開口部６１及び下面側開口部６２の中間位置にて最小径を有している。従って、この構成によれば、樹脂充填部２０のさらなる密着性向上を達成できるとともに、樹脂材料の不完全充填の発生率及び樹脂充填部２０内における気泡の残留率を低減することができる。

・また、図２０の光デバイス４１において、例えば、低熱膨張樹脂材料２２に含まれるシリカフィラーを銅フィラーに代えてもよい。この場合には樹脂充填部２０の外周部を導体として利用できるようになる。つまり、セラミック基板１１の上面１２側と下面１３側とを導通したり、セラミック基板１１の内層導体同士を導通したりすること等が可能となる。それゆえ、光デバイス４１の高機能化、高付加価値化を図ることができる。なお、銅フィラー以外の導電性フィラー（例えば銀フィラー、ニッケルフィラーなど）を用いても勿論構わない。また、高熱膨張樹脂材料２７に導電性を付与してもよく、低熱膨張樹脂材料２２及び高熱膨張樹脂材料２７の両方に導電性を付与してもよい。

・上記実施形態では、半硬化状態の樹脂充填部２０をドリルで穴加工した後に樹脂充填部２０を本硬化（本キュア）する方法を採用したが、ドリルで穴加工する前に本キュアする方法を採用することが好ましい。この方法によれば、本キュアの熱による嵌合穴２３の径の変化を防止できるため、部品同士をよりいっそう高精度に位置合わせすることが可能となる。また、本キュア工程の実施前には、被加工面である樹脂充填部２０の端面を平滑にする研磨工程を実施しておくことが好適である。研磨によって樹脂充填部２０の端面を平滑にしておくと、ドリルでの精密加工が行いやすくなるからである。

・上記実施形態では基板厚みを１．２０ｍｍとしているが、基板厚みが０．３ｍｍ以上であれば部品を支持するための基板として十分機能しうる。そして、特に基板厚みが１．０ｍｍ以上のときに、本実施形態の構成を採用すれば、より信頼性に優れた部品支持基板とすることが可能である。

・上記実施形態では、部品支持体（ガイドピン２４）を嵌合穴２３に嵌合固定した構造の部品支持基板１０，７０，９０を示したが、部品支持基板１０，７０，９０は必ずしも部品支持体を有していなくてもよい。別の言い方をすると、部品支持体は、部品支持基板１０，７０，９０側の要素ではなく、部品支持基板１０，７０，９０とは別体で構成された他部品側の要素であってもよい。図２１に示す別の実施形態の光デバイス１４１は、基本的に光ファイバコネクタ８６と、部品支持基板１５０とにより構成されている。光ファイバコネクタ８６は光ファイバ８８の先端に取り付けられている。光ファイバコネクタ８６の左端側下部には約４５°の傾斜面を有する切欠部８５が設けられ、その傾斜面上には光路変換ミラー８４が形成されている。従って、この光ファイバコネクタ８６は、光反射機能を有する光部品であると把握できる。図２１の光ファイバコネクタ８６は、表裏を貫通するように形成された位置合わせ穴８３を有している。この位置合わせ穴８３には、部品支持体であるガイドピン２４が嵌合固定されている。ガイドピン２４の一端は光ファイバコネクタ８６の下面側に所定量だけ突出している。一方、部品支持基板１５０を構成するセラミック基板１１の上面１２側には、ＶＣＳＥＬ１４が搭載されている。セラミック基板１１は２層構造の樹脂充填部２０を有し、そのほぼ中心部には嵌合穴２３が設けられている。そして、この嵌合穴２３にガイドピン２４を嵌合固定することにより、部品支持基板１５０と光ファイバコネクタ８６とが位置合わせされ、光デバイス１４１が完成する。
図２２に示す別の実施形態の光デバイス１５１の場合、光ファイバコネクタ８６に位置合わせ穴８３が形成されていない。その代わりに、位置合わせ用の突部１２４が光ファイバコネクタ８６の下面に対し接着剤等を用いて接合されている。そして、嵌合穴２３に突部１２４を嵌合固定することにより、部品支持基板１５０と光ファイバコネクタ８６とが位置合わせされ、光デバイス１５１が完成する。また、図２３に示す別の実施形態の光デバイス１６１においても、光ファイバコネクタ８６に位置合わせ穴８３が形成されていない。その代わりに、光ファイバコネクタ８６自身の下面に位置合わせ用の突部２２４が一体形成されている。そして、嵌合穴２３に突部２２４を嵌合固定することにより、部品支持基板１５０と光ファイバコネクタ８６とが位置合わせされ、光デバイス１６１が完成する。なお、図２１，図２２，図２３のものにおいては部品支持基板１５０を使用したが、これに代えて図２に示した部品支持基板１０、図１４に示した部品支持基板７０、または図２０に示した部品支持基板９０を採用しても勿論よい。

次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面にて開口する第１開口部及び前記第２主面にて開口する第２開口部を持つ充填用孔を有するセラミック基板と、前記充填用孔内に配置され、前記充填用孔よりも小径かつ前記第１主面及び前記第２主面の少なくとも一方にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部と、前記嵌合穴に嵌合されることで固定され、前記嵌合穴から突出した箇所に他部品を支持可能な部品支持体とを備え、前記樹脂充填部は、前記セラミック基板との熱膨張係数差が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記セラミック基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を、前記貫通孔の内壁面に接触させるべく前記樹脂充填部の外周部に配置したことを特徴とする部品支持基板。

（２）第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面にて開口する第１開口部及び前記第２主面にて開口する第２開口部を持つ充填用孔を有するセラミック基板と、前記充填用孔内に配置され、前記充填用孔よりも小径かつ前記第１主面及び前記第２主面の少なくとも一方にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部と、前記嵌合穴に嵌合されることで固定され、前記嵌合穴から突出した箇所に他部品を支持可能な部品支持体とを備え、前記樹脂充填部は、前記セラミック基板との熱膨張係数差が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記セラミック基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を、前記充填用孔の前記第１開口部寄りの位置及び前記第２開口部寄りの位置に配置したことを特徴とする部品支持基板。

（３）第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面にて開口する第１開口部及び前記第２主面にて開口する第２開口部を持つ充填用孔を有するセラミック基板と、前記充填用孔内に配置され、前記充填用孔よりも小径かつ前記第１主面及び前記第２主面の少なくとも一方にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部とを備え、前記嵌合穴には、他部品を支持可能な部品支持体または前記他部品自身に設けられた突部が嵌合可能であり、前記樹脂充填部は、前記セラミック基板との熱膨張係数差が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記セラミック基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を、前記貫通孔の内壁面に接触させるべく前記樹脂充填部の外周部に配置したことを特徴とする部品支持基板。

（４）第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面にて開口する第１開口部及び前記第２主面にて開口する第２開口部を持つ充填用孔を有するセラミック基板と、前記充填用孔内に配置され、前記充填用孔よりも小径かつ前記第１主面及び前記第２主面の少なくとも一方にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部とを備え、前記嵌合穴には、他部品を支持可能な部品支持体または前記他部品自身に設けられた突部が嵌合可能であり、前記樹脂充填部は、前記セラミック基板との熱膨張係数差が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記セラミック基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料を、前記充填用孔の前記第１開口部寄りの位置及び前記第２開口部寄りの位置に配置したことを特徴とする部品支持基板。

本発明を具体化した第１実施形態の光デバイスを示す概略平面図。 前記光デバイスを示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、光導波路を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、光導波路に位置合わせ穴を形成した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、複数枚のグリーンシートを積層してなるセラミック積層体を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック積層体を焼成してセラミック基板とした状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック基板の充填用孔に低熱膨張樹脂材料を充填した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、低熱膨張樹脂材料に凹部を形成した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、凹部に高熱膨張樹脂材料を充填して樹脂充填部を形成した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、樹脂充填部に嵌合穴を形成した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック基板上にＶＣＳＥＬ及びフォトダイオードを搭載した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、嵌合穴にガイドピンを嵌合させた状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック基板と光導波路との位置合わせを行いつつ光導波路を固定する状態を示す概略断面図。 本発明を具体化した第２実施形態の光デバイスを示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック基板の充填用孔に治具を配置した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック基板の充填用孔に低熱膨張樹脂材料を充填した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック基板の充填用孔の第１開口部側に高熱膨張樹脂材料を充填した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、セラミック基板の充填用孔の第２開口部側に高熱膨張樹脂材料を充填した状態を示す概略断面図。 前記光デバイスの製造過程において、樹脂充填部に嵌合穴を形成した状態を示す概略断面図。 本発明を具体化した別の実施形態の光デバイスを示す概略断面図。 本発明を具体化した別の実施形態の光デバイスを示す概略断面図。 本発明を具体化した別の実施形態の光デバイスを示す概略断面図。 本発明を具体化した別の実施形態の光デバイスを示す概略断面図。 従来技術の光デバイスを示す概略断面図。 従来技術の光デバイスにおける問題点を説明するための要部拡大概略断面図。

符号の説明

１０，７０，９０，１５０…部品支持基板としての光部品支持基板
１１…基板としてのセラミック基板
１２…第１主面としての上面
１３…第２主面としての下面
１４…光学素子としてのＶＣＳＥＬ
１６…光学素子としてのフォトダイオード
２１，９１…充填用孔
２０…樹脂充填部
２２…低熱膨張樹脂材料
２３…嵌合穴
２４…部品支持体としてのガイドピン
２７…高熱膨張樹脂材料
３１…他部品（光部品）としての光導波路
３６…位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
４１，１４１，１５１，１６１…光デバイス
６１…第１開口部としての上面側開口部
６２…第２開口部としての下面側開口部
８６…他部品（光部品）としての光ファイバコネクタ
１２４，２２４…突部

Claims (8)

1. 第１主面及び第２主面を有し、少なくとも前記第１主面にて開口する第１開口部を持つ充填用孔を有する基板と、
   前記充填用孔内に配置され、前記第１主面にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部と、
   前記嵌合穴に嵌合されることで固定され、前記嵌合穴から突出した箇所に他部品を支持可能な部品支持体と
   を備え、
   前記樹脂充填部は、熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記基板との熱膨張係数差が最も小さい低熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に接触させるべく前記樹脂充填部の外周部に配置する一方で、前記基板との熱膨張係数差が最も大きい高熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に対して非接触とさせるべく前記低熱膨張樹脂材料の内側に配置し、
   前記高熱膨張樹脂材料の中心部に前記嵌合穴を設けた
   ことを特徴とする部品支持基板。
2. 前記高熱膨張樹脂材料の熱膨張係数は１５ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃未満であり、前記低熱膨張樹脂材料の熱膨張係数は７ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃未満でありかつ前記高熱膨張樹脂材料の熱膨張係数よりも小さい値であることを特徴とした請求項１に記載の部品支持基板。
3. 前記基板はセラミック基板であり、前記高熱膨張樹脂材料は、フィラーを含み、前記セラミック基板との熱膨張係数差が最も大きい樹脂材料であり、前記低熱膨張樹脂材料は、前記高熱膨張樹脂材料よりも重量部で多量のフィラーを含み、前記セラミック基板との熱膨張係数差が最も小さい樹脂材料であることを特徴とした請求項１または２に記載の部品支持基板。
4. 前記低熱膨張樹脂材料は導電性フィラーを含むことを特徴とする請求項３に記載の部品支持基板。
5. 前記嵌合穴は精密加工穴であり、前記部品支持体は、光伝送機能、集光機能及び光反射機能のうちの少なくとも１つを有する光部品の位置合わせ凹部に対して嵌合することにより、前記光部品を支持可能なガイドピンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品支持基板。
6. 第１主面及び第２主面を有し、少なくとも前記第１主面にて開口する第１開口部を持つ充填用孔を有する基板と、
   前記充填用孔内に配置され、前記第１主面にて開口する嵌合穴を有する樹脂充填部と
   を備え、前記嵌合穴には、他部品を支持可能な部品支持体または前記他部品自身に設けられた突部が嵌合可能であり、前記樹脂充填部は、熱膨張係数が異なる複数の樹脂材料からなり、前記複数の樹脂材料のうち前記基板との熱膨張係数差が最も小さい低熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に接触させるべく前記樹脂充填部の外周部に配置する一方で、前記基板との熱膨張係数差が最も大きい高熱膨張樹脂材料を、前記充填用孔の内壁面に対して非接触とさせるべく前記低熱膨張樹脂材料の内側に配置し、
   前記高熱膨張樹脂材料の中心部に前記嵌合穴を設けた
   ことを特徴とする部品支持基板。
7. 前記高熱膨張樹脂材料の熱膨張係数は１５ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃未満であり、前記低熱膨張樹脂材料の熱膨張係数は７ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃未満でありかつ前記高熱膨張樹脂材料の熱膨張係数よりも小さい値であることを特徴とした請求項６に記載の部品支持基板。
8. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品支持基板と、
   前記部品支持基板上に搭載された光学素子と、
   前記光学素子と位置合わせした状態で前記部品支持体により支持される光部品と
   からなることを特徴とする光デバイス。

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