KR20100047130A - 광전기 혼재 모듈의 제조 방법과 이에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈 - Google Patents

광전기 혼재 모듈의 제조 방법과 이에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광전기 혼재 모듈의 제조 방법과 이에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈에 관한 것으로서, 일단에서 타단으로 연장되는 광도파로(10)를 구비한 중앙 부분(1)용 제 1 기판, 상기 광도파로(10)의 일 단부에 접속 가능한 광도파로(20)와 발광소자(23)를 구비한 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판, 및 중앙 부분(1)의 광도파로(10)의 타단부에 접속 가능한 광도파로(30)와 수광소자(33)를 구비한 수광측 단부 부분(3)용 기판을 개별로 준비하고, 그 후, 상기 제 2 및 제 3 기판을 광전파 상태에 대해 검사하고, 상기 검사에서 양품이라고 판단된 것만을 상기 제 1 기판에 접속하여 광전기 혼재 모듈을 제조하여 비용 손실을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

광전기 혼재 모듈의 제조 방법과 이에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈{METHOD FOR PRODUCING OPTO-ELECTRIC HYBRID MODULE AND OPTO-ELECTRIC HYBRID MODULE OBTAINED THEREBY}
본 발명은 광도파로와 광학소자가 실장된 전기 회로가 혼재되어 있는 광전기 혼재 모듈의 제조 방법 및 이에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈에 관한 것이다.
광전기 혼재 모듈의 제조 방법은 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이 전기 회로 기판(80)과 광도파로 유닛(70)을 개별로 제작하고, 양자를 접착제(90)에 의해 부착하며, 상기 광도파로 유닛(70)의 양 단부에 대응하는 상기 전기 회로 기판(80) 부분에 발광 소자(23) 및 수광 소자(33)를 각각 실장함으로써 실시된다(예를 들면, 일본 공개특허공보 제2000-199827호 참조). 상기 전기 회로 기판(80)은 스테인레스제 판재(81)의 한면(도면에서는 상면)에 절연층(도시하지 않음)을 통해 전기 회로(82)를 형성하여 구성되고, 이 전기 회로(82)의 일부는 상기 발광 소자(23), 수광 소자(33)를 실장하기 위한 실장용 패드(82a)로 되어 있다. 상기 광도파로 유닛(70)은 상기 스테인레스제 판재(91)의 다른 한쪽의 한면(도면에서는 하면)측에서(도면에서는 위에서) 차례로 오버클래드층(73), 코어(72) 및 언더클래드층(71)이 형성되어 구성되어 있다. 또한 상기 광도파로 유닛(70)의 양 단부는 광축에 대해 45°경사진 경사면에 형성되고, 상기 경사면에 위치하는 코어(72)의 단부가 광반사면(72a, 72b)으로 되어 있다. 이 광도파로 혼재 모듈에서는 발광 소자(23)로부터 발광된 광(광 신호)(L)을 발광 소자(23)측의 코어(72) 단부에 입사시킬 수 있도록 상기 전기 회로 기판(80)의 발광 소자(23)측에 광 전파용 관통 구멍(81a)이 형성되어 있다. 또한, 발광 소자(23)로부터 발광된 광도파로 유닛(70)의 코어를 통해 수광 소자(33)측의 광반사면(72b)에서 반사된 광(L)을 수광 소자(33)로 수광할 수 있도록 상기 전기 회로 기판(80)의 수광 소자(33)측에도 광 전파용 관통 구멍(81b)이 형성되어 있다. 또한, 도 7에서 도면부호 "23a"는 상기 발광 소자(23)의 범프(전극)이고, "33a"는 상기 수광 소자(33)의 범프(전극)이다.
상기 광전기 혼재 모듈의 광(L)의 전파는 다음과 같이 실시된다. 우선 발광 소자(23)로부터 광(L)이 하방으로 출사된다. 상기 광(L)은 광도파로 유닛(70)의 일 단부(도 7에서는 좌측 단부)의 오버클래드층(73)을 통과하고, 코어(72)의 일 단부에 입사된다. 계속해서 상기 광(L)은 코어(72)의 일 단부의 광반사면(72a)에서 반사되고, 코어(72) 내를 축방향으로 진행한다. 그리고, 상기 광(L)은 코어(72) 내를 진행하여 코어(72)의 타단부(도 7에서는 우측 단부)까지 전파된다. 계속해서 상기 광(L)은 상기 타단부의 광반사면(72b)에서 상방으로 반사되고, 오버클래드층(73)을 통과하여 출사되며, 수광 소자(33)에서 수광된다.
그런데, 상기 광전기 혼재 모듈은 제조된 후, 광전파 상태나 상기 발광 소자(23) 및 수광 소자(33)의 실장 상태, 작동 상태 등이 검사되며, 그 검사에서 불량품이라고 판단된 것은 폐기된다. 상기 광도파로 유닛(70)의 형성 재료는 매우 고가이며, 폐기되면 대폭 손실된다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서 비용 손실을 억제할 수 있는 광전기 혼재 모듈의 제조 방법과 이에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 중앙 부분과, 그 일단측의 발광측 단부 부분과, 타단측의 수광측 단부 부분으로 이루어진 광전기 혼재 모듈의 제조 방법으로서, 상기 중앙 부분용으로 그 일단으로부터 타단으로 연장되는 광도파로를 갖는 제 1 기판을 준비하는 공정과, 상기 발광측 단부 부분용으로 발광 소자와, 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로의 일 단부에 접속 가능한 광도파로를 가진 제 2 기판을 준비하는 공정과, 상기 수광측 단부 부분용으로 수광 소자와, 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로의 타단부에 접속 가능한 광도파로를 갖는 제 3 기판을 준비하는 공정을 구비하며, 상기 발광측 단부 부분용 제 2 기판에 대해 발광 소자로부터 발광된 광이 상기 광도파로의 일 단부로부터 출사되는지 여부를 검사하고, 상기 출사를 확인할 수 있을 때, 상기 기판을 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 일단측에 조립하고, 상기 제 2 기판의 광도파로를 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로에 접속하는 공정과, 상기 수광측 단부 부분용 제 3 기판에 대해 상기 광도파로의 일 단부로부터 입사시킨 광이 수광 소자로 수광되는지 여부를 검사하고, 상기 수광을 확인할 수 있을 때, 상기 기판을 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 타단측에 조립하고, 상기 제 3 기판의 광도파로를 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로에 접속하는 공정을 구비한 광전기 혼재 모듈의 제조 방법을 제 1 요지로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로가 그 양측부를 위치 결정용 가이드로 위치 결정한 상태로 상기 제 1 기판의 광도파로의 단부에 접속되어 있는 광전기 혼재 모듈을 제 2 요지로 한다.
본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제조 방법에서는 상기 광전기 혼재 모듈을 구성하는 중앙 부분용 제 1 기판과 상기 일단측의 발광측 단부 부분용 제 2 기판과 타단측의 수광측 단부 부분용 제 3 기판을 개별로 준비하고, 이들을 조합하여 광전기 혼재 모듈을 완성시키는 것에 앞서 상기 발광측 단부 부분용 제 2 기판 및 수광측 단부 부분용 제 3 기판에 대해 광학 소자(발광 소자, 수광 소자)와 광도파로 사이의 광전파 상태를 검사한다. 그리고, 상기 검사에서 광 전파가 정상이라고 판단된 발광측 단부 부분용 제 2 기판 및 수광측 단부 부분용 제 3 기판은 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 좌우의 양단측에 각각 조립되고, 상기 발광측 단부 부분용 제 2 기판 및 수광측 단부 부분용 제 3 기판의 광도파로가 상기 중앙 부분용 제 1 기 판의 광도파로의 양 단부에 접속된다. 한편, 상기 검사에서 광 전파가 정상이 아니라고 판단된 발광측 단부 부분용 제 2 기판 및 수광측 단부 부분용 제 3 기판은 상기 중앙 부분용 제 1 기판에 조립되지 않는다. 이와 같이 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제조 방법에서는 상기 검사에서 불량품이라고 판단된 발광측 단부 부분용 제 2 기판 및 수광측 단부 부분용 제 3 기판만이 폐기되므로 이들이 중앙 부분용 제 1 기판에 접속되어 상기 제 1 기판까지 낭비가 되지 않아 대폭 비용 저감을 실현할 수 있다.
특히 상기 제 2 및 제 3 기판에서 광도파로에 대한 소정 위치에 얼라이먼트 마크를 형성하고, 상기 얼라이먼트 마크를 기준으로 하여 상기 발광 소자 및 수광 소자를 실장할 경우에는 상기 발광 소자 및 수광 소자를 광도파로에 대해 적정한 위치에 실장할 수 있다. 이 때문에 발광 소자 및 수광 소자와 광도파로 사이의 광전파 상태가 양호해지고, 상기 광전파 상태를 검사했을 때 불량품이라고 판단되는 상기 제 2 및 제 3 기판이 대폭 감소된다. 그 결과, 재료의 낭비 및 비용 손실을 대폭 억제할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판에 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로의 양 측부 위치를 결정하는 위치 결정용 가이드를 형성하고, 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로와 상기 제 1 기판의 광도파로와의 접속을 상기 위치 결정용 가이드를 이용하여 실시할 경우에는 상기 광도파로의 접속이 용이해지고, 상기 접속 상태를 양호하게 할 수 있다. 그 결과, 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로와 상기 제 1 기판의 광도파로 사이의 광 전파를 양호하게 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 광전기 혼재 모듈은 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로가 상기 양 측부를 위치 결정용 가이드로 위치를 결정한 상태로 상기 제 1 기판의 광도파로의 단부에 접속되어 있으므로 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로와 상기 제 1 기판의 광도파로 사이의 광전파가 양호하게 되어 있다.
(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)
계속해서 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제조 방법에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈의 일 실시형태를 도시하고 있다. 이 광전기 혼재 모듈은 중앙 부분(1), 상기 일단측의 발광측 단부 부분(2), 및 타단측의 수광측 단부 부분(3)으로 이루어져 있다. 상기 중앙 부분(1)은 일단에서 타단으로 연장되는 광도파로(10)로 이루어진 제 1 기판으로 구성되어 있다. 상기 발광측 단부 부분(2)은 상기 중앙 부분(1)의 광도파로(10)의 일 단부에 접속되어 있는 광도파로(20), 상기 광도파로(20)에 광(L)을 발하는 발광 소자(23), 및 상기 광도파로(20)가 형성되어 상기 발광 소자(23)가 실장되어 있는 전기 회로 기판(24)을 가진 제 2 기판으로 이루어져 있다. 상기 수광측 단부 부분(3)은 상기 중앙 부분(1)의 광도파로(10)의 타단부에 접속되어 있는 광도파로(30), 상기 광도파로(30)로부터의 광(L)을 받는 수광 소자(33), 및 상기 광도파로(30)가 형성되어 상기 수광 소자(33)가 실장되어 있는 전기 회로 기판(34)을 가진 제 3 기판으로 이루어져 있다. 이들 중앙 부분(1)용 제 1 기판, 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판 및 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판은 도 2에 도시한 바와 같이 개별로 준비되고, 그 후 상기 제 2 및 제 3 기판이 광전파 상태에 대해 검사되고, 상기 검사에서 양품(良品)이라고 판단된 것만이 상기 제 1 기판에 접속되고, 광전기 혼재 모듈을 구성한다.
더 상세히 설명하면, 상기 중앙 부분(1)용 제 1 기판(광도파로(10)로 이루어진 기판)은 언더클래드층(11), 상기 언더클래드층(11)의 표면에 소정 패턴으로 형성된 코어(12), 상기 코어(12)의 양 단부를 제외한 부분을 덮도록 상기 언더클래드층(11)의 표면에 형성된 오버클래드층(13)으로 이루어져 있다. 그리고 상기 코어(12)의 양 단면(12a, 12b)은 노출된 상태에서 언더클래드층(11)에 대해 직각으로 형성되고, 제 2 및 제 3 기판의 단부 코어(22, 32)와 밀착 가능하게 되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 언더클래드층(11)의 표면에 있어서 상기 코어(12)의 양단측의 연장 방향의 양 측부에 한쌍의 평행한 띠형상 돌조로 이루어진 위치 결정용 가이드(14)가 형성되고, 이를 이용하여 상기 제 2 및 제 3 기판을 용이하게 조립할 수 있도록 되어 있다(도 2 참조). 도 3에서 도면부호 "12a"는 코어(12)의 단면이고, "13"은 오버클래드층이다.
상기 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판에서 그 주체가 되는 상기 전기 회로 기판(24)은 그 가로폭이 도 3에 도시한 언더클래드층(11)의 폭과 동일한 크기로 형성되고, 도 2에 도시한 바와 같이 스테인레스제 판재(25)의 한면(도면에서는 상면)에 절연층(도시하지 않음)을 통해 전기 회로(26)를 형성하여 구성되어 있다. 상기 전기 회로(26)의 일부는 실장용 패드(26a)에 형성되고, 상기 실장용 패드(26a)에 상기 발광 소자(23)가 실장되어 있다. 그리고, 상기 발광 소자(23)에 대응하는 상 기 스테인레스제 판재(25) 부분에는 광도파로(20)로의 광전파용 관통 구멍(25a)이 형성되어 있다. 상기 광도파로(20)는 상기 스테인레스제 판재(25)의 또 다른 한쪽의 한면(도면에서는 하면)에 형성된 단부 클래드층(21)과, 상기 단부 클래드층(21)의 표면(도면에서는 하면)에 형성된 단부 코어(22)로 이루어져 있다. 이 단부 코어(22)는 위치 결정용 가이드(14)의 한쌍의 평행한 띠형상 돌조 사이에 들어가도록 가늘고 긴 판형상을 이루며, 전기 회로 기판(24)의 이면의 중앙부에 길이 방향을 대략 갖춰 형성되어 있다. 그리고, 그 양 단면은 노출되어 있고, 그 중의 한 단면은 상기 중앙 부분(1)용 제 1 기판의 광도파로(10)의 코어(12)의 노출된 일 단면(12a)에 접속되는 접속면(22a)으로 되어 있고, 상기 전기 회로 기판(24)에 대해 직각으로 형성되어 있다. 상기 단부 코어(22)의 타단면은 상기 발광 소자(23) 및 광 전파용 관통 구멍(25a)의 하방에 위치가 정해지고, 상기 전기 회로 기판(24)에 대해 45°경사진 경사면에 형성되어 있다. 이 경사면은 광반사면(22b)으로 되어 있고, 상기 발광 소자(23)로부터의 광(L)(도 1 참조)을 반사하여 상기 단부 코어(22)의 일 단면(접속면(22a))의 방향을 향하는 작용을 한다. 또한 이 실시형태에서는 상기 단부 클래드층(21)의 표면(도면에서는 하면)에는 상기 단부 코어(22)로부터 떨어진 소정 위치에 평면에서 봐서 십자형의 얼라이먼트 마크(27)가 형성되어 있고, 상기 얼라이먼트 마크(27)를 기준으로 하는 소정 위치에 상기 발광 소자(23)가 실장되어 있다. 상기 얼라이먼트 마크(27)의 상방에 대응하는 상기 전기 회로 기판(24) 부분에는 관통 구멍(25b)이 형성되어 있고, 상기 관통 구멍(25b)을 투과하고, 또한 단부 클래드층(21)을 투과하여 얼라이먼트 마크(27)를 상면측에서 실장기의 카메라(A)[도 6의 (d) 참조] 등으로 확인하고, 상기 얼라이먼트 마크(27)를 기준으로 상기 발광 소자(23)를 실장하도록 되어 있다. 또한, 상기 발광 소자(23)로서는 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 등을 예로 들 수 있다. 또한 도면에서 도면부호 "23a"는 상기 발광 소자(23)의 범프(전극)이다.
상기 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판은 상기 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판에서 상기 발광 소자(23)를 대신하여 수광 소자(33)를 실장한 것으로 되어 있다. 그 이외의 부분은 상기 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판과 동일하게 되어 있다. 즉, 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판에서 상기 전기 회로 기판(34)은 도 2에 도시한 바와 같이 스테인레스제 판재(35)의 한면(도면에서는 상면)에 절연층(도시하지 않음)을 통해 전기 회로(36)를 형성하여 구성되고, 상기 전기 회로(36)의 일부인 실장용 패드(36a)에 상기 수광 소자(33)가 실장되어 있다. 그리고, 상기 수광 소자(33)에 대응하는 상기 스테인레스제 판재(35) 부분에 광도파로(30)로부터의 광전파용 관통 구멍(35a)이 형성되어 있다. 상기 광도파로(30)는 상기 스테인레스제 판재(35)의 또 다른 한쪽의 한면(도면에서는 하면)에 형성되어 있고, 단부 클래드층(31)과 단부 코어(32)로 이루어져 있다. 이 단부 코어(32)의 일단의 노출면은 상기 중앙 부분(1)용 제 1 기판의 코어(12)의 노출된 타단면(12b)에 접속되는 접속면(32a)이고, 상기 전기 회로 기판(34)에 대해 직각으로 형성되어 있다. 상기 단부 코어(32)의 타단의 노출면은 상기 수광 소자(33) 및 광전파용 관통 구멍(35a)의 하방에 위치가 정해지고, 상기 전기 회로 기판(34)에 대해 45°경사진 경사면에 형성되어 있다. 이 경사면은 광반사면(32b)으로 되어 있고, 상기 단부 코어(32)의 일 단면(접속면(32a))으로부터 단부 코어(32) 내에 입사된 광(L)(도 1 참조)을 반사하여 상기 수광 소자(33)의 방향을 향하는 작용을 한다. 또한, 이 실시형태에서는 상기 단부 클래드층(31)의 표면(도면에서는 하면)에는 상기 단부 코어(32)로부터 떨어진 소정 위치에 상기 수광 소자(33)를 실장할 때의 위치 기준이 되는 평면에서 봐서 십자형의 얼라이먼트 마크(37)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 얼라이먼트 마크(37)의 상방에 대응하는 상기 전기 회로 기판(34) 부분에 얼라이먼트 마크(37)를 상면측에서 확인하기 위한 관통 구멍(35b)이 형성되고, 상기 얼라이먼트 마크(37)를 기준으로 상기 수광 소자(33)를 실장하도록 되어 있다. 또한, 상기 수광 소자(33)로서는 PD(Photo Diode) 등을 예로 들 수 있다. 또한 도면에서 도면부호 "33a"는 상기 수광 소자(33)의 범프(전극)이다.
그리고, 본 발명에 따른 상기 광전기 혼재 모듈은 상기 제 1 기판의 위치 결정용 가이드(14)의 한쌍의 평행한 띠형상 돌조 사이에 상기 광 검사에서 양품이라고 판단된 제 2 및 제 3 기판의 단부 코어(22, 32)를 넣어 위치를 결정하고, 이들 단부 코어(22, 32)의 노출된 일 단면(접속면(22a, 32a))을 각각 상기 제 1 기판의 코어(12)의 노출된 양 단면(12a, 12b)에 접속하여 구성되어 있다.
상기 광전기 혼재 모듈의 광 전파는 다음과 같이 실시된다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 제 2 기판의 발광 소자(23)로부터 발광된 광(L)은 상기 전기 회로 기판(24)에 형성된 광전파용 관통 구멍(25a)을 통과한 후, 단부 클래드층(21)을 통과하여 단부 코어(22)의 타단부로 입사된다. 계속해서 상기 광(L)은 상기 단부 코어(22)의 광 반사면(경사면)(22b)에서 반사되고, 단부 코어(22) 내를 그 일 단면(접속면(22a))의 방향으로 진행한다. 그리고, 상기 광(L)은 상기 단부 코어(22)로부터 상기 제 1 기판의 광도파로(10)의 코어(12)를 축 방향으로 통과하고, 상기 제 3 기판의 단부 코어(32)의 일 단면(접속면(32a))으로부터 그 단부 코어(32)로 입사된다. 계속해서 상기 광(L)은 상기 단부 코어(32)의 광반사면(경사면)(32b)에서 상방으로 반사되고, 단부 클래드층(31)을 통해 출사된다. 그리고, 상기 광(L)은 상기 전기 회로 기판(34)에 형성된 광전파용 관통 구멍(35a)을 통과한 후, 수광 소자(33)에서 수광된다.
이 실시형태의 광전기 혼재 모듈은 하기 (1)~(4)의 공정을 거쳐 제조된다.
(1) 상기 광전기 혼재 모듈의 중앙 부분(1)용 제 1 기판을 제작하는 공정[도 4의 (a)~(d) 참조].
(2) 상기 광전기 혼재 모듈의 일단측의 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판 및 타단측의 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판을 제작하는 공정[도 5의 (a)~(d) 내지 도 6의 (a)~(d) 참조].
(3) 상기 제 2 기판에 대해 발광 소자(23)로부터 발광된 광(L)(도 1 참조)이 단부 코어(22)의 일 단면(접속면(22a))으로부터 출사되는지 여부를 검사하는 공정 및 상기 제 3 기판에 대해 단부 코어(32)의 일 단면(접속면(32a))에 입사시킨 광(L)(도 1 참조)이 수광 소자(33)에서 수광되는지 여부를 검사하는 공정.
(4) 상기 검사에서 양품이라고 판단된 제 2 및 제 3 기판을 상기 제 1 기판의 양단측에 조립하고, 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로(20, 30)의 단부 코어(22, 32)의 노출된 일 단면(접속면(22a, 32a))을 각각 상기 제 1 기판의 광도파 로(10)의 코어(12)의 노출된 양 단면(12a, 12b)에 접속하는 공정(도 2 참조).
상기 (1)의 중앙 부분(1)용 제 1 기판의 제작 공정에 대해 설명한다. 우선, 상기 제 1 기판을 구성하는 광도파로(1)를 제작할 때 이용하는 평판 형상의 기대[도 4의 (a) 참조](15)를 준비한다. 이 기대(15)의 형성 재료로서는 예를 들면, 유리, 석영, 실리콘, 수지, 금속 등을 들 수 있다. 또한, 기대(15)의 두께는 예를 들면 20㎛∼5mm의 범위 내로 설정된다.
계속해서 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 상기 기대(15)의 표면의 소정 영역에 언더클래드층(11)을 형성한다. 이 언더클래드층(11)의 형성은 예를 들면 다음과 같이 실시된다. 즉, 우선 상기 기대(15)의 표면의 소정 영역에 감광성 에폭시 수지 등의 언더클래드층(11) 형성용 감광성 수지가 용매에 용해되어 있는 바니시를 도포한 후, 필요에 따라서 이를 가열 처리(50~120℃×10~30분간 정도)하여 건조시키고, 언더클래드층(11) 형성용 감광성 수지층을 형성한다. 계속해서 상기 감광성 수지층을 자외선 등의 조사선에 의해 노광함으로써 언더클래드층(11)으로 형성한다. 언더클래드층(11)의 두께는 통상 1~50㎛의 범위 내로 설정되고, 바람직하게는 5~30㎛의 범위 내로 설정된다.
계속해서 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 언더클래드층(11)의 표면에 소정 패턴의 코어(12) 및 띠형상의 위치 결정용 가이드(14)를 형성한다. 이 코어(12) 및 위치 결정용 가이드(14)의 형성은 예를 들면 포토리소그래피법에 의해 실시된다. 즉, 우선 상기 언더클래드층(11) 형성용 감광성 수지층의 형성 방법과 동일하게 하여 상기 언더클래드층(11)의 표면에 코어(12) 형성 영역과 위치 결정용 가이드(14) 형성 영역을 가진 감광성 수지층을 형성한다. 계속해서 상기 감광성 수지층상에 코어(12) 및 위치 결정용 가이드(14)에 대응하는 개구 패턴이 형성되어 있는 포토마스크를 배치하고, 상기 포토마스크를 통해 상기 감광성 수지층의 상기 개구 패턴에 대응하는 부분을 조사선에 의해 노광한다. 계속해서 가열 처리를 실시한 후, 현상액을 이용하여 현상을 실시함으로써 상기 감광성 수지층의 미노광 부분을 용해시켜 제거하고, 언더클래드층(11)상에 잔존한 감광성 수지층을 코어(12) 및 위치 결정용 가이드(14)의 패턴으로 형성한다. 그리고, 상기 감광성 수지층의 표면 등에 잔존하는 현상액을 가열 처리에 의해 제거하고, 상기 감광성 수지층을 코어(12) 및 위치 결정용 가이드(14)에 형성한다. 또한, 상기 코어(12)의 형성 재료는 상기 언더클래드층(11) 및 하기 오버클래드층(13)(도 4의 (c) 참조]의 형성 재료 보다도 굴절률이 큰 재료가 이용된다. 상기 굴절률의 조정을 예를 들면 상기 언더클래드층(11), 코어(12) 및 오버클래드층(13)의 각 형성 재료의 종류의 선택이나 조성 비율을 조정하여 실시할 수 있다. 코어(12)의 두께는 통상 5~150㎛의 범위 내로 설정되고, 바람직하게는 5~100㎛의 범위 내로 설정된다. 코어(12)의 폭은 통상 5~150㎛의 범위 내로 설정되고, 바람직하게는 5~100㎛의 범위 내로 설정된다. 위치 결정용 가이드(14)의 두께는 통상 상기 코어(12)의 두께와 동일하게 설정된다. 위치 결정용 가이드(14)의 폭은 통상 50~2000㎛의 범위 내로 설정되고, 바람직하게는 300~500㎛의 범위 내로 설정된다. 위치 결정용 가이드(14)의 한쌍의 평행한 띠형상 돌조의 틈은 통상 제 2 및 제 3 기판의 단부 코어(22, 32)(도 2 참조)의 폭과 동등 내지 조금(10㎛ 이하) 큰 값으로 설정된다. 위치 결정용 가이드(14) 의 길이는 통상 5~20mm의 범위 내로 설정된다. 상기 코어(12)와 위치 결정용 가이드(14)는 일체적으로 형성해도 떨어진 상태로 형성해도 좋다(도면에서는 일체적). 떨어진 상태로 하는 경우는 코어(12)의 단면(12a, 12b)과 위치 결정용 가이드(14)의 단면의 틈은 통상 100㎛ 이하로 설정된다.
그리고, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 위치 결정용 가이드(14) 및 코어912) 양 단부를 제외한 코어(12) 부분을 피복하도록 상기 언더클래드층(11)의 표면에 오버클래드층(13)을 형성한다. 이 오버클래드층(13)의 형성은 도 4의 (a)에서 설명한 언더클래드층(11)의 형성 방법과 동일하게 하여 감광성 수지층의 형성, 노광, 가열 처리 등을 거쳐 실시된다. 오버클래드층(13)의 두께(코어(12)의 표면으로부터의 두께)는 통상 5~100㎛의 범위 내로 설정되고, 바람직하게는 10~80㎛의 범위 내로 설정된다.
이와 같이 하여 기대(15)의 표면에 중앙 부분(1)용 제 1 기판의 광도파로(10)가 형성된다. 그 후 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이 상기 광도파로(10)를 상기 기대(15)로부터 박리한다. 이에 의해 상기 (1)의 중앙 부분(1)용 제 1 기판의 제작 공정이 완료된다.
계속해서 상기 (2) 중 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판의 제작 공정에 대해 설명한다. 우선, 상기 제 2 기판을 구성하는 상기 전기 회로 기판(24)용 스테인레스제 판재(25)[도 5의 (a) 참조]를 준비한다. 상기 스테인레스제 판재(25)로서는 통상 두께가 20~200㎛의 범위 내의 것이 이용된다.
계속해서 상기 스테인레스제 판재(25)의 한면(도면에서는 상면)의 소정 위치 에 포토리소그래피법에 의해 소정 패턴의 절연층(도시하지 않음)을 형성한다. 이 절연층은 이후의 공정[도 5의 (b) 참조]에서 스테인레스제 판재(25)에 형성되는 광전파용 관통 구멍(25a) 및 얼라이먼트 마크(27)(도 2 참조) 확인용 관통 구멍(25b)의 부분을 제외하고 형성된다. 즉, 상기 절연층의 형성은 예를 들면 다음과 같이 실시된다. 우선, 상기 스테인레스제 판재(25)의 한면(도면에서는 상면)의 소정 위치에 감광성 에폭시 수지 등의 감광성 수지를 도포하여 감광성 수지층을 형성한다. 계속해서 절연층 패턴에 대응하는 개구 패턴이 형성되어 있는 포토마스크를 통해 상기 감광성 수지층을 조사선에 의해 노광한다. 계속해서 현상액을 이용하여 현상을 실시함으로써 미노광 부분을 용해시켜 제거하고, 잔존한 감광성 수지층을 절연층 패턴으로 형성한다. 그 후, 상기 잔존 감광성 수지층의 표면 등에 잔존하는 현상액을 가열 처리에 의해 제거한다. 이에 의해 상기 잔존 감광성 수지층을 절연층으로 형성한다. 절연층의 두께는 통상 5~15㎛의 범위 내로 설정된다.
계속해서 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 상기 절연층의 표면에 실장용 패드(26a)를 포함하는 전기 회로(26)를 소정 패턴으로 형성한다. 즉, 상기 전기 회로(26)의 형성은 예를 들면 다음과 같이 실시된다. 우선, 상기 절연층의 표면에 스퍼터링 또는 무전해 도금 등에 의해 금속층(두께 600~2600Å 정도)을 형성한다. 이 금속층은 이후의 전해 도금을 실시할 때의 시드층(전해 도금층 형성의 소지가 되는 층)이 된다. 계속해서 상기 스테인레스제 판재(25), 절연층 및 금속층(시드층)으로 이루어진 적층체의 양면에 드라이 필름 레지스트를 부착한 후, 상기 금속층이 형성되어 있는 측의 드라이 필름 레지스트에 포토리소그래피법에 의해 전기 회로(26)의 패턴의 홈부를 형성하고, 상기 홈부의 바닥에 상기 금속층의 표면 부분을 노출시킨다. 계속해서 전해 도금에 의해 상기 홈부의 바닥에 노출된 상기 금속층의 표면 부분에 전해 도금층(두께 5~20㎛ 정도)을 적층 형성한다. 그리고, 상기 드라이필름 레지스트를 수산화나트륨 수용액 등에 의해 박리한다. 그 후, 상기 전해 도금층이 형성되어 있지 않은 금속층 부분을 소프트 에칭에 의해 제거하고, 잔존한 전해 도금층과 그 아래의 금속층으로 이루어진 적층 부분을 전기 회로(26)에 형성한다.
계속해서 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 스테인레스제 판재(25)의 소정 위치에 에칭 등에 의해 광전파용 관통 구멍(25a) 및 얼라이먼트 마크(27)(도 2 참조) 확인용 관통 구멍(25b)을 형성한다. 상기 광전파용 관통 구멍(25a)은 이후의 단부 코어(22) 형성 공정에서 형성되는 단부 코어(22)의 광반사면(경사면)(22b)에 대응하는 위치에 형성되고, 얼라이먼트 마크(27) 확인용 관통 구멍(25b)은 이후의 단부 코어(22) 형성 공정에서 상기 단부 코어(22) 부근에 형성되는 얼라이먼트 마크(27)에 대응하는 위치에 형성된다. 즉, 이들 관통 구멍(25a, 25b)의 형성은 예를 들면 다음과 같이 실시된다. 우선, 상기 스테인레스제 판재(25), 절연층 및 전기 회로(26)으로 이루어진 적층체의 양면에 드라이필름 레지스트를 부착한 후, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 측의 드라이필름 레지스트에 포토리소그래피법에 의해 상기 양 관통 구멍(25a, 25b)의 패턴의 구멍부를 형성하고, 상기 구멍부의 바닥에 상기 스테인레스제 판재(25)의 또 다른 한쪽의 한면(도면에서는 하면) 부분을 노출시킨다. 계속해서 염화 제 2 철 수용액을 이용한 에칭 등에 의해 상기 구멍부의 바닥에 노출된 상기 스테인레스제 판재(25) 부분을 천공(穿孔)하고, 상기 광전파용 관통 구멍(25a) 및 얼라이먼트 마크(27) 확인용 관통 구멍(25b)을 형성한다. 상기 광전파용 관통 구멍(25a)의 직경은 발광 소자(23)의 디자인에 의해 적절히 설정되지만, 통상 0.05~0.2mm의 범위 내로 설정된다. 상기 얼라이먼트 마크(27) 확인용 관통 구멍(25b)의 직경은 얼라이먼트 마크(27)의 크기에 따라 적절히 설정되지만, 통상 0.1~3.0mm의 범위 내로 설정된다. 이와 같이 하여 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판을 구성하는 전기 회로 기판(24)이 제작된다.
그리고, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 상기 전기 회로 기판(24)의 스테인레스제 판재(25)의 또 다른 한쪽의 한면(도면에서는 하면)에 상기 단부 클래드층(21)을 형성한다. 이 단부 클래드층(21)의 형성은 상기 (1)의 중앙 부분(1)용 제 1 기판의 제작 공정[도 4의 (a)~(d) 참조]에서 광도파로(10)의 언더클래드층(11)을 형성하는 방법과 동일하게 하여 감광성 수지층의 형성, 노광, 가열 처리 등을 거쳐 실시된다. 단부 클래드층(21)의 두께는 통상 1~50㎛의 범위 내로 설정되고, 바람직학는 5~30㎛의 범위 내로 설정된다. 또한, 단부 클래드층(21)의 길이는 통상 위치 결정용 가이드(14)(도 2 참조)와 대략 동일하게(5~20mm 정도) 설정된다.
계속해서 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이 상기 단부 클래드층(21)의 표면(도면에서는 하면)에 단부 코어(22)(도 2 참조) 형성 영역과 얼라이먼트 마크(27)(도 2 참조) 형성 영역을 가진 감광성 수지층(22A)을 형성한다. 이 감광성 수지층(22A)의 형성은 상기 언더클래드층(11)[도 4의 (a) 참조] 형성용 감광성 수지층 과 동일하게 하여 실시된다. 계속해서 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 상기 단부 코어(22) 및 얼라이먼트 마크(27)를 소정 형상으로 프레스 성형하기 위한 성형틀(4)을 준비한다. 이 성형틀(4)은 자외선 등의 조사선을 투과시키는 재료(예를 들면 석영)로 이루어지고, 상기 단부 코어(22) 및 얼라이먼트 마크(27)의 표면 형상과 동일 형상의 틀면(오목부)(4a)이 형성되어 있다. 그리고, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 성형틀(4)의 틀면(4a)이 상기 전기 회로 기판(24)에 형성된 상기 광 전파용 관통 구멍(25a) 및 얼라이먼트 마크(27) 확인용 관통 구멍(25b)에 대해 소정 위치에 위치가 정해지도록 상기 감광성 수지층(22A)에 대해 성형틀(4)을 프레스하고, 상기 감광성 수지층(22A)을 단부 코어(22) 및 얼라이먼트 마크(27)로 성형한다. 계속해서 그 상태로 상기 성형틀(4)을 통해 자외선 등의 조사선을 노광한 후에 가열 처리를 실시한다. 이 노광 및 가열 처리는 상기 언더클래드층(11)[도 4의 (a) 참조]의 형성 방법과 동일하게 실시된다. 그 후, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 탈형(脫型)한다. 이에 의해 단부 코어(22) 및 얼라이먼트 마크(27)를 형성한다. 이들 단부 코어(22) 및 얼라이먼트 마크(27)는 마크(27)에 대한 단부 코어(22)의 위치를 소정의 위치 관계로 설정할 수 있다. 상기 단부 코어(22)의 두께 및 폭은 상기 중앙 부분(1)용 제 1 기판의 광도파로(10)의 코어(12)와 동일한 값으로 설정된다. 또한, 상기 얼라이먼트 마크(27)는 통상 십자형으로 형성되어 있다. 상기 얼라이먼트 마크(27)의 두께는 통상 5~60㎛의 범위 내로 설정되고, 상기 십자형 선폭은 통상 20~200㎛의 범위 내로 설정되고, 십자형 종횡의 길이는 통상 200~1000㎛의 범위 내로 설정된다.
계속해서 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이 발광 소자(23)를 상기 전기 회로(26)의 실장용 패드(26a)에 실장한다. 이 발광 소자(23)의 실장은 예를 들면 다음과 같이 실시된다. 우선 상기 전기 회로 기판(24)의 전기 회로(26) 형성면을 위로 향하게 하여 실장기의 스테이지상에 세팅한다. 그리고, 상기 실장기에 구비되어 있는 카메라(A)에 의해 얼라이먼트 마크(27)를 단부 클래드층(21) 및 얼라이먼트 마크(27) 확인용 관통 구멍(25b)을 통해 판독한다. 이에 의해 상기 실장기는 상기 얼라이먼트 마크(27)를 기준으로 하여 상기 단부 코어(22)의 광반사면(22b)의 위치를 산출한다. 그리고, 상기 산출한 광반사면(22b)의 위치에 발광 소자(23)의 광축이 맞도록 상기 발광 소자(23)를 상기 광전파용 관통 구멍(25a)의 상방을 덮도록 하여 실장용 패드(26a)에 실장한다. 이와 같이 하여 상기 (2) 중 발광측 단부 부분(2)(도 2 참조)용 제 2 기판의 제작 공정이 완료된다.
상기 (2) 중 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판의 제작 공정은 상기 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판의 제작 공정에서 상기 발광 소자(23)를 대신하여 수광 소자(33)를 실장함으로써 실시된다. 그 이외의 부분은 상기 제 2 기판의 제작 공정과 동일하다. 이와 같이 하여 상기 (2) 중 수광측 단부 부분(3)(도 2 참조)용 제 3 기판의 제작 공정이 완료된다.
그 후, 상기 (3) 중 상기 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판에 대한 검사 공정에서는 도 2에서 우선 상기 제 2 기판의 전기 회로(26)에 전기 신호를 보내고, 발광 소자(23)로부터 광(L)(도 1 참조)을 발광시킨다. 그리고, 단부 코어(22)의 일 단면(중앙 부분(1)용 제 1 기판의 코어(12)의 일 단면(12a)에 접속되는 접속 면(22a))으로부터 광(L)이 출사되는지 여부를 확인한다. 출사광(L)을 확인할 수 있는 것은 양품이라고 판단할 수 있다. 이에 대해 상기 출사광(L)을 확인할 수 없는 것은 발광 소자(23)가 고장나 있거나 발광 소자(23)의 실장 상태가 적정하지 않은 것 등에 의해 발광 소자(23)와 단부 코어(22) 사이의 광전파 상태가 적정하지 않고, 불량품이라고 판단된다.
또한, 상기 (3) 중 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판에 대한 검사 공정에서는 도 2에서 우선 상기 제 3 기판의 단부 코어(32)의 일 단면(중앙 부분(1)용 제 1 기판의 코어(12)의 타단면(12b)에 접속되는 접속면(32a))에 광(L)(도 1 참조)을 입사시킨다. 그리고 수광 소자(33)로부터 전기 회로(36)로 보내지는 전기 신호를 확인한다. 이 전기 신호를 확인할 수 있는 것은 양품이라고 판단할 수 있다. 이에 대해 상기 전기 신호를 확인할 수 없는 것은 수광 소자(33)가 고장나 있거나 수광 소자(33)의 실장 상태가 적정하지 않은 것 등에 의해 수광 소자(33)와 단부 코어(32) 사이의 광전파 상태가 적정하지 않고, 불량품이라고 판단된다.
그리고, 상기 (3)의 검사 공정에서 양품이라고 판단된 제 2 및 제 3 기판을 도 2에 도시한 바와 같이 상기 (1)의 공정에서 제작한 제 1 기판의 양 단부에 조립하고, 제 2 및 제 3 기판의 단부 코어(22, 32)가 노출된 일 단면(접속면(22a, 32a))을 각각 상기 제 1 기판의 코어(12)의 노출된 양 단면(12a, 12b)에 접속한다[상기 (4)의 접속 공정]. 이 접속은 상기 제 1 기판의 위치 결정용 가이드(14)의 한쌍의 평행한 띠형상 돌조 사이에 상기 제 2 및 제 3 기판의 각 단부 코어(22, 32)를 넣어 위치 결정한 상태로 실시된다. 이 조립 및 접속은 예를 들면 다이본더 기를 이용하여 실시된다. 또한, 상기 접속 후에 고정할 경우에는 상기 접속 부분의 둘레에 상기 언더클래드층(11)[도 4의 (a) 참조]과 동일한 감광성 수지를 도포하고, 자외선 등의 조사선에 의해 노광하여 고정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 상기 접속 부분이 상기 감광성 수지로 덮혀 물리적 대미지로부터 지켜짐과 동시에 코어의 둘레에 크랙이 있는 광도파로로서 일반적인 구조로 할 수 있기 때문이다. 이와 같이 하여 목적으로 하는 광전기 혼재 모듈이 완성된다.
상기 실시형태에서는 광전기 혼재 모듈을 구성하는 중앙 부분(1)용 제 1 기판과 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판과 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판을 개별로 준비하기 때문에 광전기 혼재 모듈의 완성에 앞서 상기 제 2 및 제 3 기판에 대해 광전파 상태를 검사할 수 있다. 이 때문에 상기 검사에 의해 불량품이라고 판단된 제 2, 제 3 기판이 상기 제 1 기판에 접속되어 광전기 혼재 모듈 전체(완성품)가 불량품이 되는 것이 방지된다.
또한, 상기 실시형태에서는 중앙 부분(1)용 제 1 기판에서 위치 결정용 가이드(14)를 코어(12)와 동일한 재료를 이용하여 코어(12)와 동시에 형성했지만, 다른 동일한 재료를 이용해도 좋고, 동시에 형성하지 않아도 좋다. 또한, 상기 위치 결정용 가이드(14)는 경우에 따라서 형성하지 않아도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 발광측 단부 부분(2)용 제 2 기판 및 수광측 단부 부분(3)용 제 3 기판에서 얼라이먼트 마크(27, 37)를 단부 코어(22, 32)와 동일한 재료를 이용하여 단부 코어(22, 32)와 동시에 형성했지만, 다른 동일한 재료를 이용해도 좋고, 동시에 형성하지 않아도 좋다. 또한, 상기 얼라이먼트 마크(27, 37)는 경우에 따라서 형성하지 않아도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 상기 제 2 및 제 3 기판의 제작 공정에서 단부 코어(22, 32)와 얼라이먼트 마크(27, 37)의 형성을 성형틀(4)을 이용한 프레스 성형에 의해 실시했지만, 포토리소그래피법에 의해 실시해도 좋다. 즉, 단부 클래드층(21)의 표면에 형성한 단부 코어(22, 32) 형성 영역과 얼라이먼트 마크(27, 37) 형성 영역을 가진 감광성 수지층(22A)을 상기 단부 코어(22, 32) 및 얼라이먼트 마크(27, 37)에 대응하는 개구 패턴이 형성되어 있는 포토마스크를 통해 조사선에 의해 노광하고, 그 후 현상, 가열 처리 등을 거쳐 실시해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 상기 제 2 및 제 3 기판에서 광학 소자(발광 소자(23), 수광 소자(33))와 광도파로(20, 30)가 전기 회로 기판(24, 34)에 대해 반대면에 배치되어 있지만, 동일한 면에 배치되어도 좋다. 이 경우, 단부 코어(22, 32)의 타단면은 광반사면(경사면)(22b, 32b)이 아니라 광입출사 단면(전기회로 기판(24, 34)에 대해 직각인 면)에 형성된다.
또한, 상기 실시형태에서는 전기 회로 기판(24, 34)의 제작에 스테인레스제 판재(25, 35)를 이용했지만, 다른 금속 재료 또는 수지 재료 등으로 이루어진 판재를 이용해도 좋다. 상기 판재가 절연성을 갖는 경우는 절연층을 형성하지 않고, 상기 판재에 직접, 전기 회로(26, 36)를 형성해도 좋다. 상기 절연층은 상기 금속제 판재와 같은 통전성을 가진 판재와 전기 회로(26, 36)의 단락을 방지하기 위한 것이다.
그리고, 상기 실시형태에서는 상기 제 2 및 제 3 기판에서 단부 클래드 층(21, 31)을 형성했지만, 단부 클래드층(21, 31)을 형성하지 않고, 스테인레스제 판재(25, 35) 등의 판재에 직접 단부 코어(22, 32) 및 얼라이먼트 마크(27, 37)를 형성해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 기대(15)의 표면에 제 1 기판의 광도파로(10)를 제작한 후, 상기 광도파로(10)를 상기 기대(15)로부터 박리했지만, 박리하지 않고 기대 부착 광도파로로서 사용해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는 제 1 기판(광도파로(10)로 이루어진 기판)의 오버클래드층(13)의 표면은 개방되어 있지만, 그곳에 전기 회로 기판을 설치해도 좋다. 이와 같이 할 때는 빈 공간의 유효 이용이 가능해진다.
계속해서 실시예에 대해 설명한다. 단, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
(실시예)
[언더클래드층 및 오버클래드층의 형성 재료: 제 1 기판]
[단부 클래드층의 형성 재료: 제 2 및 제 3 기판]
비스페녹시에탄올플루오렌글리시딜에테르(성분 A) 35 중량부, 지환식 에폭시수지인 3', 4'-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(다이셀 가가쿠 고교사제, 세록사이드 202P)(성분 B) 40 중량부, (3', 4'-에폭시시클로헥산)메틸-3',4'-에폭시시클로헥실-카르복실레이트(다이셀 가가쿠 고교사제, 세록사이드 2081)(성분 C) 25 중량부, 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐설피니오]페닐설피드-비스-헥사플루오로안티모네이트의 50% 프로피온카보네이트 용액(성분 D) 2 중량부를 혼합함으로써 언더클래드층, 및 오버클래드층 및 단부 클래드층의 형성 재료를 조제했다.
[코어의 형성 재료: 제 1 기판]
[단부 코어의 형성 재료: 제 2 및 제 3 기판]
상기 성분A: 70 중량부, 1,3,3-트리스{4-[2-(3-옥세타닐)]부톡시페닐}부탄:30 중량부, 상기 성분D:1 중량부를 락트산 에틸에 용해함으로써 코어 및 단부 코어의 형성 재료를 조제했다.
[제 1 기판의 광도파로 및 위치 결정용 가이드의 제작]
폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)필름[160mm×160mm×188㎛(두께)]의 표면에 상기 언더클래드층의 형성 재료를 어플리케이터에 의해 도포한 후, 2000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시했다. 계속해서 100℃×15분간의 가열 처리를 실시함으로써 언더클래드층(두께 20㎛)을 형성했다.
계속해서 상기 언더클래드층의 표면에 상기 코어의 형성 재료를 어플리케이터에 의해 도포한 후, 100℃×15분간의 가열 처리를 실시하여 코어 형성 영역과 위치 결정용 가이드 형성 영역을 가진 감광성 수지층을 형성했다. 계속해서 그 상방에 코어 및 위치 결정용 가이드의 패턴과 동일 형상의 개구 패턴이 형성된 합성 석영계 크롬마스크(포토마스크)를 배치했다. 그리고, 그 상방으로부터 부톡시미티 노광법으로 4000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시한 후, 80℃×15분간의 가열 처리를 실시했다. 계속해서, γ-부티로락톤 수용액을 이용하여 현상함으로써 미노광 부분을 용해 제거한 후, 120℃×30분간의 가열 처리를 실시함으로써 코어 (두께 50㎛, 길이 100mm) 및 위치 결정용 가이드(두께 50㎛)를 형성했다. 코어의 양 단부는 단면으로 갈수록 서서히 폭이 확장되는 폭 확장부를 형성했다. 상기 폭 확장부의 단면의 폭은 100㎛, 폭 확장부의 근원 부분 및 코어의 중앙 부분의 폭은 50㎛, 폭확장부의 길이는 30mm로 했다. 상기 위치 결정용 가이드는 상기 코어의 양 단면으로부터 100㎛의 틈을 두고 형성하고, 길이 10mm, 폭 300㎛, 위치 결정용 가이드의 한쌍의 평행한 띠형상 돌조의 간격 80㎛로 했다.
계속해서 위치 결정용 가이드 및 코어 양 단부를 제외한 코어 부분을 피복하도록 상기 언더클래드층의 표면에 오버클래드층의 형성 재료를 어플리케이터에 의해 도포했다. 그리고, 2000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시한 후, 120℃×15분간의 가열 처리를 실시했다. 이에 의해 오버클래드층(코어의 단면으로부터의 두께 25㎛)을 형성했다. 이와 같이 하여 제 1 기판의 광도파로를 제작했다.
[제 2 및 제 3 기판의 전기 회로 기판의 제작]
제 2 및 제 3 기판의 전기 회로 기판을 하기와 같이 제작했다. 스테인레스제 판재(두께 25㎛의 SUS304박)의 한면에 우선 포토리소그래피법에 의해 감광성 폴리이미드 수지로 이루어진 절연층(두께 10㎛)을 소정 패턴으로 형성했다. 계속해서 상기 절연층의 표면에 스퍼터링에 의해 구리/니켈/크롬 합금으로 이루어진 시드층을 형성했다. 계속해서 상기 스테인레스제 판재, 절연층 및 시드층으로 이루어진 적층체의 양면에 드라이필름 레지스트를 부착한 후, 상기 시드층이 형성되어 있는 측의 상기 드라이필름 레지스트에 포토리소그래피법에 의해 실장용 패드를 포함하는 전기 회로의 패턴의 홈부를 형성하고, 상기 홈부의 바닥에 상기 시드층의 표 면 부분을 노출시켰다. 계속해서 전해 구리 도금에 의해 상기 홈부의 바닥에 노출된 상기 시드층의 표면 부분에 전해 구리 도금층(두께 10㎛)을 적층 형성했다. 그리고, 상기 드라이필름 레지스트를 수산화나트륨 수용액에 의해 박리했다. 그 후, 상기 전해 구리 도금층이 형성되어 있지 않은 시드층 부분을 소프트 에칭에 의해 제거하고, 잔존한 전해 구리 도금층과 그 아래의 시드층으로 이루어진 적층 부분을 전기 회로에 형성했다. 또한, 상기 스테인레스제 판재, 절연층 및 전기 회로로 이루어진 적층체의 양면에 드라이필름 레지스트를 부착한 후, 한면측의 상기 드라이필름 레지스트에 포토리소그래피법에 의해 광전파용 관통 구멍 및 얼라이먼트 마크 확인용 관통 구멍의 패턴의 구멍부를 형성하고, 상기 구멍부의 바닥에 상기 스테인레스제 판재의 이면 부분을 노출시켰다. 계속해서 염화 제 2 철 수용액을 이용한 에칭에 의해 상기 구멍부의 바닥에 노출된 상기 스테인레스제 판재 부분을 천공하고, 상기 광전파용 관통 구멍 및 얼라이먼트 마크 확인용 관통 구멍을 형성했다. 그 후 상기 실장용 패드의 표면에 금/니켈 합금 도금층을 형성했다.
[제 2 및 제 3 기판의 광도파로 및 얼라이먼트 마크의 제작]
상기 스테인레스제 판재의 또 다른 한쪽 면(상기 전기 회로가 형성된 면과는 반대측 면)에 상기 단부 클래드층의 형성 재료를 이용하여 상기 제 1 기판의 광도파로의 언더클래드층의 형성과 동일하게 하여 단부 클래드층(두께 10㎛)을 형성했다.
그리고, 상기 단부 클래드층의 표면에 상기 단부 코어의 형성 재료를 어플리 케이터에 의해 도포한 후, 100℃×15분간 건조 처리를 실시하여 단부 코어 형성 영역과 얼라이먼트 마크 형성 영역을 가진 감광성 수지층을 형성했다. 계속해서 상기 단부 코어 및 얼라이먼트 마크의 표면 형상과 동일 형상의 틀면(오목부)이 형성되어 있는 석영제 성형틀을 준비했다. 그리고, 상기 성형틀을 상기 전기 회로 기판에 형성된 상기 광전파용 관통 구멍 및 얼라이먼트 마크 확인용 관통 구멍에 대해 소정 위치에 위치를 결정하고, 상기 감광성 수지층에 대해 성형틀을 프레스했다. 그 상태에서 상기 성형틀을 통해 2000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시한 후, 80℃×15분간 가열 처리를 실시했다. 그 후, 탈형했다. 계속해서 γ-부티로락톤 수용액을 이용하여 현상함으로써 미노광 부분을 용해 제거한 후 120℃×30분간의 가열 처리를 실시했다. 이에 의해 단부 코어(폭 50㎛, 두께 50㎛, 길이 15mm) 및 얼라이먼트 마크(세로 1mm, 가로 1mm, 두께 50㎛)를 형성했다. 상기 얼라이먼트 마크는 십자형으로 형성되어 있고, 그 선폭은 50㎛, 십자형의 세로의 길이는 700㎛, 십자형의 가로의 길이는 700㎛로 했다. 이와 같이 하여 제 2 및 제 3 기판의 광도파로 및 얼라이먼트 마크를 제작했다.
[발광 소자 및 수광 소자의 실장]
상기 전기 회로 기판을 전기 회로측의 면을 위로 향하게 하여 실장기의 스테이지상에 세트했다. 그리고, 상기 얼라이먼트 마크를 기준으로 하여 초음파 플립칩 접합 방식에 의해 실장용 패드에 발광 소자 및 수광 소자를 실장했다. 상기 발광 소자로서는 VCSEL(Ulm Photonics사제, 파장 850nm)를 이용하여 상기 수광 소자 로서는 PD(Roithner laser Technik사제)를 이용했다. 이와 같이 하여 제 2 및 제 3 기판을 제작했다.
[제 2 기판의 검사]
상기 제 2 기판의 전기 회로에 전기 신호를 보내 발광 소자를 발광시키고, 단부 코어의 일 단면(접속면)으로부터의 출사광의 유무를 확인했다. 이 출사광을 확인할 수 있는 것은 양품이라고 판단하고, 상기 출사광을 확인할 수 없는 것는 불량품이라고 판단했다.
[제 3 기판의 검사]
상기 제 3 기판의 단부 코어의 일 단면(접속면)에 광을 입사시켜 수광 소자로부터 전기 회로로 보내지는 전기 신호의 유무를 확인했다. 이 전기 신호를 확인할 수 있는 것은 양품이라고 판단하고, 상기 전기 신호를 확인할 수 없는 것은 불량품이라고 판단했다.
[광전기 혼재 모듈의 제조]
상기 검사에서 양품이라고 판단된 제 2 및 제 3 기판의 단부 코어의 양 측부를 상기 제 1 기판의 위치 결정용 가이드에 의해 위치를 결정하고, 그 상태에서 상기 단부 코어의 일 단면(접속면)을 각각 상기 제 1 기판의 코어의 양 단면에 접속했다. 그 후 그 접속 부분의 둘레에 상기 언더클래드층의 형성 재료를 도포하고, 2000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시함으로써 상기 제 1 기판, 제 2 및 제 3 기판을 고정했다. 이와 같이 하여 광전기 혼재 모듈을 제조했다.
도 1은 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제조 방법에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈의 일 실시형태를 모식적으로 도시한 종단면도,
도 2는 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제조 방법의 일 실시형태를 모식적으로 도시한 설명도,
도 3은 도 2의 타원부(C)로 둘러싸인 상기 광전기 혼재 모듈의 중앙 부분용 제 1 기판의 코어의 단부 근방을 모식적으로 도시한 사시도,
도 4의 (a)~(d)는 상기 제 1 기판의 광도파로의 제작 공정을 모식적으로 도시한 설명도,
도 5의 (a)~(d)는 상기 광전기 혼재 모듈의 발광측 단부 부분용 제 2 기판의 제작 공정의 전반을 모식적으로 도시한 설명도,
도 6의 (a)~(d)는 상기 제 2 기판의 제작 공정의 후반을 모식적으로 도시한 설명도, 및
도 7은 종래의 광전기 혼재 모듈을 모식적으로 도시한 설명도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 중앙 부분 2 : 발광측 단부 부분
3 : 수광측 단부 부분 10, 20, 30 : 광도파로
23 : 발광소자 33 : 수광 소자

Claims (4)

  1. 중앙 부분, 그 일단측의 발광측 단부 부분, 및 타단측의 수광측 단부 부분으로 이루어진 광전기 혼재 모듈의 제조 방법에 있어서,
    상기 중앙 부분용으로 그 일단에서 타단으로 연장된 광도파로를 갖는 제 1 기판을 준비하는 공정,
    상기 발광측 단부 부분용으로 발광 소자와 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로의 일 단부에 접속 가능한 광도파로를 가진 제 2 기판을 준비하는 공정, 및
    상기 수광측 단부 부분용으로 수광 소자와 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로의 타단부에 접속 가능한 광도파로를 가진 제 3 기판을 준비하는 공정을 구비하며, 또한
    상기 발광측 단부 부분용 제 2 기판에 대해 발광 소자로부터 발광된 광이 상기 광도파로의 일 단부로부터 출사되는지 여부를 검사하며, 상기 출사를 확인할 수 있을 때, 상기 기판을 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 일 단측에 조립하고, 상기 제 2 기판의 광도파로를 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로에 접속하는 공정, 및
    상기 수광측 단부 부분용 제 3 기판에 대해 상기 광도파로의 일 단부로부터 입사시킨 광이 수광 소자로 수광되는지 여부를 검사하고, 상기 수광을 확인할 수 있을 때, 상기 기판을 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 타단측에 조립하고, 상기 제 3 기판의 광도파로를 상기 중앙 부분용 제 1 기판의 광도파로에 접속하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 광전기 혼재 모듈의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 기판에서 광도파로에 대한 소정의 위치에 얼라이먼트 마크를 형성하고, 상기 얼라이먼트 마크를 기준으로 하여 상기 발광 소자 및 수광 소자를 실장하는 것을 특징으로 하는 광전기 혼재 모듈의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로의 양 측부의 위치를 결정하는 위치 결정용 가이드를 형성하고, 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로와 상기 제 1 기판의 광도파로와의 접속을 상기 위치 결정용 가이드를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 광전기 혼재 모듈의 제조 방법.
  4. 상기 제 3 항에 기재된 광전기 혼재 모듈의 제조 방법에 의해 얻어진 광전기 혼재 모듈로서, 상기 제 2 및 제 3 기판의 광도파로가 그 양측부를 위치 결정용 가이드로 위치 결정한 상태에서 상기 제 1 기판의 광도파로의 단부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 광전기 혼재 모듈.
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