JP6319762B2 - 光電気混載基板およびその製法 - Google Patents

Description

本発明は、光素子が実装された電気配線と、上記光素子に接続される光導波路とを備えた光電気混載基板およびその製法に関するものである。

最近の電子機器等では、伝送情報量の増加や機能の多様化に伴い、電気配線に、電気信号を光信号に変換するＶＣＳＥＬ等の光源やその逆変換を行うフォトダイオードのような受光器等の光素子を搭載し、これに、光導波路等の光配線を組み合わせたものが多く採用されている。そして、電子機器等の小型化に伴い、配線基板の小型化・高集積化が要求され、限られたスペースに搭載することができるようにフレキシブル性を備えたものが望まれている。このようなフレキシブル性を有する光電気混載基板として、例えば図７に示すような構成のものがあげられる（例えば、特許文献１参照）。この光電気混載基板は、ポリイミド等からなる絶縁層１の表面に、導電パターンからなる電気配線３が設けられ、その一部がパッド３ａとして金めっき層４で被覆され、光素子５が実装されている。また、同じく上記電気配線３の、絶縁層１の端部側の所定部分が同じく金めっき層４で被覆され、外部に電気接続するためのコネクタパッド部６になっている。そして、上記電気配線３の、パッド３ａ、コネクタパッド部６以外の部分は、カバーレイ７で被覆保護されている。

一方、上記絶縁層１の裏面（電気配線３の形成面と反対側の面）には、アンダークラッド層９とコア１０とオーバークラッド層１１とからなる光導波路Ｗが設けられている。そして、この光導波路Ｗには、コア１０内を通る光Ｌの光軸と、絶縁層１の表面側に実装された光素子５の光軸とを結合するために光を反射するミラー部１２が設けられている。また、上記絶縁層１の裏面側には、取り扱い時に光素子３実装部周辺に無理な力がかからないように、金属や樹脂等からなる補強層１３が、接着層１４を介して設けられている。

特開２０１２−４２７３１号公報

ところで、光素子５の実装は、従来、ワイヤーボンディングや半田付けによって行われているが、最近、半田や接合を補助するフラックスによる周囲への汚染がなく位置決め精度も高いという理由から、超音波フリップチップ接合による実装が多用されている。ところが、上記のように、絶縁層１の裏面側に補強層１３を接合した状態で、超音波を利用して光素子５の実装を行うと、超音波による左右方向の細かい振動によって、低弾性な接着層１４に歪みが生じ、充分な実装強度が得られないケースが生じることが判明した。また、上記接着層１４自身の接着強度が低下して補強層１３が剥離しやすくなることも考えられる。

さらに、光素子５の実装を半田付けで行う場合、リフロー工程におけるマイクロボイド発生を抑制するために、補強層１３を加熱・加圧下で強固に接合する必要があるが、補強層１３の近傍に光導波路Ｗが配置されているため、接合時の加熱・加圧によって、接着層１４が光導波路Ｗのミラー部１２に侵入して、光の反射角度に影響を与えるおそれがあることもわかった。

これらの問題を回避するために、光素子５の実装を先に行い、その後、光導波路Ｗが形成されていない部分を利用して、そのスペースに補強層１３を、両面テープ等を用いて接合するようにしているが、この方法では、補強層１３が絶縁層１と強固に接合していないため、その界面に残留する空気や気化した溶剤成分等が充分に除去されておらず、後にリフロー工程がある場合、ボイド等が発生しやすいという問題を解決することができない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、補強層が高強度で接合され、ボイド等の生じない構成になっており、また光素子が超音波実装されたものであっても何ら接着強度の低下を招くことのない、優れた光電気混載基板と、その製法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、基板の一方の面に、電気配線と、この電気配線に電気接続される光素子とが設けられ、上記基板の他方の面に、上記光素子と光結合される光導波路が設けられた光電気混載基板であって、上記基板の、電気配線と光素子とが設けられた面に、基板を補強するための補強層が、接着層を介して一体的に取り付けられているとともに、上記基板の、光導波路が設けられた面に、上記電気配線を外部に電気接続するためのコネクタパッド部が設けられている光電気混載基板を第１の要旨とする。

また、本発明は、そのなかでも、特に、上記補強層が、接着層を介して基板面に一体的に取り付けられる部分と、光素子側に延びて光素子上面を覆うカバー部分とを備えている光電気混載基板を第２の要旨とし、それらのなかでも、特に、上記光素子が、電気配線の所定部分に、超音波フリップチップ接合により実装されている光電気混載基板を第３の要旨とする。

そして、本発明は、上記第１の要旨である光電気混載基板を製造する方法であって、基板の一方の面に電気配線を形成する工程と、上記基板の他方の面に、上記電気配線を外部に電気接続するためのコネクタパッド部を形成する工程と、上記基板の他方の面に光導波路を形成する工程とを備え、上記電気配線とコネクタパッド部と光導波路とが設けられた基板の、電気配線が設けられた面に、基板を補強するための補強層を、接着層を介して加圧下で取り付けた後、上記基板の電気配線部分に光素子を実装する光電気混載基板の製法を第４の要旨とする。

さらに、本発明は、上記第１または第２の要旨である光電気混載基板を製造する方法であって、基板の一方の面に電気配線を形成する工程と、上記基板の他方の面に、上記電気配線を外部に電気接続するためのコネクタパッド部を形成する工程と、上記基板の他方の面に光導波路を形成する工程とを備え、上記基板の電気配線部分に光素子を実装した後、上記電気配線とコネクタパッド部と光導波路とが設けられた基板の、電気配線が設けられた面に、基板を補強するための補強層を、接着層を介して加圧下で取り付ける光電気混載基板の製法を第５の要旨とする。

また、本発明は、それらのなかでも、特に、上記光素子を、電気配線の所定部分に、超音波フリップチップ接合によって実装するようにした光電気混載基板の製法を第６の要旨とする。

すなわち、従来、光電気混載基板では、基板の片方の面に、電気配線と、この電気配線を外部に電気接続するためのコネクタパッド部とを設け、その反対側の面に、補強層と、光導波路とを設けているが、この構造では、光素子実装前に補強層を加熱、加圧下で強固に接合することが困難なため、従来の技術常識を打破し、上記コネクタパッド部を、電気配線が設けられた面と反対側の面に設けるようにしたものである。

この構造によれば、光素子実装前に、電気配線が設けられた基板面に、補強層を加熱、加圧下で強固に接合することができるため、接合面に空気や気化ガス等が残留することがなく、その後のリフロー工程等においてボイド等が発生することがない。また、接着層や補強層を介さずに光電気混載基板を固定した状態で、光素子を、超音波フリップチップ接合によって実装できるため、超音波の振動による接着層の歪み等の影響がなく、高い接合強度で光素子を実装することができる。さらに、補強層自身も剥離することなく良好な接合状態を維持することができる。そして、光導波路と補強層が、互いに基板の反対側に設けられているため、補強層を加熱、加圧下で強固に接合しても、その際、光導波路が悪影響を受けることがないという利点を有する。

また、嵩高い光素子をはじめとする各種部材が設けられた面と同じ面に、それらをよけた配置で補強層を設けるため、従来に比べて全体厚みを薄くすることができるという利点を有する。

そして、本発明の製法によれば、電気配線が設けられた面と反対側の面にコネクタパッド部と光導波路とが設けられた基板を、光素子実装用の吸着ステージ等、適宜の固定手段上に固定した状態で、接着層付補強層の接合と、光素子の実装とを、連続的に行うことができるため、すでに述べたように、光素子を高い接合強度で実装することができるだけでなく、量産性が向上するという利点を有する。また、必要に応じて、光素子の実装を先に行い、つぎに接着層付補強層の接合を行うこともでき、製造工程の自由度が広がる。さらに、上記補強層の接合を、加熱、加圧下で行うことができるため、その接合面が強固に接合しており、すでに述べたように、その後のリフロー工程等、加熱工程等において、ボイド等が発生することがない。したがって、優れた品質の光電気混載基板を、効率よく生産することができる。

なお、本発明の光電気混載基板のなかでも、特に、上記補強層が、接着層を介して基板面に一体的に取り付けられる部分と、光素子側に延びて光素子上面を覆うカバー部分とを備えたものは、光素子の上方が補強層のカバー部分によって保護されるため、光素子周辺を清浄に保つことができ、好適である。

また、本発明の光電気混載基板のなかでも、特に、上記光素子が，電気配線の所定部分に、超音波フリップチップ接合により実装されているものは、半田や接合を補助するフラックスによる汚染がなく、高い位置精度で光素子を実装できるとともに、補強層・接着層の歪みの影響がないため、高い接合強度で実装することが可能となる。また、補強層の接合強度が高いため、光素子実装時の超音波振動によって接合部に歪みが生じて補強層の剥離を招くようなことがなく、長期にわたって優れた品質を維持することができ、好適である。

本発明の光電気混載基板の一実施の形態を部分的に示す模式的な断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、いずれも上記光電気混載基板の作製工程を示す模式的な説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ともに上記光電気混載基板の作製工程を示す模式的な説明図である。 本発明の光電気混載基板の他の実施の形態を部分的に示す模式的な断面図である。 本発明の光電気混載基板のさらに他の実施の形態を部分的に示す模式的な断面図である。 本発明の光電気混載基板の他の実施の形態を部分的に示す模式的な断面図である。 従来の光電気混載基板の一例を部分的に示す模式的な断面図である。

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一実施の形態を示している。この光電気混載基板は、基板（ポリイミド等からなる絶縁層）２１の表面に、光素子実装用のパッド２２ａを含む電気配線２２が設けられており、このパッド２２ａに、金めっき層２３を介して、光素子２４が、超音波フリップチップ接合によって実装されている。また、上記基板２１の表面には、光素子２４の実装部を囲うような配置で、平面視コ字状の補強層２５が、接着層２６を介して一体的に接合されている。なお、上記電気配線２２のうち、パッド２２ａを除く部分は全てカバーレイ２７によって被覆保護されており、上記接着層２６は、カバーレイ２７が設けられている部分と設けられていない部分にまたがって形成されている。

また、上記基板２１の裏面側、すなわち上記電気配線２２等が設けられた面と反対側の面には、光結合用の貫通孔２８ａを有する金属層２８が設けられており、その下面に、アンダークラッド層３０と、コア３１と、オーバークラッド層３２とで構成された光導波路Ｗが設けられている。したがって、この例のように、基板２１の下面に金属層２８が設けられている場合、本発明の「一方の面に電気配線が設けられた基板の、他方の面」とは、「基板の下面」だけでなく、「基板下面に設けられた金属層の下面」等、基板下面に設けられた他の層がある場合、その層の下面も含む趣旨である。

なお、上記光導波路Ｗのアンダークラッド層３０は、上記金属層２８の貫通孔２８ａの内側まで入り込んで充満している。また、上記光導波路Ｗの端部には、基板２１表面側の光素子２４との光結合のために、４５°の角度で傾斜した反射面からなるミラー部３３が形成されている。

さらに、上記基板２１裏面側の金属層２８は、その端部が部分的に除去されて基板２１の裏面が露出しており、その露出部分に、電気配線２２と同様の導電層３４と、これを被覆する金めっき層３５とで構成されたコネクタパッド部３６が設けられている。このコネクタパッド部３６は、基板２１表面側の電気配線２２とスルーホール（図示せず）によって厚み方向に電気的に接続されており、この部分に、外部電源から延びる電気配線を有するコネクタを接続することにより、この光電気混載基板に通電することができるようになっている。なお、図１では、上記光電気混載基板のうち、その右半分の図示を省略しているが、その右半分には、図示された左側と左右対称の構造が設けられている（説明は省略、以下の図も同じ）。

上記光電気混載基板は、例えばつぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、図２（ａ）に示すように、平坦な金属層２８を準備する。この金属層２８の形成材料としては、ステンレス、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、白金、金等があげられるが、強度性、屈曲性等の観点から、ステンレスが好ましい。また、上記金属層２８の厚みは、通常、１０〜２００μｍの範囲内に設定することが好適である。

そして、上記金属層２８の表面に、感光性絶縁樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ法により所定パターンの絶縁層を形成して、基板２１とする。上記基板２１の厚みは、通常、３〜５０μｍの範囲内に設定することが好適である。そして、上記基板２１は、基板２１の表面側に設けられる光素子２４と光導波路Ｗとの光結合を行うため、透明性を有していることが望ましく、ポリイミド樹脂等が好適に用いられる。なかでも、透明度の高い、フッ素系ポリイミド樹脂を用いることがより好ましい。なお、不透明な基板２１を用いる場合には、金属層２８と同様、光結合用の貫通孔を形成する必要がある。

つぎに、図２（ｂ）に示すように、上記基板２１の表面に、光素子実装用のパッド２２ａを含む電気配線２２を、例えばセミアディティブ法により形成する。すなわち、まず、上記基板２１の表面に、スパッタリングまたは無電解めっき等により銅等からなる金属膜（図示せず）を形成する。この金属膜は、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。そして、上記基板２１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配線２２のパターンの孔部を形成し、その孔部の底に上記シード層の表面部分を露呈させる。

そして、電解めっきにより、上記孔部の底に露呈した上記シード層の表面部分に、銅からなる電解めっき層（厚み３〜３０μｍ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シード層の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シード層とからなる積層部分が、電気配線２２となる。なお、上記電気配線２２を形成するための材料としては、この例では銅を用いているが、銅の他、クロム、アルミニウム、金、タンタル等、導電性と展性に優れた金属材料が好適に用いられる。

つぎに、図２（ｃ）に示すように、電気配線２２の表面に、ニッケル等からなる無電解めっき層（図示せず）を形成した後、上記光素子実装用のパッド２２ａを除く電気配線２２の部分に、ポリイミド樹脂等からなる感光性絶縁樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ法により、カバーレイ２７を形成する。カバーレイ２７の厚みは、１〜２０μｍの範囲に設定することが好適である。すなわち、上記の範囲内で、電気配線２２に対し、優れた保護作用を果たす。そして、上記電気配線２２のうち、パッド２２ａに形成された上記無電解めっき層（図示せず）をエッチングにより除去した後、その除去跡に、金やニッケル等からなる電解めっき層（この例では金めっき層）２３を形成する。

つぎに、図２（ｄ）に示すように、基板２１裏面の金属層２８の所定位置に、エッチング等により、光結合用の貫通孔２８ａを形成するとともに、コネクタパッド部３４を形成するための切欠き部２８′を形成する。すなわち、まず、上記金属層２８、基板２１および電気配線２２等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２８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上記貫通孔２８ａ、切欠き部２８′となるパターンの孔部を形成し、その孔部の底に上記金属層２８の裏面部分を露呈させる。そして、上記金属層２８の材質に応じたエッチング用水溶液（例えば、ステンレスの場合、塩化第二鉄水溶液）を用いてエッチングすることにより、上記孔部から露呈した金属層２８の部分を除去し、上記貫通孔２８ａと切欠き部２８′とを形成する。

つぎに、図２（ｅ）に示すように、上記金属層２８の切欠き部２８′に、前述の、電気配線２２とパッド２２ａの形成と同様にして、導電部３４を金めっき層３５で被覆してなるコネクタパッド部３６を形成する。なお、このとき、基板２１の表面側の電気配線２２と、上記コネクタパッド部３６とを電気接続するためのスルーホールも併せて形成する（図示せず）。

つぎに、図２（ｆ）に示すように、上記金属層２８の裏面に、光導波路Ｗを形成する。すなわち、まず、上記金属層２８の裏面（金属層２８が形成されていない部分にあっては基板２１の裏面）に、アンダークラッド層３０の形成材料である感光性樹脂を塗布した後、その塗布層を照射線により露光して硬化させ、アンダークラッド層３０を形成する。ただし、上記アンダークラッド層３０の形成材料は、基板２１の表面側の光素子２４と、光導波路Ｗとを光結合させるために、透明であることが好ましい。そして、金属層２８の光結合用の貫通孔２８ａの内側に入り込んで充満している。上記アンダークラッド層３０の厚み（金属層２８の裏面からの厚み）は、１〜５０μｍの範囲内に設定することが好適である。なお、上記アンダークラッド層３０は、フォトリソグラフィ法によって所定パターンにパターニングして形成してもよい。

つぎに、上記アンダークラッド層３０の表面（図では下面）に、フォトリソグラフィ法により、所定パターンのコア３１を形成する。上記コア３１の厚みは、５〜１００μｍの範囲内に設定することが好適である。そして、コア３１の幅は、５〜１００μｍの範囲内に設定することが好適である。上記コア３１の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層３０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３０および以下に述べるオーバークラッド層３２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３０、コア３１、オーバークラッド層３２の各形成材料の種類の選択や組成比率を勘案して行うことができる。

つぎに、上記コア３１を被覆するように、上記アンダークラッド層３０の表面（図では下面）に、フォトリソグラフィ法により、オーバークラッド層３２を形成する。このオーバークラッド層３２の厚み（アンダークラッド層３０の表面からの厚み）は、上記コア３１の厚み以上であり、１０〜２０００μｍに設定することが好適である。上記オーバークラッド層３２の形成材料は、例えば、上記アンダークラッド層３０と同様の感光性樹脂があげられる。そして、上記オーバークラッド層３２を形成する場合も、フォトリソグラフィ法によって所定パターンをパターニングするようにしてもよい。

そして、このようにして得られた光導波路Ｗの、基板２１の表面に設けられたパッド２２ａに対応する部分を、図３（ａ）に示すように、レーザ加工や切削加工等により、コア３１の長手方向に対して４５°傾斜した傾斜面に形成し、ミラー部３３とする。

つぎに、得られた積層体（基板２１の表面側に電気配線２２等が設けられ、基板２１の裏面側に光導波路Ｗが形成されたもの）を、光素子実装用の吸着ステージ上に載置して吸着固定した状態で、図３（ｂ）に示すように、光素子実装予定部の周囲の所定領域に、平面視コ字状の補強層２５を接合する。すなわち、まず、剥離シート表面に、接着層２６を介して、補強層２５となる金属層や樹脂層が積層された積層シートを準備し、これを目的の形状に打ち抜き成形する。そして、剥離シートを剥離し、補強層２５下面の接着層２６を露出した状態で、上記吸着ステージ上の基板２１表面の所定位置に、加熱、加圧下で接合する。

なお、上記補強層２５接合時の加熱温度は８０〜２３０℃に設定することが好適である。また、その圧力は、０．１〜１０ＭＰａに設定することが好適である。加熱、加圧の条件が、上記範囲を下回ると、補強層２５と基板２１との接合強度が弱くなり、その後の光素子２４等の実装時の加熱工程の際、補強層２５が剥離するおそれが生じ、好ましくない。また、加熱、加圧の条件が、上記範囲を上回ると、光電気混載基板となる積層体への悪影響が生じるおそれがあり、好ましくない。

なお、上記補強層２５の形成材料としては、ステンレス、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、白金、金等の金属材料だけでなく、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂材料を好適に用いることができる。そして、上記補強層２５の厚みは、２５〜２０００μｍであることが好適であり、より好ましくは、２５０〜１５００μｍである。すなわち、補強層２５が厚すぎるとこの部分の剛性が高くなりすぎて作業性の悪いものとなり、薄すぎると充分な補強効果が得られないおそれがあるからである。

また、上記補強層２５を基板２１に接合するための接着層２６としては、上記補強層２５と基板２１の両方に対して高い接着力を発現するものが適宜選択される。例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等が好適に用いられる。そして、上記接着層２６の厚みは、５〜１００μｍであることが好適である。すなわち、接着層２６が厚すぎると作業性が低下するおそれがあり、薄すぎると充分な接着強度が得られないおそれがあるからである。

つぎに、上記補強層２５が接合された積層体の、基板２１表面のパッド２２ａに、光素子２４を超音波フリップチップ接合によって実装する。このようにして、図１に示す光電気混載基板を得ることができる。

なお、上記光素子２４の実装方法としては、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接合等のフリップチップ実装方法があげられるが、前述のとおり、補強層２５やそれを接着する接着層２６を介さずに基板２１を固定することができるため、上記のように、超音波フリップチップ接合によって実装することが最適である。超音波フリップチップ接合によれば、半田や接合を補助するフラックスにより周囲を汚染することがなく、実装時の位置決め精度も高いという利点を有する。

このようにして得られた上記光電気混載基板は、光素子２４を実装する前に、基板２１の、電気配線２２が設けられた方の面に、補強層２５が加熱、加圧下で強固に接合されているため、その接合面に空気や気化ガス等が残留することがなく、それによって性能が損なわれることがない。また、接着層や補強層を介さずに光電気混載基板を固定した状態で、光素子２４が、超音波フリップチップ接合によって実装されているため、超音波の振動による接着層の歪み等の影響がなく、高い接合強度で光素子２４が実装されている。そして、補強層２５自身も良好な接合状態を維持することができる。しかも、光導波路Ｗと補強層２５とが、互いに基板２１を隔てて反対側に設けられているため、補強層２５を加熱、加圧下で強固に接合しても、光導波路Ｗが悪影響を受けることがないという利点を有する。

また、上記光電気混載基板は、比較的嵩高い光素子２４等と、同じく嵩高い補強層２５とが、基板２１の同じ面に設けられているため、従来に比べて全体の厚みを薄くすることができるという利点を有する。

そして、上記光電気混載基板の製法によれば、電気配線２２と光導波路Ｗとコネクタパッド部３６とが設けられた基板２１を、光素子実装用の吸着ステージ等に固定し、その状態で、接着層２５を基板２１の表面に強固に接合した後、引き続き、その同じ面に光素子２４を実装することができるため、量産性に優れているという利点を有する。また、場合によっては、光素子２４の実装を先に行い、つぎに補強層２５の接合を行うこともでき、製造工程の自由度が高いという利点を有する。

しかも、上記補強層２５の接合を、加熱、加圧下で強固に行うことができるため、その接合面に空気や気化ガス等が残留することがなく、それ以降の工程において、ボイド等が発生することがない。したがって、優れた品質の光電気混載基板を、効率よく生産することができる。

なお、上記の例では、図２（ｄ）、図２（ｅ）に示すように、基板２１裏面側の金属層２８の端部を除去し、その部分にコネクタパッド部３６を形成したが、コネクタパッド部３６を基板２１裏面側に形成する方法は、これに限るものではない。例えば、図４に示すように、金属層２８とともに基板２１の端部も除去することにより、電気配線２２の裏面を部分的に下向きに露出する。そして、この露出面を金属めっき層３５で被覆することにより、コネクタパッド部３６を形成することができる。この光電気混載基板も、基板２１の、電気配線２２が設けられた方の面と反対側の面にコネクタパッド部３６が設けられており、図１に示す光電気混載基板と同様の効果を奏する。したがって、この構成も、本発明の「基板の、光導波路が設けられた面に、コネクタパッド部が設けられている」構成に含まれるものとする。なお、他の構成は、図１に示す構成と同様であり、同一部分に同一符号を付して、その説明を省略する。

また、上記の例は、本発明を、絶縁層からなる基板２１と、その裏面側に金属層２８を設けた光電気混載基板に適用したものであるが、本発明は、基板表面側の積層構成および基板裏面側の積層構成がどのようになっていてもよく、基板の一方の面側に電気配線と補強層とが設けられ、他方の面側に、光導波路とコネクタパッド部とが設けられていれば、本発明の効果を得ることができる。ちなみに、図５に示すような、絶縁ベース基材４０の両面に接着層４１、４２を介して電気配線５０、５１を形成し、両者をスルーホール５２で接続するとともに、裏面側に光導波路Ｗを設けた構成の光電気混載基板においても、本発明を適用することができる。すなわち、上記絶縁ベース基材４０裏面側の電気配線５１の一部を金めっき層３５で被覆してコネクタパッド部３６とし、その反対側の、絶縁ベース基材４０表面側に、接着層２６を介して補強層２５を設けることにより、本発明の効果を得ることができる。なお、図において、４３は接着層、４４はカバーレイである。

さらに、本発明において、補強層２５の形状は、上記の各例のように、平面視がコ字状となる形状である必要はなく、平面視矩形状や、その他各種の形状のものを用いることができる。また、図６に示すように、補強層２５のうち、一部が、光素子２４側に延びて光素子２４の上面を覆うカバー部２５ａになっているものを用いると、上記補強層２５によって、光素子２４を保護し、その周囲を清浄に保つことができ、好適である。

なお、上記構成の光電気混載基板を得るには、基板２１に光素子２４を実装した後に、補強層２５を基板２１に接合する必要があるが、上記補強層２５は、光素子２４を覆うカバー部２５ａの下側が空いているため、光素子２４を損傷することなく、充分な力で補強層２５の接合を行うことができる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるわけではない。

〔実施例１〕
図１に示す構成の光電気混載基板を、前記の製法の記載にしたがって作製した。なお、帯状に延びる基板２１の一方側に、発光素子として、ＵＬＭ社製のＵＬＭ８５０−１０−ＴＴ−Ｃ０１０４Ｕを実装し、反対側に、受光素子として、Albis optoelectronics 社製のＰＤＣＡ０４−７０−ＧＳを実装した。そして、補強層２５を接合する際の加熱温度は１６０℃とし、プレス圧力は３ＭＰａとした。

〔比較例１〕
図７に示す、従来の光電気混載基板を、前記の製法の記載にしたがって作製した。ただし、各部材の材質や厚み等については、上記実施例１の構成にしたがった。なお、補強層１３の基板１への接合は、両面テープ（日東電工社製、Ｎｏ．５６０１）を用い、これを人の手で基板１に貼り付けた。

〔補強層の接合強度〕
上記実施例１品と比較例１品の、補強層２５、１３の接合強度を評価するために、そのピール強度を、今田製作所社製の引張圧縮試験機（ＳＶ−５２ＮＡ−２Ｌ）を用いて測定した。その結果、実施例１品のピール強度は１．３Ｎ／ｍｍであり、比較例１品のピール強度は０．３Ｎ／ｍｍであった。したがって、実施例１品の方がはるかに優れた接合強度であることがわかる。

〔光電気混載基板の厚み〕
上記実施例１品は、全体厚みのうち最大厚みが０．９ｍｍであるのに対し、比較例１品の最大厚みは、１．１ｍｍであり、実施例１品の方が薄く、省スペース化への要求に応えるものであることがわかる。

本発明は、補強層が高強度で接合され、ボイド等の生じない構成になっており、また光素子が超音波実装されたものであっても何ら接着強度の低下を招くことのない、優れた光電気混載基板とその製法に、広く利用可能である。

２１ 基板
２２ 電気配線
２４ 光素子
２５ 補強層
２６ 接着層
３６ コネクタパッド部
Ｗ 光導波路

Claims (6)

1. 基板の一方の面に、電気配線と、この電気配線に電気接続される光素子とが設けられ、上記基板の他方の面に、上記光素子と光結合される光導波路が設けられた光電気混載基板であって、上記基板の、電気配線と光素子とが設けられた面に、基板を補強するための補強層が、接着層を介して一体的に取り付けられているとともに、上記基板の、光導波路が設けられた面に、上記電気配線を外部に電気接続するためのコネクタパッド部が設けられていることを特徴とする光電気混載基板。
2. 上記補強層が、接着層を介して基板面に一体的に取り付けられる部分と、光素子側に延びて光素子上面を覆うカバー部分とを備えている請求項１記載の光電気混載基板。
3. 上記光素子が、電気配線の所定部分に、超音波フリップチップ接合により実装されている請求項１または２記載の光電気混載基板。
4. 請求項１記載の光電気混載基板を製造する方法であって、基板の一方の面に電気配線を形成する工程と、上記基板の他方の面に、上記電気配線を外部に電気接続するためのコネクタパッド部を形成する工程と、上記基板の他方の面に光導波路を形成する工程とを備え、上記電気配線とコネクタパッド部と光導波路とが設けられた基板の、電気配線が設けられた面に、基板を補強するための補強層を、接着層を介して加圧下で取り付けた後、上記基板の電気配線部分に光素子を実装することを特徴とする光電気混載基板の製法。
5. 請求項１または２記載の光電気混載基板を製造する方法であって、基板の一方の面に電気配線を形成する工程と、上記基板の他方の面に、上記電気配線を外部に電気接続するためのコネクタパッド部を形成する工程と、上記基板の他方の面に光導波路を形成する工程とを備え、上記基板の電気配線部分に光素子を実装した後、上記電気配線とコネクタパッド部と光導波路とが設けられた基板の、電気配線が設けられた面に、基板を補強するための補強層を、接着層を介して加圧下で取り付けることを特徴とする光電気混載基板の製法。
6. 上記光素子を、電気配線の所定部分に、超音波フリップチップ接合によって実装するようにした請求項４または５記載の光電気混載基板の製法。

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