JP5477576B2 - Optical substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電気配線および光配線を有する光基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical substrate having electrical wiring and optical wiring, and a method for manufacturing the same.
近年の高度情報化の進展に伴い、情報通信に用いられるルータやサーバ等の情報処理装置の高性能化はめざましく進んでおり、これら機器においては、通信信号の更なる高速化が求められている。この高速化においては、電子回路や電気回路における電気配線の通信品質が性能向上の障害となるために、通信速度を高速化する上でこの障害が無視できなくなってきている。そのため、処理信号の高速化や電気ノイズの低減を始めとして、高速通信の障害となる課題解決に向けた有望な技術として、光信号を利用することで、高速の伝送速度で情報を送受信することが可能な光配線を用いた技術が注目を集めている。特に、光配線を用いた大容量光インターコネクションを実現するために、光配線の高密度化や低損失接続が重要であり、高性能かつ価格低減に向けての様々な技術検討が行われている。 With the advancement of advanced information technology in recent years, the performance improvement of information processing devices such as routers and servers used for information communication has progressed remarkably, and further speeding up of communication signals is required in these devices. . In this speeding up, the communication quality of the electrical wiring in the electronic circuit or the electric circuit becomes an obstacle to improving the performance, so that this obstacle cannot be ignored in increasing the communication speed. Therefore, as a promising technology for solving problems that hinder high-speed communication, such as speeding up processing signals and reducing electrical noise, information can be transmitted and received at high transmission speeds using optical signals. The technology using optical wiring that can be used is attracting attention. In particular, in order to realize large-capacity optical interconnection using optical wiring, high density optical wiring and low loss connection are important, and various technical studies for high performance and cost reduction have been conducted. Yes.
光信号は、発光素子や光配線から出力されると拡散される。このため、光信号の接続部品はできるだけ近い間隔で接続する必要がある。また、光接続はその接続位置がずれると光信号が漏洩損失するため、正確に位置をあわせて接続する必要がある。また、光信号を伝播する光導波路は基板平面内に水平方向に設けられるため、受発光素子の受発光面に光信号を入出力するためには、光信号路を概略90°変換する必要がある。 The optical signal is diffused when output from the light emitting element or the optical wiring. For this reason, it is necessary to connect the optical signal connection components at intervals as close as possible. Further, since the optical signal leaks and loses when the connection position of the optical connection is shifted, it is necessary to accurately connect the positions. In addition, since the optical waveguide for propagating the optical signal is provided in the horizontal direction in the substrate plane, it is necessary to convert the optical signal path by approximately 90 ° in order to input / output the optical signal to / from the light emitting / receiving surface of the light emitting / receiving element. is there.
光信号を90°変換する構造として、光導波路の端部を概略45°にカットしたミラー構造を形成することが公知の技術として挙げられる。 As a structure for converting an optical signal by 90 °, it is a known technique to form a mirror structure in which an end portion of an optical waveguide is cut at approximately 45 °.
光配線を電子基板上へ組み込む方法としては、光配線、光を電気に変換する素子、素子のコントロールユニット等をひとまとめにした、光電気モジュールを基板へ搭載する方法がある。こうした光基板の製造方法について、現在様々な方法が検討されている。 As a method of incorporating optical wiring onto an electronic substrate, there is a method of mounting a photoelectric module on a substrate, which is a collection of optical wiring, elements that convert light into electricity, element control units, and the like. Various methods for manufacturing such an optical substrate are currently being studied.
光基板として、これまでに例えば特許文献1のように、基板の最外層に光導波路が積層されたものに関する報告が数多くなされてきたが、最近では特許文献2のように、基板内に光導波路が内装された構造に関する報告もみられるようになってきた。このような傾向にあるのは、光導波路を基板内に内装することで、パターン設計の自由度が高まり、更なる基板の高密度実装化が可能となるからである。 There have been many reports on optical substrates in which an optical waveguide is laminated on the outermost layer of the substrate as in, for example, Patent Document 1, but recently, optical waveguides in the substrate as in Patent Document 2 have been made. There are also reports on the interior structure. The reason for this tendency is that by installing the optical waveguide in the substrate, the degree of freedom in pattern design is increased, and further high-density mounting of the substrate becomes possible.
しかしながら、この種の光導波路内装構造において、基板を積層プロセスにより製造する場合、積層工程において特に光導波路端部が圧力により変形してしまうことが考えられる。光導波路端部が変形すると、光接続の位置ずれにより光信号の伝送が行えなくなる恐れがある。 However, in this type of optical waveguide interior structure, when the substrate is manufactured by a laminating process, it is conceivable that the end portion of the optical waveguide is particularly deformed by pressure in the laminating process. If the end portion of the optical waveguide is deformed, the optical signal may not be transmitted due to the displacement of the optical connection.
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、基板内に光導波路が内装された光基板を、安価な材料で且つ生産性の高いプロセスで提供する。特に、積層プロセスにより光導波路内装基板を得る場合において、導波路端部の変形を抑制する。これにより、低コスト且つ接続性のよい光基板とその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides an optical substrate in which an optical waveguide is embedded in the substrate by an inexpensive material and a highly productive process. In particular, when an optical waveguide interior substrate is obtained by a lamination process, deformation of the waveguide end is suppressed. Accordingly, it is an object to provide an optical substrate having low cost and good connectivity and a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するために請求項1に係る発明としては、光信号を伝送する光導波路が内装された光基板の製造方法であり、
前記光基板に内装され且つ前記光導波路の外周全体または外周の一部に内装されたスペーサと、少なくとも表裏に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層と、前記電気配線上に設けられた受発光素子と、前記電気配線上に設けられた受発光素子制御素子とを有する光基板の製造方法であって、
第一の絶縁樹脂層の第一面に光導波路を接着する工程と、
該光導波路の外周全体または外周の一部にスペーサを積層する工程と、
前記光導波路の光入出力部に合わせて接着層を開口する工程と、
前記第一の絶縁樹脂層の第一面に第二の絶縁樹脂層を前記接着層により加熱圧着する工程と、
絶縁樹脂層の最外層に貫通口を設ける工程と、
絶縁樹脂層の最外層にパターニングにより電気配線を形成する工程と、
前記光導波路の光信号の入出力部が露出するように前記第二の絶縁樹脂層に開口部を設け、前記電気配線上に光入出力を行う受発光素子を実装する工程と、
前記電気配線上に受発光素子制御素子を設ける工程と、
を有することを特徴とする光基板の製造方法である。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a method of manufacturing an optical substrate in which an optical waveguide for transmitting an optical signal is embedded,
Spacers built in the optical substrate and built in the entire outer periphery or a part of the outer periphery of the optical waveguide, an insulating resin layer in which electrical wiring is patterned on at least the front and back, and a light emitting / receiving element provided on the electrical wiring And a method of manufacturing an optical substrate having a light emitting / receiving element control element provided on the electrical wiring,
Adhering the optical waveguide to the first surface of the first insulating resin layer;
Laminating spacers on the entire outer periphery or a part of the outer periphery of the optical waveguide;
Opening an adhesive layer in accordance with the light input / output part of the optical waveguide;
A step of thermocompression bonding the second insulating resin layer to the first surface of the first insulating resin layer with the adhesive layer;
Providing a through hole in the outermost layer of the insulating resin layer;
Forming an electrical wiring by patterning on the outermost layer of the insulating resin layer;
Providing an opening in the second insulating resin layer so that an optical signal input / output portion of the optical waveguide is exposed, and mounting a light emitting / receiving element that performs optical input / output on the electrical wiring;
Providing a light emitting and receiving element control element on the electrical wiring;
It is a manufacturing method of the optical board | substrate characterized by having.
本発明は、次のような効果が奏する。第1の発明によれば、光導波路が内装された光基板において、光導波路の外周全体またはその一部にスペーサを配置する。これにより、導波路が積層された面上にプリプレグ等の接着層を介して基板を積層する加熱・圧着工程において、導波路にかかる熱応力が配置されたスペーサにより吸収されるため、特に光導波路端部の変形を大きく抑制することができる。 The present invention has the following effects. According to the first invention, in the optical substrate in which the optical waveguide is built, the spacer is disposed on the entire outer periphery of the optical waveguide or a part thereof. As a result, in the heating / compression process in which the substrate is laminated on the surface on which the waveguides are laminated via an adhesive layer such as a prepreg, the thermal stress applied to the waveguides is absorbed by the spacers arranged, so that the optical waveguides in particular. The deformation of the end can be greatly suppressed.
また、第2の発明によれば、スペーサ材料を金属にすることで、樹脂系スペーサを使用した場合よりも、熱応力によるスペーサの変形を少なくすることが可能となる。 Further, according to the second aspect, by using a metal spacer material, it is possible to reduce the deformation of the spacer due to thermal stress as compared with the case where a resin-based spacer is used.
また、第3の発明によれば、光導波路の光入出力部に光路変換ミラーを形成し、該ミラーに金属膜を設けることにより、金属膜を設けないエアミラー時よりも、より信頼性が高く光損失の少ないミラーとなる。 Further, according to the third invention, the optical path conversion mirror is formed in the light input / output part of the optical waveguide, and the metal film is provided on the mirror, so that the reliability is higher than that in the air mirror without the metal film. A mirror with less light loss.
また、第4の発明によれば、光導波路の外周にスペーサを配置することで、低損失な光導波路内装光基板を提供することができる。特に積層プロセスにより光基板を作製するため、ビルドアップ方式よりもよりも安価に光基板を提供することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, a low-loss optical waveguide-incorporated optical substrate can be provided by arranging spacers on the outer periphery of the optical waveguide. In particular, since the optical substrate is manufactured by a lamination process, the optical substrate can be provided at a lower cost than the build-up method.
本発明に係る光基板とその製造方法をより詳細に述べる。 The optical substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in more detail.
本発明の光基板100において、その完成図を図4(m)に示す。本発明の光基板100は、まず絶縁樹脂基板10aにミラー12が設けられた光導波路11を積層する。光導波路11の固定は一般的に、エポキシ系光学接着剤で行うがこれに限定されるものではない。 A completed drawing of the optical substrate 100 of the present invention is shown in FIG. In the optical substrate 100 of the present invention, the optical waveguide 11 provided with the mirror 12 is first laminated on the insulating resin substrate 10a. The optical waveguide 11 is generally fixed with an epoxy optical adhesive, but is not limited thereto.
絶縁樹脂層10aには、任意の有機材料および無機材料を使用することができる。具体的には、アクリル材料、シリコーン材料、シリコンウェハ、金属材料、硝子材料、プリプレグ、積層板材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。 Arbitrary organic materials and inorganic materials can be used for the insulating resin layer 10a. Specifically, an acrylic material, a silicone material, a silicon wafer, a metal material, a glass material, a prepreg, a laminated plate material, or the like can be used, but is not limited thereto.
光導波路11としては、光導波路フィルムに一般的な光配線を形成した光導波路を用いる事ができる。光導波路フィルムのフィルム材質として、カーボネート系、エポキシ系、アクリル系、イミド系、ウレタン系、ノルボルネン系などの高分子材料および石英などの無機材料を用いる事ができる。形成した光配線の伝送モードとして、シングルモード、マルチモード、シングルマルチ混合配線などの構成をとることができる。また、フィルムに限定されず、細線光ファイバーアレイを用いることもできる。 As the optical waveguide 11, an optical waveguide in which a general optical wiring is formed on an optical waveguide film can be used. As the film material of the optical waveguide film, polymer materials such as carbonate, epoxy, acrylic, imide, urethane, norbornene, and inorganic materials such as quartz can be used. As a transmission mode of the formed optical wiring, it is possible to adopt a configuration such as a single mode, a multimode, and a single multi mixed wiring. Moreover, it is not limited to a film, A thin wire optical fiber array can also be used.
ミラー12は伝搬光の波長に対して高い反射率を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、金、銀、アルミニウムやこれらの合金からなる金属膜を用いることができる。また、これらの金属材料は発光素子として用いられる波長850nmの光に対しても高い反射率を有する点で好適である。 The mirror 12 is not particularly limited as long as it is a material having a high reflectance with respect to the wavelength of propagating light. For example, a metal film made of gold, silver, aluminum, or an alloy thereof can be used. In addition, these metal materials are preferable in that they have a high reflectance with respect to light having a wavelength of 850 nm used as a light emitting element.
光導波路11を固定した後、光導波路の両端ミラー部周辺にスペーサ13を設置する。固定には一般的なプリント配線板用のエポキシ系接着剤を用いたが、これに限定されるものではない。 After the optical waveguide 11 is fixed, spacers 13 are installed around the mirrors at both ends of the optical waveguide. For fixing, a general epoxy adhesive for printed wiring boards was used, but the present invention is not limited to this.
スペーサ13は光導波路11の周辺部であれば、複数箇所、光導波路11周辺全体に設置してもよいが、両端のミラー部12周辺の2箇所に分けて設置することがより好ましい。 As long as the spacer 13 is a peripheral portion of the optical waveguide 11, the spacer 13 may be installed at a plurality of locations and the entire periphery of the optical waveguide 11, but it is more preferable to separately install the spacer 13 at two locations around the mirror portion 12 at both ends.
スペーサ13の材質として任意の有機材料および無機材料を使用することができる。具体的には、ステンレス、銅、鉄、アルミなどの無機材料や、ポリイミド系、アクリル系、フェノール系樹脂などの有機材料があげられるが、コストや耐久性の観点から、ステンレスがより好ましい。 Arbitrary organic materials and inorganic materials can be used as the material of the spacer 13. Specific examples include inorganic materials such as stainless steel, copper, iron, and aluminum, and organic materials such as polyimide, acrylic, and phenolic resins. Stainless steel is more preferable from the viewpoint of cost and durability.
続いて、光導波路11の光入出力部に合わせて接着層に開口部15を設け、この接着層14を介して絶縁樹脂層10aと10bを加熱・圧着する。 Subsequently, an opening 15 is provided in the adhesive layer in accordance with the light input / output portion of the optical waveguide 11, and the insulating resin layers 10 a and 10 b are heated and pressure-bonded via the adhesive layer 14.
接着層14に設ける開口部15は、ドリルマシンやルータ加工機、レーザ加工機などにより形成する。また、接着層14は開口部15と光導波路の入出力部であるミラー部12との位置合わせを行い積層する必要がある。 The opening 15 provided in the adhesive layer 14 is formed by a drill machine, a router processing machine, a laser processing machine, or the like. Further, the adhesive layer 14 needs to be laminated by aligning the opening 15 and the mirror part 12 which is an input / output part of the optical waveguide.
接着層14の材質として、アラミド繊維や炭素繊維プリプレグ、他のプリント配線板用の絶縁性接着剤を用いることができるが、耐熱性、信頼性、低線膨張係数からグラスファイバープリプレグがより好ましい。 As the material for the adhesive layer 14, aramid fiber, carbon fiber prepreg, and other insulating adhesives for printed wiring boards can be used, but glass fiber prepreg is more preferable from the viewpoint of heat resistance, reliability, and low linear expansion coefficient.
絶縁樹脂を加熱・圧着した後、ビアホール用穴16およびスルーホール用穴17を開口し、めっき処理にてビアホール18およびスルーホール19を形成した。 After the insulating resin was heated and pressure-bonded, the via hole 16 and the through hole 17 were opened, and the via hole 18 and the through hole 19 were formed by plating.
ビアホール用穴を形成する方法については、レーザ加工が好ましい。レーザについては炭酸ガスレーザ、YAGレーザ(基本波、第2高調波、第3高調波、又は第4高調波)、或いはエキシマーレーザ等があるが、導体層、絶縁樹脂層共に加工を行う為、両者を同時に加工することのできる400nm以下の短波長レーザであるYAGレーザ(第3高調波、又は第4高調波)、或いはエキシマーレーザがより好ましい。 As a method for forming the via hole, laser processing is preferable. There are carbon dioxide laser, YAG laser (fundamental wave, 2nd harmonic, 3rd harmonic, or 4th harmonic) or excimer laser, etc., but both conductor layer and insulating resin layer are processed. A YAG laser (third harmonic or fourth harmonic), or an excimer laser, which is a short wavelength laser of 400 nm or less capable of simultaneously processing the laser beam, is more preferable.
スルーホール用穴はドリル加工機によりドリリングし形成することができる。 The hole for through hole can be formed by drilling with a drilling machine.
めっき工程は絶縁樹脂面に電解めっきのシード層を形成する、無電解銅めっきまたはダイレクトプレーティングを行う工程と、シード層を給電パターンとしてめっきを行う電解めっき工程とがある。 The plating process includes an electroless copper plating or direct plating process for forming an electroplating seed layer on the insulating resin surface, and an electroplating process for plating using the seed layer as a power supply pattern.
次に、露光、現像といった公知のフォトリソグラフィー技術を使用することによりエッチングレジスト20を形成する。その後、エッチング、剥離を行い、電気配線や実装用パットにパターニングされた導電層21を形成する。必要に応じて、Ni/Auめっきやソルダーレジスト印刷も行う。 Next, an etching resist 20 is formed by using a known photolithography technique such as exposure and development. Thereafter, etching and peeling are performed to form the conductive layer 21 patterned on the electric wiring and the mounting pad. If necessary, Ni / Au plating and solder resist printing are also performed.
さらに、光スルーホール22を開口する。これには予め、開口位置を示すマーキングをパターニングにより形成しておくことが好ましく、これにより、所定の位置に必要な大きさ、深さを開口することができる。開口には高精度な加工が必要であるため、YAGレーザ(第3高調波、又は第4高調波)、或いはエキシマーレーザがより好ましい。 Further, an optical through hole 22 is opened. For this purpose, it is preferable to form a marking indicating the opening position in advance by patterning, whereby a necessary size and depth can be opened at a predetermined position. Since high-precision processing is required for the opening, a YAG laser (third harmonic or fourth harmonic) or excimer laser is more preferable.
この後、必要に応じて金属箔のパターンで形成された実装用パット上に、受発光素子制御素子23を実装することができる。受発光素子制御素子23の実装は、ダイボンディング、ワイヤボンディング24、フリップチップ実装などの方法を取る事ができる。 Thereafter, the light emitting / receiving element control element 23 can be mounted on a mounting pad formed of a metal foil pattern as necessary. The light emitting and receiving element control element 23 can be mounted by die bonding, wire bonding 24, flip chip mounting, or the like.
最後に光導波路11の光入出力部と受発光素子25の受発光部が接続するように、受発光素子25を実装する。 Finally, the light emitting / receiving element 25 is mounted so that the light input / output part of the optical waveguide 11 and the light receiving / emitting part of the light receiving / emitting element 25 are connected.
受発光素子25には、単チャンネルもしくは複数チャンネルの光素子を用いる事ができる。具体的には、端面発光型LD、面発光型LD、面受光型PDなどを使用する事ができる。受発光素子25とパターニングされた導電層で形成された電気配線の接続には、ワイヤボンディングや半田接続などの方法を取る事ができる。 As the light receiving and emitting element 25, a single channel or a plurality of channels of optical elements can be used. Specifically, an edge-emitting LD, a surface-emitting LD, a surface-receiving PD, or the like can be used. For the connection between the light emitting / receiving element 25 and the electric wiring formed by the patterned conductive layer, a method such as wire bonding or soldering can be used.
以下に本発明の実施例をもって説明するが、本発明がそれらに限定解釈されるものではない。また、以下の記載では、光基板100の光導波路11を1層の光導波路フィルムとして説明するが、必ずしも1層である必要はない。また、以下の記載では光導波路11をマルチモードとして説明するが、必ずしもマルチモードである必要はない。 Examples will be described below, but the present invention should not be construed as being limited thereto. Moreover, although the following description demonstrates the optical waveguide 11 of the optical board | substrate 100 as a single layer optical waveguide film, it does not necessarily need to be 1 layer. Moreover, although the following description demonstrates the optical waveguide 11 as multimode, it does not necessarily need to be multimode.
(実施例) 絶縁層として不織布ガラスクロスエポキシ基板(500μm厚、図1(a))に光導波路11(マルチモードエポキシ系光導波路フィルム:NTT−AT製)を設置した(図1(b))。設置固定にはエポキシ系屈折率整合光学接着剤(NTT−AT製)を使用した。ここで、光導波路11のミラー12には金がスパッタリングされている。 (Example) An optical waveguide 11 (multi-mode epoxy optical waveguide film: manufactured by NTT-AT) was placed on a non-woven glass cloth epoxy substrate (500 μm thick, FIG. 1A) as an insulating layer (FIG. 1B). . An epoxy-based refractive index matching optical adhesive (manufactured by NTT-AT) was used for installation and fixing. Here, gold is sputtered on the mirror 12 of the optical waveguide 11.
次に、絶縁樹脂上10aのミラー12周辺部にステンレス製のスペーサ(高さ100μm)を設置した。接着剤にはエポキシ系金属用接着剤(スリーボンド製)を使用した(図1(c)、図1(d))。 Next, a stainless steel spacer (height: 100 μm) was placed around the mirror 12 on the insulating resin 10a. As the adhesive, an epoxy metal adhesive (manufactured by Three Bond) was used (FIG. 1 (c), FIG. 1 (d)).
次に、接着層14としてはガラスクロスプリプレグ(日立化成製)を使用し、これに光導波路11の入出力部に対応した開口部を設けた(図1(e))。続いて、この接着層14を介して絶縁樹脂層10aと10bを加熱・圧着した(図2(f))。 Next, a glass cloth prepreg (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used as the adhesive layer 14, and an opening corresponding to the input / output part of the optical waveguide 11 was provided on the glass cloth prepreg (FIG. 1 (e)). Subsequently, the insulating resin layers 10a and 10b were heated and pressure-bonded via the adhesive layer 14 (FIG. 2 (f)).
次に、波長355nmの紫外線レーザ(YAG第三高調波)にて加工することで、ビアホール用穴16を形成し、ドリル加工機にてスルーホール用穴17を形成した(図2(g))。ここで加工したビアホール用孔部径およびスルーホール用孔部径はそれぞれ60μm、120μmであった。 Next, via holes 16 were formed by processing with an ultraviolet laser (YAG third harmonic) with a wavelength of 355 nm, and through holes 17 were formed with a drilling machine (FIG. 2 (g)). . The hole diameters for via holes and through holes processed here were 60 μm and 120 μm, respectively.
次に、ビアホール用孔部に堆積した樹脂残渣を除去する為に、過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウムを3対2の割合でイオン交換水に溶解させ、約50℃に加熱した。この混合液中に基板を浸漬させ、樹脂残渣を除去した。 Next, in order to remove the resin residue deposited in the hole for the via hole, potassium permanganate and sodium hydroxide were dissolved in ion exchange water at a ratio of 3 to 2, and heated to about 50 ° C. The substrate was immersed in this mixed solution to remove the resin residue.
次に、銅めっき処理を施し、ビアホール18およびスルーホール19を形成した(図2(h))。 Next, the copper plating process was performed and the via hole 18 and the through hole 19 were formed (FIG.2 (h)).
次に、配線パターン形成するために、配線形成用のドライフィルムレジストをラミネーターにより加熱加圧し張り合わせ、レジスト層を形成した。さらに、所定のパターンを形成したフォトマスクを用いて超高圧水銀ランプを光源とした平行光にて露光し、1%炭酸ナトリウム水溶液にて現像を行い、所望のエッチングレジストパターンを得た(図2(i))。 Next, in order to form a wiring pattern, a dry film resist for wiring formation was heated and pressed with a laminator to form a resist layer. Further, using a photomask having a predetermined pattern, exposure was performed with parallel light using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source, and development was performed with a 1% aqueous sodium carbonate solution to obtain a desired etching resist pattern (FIG. 2). (I)).
銅のエッチングは比重1.40の塩化第二鉄水溶液にてエッチングを行い形成した。その後、レジストを3%水酸化ナトリウム水溶液にて剥離を行い、回路パターンを得た(図3(j))。 Copper was etched by etching with an aqueous ferric chloride solution having a specific gravity of 1.40. Thereafter, the resist was stripped with a 3% aqueous sodium hydroxide solution to obtain a circuit pattern (FIG. 3 (j)).
次に、光スルーホール22を形成した(図3(k))。これには波長355nmの紫外線レーザ(YAG第三高調波)にて加工することが好ましい。 Next, an optical through hole 22 was formed (FIG. 3 (k)). For this, it is preferable to process with an ultraviolet laser (YAG third harmonic) having a wavelength of 355 nm.
次に、パターニングされた銅箔21上に受発光素子制御素子23(VCSELドライバーチップ350μm厚:HELIX AG製)を実装し、ワイヤボンディング24により電気接続を行った(図3(l))。 Next, the light emitting / receiving element control element 23 (VCSEL driver chip 350 μm thickness: manufactured by HELIX AG) was mounted on the patterned copper foil 21, and electrical connection was performed by wire bonding 24 (FIG. 3L).
次に、パターニングされた銅箔21上に、光導波路11の光入出力部と受発光素子25(4cH VCSEL 150μm厚:ULM製)の受発光部が接続するように、受発光素子25を実装した(図4(m))。 Next, the light emitting / receiving element 25 is mounted on the patterned copper foil 21 so that the light input / output part of the optical waveguide 11 and the light emitting / receiving part of the light receiving / emitting element 25 (4cH VCSEL 150 μm thickness: made by ULM) are connected. (FIG. 4 (m)).
(比較例)
比較例として、実施例とほぼ同様に作製した二つの光基板についての光出力を確認した。一つは実施例と同じ製造方法で作製した光基板100、もう一方はスペーサ13を内装しなかった光基板についてである。
(Comparative example)
As a comparative example, the light output of two optical substrates produced in substantially the same manner as in the example was confirmed. One is an optical substrate 100 manufactured by the same manufacturing method as the embodiment, and the other is an optical substrate in which the spacer 13 is not provided.
光基板100の光学特性評価の結果、光導波路の各チャンネルで0.9〜1.3mWの光出力を確認した。 As a result of evaluating the optical characteristics of the optical substrate 100, an optical output of 0.9 to 1.3 mW was confirmed in each channel of the optical waveguide.
前記光学特性評価の方法としては、まず、発光素子からら強度5.0mWの光(850nm)の光を出射させた。この5.0mWの光信号は光導波路の各コアチャンネルの端部から入り、光導波路の他端から出て受光素子で受光される。この時の光強度を光強度測定器により測定を行った。 As a method for evaluating the optical characteristics, first, light (850 nm) having an intensity of 5.0 mW was emitted from the light emitting element. This 5.0 mW optical signal enters from the end of each core channel of the optical waveguide, exits from the other end of the optical waveguide, and is received by the light receiving element. The light intensity at this time was measured with a light intensity measuring device.
比較例としたスペーサを内装しなかった光基板に関しては、接着層として使用したガラスクロスプリプレグの加熱・圧着工程後に光の入出力部であるミラーが変形し、この時点で光の入出力が全く行えなくなった。 For the optical substrate that did not have a spacer as a comparative example, the mirror, which is the light input / output part, was deformed after the heating / compression process of the glass cloth prepreg used as the adhesive layer, and at this point the light input / output was completely I can't do it.
よって、本発明の光基板の製造方法を用いることにより、接着層を介して基板を積層する加熱・圧着工程後に、導波路にかかる熱応力が配置されたスペーサにより吸収されるため、光導波路端部の変形を大きく抑制することができ、低損失な光導波路内装光基板を製造することができた。 Therefore, by using the optical substrate manufacturing method of the present invention, the thermal stress applied to the waveguide is absorbed by the spacer disposed after the heating / compression step of laminating the substrate via the adhesive layer. The deformation of the portion can be greatly suppressed, and a low-loss optical waveguide-embedded optical substrate can be manufactured.
10a・・・絶縁樹脂層
10b・・・絶縁樹脂層
11 ・・・光導波路
12 ・・・ミラー
13 ・・・スペーサ
14 ・・・接着層
15 ・・・接着層開口部
16 ・・・ビアホール用穴
17 ・・・スルーホール用穴
18 ・・・ビアホール
19 ・・・スルーホール
20 ・・・エッチングレジスト
21 ・・・パターニングされた導電層
22 ・・・光スルーホール
23 ・・・受発光素子制御素子
24 ・・・ワイヤボンディング
25 ・・・受発光素子
100・・・光基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a ... Insulating resin layer 10b ... Insulating resin layer 11 ... Optical waveguide 12 ... Mirror 13 ... Spacer 14 ... Adhesive layer 15 ... Adhesive layer opening 16 ... For via holes Hole 17 ... through hole 18 ... via hole 19 ... through hole 20 ... etching resist 21 ... patterned conductive layer 22 ... light through hole 23 ... light emitting / receiving element control Element 24 ... Wire bonding 25 ... Light emitting / receiving element 100 ... Optical substrate
Claims (1)
前記光基板に内装され且つ前記光導波路の外周全体または外周の一部に内装されたスペーサと、少なくとも表裏に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層と、前記電気配線上に設けられた受発光素子と、前記電気配線上に設けられた受発光素子制御素子とを有する光基板の製造方法であって、
第一の絶縁樹脂層の第一面に光導波路を接着する工程と、
該光導波路の外周全体または外周の一部にスペーサを積層する工程と、
前記光導波路の光入出力部に合わせて接着層を開口する工程と、
前記第一の絶縁樹脂層の第一面に第二の絶縁樹脂層を前記接着層により加熱圧着する工程と、
絶縁樹脂層の最外層に貫通口を設ける工程と、
絶縁樹脂層の最外層にパターニングにより電気配線を形成する工程と、
前記光導波路の光信号の入出力部が露出するように前記第二の絶縁樹脂層に開口部を設け、前記電気配線上に光入出力を行う受発光素子を実装する工程と、
前記電気配線上に受発光素子制御素子を設ける工程と、
を有することを特徴とする光基板の製造方法。 It is a method of manufacturing an optical substrate with an optical waveguide for transmitting an optical signal,
Spacers built in the optical substrate and built in the entire outer periphery or a part of the outer periphery of the optical waveguide, an insulating resin layer in which electrical wiring is patterned on at least the front and back, and a light emitting / receiving element provided on the electrical wiring And a method of manufacturing an optical substrate having a light emitting / receiving element control element provided on the electrical wiring,
Adhering the optical waveguide to the first surface of the first insulating resin layer;
Laminating spacers on the entire outer periphery or a part of the outer periphery of the optical waveguide;
Opening an adhesive layer in accordance with the light input / output part of the optical waveguide;
A step of thermocompression bonding the second insulating resin layer to the first surface of the first insulating resin layer with the adhesive layer;
Providing a through hole in the outermost layer of the insulating resin layer;
Forming an electrical wiring by patterning on the outermost layer of the insulating resin layer;
Providing an opening in the second insulating resin layer so that an optical signal input / output portion of the optical waveguide is exposed, and mounting a light emitting / receiving element that performs optical input / output on the electrical wiring;
Providing a light emitting and receiving element control element on the electrical wiring;
A method for manufacturing an optical substrate, comprising:
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