JP2005234557A - Optical transmission path substrate manufacturing method, optical transmission path substrate, optical transmission path built-in substrate, optical transmission path built-in substrate manufacturing method, and data processing apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 より簡易な製造工程で作製することが可能な、又は調心工程を行う必要がない、若しくは、より少ない調心工程で作成することが可能な光伝送路基板を作製できる製造方法を提供する。
【解決手段】 基材40上に導電性材料を含む層を形成する第1工程と、前記基材40上に形成された前記導電性材料を含む層をパターニングして、少なくとも一部は電気回路用の、一部は光伝送路を位置的に規制する配線パターン15を形成する第2工程を備えた、光伝送路基板の製造方法。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method capable of manufacturing an optical transmission line substrate that can be manufactured with a simpler manufacturing process, or does not need to be aligned, or can be manufactured with fewer alignment processes. provide.
A first step of forming a layer containing a conductive material on a base material 40, and patterning the layer containing the conductive material formed on the base material 40, at least a part of which is an electric circuit A part of the method for manufacturing an optical transmission line substrate, comprising a second step of forming a wiring pattern 15 partially restricting the optical transmission line.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、光伝送路基板の製造方法、光伝送路基板、光伝送路内蔵基板、光伝送路内蔵基板の製造方法、およびデータ処理装置に関する。 The present invention relates to an optical transmission path substrate manufacturing method, an optical transmission path substrate, an optical transmission path embedded substrate, an optical transmission path embedded substrate manufacturing method, and a data processing apparatus.
最近の光通信や光情報処理の高度化に伴って、光部品を高密度かつ経済的に集積できるような光回路実装技術、又は光モジュールが果たす役割は、ますます重要となっている。従来の光モジュールとしては、例えば図50に示すものを挙げることができる(例えば、特許文献1参照。)。 With the recent advancement of optical communication and optical information processing, the role played by optical circuit mounting technology or optical modules capable of integrating optical components with high density and economically becomes more and more important. An example of a conventional optical module is shown in FIG. 50 (see, for example, Patent Document 1).
図50に示す様に、従来の光モジュール1000は、Si基板(Siテラス)1101と、光ファイバ1102と、半導体レーザ(光素子)1105とから構成されている。Si基板1101にはガイド溝(V溝)1104が形成されており、そのガイド溝1104に沿って光ファイバ1102は固定されている。Si基板1101には、電気配線1106および位置決め基準面(位置決め用マーカー)1103a、1103b、1103cが形成されており、位置決め基準面1103a、1103b、1103cを利用して、半導体レーザ1105はSi基板1101上に実装されて、電気配線1106に接続される。すなわち、光モジュール1000では、Si基板1101上にて光ファイバ1102と半導体レーザ(LD)1105との集積が実現されており、電気配線1106を用いて駆動することができる。図50に示した構成では、Si基板1101の加工性の良さを利用して、精度良くガイド溝1104ができるので、光ファイバ1102と、半導体レーザ(LD)1105やフォトディテクタ(PD)等の光素子との一体化を容易に実現することができる。
As shown in FIG. 50, the conventional
また、図51に示すように、光ファイバではなく、Si基板1101上に光導波路1126を形成した光モジュール2000もある(同じく特許文献1参照)。
As shown in FIG. 51, there is also an
図51に示した光モジュール2000では、Si基板1101上に形成された光導波路1126と、Si基板1101に形成された凹部に半田バンプ1128を介して実装された光半導体素子1127とが光接続している。
In the
次に、図52を参照しながら、光通信を行う通信系装置3000の実装階層について説明する。図52に示した通信系装置3000は、ブックシェルフ実装と呼ばれる方法で装置化されている。この方法は経済性と実装密度の点で優れており、一般的に用いられている。
Next, a mounting hierarchy of the
以下、さらに説明を続ける。 Further description will be continued below.
通信系装置3000を構成する要素の一つとして、半導体素子(LSIチップ)1130があり、半導体素子1130が複数個集積されてMCM(マルチ・チップ・モジュール)1131となり、そして、MCM1131はボード(プリント基板)1133に実装されて、ボードアセンブリとなる。幾つかのボードアセンブリによってサブラック1135が形成され、複数のサブラック1135が筐体1137に収納されて通信系装置3000が構築されている。
As one of the elements constituting the
ブックシェルフ実装の実装階層を分類すると、6レベルに分けることができる。Level−0がチップ内(〜1mm)、Level−1がチップ間(〜1cm)、Level−2がボード内(〜10cm)、Level−3がサブラック内(〜1m)、Level−4がサブラック間(〜10m)で、Level−5が装置・システム間(〜100m)である(カッコ内は伝送距離)。このような階層の中で、伝送距離が1mを超える範囲(Level−3又はLevel−4以上)では、伝送媒体としての光ファイバの優位性が生きてくるので、光モジュール(例えば、図50に示したもの)と光ファイバとの組み合わせを利用するメリットが大きい。一方、今日、ボード内(Level−2)での伝送は、プリント基板の銅配線パターンが一般的に使用されており、すなわち、光ではなく電気で行われる。 When the mounting hierarchy of the bookshelf mounting is classified, it can be divided into 6 levels. Level-0 is in the chip (~ 1mm), Level-1 is between the chips (~ 1cm), Level-2 is in the board (~ 10cm), Level-3 is in the subrack (~ 1m), and Level-4 is in the support. Between black (~ 10m), Level-5 is between equipment and system (~ 100m) (the transmission distance is in parentheses). In such a hierarchy, in the range where the transmission distance exceeds 1 m (Level-3 or Level-4 or more), the superiority of the optical fiber as a transmission medium is alive, so an optical module (for example, in FIG. 50). The advantage of using a combination of the above and an optical fiber is great. On the other hand, today, transmission in a board (Level-2) is generally performed using a copper wiring pattern of a printed circuit board, that is, it is performed not by light but by electricity.
一方、特許文献2には、光ファイバを内蔵した配線基板(プリント基板)が開示されている。特許文献2に開示された配線基板を、図53および図54(a)および(b)に示す。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a wiring board (printed board) incorporating an optical fiber. The wiring board disclosed in Patent Document 2 is shown in FIGS. 53 and 54 (a) and 54 (b).
図53に示した配線基板4000は、絶縁基板1201から構成されており、絶縁基板1201は複数数の絶縁層1202からなる。絶縁層1202には配線回路層1203が形成されており、異なる層に位置する配線回路層1203は、ビアホール導体1204によって接続されている。又、複数の絶縁層のうちの1つである絶縁層1202aには、光ファイバーなどの繊維状の光導波路体1205が埋設されている。
A
そして、図54(a)の平面図に示すように、絶縁基板1201の内部には、繊維状の光導波路体1205が埋設されており、この光導波路体1205によって光信号を伝送可能な光導波回路が形成されている。図54(a)中のX−X’線に沿った断面図が図54(b)である。尚、図54(a)に示す絶縁基板1201の内部はあくまで説明用の概略図であり、図53の断面図と必ずしも一致していない。
As shown in the plan view of FIG. 54A, a fiber-shaped
図54(a)、図54(b)に示す様に、この光導波回路の一端には、光コネクタ1206が絶縁基板1201の側面に一体的に取り付けられている。また、絶縁基板1201の内部または側面には、光信号から電気信号に変換し得る光電気変換素子1207が取り付けられている。光電気変換素子1207で光信号から電気信号に変換された信号は、絶縁基板1201内の配線回路層1208(図53では、配線回路1203に対応)やビアホール導体1204を経由して、絶縁基板1201に搭載された電子素子または電気コネクタ1209と電気的に接続される。
As shown in FIGS. 54A and 54B, an
又、特許文献3では、大量の光ファイバを配線することができる光配線板が開示されている。 Patent Document 3 discloses an optical wiring board capable of wiring a large amount of optical fibers.
特許文献3に開示された光配線板を図55に示す。図55に示した光配線板5000は、1本または2本以上の各光ファイバ1311が一筆書きの手法を用いて基板に搭載されたものであり、光配線板5000において光ファイバ1311は一部分において積層されている。
An optical wiring board disclosed in Patent Document 3 is shown in FIG. The
図示された光配線板5000は、4層構造を持ち、光ファイバ1311は、基板1312、1312’上に配置されて、光ファイバ1311の端部1313は、同一平面上に並び、端部1314は多層化されている。
図50に示す光モジュール1000のような光モジュールを製造する場合、従来の製造方法では、電気配線1106をエッチング等により、基板1101上に作製した後に、切削等によりガイド溝1104を作製していた。この様に電気配線1106とガイド溝1104の製造工程が完全に分断されるため、製造工程が複雑になり時間がかかり、コストも高くなっていた。
When an optical module such as the
又、図50に示した光モジュール1000の場合、一見、当該モジュールを容易に作製できるように思えるが、実際には、各光ファイバ1102について光素子1105との調心を行わなくてはならず、その調心工程が非常に煩雑である。なお、ここで「調心」とは、光伝送路(光ファイバ)と光素子(例えば、半導体レーザー)との光軸を合わせる工程を意味するものとする。
In the case of the
例えば光ファイバ1102がシングルモードファイバのときに、光ファイバ1102と光素子1105とのずれは、サブミクロンオーダしか許容されていない。しかし、Si基板101にガイド溝(V溝)104を形成する際のずれ(公差)と、電気配線1106とともに形成される、光素子の位置決め基準面1103a、1103b、1103cを形成する際のずれ(公差)との両者を考えると、光素子の位置決め基準面1103a、1103b、1103cに合わせて光素子1105を実装しただけでは、光ファイバ1102と光素子1105との間のずれが許容範囲以上となる場合が発生し、それゆえ、調心が必要となる。
For example, when the
又、図51に示した構成の場合でも、半田バンプ1128の下に位置する電気配線(不図示)と、光導波路1126とを別工程で作製するため、同様に、光ファイバ1102と光素子1105とのずれの問題が生じる。
Also in the case of the configuration shown in FIG. 51, since the electrical wiring (not shown) located under the
また仮に、図51に示した光モジュール2000において、光ファイバ1102と光素子1105とのずれの問題が生じないとしても、光ファイバ1102を用いる場合と比べて、Si基板1101上に光導波路1126を形成する場合はコストが高くなるので、経済性の観点から問題が生じ得る。
51, even if the problem of deviation between the
経済性の観点からは、例えば図52に示した通信系装置3000におけるボード内(Level−2)伝送で、プリント基板の銅配線パターンを用いるのが有利であるが、それでは、伝送速度の限界が低くなってしまうという問題が生じる。これは、光インターコネクションでGHzレベルの伝送が可能でも、電気インターコネクションではMHzレベルの伝送となってしまうからである。
From the viewpoint of economy, for example, it is advantageous to use a copper wiring pattern of a printed circuit board for in-board (Level-2) transmission in the
又、図53および図54に示した配線基板4000の場合、絶縁基板1201に埋設されている光導波路体1205と光電気変換素子1207との調心を行う必要があるので、その調心工程が煩雑となるためコストが高くなる。
In the case of the
さらに、図52に示した通信系装置3000内のボード内伝送において、電気インターコネクションを光インターコネクションに代えて、伝送速度の問題を解決すると、基板上に非常に多くの光ファイバ又は光導波路を配置することが必要となり、現実のデバイス構造を考えると、別の問題が生じる。具体的には、基板表面が光ファイバ等で埋め尽くされてしまう結果、取り扱いが難しくなり、また基板自体の寸法も大型化するとともに、光ファイバ等の断線による故障率の増大なども懸念される。
Further, in the in-board transmission in the
そこで、限られた領域内で数多く光ファイバ又は光伝送路を配列させるために、光ファイバ又は光伝送路を多段化させようとしても、図50および図51に示した光モジュール1000,2000のような構成においてどのようにして多段化させてよいかは難しい問題であり容易には思いつかない。この問題を解決するには新たな発想が必要となる。すなわち、図50に示した光モジュール1000では、Si基板1101にガイド溝(V溝)1104を形成して、そのガイド溝1104に光ファイバ1102を固定しているので、基本的に1段配列の構成を取らざるを得ない。一方、図51に示した光モジュール2000は、Si基板1101上に光導波路1126を形成するものであり、これも基本的に1段配列の構成を前提としている。
Therefore, in order to arrange a large number of optical fibers or optical transmission lines in a limited area, even if the optical fibers or optical transmission lines are arranged in multiple stages, the
又、図53および図54に示した配線基板4000では、光導波路体1205が埋設された絶縁層1202aが一つの場合を開示しているが、仮にそれを複数層設ける構成とすると、光電気変換素子1207の取り付け方法について新たな問題が生じる。また、特許文献2では、絶縁基板1201に埋設されている光導波路体1205と光電気変換素子1207とが異なる階層に配置されている場合については、開示が無く、従って、その位置を正確に調整して、両者の光接続を行う手法についての開示も示唆もない。又、図55に示した光配線板5000は、光ファイバを内蔵する基板ではあるものの、この光配線板5000の光ファイバすべてに、直接、光電気変換素子1207を取り付けることに関する開示も示唆も無い。従って、その位置を正確に調整して、両者の光接続を行うことは非常に困難である。
53 and 54 disclose the case where there is one insulating
上記従来の課題を考慮して、本発明の目的は、より簡易な製造工程で作製することが可能な光伝送路基板の製造方法、光伝送路基板、及び光伝送路基板を用いたデータ処理装置を提供することである。又、本発明の別の目的は、調心工程を行う必要がない、若しくは、より少ない調心工程で作成することが可能な光伝送路基板の製造方法、光伝送路基板、及び光伝送路基板を用いたデータ処理装置を提供することである。 In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide an optical transmission line substrate manufacturing method, an optical transmission line substrate, and data processing using the optical transmission line substrate that can be manufactured by a simpler manufacturing process. Is to provide a device. Another object of the present invention is to provide an optical transmission line substrate manufacturing method, an optical transmission line substrate, and an optical transmission line that do not require alignment processes or that can be created with fewer alignment processes. A data processing apparatus using a substrate is provided.
また本発明の目的は、より低コストで作製することができる光伝送路基板の製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical transmission line substrate that can be manufactured at a lower cost.
また、本発明のさらなる他の目的は、光素子(例えば、半導体レーザ)を実装することが可能で、多数の光伝送路(例えば、光ファイバ)を効率良く設けることが可能な光伝送路内蔵基板を提供するとともに、そのような光伝送路内蔵基板を備えたデータ処理装置および光伝送路内蔵基板の製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to incorporate an optical transmission line capable of mounting an optical element (for example, a semiconductor laser) and efficiently providing a large number of optical transmission lines (for example, optical fibers). In addition to providing a substrate, it is an object of the present invention to provide a data processing device including such a substrate with a built-in optical transmission path and a method for manufacturing the substrate with a built-in optical transmission path.
第1の本発明は、基材上に導電性材料を含む層を形成する第1工程と、
前記基材上に形成された前記導電性材料を含む層をパターニングして、少なくとも一部は電気回路用の、一部は光伝送路を位置的に規制する配線パターンを形成する第2工程を備えた、光伝送路基板の製造方法である。
The first aspect of the present invention is a first step of forming a layer containing a conductive material on a substrate;
Patterning the layer containing the conductive material formed on the substrate to form a wiring pattern that at least partly for an electric circuit and partly for restricting an optical transmission line. A manufacturing method of an optical transmission path substrate provided.
第2の本発明は、前記光伝送路を位置的に規制する配線パターンは、前記規制を行うガイド壁を形成する、第1の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 The second aspect of the present invention is the method of manufacturing an optical transmission line substrate according to the first aspect of the present invention, wherein the wiring pattern for positionally restricting the optical transmission line forms a guide wall for performing the restriction.
第3の本発明は、前記第2工程は、前記配線パターンとして、一部が前記光伝送路基板に実装される光素子を位置決めする光学素子マーカー用として用いられる配線パターンを形成する工程である、第1の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 In a third aspect of the present invention, the second step is a step of forming, as the wiring pattern, a wiring pattern used as an optical element marker for positioning an optical element partly mounted on the optical transmission line substrate. 1 is a method of manufacturing an optical transmission line substrate according to the first aspect of the present invention.
第4の本発明は、前記第2工程は、前記配線パターンとして、一部が前記電気回路用、前記ガイド壁、及び前記光学素子マーカー用から選択される2つ又は全てを兼ねている配線パターンを形成する工程である、第3の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second step, as the wiring pattern, a wiring pattern partially serving as two or all selected from the electrical circuit, the guide wall, and the optical element marker This is a method for manufacturing an optical transmission line substrate according to the third aspect of the present invention.
第5の本発明は、前記第2工程の後に、前記光伝送路を位置的に規制する配線パターンの上部にガイド層を積層するA工程を更に備えた、第1の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 The fifth aspect of the present invention is the optical transmission line according to the first aspect of the present invention, further comprising a step A of laminating a guide layer on the upper part of the wiring pattern for positionally regulating the optical transmission line after the second step. A method for manufacturing a substrate.
第6の本発明は、前記第2工程の後に、前記電気回路用として用いられる配線パターンの上部を削るB工程を更に備えた、第1の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 The sixth aspect of the present invention is the method for manufacturing an optical transmission line substrate according to the first aspect of the present invention, further comprising a step B of cutting an upper portion of the wiring pattern used for the electric circuit after the second step.
第7の本発明は、前記第1工程の後に、前記導電性材料を含む層の上部に、前記導電性材料を含む層とは材料の異なる層を積層するC工程を更に備え、
前記B工程は、前記材料の異なる層を削る工程である、第6の本発明の光伝送路基板の製造方法である。
The seventh aspect of the present invention further includes, after the first step, a C step of stacking a layer made of a material different from the layer containing the conductive material on the layer containing the conductive material,
The step B is a method of manufacturing an optical transmission line substrate according to the sixth aspect of the present invention, which is a step of cutting different layers of the material.
第8の本発明は、前記ガイド壁として用いられる配線パターンに基づいて光伝送路を配置する第3工程と、
前記配線パターン及び前記光伝送路を覆うように、前記基材上に光伝送路を保持するための保持基板を形成する第4工程と、
前記保持基板から前記基材を取り除く第5工程を備えた、第2の本発明の光伝送路基板の製造方法である。
The eighth aspect of the present invention is a third step of arranging an optical transmission line based on a wiring pattern used as the guide wall;
A fourth step of forming a holding substrate for holding the optical transmission path on the base material so as to cover the wiring pattern and the optical transmission path;
It is a manufacturing method of the optical transmission-line board | substrate of 2nd this invention provided with the 5th process which removes the said base material from the said holding substrate.
第9の本発明は、前記第2工程は、前記配線パターンに対応したマスクを用いて、前記導電性材料を含む層をエッチングすることにより前記配線パターンを形成する工程である、第1の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 In a ninth aspect of the present invention, the second step is a step of forming the wiring pattern by etching the layer containing the conductive material using a mask corresponding to the wiring pattern. It is a manufacturing method of the optical-transmission-path board | substrate of invention.
第10の本発明は、前記光伝送路は、光ファイバであり、
前記ガイド壁の前記保持基板の表面に対する垂直方向の長さは、前記光ファイバの半径よりも大きくなるように形成される、第2の本発明の光伝送路基板の製造方法である。
In a tenth aspect of the present invention, the optical transmission line is an optical fiber.
In the method for manufacturing an optical transmission line substrate according to the second aspect of the present invention, a length of the guide wall in a direction perpendicular to a surface of the holding substrate is larger than a radius of the optical fiber.
第11の本発明は、前記光伝送路が前記ガイド壁に実質的に接する様に、所定の間隔を保って前記ガイド壁が形成されている、第10の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the optical transmission path board according to the tenth aspect of the present invention, wherein the guide walls are formed at a predetermined interval so that the optical transmission path substantially contacts the guide walls. Is the method.
第12の本発明は、前記光伝送路の上方に配置される様に、前記配線パターン上に光素子を実装する第6工程を更に備え、
前記光素子は、レーザー素子又は受光素子である、第4の本発明の光伝送路基板の製造方法である。
The twelfth aspect of the present invention further includes a sixth step of mounting an optical element on the wiring pattern so as to be disposed above the optical transmission line,
The optical element is a method for manufacturing an optical transmission line substrate according to a fourth aspect of the present invention, wherein the optical element is a laser element or a light receiving element.
第13の本発明は、光伝送路と、
前記光伝送路を保持する保持基板と、
前記保持基板上に形成された、一部が電気回路用に用いられる配線パターンとを備え、
前記光伝送路は、一部の前記配線パターンにより位置的に規制されている、光伝送路基板である。
A thirteenth aspect of the present invention is an optical transmission line,
A holding substrate for holding the optical transmission path;
A wiring pattern formed on the holding substrate and partially used for an electric circuit,
The optical transmission line is an optical transmission line substrate that is positionally regulated by a part of the wiring pattern.
第14の本発明は、前記光伝送路は、前記配線パターンの下部に形成されたガイド壁の間に配置されている、第13の本発明の光伝送路基板である。 A fourteenth aspect of the present invention is the optical transmission line substrate according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein the optical transmission line is disposed between guide walls formed under the wiring pattern.
第15の本発明は、前記配線パターンは、前記保持基板の厚み方向に所定の厚みを持って形成されており、
前記光伝送路は、前記配線パターンをガイド壁として、前記配線パターンの間に配置されている、第13の本発明の光伝送路基板である。
In a fifteenth aspect of the invention, the wiring pattern is formed with a predetermined thickness in the thickness direction of the holding substrate,
The optical transmission line is an optical transmission line substrate according to a thirteenth aspect of the present invention, which is disposed between the wiring patterns with the wiring pattern as a guide wall.
第16の本発明は、前記光伝送路は、前記ガイド壁に実質的に接する様に配置されている、第14の本発明又は第15の本発明の光伝送路基板である。 A sixteenth aspect of the present invention is the optical transmission line substrate according to the fourteenth aspect of the present invention or the fifteenth aspect of the present invention, wherein the optical transmission line is disposed so as to substantially contact the guide wall.
第17の本発明は、前記光伝送路は、前記保持基板に埋設されており、前記保持基板の上面と実質的に同一面上に、前記光伝送路の最上部が配置されている、第13の本発明の光伝送路基板である。 In a seventeenth aspect of the present invention, the optical transmission path is embedded in the holding substrate, and the uppermost portion of the optical transmission path is disposed substantially on the same surface as the upper surface of the holding substrate. 13 is an optical transmission line substrate according to the present invention.
第18の本発明は、前記配線パターンは、前記保持基板の上面よりも低い部分を有している、第13の本発明の光伝送路基板である。 An eighteenth aspect of the present invention is the optical transmission line substrate according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein the wiring pattern has a lower portion than the upper surface of the holding substrate.
第19の本発明は、前記保持基板の上面よりも低い部分は、ランド部である、第18の本発明の光伝送路基板である。 A nineteenth aspect of the present invention is the optical transmission line substrate according to the eighteenth aspect of the present invention, wherein the lower portion of the holding substrate than the upper surface is a land portion.
第20の本発明は、前記光伝送路は、光ファイバである、第13の本発明の光伝送路基板である。 A twentieth aspect of the present invention is the optical transmission line substrate according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein the optical transmission line is an optical fiber.
第21の本発明は、第13から第20のいずれかの本発明の光伝送路基板と、
前記光伝送路基板上に実装されたメモリLSI及びロジックLSIのうち少なくとも1つの半導体素子と、
前記配線パターンの一部に実装されたレーザー素子及び/又は受光素子とを備え、
前記光伝送路基板は複数の前記光伝送路を有する、データ処理装置である。
A twenty-first aspect of the present invention is the optical transmission line substrate according to any one of the thirteenth to twentieth aspects of the present invention,
At least one semiconductor element of a memory LSI and a logic LSI mounted on the optical transmission line substrate;
A laser element and / or a light receiving element mounted on a part of the wiring pattern,
The optical transmission path substrate is a data processing apparatus having a plurality of the optical transmission paths.
第22の本発明は、導電性材料を含む層をパターニングしてなる、少なくとも、一部は電気回路用の、一部は光伝送路マーカー用の配線パターンを保持基板上に埋め込む第1工程と、
前記光伝送路マーカー用の配線パターンを前記保持基板上から除去することにより、前記保持基板上に、前記光伝送路用の溝を作成する第2工程とを備えた、光伝送路基板の製造方法である。
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a first step in which a layer containing a conductive material is patterned, and at least a part for an electric circuit and a part for an optical transmission line marker are embedded on a holding substrate. ,
A second step of creating a groove for the optical transmission path on the holding substrate by removing the wiring pattern for the optical transmission path marker from the holding substrate; Is the method.
第23の本発明は、導電性材料を含む層をパターニングしてなる、少なくとも、一部は電気回路用の、一部は光伝送路マーカー用の配線パターンを保持基板上に埋め込む第1工程と、
前記配線パターンのうち、隣接するものの間にある、基板部分の一部を除去することにより、前記保持基板上に、前記光伝送路用の溝を作成する第2工程とを備えた、光伝送路基板の製造方法である。
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a first step of patterning a layer containing a conductive material, at least partially embedding a wiring pattern for an electric circuit and a part for an optical transmission line marker on a holding substrate. ,
A second step of creating a groove for the optical transmission path on the holding substrate by removing a part of the substrate portion between adjacent ones of the wiring patterns; It is a manufacturing method of a road board.
第24の本発明は、前記第1工程は、前記配線パターンとして、光学素子を位置決めするための光学素子マーカー用として用いられる配線パターンを形成する、第22の本発明または第23の本発明の、光伝送路基板の製造方法である。 In a twenty-fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the first step forms a wiring pattern used as an optical element marker for positioning an optical element as the wiring pattern. A method for manufacturing an optical transmission line substrate.
第25の本発明は、前記第1工程は、前記配線パターンとして、一部が前記電気回路用と前記光学素子マーカー用とを兼ねている配線パターン、又は一部が前記光学素子マーカー用と前記光伝送路マーカー用とを兼ねている配線パターンを形成する工程である、第24の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 According to a 25th aspect of the present invention, in the first step, as the wiring pattern, a part of the wiring pattern serving both as the electrical circuit and the optical element marker, or a part of the wiring pattern as the optical element marker It is the manufacturing method of the optical transmission path board | substrate of 24th this invention which is a process of forming the wiring pattern which serves as the object for optical transmission path markers.
第26の本発明は、前記第1工程は、前記配線パターンとして、一部が前記電気回路用、前記光学素子マーカー用、及び前記光伝送路マーカー用から選択される2つ又は全てを兼ねている配線パターンを形成する工程である、第24の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 In a twenty-sixth aspect of the present invention, the first step serves as two or all of a part selected from the electrical circuit, the optical element marker, and the optical transmission line marker as the wiring pattern. A method for manufacturing an optical transmission line substrate according to a twenty-fourth aspect of the present invention, which is a step of forming a wiring pattern.
第27の本発明は、前記第2工程は、前記基板部分に対応したマスクを用いて、エッチングすることにより前記溝を作成する工程である、第24の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 In a twenty-seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical transmission line substrate of the twenty-fourth aspect of the present invention, the second step is a step of creating the groove by etching using a mask corresponding to the substrate portion. It is.
第28の本発明は、前記導電性材料を含む層は、樹脂と無機フィラーを含むコンポジット材料である、第22の本発明または第23の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 A twenty-eighth aspect of the present invention is the method for manufacturing an optical transmission line substrate according to the twenty-second aspect or the twenty-third aspect, wherein the layer including the conductive material is a composite material including a resin and an inorganic filler.
第29の本発明は、前記第1工程は、前記配線パターンに対応するマスクを用いて、前記導電性材料を含む層をエッチングすることにより前記配線パターンを形成する工程である、第22の本発明または第23の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 In a twenty-ninth aspect of the present invention, the first step is a step of forming the wiring pattern by etching the layer containing the conductive material using a mask corresponding to the wiring pattern. It is a manufacturing method of the optical transmission line board | substrate of invention or 23rd invention.
第30の本発明は、前記溝に光伝送路を配置する第3工程を更に備えた、第22の本発明または第23の本発明の光伝送路基板の製造方法である。 The thirtieth aspect of the present invention is the method for manufacturing an optical transmission line substrate according to the twenty-second aspect of the present invention or the twenty-third aspect of the present invention, further comprising a third step of arranging an optical transmission line in the groove.
第31の本発明は、前記光伝送路の上方に配置される様に前記配線パターンに光学素子を実装する第4工程を更に備え、
前記光学素子とは、レーザー素子及び受光素子の少なくとも一方である、第30の本発明の光伝送路基板の製造方法である。
The thirty-first aspect of the present invention further includes a fourth step of mounting an optical element on the wiring pattern so as to be disposed above the optical transmission line,
The optical element is the method for manufacturing an optical transmission line substrate of the thirtieth aspect of the present invention, which is at least one of a laser element and a light receiving element.
第32の本発明は、前記光伝送路とは光ファイバである、第1、22,23のいずれか本発明の光伝送路基板の製造方法である。 A thirty-second aspect of the present invention is the method for manufacturing an optical transmission line substrate according to any one of the first, second, and twenty-third aspects, wherein the optical transmission line is an optical fiber.
第33の本発明は、基板と、
前記基板上に形成され、複数の配線を含む配線パターンと、
前記基板内に埋設された複数の光伝送路と、を備え、
前記複数の光伝送路は、前記基板の厚み方向に複数配列されており、
前記複数の光伝送路のそれぞれの一端周辺において、前記配線パターンと電気的に接続される光素子が前記光伝送路と光学的に接続可能である光伝送路内蔵基板である。
A thirty-third aspect of the present invention is a substrate,
A wiring pattern formed on the substrate and including a plurality of wirings;
A plurality of optical transmission paths embedded in the substrate,
The plurality of optical transmission lines are arranged in the thickness direction of the substrate,
An optical transmission path built-in substrate in which an optical element electrically connected to the wiring pattern can be optically connected to the optical transmission path around one end of each of the plurality of optical transmission paths.
第34の本発明は、前記基板は、複数のサブ基板を含む積層基板であり、
前記各サブ基板毎に、単数又は複数の前記光伝送路が前記厚み方向に配列されている第33の本発明の光伝送路内蔵基板である。
In a thirty-fourth aspect of the present invention, the substrate is a laminated substrate including a plurality of sub-substrates,
A substrate with a built-in optical transmission line according to a thirty-third aspect of the present invention, wherein one or a plurality of optical transmission lines are arranged in the thickness direction for each of the sub-substrates.
第35の本発明は、前記光伝送路は、前記厚み方向に実質上直交する方向にも複数配列されている第34の本発明の光伝送路内蔵基板である。 A thirty-fifth aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-fourth aspect of the present invention, wherein a plurality of the optical transmission lines are arranged in a direction substantially perpendicular to the thickness direction.
第36の本発明は、前記複数の光伝送路は、前記基板の同一層内で、前記厚み方向に配列されている第33の本発明の光伝送路内蔵基板である。 A thirty-sixth aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-third aspect, wherein the plurality of optical transmission lines are arranged in the thickness direction in the same layer of the substrate.
第37の本発明は、前記光伝送路は、前記厚み方向に実質上直交する方向にも複数配列されている第36の本発明の光伝送路内蔵基板である。 A thirty-seventh aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-sixth aspect of the present invention, wherein a plurality of the optical transmission paths are arranged in a direction substantially perpendicular to the thickness direction.
第38の本発明は、前記光伝送路は、前記複数の配線の間に埋設されている第33の本発明の光伝送路内蔵基板である。 A thirty-eighth aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-third aspect of the present invention, wherein the optical transmission path is embedded between the plurality of wirings.
第39の本発明は、前記複数の光伝送路は、それぞれ光ファイバである第33の本発明の光伝送路内蔵基板である。 A thirty-ninth aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-third aspect of the present invention, wherein each of the plurality of optical transmission paths is an optical fiber.
第40の本発明は、前記基板は、樹脂と無機フィラーとを含むコンポジット材料から構成されている第34の本発明の光伝送路内蔵基板である。 The forty-sixth aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-fourth aspect of the present invention, wherein the substrate is made of a composite material containing a resin and an inorganic filler.
第41の本発明は、前記光素子は、面発光型垂直共振器レーザである第33の本発明の光伝送路内蔵基板である。 A forty-first aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-third aspect of the present invention, wherein the optical element is a surface-emitting vertical cavity laser.
第42の本発明は、前記面発光型垂直共振器レーザの発光面と、前記基板の表面とは対向しており、
前記発光面には、複数の発光点が配列されている第41の本発明の光伝送路内蔵基板である。
In a forty-second aspect of the present invention, a light emitting surface of the surface-emitting vertical cavity laser is opposed to a surface of the substrate.
The light transmission surface is a substrate with a built-in optical transmission path according to the forty-first aspect of the present invention, wherein a plurality of light emission points are arranged on the light emitting surface.
第43の本発明は、前記光伝送路の前記一端は、実質上45°の角度にカットされている第33の本発明の光伝送路内蔵基板である。 A forty-third aspect of the present invention is the optical transmission path built-in substrate according to the thirty-third aspect of the present invention, wherein the one end of the optical transmission path is cut at an angle of substantially 45 °.
第44の本発明は、前記光伝送路の前記一端の前記周辺には、当該光伝送路の一端と前記光素子とを光接続するための傾斜面が設けられている第34の本発明の光伝送路内蔵基板である。 According to a 44th aspect of the present invention, an inclined surface for optically connecting one end of the optical transmission path and the optical element is provided in the periphery of the one end of the optical transmission path. This is a substrate with a built-in optical transmission path.
第45の本発明は、第33の本発明の光伝送路内蔵基板と、
前記光伝送路内蔵基板上に配置された前記光素子と、
前記光伝送路内蔵基板上に実装された半導体素子と、を備えたデータ処理装置である。
The forty-fifth aspect of the present invention is an optical transmission line built-in substrate according to the thirty-third aspect of the present invention
The optical element disposed on the substrate with a built-in optical transmission path;
And a semiconductor device mounted on the optical transmission path built-in substrate.
第46の本発明は、配線パターンの全部又は一部を形成する第1工程と、
光伝送路を位置決めするためのガイド手段を、前記配線パターンを利用して、又は、前記配線パターンの少なくとも一部と共に形成する第2工程と、
前記ガイド手段を利用して前記光伝送路を埋設し、サブ基板を形成する第3工程と、
前記サブ基板を複数用意して、それら複数のサブ基板を積層する第4工程と、
を備えた光伝送路内蔵基板の製造方法である。
The forty-sixth aspect of the present invention is a first step of forming all or part of the wiring pattern;
A second step of forming guide means for positioning an optical transmission line by using the wiring pattern or together with at least a part of the wiring pattern;
A third step of burying the optical transmission line using the guide means and forming a sub-substrate;
A fourth step of preparing a plurality of the sub-substrates and laminating the plurality of sub-substrates;
Is a method for manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path.
第47の本発明は、配線パターンの全部又は一部を形成する第1工程と、
光伝送路を位置決めするためのガイド手段を、前記配線パターンを利用して、又は、前記配線パターンの少なくとも一部と共に形成する第2工程と、
前記ガイド手段を利用して前記光伝送路を複数埋設し、基板を形成する第3工程とを備え、
前記第3工程では、前記光伝送路を前記基板の厚み方向に複数配列する光伝送路内蔵基板の製造方法である。
The forty-seventh aspect of the present invention is a first step of forming all or part of a wiring pattern;
A second step of forming guide means for positioning an optical transmission line by using the wiring pattern or together with at least a part of the wiring pattern;
A third step of burying a plurality of the optical transmission lines using the guide means and forming a substrate;
The third step is a method of manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path, in which a plurality of the optical transmission paths are arranged in the thickness direction of the substrate.
第48の本発明は、前記第1工程と第2工程とは、実質上同時に行うものであり、前記ガイド手段を前記配線パターンに含まれる所定の配線と共に形成する第46の本発明又は第47の本発明の光伝送路内蔵基板の製造方法である。 According to a 48th aspect of the present invention, the first step and the second step are performed substantially simultaneously, and the guide means is formed with a predetermined wiring included in the wiring pattern. This is a method for manufacturing a substrate with a built-in optical transmission line of the present invention.
第49の本発明は、前記光伝送路は一方の端面が傾斜面である光ファイバであり、前記傾斜面が、前記配線パターンと電気的に接続される光素子が実装される前記基板の面と反対側に向く様に前記光ファイバを埋設する第46の本発明又は第47の本発明の光伝送路内蔵基板の製造方法である。 In a forty-ninth aspect of the present invention, the optical transmission line is an optical fiber having one inclined end surface, and the inclined surface is a surface of the substrate on which an optical element electrically connected to the wiring pattern is mounted. The method for producing a substrate with a built-in optical transmission line according to the 46th aspect of the present invention or the 47th aspect of the present invention, wherein the optical fiber is embedded so as to face the opposite side.
以上のような本発明の光伝送路内蔵基板によれば、例えば、基板上に形成された配線パターンと、基板内に埋設された複数の光伝送路とを備え、複数の光伝送路が基板の厚み方向に配列され、例えば、各光伝送路の一端周辺の上方に光素子を実装することができ、多数の光伝送路を効率良く配置することができる。これにより、光素子との光学的な接続が可能で、多数の光伝送路を効率良く配置することが可能な光伝送路内蔵基板の製造方法を提供することが出来る。 According to the substrate with a built-in optical transmission path of the present invention as described above, for example, a wiring pattern formed on the board and a plurality of optical transmission paths embedded in the board are provided, and the plurality of optical transmission paths are the substrate. For example, an optical element can be mounted above the periphery of one end of each optical transmission line, and a large number of optical transmission lines can be efficiently arranged. As a result, it is possible to provide a method for manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path that can be optically connected to an optical element and can efficiently arrange a large number of optical transmission paths.
本発明によれば、より簡易な製造工程で作製可能な光伝送路基板、その製造方法、及び光伝送路基板を備えたデータ処理装置を提供することが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical transmission path board | substrate which can be produced with a simpler manufacturing process, its manufacturing method, and the data processing apparatus provided with the optical transmission path board | substrate can be provided.
又、別の本発明によれば、光素子と光伝送路との調心工程がより少なく済み、又は調心工程を行わなくてもよい光伝送路基板、その製造方法、及び光伝送路基板を備えたデータ処理装置を提供することが出来る。また、別の本発明によれば、光素子との光学的な接続が可能で、多数の光伝送路を効率良く配置することが可能となるという長所を有する。 According to another aspect of the present invention, an optical transmission line substrate that requires fewer alignment processes or no alignment process between the optical element and the optical transmission line, a manufacturing method thereof, and an optical transmission line substrate Can be provided. In addition, according to another aspect of the present invention, there is an advantage that optical connection with an optical element is possible, and a large number of optical transmission lines can be efficiently arranged.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals for the sake of brevity. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
(実施の形態1)
図1から図4を参照しながら、本実施の形態1に係る光伝送路基板およびその製造方法について説明する。
(Embodiment 1)
The optical transmission line substrate and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施の形態1の光伝送路基板100の構成を模式的に示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the optical
図1に示す様に、本実施の形態1の光伝送路基板100は、基板10と、基板10上に形成された複数の配線12を含む配線パターン15とを備えている。又、配線パターン15の配線12間に光ファイバ20が複数本配置されている。なお、本発明の光伝送路は、本実施の形態1における光ファイバ20であり、本実施の形態1では光ファイバを例に挙げて説明するが、本明細書における「光伝送路」とは、光を伝送することが可能な線状の部材のことをいう。これは以下の各実施の形態においても同様である。
As shown in FIG. 1, the optical
光ファイバ20は、基板10の上方から見て(基板10の法線方向から見て)配線12に実質的に接するように、配線12間に配置されており、配線12間に形成された溝22内に配置されて、基板10に内蔵されている。言い換えると、配線12間に形成された溝22が、光ファイバ20の実装部となっている。また、本実施の形態1では、光ファイバ20の最上部分と、配線パターン15及び配線12の上面とが実質的に同一面上に位置している。同一面上に両者を位置づけることができる点については、後述の光伝送路基板100の製造方法の際にて説明する。
The
図1に示した光伝送路基板(光ファイバ内蔵基板)100には、光素子を位置決めする
ためのマーカー(以下、光学素子マーカーと呼ぶ)を基準として光素子30が実装されており、配線12と電気的に接続されており、かつ、光ファイバ20と光接続されている。尚、光学素子マーカーは図示していないが、典型例としては従来例の図50に記載している位置決め基準面1103a、1103b、1103cである。又、光素子30は、例えば、半導体レーザのようなレーザ素子、または、フォトダイオードのような受光素子である。本実施の形態1では、光素子30は、光ファイバ20の上方に実質的に接するように配置されている。
An
尚、本発明の保持基板の一例である基板10は、本実施の形態1において、樹脂(例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂)と無機フィラーとを含むコンポジット材料から構成されている。ここでは、コンポジット材料の樹脂として、熱硬化性樹脂を用いている。なお、無機フィラーを実質的に用いずに、専ら熱硬化性樹脂のみから基板10を構成することも可能である。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などであり、無機フィラーを添加する場合、その無機フィラーは、例えば、Al2O3、SiO2、MgO、BN、AlNなどである。無機フィラーの添加により、種々の物性(例えば、熱膨張係数)を制御することができるので、無機フィラーを含むコンポジット材料から基板10を形成することが好適である。尚、本実施の形態1において、熱硬化性樹脂100重量部に対して、無機フィラーは、例えば100重量部以上(好ましくは、140〜180重量部)含まれている。
In addition, the board |
ここで無機フィラーの役割とは次の通りである。無機フィラーとして、Al2O3、BN、AlNを添加した場合には、基板10の熱伝導性を良好にすることができる。また、適切な無機フィラーを選択することによって、熱膨張係数を調整することが可能である。樹脂成分によって熱膨張係数が比較的大きくなっているので、SiO2やAlNなどの添加により、熱膨張係数を小さくすることができる。また、場合によっては、MgOを添加することで、熱伝導度を良好にしつつ且つ熱膨張係数を大きくすることもできる。さらに、SiO2(特に、非晶質SiO2)であれば、熱膨張係数を小さくすることができるともに、誘電率を低くすることができる。
Here, the role of the inorganic filler is as follows. When Al 2 O 3 , BN, or AlN is added as the inorganic filler, the thermal conductivity of the
以下に、本実施の形態1の光伝送路基板の製造方法について説明する。
Below, the manufacturing method of the optical transmission line board | substrate of this
本実施の形態1の光伝送路基板100は、転写法を利用して作製される。具体的には、支持基板上に形成された金属層をパターニングして、複数の配線12、他の配線13及び光学素子マーカーとして用いる配線を含む配線パターン15を形成した後、配線パターン15の配線12間に光ファイバ20を配置する。次いで、樹脂を含む材料を支持基板上に堆積して、配線パターン15および光ファイバ20を覆う。その後、支持基板を取り除くと、表面に配線パターン15が露出して、本実施の形態1の光伝送路基板100が得られる。
The optical
上述した光伝送路基板の製造方法について更に詳しく図2から図4を参照しながら以下に説明する。 The method for manufacturing the optical transmission line substrate described above will be described below in more detail with reference to FIGS.
始めに、図2(a)に示すように、本発明の導電性材料を含む層の一例である金属層42が形成されたキャリアシート(転写形成材)40を用意する。金属層42は、例えば銅から形成されている。また、本発明の基材の一例であるキャリアシート40は、例えば金属箔(銅箔またはアルミ箔)や樹脂シートからなる。金属層42の厚さおよびキャリアシート40の厚さは、それぞれ、3〜50μm程度および25〜200μm程度である。
First, as shown in FIG. 2A, a carrier sheet (transfer forming material) 40 on which a
次に、図2(b)に示すように、金属層42の上方に、配線パターン15に対応したマスク50を配置して、金属層42をエッチングする。すると、図2(c)に示すように、光ファイバ20の周囲に位置する配線12、他の配線13、及び光学素子マーカーとして用いられる配線を含む配線パターン15が形成される。
Next, as shown in FIG. 2B, a
上記エッチングによるパターニングを行った後は、光ファイバ20を配置する際のガイドとなる壁を、配線パターン15の少なくとも一部に形成する。本実施の形態1では、配線12の上にガイド壁を形成する。
After the patterning by the etching, a wall serving as a guide when the
具体的には、図2(c)に示すように、配線12の部分に開口部があるマスク51をキャリアシート40の上方に配置し、次いで、図2(d)に示すように、配線12上に、ガイド壁を構成する層であるガイド層16を堆積する。ガイド層16は、例えば、金属からなり、スパッタを用いて形成される。スパッタ法の他に、蒸着、めっき、堆積法などを用いても良い。本実施の形態1において、スパッタによってガイド層16を形成するのは、製造精度の点で好ましいからである。
Specifically, as shown in FIG. 2C, a
ガイド層16だけでは、光ファイバ20を支持するガイド壁の高さが足りない場合には、図3(a)に示すように、ガイド層16の上方にマスク52を配置した後、更なるガイド層17を下地のガイド層16の上に堆積する。マスク52は、先のマスク51と同様のものでよい。また、ガイド層17を構成する材料は、ガイド層16を構成する材料と同じものでもよいし、異なるものでもよい。なお、ガイド層16、17を構成する材料は、金属に限らず、他の材料(例えば、セラミック)であってもよい。さらに、堆積方法は、スパッタ法に限らず、例えば、火炎堆積法等の他の手法を用いてもよい。
If the
このようにして、図3(b)に示すように、配線12上に、ガイド層16およびガイド層17からなるガイド壁18を形成する。ガイド壁18によって、光ファイバ20が実装される溝22(光ファイバ実装部)が形成される。本実施の形態1では、配線12とガイド壁18(ガイド層16、17)とを足した厚さが、ガイド壁18間に配置される光ファイバ20の半径よりも大きくなるようにしている。このようにした理由は、実装ずれをより減少させるため、光ファイバ20が実質的にガイド壁18に接する様にするためである。
In this way, as shown in FIG. 3B, the
次に、図3(c)に示すように、ガイド壁18の間(配線12の間)に光ファイバ20を配置する。換言すると、ガイド壁18(又は配線12)の間に形成された溝22内に光ファイバ20を挿入する。
Next, as shown in FIG. 3C, the
このガイド壁18の間隔は、光ファイバ20を配置するとガイド壁18に実質的に接する様に形成されているが、少しの隙間はあっても良く、具体的には光ファイバ20とガイド壁18との左右の隙間はそれぞれ0.1μm以下が望ましい。又、光ファイバ20は、キャリアシート40に接するように配置される。
The gap between the
次に、図3(d)に示すように、キャリアシート40上に、樹脂を含む材料を堆積することによって、基板(絶縁基板)10を形成する。この堆積は、配線パターン15および光ファイバ20を覆うように行われる。すなわち、基板10を構成する材料によって、配線12、13を含む配線パターン15、ガイド壁18および光ファイバ20は覆われることになる。本実施の形態1では、基板10を構成する材料は、光ファイバ20の半径の3倍以上の厚さで堆積され、基板10の厚さは、例えば0.18〜0.4mm程度にすることができる。
Next, as shown in FIG. 3D, a substrate (insulating substrate) 10 is formed on the
次に、図4(a)に示すように、基板10を反転させて、キャリアシート40を除去すると、本実施の形態1の光伝送路基板100が得られる。つまり、キャリアシート40上の配線パターン15が離れて、転写が完了する。なお、もちろん、キャリアシート40を取り除いた後に、基板10を反転させても構わない。
Next, as shown in FIG. 4A, when the
本実施の形態1の製造方法では、図3(d)に示した状態において、配線パターン15と光ファイバ20とを共にキャリアシート40に接するようにしているので、図4(a)に示した状態では、配線パターン15の上面と光ファイバ20の最上部分とは、実質的に同一面上に位置する。さらには、基板10の樹脂面(正確には、コンポジット材料からなる面)と、配線パターン15の上面および光ファイバ20の最上部分とが、実質的に同一面上に位置する。
In the manufacturing method according to the first embodiment, since the
また、本実施の形態1の製造方法によれば、光ファイバ20を簡便に基板10内に埋設(内蔵)させることができ、基板10の表面に光ファイバ20を設けた場合と比較して、光ファイバ20をより適切に保護することができる。
Further, according to the manufacturing method of the first embodiment, the
その後、図4(b)に示すように、基板10の表面に露出している配線パターン15上に、光素子30、電子部品31を実装すると、光モジュールを構築することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, an optical module can be constructed by mounting the
光素子30は、例えば、半導体レーザであり、本実施の形態1では、光ファイバ20の上方に実質的に接する様に配置される。尚、本発明の光伝送路の上方に配置されるようにとは、光伝送路(光ファイバ20)に実質的に接する様に上方に配置されている状態も含む。また、光素子30は、受光素子(例えば、フォトダイオード)であってもよい。配線パターン15のうち配線13の部分に実装された電子部品31は、半導体素子(例えば、ロジックLSI)である。図4(b)に示した例では、電子部品(半導体素子)31は、半田ボール32を介して配線13に電気的に接続されている。
The
光素子30と光ファイバ20とは、例えば、図5の模式的に示す断面図に示すように光接続を行うことができる。すなわち、図5に示すように、基板10の一部に反射面(傾斜面)11を形成して、その反射面11を介して、光素子30と光ファイバ20との間で光(光信号)25による光接続を行う。反射面11は、例えば、基板10に傾斜面を作製して、その傾斜面の表面に金属層(例えば、Au層など)を形成する等によって構築することができる。また、反射面11を有する光学部品(ミラー)を基板10上に載置してもよい。
For example, the
あるいは、図6の模式的に示す断面図に示すように、光ファイバ20の端面21を斜めにカット(例えば、45°カット)し、その端面21で光25を反射させて、光素子30と光ファイバ20との光接続を行うことができる。なお、図5および図6に示した構成において、光25の経路である光素子30と光ファイバ20との間には、透明媒体が存在していればよく、透明媒体は、例えば、空気、ガラス、透明樹脂などである。また、透明樹脂とは光素子30と光ファイバ20とを光学的に接続可能な材料であって、波長850nm、1330nm、1550nm等の波長光を透過可能であればよく、具体的には、ポリイミド、エポキシアラミド等を用いればよい。また、光素子30と光ファイバ20との間に光学部品(例えば、レンズ)を配置することも可能である。なお、図5,図6に示す例は、図1,図4(b)に示す構成と異なり、光素子30と光ファイバ20とは密着しておらず、後述する図7の構成に対応する。
Alternatively, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6, the
配線パターン15における配線12の部分に光素子30を実装する場合、配線12にパッド部を形成して、そのパッド部と光素子30が有する素子端子とをワイヤーボンディング接続することも可能であるが、ワイヤーボンディング接続だと高速特性を発揮させる上で不利に働く。したがって、例えば、図7に示すように、光素子30と配線12との間の接続は、接続部材(例えば、バンプや半田ボール)32を用いてフリップチップ実装などを行うことが好ましい。その場合、接続部材32が接触する配線12の部位には、ランドを形成しておけばよい。
When the
上述した様に、本実施の形態1では、配線13と配線12が配線パターン15として、一つのマスクを用いて、同時に作製される。又、配線12を基準にして、光ファイバ20を位置決めするためのガイド壁18が形成される。すなわち、本実施の形態1では、配線12と光ファイバの位置決めに用いるガイド壁18間(従来のガイド溝104に相当)が
配線パターン15として同一工程で作製されるため、従来と比べて製造工程がより簡易にすることが出来る。
As described above, in the first embodiment, the
又、本実施の形態1では、配線パターン15に含まれる光学素子マーカー(図示せず)が従来の光素子を位置決めするための位置決め基準面103a、103b、103cに相当し、光ファイバ20を位置決めするガイド壁18の間が従来のガイド溝104に相当する。そして、ガイド壁18を形成する基準となるのは、配線パターン15に含まれている配線12である。すなわち、光素子30を位置決めするための光学素子マーカーと、光ファイバ20を位置的に規制するためのガイド壁18が同一のマスク50によって形成されていることとなる。このため、光学素子マーカーとガイド壁の位置は自動的に合わせられているので、それゆえ、調心の問題を解決して、光素子30と光ファイバ20とを光接続させることが出来る。
In the first embodiment, an optical element marker (not shown) included in the
仮にさらに良好な光接続を得ようとして、本実施の形態1の光伝送路基板100において調心工程を行う場合でも、従来の構成と比べて、すでにかなり精度レベルの粗調心は終わっているので、あとは、微調心を行うだけでよい。
Even if the alignment process is performed in the optical
尚、本発明の第1工程は、例えば、図2(a)に示す工程に対応し、本発明の第2工程は、例えば、図2(b)〜図2(c)に示す工程に対応する。又、本発明のA工程は、例えば、図2(d)〜図3(b)に対応し、本発明の第3工程は、例えば、図3(c)に対応する。又、本発明の第4工程は、例えば、図3(d)に対応し、本発明の第5工程は、例えば、図4(a)に対応する。又、本発明の第6工程は、例えば、図4(b)に対応する。 In addition, the 1st process of this invention respond | corresponds, for example to the process shown to Fig.2 (a), and the 2nd process of this invention respond | corresponds to the process shown in FIG.2 (b)-FIG.2 (c), for example. To do. Further, the step A of the present invention corresponds to, for example, FIGS. 2 (d) to 3 (b), and the third step of the present invention corresponds to, for example, FIG. 3 (c). Moreover, the 4th process of this invention respond | corresponds to FIG.3 (d), for example, and the 5th process of this invention respond | corresponds to FIG.4 (a), for example. The sixth step of the present invention corresponds to, for example, FIG.
又、本発明の電気回路用として用いられる配線パターンの一部は、本実施の形態1の配線13に相当し、本発明の光伝送路を位置的に規制するための配線パターンの一部は、本実施の形態1の配線12に相当する。
Further, a part of the wiring pattern used for the electric circuit of the present invention corresponds to the
尚、光学素子マーカーは、光伝送路を位置決めするための配線パターンの一部と兼ねられていても良く、更に電気回路用と兼ねられていても良い。又、光伝送路を位置決めするための配線12は電気回路用として用いても良い。
The optical element marker may also serve as a part of a wiring pattern for positioning the optical transmission path, and may also serve as an electrical circuit. Further, the
又、本実施の形態1では、基板10の上面および光ファイバ20の最上部分とが、実質的に同一面上に位置し、ガイド壁18に接する様に配置されている。しかし図8(a)に示す様に、配線12の間隔が光ファイバ20の直径よりも小さく、基板10の上面と光ファイバ20の最上部分が同一面上に位置しなくても良い。又、図8(b)に示す様にガイド壁18を設けて、それに接する様に配置しても良い。
In the first embodiment, the upper surface of the
又、図9(a)に示す様に、基板10を設けずにキャリアシート40を保持基板として配線12の間に光ファイバ20を配置して光伝送路基板として用いても良い。尚、図9(b)に示す様に、ガイド壁18を設けて光ファイバ20を配置してもよいし、光ファイバ20が保持基板(キャリアシート40)に接する様に配置してもよいし、接していなくても良い。
As shown in FIG. 9A, the
又、本実施の形態1では、ガイド層16、17を積層しているが、図10(a)に示す様に、導電性材料を含む層に光ファイバを位置決め出来る厚みを持たせ、ガイド壁18を配線12のみで構成しても良い。
In the first embodiment, the guide layers 16 and 17 are laminated. As shown in FIG. 10A, the layer containing the conductive material has a thickness that can position the optical fiber, and the
また、光ファイバ20と光接続するのは、単体の光素子30だけでなく、図11に示すように、MCM(マルチ・チップ・モジュール)35内に存在する光素子であってもよい
。この例では、複数の電子部品33a、33bがインターボーザ34上に実装されてMCM35が構成されており、電子部品33a、33bの少なくとも一方は光素子である。電子部品33a、33bは、両方ともレーザ素子(半導体レーザ)であったり、両方とも受光素子(フォトダイオード)であってよいし、あるいは、レーザ素子と受光素子との組み合わせであってもよい。インターボーザ34のうち、光素子と光ファイバとの間の光経路の部位には例えば開口部が形成されている。当該開口部の位置に光部品(レンズなど)を配置することも可能である。また、インターポーザ34の裏面側に光素子33a、33bを実装させることも可能である。
Further, the optical connection with the
従来では、溝22とインターポーザ34と光ファイバ20に対応する電子部品33a、33bとの位置調整を行う必要があった。しかし本実施の形態1の製造方法により配線12を用いた溝22の位置によって光ファイバ20が位置決めされ、配線12と同一のマスクによって形成された光学素子マーカーによってインターボーザ34を位置決めするため、光ファイバ20とインターポーザ34の位置調整が少なくてすむため従来に比べて調心工程がより少なくて済む。
Conventionally, it has been necessary to adjust the positions of the
本実施の形態1の光伝送路基板100では、配線12とともに、それ以外の他の配線(13など)を転写法によって簡便に形成することができるので、光素子以外の電子部品(半導体素子)を、典型的なプリント基板の場合のように実装することができる。図12は、光伝送路基板100の上に、光素子30a、30bの他に、電子部品31(31a、31b、31c、31d、31e)を搭載した光モジュールを示している。図12に示した光モジュールは、データ処理装置として用いることができる。以下、さらに説明する。
In the optical
光素子30aは、レーザ素子であり、ここでは、例えば、面発光レーザ(VCSEL:Vertical−Cavity Surface−Emitting Laser)を用いることができる。一方、光素子30bは、受光素子であり、ここでは、受光部を複数有するフォトダイオードを用いることができる。なお、本実施の形態1の構成および理解を容易にするために、光素子30aに光接続される光ファイバ20は省略して、溝22を図示している。
The
レーザ素子30aは、ドライバIC31aが接続されている。ドライバIC31aは、LSIチップ(例えば、画像処理用LSIのようなロジックLSI)31bに接続されており、LSIチップ31bは、メモリチップ31cに接続されている。受光素子30bは、アンプ(プリアンプ)31d、アンプ31eを介してLSIチップ31bに接続されている。各電子部品31は、配線パターン15中の配線13によって接続されている。
A
なお、調心の問題を解決するのは、配線12と光素子を位置決めするための光学素子マーカー部分の構成であるので、配線13については転写工程とは別の工程で(例えば、後工程で別個独立に)基板10上に形成することも可能である。しかし、製造手順およびコスト等を考慮すると、本実施の形態1の製造方法のように、配線13も配線12及び光学素子マーカーと同一工程で作製する方が効率が良い。
Note that the alignment problem is solved by the configuration of the optical element marker portion for positioning the
図12に示した光モジュール(データ処理装置)は、光ファイバ20によって光伝送を行うことができるので、大容量データを高速に伝送することができるとともに、本実施の形態1の製造方法によって作製されているので、低コストで実現可能となっている。
Since the optical module (data processing apparatus) shown in FIG. 12 can perform optical transmission through the
つまり、配線12を含む配線パターン15と溝22とを一体的に形成することができるので、製造工程をより簡易にすることが可能となり、又、従来の技術では公差ずれが大きくて製造コストが高くなっていたものを低くすることができる。その結果、現在の光通信用(インターネット、電話など)の光モジュールのコストを下げることができ、そのような光モジュールのより一層の普及に寄与することができる。
That is, since the
さらには、コストの低下により、図52に示した通信系装置3000におけるボード内(Level−2)伝送において光伝送を利用することも、経済的に可能となり、ボード内伝
送の高速化に寄与することができる。また、図52に示したブックシェルフ型の通信系装置3000に用いるだけでなく、この光伝送路基板または光モジュール100自体を1つのメインの装置として、次世代向けの高性能光I/Oモジュールや、データ処理装置(例えば、画像処理装置)として使用することができる。
Further, due to cost reduction, it is economically possible to use optical transmission in the on-board (Level-2) transmission in the
(実施の形態2)
以下に本実施の形態2における光伝送路基板の製造方法について述べる。図13(a)〜図13(e)は、本実施の形態2における光伝送路基板の製造方法を説明するための光伝送路基板の断面図である。
(Embodiment 2)
The method for manufacturing the optical transmission line substrate in the second embodiment will be described below. FIG. 13A to FIG. 13E are cross-sectional views of the optical transmission line substrate for explaining the method of manufacturing the optical transmission line substrate in the second embodiment.
まず、図2(a)に示した状態から、金属層42の上にガイド層16、17を積層して、図13(a)に示した状態のものを用意する。次に、図13(b)に示すように、配線パターン15の形状を規定するマスク53を用いて、各層(17、16、42)のエッチングを行って、溝22を形成する配線12、他の配線13、光素子を位置決めする光学素子マーカーを含む配線パターン15を形成する。
First, from the state shown in FIG. 2A, the guide layers 16 and 17 are laminated on the
その後、図13(c)に示す様に配線13部分の形状を規定するマスク54を用いて、配線13の上部のガイド層16、17のエッチングを行う。このエッチングにより図13(d)に示す様に、ガイド壁18と配線13が形成され、実施の形態1における図3(b)に示した構成と同様のものとなる。以下、図3(c)以降の工程を実行すると、図13(e)に示した光伝送路基板100又は光モジュールが得られる。
Thereafter, as shown in FIG. 13C, the guide layers 16 and 17 above the
すなわち、実施の形態1では配線12を形成した後にガイド層16、17を積層していたが、本実施の形態2では始めにガイド層16、17を積層してから配線12の形成を行う。
That is, in the first embodiment, the guide layers 16 and 17 are laminated after the
尚、本発明の導電性材料を含む層とは材料の異なる層は、本実施の形態2ではガイド層16、17に相当するが、2層でなく同一の材料にして所定の厚みの一層だけを積層しても良いし、二層以上積層しても良い。すなわち、光ファイバ20を位置決め出来さえすればよい。
The layer having a different material from the layer containing the conductive material of the present invention corresponds to the guide layers 16 and 17 in the second embodiment, but is not the two layers but the same material and only one layer having a predetermined thickness. May be laminated, or two or more layers may be laminated. That is, it is only necessary to position the
又、本発明のC工程は、例えば、図13(a)に示す工程に対応し、本発明のB工程は、例えば、図13(c)〜図13(d)に相当する。 Further, the process C of the present invention corresponds to, for example, the process shown in FIG. 13A, and the process B of the present invention corresponds to, for example, FIGS. 13C to 13D.
又、本実施の形態2のマスク54は、配線13に対応した形状をしているが、ガイド壁18を形成している部分(配線12部)のみ覆われてさえいればよい。
Further, the
又、本実施の形態2では、配線13上部のガイド層16、17を除去したが、除去せずに、基板10内に埋めたままにしておいても良い。
In the second embodiment, the guide layers 16 and 17 above the
又、本実施の形態2では、ガイド層16、17を積層しているが、図10(b)に示す様に、導電性材料を含む層に光ファイバを位置決め出来る厚みを持たせ、ガイド壁18を配線12のみで構成しても良い。この場合、配線13の厚みの不要な部分(図に点線で示している部分)、本発明の電気回路用として用いられる配線パターンである配線13の上部に削っても良い。製造時には光伝送路基板100は上下逆になっているため、配線13の上部に該当する。
In the second embodiment, the guide layers 16 and 17 are laminated. However, as shown in FIG. 10B, the layer containing the conductive material is thick enough to position the optical fiber, and the guide wall is formed. 18 may be constituted by the
又、本実施の形態2では配線パターン15に対応したマスク53を用いて、溝22と配線パターン15とを同時に形成したが、図14(a)から図14(d)に示す様に、溝22を先に形成した後、配線パターン15を形成してもよい。すなわち、図14(b)に示す様に、溝22に対応するマスク55を用いて、まず溝22を形成する。ここで、図示していないが、光素子を位置決めするための光学素子マーカーも同時に形成している。その後所定のマスクを用いながらエッチングを行って、図14(c)に示す様に、ガイド壁18と、配線12及び配線13を含む配線パターン15とを形成する。図14(c)は、図3(b)に示した構成と同様のものであるので、図3(c)以降の工程を実行すると、図14(d)に示した光伝送路基板100又は光モジュールが得られる。
In the second embodiment, the
次に、新たな図面も参照しながら、光伝送路基板100の更なる特徴および改変例について説明する。
Next, further features and modifications of the optical
実施の形態1において説明した、図2(a)から図4(a)に示したような工程を経て、配線12を含む配線パターン15を形成すると、配線パターン15の上面と実質的に同一面上に、光ファイバ20の最上部分が位置付けられることを説明したが、配線パターン15の所定部分または全てを、基板10の樹脂面(またはコンポジット材料面)から凹ますことが可能である。
When the
例えば図15に示すように、基板10の表面(樹脂面)10aよりも、配線12の上面が凹んで、段差26が形成されるようにするには、次のようにすればよい。
For example, as shown in FIG. 15, the upper surface of the
すなわち、図2(b)に示したパターニングの際に、金属層42の不要部分に加えて、キャリアシート40のうち当該不要部分の下地となる部分もエッチングするように実行すればよい。そのようにすれば、図3(d)に示した樹脂塗布工程(より詳細には、コンポジット材料を塗布する工程)の際に、樹脂が配線12の表面よりも深くキャリアシート40の方にもぐり、その結果、基板10の表面10aと配線12の上面との間に段差26が形成されることになる。尚、実施の形態2においても、図13(b)に示したパターニングの際にキャリアシート40の所定部分をエッチングするようにすれば段差26を形成することが出来る。
That is, in the patterning shown in FIG. 2B, in addition to the unnecessary portion of the
配線12の一部(典型的には一端)に、光素子30の実装部となるランド28を設けた場合、段差26は、半田をとどめるためのダムとして機能し得る。つまり、半田がソルダーレジストの役割またはソルダーレジストの補助として働く。なお、ランド28の部分は、配線部よりも広くするのが一般的であるので、図16に示すようなランド28を形成すればよい。この場合、ランド28が位置する配線12の下には、ガイド壁18を形成しないように設計すれば、光ファイバ20の実装領域(溝22)を適切に確保することができる。
When a
なお、図16に示したランド28は、角ランドであるが、丸ランドでもよい。また、配線12を例示に説明したが、配線パターン15における他の配線(配線13)のランドも同様な構成にすることができる。
In addition, although the
尚、実施の形態1及び2の光伝送路基板100では、光ファイバ20は基板10内に埋設されるので、通常であれば、図17に示すようなY分岐部23を有するために、光ファイバ20の強度が弱くなるような場合でも、光ファイバ20の強度の低下を抑制することができる。具体的には、図17に示すように、配線12およびその下にあるガイド壁18によって形成した溝22(光ファイバの実装部)に、光ファイバ20を配置すればよい。Y分岐部23を有する光ファイバ20を用いることにより、波長多重に適した光モジュール(光ファイバ内蔵基板)を提供することができる。
In the optical
また、光素子30と光ファイバ20との光接続は、図18から図20に示すように行うことができる。図18、図19および図20は、光素子30と光ファイバ20との周囲を示す部分拡大斜視図である。なお、分かりやすいように、光素子30内において、さらに隠れている部位を斜線で表すようにした。
The optical connection between the
図18に示した構成では、反射面11を有するミラー36が光素子30の下に配置されて、そのミラー36を介して、光素子30と光ファイバ20とが光接続されている。なお、この例では、ミラー36の両端のラインは、配線12の内側のラインによって規定されて、ミラー36の位置決めも配線12を利用して行われている。
In the configuration illustrated in FIG. 18, the
図19に示した構成では、光ファイバ20のストッパー37が形成されている。この例の光ファイバ20の端面は、図6に示すように45°カットされており、それによって光ファイバ20と光素子30との光接続が行われている。ストッパー37は、光素子30の下に設けられており、例えば溝(22)内に配置されている。ストッパー37を配置すると、光ファイバ20の位置決めを効率的に行うことができる。
In the configuration shown in FIG. 19, the
また、光素子30と電気的に接続する配線は、図20に示すように、光ファイバ20側から延びてくる配線12だけでなく、逆向きから延びてくる配線12’であってもよい。配線12’は、配線12と同じ位置精度を持って作成された配線パターンである。図20に示した例では、配線12’の先端にランド28が形成されており、そのランド28に光素子30が実装されている。
Further, as shown in FIG. 20, the wiring electrically connected to the
なお、本実施の形態1〜2では、光ファイバによる光伝送路基板を例として説明したが、光伝送路20として、光ファイバに代えて平面導波路(PLC)の光導波路を用いることもできる。光伝送路として平面導波路(PLC)の光導波路を用いる場合、平面導波路(PLC)側に複数溝を形成しておき、同じく複数の溝22と合わせることにより製造性が増し、また平面導波路(PLC)側に配線13を形成しておく、また平面導波路(PLC)側に光素子30を実装しておくなどすることにより,より製造,調心の問題の簡易化を図ることができる。なお、コスト的な面を考慮すると、平面導波路(PLC)の光導波路を形成する製造コストよりも、予め用意した光ファイバを本実施の形態の製造方法に基づいて使用する方がメリットが大きいことがある。
In the first and second embodiments, the optical transmission path substrate using the optical fiber has been described as an example. However, as the
以上、本発明を好適な実施の形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and, of course, various modifications are possible.
上述した通り、本発明の光伝送路内蔵基板の製造方法は、支持基板上に形成された金属層をパターニングして、複数の配線を含む配線パターンを形成する工程(a)と;前記配線パターンの配線間に光伝送路を配置する工程(b)と;前記配線パターンおよび前記光伝送路を覆うように、前記支持基板上に、樹脂を含む材料を堆積する工程(c)と;前記支持基板を取り除く工程(d)と;を包含する。 As described above, the method for manufacturing a substrate with a built-in optical transmission line according to the present invention includes the step (a) of patterning a metal layer formed on a support substrate to form a wiring pattern including a plurality of wirings; A step (b) of disposing an optical transmission line between the wirings; a step (c) of depositing a resin-containing material on the support substrate so as to cover the wiring pattern and the optical transmission line; And (d) removing the substrate.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記工程(a)は、支持基板と、前記支持基板上に形成された金属層とを用意する工程と、配線パターンに対応したマスクを用いて、前記金属層をエッチングする工程とを含む。 Also, for example, in a preferred embodiment, the step (a) uses a step of preparing a support substrate and a metal layer formed on the support substrate, and a mask corresponding to the wiring pattern, Etching the metal layer.
又、例えば、前記工程(b)の前に、さらに、光伝送路を配置する際のガイドとなる壁を、前記配線パターンの少なくとも一部に形成する工程を実行することが好ましい。 In addition, for example, it is preferable to execute a step of forming a wall serving as a guide for arranging the optical transmission path in at least a part of the wiring pattern before the step (b).
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記壁の少なくとも一部は、金属から構成されている。 Also, for example, in a preferred embodiment, at least a part of the wall is made of metal.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記壁の少なくとも一部は、スパッタを用いて形成される。 Also, for example, in a preferred embodiment, at least a part of the wall is formed by sputtering.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、光ファイバであり、前記壁と、その下に位置する前記配線との両者の厚さを足した寸法は、前記光ファイバの半径よりも大きい。 Further, for example, in a preferred embodiment, the optical transmission line is an optical fiber, and the dimension obtained by adding the thicknesses of both the wall and the wiring located below the wall is the optical fiber. Greater than radius.
又、例えば、ある好適な実施の形態では、前記工程(b)において、前記光伝送路は、前記支持基板に接するように配置される。 Also, for example, in a preferred embodiment, in the step (b), the optical transmission line is disposed so as to be in contact with the support substrate.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、前記壁に接するように前記配線間に配置される。 For example, in a preferred embodiment, the optical transmission line is disposed between the wirings so as to be in contact with the wall.
又、例えば、前記樹脂を含む材料は、樹脂と無機フィラーとを含むコンポジット材料であることが好ましい。 For example, the material containing the resin is preferably a composite material containing a resin and an inorganic filler.
又、例えば、ある実施の形態において、前記光伝送路は光ファイバであり、前記工程(c)において、前記樹脂を含む材料は、前記光ファイバの半径の3倍以上の厚さで堆積される。 For example, in one embodiment, the optical transmission line is an optical fiber, and in the step (c), the resin-containing material is deposited with a thickness of three times or more the radius of the optical fiber. .
又、例えば、ある実施の形態では、前記工程(c)の後であって、前記工程(d)の前又は後において、前記工程(c)によって形成された、前記材料からなる堆積膜は、反転される。 For example, in one embodiment, the deposited film made of the material formed by the step (c) after the step (c) and before or after the step (d) is: Inverted.
又、例えば、ある好適な実施の形態では、前記工程(d)の後、前記配線パターンの上面と実質的に同一面上に、前記光伝送路の最上部分が位置している。 Also, for example, in a preferred embodiment, after the step (d), the uppermost portion of the optical transmission line is located substantially on the same plane as the upper surface of the wiring pattern.
又、例えば、ある好適な実施の形態では、前記工程(d)の後、前記配線パターンと電気的に接続される電子部品を実装する工程をさらに行う。 Further, for example, in a preferred embodiment, after the step (d), a step of mounting an electronic component electrically connected to the wiring pattern is further performed.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記電子部品の少なくとも一つは、レーザ素子および受光素子の少なくとも一方の光素子であり、前記光素子は、前記光伝送路の上方に又は前記光伝送路に実質的に接するように配置される。 Also, for example, in a preferred embodiment, at least one of the electronic components is an optical element of at least one of a laser element and a light receiving element, and the optical element is located above the optical transmission path or the optical element. It arrange | positions so that a transmission line may be contact | connected substantially.
又、例えば、本発明の光伝送路内蔵基板は、樹脂を含む材料から構成された基板と、前記基板上に形成され、複数の配線を含む配線パターンと、前記基板の上方から見て前記配線に実質的に接するように、前記配線パターンの配線間に配置された光伝送路とを備えている。 Further, for example, the substrate with a built-in optical transmission path according to the present invention includes a substrate made of a resin-containing material, a wiring pattern formed on the substrate and including a plurality of wirings, and the wiring as viewed from above the substrate. And an optical transmission line disposed between the wirings of the wiring pattern so as to be substantially in contact with the wiring pattern.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記配線パターンの上面と実質的に同一面上に、前記光伝送路の最上部分が位置している。 Further, for example, in a preferred embodiment, the uppermost portion of the optical transmission line is located substantially on the same plane as the upper surface of the wiring pattern.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記配線パターンの上面には、前記基板の上面よりも低い部分が少なくとも一部存在している。 Further, for example, in a preferred embodiment, at least a part lower than the upper surface of the substrate is present on the upper surface of the wiring pattern.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記配線パターンの上面の全ては、前記基板の上面よりも低い。 Also, for example, in a preferred embodiment, all of the upper surface of the wiring pattern is lower than the upper surface of the substrate.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記配線パターンにおける前記基板の上面よりも低い前記部分は、ランド部である。 For example, in a preferred embodiment, the portion of the wiring pattern that is lower than the upper surface of the substrate is a land portion.
又、例えば、前記光伝送路は、前記基板内に配置されたY分岐部を有していてよい。 Further, for example, the optical transmission line may have a Y branch portion disposed in the substrate.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、複数本設けられており、前記基板には、さらに、メモリLSIおよびロジックLSIのうちの少なくとも一方の半導体素子と、レーザ素子と、受光素子とが設けられている。 Further, for example, in a preferred embodiment, a plurality of the optical transmission lines are provided, and the substrate further includes at least one semiconductor element of a memory LSI and a logic LSI, a laser element, And a light receiving element.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、光ファイバである。 For example, in a preferred embodiment, the optical transmission line is an optical fiber.
又、例えば、ある実施の形態における光モジュールは、樹脂を含む材料から構成された基板と、前記基板上に形成され、複数の配線を含む配線パターンと、前記基板の上方から見て前記配線に実質的に接するように、前記配線パターンの配線間に配置された光導波路とを備えている。 Further, for example, an optical module in an embodiment includes a substrate made of a resin-containing material, a wiring pattern formed on the substrate and including a plurality of wirings, and the wiring as viewed from above the substrate. And an optical waveguide disposed between the wirings of the wiring pattern so as to be substantially in contact with each other.
又、例えば、本発明のデータ処理装置は、上記光伝送路内蔵基板と、前記光伝送路内蔵基板上に実装された半導体素子とを備えている。 Further, for example, a data processing apparatus according to the present invention includes the optical transmission path built-in substrate and a semiconductor element mounted on the optical transmission path built-in substrate.
(実施の形態3)
図21は、本実施の形態3の光伝送路基板の構成を模式的に示す斜視図である。
(Embodiment 3)
FIG. 21 is a perspective view schematically showing the configuration of the optical transmission line substrate according to the third embodiment.
図21に示す様に、本実施の形態3の光伝送路基板200は、樹脂を含む材料から構成された基板110と、基板110の表面に形成された複数の溝122と、各溝122に一部が埋め込まれた光ファイバ120を備えている。また、基板110上には、複数の配線を含む配線パターン(不図示)が形成されている。本実施の形態3の構成では、この配線パターンの一部と、光ファイバ120が埋め込まれた溝122とは、互いに自己整合的に形成されている。この自己整合的に形成されている点は、後述の光伝送路基板200の製造方法の際に詳述する。
As shown in FIG. 21, the optical
尚、本発明の光伝送路は、本実施の形態3においては光ファイバ120であり、本実施の形態3では、光ファイバを例にとって説明するが、本明細書における「光伝送路」とは、光を伝送することが可能な線状の部材のことをいう。
The optical transmission line of the present invention is the
本実施の形態3では、基板110は、樹脂と無機フィラーとを含むコンポジット材料から構成されている。基板110に形成された溝122の深さは、例えば、1μm〜5mmである。基板110の厚さは、光ファイバ120の半径の1/2倍以上の厚さとしてある。図21に示した光伝送路基板100には、光素子130が実装されており、この光素子130は、光ファイバ120と光接続されている。そして、光素子130は、光ファイバ120の実装部である溝122と関連性を持たせて形成された、光素子を位置決めするためのマーカー(以下、光学素子マーカーと呼ぶ)を基準として、配線パターンの一部(不図示)に電気的に接続されている。尚、光学素子マーカーは図示していないが、典型例としては従来図50に記載している位置決め基準面1103a、1103b、1103cである。
In the third embodiment, the
尚、光素子130は、例えば、半導体レーザのようなレーザ素子、または、フォトダイオードのような受光素子である。本実施の形態3では、光素子130は、光ファイバ120の上方に配置されている。尚、本発明の光伝送路の上方に配置されるようにとは、光伝送路に実質的に接する様に上方に配置されている状態も含む。
The
本実施の形態3において、本発明の保持基板の一例である基板110を構成する本発明の導電性材料の一例は、樹脂(例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂)と無機フィラーとを含むコンポジット材料である。ここでは、コンポジット材料の樹脂として、熱硬化性樹脂を用いている。なお、無機フィラーを実質的に用いずに、専ら熱硬化性樹脂のみから基板110を構成することも可能である。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などであり、無機フィラーを添加する場合、その無機フィラーは、例えば、Al2O3、SiO2、MgO、BN、AlNなどである。無機フィラーの添加により、種々の物性(例えば、熱膨張係数)を制御することができるので、無機フィラーを含むコンポジット材料から基板10を形成することが好適である。本実施の形態3において、熱硬化性樹脂100重量部に対して、無機フィラーは、例えば100重量部以上(好ましくは、140〜180重量部)含まれている。
In Embodiment 3, an example of the conductive material of the present invention that constitutes the
ここで無機フィラーの役割とは以下の通りである。無機フィラーとして、Al2O3、BN、 AlNを添加した場合には、基板110の熱伝導性を良好にすることができる。また、適切な無機フィラーを選択することによって、熱膨張係数を調整することが可能である。樹脂成分によって熱膨張係数が比較的大きくなっているので、SiO2やAlNなどの添加により、熱膨張係数を小さくすることができる。また、場合によっては、MgOを添加することで、熱伝導度を良好にしつつ且つ熱膨張係数を大きくすることもできる。さらに、SiO2(特に、非晶質SiO2)であれば、熱膨張係数を小さくすることができるとともに、誘電率を低くすることができる。
Here, the role of the inorganic filler is as follows. When Al 2 O 3 , BN, or AlN is added as the inorganic filler, the thermal conductivity of the
以下、本実施の形態3の光伝送路基板の製造方法について述べる。 Hereinafter, a method for manufacturing the optical transmission line substrate according to the third embodiment will be described.
本実施の形態3の光伝送路基板200は、転写法を利用して作製される。具体的には、支持基板上に形成された金属層をパターニングして、溝を形成する配線、電気回路として用いる配線、及び光学素子マーカーとして用いる配線とを含む配線パターンを形成した後、その配線パターンを覆うように、樹脂を含む材料を支持基板上に堆積する。この堆積された樹脂を含む材料が基板110となる。
The optical
次いで、支持基板を取り除いて、基板110の表面に配線パターンを露出させる。その後、配線パターンの一部(溝を形成する配線)を除去することによって、基板110の表面に溝122を形成し、その溝122に光ファイバ120を配置する。そして、光学素子マーカーを基準にして光素子130を実装すれば、本実施の形態3の光伝送路基板200が得られる。
Next, the support substrate is removed, and the wiring pattern is exposed on the surface of the
この様に配線パターン115と溝122とを関連性を持たせて形成し、配線パターンの一部を光学素子マーカーとしても用いているため、光素子130と光接続する光ファイバ120との位置合わせは自動的に行われる。
In this way, the
そのため図50における配線パターン(位置基準面1103a、1103b、1103cを含む)と光ファイバの実装部(ガイド溝1104)とを別々に形成する従来の場合と比較して、本実施の形態3では、自己整合的に合わせることが出来る。
Therefore, compared with the conventional case in which the wiring pattern (including the
それゆえ、調心の問題を解決して、光素子130と光ファイバ120とを光接続させることができる。仮にさらに良好な光接続を得ようとして、本実施の形態3の光伝送路基板200において調心工程を行う場合でも、従来の構成と比べて、すでにかなり精度レベルの粗調心は終わっているので、あとは、微調心を行うだけでよい。
Therefore, the alignment problem can be solved and the
又、光素子130は、例えば、半導体レーザであり、本実施の形態3では、光ファイバ120の上方に配置される。また、光素子130は、受光素子(例えば、フォトダイオード)であってもよい。本実施の形態3では、光素子130は、接続部材(半田またはバンプ)132を介して配線113上に接続されている。なお、図24に示した例では、基板110上に光素子130だけを実装しているが、基板110上に他の電子部品(例えば、半導体素子)を実装することができる。
The
上述した光伝送路基板の製造方法について更に詳しく図22から図24を参照しながら以下に説明する。 The method for manufacturing the optical transmission path substrate described above will be described in more detail below with reference to FIGS.
始めに、図22(a)に示すように、金属層142が形成されたキャリアシート(転写形成材)140を用意する。金属層142は、例えば銅から形成されている。また、本発明の支持基板の一例であるキャリアシート140は、例えば金属箔(銅箔またはアルミ箔)や樹脂シートからなる。
First, as shown in FIG. 22A, a carrier sheet (transfer forming material) 140 on which a
次に、図22(b)に示すように、金属層142の上方に、配線パターンに対応したマスク150を配置して、金属層142をエッチングする。エッチングを行った後マスク150を取り除くと、図22(c)に示すように、このエッチングによって、配線パターン115が形成される。配線パターン115は、複数の配線113となる配線部分と、溝122となる予定の溝部分(溝用配線)112と光学素子マーカーとなる部分(光学素子マーカー用配線)を含んでいる。
Next, as shown in FIG. 22B, a
次に、図22(d)に示すように、配線パターン115を覆うように、キャリアシート(支持基板)140上に、樹脂を含む材料を堆積する。この堆積された樹脂を含む材料が、本発明の保持基板の一例である基板110となる。
Next, as shown in FIG. 22D, a material containing a resin is deposited on the carrier sheet (supporting substrate) 140 so as to cover the
次に、図23(a)に示すように、樹脂からなる基板110を反転させて、キャリアシート140を除去すると、溝用配線112と配線113と光学素子マーカー用配線とを含む配線パターン115が基板110の表面に露出する。これにより、本発明の第1工程に相当する、配線パターン115を基板110に埋め込む工程が完了したことになる。ここで、キャリアシート140上の配線パターン115が離れて、転写が完了する。なお、キャリアシート140を取り除いた後に、基板110を反転させても構わない。
Next, as shown in FIG. 23A, when the
次に、図23(b)に示すように、溝用配線112に対応したマスク151を基板110上に配置する。次いで、溝用配線112をエッチングして除去すると、図23(c)に示すように、基板110の表面に溝122を形成することができる。ここで、配線113及び光学素子マーカー用配線はマスク151によって覆われているため、エッチングの際には、溝用配線112のみが除去されることになる。
Next, as shown in FIG. 23B, a
その後、図23(d)に示す様に、その溝122に光ファイバ120を配置すれば、本実施の形態3の光伝送路基板200が得られる。
Thereafter, as shown in FIG. 23D, when the
その後、図24に示すように、基板110の表面に露出している配線113上に、光学素子マーカーを基準として、電子部品(光素子)130を実装すると、光モジュールを構築することができる。配線113に電気的に接続された光素子130は、溝122で固定された光ファイバ120と光接続され得る。
Then, as shown in FIG. 24, when an electronic component (optical element) 130 is mounted on the
上述した様に、本実施の形態3の光伝送路基板200の場合、光ファイバ120が収納される溝22を形成する配線112と、光学素子マーカーとなる配線が、図22(b)、(c)に示す様に、同一のマスクによって作成されるため、光素子130と光ファイバ120とのずれを許容範囲内に収めることが容易となる。
As described above, in the case of the optical
すなわち、従来の構成では、配線パターンとともに形成される光素子のマーカーの形成と光ファイバ実装部の形成とを関連させていなかったので、それぞれの公差ずれが影響して、光素子130と光ファイバ120とのずれを許容範囲内に収めるのが困難であり、それゆえ、調心を行う必要があった。 That is, in the conventional configuration, the formation of the marker of the optical element formed together with the wiring pattern and the formation of the optical fiber mounting portion are not related to each other. It was difficult to keep the deviation from 120 within an allowable range, and therefore alignment was necessary.
一方、本実施の形態3では、溝用配線112(光ファイバ120の実装部となる溝122)と光学素子マーカーを含む配線パターン115を一つのマスク150によって形成するため、一連の製造工程において関連させて形成しているので、専ら配線パターンの公差ずれを考慮すればよく、光素子130と光ファイバ120とのずれを許容範囲内に収めるのが容易となる。
On the other hand, in the third embodiment, since the
尚、本実施の形態3の光学素子マーカーは、光素子130を位置決めするためのマーカーであるが、電気回路として用いる配線と兼ねていても良い。
The optical element marker of the third embodiment is a marker for positioning the
又、本発明の電気回路用として用いられる配線パターンの一部は、本実施の形態3では配線113に相当する。又、本発明の光伝送路マーカー用として用いられる配線パターンの一部は、本実施の形態3では、溝用配線112に相当するが、光素子を位置決めするための光学素子マーカー用と兼ねていても良い。
A part of the wiring pattern used for the electric circuit of the present invention corresponds to the
尚、本発明の第1工程は、例えば、図22(a)〜図22(d)に示す工程に対応する。又、本発明の第2工程は、例えば、図23(b)〜図23(c)に対応する。又、本発明の第3工程は、例えば、図23(d)に対応し、本発明の第4工程は、例えば、図24に対応する。なお、第1工程は、図22(a)〜22(d)に示すように、支持基板140上にエッチングにより作成した配線パターン115を覆うように、樹脂を堆積したのち、支持基盤140を除去する工程として説明したが、本発明の第1工程は、これに限定されるものではなく、基板110上に溝用配線112,複数の配線113となるような配線パターンが埋め込まれる状態を作成できるものであれば、他の工程によって実現してもよい。 又、本発明の光伝送路マーカー用として用いられる配線パターンの一部に対応したマスクは、例えば、本実施の形態3の図23(b)に示すマスク151に対応し、マスク151は溝用配線112になる部分を除いて基板110と複数の配線113の表面が全て覆われているが、複数の配線113部分のみ覆うことができればよく、基板110の表面の部分は覆われていなくてもよい。
In addition, the 1st process of this invention respond | corresponds to the process shown to Fig.22 (a)-FIG.22 (d), for example. The second step of the present invention corresponds to, for example, FIGS. 23 (b) to 23 (c). The third step of the present invention corresponds to, for example, FIG. 23D, and the fourth step of the present invention corresponds to, for example, FIG. In the first step, as shown in FIGS. 22A to 22D, after the resin is deposited on the
図25は、本実施の形態3の構成の詳細を例示的に示した図である。光ファイバ120の一部が溝122内に位置しており、光ファイバ120の基板110からの高さhは90μmである。溝122の深さdは32μmであり、溝122の幅wは111μmである。なお、光ファイバ120の寸法・種類によっては、1μm以上であれば光ファイバ120を固定できる場合もある。なお、本実施の形態3の構成によれば、光ファイバ120が基板110内に埋設(内蔵)されているので、平面の基板上に光ファイバ120を布設するよりも、溝122をガイドにすることにより光ファイバ120の布設が容易となる。
FIG. 25 is a diagram exemplarily showing details of the configuration of the third embodiment. A part of the
光素子130と光ファイバ120とは、例えば、図26の模式的に示す断面図に示すように光接続を行うことができる。すなわち、図26に示すように、基板110の一部に反射面(傾斜面)111を形成して、その反射面111を介して、光素子130と光ファイバ120との間で光(光信号)125による光接続が行われる。この反射面111は、例えば、基板110に傾斜面を作製して、その傾斜面の表面に金属層(例えば、Au層など)を形成する等によって構築することができる。また、反射面111を有する光学部品(ミラー)を基板110上に載置してもよい。
The
あるいは、図27の模式的に示す断面図に示す様に、光ファイバ120の端面121を斜めにカット(例えば、45°カット)し、その端面121で光125を反射させて、光素子130と光ファイバ120との光接続を行うことができる。なお、図26および図27に示した構成において、光125の経路である光素子130と光ファイバ120との間には、透明媒体が存在していればよい。透明媒体としては、例えば、空気、ガラス、透明樹脂などを用いればよい。実施の形態1、2と同様、透明樹脂とは光素子130と光ファイバ120とを光学的に接続可能な材料であって、波長850nm、1330nm、1550nm等の波長光を透過可能であればよく、具体的には、ポリイミド、エポキシアラミド等を用いればよい。また、光素子130と光ファイバ120との間に光学部品(例えば、レンズ)を配置することも可能である。
Alternatively, as shown in the cross-sectional view schematically shown in FIG. 27, the
又、配線パターンにおける配線113の部分に光素子130を実装する場合、配線113にパッド部を形成して、そのパッド部と光素子130が有する素子端子とをワイヤーボンディング接続することも可能であるが、ワイヤーボンディング接続だと高速特性を発揮させる上で不利に働く。したがって、例えば、図24に示すように、光素子130と配線113との間の接続は、接続部材(例えば、バンプや半田ボール)132を用いてフリップチップ実装などを行うことが好ましい。その場合、接続部材132が接触する配線113の部位には、ランドを形成しておけばよい。
Further, when the
また、光ファイバ120と光接続するのは、単体の光素子130だけでなく、図28に示すように、MCM(マルチ・チップ・モジュール)135内に存在する光素子であってもよい。図28に示す様に、複数の電子部品133a、133b、133cがインターポーザ134上に実装されてMCM135が構成されており、電子部品133a、133b、133cの少なくとも一つは光素子である。電子部品133a、133b、133cは、すべてがレーザ素子(半導体レーザ)または受光素子(フォトダイオード)であってよいし、あるいは、レーザ素子と受光素子との組み合わせであってもよい。インターポーザ134のうち、光素子と光ファイバとの間の光経路の部位には例えば開口部が形成されている。当該開口部の位置に光部品(レンズなど)を配置することも可能である。また、インターポーザ134の裏面側に光素子である電子部品133a、133bを実装させることも可能である。
Further, the optical connection with the
従来では、溝122とインターポーザ134と光ファイバ120に対応する電子部品133a、133b、133cとの位置調整を行う必要があった。しかし本実施の形態3の製造方法により光学素子マーカーと溝122の位置が一つのマスクにより自己整合的に形成される。そのため配線113上のインターポーザ134と溝122上の光ファイバ120の位置調整が少なくてすむため従来に比べて調心工程がより少なくて済む。
Conventionally, it has been necessary to adjust the positions of the
本実施の形態3の光伝送路基板200では、溝用配線112とともに配線113を含む配線パターン(115)を転写法によって簡便に形成することができるので、光素子以外の電子部品(半導体素子)を、典型的なプリント基板の場合のように実装することができる。図29は、光伝送路基板200の上に、光素子130a、130bの他に、電子部品131(131a、131b、131c、131d、131e)を搭載した光モジュールを示している。図29に示した光モジュールは、データ処理装置として用いることができる。以下、さらに説明する。
In the optical
光素子130aは、レーザ素子であり、ここでは、例えば、面発光レーザ(VCSEL:Vertical−Cavity Surface−Emitting Laser)を用いることができる。一方、光素子130bは、受光素子であり、ここでは、受光部を複数有するフォトダイオードを用いることができる。なお、本実施の形態3の構成および理解を容易にするために、光素子130aに光接続される光ファイバ120は省略して、溝122を図示している。
The
レーザ素子である光素子130aには、ドライバIC131aが接続されている。ドライバIC131aは、LSIチップ(例えば、画像処理用LSIのようなロジックLSI)131bに接続されており、LSIチップ131bは、メモリチップ131cに接続されている。受光素子である光素子130bは、アンプ(プリアンプ)131d、アンプ131eを介してLSIチップ131bに接続されている。各電子部品131は、配線パターン115中の配線113によって接続されている。
A
なお、調心の問題を解決するのは、光ファイバ120を配置する溝用配線112と光学素子マーカー用配線の構成にあるので、それ以外の配線については転写工程とは別の工程で(例えば、後工程で別個独立に)基板110上に形成することも可能である。しかし、製造手順およびコスト等を考慮すると、本実施の形態3の製造方法のように、光素子130と関係のない他の配線も、配線パターン115と同一工程で作製する方が効率が良い。
The alignment problem is solved by the configuration of the
図29に示した光モジュール(データ処理装置)は、光ファイバ120によって光伝送を行うことができるので、大容量データを高速に伝送することができるとともに、本実施の形態3の製造方法によって作製されているので、低コストで実現可能となっている。
Since the optical module (data processing apparatus) shown in FIG. 29 can perform optical transmission through the
つまり、光学素子マーカーと光ファイバ実装部とを別々の工程で作製していた従来の技術では公差ずれが大きく、それゆえ製造コストが高くなっていたが、溝用配線112、配線113、及び光学素子マーカー用配線を含む配線パターン115を一体的に形成した後、溝用配線112から、光ファイバ実装部となる溝122を形成するので、製造コストを低くすることができる。その結果、現在の光通信用(インターネット、電話など)の光モジュールのコストを下げることができ、そのような光モジュールのより一層の普及に寄与することができる。
That is, in the conventional technique in which the optical element marker and the optical fiber mounting portion are manufactured in separate steps, the tolerance shift is large, and thus the manufacturing cost is high, but the
さらには、コストの低下により、図52に示した通信系装置3000におけるボード内(Level−2)伝送において光伝送を利用することも、経済的に可能となり、ボード内伝送の高速化に寄与することができる。また、図52に示したブックシェルフ型の通信系装置3000に用いるだけでなく、この光伝送路基板または光モジュール1000自体を1つのメインの装置として、次世代向けの高性能光I/Oモジュールや、データ処理装置(例えば、画像処理装置)として使用することができる。
Furthermore, due to cost reduction, it is economically possible to use optical transmission in the on-board (Level-2) transmission in the
(実施の形態4)
次に、新たな図面も参照しながら、本実施の形態3の光伝送路基板200の更なる特徴および改変例について説明する。
(Embodiment 4)
Next, further features and modifications of the optical
上述した実施の形態3では、溝用配線112から溝122を形成したが、図23に示した状態で基板110の一部をエッチングして、溝122を作製することも可能である。ただし、単に溝122を作製するだけでは、光ファイバ実装部としての溝122と、光素子130が実装される配線113とが別の箇所に作製されてしまう。
In Embodiment 3 described above, the
そこで、実施の形態3の図23(b)で示したマスク151を用いずに溝用配線112の間が開いたマスクを用いる。すなわち、別の箇所で作製されることを避けるために、図30(a)に示すように、配線パターン115に含まれる実施の形態3の溝用配線112に対応する配線112’と配線112’との間の部位を除去して、溝122を形成することが好ましい。この場合、溝122は、配線パターン115と関連性をもって形成することが可能である。
Therefore, a mask having a gap between the
尚、本発明の前記電極パターンのうち、隣接するものの間にある、基板部分の一部とは、例えば、図30(a)に示す配線パターン115に含まれる配線112’と配線112’との間の基板110の部位である。
The part of the substrate portion between the adjacent electrode patterns of the present invention is, for example, the
又、光学素子マーカーは、電気回路として用いる配線と兼ねていても良く、更に光伝送路マーカー用として用いられる配線と兼ねていても良い。 The optical element marker may also serve as wiring used as an electric circuit, and may also serve as wiring used as an optical transmission line marker.
又、本発明の光伝送路マーカー用として用いられる配線パターンの一部は、本実施の形態4では配線112’に相当する。ここで、配線112’は、溝122を規定するラインであるが、消失する溝用配線112(図23参照)と異なり、最終製品の光伝送路基板200にも残っているので、本発明の電気回路用として用いる配線である信号用または電源用の配線として利用することができる。本構成で、光ファイバ120を搭載すると、図30(b)に示す様になる。光ファイバ120は絶縁体であるので、配線112’と接触しても特に問題は生じない。
Further, a part of the wiring pattern used for the optical transmission line marker of the present invention corresponds to the
又、本発明の保持基板の一部に対応したマスクとは、例えば、本実施の形態4の配線112’の間を除去する際のマスクであるが、配線112’及び配線113の部分は覆われていなくても良い。マスクは配線112’の間の樹脂部分が開いていて他の樹脂部分が覆われていさえすればよい。
In addition, the mask corresponding to a part of the holding substrate of the present invention is, for example, a mask for removing the space between the
又、本実施の形態4では、2つの配線112’の基板110の表面側のエッジ部分により光ファイバ120の位置決めがされている。そのため、図30(c)に示す様に溝122の深さは、配線112’の埋設位置よりも深く形成されるようにしてもよい。したがって、光ファイバ120は溝122の底面に接触しなくても良い。
In the fourth embodiment, the
又、配線112’の間と溝122の深さを光ファイバ120の直径に合わせることにより、図30(d)に示す様に、光ファイバ120が基板110の表面に突出しないようにしても良い。又、溝122の深さをさらに深くしてもよい。
Further, by matching the depth between the
尚、実施の形態3においても溝用配線112の大きさを変更することにより、上述した様な光ファイバ120が溝122の底面に接触しない構成、又は光ファイバ120が基板110の表面に突出しない構成にすることが可能である。
In the third embodiment, the size of the
尚、実施の形態3及び4で述べた溝122の形状は、図31(a)に示すように、その角がテーパー状になるように改変してもよい。具体的には、溝122を規定する側面(壁面)122aと、基板110の表面(上面)110aとのなす角θは、90°に限らず、鈍角になるようにしてもよい。角θが鈍角の溝122を形成するには、例えば、鋭角方向からエッチングを行えばよい。角がテーパー状の溝122の場合、図31(b)に示すように、傾斜した壁面122aによって光ファイバ120の中心線127の位置合わせ精度をより高めることができる利点もある。
Note that the shape of the
又、実施の形態3及び4の光伝送路基板200における光ファイバ20に、図32に示すようなY分岐部123を形成してもよい。Y分岐部123を有する光ファイバ120を用いることにより、波長多重に適した光モジュール(光伝送路基板)を提供することができる。Y分岐部123を有する光ファイバ120でも、溝122をそれに対応した形にすればよく、溝122によって、光ファイバ120を適切に固定することができる。
Further, a
また、光素子130と光ファイバ120との光接続に関して、反射面111(図26参照)を有するミラーを光素子130の下に配置して、そのミラーによって、光素子130と光ファイバ120との光接続を行ってもよい。また、光ファイバ120のストッパーを設けて、そのストッパーで光ファイバ120の位置決めを行っても良い。ストッパーは、光素子130の下に設けられ、例えば溝122内に配置すればよい。
Further, regarding the optical connection between the
又、本発明の光学素子は、実施の形態3及び4では光素子130に相当し、図26に示す様に光ファイバ120の上方に位置している。この光学素子が発光素子である場合、光学素子130は面発光素子(底部から発光する)である。この面発光素子を用いず、光ファイバ120の延長方向(光ファイバと実質的に同一平面上)に端面発光素子(光学素子の端部から発光する)を設置した構成であってもよい。
The optical element of the present invention corresponds to the
図33は、端面発光素子160を用いた場合の光伝送路基板の側面図である。図33に示す様に、端面発光素子を用い光接続を行うためには光ファイバ120を設置するための溝の深さを端面発光素子160の高さとあわせる様に調整する必要がある。従来の端面発光素子を用いた光伝送路基板では掘り下げる深さ(基板110の平面に対して垂直方向)と基板110の平面に対して平行な方向の位置調整が必要であったが、本実施の形態3及び4の製造方法により平行な方向の位置調整はほとんど必要なくなり、従来と比べると調心工程が少なくて済むため、より安価に製造することが出来る。
FIG. 33 is a side view of the optical transmission line substrate when the end surface
なお、本実施の形態3及び4では、光ファイバによる光伝送路基板を例として説明したが、光伝送路として、光ファイバ120に代えて平面導波路(PLC)の光導波路を用いることもできる。光伝送路として平面導波路(PLC)の光導波路を用いる場合、平面導波路(PLC)側に複数溝を形成しておき、同じく複数の溝122と合わせることにより製造性が増し、また平面導波路(PLC)側に配線113を形成しておく、また平面導波路(PLC)側に光素子130を実装しておくなどすることにより,より製造,調心の問題の簡易化を図ることができる。なお、コスト的な面を考慮すると、平面導波路(PLC)の光導波路を形成する製造コストよりも、予め用意した光ファイバを実施の形態3及び4の製造方法に基づいて使用する方がメリットが大きいことがある。
In the third and fourth embodiments, the optical transmission path substrate using the optical fiber has been described as an example. However, a planar waveguide (PLC) optical waveguide can be used instead of the
以上、本発明を好適な実施の形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記の実施の形態では、図24に示す光学素子130を配置するための配線パターンも埋め込むものとしたが、光学素子用マーカー用の配線パターンを埋め込む工程は省いてもよい。
As mentioned above, although this invention has been demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and, of course, various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the wiring pattern for arranging the
上述した通り、本発明の光伝送路基板の製造方法は、支持基板上に形成された金属層をパターニングして、複数の配線を含む配線パターンを形成する工程(a)と;前記配線パターンを覆うように、前記支持基板上に、樹脂を含む材料を堆積する工程(b)と;前記支持基板を取り除き、それによって、前記樹脂を含む材料からなる樹脂膜の表面に前記配線パターンを露出させる工程(c)と;前記配線パターンの一部を除去することによって、前記樹脂膜の表面に溝を形成する工程(d)と;前記溝に光伝送路に配置する工程(e)と;を包含する。 As described above, the method for manufacturing an optical transmission line substrate of the present invention includes a step (a) of patterning a metal layer formed on a support substrate to form a wiring pattern including a plurality of wirings; A step (b) of depositing a resin-containing material on the support substrate so as to cover; and removing the support substrate, thereby exposing the wiring pattern on the surface of the resin film made of the resin-containing material. A step (c); a step (d) of forming a groove in the surface of the resin film by removing a part of the wiring pattern; and a step (e) of arranging the groove in the optical transmission line. Include.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記工程(a)は、支持基板と、前記支持基板上に形成された金属層とを用意する工程と、前記配線パターンを含むパターンに対応したマスクを用いて、前記金属層をエッチングする工程とを含む。 Also, for example, in a preferred embodiment, the step (a) includes a step of preparing a support substrate and a metal layer formed on the support substrate, and a mask corresponding to a pattern including the wiring pattern. And etching the metal layer.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記配線パターンは、前記複数の配線となる配線部分と、前記溝となる溝部分とを含んでいる。 Further, for example, in a preferred embodiment, the wiring pattern includes a wiring portion that becomes the plurality of wirings and a groove portion that becomes the groove.
又、例えば、前記樹脂を含む材料は、樹脂と無機フィラーとを含むコンポジット材料であることが好ましい。 For example, the material containing the resin is preferably a composite material containing a resin and an inorganic filler.
又、例えば、ある実施の形態において、前記溝の深さは、1μm以上5mm以下である。 For example, in one embodiment, the depth of the groove is 1 μm or more and 5 mm or less.
又、例えば、ある実施の形態では、前記工程(b)において、前記樹脂を含む材料は、前記光伝送路の半径の1/2倍以上の厚さで堆積される。 For example, in one embodiment, in the step (b), the material containing the resin is deposited with a thickness of ½ times or more the radius of the optical transmission line.
又、例えば、ある好適な実施の形態では、前記工程(d)において、前記溝の角がテーパー状になるように、前記溝を形成する。 For example, in a preferred embodiment, in the step (d), the groove is formed so that the corner of the groove is tapered.
又、例えば、ある好適な実施の形態では、前記工程(e)の後、前記配線パターンと電気的に接続される電子部品を実装する工程をさらに行う。 Further, for example, in a preferred embodiment, after the step (e), a step of mounting an electronic component electrically connected to the wiring pattern is further performed.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記電子部品の少なくとも一つは、レーザ素子および受光素子の少なくとも一方の光素子であり、前記光素子は、前記光伝送路の上又は上方に配置される。 Also, for example, in a preferred embodiment, at least one of the electronic components is an optical element of at least one of a laser element and a light receiving element, and the optical element is disposed above or above the optical transmission line. Is done.
又、例えば、本発明の他の光伝送路基板の製造方法は、支持基板上に形成された金属層をパターニングして、複数の配線を含む配線パターンを形成する工程(a)と;前記配線パターンを覆うように、前記支持基板上に、樹脂を含む材料を堆積する工程(b)と;前記支持基板を取り除き、それによって、前記樹脂を含む材料からなる樹脂膜の表面に前記配線パターンを露出させる工程(c)と;前記配線パターンの配線間に存在する樹脂を除去することによって、前記樹脂膜の表面に溝を形成する工程(d)と;前記溝に光伝送路に配置する工程(e)と;を包含する。 Also, for example, in another method of manufacturing an optical transmission line substrate of the present invention, a step (a) of forming a wiring pattern including a plurality of wirings by patterning a metal layer formed on a support substrate; Depositing a resin-containing material on the support substrate so as to cover the pattern; and removing the support substrate, thereby forming the wiring pattern on the surface of the resin film made of the resin-containing material. A step (c) of exposing; a step (d) of forming a groove in the surface of the resin film by removing the resin existing between the wirings of the wiring pattern; and a step of disposing the optical transmission line in the groove. (E) and;
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、光ファイバである。 For example, in a preferred embodiment, the optical transmission line is an optical fiber.
又、例えば、本発明の光伝送路基板は、樹脂を含む材料から構成された基板と、前記基板上に形成され、複数の配線を含む配線パターンとを備え、前記基板の表面には、溝が複数形成されており、前記複数の溝のそれぞれには、光伝送路の一部が埋め込まれている。 Further, for example, the optical transmission line substrate of the present invention includes a substrate made of a material containing resin, and a wiring pattern formed on the substrate and including a plurality of wirings. Are formed, and a part of the optical transmission line is embedded in each of the plurality of grooves.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路が埋め込まれた前記溝と、前記配線パターンの一部とは、互いに自己整合的に形成されている。 For example, in a preferred embodiment, the groove in which the optical transmission line is embedded and a part of the wiring pattern are formed in a self-aligning manner.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、前記溝内に配置されたY分岐部を有している。 Also, for example, in a preferred embodiment, the optical transmission line has a Y branch portion disposed in the groove.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記溝の角は、テーパー状となっている。 Further, for example, in a preferred embodiment, the corner of the groove is tapered.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記基板には、さらに、メモリLSIおよびロジックLSIのうちの少なくとも一方の半導体素子と、レーザ素子と、受光素子とが設けられている。 Further, for example, in a preferred embodiment, the substrate is further provided with at least one semiconductor element of a memory LSI and a logic LSI, a laser element, and a light receiving element.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、光ファイバである。 For example, in a preferred embodiment, the optical transmission line is an optical fiber.
又、例えば、本発明のデータ処理装置は、上記光伝送路基板と、前記光伝送路基板上に実装された半導体素子とを備えている。 In addition, for example, a data processing apparatus of the present invention includes the optical transmission path substrate and a semiconductor element mounted on the optical transmission path substrate.
(実施の形態5)
図34から図39を参照しながら、本発明の実施の形態5に係る光伝送路内蔵基板300について説明する。図34は、本実施の形態5の光伝送路内蔵基板300の構成を模式的に示す斜視図である。
(Embodiment 5)
An optical transmission line built-in
本実施の形態5の光伝送路内蔵基板300は、基板210と、基板210上に形成された複数の配線212を含む配線パターン215と、基板210内に埋設された複数の光伝送路220(220a、220b)とを備えている。光伝送路220aと光伝送路220bとは、基板210の深さ方向219における異なる階層で配列されており、それゆえ、光伝送路220は多層配列されている。各光伝送路220(220a、220b)の一端周辺の上方には、光素子230が配置されている。そして、基板210の上面に形成された配線パターン215の一部(配線212)と、光素子230とは電気的に接続されている。又、図50で説明した位置決め基準面103a〜103cと同様の光素子230の位置決め用のマーカー(図示省略)が、基板210上に形成されている。又、配線パターン215には、位置決め用のマーカーも含まれる。尚、本発明の基板の厚み方向は、例えば、基板210の深さ方向219に対応する。
The optical transmission path built-in
本実施の形態5では、配線212の間に溝222が形成されており、溝222に光伝送路220が配置されている。図34に示した例では、上段の光ファイバ(光導波路)220aに対応する溝222を明示しているが、下段の光ファイバ(光導波路)220bに対応する溝も存在し得る。また、この例では、2段の構成(220a、220b)を示しているが、3段またはそれ以上の構成にしてもよい。本実施の形態5における光伝送路220は光ファイバであり、本実施の形態5では、光ファイバを例にとって説明する。
In the fifth embodiment, a
光ファイバ220は、基板210の上方から見て(基板210の法線方向から見て)配線212に接するように、接着剤などで固着され、配線212間に配置されている。上述のとおり、本実施の形態5では、光ファイバ220は、配線212間に形成された溝222内に配置されて、基板210に内蔵されている。言い換えると、配線212間に形成された溝222が、光ファイバ220の実装部となっている。本実施の形態5では、光ファイバ220の最上部分と、配線パターン215の上面(言い換えると、配線212の上面)とが実質的に同一面上に位置している。
The
図34に示した光伝送路内蔵基板(光ファイバ内蔵基板)300には、光素子230が実装されており、配線212と電気的に接続されており、かつ、光ファイバ220(220a、220b)と光接続されている。本実施の形態5では、光素子230は、光ファイバ220(220a、220b)の上方に配置されるか、あるいは、最上段の光ファイバ220aに実質的に接するように配置されている。
The
光素子230は、例えば、半導体レーザのようなレーザ素子、または、フォトダイオードのような受光素子である。ここでは、光素子230は、面発光型垂直共振器レーザ(VCSEL)を用いている。光素子(VCSEL)230の発光面と、基板210の表面とは対向しており、発光面には、複数の発光点が配列されている。光素子230が受光素子の場合、光素子230の受光面と、基板210の表面とは対向しており、その受光面には、複数の受光点が配列されている。
The
基板210は、樹脂を含む材料から構成されており、本実施の形態5では、基板210を構成する材料は、樹脂(例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂)と無機フィラーとを含むコンポジット材料である。ここでは、コンポジット材料の樹脂として、熱硬化性樹脂を用いている。
The
なお、無機フィラーを実質的に用いずに、専ら熱硬化性樹脂のみから基板210を構成することも可能である。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などであり、無機フィラーを添加する場合、その無機フィラーは、例えば、Al2O3、SiO2、MgO、BN、AlNなどである。無機フィラーの添加により、種々の物性(例えば、熱膨張係数)を制御することができるので、無機フィラーを含むコンポジット材料から基板210を形成することが好適である。本実施の形態5において、熱硬化性樹脂100重量部に対して、無機フィラーは、例えば100重量部以上(好ましくは、140〜180重量部)含まれている。
It is also possible to construct the
無機フィラーの役割を少し説明すると次の通りである。無機フィラーとして、Al2O3、BN、 AlNを添加した場合には、基板210の熱伝導性を良好にすることができる。
The role of the inorganic filler will be briefly described as follows. When Al 2 O 3 , BN, or AlN is added as the inorganic filler, the thermal conductivity of the
また、適切な無機フィラーを選択することによって、熱膨張係数を調整することが可能である。樹脂成分によって熱膨張係数が比較的大きくなっているので、SiO2やAlNなどの添加により、熱膨張係数を小さくすることができる。 Moreover, it is possible to adjust a thermal expansion coefficient by selecting a suitable inorganic filler. Since the thermal expansion coefficient is relatively large due to the resin component, the thermal expansion coefficient can be reduced by adding SiO 2 or AlN.
また、場合によっては、MgOを添加することで、熱伝導度を良好にしつつ且つ熱膨張係数を大きくすることもできる。 In some cases, addition of MgO can increase the thermal expansion coefficient while improving the thermal conductivity.
さらに、SiO2(特に、非晶質SiO2)であれば、熱膨張係数を小さくすることができるともに、誘電率を低くすることができる。 Further, SiO 2 (in particular, amorphous SiO 2) if both can be reduced thermal expansion coefficient, it is possible to lower the dielectric constant.
図35は、本実施の形態5の光伝送路内蔵基板(光ファイバ内蔵基板)300の構成の一例を模式的に示す断面図である。 FIG. 35 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the optical transmission line built-in substrate (optical fiber built-in substrate) 300 according to the fifth embodiment.
図35に示した光伝送路内蔵基板300は、サブ基板210aとサブ基板210bとが積層された基板210から形成されている。サブ基板210aおよび210bともに、溝222が形成されており、溝222内に光ファイバ220(220a、220b)が配置されている。配線パターン215に含まれている配線212の下には、ガイド層216、217からなるガイド壁218があり、ガイド壁218間に光ファイバ220が配置されている。具体的には、光ファイバ220とガイド壁218との左右の隙間はそれぞれ0.1μm以下が望ましい。
The optical transmission path built-in
尚、本発明のガイド手段は、例えば、ガイド壁218に対応する。
The guide means of the present invention corresponds to the
サブ基板210aにおける配線212と、光素子230とは電気的に接続されている。この例では、配線212以外の配線213も配線パターン215中に形成されており、サブ基板210aにおける配線213には、電子部品(例えば、半導体素子)231が電気的に接続されている。
The
ここで、電子部品231は半田ボール232を介して配線213に接続している。サブ基板210bにおける配線213は、ビア(不図示)を介して、サブ基板210aにおける配線パターン215と接続することができ、その場合、サブ基板210aと210bとからなる基板210を多層基板として利用することができる。なお、サブ基板210bにおける配線213は省略することも可能である。
Here, the
本実施の形態5の光伝送路内蔵基板300の場合、溝222内に光伝送路(光ファイバ)220を収納して固定するので、光素子230と光ファイバ220(220a、220b)と位置合わせを行うことが容易である。なぜならば、溝222は、配線パターン215の一部(212)を基準に形成しており、その基準に光素子230も合わせることができるからである。図35に示した構成では、サブ基板210a、210bを積層して作製することができるので、2段のみならず、3段またはそれ以上でも簡便に多段光伝送路基板を作製することができ、そして、多層電気配線基板も作製することができる。
In the case of the optical transmission path built-in
光素子230と光ファイバ220とは、例えば、図36の、図35に示す構成を模式的に示す部分断面図に示すように光接続を行うことができる。すなわち、図36に示すように、基板210の一部に反射面(傾斜面)211を形成して、その反射面211を介して、光素子230と光ファイバ220との間で光(光信号)225による光接続を行う。反射面211は、例えば、基板210に傾斜面を作製して、その傾斜面の表面に金属層(例えば、Au層など)を形成する等によって構築することができる。また、反射面211を有する光学部品(ミラー)を基板210上に載置してもよい。
The
具体的には、反射面211は,後述する例えば、図41(c)の工程より前において、あるいは、図45(a)〜(c)の工程の間において、例えばエッチング,機械加工などで予め傾斜面を作製して,その傾斜面の表面に金属層(例えばAu層など)を形成する新たな工程を追加するか、上記工程と共に行うことによって形成することができる。
Specifically, the
あるいは、図37の、図35に示す構成を模式的に示す部分断面図に示すように、光ファイバ220の端面221を斜めにカット(例えば、45°カット)し、その端面221で光225を反射させて、光素子230と光ファイバ220との光接続を行うことができる。この場合、同図に示すように、光ファイバ220の端面221は、光素子230が実装される基板210の上面と反対側に向いている。
Alternatively, as shown in a partial cross-sectional view schematically showing the configuration shown in FIG. 35 in FIG. 37, the
なお、図36および図37に示した構成において、光225の経路である光素子230と光ファイバ220との間は密着しているが、透明媒体が存在していてもよい。透明媒体は、例えば、空気、ガラス、透明樹脂などを用いればよい。実施の形態1〜4と同様、透明樹脂とは光素子230と光ファイバ220とを光学的に接続可能な材料であって、波長850nm、1330nm、1550nm等の波長光を透過可能であればよく、具体的には、ポリイミド、エポキシアラミド等を用いればよい。また、光素子230と光ファイバ220との間に光学部品(例えば、レンズ)を配置することも可能である。
In the configuration shown in FIGS. 36 and 37, the
そして、多段光伝送路の場合は、図38の、図35に示す構成を模式的に示す断面図に示すようになる。ここで、上段の光ファイバ220aは、光225aによって光素子230と光接続し、一方、下段の光ファイバ220bは、光225bによって光素子230と光接続する。この場合、同図に示すように、光ファイバ220の端面221a,221bは、光素子230が実装される基板210の上面と反対側に向いている。
And in the case of a multistage optical transmission line, it comes to show in sectional drawing which shows typically the structure shown in FIG. 35 of FIG. Here, the upper
光ファイバ220の端面221a,221bの位置あわせを精度良く行う方法は次の通りである。例えば、図42(b)に示す場合は、上層のサブ基板210aのパターン214に対して,下層のサブ基板210b上のパターン214とを光学的に位置合わせすることにより、精度良く積層できる。又、図46に示す場合は、上下の光ファイバ220a,220bを予め密接して固着することにより、端面221a,221bの位置あわせを精度良く行える。
A method for accurately aligning the end faces 221a and 221b of the
また、図39の、図35に示す構成を模式的に示す断面図に示すように、光素子230との光接続でなく、上段の光ファイバ220aと下段の光ファイバ220bとの光接続を行うことも可能である。
Further, as shown in a cross-sectional view schematically showing the configuration shown in FIG. 35 in FIG. 39, optical connection between the upper
ここで、本実施の形態5の光伝送路内蔵基板(光ファイバ内蔵基板)300は、詳細については、後述するが、複数の配線212を含む配線パターン215が表面に形成され、且つ、配線212間に形成された溝222に光伝送路(光ファイバ)220が配置されたサブ基板210a、210bを用意し、その後、サブ基板210aと210bとを積層すればよい。サブ基板210a、210bは、転写法を利用して作製することができる。具体的には、支持基板(図40の符号240参照)上に形成された金属層をパターニングして、複数の配線212を含む配線パターン215を形成した後、配線パターン215の配線212間に光ファイバ220(220a又は220b)を配置し、次いで、樹脂を含む材料を支持基板上に堆積して、配線パターン215および光ファイバ220(220a又は220b)を覆う。その後、支持基板を取り除くと、表面に配線パターン215が露出して、サブ基板210a、210bを得ることができる。
Here, the optical transmission path built-in substrate (substrate with built-in optical fiber) 300 according to the fifth embodiment will be described in detail later. A
次に、本発明の一実施の形態5の光ファイバ内蔵基板300の製造方法について詳述する。
Next, the manufacturing method of the optical fiber built-in
まず、図40(a)に示すように、金属層242が形成されたキャリアシート(転写形成材)240を用意する。金属層242は、例えば銅から形成されている。また、キャリアシート240は、支持基板であり、例えば金属箔(銅箔またはアルミ箔)や樹脂シートからなる。金属層242の厚さおよびキャリアシート240の厚さは、それぞれ、3〜50μm程度および25〜200μm程度である。
First, as shown in FIG. 40A, a carrier sheet (transfer forming material) 240 on which a
次に、図40(b)に示すように、金属層242の上方に、配線パターン215に対応したマスク250を配置して、金属層242をエッチングする。すると、図40(c)に示すように、配線212を含む配線パターン215が形成される。図示した例では、配線パターン215中に含まれる配線として、光ファイバ220の周囲に位置する配線212の以外に、他の配線213も明示している。
Next, as shown in FIG. 40B, a
上記エッチングによるパターニングを行った後は、光ファイバ220を配置する際のガイドとなる壁を、配線パターン215の少なくとも一部に形成する。本実施の形態5では、配線212の上にガイド壁を形成する。
After the patterning by the etching, a wall serving as a guide when the
具体的には、図40(c)に示すように、配線212の部分に開口部があるマスク251をキャリアシート240の上方に配置し、次いで、図40(d)に示すように、配線212上に、ガイド壁を構成する層(ガイド層)216を堆積する。ガイド層216は、例えば、金属からなり、スパッタを用いて形成される。スパッタ法の他に、蒸着、めっき、堆積法などを用いても良い。本実施の形態5において、スパッタによってガイド層216を形成するのは、形状での再現性が好ましいからである。
Specifically, as shown in FIG. 40C, a
ガイド層216だけでは、光ファイバ220を支持するガイド壁の高さが足りない場合には、図41(a)に示すように、ガイド層216の上方にマスク252を配置した後、更なるガイド層217を下地のガイド層216の上に堆積する。マスク252は、先のマスク251と同様のものでよい。また、ガイド層217を構成する材料は、ガイド層216を構成する材料と同じものでもよいし、異なるものでもよい。なお、ガイド層216、217を構成する材料は、金属に限らず、他の材料(例えば、樹脂)であってもよい。
When the
このようにして、図41(b)に示すように、配線212上に、ガイド層216およびガイド層217からなるガイド壁218を形成する。ガイド壁218によって、光ファイバ220が実装される溝222(光ファイバ実装部)が形成される。本実施の形態5では、配線212とガイド壁218(ガイド層216、217)とを足した厚さが、ガイド壁218間に配置される光ファイバ220の半径よりも大きくなるようにしている。このようにした理由は、製造性簡易化,高精度化のためである。
In this way, as shown in FIG. 41B, a
次に、図41(c)に示すように、ガイド壁218の間(配線212の間)に光ファイバ220を配置する。換言すると、ガイド壁218(又は配線212)の間に形成された溝222内に光ファイバ220を挿入する。本実施の形態5では、光ファイバ220は、キャリアシート(支持基板)240に接するように配置される。また、光ファイバ220は、ガイド壁218に接するように配線212間に配置される。
Next, as shown in FIG. 41C, the
次に、図41(d)に示すように、キャリアシート240上に、樹脂を含む材料を堆積することによって、サブ基板(絶縁基板)210aを形成する。この堆積は、配線パターン215および光ファイバ220を覆うように行われる。すなわち、サブ基板210aを構成する材料によって、配線212、213を含む配線パターン215、ガイド壁218および光ファイバ220は覆われることになる。
Next, as shown in FIG. 41 (d), a sub-substrate (insulating substrate) 210 a is formed by depositing a resin-containing material on the
次に、図42(a)に示すように、サブ基板210aを反転させて、キャリアシート240を除去する。つまり、キャリアシート240上の配線パターン215が離れて、転写が完了する。なお、もちろん、キャリアシート240を取り除いた後に、サブ基板210aを反転させても構わない。同様の製造工程によって、サブ基板210bも作製して、サブ基板210aとサブ基板210bとを積層させれば、図42(b)に示すように、本実施の形態5の光伝送路内蔵基板300が得られる。
Next, as shown in FIG. 42A, the sub-substrate 210a is inverted and the
なお、上記の図40、41および図42(a)に示す各工程は、本実施の形態1にて説明した図2,図3および図4(a)の各工程と実質上対応する。すなわち、サブ基板210aおよび210bは、それぞれ、実施の形態1の光伝送路基板の製造方法によって作成することができることになる。 Note that the steps shown in FIGS. 40, 41, and 42 (a) substantially correspond to the steps of FIGS. 2, 3, and 4 (a) described in the first embodiment. That is, the sub-boards 210a and 210b can be created by the method for manufacturing the optical transmission line board of the first embodiment, respectively.
光伝送路内蔵基板300を完成した後は、サブ基板210aの配線212上に光素子230を実装し、配線213の上に電子部品231を実装すれば、図35に示した構成となる。
After the optical transmission path built-in
光素子230は、例えば、半導体レーザであり、本実施の形態5では、光ファイバ220の上方に、又は光ファイバ220に実質的に接するように配置される。また、光素子230は、受光素子(例えば、フォトダイオード)であってもよい。配線パターン215のうち配線213の部分に実装された電子部品231は、半導体素子(例えば、ロジックLSI)である。電子部品(半導体素子)231は、半田ボール232を介して配線213に電気的に接続されている。尚、本発明の第1工程は、例えば、図40(a)〜図40(c)に示す工程に対応し、本発明の第2工程は、例えば、図40(d)〜図41(b)に示す工程に対応する。又、本発明の第3工程は、例えば、図41(c)〜図42(a)に示す工程に対応し、本発明の第4工程は、例えば、図42(b)に示す工程に対応する。
The
ここで、図40(a)〜図40(c)に示す工程は、本発明の第1工程で「配線パターンの全部を形成する」場合の一例を示している。又、図40(d)〜図41(b)に示す工程は、本発明の第2工程で「ガイド手段を、前記配線パターンを利用して形成する」場合の一例を示している。 Here, the steps shown in FIGS. 40A to 40C show an example of the case where “the entire wiring pattern is formed” in the first step of the present invention. Also, the steps shown in FIGS. 40D to 41B show an example in the case where “the guide means is formed using the wiring pattern” in the second step of the present invention.
本実施の形態5の製造方法では、図41(d)に示した状態において、配線パターン215と光ファイバ220とを共にキャリアシート240に接するようにしているので、図42(a)に示した状態では、配線パターン215の上面と光ファイバ220の最上部分とは、実質的に同一面上に位置する。さらには、サブ基板210aの樹脂面(正確には、コンポジット材料からなる面)と、配線パターン215の上面および光ファイバ220の最上部分とが、実質的に同一面上に位置する。したがって、図42(b)に示した工程の際に、サブ基板210aとサブ基板210bとを積層するのが容易である。
In the manufacturing method of the fifth embodiment, since the
また、本実施の形態5の製造方法によれば、光ファイバ220を簡便に基板210(又はサブ基板210a、210b)内に埋設(内蔵)させることができ、基板210の表面に光ファイバ220を設けた場合と比較して、光ファイバ220をより適切に保護することができる。
Further, according to the manufacturing method of the fifth embodiment, the
配線パターン215における配線212の部分に光素子230を実装する場合、配2線12にパッド部を形成して、そのパッド部と光素子230が有する素子端子とをワイヤーボンディング接続することも可能であるが、ワイヤーボンディング接続だと高速特性を発揮させる上で不利に働く。
When the
したがって、例えば、図43に示すように、光素子230と配線212との間の接続は、接続部材(例えば、バンプや半田ボール)232を用いてフリップチップ実装などを行うことが好ましい。その場合、接続部材232が接触する配線212の部位には、ランドを形成しておけばよい。
Therefore, for example, as shown in FIG. 43, the connection between the
また、光ファイバ220と光接続するのは、単体の光素子230だけでなく、図44に示すように、MCM(マルチ・チップ・モジュール)235内に存在する光素子であってもよい。
Further, the optical connection with the
この例では、複数の電子部品233a、233bがインターボーザ234上に実装されてMCM235が構成されており、電子部品233a、233bの少なくとも一方は光素子である。電子部品233a、233bは、両方ともレーザ素子(半導体レーザ)であったり、両方とも受光素子(フォトダイオード)であってよいし、あるいは、レーザ素子と受光素子との組み合わせであってもよい。インターボーザ234のうち、光素子と光ファイバとの間の光経路の部位には例えば開口部が形成されている。当該開口部の位置に光部品(レンズなど)を配置することも可能である。また、インターポーザ234の裏面側に光素子233a、233bを実装させることも可能である。
In this example, a plurality of
また、本発明の一実施の形態5の光伝送路内蔵基板300は、図45(a)から(c)に示すようにして製造することもできる。以下、詳細を説明する。
Further, the optical transmission line built-in
まず、図40(a)に示した状態から、金属層242の上にガイド層216、217を積層して、図45(a)に示した状態のものを用意する。次に、図45(b)に示すように、溝222の形状を規定するマスク253を用いて、各層(217、216、242)のエッチングを行って、溝222を形成する。
First, the guide layers 216 and 217 are laminated on the
その後、所定のマスクを用いながらエッチングを行って、図45(c)に示すように、ガイド壁218と、配線212および配線213を含む配線パターン215とを形成する。図45(c)は、図41(b)に示した構成と同様のものであるので、あと、図41(c)以降の工程を実行すると、図42(b)および図35に示した光伝送路内蔵基板300を得ることができる。
Thereafter, etching is performed using a predetermined mask to form the
尚、本発明の「配線パターンの一部を形成する第1工程」と、「配線パターンの少なくとも一部と共に形成する第2工程」とは、例えば、図45(b)に示す工程に対応しており、実質上同時に行うものである。 The “first step of forming part of the wiring pattern” and the “second step of forming together with at least a part of the wiring pattern” of the present invention correspond to, for example, the step shown in FIG. And is performed substantially simultaneously.
ここでは、溝222を先に形成した後、配線パターン215を形成したが、図45(b)の段階から、配線パターン215に対応したマスクを用いて、2溝22と配線パターン215とを同時に(同一工程で)形成して、その後、ガイド層216、217の不要な部位を除去して、図45(c)に示すようなガイド壁218を作製してもよい。なお、その場合、ガイド層216、217の不要な部位を除去せずに、基板210内に埋めたままにしておくことも可能である。上述したように、ガイド層216、217の2つを用いずに、ガイド層216、217を同一の材料から構成して、1つのガイド層にしても構わない。
Here, the
次に、上記とは別の製造方法として、溝222の深さを深くして(言い換えると、ガイド壁218の高さを高くして)、溝222に縦方向に2つの光ファイバ220を挿入して、図46に示すような光伝送路内蔵基板300を作製することも可能である。主として図46を用いて、別の製造方法の本発明の一実施の形態を説明しながら、本発明の光伝送路内蔵基板の一実施の形態についても同時に述べる。
Next, as another manufacturing method, the depth of the
図46に示す製造方法と、上述した製造方法との相違点は、光ファイバ220a,220bをガイド壁218の間に、基板210の厚み方向に複数重ねて配列する点である。これにより、図46に示した光伝送路内蔵基板300では、光素子に対する距離が短く出来るので、光損失量が小さいという利点もある。尚、図46では、光ファイバを2本重ねて埋設する場合について説明したが、これに限らず3本以上とすることも可能である。その場合、ガイド壁218の高さを調整する。
The difference between the manufacturing method shown in FIG. 46 and the above-described manufacturing method is that a plurality of
図47は、本実施の形態5の光伝送路内蔵基板(光モジュール)300の他の構成を模式的に示す断面図である。 FIG. 47 is a sectional view schematically showing another configuration of the optical transmission line built-in substrate (optical module) 300 according to the fifth embodiment.
図47に示した光伝送路内蔵基板300は、多層配線基板と多段光伝送路基板との両方を兼ねている。基板210から延びた光伝送路(光ファイバ)220は、光コネクタ227に接続されている。基板210内の各配線層212又は213は、層間接続部材(ビア)236を介して電気的に接続されている。基板210の一方の面には、光素子(VCSEL)230と半導体素子(LSIチップ)231とが接続部材232を介して実装されている。基板210の他方の面には、電気入出力部(電気I/O)237が形成されている。上述したように光ファイバ220(具体的には、光ファイバ220の端面221)と光素子230との間には、透明媒体(例えば、空気、ガラス、透明樹脂、または光学部材)が存在している。
The optical transmission path built-in
本実施の形態5の光伝送路内蔵基板300では、配線212とともに、それ以外の他の配線(配線層213など)を転写法によって簡便に形成することができるので、光素子以外の電子部品(半導体素子)を、典型的なプリント基板の場合のように実装することができる。図48は、光伝送路内蔵基板300の上に、光素子230a、230bの他に、電子部品231(231a、231b、231c、231d、231e)を搭載した光モジュールを示している。図48に示した光伝送路内蔵基板(光モジュール)は、データ処理装置として用いることができる。以下、さらに説明する。
In the optical transmission path built-in
光素子230aは、レーザ素子であり、ここでは、面発光レーザ(VCSEL:Vertical−Cavity Surface−Emitting Laser)を用いている。一方、光素子230bは、受光素子であり、ここでは、受光部を複数有するフォトダイオードを用いている。なお、本実施の形態5の構成および理解を容易にするために、光素子230aに光接続される最上段の光ファイバ220は省略して、溝222を見せており、配線212は省略している。
The
レーザ素子230aには、ドライバIC231aが接続されている。ドライバIC231aは、LSIチップ(例えば、画像処理用LSIのようなロジックLSI)231bに接続されており、LSIチップ231bは、メモリチップ231cに接続されている。受光素子230bは、アンプ(プリアンプ)231d、アンプ231eを介してLSIチップ231bに接続されている。各電子部品231は、配線パターン215中の配線213によって接続されている。図48に示した構成中の光ファイバ220は、図47に示したように、光コネクタ227に接続することも可能である。
A
なお、配線213については転写工程とは別の工程で(例えば、後工程で別個独立に)基板210上に形成することも可能であるが、製造手順およびコスト等を考慮すると、本実施の形態5の製造方法のように、配線213も配線212と同一工程で作製する方が効率が良い。
Note that the
図48に示した光モジュール(データ処理装置)300は、光ファイバ220によって光伝送を行うことができるので、大容量データを高速に伝送することができる。また、本実施の形態5の製造方法によれば、そのような光モジュール(データ処理装置)300を簡便に作製することができるので、低コスト化を図ることができる。その結果、現在の光通信用(インターネット、電話など)の光モジュールのコストを下げることができ、そのような光モジュールのより一層の普及に寄与することができる。
Since the optical module (data processing apparatus) 300 shown in FIG. 48 can perform optical transmission through the
さらには、コストの低下により、図52に示した通信系装置3000におけるボード内(Level−2)伝送において光伝送を利用することも、経済的に可能となり、ボード内伝送の高速化に寄与することができる。また、図52に示したブックシェルフ型の通信系装置3000に用いるだけでなく、この光伝送路内蔵基板または光モジュール100自体を1つのメインの装置として、次世代向けの高性能光I/Oモジュールや、データ処理装置(例えば、画像処理装置)として使用することができる。
Furthermore, due to cost reduction, it is economically possible to use optical transmission in the on-board (Level-2) transmission in the
さらに、本実施の形態5の光伝送路内蔵基板300では、光ファイバ220は基板210内に埋設されるので、通常であれば、図49に示すようなY分岐部223を有するために、光ファイバ220の強度が弱くなるような場合でも、光ファイバ220の強度の低下を抑制することができる。具体的には、図49に示すように、配線212およびその下にあるガイド壁218によって形成した溝222(光ファイバ220の実装部)に、光ファイバ220を配置すればよい。Y分岐部223を有する光ファイバ220を用いることにより、波長多重に適した光モジュールを提供することができる。
Furthermore, in the optical transmission line built-in
なお、本実施の形態5では、光ファイバによる光伝送路内蔵基板を例として説明したが、光伝送路220として、光ファイバに代えて平面導波路(PLC)の光導波路を用いることもできる。光伝送路として平面導波路(PLC)の光導波路を用いる場合、平面導波路(PLC)側に複数溝を形成したサブ基板と、図42(a)に示すサブ基板210aとを用意して、それらサブ基板同士を、例えば、位置合わせ用のマーカーを利用するなど(図42(b)参照)、所定の方法により積層することにより製造性が向上する。また平面導波路(PLC)側に配線213を形成しておいたり、平面導波路(PLC)側に光素子230を実装しておくなどすることにより,より製造,調心の問題の簡易化を図ることができる。なお、コスト的な面を考慮すると、平面導波路(PLC)の光導波路を形成する製造コストよりも、予め用意した光ファイバを本実施の形態5の製造方法に基づいて使用する方がメリットは大きいと言える。
In the fifth embodiment, an optical transmission path built-in substrate using an optical fiber has been described as an example. However, a planar waveguide (PLC) optical waveguide may be used as the
又、上記実施の形態5では、サブ基板毎に、光伝送路を、基板の厚み方向に単数配列した場合について説明したが、これに限らず例えば、基板の厚み方向に光伝送路を複数配列しても良い。この場合、サブ基板は、例えば図46に示す構成となる。 In the fifth embodiment, the case where a single optical transmission path is arranged in the thickness direction of the board is described for each sub-board. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of optical transmission paths are arranged in the thickness direction of the board. You may do it. In this case, the sub-board has a configuration shown in FIG. 46, for example.
又、上記実施の形態5では、基板の厚み方向に実質上直交する方向にも複数配列されている場合について説明したが、これに限らず例えば、上記直交する方向に一列のみ配列する構成としても良い。 In the fifth embodiment, the case where a plurality of lines are arranged in a direction substantially perpendicular to the thickness direction of the substrate has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, only one row may be arranged in the direction perpendicular to the substrate. good.
又、上記実施の形態5では、ガイド手段としてガイド壁を用いた場合を中心に説明したが、これに限らず例えば、予め形成されたサブ基板に対して溝等の凹部を形成して、その凹部に光伝送路を配置しても良い。この場合、ガイド壁を用いた上記実施の形態5の構成に比べて、光接続における調心の精度は若干劣る可能性があるが、本発明のガイド手段を利用することなく、即ち、配線パターンの形成と関わりなく形成された溝等の所定の部位に光伝送路を配置する構成としても良い。この場合、サブ基板同士の積層は、位置合わせ用に設けたマーカー等を利用して重ね合わせる。 In the fifth embodiment, the case where a guide wall is used as the guide means has been mainly described. However, the present invention is not limited to this. For example, a recess such as a groove is formed on a previously formed sub-board, and You may arrange | position an optical transmission path in a recessed part. In this case, the alignment accuracy in the optical connection may be slightly inferior to the configuration of the fifth embodiment using the guide wall, but without using the guide means of the present invention, that is, the wiring pattern. Alternatively, the optical transmission path may be arranged in a predetermined portion such as a groove formed regardless of the formation of. In this case, the sub-substrates are stacked using a marker or the like provided for alignment.
又、上記実施の形態5では、図40、図41において、配線212の上にガイド層216〜217を積層してガイド壁218を形成する場合を示したが、これに限らず、例えば、図40(d)〜図41(b)の工程を省略しても良い。この場合、配線212がガイド層218の機能も兼ね備えており、光ファイバ220の位置決めが出来る程度の厚みがあれば良い。
In the fifth embodiment, the case where the
又、上記実施の形態5では、図45(b)で配線パターンの一部とガイド壁218とを同時に形成し、図45(c)で更にガイド層218と配線213を形成する場合を示したが、これに限らず、例えば、図45(b)において、全ての配線パターンと全てのガイド壁218を形成しても良い。この場合、配線パターンとガイド壁の厚みは同じになる。
In the fifth embodiment, a part of the wiring pattern and the
又、上記実施の形態5では、本発明の光伝送路内蔵基板は、光素子等が実装された場合について説明したが、これに限らず例えば、光素子等が実装されていなくても実装可能な構造であれば良い。 In the fifth embodiment, the optical transmission path built-in substrate according to the present invention has been described with respect to the case where an optical element or the like is mounted. However, the present invention is not limited to this. Any structure can be used.
又、上記実施の形態5では、光素子は、面発光・受光素子を中心に説明したが、これに限らず例えば、端面発光・受光素子を用いても良い。 Further, in the fifth embodiment, the optical element has been described centering on the surface light emitting / receiving element. However, the present invention is not limited to this, and, for example, an edge emitting / receiving element may be used.
尚、配線パターンに含まれる位置決め用のマーカーと、ガイド壁とは同じマスクで形成するのが望ましい。 It is desirable that the positioning marker included in the wiring pattern and the guide wall are formed with the same mask.
上述した通り、本発明の光伝送路内蔵基板は、例えば、基板と、前記基板上に形成され、複数の配線を有する配線パターンと、前記基板内に埋設された複数の光伝送路とを備え、前記複数の光伝送路は、前記基板の深さ方向における異なる階層で配列されており、前記複数の光伝送路のそれぞれの一端周辺の上方には、光素子が配置されている。 As described above, the optical transmission path built-in substrate of the present invention includes, for example, a substrate, a wiring pattern formed on the substrate and having a plurality of wirings, and a plurality of optical transmission paths embedded in the substrate. The plurality of optical transmission paths are arranged at different levels in the depth direction of the substrate, and an optical element is disposed above the periphery of each end of the plurality of optical transmission paths.
又、例えば、前記基板上に形成された前記配線パターンの一部と、前記光素子とは電気的に接続されていることが好ましい。 For example, it is preferable that a part of the wiring pattern formed on the substrate and the optical element are electrically connected.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記配線の間には溝が形成されており、前記溝に前記光伝送路が配置されている。 Also, for example, in a preferred embodiment, a groove is formed between the wirings, and the optical transmission line is arranged in the groove.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、1つの溝内に、前記異なる階層の前記光伝送路が配置されている。 For example, in a preferred embodiment, the optical transmission lines of the different layers are arranged in one groove.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記基板は、複数のサブ基板が積層されて形成されており、前記サブ基板には、溝が形成されており、前記溝内に、前記光伝送路が配置されている。 Also, for example, in a preferred embodiment, the substrate is formed by laminating a plurality of sub-substrates, and the sub-substrate is formed with a groove, and the optical transmission is in the groove. Road is arranged.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記複数の光伝送路は、それぞれ、光ファイバである。 For example, in a preferred embodiment, each of the plurality of optical transmission lines is an optical fiber.
又、前記基板は、樹脂と無機フィラーとを含むコンポジット材料から構成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said board | substrate is comprised from the composite material containing resin and an inorganic filler.
又、前記光素子は、面発光型垂直共振器レーザであることが好ましい。 The optical element is preferably a surface emitting vertical cavity laser.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記面発光型垂直共振器レーザの発光面と、前記基板の表面とは対向しており、前記発光面には、複数の発光点が配列されている。 Also, for example, in a preferred embodiment, the light emitting surface of the surface emitting vertical cavity laser is opposed to the surface of the substrate, and a plurality of light emitting points are arranged on the light emitting surface. Yes.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路の前記一端は、略45度の角度にカットされている。 Further, for example, in a preferred embodiment, the one end of the optical transmission line is cut at an angle of about 45 degrees.
又、例えば、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路の前記一端の前記周辺には、当該光伝送路の一端と前記光素子とを光接続するための傾斜面が設けられている。 Further, for example, in a preferred embodiment, an inclined surface for optically connecting one end of the optical transmission path and the optical element is provided around the one end of the optical transmission path.
又、前記光素子と、前記光伝送路の一端周辺との間には、空間または透明媒体が存在していればよい。 Further, it is only necessary that a space or a transparent medium exists between the optical element and the periphery of one end of the optical transmission line.
又、本発明のデータ処理装置は、例えば、上記光伝送路内蔵基板と、前記光伝送路内蔵基板上に実装された半導体素子とを備えている。 A data processing apparatus according to the present invention includes, for example, the above-described optical transmission path built-in substrate and a semiconductor element mounted on the optical transmission path built-in substrate.
又、本発明の光伝送路内蔵基板の製造方法は、例えば、複数の配線を含む配線パターンが表面に形成され且つ前記配線間に形成された溝内に光伝送路が配置されたサブ基板を用意する工程と、前記サブ基板を積層する工程とを包含する。 In the method for manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path according to the present invention, for example, a sub-board in which a wiring pattern including a plurality of wirings is formed on the surface and the optical transmission path is disposed in a groove formed between the wirings is provided A step of preparing and a step of laminating the sub-substrate.
又、本発明の他の光伝送路内蔵基板の製造方法は、例えば、基板の表面に複数の溝を形成する工程と、前記複数の溝のそれぞれに、深さ方向に沿って少なくとも2本の光伝送路を配置する工程とを包含する。 In another method of manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path of the present invention, for example, a step of forming a plurality of grooves on the surface of the substrate, and at least two of each of the plurality of grooves along the depth direction. And a step of arranging an optical transmission line.
又、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、光ファイバである。 In a preferred embodiment, the optical transmission line is an optical fiber.
又、ある実施の形態では、支持基板上に形成された金属層をパターニングして、複数の配線を含む配線パターンを形成する工程(a)と;前記配線パターンの配線間に光伝送路(例えば、光ファイバ)を配置する工程(b)と;前記配線パターンおよび前記光伝送路を覆うように、前記支持基板上に、樹脂を含む材料を堆積する工程(c)と;前記支持基板を取り除く工程(d)と;を実行する。 In one embodiment, a step (a) of forming a wiring pattern including a plurality of wirings by patterning a metal layer formed on a support substrate; and an optical transmission line (for example, between the wirings of the wiring pattern) A step (b) of disposing the optical fiber); a step (c) of depositing a resin-containing material on the support substrate so as to cover the wiring pattern and the optical transmission line; and removing the support substrate. Perform steps (d) and;
又、ある実施の形態において、前記工程(a)は、支持基板と、前記支持基板上に形成された金属層とを用意する工程と、配線パターンに対応したマスクを用いて、前記金属層をエッチングする工程とを含む。 In one embodiment, the step (a) includes the steps of preparing a support substrate and a metal layer formed on the support substrate, and using a mask corresponding to the wiring pattern to form the metal layer. Etching.
又、ある実施の形態では、さらに、前記工程(b)の前に、光伝送路を配置する際のガイドとなる壁を、前記配線パターンの少なくとも一部に形成する工程を実行する。 In one embodiment, further, before the step (b), a step of forming a wall serving as a guide when arranging the optical transmission path on at least a part of the wiring pattern is performed.
又、ある実施の形態では、前記工程(b)において、前記光伝送路は、前記支持基板に接するように配置される。 In one embodiment, in the step (b), the optical transmission line is disposed in contact with the support substrate.
又、ある好適な実施の形態において、前記光伝送路は、前記壁に接するように前記配線間に配置される。 In a preferred embodiment, the optical transmission line is disposed between the wirings so as to be in contact with the wall.
又、ある実施の形態において、前記樹脂を含む材料は、樹脂と無機フィラーとを含むコンポジット材料である。 In one embodiment, the material containing the resin is a composite material containing a resin and an inorganic filler.
又、ある実施の形態では、前記工程(d)の後、前記配線パターンの上面と実質的に同一面上に、前記光ファイバの最上部分が位置している。 In one embodiment, after the step (d), the uppermost portion of the optical fiber is positioned substantially on the same plane as the upper surface of the wiring pattern.
又、ある実施の形態では、前記工程(d)の後、前記配線パターンと電気的に接続される電子部品を実装する工程をさらに行う。 In one embodiment, after the step (d), a step of mounting an electronic component electrically connected to the wiring pattern is further performed.
以上、本発明を好適な実施の形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and, of course, various modifications are possible.
本発明の光伝送路基板の製造方法、光伝送路基板は、より簡易な製造工程で作製可能であり、又、光素子と光伝送路との調心工程がより少なく済み、若しくは調心工程を行わなくてもよい効果を有し、光伝送路基板を備えたデータ処理装置等として有用である。さらに本発明の光伝送路基板は、光素子と光伝送路との調心工程がより少なく済み、又は調心工程を行わなくてもよいため、より安価に光伝送路基板を製造する効果を有し、光伝送路基板の製造方法等として有用である。さらに本発明にかかる光伝送路内蔵基板は、光素子との光学的な接続が可能で、多数の光伝送路を効率良く配置することが可能となるという効果を有し、光伝送路内蔵基板、データ処理装置、及び、光伝送路内蔵基板の製造方法等として有用である。 The method for manufacturing an optical transmission line substrate of the present invention, the optical transmission line substrate can be produced by a simpler manufacturing process, and the alignment process between the optical element and the optical transmission line is less, or the alignment process This is useful as a data processing apparatus having an optical transmission line substrate. Furthermore, the optical transmission line substrate of the present invention requires less alignment process between the optical element and the optical transmission line, or does not need to perform the alignment process. It is useful as a method for manufacturing an optical transmission line substrate. Furthermore, the substrate with a built-in optical transmission path according to the present invention has an effect that optical connection with an optical element is possible, and a large number of optical transmission paths can be efficiently arranged. It is useful as a data processing apparatus, a method for manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path, and the like.
10 基板
11 反射面
12 配線
13 配線
15 配線パターン
16、17 ガイド層
18 ガイド壁
20 光ファイバ
21 端面
22 溝
23 分岐部
25 光(光信号)
26 段差
28 ランド
30 光素子
32 接続部材
34 インターボーザ
36 ミラー
37 ストッパー
40 キャリアシート
42 金属層
50、51、52、53 マスク
60 端面発光素子
100 光伝送路基板
110 基板
111 反射面
112 配線(溝用配線)
113 配線
120 光ファイバ
121 端面
122 溝
123 分岐部
125 光(光信号)
130 光素子
131 電子部品
132 接続部材
134 インターポーザ
140 キャリアシート
142 金属層
150、51 マスク
200 光伝送路基板
210 基板
210a、210b サブ基板
211 反射面
212 配線
213 配線
215 配線パターン
216、217 ガイド層
218 ガイド壁
220 光伝送路(光ファイバ)
221 端面
222 溝
223 分岐部
225 光(光信号)
227 光コネクタ
230 光素子
232 接続部材
234 インターボーザ
235 MCM
236 ビア(層間接続部材)
237 電気入出力部
240 キャリアシート
242 金属層
250、251、252、253 マスク
300 光ファイバ内蔵基板
1000 光モジュール
2000 光モジュール
3000 通信系装置
4000 配線基板
5000 光配線板
DESCRIPTION OF
26
113
DESCRIPTION OF
221
227
236 Via (interlayer connection member)
237 Electric input /
Claims (49)
前記基材上に形成された前記導電性材料を含む層をパターニングして、少なくとも一部は電気回路用の、一部は光伝送路を位置的に規制する配線パターンを形成する第2工程を備えた、光伝送路基板の製造方法。 A first step of forming a layer containing a conductive material on a substrate;
Patterning the layer containing the conductive material formed on the substrate to form a wiring pattern that at least partly for an electric circuit and partly for restricting an optical transmission line. A method for manufacturing an optical transmission line substrate.
前記B工程は、前記材料の異なる層を削る工程である、請求項6記載の光伝送路基板の製造方法。 After the first step, further comprising a C step of stacking a layer having a material different from that of the layer containing the conductive material on the layer containing the conductive material,
The method for manufacturing an optical transmission line substrate according to claim 6, wherein the step B is a step of cutting different layers of the material.
前記配線パターン及び前記光伝送路を覆うように、前記基材上に光伝送路を保持するための保持基板を形成する第4工程と、
前記保持基板から前記基材を取り除く第5工程を備えた、請求項2記載の光伝送路基板の製造方法。 A third step of arranging an optical transmission line based on a wiring pattern used as the guide wall;
A fourth step of forming a holding substrate for holding the optical transmission path on the base material so as to cover the wiring pattern and the optical transmission path;
The method for manufacturing an optical transmission line substrate according to claim 2, further comprising a fifth step of removing the base material from the holding substrate.
前記ガイド壁の前記保持基板の表面に対する垂直方向の長さは、前記光ファイバの半径よりも大きくなるように形成される、請求項2記載の光伝送路基板の製造方法。 The optical transmission line is an optical fiber,
The method of manufacturing an optical transmission line substrate according to claim 2, wherein a length of the guide wall in a direction perpendicular to a surface of the holding substrate is formed to be larger than a radius of the optical fiber.
前記光素子は、レーザー素子又は受光素子である、請求項4記載の光伝送路基板の製造方法。 A sixth step of mounting an optical element on the wiring pattern so as to be disposed above the optical transmission line;
The method of manufacturing an optical transmission line substrate according to claim 4, wherein the optical element is a laser element or a light receiving element.
前記光伝送路を保持する保持基板と、
前記保持基板上に形成された、一部が電気回路用に用いられる配線パターンとを備え、
前記光伝送路は、一部の前記配線パターンにより位置的に規制されている、光伝送路基板。 An optical transmission line;
A holding substrate for holding the optical transmission path;
A wiring pattern formed on the holding substrate and partially used for an electric circuit,
The optical transmission line substrate, wherein the optical transmission line is positionally regulated by a part of the wiring pattern.
前記光伝送路は、前記配線パターンをガイド壁として、前記配線パターンの間に配置されている、請求項13記載の光伝送路基板。 The wiring pattern is formed with a predetermined thickness in the thickness direction of the holding substrate,
The optical transmission line substrate according to claim 13, wherein the optical transmission line is disposed between the wiring patterns with the wiring pattern as a guide wall.
前記光伝送路基板上に実装されたメモリLSI及びロジックLSIのうち少なくとも1つの半導体素子と、
前記配線パターンの一部に実装されたレーザー素子及び/又は受光素子とを備え、
前記光伝送路基板は複数の前記光伝送路を有する、データ処理装置。 The optical transmission line substrate according to any one of claims 13 to 20,
At least one semiconductor element of a memory LSI and a logic LSI mounted on the optical transmission line substrate;
A laser element and / or a light receiving element mounted on a part of the wiring pattern,
The data transmission device, wherein the optical transmission line substrate has a plurality of the optical transmission lines.
前記光伝送路マーカー用の配線パターンを前記保持基板上から除去することにより、前記保持基板上に、前記光伝送路用の溝を作成する第2工程とを備えた、光伝送路基板の製造方法。 A first step of patterning a layer containing a conductive material, at least partially embedding a wiring pattern for an electric circuit and a part for an optical transmission line marker on a holding substrate;
A second step of creating a groove for the optical transmission path on the holding substrate by removing the wiring pattern for the optical transmission path marker from the holding substrate; Method.
前記配線パターンのうち、隣接するものの間にある、基板部分の一部を除去することにより、前記保持基板上に、前記光伝送路用の溝を作成する第2工程とを備えた、光伝送路基板の製造方法。 A first step of patterning a layer containing a conductive material, at least partially embedding a wiring pattern for an electric circuit and a part for an optical transmission line marker on a holding substrate;
A second step of creating a groove for the optical transmission path on the holding substrate by removing a part of the substrate portion between adjacent ones of the wiring patterns; A method for manufacturing a road substrate.
前記光学素子とは、レーザー素子及び受光素子の少なくとも一方である、請求項30記載の光伝送路基板の製造方法。 A fourth step of mounting an optical element on the wiring pattern so as to be disposed above the optical transmission line;
The method of manufacturing an optical transmission line substrate according to claim 30, wherein the optical element is at least one of a laser element and a light receiving element.
前記基板上に形成され、複数の配線を含む配線パターンと、
前記基板内に埋設された複数の光伝送路と、を備え、
前記複数の光伝送路は、前記基板の厚み方向に複数配列されており、
前記複数の光伝送路のそれぞれの一端周辺において、前記配線パターンと電気的に接続される光素子が前記光伝送路と光学的に接続可能である光伝送路内蔵基板。 A substrate,
A wiring pattern formed on the substrate and including a plurality of wirings;
A plurality of optical transmission paths embedded in the substrate,
The plurality of optical transmission lines are arranged in the thickness direction of the substrate,
An optical transmission path built-in substrate in which an optical element electrically connected to the wiring pattern can be optically connected to the optical transmission path around one end of each of the plurality of optical transmission paths.
前記各サブ基板毎に、単数又は複数の前記光伝送路が前記厚み方向に配列されている請求項33記載の光伝送路内蔵基板。 The substrate is a laminated substrate including a plurality of sub-substrates,
The optical transmission path built-in substrate according to claim 33, wherein one or a plurality of the optical transmission paths are arranged in the thickness direction for each of the sub-substrates.
前記発光面には、複数の発光点が配列されている請求項41記載の光伝送路内蔵基板。 The light emitting surface of the surface emitting vertical cavity laser and the surface of the substrate are opposed to each other,
42. The substrate with a built-in optical transmission path according to claim 41, wherein a plurality of light emitting points are arranged on the light emitting surface.
前記光伝送路内蔵基板上に配置された前記光素子と、
前記光伝送路内蔵基板上に実装された半導体素子と、を備えたデータ処理装置。 An optical transmission path built-in substrate according to claim 33;
The optical element disposed on the substrate with a built-in optical transmission path;
And a semiconductor device mounted on the substrate with a built-in optical transmission path.
光伝送路を位置決めするためのガイド手段を、前記配線パターンを利用して、又は、前記配線パターンの少なくとも一部と共に形成する第2工程と、
前記ガイド手段を利用して前記光伝送路を埋設し、サブ基板を形成する第3工程と、
前記サブ基板を複数用意して、それら複数のサブ基板を積層する第4工程と、
を備えた光伝送路内蔵基板の製造方法。 A first step of forming all or part of the wiring pattern;
A second step of forming guide means for positioning an optical transmission line by using the wiring pattern or together with at least a part of the wiring pattern;
A third step of burying the optical transmission line using the guide means and forming a sub-substrate;
A fourth step of preparing a plurality of the sub-substrates and laminating the plurality of sub-substrates;
Of manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path.
光伝送路を位置決めするためのガイド手段を、前記配線パターンを利用して、又は、前記配線パターンの少なくとも一部と共に形成する第2工程と、
前記ガイド手段を利用して前記光伝送路を複数埋設し、基板を形成する第3工程とを備え、
前記第3工程では、前記光伝送路を前記基板の厚み方向に複数配列する光伝送路内蔵基板の製造方法。 A first step of forming all or part of the wiring pattern;
A second step of forming guide means for positioning an optical transmission line by using the wiring pattern or together with at least a part of the wiring pattern;
A third step of burying a plurality of the optical transmission lines using the guide means and forming a substrate;
In the third step, a method of manufacturing a substrate with a built-in optical transmission path, wherein a plurality of the optical transmission paths are arranged in the thickness direction of the substrate.
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