JP5055193B2 - 光電気混載基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路と、光学素子が実装された電気回路とが混載している光電気混載基板の製造方法に関するものである。

これまで、光電気混載基板は、電気回路基板と光導波路とを個別につくり、両者を接着剤により貼り合わせて形成されていた。例えば、上記光電気混載基板は、図６に示すように、電気回路８３が多層に形成された電気回路基板８１上に、接着剤８２を介して、アンダークラッド層８６とコア８７とオーバークラッド層８８とからなる光導波路８０が精度よく貼り合わされている。そして、上記電気回路基板８１に形成された実装用パッド（電気回路８３の一部）に、発光素子１１および受光素子１２がフリップチップ実装されている（例えば、特許文献１参照）。図６に示す光電気混載基板では、上記発光素子１１および受光素子１２がそれぞれ光導波路８０の両端部の表面側に位置決めされている。また、上記光導波路８０の両端部は、光軸に対して４５°傾斜した傾斜面に形成され、その傾斜面のコア８７部分が光路変換ミラー８７ａに形成されている。なお、図６において、符号１１ａは、上記発光素子１１の電極（バンプ）であり、符号１２ａは、受光素子１２の電極（バンプ）である。

上記光電気混載基板における光Ｌの伝播は、つぎのようにして行われる。まず、発光素子１１から光Ｌが下方に出射される。その光Ｌは、光導波路８０の一端部（図６では左端部）のオーバークラッド層８８を通り抜け、コア８７の一端部に入射する。つづいて、その光Ｌは、コア８７の一端部の光路変換ミラー８７ａで反射して（光路が９０°変換して）、コア８７内を、軸方向に進む。そして、その光Ｌは、コア８７内を進みコア８７の他端部（図６では右端部）まで伝播する。つづいて、その光Ｌは、上記他端部の光路変換ミラー８７ａで上方に反射し（光路が９０°変換し）、オーバークラッド層８８を通り抜けて出射され、受光素子１２で受光される。
特開２０００−１９９８２７号公報

しかしながら、上記特許文献１の光電気混載基板の製造において、実際には、電気回路基板８１と光導波路８０とを接着剤８２で貼り合わせる際に、接着剤８２自身の流動性により、貼り合わせの際の圧力が加わると幾分のずれが生じる。このため、上記電気回路基板８１の実装用パッドを認識して発光素子１１および受光素子１２を精度よく上記電気回路基板８１に実装したとしても、その電気回路基板８１自体にずれが生じているため、光導波路８０のコア８７両端部の光路変換ミラー８７ａに対する発光素子１１および受光素子１２のアライメント（位置決め）精度は低下した状態となる。この状態での光Ｌの伝播は、上記コア８７両端部の光路変換ミラー８７ａに対して発光素子１１および受光素子１２の光軸がずれた状態で行われ、光Ｌの結合損失が大きくなる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光導波路のコアに対する光学素子のアライメント精度を向上させることができる光電気混載基板の製造方法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の光電気混載基板の製造方法は、基板の片面側に電気回路が形成された電気回路基板を準備する工程と、この電気回路基板の回路形成面と反対側の面に光導波路形成用の感光性樹脂層を形成する工程と、上記感光性樹脂層のコア形成領域をフォトリソグラフィ法により所定パターンのコアに形成する工程をもつ光導波路作製工程と、上記光導波路の端部側に対応する上記電気回路基板の回路形成面の部分に光学素子を実装する工程と、上記光導波路の上記端部側に位置するコアの端部を，光を反射して上記コアと上記光学素子との間の光伝播を可能とする反射部に形成する工程と、上記電気回路基板用の上記基板に上記コアと上記光学素子との間の光伝播用の貫通孔を形成する工程とを備え、上記感光性樹脂層としてコア形成領域とともにアライメントマーク形成領域をもつ感光性樹脂層を使用し、上記コアの形成と同時に、上記アライメントマーク形成領域を上記フォトリソグラフィ法により所定パターンのアライメントマークに形成する工程と、上記電気回路基板用の上記基板に上記光伝播用の貫通孔を形成する際に、その基板にアライメントマーク視認用の貫通孔を形成する工程と、上記光学素子の実装を、上記アライメントマーク視認用の貫通孔から視認できる上記アライメントマークを目印にして所定の位置に行う工程とを有するという構成をとる。

本発明の光電気混載基板の製造方法では、電気回路基板の回路形成面と反対側の面に、コア形成領域とアライメントマーク形成領域とをもつ感光性樹脂層を形成し、その感光性樹脂層から、１回のフォトリソグラフィ法により、コアと、光学素子位置決め用のアライメントマークとを同時に形成し、かつ、上記感光性樹脂層から光導波路を形成している。このため、光導波路を電気回路基板に接着する接着剤が不要となり、接着剤使用による、ずれの不具合が生じなくなると同時に、上記アライメントマークに対するコアの位置を、所定の位置関係に設定することができる。そして、本発明では、上記光学素子の実装を、上記電気回路基板用の基板に形成されたアライメントマーク視認用の貫通孔から視認できる上記アライメントマークを基準として行うため、上記光学素子を光導波路のコアに対して適正な位置に実装することができる。その結果、製造された光電気混載基板では、コアの端部の光反射部と光学素子との間における光の結合損失を極めて小さくすることができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は、本発明の光電気混載基板の製造方法の第１の実施の形態によって得られた光電気混載基板を示している。この光電気混載基板は、電気回路３を有する電気回路基板Ｅと、この電気回路基板Ｅの電気回路３形成面（裏面）と反対側の面（表面）に形成された光導波路Ｗを備えている。そして、その電気回路基板Ｅの裏面では、光導波路Ｗの端部側に対応する電気回路基板Ｅの電気回路３形成面の部分に発光素子１１および受光素子１２が実装されている。なお、上記電気回路基板Ｅは、ステンレス製基板１の裏面に、絶縁層２を介して、電気回路３を形成して構成され、この電気回路３の一部は、上記発光素子１１，受光素子１２を実装するための実装用パッド３ａとなっている。一方、上記光導波路Ｗは、上記電気回路基板Ｅの表面に、アンダークラッド層６を介して、感光性樹脂層を形成し、その感光性樹脂層を加工してコア７を形成し、さらにその上に、オーバークラッド層８を積層形成して構成されている。この光導波路Ｗの左右両端部は、図示のように、上記ステンレス製基板１に対して４５°傾斜した傾斜面に形成されている。そして、その傾斜面に位置するコア７の端部が光反射部７ａになっている。この光導波路Ｗの左右両端側には、上記光導波路Ｗと同材料からなる３層積層体Ｘが形成されており、その中間層が上記コア７と同材料からなり、アライメントマークＡに形成されている。そして、上記コア７両端部の光反射部７ａの下方に対応する上記ステンレス製基板１の部分に、コアと発光素子１１，受光素子１２との間で光を伝播するための光通過用の貫通孔５が形成され、上記アライメントマークＡの下方に対応する上記ステンレス製基板１の部分に、アライメントマークＡを裏面側から視認するための視認用の貫通孔４が形成されている。また、上記コア７の一端部（図１では左端部）に形成された光反射部７ａの下方では、発光素子１１が上記実装用パッド３ａに実装されており、上記コア７の他端部（図１では右端部）に形成された光反射部７ａの下方では、受光素子１２が上記実装用パッド３ａに実装されている。

そして、上記コア７両端部の光反射部７ａは、光Ｌを反射して上記コア７と上記発光素子１１および受光素子１２との間の光伝播を可能にしている。すなわち、上記光電気混載基板では、上記発光素子１１は、コア７の一端部の光反射部７ａに対して光Ｌを出射する光学素子であり、その発光素子１１から出射された光Ｌは、上記ステンレス製基板１の光通過用の貫通孔５を通過した後、光導波路Ｗの一端部のアンダークラッド層４を通り抜け、コア７の一端部に入射する。ついで、その光Ｌは、上記コア７の一端部の光反射部７ａで反射して、コア７内を、軸方向に進む。そして、その光Ｌは、コア７内を進みコア７の他端部の光反射部７ａまで伝播する。つづいて、その光Ｌは、上記他端部の光反射部７ａで下方に反射し、アンダークラッド層６を通り抜けて出射される。そして、その光Ｌは、上記ステンレス製基板１の光通過用の貫通孔５を通過した後、受光素子１２で受光される。

この実施の形態の光電気混載基板は、下記の（１）〜（４）の工程を経て製造される。
（１）ステンレス製基板１の裏面に電気回路３を形成して電気回路基板Ｅを作製する工程〔図２（ａ）〜（ｃ）参照〕。
（２）上記電気回路基板Ｅのステンレス製基板１の表面に光導波路Ｗを作製する工程〔図３（ａ）〜（ｄ）参照〕。
（３）上記光導波路Ｗのコア７の両端部を光反射部７ａに形成する工程（図４参照）。
（４）上記電気回路３に発光素子１１および受光素子１２を実装する工程（図１参照）。

上記（１）の電気回路基板Ｅの作製工程について説明する。この実施の形態では、まず、上記ステンレス製基板１〔図２（ａ）参照〕を準備する。このステンレス製基板１〔図２（ａ）参照〕としては、通常、厚みが２０〜２００μｍの範囲内のものが用いられる。

ついで、図２（ａ）に示すように、上記ステンレス製基板１の裏面の所定位置に、フォトリソグラフィ法により所定パターンの絶縁層２を形成する。この絶縁層２は、後の工程〔図２（ｃ）参照〕でステンレス製基板１に形成されるアライメントマークＡ視認用の貫通孔４および光通過用の貫通孔５の部分を除いて形成される。すなわち、上記絶縁層２の形成は、つぎのようにして行われる。まず、上記ステンレス製基板１の裏面（絶縁層２の形成時は上に向ける）の所定位置に、感光性ポリイミド樹脂，感光性エポキシ樹脂等の感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂層を形成する。ついで、絶縁層２のパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して、上記感光性樹脂層を照射線により露光する。つぎに、現像液を用いて現像を行うことにより、未露光部分を溶解させて除去し、残存した感光性樹脂層を絶縁層２のパターンに形成する。その後、その残存感光性樹脂層中の現像液を加熱処理により除去する。これにより、上記残存感光性樹脂層を絶縁層２に形成する。絶縁層２の厚みは、通常、５〜１５μｍの範囲内に設定される。

つぎに、図２（ｂ）に示すように、上記絶縁層２の表面に、実装用パッド３ａを含む電気回路３を所定パターンに形成する。すなわち、この電気回路３の形成は、つぎのようにして行われる。まず、上記絶縁層２の表面（電気回路３の形成時は上に向ける）に、スパッタリングまたは無電解めっき等により金属層（厚み６００〜２６００Å程度）を形成する。この金属層は、後の電解めっきを行う際のシード層（電解めっき層形成の素地となる層）となる。ついで、上記ステンレス製基板１，絶縁層２および金属層（シード層）からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、上記金属層が形成されている側のドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法により電気回路３のパターンの溝部を形成し、その溝部の底に上記金属層の表面部分を露呈させる。つぎに、電解めっきにより、上記溝部の底に露呈した上記金属層の表面部分に、電解めっき層（厚み５〜２０μｍ程度）を積層形成する。そして、上記ドライフィルムレジストを水酸化ナトリウム水溶液等により剥離する。その後、上記電解めっき層が形成されていない金属層部分をソフトエッチングにより除去し、残存した電解めっき層とその下の金属層とからなる積層部分を電気回路３に形成する。

ついで、図２（ｃ）に示すように、ステンレス製基板１の所定位置に、エッチング等により、アライメントマークＡ視認用の貫通孔４および光通過用の貫通孔５を形成する。そのアライメントマークＡ視認用の貫通孔４は、後の光導波路Ｗ作製工程でコア７の両端部付近に形成されるアライメントマークＡに対応する位置（２個所）に形成され、上記光通過用の貫通孔５は、上記コア７の両端部に対応する位置（２個所）に形成される。すなわち、これら貫通孔４，５の形成は、つぎのようにして行われる。まず、上記ステンレス製基板１，絶縁層２および電気回路３からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、片面側のドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法により上記両貫通孔４，５のパターンの孔部を形成し、その孔部の底に上記ステンレス製基板１の表面部分を露呈させる。つぎに、塩化第２鉄水溶液を用いたエッチング等により、上記孔部の底に露呈した上記ステンレス製基板１部分を穿孔し、上記アライメントマークＡ視認用の貫通孔４および光通過用の貫通孔５を形成する。上記アライメントマークＡ視認用の貫通孔４の直径は、通常、０．１〜３．０ｍｍの範囲内に設定され、上記光通過用の貫通孔５の直径は、通常、０．０５〜０．２ｍｍの範囲内に設定される。但し、これら貫通孔４，５の直径は、アライメントマークＡの大きさ，発光素子１１等のデザインに左右されるため、必ずしも上記範囲内とは限らない。このようにして、上記（１）の電気回路基板Ｅの作製工程が完了する。

上記（１）の電気回路基板Ｅの作製工程につづく上記（２）の光導波路Ｗの作製工程について説明する。この実施の形態では、まず、図３（ａ）に示すように、上記ステンレス製基板１の表面の所定位置に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのアンダークラッド層６を形成する。すなわち、このアンダークラッド層６の形成は、つぎのようにして行われる。まず、上記ステンレス製基板１の表面の所定位置に、感光性ポリイミド樹脂，感光性エポキシ樹脂等の、アンダークラッド層６形成用の感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、必要に応じて、それを加熱処理（５０〜１２０℃×１０〜３０分間程度）して乾燥させ、アンダークラッド層６形成用の感光性樹脂層を形成する。ついで、アンダークラッド層６のパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して、上記感光性樹脂層を照射線により露光する。つぎに、現像液を用いて現像を行うことにより、未露光部分を溶解させて除去し、残存した感光性樹脂層をアンダークラッド層６のパターンに形成する。その後、その残存感光性樹脂層中の現像液を加熱処理により除去する。これにより、上記残存感光性樹脂層をアンダークラッド層６に形成する。アンダークラッド層６の厚みは、通常、５〜５０μｍの範囲内に設定される。

ついで、図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、上記アンダークラッド層６の表面の所定位置に、コア７形成領域とアライメントマークＡ形成領域とをもつ感光性樹脂層７Ａから、１回のフォトリソグラフィ法により、所定パターンのコア７と光学素子位置決め用のアライメントマークＡとを同時に形成する。これが本発明の特徴の一つである。本発明では、上記のようにしてコア７と同時に光学素子位置決め用のアライメントマークＡを形成することにより、次々工程（４）の光学素子（発光素子１１および受光素子１２）実装工程において、上記アライメントマークＡを基準として、光導波路Ｗのコア７に対して適正な位置に、発光素子１１および受光素子１２を実装することができるようになる。

この実施の形態では、コア７の両端部付近にそれぞれ一つのアライメントマークＡを形成する。より詳しく説明すると、これらコア７およびアライメントマークＡの形成は、つぎのようにして行われる。まず、図３（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層６の表面の所定位置に、上記コア７およびアライメントマークＡ形成用の感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、必要に応じて、それを加熱処理（５０〜１２０℃×１０〜３０分間程度）して乾燥させ、コア７形成用の感光性樹脂層７Ａを形成する。ついで、コア７およびアライメントマークＡのパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクＭを介して、上記感光性樹脂層を照射線Ｒにより露光した後、上記アンダークラッド層６の形成と同様に現像，加熱処理等を行う。このようなフォトリソグラフィ法により、図３（ｃ）に示すように、所定パターンのコア７およびアライメントマークＡを形成する。この実施の形態では、上記アライメントマークＡ視認用の貫通孔４の上方にアライメントマークＡを位置決め形成し、上記光通過用の貫通孔５の上方にコアの各端部を位置決め形成する。コア７の厚みは、通常、５〜６０μｍの範囲内に設定され、その幅は、通常、５〜６０μｍの範囲内に設定される。また、アライメントマークＡは、通常、平面視十字状に形成され、その厚みは、通常、５〜６０μｍの範囲内に設定され、その十字状のライン幅は、通常、０．０２〜０．２ｍｍの範囲内に設定され、十字状の縦横の長さは、通常、０．２〜１．０ｍｍの範囲内に設定される。なお、上記コア７およびアライメントマークＡの形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層６と同様の感光性樹脂があげられ、上記アンダークラッド層６および下記オーバークラッド層８の形成材料よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記アンダークラッド層６，コア７（アライメントマークＡを含む），オーバークラッド層８の各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。

つぎに、図３（ｄ）に示すように、上記コア７およびアライメントマークＡを被覆した状態で、上記アンダークラッド層６の表面に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのオーバークラッド層８を形成する。すなわち、このオーバークラッド層８の形成は、つぎのようにして行われる。まず、上記コア７を被覆するように、オーバークラッド層８形成用の感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、必要に応じて、それを加熱処理（５０〜１２０℃×１０〜３０分間程度）して乾燥させ、オーバークラッド層８形成用の感光性樹脂層を形成する。ついで、オーバークラッド層８のパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法により、所定パターンのオーバークラッド層８を形成する。このオーバークラッド層８の厚みは、通常、１０〜２０００μｍの範囲内に設定される。なお、上記オーバークラッド層８の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層６と同様の感光性樹脂があげられる。このようにして、上記（２）の光導波路Ｗの作製工程が完了する。

上記（２）の光導波路Ｗの作製工程につづく上記（３）の光反射部７ａの形成工程について説明する。すなわち、この光反射部７ａの形成は、図４に示すように、上記コア７の両端部に対応する光導波路Ｗの両端部を、レーザ加工または刃先角度４５°の回転刃等を用いた切削加工等により、上記ステンレス製基板１に対して４５°傾斜した傾斜面に形成することにより行われる。そして、その傾斜面のコア７部分が光反射部（光路変換ミラー）７ａとして作用する。この光反射部７ａでは、コア７の屈折率の方が、上記光反射部７ａの外側にある空気の屈折率よりも大きいため、光反射部７ａに当たった光は、その大部分が反射する。また、上記のように光導波路Ｗの両端部が傾斜面に形成されることにより、上記光導波路Ｗの両端側に、上記アライメントマークＡを中間層に有する３層積層体Ｘが形成される。このようにして、上記（３）の光反射部７ａの形成工程が完了する。

上記（３）の光反射部７ａの形成工程につづく上記（４）の光学素子実装工程について説明する。すなわち、この光学素子（発光素子１１および受光素子１２）の実装は、つぎのようにして行われる。まず、上記光反射部７ａまで形成された生産中間物を、電気回路３側の面を上に向けて実装機のステージ上にセットする。そして、その実装機に備えられている画像認識装置により、一方（例えば図１の左側）のアライメントマークＡを、アンダークラッド層６およびアライメントマークＡ視認用の貫通孔４を通して視認する（読み取る）。これにより、上記実装機は、上記アライメントマークＡを基準として、そのアライメントマークＡに近い上記コア７の一端部の光反射部７ａの位置を算出する。そして、図１に示すように、その算出した光反射部７ａの位置に、一方の光学素子（例えば発光素子１１）の光軸が合わさるよう、その光学素子を、上記光通過用の貫通孔５の下方を覆うようにして実装用パッド３ａに実装する。他方（例えば図１の右側）のアライメントマークＡも、同様に、他方の光学素子（例えば受光素子１２）を実装する際に、その実装の位置決め基準として利用される。上記発光素子１１としては、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等があげられ、受光素子１２としては、ＰＤ（Photo Diode ）等があげられる。このように、上記アライメントマークＡを基準として、上記発光素子１１および受光素子１２を所定の位置に実装することが本発明の特徴の一つである。なお、図１において、符号１１ａは、上記発光素子１１の電極（バンプ）であり、符号１２ａは、受光素子１２の電極（バンプ）である。

上記発光素子１１および受光素子１２の実装方法としては、フリップチップ，半田リフロー，半田バンプと半田ペーストのスクリーン印刷によるＣ４接合等があげられる。なかでも、実装の際の位置ずれが小さくできる観点から、超音波や加熱によるフリップチップが好ましく、より好ましくは、上記ステンレス製基板１に熱によるダメージを与えないようにする観点から、超音波によるフリップチップである。このようにして、上記（４）の光学素子実装工程が完了し、目的とする光電気混載基板が得られる。

このように、上記光電気混載基板の製造方法では、電気回路基板Ｅの表面に、コア７形成用の感光性樹脂層７Ａ（図３（ｂ）参照）を形成し、その感光性樹脂層７ＡにアライメントマークＡ形成領域を設け、その感光性樹脂層７Ａから、１回のフォトリソグラフィ法により、コア７と同時に、発光素子１１および受光素子１２位置決め用のアライメントマークＡを形成する。そして、そのアライメントマークＡを目印にして所定の位置に発光素子１１および受光素子１２を実装する。このため、光導波路Ｗのコア７に対する発光素子１１および受光素子１２のアライメント精度を向上させることができる。その結果、製造された光電気混載基板では、コア７の各端部の光反射部７ａと発光素子１１，受光素子１２との間における光の結合損失を小さくすることができる。

また、上記実施の形態では、基板１として、ステンレス製のものを用いているため、そのステンレス製基板１は、熱に対する伸縮耐性に優れたものとなっている。このため、上記ステンレス製基板１に穿孔されたアライメントマークＡ視認用の貫通孔４と光通過用の貫通孔５との位置関係、および上記ステンレス製基板１上に作製された光導波路Ｗの寸法等は、設計値に略維持される。すなわち、ステンレス製基板１は、上記アライメントマークＡを基準とする、コア７の両端部の光反射部７ａと発光素子１１および受光素子１２とのアライメント精度向上にとって、基板１として好ましいものとなっている。

なお、上記ステンレス製基板１に代えて、他の金属材料または樹脂材料等からなる基板１を用いてもよい。その基板１が絶縁性を有するものである場合は、上記絶縁層２を形成することなく、上記基板１に直接、電気回路３を形成してもよい。上記絶縁層２は、上記金属製基板１のような通電性を有する基板１と電気回路３との短絡を防止するためのものである。

また、上記実施の形態では、アンダークラッド層６を形成したが、アンダークラッド層６を形成することなく、ステンレス製基板１等の基板１の表面に直接、コア７およびアライメントマークＡを形成してもよい。

図５は、本発明の光電気混載基板の製造方法の第２の実施の形態を示している。この実施の形態は、上記第１の実施の形態において、光導波路Ｗの両端部の傾斜面の表面に、金属膜９を、めっきまたは蒸着により形成する形態である。これにより製造された光電気混載基板では、光反射部７ａの外側表面が上記金属膜９で被覆されるため、光反射部７ａでの光の反射率を高めることができ、光の伝播効率を高めることができる。それ以外の部分は上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記金属膜９の形成は、例えば、上記光導波路Ｗの両端部の傾斜面以外の部分をレジスト層によりマスキングした状態（上記傾斜面のみを露呈した状態）で、上記めっきまたは蒸着により行われる。その後、上記レジスト層は除去される。上記金属膜９の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜５μｍの範囲内に設定される。上記金属膜９の形成材料としては、例えば、ニッケル，銅，銀，金，クロム，アルミニウム，亜鉛，錫，コバルト，タングステン，白金，パラジウムおよびこれらの２種以上の元素を含む合金材料等があげられる。なお、上記金属膜９の形成は、発光素子１１および受光素子１２の実装に先立って行うことが好ましい。

つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。

〔電気回路基板の形成〕
ステンレス製基板（厚み２０μｍのＳＵＳ３０４箔）の片面に、まず、フォトリソグラフィ法により、感光性ポリイミド樹脂からなる絶縁層（厚み１０μｍ）を所定パターンに形成した。ついで、上記絶縁層の表面にスパッタリングにより、銅／ニッケル／クロム合金からなるシード層を形成した。つぎに、上記ステンレス製基板，絶縁層およびシード層からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、上記シード層が形成されている側の上記ドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法により、実装用パッドを含む電気回路のパターンの溝部を形成し、その溝部の底に上記シード層の表面部分を露呈させた。つぎに、電解銅めっきにより、上記溝部の底に露呈した上記シード層の表面部分に、電解銅めっき層（厚み２０μｍ）を積層形成した。そして、上記ドライフィルムレジストを水酸化ナトリウム水溶液により剥離した。その後、上記電解銅めっき層が形成されていないシード層部分をソフトエッチングにより除去し、残存した電解銅めっき層とその下のシード層とからなる積層部分を電気回路に形成した。さらに、上記ステンレス製基板，絶縁層および電気回路からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、片面側の上記ドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法によりアライメントマーク視認用の貫通孔および光通過用の貫通孔のパターンの孔部を形成し、その孔部の底に上記ステンレス製基板の表面部分を露呈させた。つぎに、塩化第２鉄水溶液を用いたエッチングにより、上記孔部の底に露呈した上記ステンレス製基板部分を穿孔し、上記アライメントマーク視認用の貫通孔および光通過用の貫通孔をそれぞれ２個形成した。その後、上記実装用パッドの表面に、金／ニッケル合金めっき層を形成した。

〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
下記の一般式（１）で示されるビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル（成分Ａ）３５重量部、脂環式エポキシである３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’，４’−エポキシヘキセンカルボキシレート（ダイセル化学社製、セロキサイド２０２１Ｐ）（成分Ｂ）４０重量部、シクロヘキセンオキシド骨格を有する脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学社製、セロキサイド２０８１）（成分Ｃ）２５重量部、４，４’−ビス〔ジ（βヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液（成分Ｄ）２重量部とを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。

〔コアの形成材料〕
上記成分Ａ：７０重量部、１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシフェニル｝ブタン：３０重量部、上記成分Ｄ：１重量部を乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料を調製した。

〔光導波路の作製〕
上記ステンレス製基板のもう一方の片面（上記電気回路が形成された面とは反対側の面）に、上記アンダークラッド層の形成材料を塗布し、塗布層を形成した。その後、その塗布層の全面に、超高圧水銀灯を用いて積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ² （ｉ線基準）の露光を行い、上記塗布層を硬化させた。つづいて、１２０℃×１５分間のベーキング（加熱処理）を行うことにより、発生した酸を拡散させ、反応を完了させた。このようにしてアンダークラッド層（厚み１０μｍ）を形成した。

そして、上記アンダークラッド層の表面に、コアの形成材料を塗布した後、７０℃×５分間のベーキングを行うことにより、溶媒を揮発させ、コア形成用の感光性樹脂層を形成した。ついで、その上方に、形成するコアとアライメントマークのパターンと同形状の開口パターンが形成されたフォトマスクを、アライメントマーク視認用の貫通孔にアライメントマークが、光通過用の貫通孔にコアの各端部が、それぞれ重なって形成されるように、位置決めした。そして、そのフォトマスクを介して、積算光量２０００ｍＪ／ｃｍ² （ｉ線基準）の露光を行うことにより、上記感光性樹脂層の露光部分を硬化させた。つづいて、１２０℃×１５分間のベーキング（加熱処理）を行うことにより、発生した酸を拡散させ、反応を完了させた。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液（現像液）中で洗浄（現像）し、未露光部分を溶解除去した。その後、１２０℃×１５分間のベーキングを行うことにより、コア（幅５０μｍ×高さ５０μｍ）および十字状のアライメントマーク（十字状のライン幅０．０５ｍｍ、十字状の縦の長さ０．５ｍｍ、十字状の横の長さ０．５ｍｍ、高さ５０μｍ）を形成した。

ついで、上記コアを被覆するように、上記オーバークラッド層の形成材料を塗布し、塗布層を形成した。その後、その塗布層の全面に、超高圧水銀灯を用いて積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ² （ｉ線基準）の露光を行い、上記塗布層を硬化させた。つづいて、１２０℃×１５分間のベーキング（加熱処理）を行うことにより、発生した酸を拡散させ、反応を完了させた。このようにしてオーバークラッド層を形成し、上記ステンレス製基板の、電気回路が形成された面とは反対側の面に、光導波路（総厚７５μｍ）を作製した。

〔光反射部の形成〕
上記光通過用の貫通孔に対応する光導波路の両端部を、エキシマレーザ（光源ＫｒＦ：波長２４８ｎｍ）によるレーザ加工により、上記ステンレス製基板に対して４５°傾斜した傾斜面に形成した。その後、エタノール中で超音波洗浄を行った。上記傾斜面のコア部分が光反射部である。

〔発光素子および受光素子の実装〕
上記光反射部まで形成された生産中間物を、電気回路側の面を上に向けて実装機のステージ上にセットした。そして、その実装機に備えられている画像認識装置により、上記ステンレス製基板に形成されたアライメントマーク視認用の貫通孔を通して上記アライメントマークを視認した状態で、そのアライメントマークを基準として算出される上記コアの光反射部の位置に、発光素子および受光素子の光軸が合わさるよう、上記発光素子および受光素子を、上記光通過用の貫通孔の下方を覆うように実装した。このようにして、光電気混載基板を製造することができた。

本発明の光電気混載基板の製造方法の第１の実施の形態により得られた光電気混載基板を模式的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記光電気混載基板の製造方法の第１の実施の形態における電気回路基板の作製工程を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記電気回路基板の作製工程につづく光導波路の作製工程を模式的に示す説明図である。 上記光導波路の作製工程につづく光反射部の形成工程を模式的に示す説明図である。 本発明の光電気混載基板の製造方法の第２の実施の形態を模式的に示す説明図である。 従来の光電気混載基板を模式的に示す説明図である。

符号の説明

Ａ アライメントマーク
Ｅ 電気回路基板
Ｗ 光導波路
７ コア
１１ 発光素子
１２ 受光素子

Claims (4)

1. 基板の片面側に電気回路が形成された電気回路基板を準備する工程と、この電気回路基板の回路形成面と反対側の面に光導波路形成用の感光性樹脂層を形成する工程と、上記感光性樹脂層のコア形成領域をフォトリソグラフィ法により所定パターンのコアに形成する工程をもつ光導波路作製工程と、上記光導波路の端部側に対応する上記電気回路基板の回路形成面の部分に光学素子を実装する工程と、上記光導波路の上記端部側に位置するコアの端部を，光を反射して上記コアと上記光学素子との間の光伝播を可能とする反射部に形成する工程と、上記電気回路基板用の上記基板に上記コアと上記光学素子との間の光伝播用の貫通孔を形成する工程とを備え、上記感光性樹脂層としてコア形成領域とともにアライメントマーク形成領域をもつ感光性樹脂層を使用し、上記コアの形成と同時に、上記アライメントマーク形成領域を上記フォトリソグラフィ法により所定パターンのアライメントマークに形成する工程と、上記電気回路基板用の上記基板に上記光伝播用の貫通孔を形成する際に、その基板にアライメントマーク視認用の貫通孔を形成する工程と、上記光学素子の実装を、上記アライメントマーク視認用の貫通孔から視認できる上記アライメントマークを目印にして所定の位置に行う工程とを有することを特徴とする光電気混載基板の製造方法。
2. 上記電気回路基板用の上記基板における上記光伝播用の貫通孔および上記アライメントマーク視認用の貫通孔のパターンが、フォトリソグラフィ法を利用して形成される請求項１記載の光電気混載基板の製造方法。
3. 上記電気回路基板用の上記基板が、ステンレス製である請求項１または２記載の光電気混載基板の製造方法。
4. 上記コアの端部を反射部に形成することが、上記コアの端部を上記電気回路基板用の上記基板に対して４５°傾斜した傾斜面に形成した後、その傾斜面の表面に金属膜を形成することにより行われる請求項１〜３のいずれか一項に記載の光電気混載基板の製造方法。

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