光电混载基板及其制造方法

专利名称：光电混载基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及ー种具有光波导路单元和安装有光学元件的电路单元的光电混载基板及其制造方法。
背景技术：
在最近的电子设备等中，随着传输信 息量的増加，除了电布线以外，还采用光布线。即，在上述电子设备等中组装有具有电路单元与光波导路单元的光电混载基板，该电路単元在形成有电布线的电路基板上安装有用于将电信号转换为光信号的发光元件、和用于将光信号转换为电信号的受光元件等光学元件；该光波导路单元作为用于传输上述光信号的光布线形成有光波导路。在上述光电混载基板中，需要使从上述发光元件发出的光入射到上述光波导路单元的芯(光布线)的一端面(光入口)、并且使上述受光元件接收从上述芯的另一端面(光出口)出射的光。为此，需要对上述光学元件(发光元件、受光元件)与芯进行调心。因此，一直以来提出有上述光学元件与芯的调心方法。作为其ー个例子，存在有如下方法(參照专利文献I)，即，固定光波导路单元，在从发光元件向该光波导路单元的芯的一端面(光入口)发出光的状态下，改变该发光元件的位置，同时监视从上述芯的另一端面(光出口)出射的光的強度，将该强度最大的位置确定为调心位置。另外，作为另ー个例子，存在有如下方法(參照专利文献2)，即，将形成有定位用的孔部的连接器安装于光波导路単元，将与上述孔部相嵌合的定位用的销安装于电路単元，通过使上述孔部与销相嵌合，自动地对光学元件与光波导路单元的芯进行调心。专利文献I :日本特开平5-196831号公报专利文献2 日本特开2009-223063号公报但是，在上述专利文献I的调心方法中，虽然能够进行高精度的调心，但是费时费力，量产性欠缺。另外，在上述专利文献2的调心方法中，虽然能够利用孔部与销的嵌合这样的简单方法来进行对位，但是不仅在分别制作连接器及销时产生尺寸误差，还产生连接器相对于光波导路单元的安装位置的位置偏移、定位用的销相对于电路単元的安装位置的位置偏移等，因此这些尺寸误差及位置偏移累积，从而调心精度变差。因此，当欲提高调心精度吋，需要进行尺寸精度的管理以不产生上述尺寸误差、位置偏移，因此成本提高，并且量产性欠缺。

发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供ー种不需要进行光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心作业、而且量产性优异的光电混载基板及其制造方法。为了达到上述目的，本发明的第I技术方案是ー种光电混载基板，其是光波导路単元与安装有光学元件的电路单元相结合而成的，其中，上述光波导路单元具有下包层；光路用的芯，其形成于该下包层的表面；上包层，其用于覆盖该芯；电路单元定位用的缺ロ部或贯通孔，其形成于上述下包层及上述上包层的至少ー个包层的局部；上述电路单元具有电路基板；光学元件，其安装于该电路基板上的规定部分；弯折部，其是将上述电路基板的局部呈立起状地弯折而成的，且用于嵌合于上述缺ロ部或贯通孔；上述光波导路单元的上述缺ロ部或贯通孔相对于上述芯的一端面定位形成在规定位置，上述电路单元的上述弯折部相对于上述光学元件定位形成在规定位置，上述光波导路单元与上述电路单元的结合是以将上述电路单元的上述弯折部嵌合于上述光波导路单元的上述缺ロ部或贯通孔的状态完成的。另外，本发明的第2技术方案是上述光电混载基板的制造方法，其是使光波导路単元与安装有光学元件的电路单元相结合的上述光电混载基板的制造方法，其中，上述光波导路单元的制作包括形成下包层的エ序、在该下包层的表面形成光路用的芯的エ序和以覆盖上述芯的方式形成上包层的エ序，在形成上述下包层的エ序及形成上述上包层的エ序中的至少ー个エ序中，在相对于上述芯的一端面进行了定位的规定位置，形成电路单元定位用的缺ロ部或贯通孔，上述电路单元的制作包括形成电路基板的エ序和在该电路基板上的规定部分安装光学元件的エ序，在安装该光学元件之后，在相对于该光学元件进行了定位的规定位置，呈立起状地弯折形成嵌合于上述缺ロ部或贯通孔的弯折部，使上述光波导路单元与上述电路单元相结合而形成光电混载基板是通过将上述电路单元的上述弯折部 嵌合于上述光波导路单元的上述缺ロ部或贯通孔而完成的。本发明的光电混载基板是光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合而成的。在上述光波导路单元中，芯的一端面与电路单元定位用的缺ロ部或贯通孔成为相互进行了定位的位置关系。另外，在上述电路单元中，光学元件与嵌合于上述光波导路单元的缺ロ部或贯通孔的弯折部成为相互进行了定位的位置关系。因此，在上述电路单元的弯折部嵌合于上述光波导路单元的缺ロ部或贯通孔内的状态、即、光波导路单元与电路单元相结合的状态下，光波导路单元的芯与电路单元的光学元件成为自动进行了调心的状态。而 且，上述光波导路单元的缺ロ部或贯通孔形成于构成该光波导路单元的下包层及上包层中的至少ー个包层的规定部分，上述电路单元的弯折部形成于构成该电路単元的电路基板，因此上述缺ロ部或贯通孔与上述弯折部的嵌合不需要连接器等其他部件。因此，在光波导路单元与电路单元的结合中，不存在上述连接器等其他部件所造成的尺寸误差、位置偏移的累积，从而光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心为高精度。本发明的光电混载基板如上所述，是利用使上述光波导路单元的缺ロ部或贯通孔与上述电路单元的弯折部相嵌合这样的简单作业来自动地、高精度地进行芯与光学元件调心的构造，因此不需要进行费时费カ的调心作业，因此量产性优异。另外，上述缺ロ部或贯通孔与上述弯折部的嵌合不需要连接器等其他部件，因此也不需要管理该连接器等的尺寸精度，因此根据这一点，量产性也优异。特别是，当上述光波导路单元的上述缺ロ部形成为随着朝向缺ロ的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状、在上述电路单元的上述弯折部也形成有随着朝向缺ロ的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状的缺ロ部、上述光波导路单元的V字状或Y字状的缺ロ部与上述电路单元的上述弯折部的V字状或Y字状的缺ロ部相嵌合吋，该嵌合是上述V字状或Y字状的缺ロ部彼此之间的嵌合，因此该嵌合不易偏移。因此，能够进ー步可靠地防止上述光波导路单元相对于上述电路单元的位置偏移，能够进一歩可靠地维持芯与光学元件的调心。
本发明的光电混载基板的制造方法是通过使光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合来进行的。在制作上述光波导路单元的エ序中，在相对于芯的一端面进行了定位的规定位置，形成电路单元定位用的缺ロ部或贯通孔。另外，在制作上述电路单元的エ序中，在相对于光学元件进行了定位的规定位置，形成嵌合于上述光波导路单元的缺ロ部或贯通孔的弯折部。因此，当使上述电路单元的上述弯折部嵌合于上述光波导路单元的上述缺ロ部或贯通孔、使上述光波导路单元与上述电路单元相结合时，能够自动地对光波导路单元的芯与电路单元的光学元件进行调心。而且，上述光波导路单元的缺ロ部或贯通孔形成于构成该光波导路单元的下包层及上包层中的至少ー个包层的规定部分，上述电路単元的弯折部形成在构成该电路单元的电路基板的局部，因此上述缺ロ部或贯通孔与上述弯折部的嵌合不需要连接器等其他部件。因此，在光波导路单元与电路单元的结合中不会产生由上述连接器等其他部件所造成的尺寸误差、位置偏移的累积，从而光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心为高精度。本发明的光电混载基板的制造方法如上所述，利用使上述光波导路单元的缺ロ部或贯通孔与上述电 路单元的弯折部相嵌合这样的简单作业来自动地高精度地对芯与光学元件进行调心，因此不需要进行费时费カ的调心作业，因此量产性优异。另外，上述缺ロ部或贯通孔与上述弯折部的嵌合不需要连接器等其他部件，因此也不需要管理该连接器等的尺寸精度，因此根据这一点，量产性也优异。特别是，当将上述光波导路单元的上述缺ロ部形成为随着朝向缺ロ的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状、在上述电路单元的上述弯折部也形成随着朝向缺ロ的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状的缺ロ部、使上述光波导路单元的V字状或Y字状的缺ロ部与上述电路单元的上述弯折部的V字状或Y字状的缺ロ部相嵌合吋，使上述V字状或Y字状的缺ロ部彼此之间相嵌合，因此该嵌合不易偏移。因此，能够进ー步可靠地防止上述光波导路单元相对于上述电路单元的位置偏移。


图I是示意性表示本发明的光电混载基板的第I实施方式的立体图。图2的(a)是示意性表示用于构成上述光电混载基板的光波导路单元的立体图，图2的(b)是放大了图2的(a)的A-A剖面的主要部分的剖视图。图3是示意性表示用于构成上述光电混载基板的电路单元的立体图。图4的(a) 图4的(d)是示意性表示上述光电混载基板的制造方法中的光波导路单元的制作エ序的说明图。图5的(a) 图5的(C)是示意性表示上述光电混载基板的制造方法中的电路单元的制作エ序的说明图。图6的(a) 图6的(C)是接着图5示意性表示上述电路单元的制作エ序的说明图。图7是示意性表示上述光电混载基板的制作エ序的说明图。图8是示意性表示本发明的光电混载基板的第2实施方式的立体图。图9示意性表示本发明的光电混载基板的第3实施方式，图9的(a)是其立体图，图9的(b)是放大了图9的(a)的一端部的主要部分的纵剖视图，图9的(c)是表示图9的(a)的制作エ序的说明图。
图10是示意性表示上述第3实施方式的光波导路单元的一端部的变形例的放大纵首1]视图。图11的(a) 图11的(d)是示意性表示上述光波导路单元的其他制作エ序的说明图。图12的(a) 图12的(d)是示意性表示上述光波导路单元的其他方式的制作エ序的说明图。图13是示意性表示上述光波导路单元的其他方式的立体图。图14示意性表示上述光波导路单元的另ー其他方式，图14的(a)是其主视图，图14的(b)是图14的(a)的B-B剖视图。图15是示意性表示上述光电混载基板的第5实施方式的剖视图。
具体实施例方式接着，根据附图详细说明本发明的实施方式。图I是示意性表示本发明的光电混载基板的第I实施方式的立体图。该光电混载基板通过分别制作具有电路单元定位用的缺ロ部4的光波导路单元W和具有嵌合于该缺ロ部4的弯折部15的电路单元E、并使上述电路单元E的上述弯折部15嵌合于上述光波导路单元W的上述缺ロ部4内来使上述光波导路单元W与上述电路单元E相结合而成为一体化。在此，在光波导路单元W中，上述缺ロ部4相对于芯2的一端面(光透过面)2a定位形成在规定位置(以在两单元W、E相结合时使光波导路单元W的一端面2a与电路单元E的光学元件10相対的方式预先设定的位置)。另外，在上述电路单元E中，嵌合于上述缺ロ部4的上述弯折部15相对于光学元件10定位形成在规定位置(以在两単元W、E相结合时使电路单元E的光学元件10与光波导路单元W的一端面2a相対的方式预先设定的位置)。因此，在上述光电混载基板中，通过上述缺ロ部4与上述弯折部15的嵌合，芯2的一端面2a与光学元件10成为适当地定位、进行了调心的状态。另外，在该实施方式中，上述光波导路单元W以弯曲的状态与上述电路单元E相结合。进ー步详细说明，上述光波导路单元W的立体图如图2的(a)所示，其A_A剖面的主要部分放大剖视图如图2的(b)所示，上述光波导路单元W具有下包层I、以规定图案的线状形成于该下包层I的表面的光路用的芯2、和以覆盖该芯2的状态形成于上述下包层I的表面的上包层3。而且，在该光波导路单元W的一端缘(在图2的(a)中为下端缘)，在不存在芯2的、上述下包层I与上包层3的层叠部分形成有沿着芯2的轴向较长的电路单元定位用的上述缺ロ部4。该缺ロ部4相对于芯2的一端面2a定位形成在规定位置。在该实施方式中，上述缺ロ部4配置形成在芯2的两侧(两个位置)，上述缺ロ部4的形状形成为随着朝向缺ロ的里侧(在图2的(a)中为上方)宽度逐渐变窄的Y字状(在图2的(a)中为倒Y字状)。另ー方面，上述电路单元E的立体图如图3所示，上述电路单元E具有基板11、和隔着绝缘层(未图示)安装于该基板11的表面的光学元件10及驱动IC(未图示)。而且，在该电路単元E中，形成有嵌合于上述光波导路单元W的缺ロ部4(參照图2的(a))的弯折部15。该弯折部15是将上述基板11与绝缘层的层叠部分的局部切割为大致コ字状、并将由该大致コ字状的缺ロ围成的舌片状部分相对于上述层叠部分呈直角地弯折成立起状而形成的，该弯折部15相对于上述光学元件10定位形成在规定位置。在该实施方式中，上述弯折部15配置形成在上述光学元件10的两侧(两个位置)，上述弯折部15的形状形成为大致长方形的板状，且形成为在其前端部(在图3中为上端部)形成有随着朝向缺ロ的里侧(在图3中为下方)宽度逐渐变窄的V字状的缺ロ部15a的形状。另外，在该绝缘层的表面形成有与上述驱动I C相连接的电路(未图示)，并且形成有作为定位形成光学元件10时的标记而利用的光学元件位置限定用电极(未图示)、以及作为定位形成上述弯折部15时的标记而利用的弯折部定位用电路(未图示)。该弯折部定位用电路沿着上述大致呈コ字状的缺ロ而形成，该大致呈コ字状的缺ロ用于形成成为上述弯折部15的上述舌片状部分。而且，在这些电路、光学元件位置限定用电极、弯折部定位用电路的表面上形成有镀层(未图示)。上述光学元件位置限定用电极形成在上述绝缘层的表面的大致中央部，上述光学元件10安装在以上述光学元件位置限定用电极为基准的规定位置。而且，上述光学元件10与上述驱动I C利用引线接合而电连接，该驱动I C与电极盘(上述电路的一部分)利用引线接合而电连接。在该状态下，上述光学元件10及其 周边部被树脂密封(未图示)。上述光学元件10在该实施方式中采用引线接合型的元件，其发光部或受光部形成于光学元件10的表面(在图3中为上表面)。另外，上述驱动IC是指例如用于驱动发光元件(光学元件10)的驱动器、或者用于放大来自受光元件(光学元件10)的信号的跨阻放大器(TIA)等。而且，如图I所示，上述光电混载基板是以上述电路单元E的上述弯折部15嵌合于上述光波导路单元W的上述缺ロ部4的状态，将光波导路单元W与电路单元E相结合而成一体化。在此，如上所述，形成于光波导路单兀W的上述缺ロ部4相对于芯2的一端面2a定位形成在规定位置。另外，形成于电路単元E的弯折部15相对于光学元件10定位形成在规定位置。因此，通过上述缺ロ部4与弯折部15的嵌合，芯2的一端面2a与光学元件10成为适当地定位、自动地进行了调心的状态。而且，在该实施方式中，由于光波导路单元W的上述缺ロ部4形成为Y字状，在电路单元E的上述大致长方形的弯折部15的前端部形成有V字状的缺ロ部15a，在上述嵌合状态下，成为电路単元E的上述弯折部15的前端部的上述V字状的缺ロ部15a的里端的角部被定位于光波导路单元W的上述Y字状的缺ロ部4的里端的角部的状态。因此，上述嵌合不易偏移。其結果，能够进ー步可靠地防止上述光波导路单元W相对于上述电路单元E的位置偏移，能够进一歩可靠地维持芯2与光学元件10的调心。上述光电混载基板经由下述⑴ ⑶的エ序制造而成。(I)制作上述光波导路单元W的エ序(參照图4的(a) 图4的(d))。(2)制作上述电路单元E的エ序(參照图5的(a) 图5的(C)、图6的(a) 图
6的(C))。(3)上述光波导路单元W与上述电路单元E相结合的エ序(參照图7)。(I)光波导路单元W的制作エ序说明上述(I)的光波导路单元W的制作エ序。首先，准备在形成下包层I时所使用的平板状的基座20(參照图4的(a))。作为该基座20的形成材料，例如能够列举出玻璃、石英、硅、树脂、金属等。其中，优选不锈钢制基板。这是因为不锈钢制基板对热的耐伸缩性优异，在上述光波导路单元W的制造过程中，各种尺寸大致维持为设计值。另外，基座20的厚度例如设定在20 ii m Imm的范围内。接着，如图4的(a)所示，在上述基座20的表面的规定区域中，利用光刻法形成在其一端缘的两个位置形成有俯视Y字状的缺口部Ia的下包层I。作为该下包层I的形成材料，使用感光性环氧树脂等感光性树脂。下包层I的厚度例如设定在5 y m 50 y m的范围内。接着，如图4的(b)所示，在上述下包层I的表面利用光刻法形成规定图案的芯2。此时，在下包层I的表面中的、上述两个位置的缺口部Ia之间的部分，将芯2的一端面(光透过面)2a相对于上述两个位置的缺口部Ia定位在规定位置。该芯2的定位是通过在利用上述光刻法形成芯2时以上述两个位置的缺口部Ia为基准配置光掩模的状态，隔着上述光掩模曝光而进行的，上述光掩模是以上述两个位置的缺口部Ia为基准形成的。、
作为上述芯2的形成材料，例如能够列举出与上述下包层I相同的感光性树脂，使用折射率比上述下包层I及上包层3 (参照图4的(c))的形成材料大的材料。例如能够通过选择上述下包层I、芯2、上包层3的各个形成材料的种类或者调整组成比例来进行该折射率的调整。芯的数量可以是一条也可以是多条(在图4的(b)中为一条)。芯2的图案例如能够列举出直线状、分支状、交叉状等，也可以混和这些直线状、分支状、交叉状等(在图4的(b)中为直线状)的图案。芯2的厚度例如设定在20 iim IOOiim的范围内。芯2的宽度例如设定在20 ii m 100 ii m的范围内。然后，如图4的(C)所示，利用光刻法以覆盖上述芯2的方式在上述下包层I的表面形成上包层3。此时，在上述下包层I的缺口部Ia上也形成与该缺口部Ia相同形状的缺口部3a。作为上述上包层3的形成材料，例如能够列举出与上述下包层I相同的感光性树脂。上述上包层3的厚度(距下包层I的表面的厚度)例如设定在超过芯2的厚度且IOOOum以下的范围内。在此，上述下包层I的缺口部Ia与形成在其上的上述上包层3的缺口部3a的层叠部分成为电路单元定位用的上述缺口部4。而且，如上所述，芯2的一端面2a相对于上述下包层I的缺口部Ia定位形成在规定位置，因此在该缺口部Ia上层叠上述上包层的缺口部3a而成的上述缺口部4相对于芯2的一端面2a定位形成在规定位置。上述缺口部4的尺寸例如分别设定为进深在0. Imm 5mm的范围内、缺口宽度在5 y m(Y字状的里侧的恒定宽度部分的宽度) 5mm(Y字状的扩展开口侧的最大宽度)的范围内。接着，如图4的⑷所示，从下包层I的背面剥离基座20 (参照图4的(C))。通过该剥离，获得了光波导路单元W，该光波导路单元W具有下包层I、芯2、以及上包层3，并在上述下包层I与上包层3的层叠部分形成有电路单元定位用的缺口部4。该光波导路单元W的厚度例如设定在30 iim 1150 iim的范围内。这样，上述⑴的光波导路单元W的制作工序完成。(2)电路单元E的制作工序接着，使用图5的(a) 图5的(C)、图6的(a) 图6的(C)说明上述⑵的电路单元E的制作工序。在该图5的(a) 图5的(C)、图6的(a) 图6的(C)的各图中，上下示出了两个图，上侧的图是俯视图，下侧的图是其纵剖视图。首先，准备上述基板11 (参照图5的(a))。作为该基板11的形成材料，例示能够列举出金属、树脂等。其中，基于易加工性及尺寸稳定性的观点，优选不锈钢制基板。另外，上述基板11的厚度例如设定在0. 02mm 0. Imm的范围内。接着，如图5的(a)所示，在上述基板11的表面的规定区域形成绝缘层12。该绝缘层12的形成例如是在涂布了由感光性聚酰亚胺树脂等绝缘层形成用的感光性树脂溶解于溶剂中而获得的清漆之后，根据需要对该清漆的涂布层进行加热处理而使其干燥，形成绝缘层形成用的感光性树脂层。然后，利用紫外线等辐射线隔着光掩模对该感光性树脂层进行曝光，从而形成规定形状的绝缘层12。绝缘层12的厚度例如设定在5 y m 15 y m的范围内。接着，如图5的(b)所示，在上述绝缘层12的表面同时形成电路(未图示)、光学元件位置限定用电极13以及弯折部定位用电路14，制作电路基板。这些电路等的形成例如 利用半添加法来进行。S卩，首先，在上述绝缘层12的表面，通过溅射或非电解电镀等形成金属层(厚度60nm 260nm左右)。该金属层成为进行后面的电解电镀时的晶种层(成为形成电解电镀层的基底的层)。接着，在由上述基板11、绝缘层12及晶种层构成的层叠体的两面上粘贴干膜抗蚀剂，之后在形成有上述晶种层一侧的干膜抗蚀剂上，利用光刻法同时形成上述电路等的图案的孔部，在该孔部的底部暴露上述晶种层的表面部分。接着，通过电解电镀，在暴露于上述孔部的底部的上述晶种层的表面部分层叠形成电解电镀层(厚度5 ii m 20 ii m左右)。然后，利用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。之后，通过软蚀刻去除未形成有上述电解电镀层的晶种层部分，将由剩余的电解电镀层及该剩余的电解电镀层的下面的晶种层构成的层叠部分形成为上述电路等。这样，获得了由上述基板11、绝缘层12、电路、光学元件位置限定用电极13及弯折部定位用电路14构成的电路基板。然后，将该电路基板安装于曝光机，利用相机拍摄表面侧(电路侧)与背面侧(基板11侧)，根据该图像，以上述表面侧的弯折部定位用电路14为标记，适当地定位弯折部预定形成部(舌片状部分15A)在背面侧的位置。接着，利用干膜抗蚀剂(未图示)覆盖该背面侧中的、除了用于形成舌片状的弯折部预定形成部的大致-字状的预定切割部以外的部分。接着，如图5的(c)所示，通过使用氯化铁水溶液进行蚀刻来去除所暴露的上述大致-字状的预定切割部的基板11的部分。通过该蚀刻，从该去除部分Ila暴露出上述绝缘层12的部分。接着，如图6的(a)所示，通过使用化学蚀刻液进行蚀刻来去除上述暴露的绝缘层12的部分。通过该蚀刻，将上述大致-字状的预定切割部形成为大致-字状的缺口 16(成为大致-字状的贯通状态)。接着，通过实施电解电镀处理，在上述电路、光学元件位置限定用电极13及弯折部定位用电路14的表面形成镀层(未图示)。之后，利用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。另外，作为上述镀层的成分，能够列举出金、镍等。另外，该镀层的厚度通常设定在0. 2 ii m 0. 5 ii m的范围内。然后，如图6的(b)所示，在以上述光学元件位置限定用电极13为基准的规定位置，安装(芯片接合Die Bonding)上述光学元件10及驱动IC(未图示)。接着，利用引线接合电连接上述光学元件10与上述驱动1C，并且利用引线接合电连接上述驱动IC与电极盘(上述电路的一部分)。之后，树脂密封(未图示)上述光学元件10及其周边部。然后，如图6的(C)所示，与上述电路基板呈直角地将由上述大致-字状的缺口16(参照图6的(a))围成的舌片状部分15A弯折成立起状，形成为弯折部15。这样，获得了具有弯折部15的电路单元E。该弯折部15以利用上述半添加法与光学元件位置限定用电极13同时形成的弯折部定位用电路14为基准而形成，因此上述弯折部15相对于上述光学元件位置限定用电极13定位形成在规定位置。因此，安装于相对于该光学元件位置限定用电极13的规定位置的光学元件10与上述弯折部15成为相互进行了定位的位置关系。另外，上述弯折部15的高度(在该实施方式中，是指前端部的V字状的缺口部15a的角部(底部)的高度)设定为大于供该弯折部15嵌合的上述光波导路单元的缺口部4(参照图I)的进深。这样，上述(2)的电路单元E的制作工序完成。(3)光波导路单元W与电路单元E的结合工序接着，说明光波导路单元W与电路单元E的结合工序。如图7的立体图所示，该结合是，在使上述电路单元E的光学元件10与上述光波导路单元W的芯2的一端面2a相面对的状态下，使上述电路单元E的弯折部15嵌合于上述光波导路单元W的缺口部4，使上述光波导路单元W与上述电路单元E—体化。之后，根据需要，也可以利用粘合剂固定上述缺口部4与弯折部15的嵌合部。然后，如图I所示，弯曲上述光波导路单元W。这样，上述
(3)的光波导路单元W与电路单元E的结合工序结束，完成了作为目标的光电混载基板。在此，如上所述，在上述光波导路单元W中，芯2的一端面2a与电路单元定位用的缺口部4成为相互进行了定位的位置关系。另外，在安装有上述光学元件10的电路单元E中，光学元件10与嵌合于上述缺口部4的弯折部15成为相互进行了定位的位置关系。因此，如上所述，通过使上述弯折部15嵌合于上述缺口部4而制作上述光电混载基板时，芯2的一端面2a与光学元件10自动地进行调心。其结果，在上述光电混载基板的制作中，不需要进行费时费力的调心作业。即，上述光电混载基板的量产性优异。而且，上述光波导路单元W的缺口部4形成于构成该光波导路单元W的下包层I及上包层3的规定部分。另外，上述电路单元E的弯折部15是由构成该电路单元E的电路基板的局部构成的。即，上述缺口部4与上述弯折部15的嵌合不需要连接器等其他部件。因此，在光波导路单元W与电路单元E的结合中不存在上述连接器等其他部件所造成的尺寸误差、位置偏移的累积，因此光波导路单元W的芯2与电路单元E的光学元件10的调心为高精度。另外，上述缺口部4与上述弯折部15的嵌合不需要连接器等其他部件，因此也不需要管理该连接器等的尺寸精度，根据这一点，量产性也优异。图8是示意性表示本发明的光电混载基板的第2实施方式的立体图。在该实施方式中，光波导路单元W的芯2在其一端部向光波导路单元W的单侧侧缘弯曲，与该弯曲相对应地，供电路单元E的弯折部15嵌合的缺口部4形成在光波导路单元W的单侧侧缘。除此以外的光波导路单元W的部分及电路单元E皆与图I所示的上述第I实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。而且，起到了与上述第I实施方式相同的作用、效果。另外，作为上述芯2的弯曲的构造，例如可以考虑曲率半径0. 5mm IOmm的弯曲等。另外，在上述第I及第2实施方式中，将光波导路单元W的上述缺口部4的形状设为了 Y字状，将电路单元E的上述弯折部15的前端部的缺口部15a的形状设为了 V字状，但是也可以设为其他形状。例如，与上述结构相反地，也可以将光波导路单元W的上述缺口部4设为V字状，将电路单元E的上述弯折部15的缺口部15a设为Y字状。另外，也可以将两者均设为Y字状或V字状。而且，也可以将光波导路单元W的上述缺口部4设为长方形，在电路单元E的上述弯折部15不形成缺口部15a。、
图9的(a)是示意性表示本发明的光电混载基板的第3实施方式的立体图。在该实施方式中，在光波导路单元W中，作为电路单元定位用，取代图I所示的上述第I实施方式的缺口部4而形成有长方形的贯通孔(嵌合孔)17。而且，在该贯通孔17内嵌合有上述电路单元E的上述弯折部15。通过该嵌合，上述光波导路单元W与电路单元E在平行的状态下相结合而一体化。另外，在该实施方式中，上述电路单元E的上述弯折部15形成为随着朝向前端侧(在图中为上端侧)宽度逐渐变窄的梯形，其前端部形成为直线状，在该前端部未形成有缺口部15a (参照图3)。另外，上述光波导路单元W的一端部(图9的(a)的跟前侧端部)的主要部分的纵剖视图如图9的(b)所示，在该光波导路单元W的一端部形成有相对于芯2的轴向倾斜45°的倾斜面，位于该倾斜面的芯2的一端面2a成为光反射面。即，成为在芯2的一端面2a处反射光、能够在芯2与光学元件10之间传递光的状态(参照图示的点划线L)。上述倾斜面是在制作光波导路单元W的最后工序中，通过转刀的切削或激光加工等形成在以上述贯通孔17为基准的规定位置。 如图9的(C)所示，该实施方式的光电混载基板的制造是通过使上述电路单元E的弯折部15嵌合于光波导路单元W的贯通孔17内来使上述光波导路单元W与电路单元E一体化而进行的。除此以外均与图I所示的上述第I实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。而且，起到了与上述第I实施方式相同的作用、效果。另外，在该第3实施方式中，在光波导路单元W的一端面的倾斜面中，将位于该倾斜面的芯2的一端面2a形成为光反射面，但是如图10的纵剖视图所示，也可以将上包层3的一端面3b形成为倾斜的光反射面,成为能够在芯2与光学兀件10之间传递光的状态(参照图示的点划线L)。S卩，在该情况下，芯2的一端面2a也形成在以上述贯通孔17(参照图9的(c))为基准的规定位置，成为与光学元件10进行了调心的状态。图11的(a) 图11的(d)示意性地示出了在光波导路单元W的制作中作为具有缺口部3a的上包层3(参照图4的(C))的其他制作工序的模具成形的方法。即，在上述第I及第2实施方式中，利用光刻法形成了具有上述缺口部3a的上包层3，但是也可以利用模具成形的方法形成。该形成可以如下进行。S卩，首先，如图11的(a)所示，准备在其下表面形成有凹部的成形模具30，该凹部具有与包括上述缺口部3a的上包层3的形状相对应的模具面31。然后，如图11的(b)所示，在基座20的表面形成下包层1，在该下包层I的表面以规定图案形成有芯2的状态(与图4的(b)相同的状态)下，如图11的(c)所示，使上述成形模具30的下表面与基座20的表面紧密接触。此时，将上述成形模具30的、与上述缺口部3a相对应的模具面部分31a定位在下包层I的缺口部Ia上。接着，从形成于上述成形模具30的注入孔(未图示)向由具有上述缺口部Ia的下包层I的表面、上述成形模具30的模具面31及芯2的表面所围成的成形空间内注入上包层形成用的树脂，用上述树脂填满上述成形空间。接着，当该树脂为感光性树脂时，通过上述成形模具30用紫外线等辐射线曝光之后进行加热处理，当上述树脂为热固化树脂时，进行加热处理。由此，上述上包层形成用的树脂固化，形成为具有上述缺口部3a的上包层3。然后，进行脱模，如图11的(d)所示，获得与图4的(c)相同的构件。也可以这样形成。另外，上述第3实施方式的具有贯通孔17的上包层3 (参照图9的(b))的形成也可以与上述相同地(参照图11的(a) 图11的(d))利用模具成形来进行。在该情况下，上述成形模具30的模具面31成为与具有贯通孔17的上包层3的形状相对应的形状。图12的(a) 图12的(d)示意性示出了光波导路单元W的其他方式的制作工序。即，在上述各个实施方式中，将光波导路单元W中的电路单元定位用的缺口部4形成在下包层I与上包层3的层叠部分(参照图4的(c))，但是也可以仅形成于上包层3。这种光波导路单元W的制作工序(制作方法)可以如下进行。S卩，首先，如图12的(a)所示，在基座20的表面的、除了上述缺口部4(3a)的预定形成区域以外的规定区域，利用光刻法形成没有上述缺口部la(参照图4的(a))的下包层
I。接着，如图12的(b)所示，在上述下包层I的表面利用光刻法形成规定图案的芯2。接着，如图12的(C)所示，准备在其下表面形成有凹部的成形模具30，该凹部具有与包括缺口部4(3a)的上包层3的形状相对应的模具面31。然后，如图12的(d)所示，使上述成形模具30的下表面与基座20的表面紧密接触。此时，将上述成形模具30的、与上述缺口部4(3a)相对应的模具面部分31a相对于芯2的一端面2a进行定位。接着，从形成于上述成 形模具30的注入孔(未图示)向由上述成形模具30的模具面31、上述基座20的表面、下包层I的表面及芯2的表面所围成的成形空间内注入上包层形成用的树脂，用上述树脂填满上述成形空间。之后，用与图11的(c)所说明的上述方法相同的方法，形成包括上述缺口部4(3a)的上包层3。然后，进行脱模，如图13所示，获得在基座20的表面仅在上包层3形成有上述缺口部4(3a)的光波导路单元W。或者，取代上述模具成形方法(参照图12的(c) 图12的(d))，也可以利用光刻法来进行上述上包层3的形成。另外，在上述实施方式(参照图12的(a) 图12的(d))中，仅在上包层3形成了电路单元定位用的缺口部4 (3a)，但是也可以仅在下包层I形成电路单元定位用的缺口部4 (la)。这种光波导路单元W的制作工序(制作方法)能够通过如下的方法进行，即，在基座20的表面形成具有缺口部Ia的下包层1，在该下包层I的表面以规定图案形成了芯2的状态(与图4的(b)相同的状态)下，通过模具成形或光刻法来形成没有上述缺口部3a(参照图4的(c))的上包层3。图14的(a)、图14的(b)示意性示出了光波导路单元W的另一其他方式。在该实施方式中，如图14的(a)的主视图、图14的(b)的图14的(a)的B-B剖视图所示，上包层3形成为比下包层I大一圈。这种光波导路单元W也可以利用如上所述的模具成形或光刻法来进行制作。如上所述(参照图11的(a) 图11的(C)、图12的(a) 图12的(d)、图14的
(a)、图14的(b))，当通过模具成形方法形成电路单元定位用的缺口部4时，能够将该缺口部4的厚度形成得较厚，在将电路单元E的弯折部15嵌合于该缺口部4的状态下，能够增强该嵌合部分的强度。另外，在上述实施方式中，作为光学元件10采用了引线接合型的元件，但是也可以采用倒装芯片型的元件。在采用该倒装芯片型的元件的情况下，由于发光部或受光部形成于光学元件10的安装面(背面)，因此如图15所示，光波导路单元W从未安装有光学元件10的一侧与电路单元E相嵌合，在电路单元E的与上述发光部或受光部相对应的部分形成有光通过用的贯通孔18。另外，在上述各个实施方式中，说明了光电混载基板的一端部，另一端部也可以形成为与上述各个实施方式的一端部相同的结构。在该情况下，作为上述光学元件10，例如在一端部侧安装发光元件，在另一端部侧安装受光元件，从而能够用上述受光元件通过芯2接收来自该发光元件的光。而且，在上述各个实施方式中，在电路单元E的制作工序中，在电路、光学元件位置限定用电极13、弯折部定位用电路14的表面形成了镀层，但是该镀层是根据需要形成的，在不需要的情况下，也可以不形成镀层。接着，说明实施例。但是，本发明并不限定于实施例。实施例
_2] 下包层、上包层的形成材料成分A(固体环氧树脂)含有芳香环骨架的环氧树脂(三菱化学公司制，
一卜 1002)70质量份。成分B(固形环氧树脂)含有脂环骨架的环氧树脂(大赛璐化学工业公司制、EHPE3150)30 质量份。成分C (光产酸剂)三芳基锍盐的50%碳酸丙烯酯(Propylene carbonate)溶液(San-Apro 公司制、CPI-200K) 2 质量份。将这些成分A C搅拌溶解(温度80°C、搅拌250rpmX 3小时)于55质量份的乳酸乙脂(武藏野化学研究所制)中，调制出下包层及上包层的形成材料(感光性树脂组合物)。用数字粘度计(BROOK FIELD公司制、HBDV-I+CP)测量该感光性树脂组合物的粘度，测得其粘度为1320mPa S。芯的形成材料成分D :邻甲酹酹醒清漆缩水甘油醚(0-cresol novolac glycidylether)(新日铁化学制、YDCN-700-10) 100质量份。将该成分D与I质量份的上述成分C搅拌溶解(温度80°C、搅拌250rpmX 3小时)于60质量份的乳酸乙脂(武藏野化学研究所制)中，调制出芯的形成材料(感光性树脂组合物)。用上述数字粘度计测量该感光性树脂组合物的粘度，测得其粘度为1900mPa S。实施例I光波导路单元的制作使用上述下包层、芯、上包层的各个形成材料，以与上述第I实施方式相同的方法制作出具有电路单元定位用的Y字状的缺口部的光波导路单元。上述Y字状的缺口部的尺寸设为整体的进深为0. 5mm，Y字状的里侧的恒定宽度部分的进深为0. 25_，该恒定宽度部分的宽度为0. lmm, Y字状的张开的开口侧的最大宽度为0. 4_，相邻的缺口部的中心之间的距离为6. 0mm。电路单元的制作以与上述第I实施方式相同的方法制作出具有嵌合于上述电路单元定位用的缺口部的长方形的弯折部、在该弯折部的前端部形成有Y字状的缺口部的电路单元。该弯折部的尺寸设为宽度为4. 5_，高度为3. Omm0另外，前端部的Y字状的缺口部的尺寸设为整体的进深为2. 5mm，Y字状的里侧的恒定宽度部分的进深为0. 75_，该恒定宽度部分的宽度为0. lmm，Y字状的张开的开口侧的最大宽度为0. 7mm，相对的Y字状的缺口部的中心之间的距离为6. 0mm。另外，作为光学元件，安装了引线接合法、倒装芯片法两用的发光元件(VCSEL:ULM Photonics 公司制、ULM850-10-C00104U)。光电混载基板的制造将上述电路单元的弯折部的缺口部嵌合于上述光波导路单元的缺口部，使上述光波导路单元与上述电路单元一体化。然后，利用粘合剂固定其嵌合部。实施例2光波导路单元的制作使用上述下包层、芯、上包层的各个形成材料，以与上述第3实施方式相同的方法制作出具有电路单元定位用的长方形的贯通孔的光波导路单元。上述长方形的贯通孔的尺寸设为长度为3. Omm,宽度为0. Imm,相邻的贯通孔的中心之间的距离为6. 0mm。
_0] 电路单元的制作 以与上述第3实施方式相同的方法制作出具有嵌合于上述电路单元定位用的贯通孔的梯形的弯折部的电路单元。该弯折部的尺寸设为底边(长边)的宽度为6. 3_，顶边(短边)的宽度为5. 4mm，高度为0.8mm，弯折部的中心之间的距离为6. 0mm。另外，光学元件安装与上述实施例I相同的光学元件。光电混载基板的制造将上述电路单元的弯折部嵌合于上述光波导路单元的贯通孔，使上述光波导路单元与上述电路单元一体化。然后，利用粘合剂固定其嵌合部。光传播试验向上述实施例1、2的光电混载基板的发光兀件中通电,使光从发光兀件出射。然后，确认到光从光电混载基板的芯的另一端部出射。实施例3光波导路单元的制作在上述实施例I的光波导路单元的基础上，另一端部也与一端部相同地制成具有电路单元定位用的Y字状的缺口部的光波导路单元。除此以外皆与上述实施例I相同。电路单元的制作制成在上述实施例I的电路单元上安装有发光元件用的驱动器的发送用电路单元。而且，在上述实施例I的电路单元中，取代发光元件而安装了引线接合法、倒装芯片法两用的受光元件(PD :albis公司制、CA04-70-GS)，而且，制成安装有该受光元件用的TIA的接收用电路单元。上述发光元件及受光元件的安装方法分别采用了引线接合法、倒装芯片法。光电混载基板的制造与上述实施例I相同地在光波导路单元的一端部固定上述发送用电路单元，在另一端部固定上述接收用电路单元。实施例4光波导路单元的制作在上述实施例2的光波导路单元的基础上，另一端部也与一端部相同地制成具有电路单元定位用的长方形的贯通孔的光波导路单元。除此以外皆与上述实施例2相同。电路单元的制作制成在上述实施例2的电路单元上安装有发光元件用的驱动器的发送用电路单元。而且，在上述实施例2的电路单元中，取代发光元件而安装了引线接合法、倒装芯片法两用的受光元件(PD :albis公司制、PDCA04-70-GS)，而且，制成安装有该受光元件用的TIA的接收用电路单元。上述发光元件及受光元件的安装方法分别采用了引线接合法、倒装芯片法。光电混载基板的制造与上述实施例2相同地在上述光波导路单元的一端部固定上述发送用电路单元，在另一端部固定上述接收用电路单元。
信号传输试验使用另外准备的个人计算机，一边控制上述驱动器与TIA，一边从上述发送用电路单元利用脉冲图案信号发生器输入高速信号，从上述接收用电路单元利用示波器读取信号。然后，利用眼图评价，对实施例3、4的光电混载基板的信号传输特性进行评价。其结果，在IOGbps的信号传输中也能够确认到有良好的信号传输。根据上述实施例I 4的结果可知，在上述制造方法中，即使不进行光波导路单元的芯与电路单元的光学元件(发光元件、受光元件)的调心作业，所获得的光电混载基板也适当地进行光传播。另外，在上述第2、3实施方式、如图11 图15所示地形成的光电混载基板中，也与上述实施例I 4相同地能够获得即使不进行调心作业也能适当地进行光传播这样的结果。产业h的可利用件本发明的光电混载基板能够用于以高速传送或者处理声音、图像等数字信号的信息通信设备、信号处理装置等。附图标记说明W、光波导路单元；E、电路单元；2、芯；2a、一端面；4、缺口部；10、光学元件；15、弯折部。
权利要求
1.一种光电混载基板，其是光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合而成的，其特征在于， 上述光波导路单元具有下包层；光路用的芯，其形成于该下包层的表面；上包层，其用于覆盖该芯；电路单元定位用的缺口部或贯通孔，其形成于上述下包层及上述上包层中的至少一个包层的局部； 上述电路单元具有电路基板；光学元件，其安装于该电路基板上的规定部分；弯折部，其是将上述电路基板的局部呈立起状地弯 折而成的，且用于嵌合于上述缺口部或贯通孔； 上述光波导路单元的上述缺口部或贯通孔相对于上述芯的一端面定位形成在规定位置，上述电路单元的上述弯折部相对于上述光学元件定位形成在规定位置， 上述光波导路单元与上述电路单元的结合是以将上述电路单元的上述弯折部嵌合于上述光波导路单元的上述缺口部或贯通孔的状态完成的。
2.根据权利要求I所述的光电混载基板，其特征在于， 上述光波导路单元的上述缺口部形成为随着朝向缺口的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状，在上述电路单元的上述弯折部也形成有随着朝向缺口的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状的缺口部，上述光波导路单元的V字状或Y字状的缺口部与上述电路单元的上述弯折部的V字状或Y字状的缺口部相嵌合。
3.一种光电混载基板的制造方法，其是使光波导路单元与安装有光学元件的电路单元相结合的权利要求I所述的光电混载基板的制造方法，其特征在于， 上述光波导路单元的制作包括形成下包层的工序、在该下包层的表面形成光路用的芯的工序和以覆盖上述芯的方式形成上包层的工序， 在形成上述下包层的工序及形成上述上包层的工序中的至少一个工序中，在相对于上述芯的一端面进行了定位的规定位置，形成电路单元定位用的缺口部或贯通孔， 上述电路单元的制作包括形成电路基板的工序和在该电路基板上的规定部分安装光学元件的工序， 在安装该光学元件之后，在相对于该光学元件进行了定位的规定位置，呈立起状地弯折形成嵌合于上述缺口部或贯通孔的弯折部， 使上述光波导路单元与上述电路单元相结合而形成光电混载基板是通过将上述电路单元的上述弯折部嵌合于上述光波导路单元的上述缺口部或贯通孔而完成的。
4.根据权利要求3所述的光电混载基板的制造方法，其特征在于， 将上述光波导路单元的上述缺口部形成为随着朝向缺口的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状，在上述电路单元的上述弯折部也形成随着朝向缺口的里侧宽度逐渐变窄的V字状或Y字状的缺口部，使上述光波导路单元的V字状或Y字状的缺口部与上述电路单元的上述弯折部的V字状或Y字状的缺口部相嵌合。
全文摘要
本发明提供一种不需要进行光波导路单元的芯与电路单元的光学元件的调心作业且量产性优异的光电混载基板及其制造方法。该光电混载基板是光波导路单元(W)与安装有光学元件(10)的电路单元(E)相结合而成的，其中，光波导路单元(W)具有形成于下包层及上包层中的至少一个包层的局部的电路单元定位用的缺口部(4)，该缺口部相对于芯(2)的一端面(2a)定位形成在规定位置。电路单元(E)具有电路基板的局部呈立起状地弯折而成的嵌合于缺口部(4)的弯折部(15)，该弯折部相对于光学元件(10)定位形成在规定位置。而且，以上述弯折部(15)嵌合于上述缺口部(4)的状态光波导路单元(W)与电路单元(E)相结合在一起。
文档编号G02B6/13GK102736192SQ20121005527
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月5日 优先权日2011年3月29日
发明者井上真弥, 程野将行, 辻田雄一, 长藤昭子, 高濑真由 申请人:日东电工株式会社