光・電気配線基板及びその製造方法並びに実装基板
【課題】光配線中の自由な位置に光路変換のためのミラー等の光素子が配置された光・電気配線基板を提供し、ダイシングソーなどを用いずに精度のよいミラーが搭載された光・電気配線基板を形成し、作製工程を簡略化することを課題とする。
【解決手段】電気配線３を有する基板４と、基板の少なくとも一方の面に位置する光配線層５と、光素子搭載のために光配線内に設けた孔部６と、孔部に搭載した、例えばミラーからなる光素子７を有する。孔部は、レーザ加工やドライエッチングによって形成し、孔部の断面形状は、５回以上の回転対称性を持たないようにする。
【解決手段】電気配線３を有する基板４と、基板の少なくとも一方の面に位置する光配線層５と、光素子搭載のために光配線内に設けた孔部６と、孔部に搭載した、例えばミラーからなる光素子７を有する。孔部は、レーザ加工やドライエッチングによって形成し、孔部の断面形状は、５回以上の回転対称性を持たないようにする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光配線と電気配線とが積層されている光・電気配線基板、及びその製造方法、並びにその基板上に光部品と電気部品を実装する実装基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】より速く演算処理が行えるコンピュータを作るために、ＣＰＵのクロック周波数は益々増大する傾向にあり、現在では１ＧＨｚオーダーを超えるものが出現するに至っている。この結果、コンピュータの中のプリント基板上の銅による電気配線には高周波電流が流れる部分が存在することになるので、ノイズの発生により誤動作が生じたり、また電磁波が発生して周囲に悪影響を与えることにもなる。
【０００３】このような問題を解決するために、プリント基板上の銅による電気配線の一部を光ファイバー又は光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用することが行われている。なぜなら、光信号の場合は、ノイズ及び電磁波の発生を抑えられるからである。
【０００４】高密度実装又は小型化の観点からは、電気配線と光配線とが同一の基板上で積み重なっている光・電気配線基板を作ることが望ましい。たとえば、特開平３−２９９０５号公報にて述べられているように、電気配線基板上に光ファイバを絶縁膜にて固定させた基板が提案されている。しかし、光配線として光ファイバを用いる場合、その屈曲性の限界から、複雑な形状の光配線には対応しきれず、設計の自由度が低くなってしまい、高密度配線あるいは基板の小型化に対応できないという問題がある。
【０００５】このため、電気配線基板の上に、光配線として、いわゆる、光導波路を用いた光・電気配線基板の構成がいくつか提案されている。光導波路の構成は光信号が伝搬するコア層が、光信号をコア層に閉じこめるクラッド層に埋設されている。コアパターンの形成方法は、フォトリソグラフィ技術により、メタルマスクを形成し、ドライエッチングで作製するか、コア材料に感光性が付与されている場合は、露光、現像処理にて作製できる。このため、フォトマスクのパターンを基に光配線を形成できるため、その設計の自由度は高くなる。また、比較的短距離の伝送にも対応が可能となる。
【０００６】このような光・電気配線基板に、光部品や電気部品を実装する際、従来の電気部品に用いられている表面実装技術を用いて実装できることが望ましい。そこで、光部品を表面実装する光表面技術に関して様々な提案がなされている。
【０００７】基板面に平行な方向に配線されている光配線と基板表面に実装された半導体レーザ等の光部品を光結合させるにはミラーなどを用いて９０度光路を曲げる必要がある。そこで、光配線上に光路変換のためのミラーを形成するために様々な提案がなされている。
【０００８】例えば、半導体用のダイシングソーを用いて光配線中に４５度の斜面を形成し、その面に金属薄膜を蒸着してミラーとして用いる方法が知られている。しかし、この方法は細かい部分の加工には向かない上、ミラーの配置できる場所が制限されるといった問題点がある。金属薄膜を蒸着する工程に時間がかかるといった問題点がある。また、ダイシングブレードがすぐに劣化しやすく、ミラー面の精度が悪くなるといった問題があった。
【０００９】また、基板を傾斜させてドライエッチングを行うことによってミラーを形成する方法が知られているが、ミラー面の角度を正確に制御するのが難しいといった問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は係る従来技術の欠点に鑑みなされたもので、光配線中の自由な位置に光路変換のためのミラー等の光素子が配置された光・電気配線基板を提供することを課題とする。また、ダイシングソーなどを用いずに精度のよいミラーが搭載された光・電気配線基板を形成することを課題とする。更に、光・電気配線基板の作製工程を簡略化することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明において上記の課題を達成するために、まず請求項１の発明は、電気配線を有する基板と、基板の少なくとも一方の面に位置する光配線層と、光素子搭載のために光配線内に設けた孔部と、孔部に搭載した光素子とを有することを特徴とする光・電気配線基板としたものである。また請求項２の発明は、上記の光素子がミラーであることを特徴とする請求項１記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項３の発明は、上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部と接する部分に設けた金属パッドとの間をはんだによって接続することを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項４の発明は、上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部の底部と接する部分に設けた金属パッドの形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項３記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項５の発明は、上記孔部を基板と平行な断面で切った形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項６の発明は、上記孔部形成の際同時に、光配線層に電気配線もしくは放熱用のビアホール形成のための孔部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板の製造方法としたものである。また請求項７の発明は、レーザー加工によって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法としたものである。また請求項８の発明は、ドライエッチングによって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法としたものである。また請求項９の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板に光部品又は／及び電気部品を実装したことを特徴とする実装基板としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】１．光・電気配線基板本発明の光・電気配線基板において、光部品を実装する部分の平面図を図１に、光配線である光導波路コア１に沿って切断する断面図を図２に示す。
【００１３】本発明の光・電気配線基板２は電気配線３を備えた基板４上に、光配線層５が積層されている構造をとる。この基板４は単層の絶縁基板でも、電気配線と絶縁層が交互に積層された多層配線板でも良い。また、構成材料として、ガラス布に樹脂を含浸させた絶縁基板でも、ポリイミドフィルムでも、セラミック基板でも良い。
【００１４】光配線層５には、孔部６が設けられており、その孔部６には光素子７が搭載されている。この孔部６は自由な設計の元に配置することができる。孔部６の深さは基板４まで到達していても良いし、光配線層５の途中で止まっていても良い。光素子７の固定には、はんだを用いても良いし、接着剤を用いても良い。
【００１５】孔部６に搭載する光素子７としてはミラーや回折格子、及び特定の波長の光のみ透過又は反射させる光フィルタなどが挙げられるがこの限りではない。光素子７としてあらかじめ精度良く作られたものを用いることにより、精度の良い光素子を搭載した光・電気配線基板を実現できる。
【００１６】光素子７を搭載する際の位置合わせ、及び光軸合わせは、例えば孔部６の基板面に平行に切った断面形状を光素子７の断面形状と同形状かつ、５回以上の回転対称性をもたないような形状にして、孔部６に光素子７をはめ合せることで行うことができる。５回対称以上の対称性をもつ場合、光素子を搭載する際に、角度がずれる可能性が高い。
【００１７】あるいは、はんだを用いて光素子７を固定する場合、孔部６の底部に設けた金属パッド８と、光素子の、搭載した際に孔部６の底部と接する部分に設けた金属パッド（図示せず）の形状が５回以上の回転対称性をもたないようにし、はんだ溶融の際のはんだの表面張力によって位置合わせ、及び光軸合わせを行うことができる。
【００１８】光素子７としてミラーを搭載する場合、ミラー面を様々な角度に配置する事が可能である。例えば、ミラー面が基板面に対し４５度の角度になるように配置して、基板に対して垂直方向に進む光を基板面方向に配線された光配線に結合させたり、逆に基板面内方向に進む光を基板垂直方向へ光路変換したりするのに用いてもよい。
【００１９】また、ミラー面が基板面に対して９０度の角度になるように配置し、基板面内方向に進む光を基板面内方向の別の方向へ光路変換するように用いても良い。
【００２０】また、孔部の壁面の角度が必ずしも基板面に対して垂直にならないのを考慮し、その屈折角の分だけ角度を変えたミラーを用いることもできる。
【００２１】孔部６には光配線のコアと同じ屈折率、もしくは近い屈折率をもつ媒質を充填しても良い（図示せず）。このような媒質としては光学接着剤やマッチングオイルが挙げられるがこの限りではない。
【００２２】光配線層４を貫通するかたちで、ビアホール９を設けることができる。また光配線層４の表面に電気配線１０や光部品や電気部品を実装するためのパッド１１を設けることもできる。
【００２３】２．光・電気配線基板の製造方法本発明の光・電気配線基板の製造方法の実施形態について、図３を用いて説明する。
【００２４】＜光配線層の形成＞基板４上に光配線層５を形成する（工程（ａ））。これは基板４上にビルドアップしてもよいし、あらかじめ用意したフィルム状の光配線層５を接着剤（図示せず）を用いて基板４に貼り合わせることによって実現することもできる。
【００２５】＜孔部の形成＞次に光配線層内に孔部６を形成する（工程（ｂ））。孔部６を形成する方法としてはレーザ加工を用いても良いし、ドライエッチングを用いても良い。レーザ加工の際のレーザとしては、例えばＵＶ−ＹＡＧレーザや、エキシマレーザなどを用いることができる。
【００２６】この時、同時にビアホールを形成するための孔部１２を形成する。また、基板４上にあらかじめ金属パッド１３を設けておいてそれによって孔部６、およびビアホールを形成するための孔部１２の深さを決めることもできる。
【００２７】＜光素子の搭載＞次に孔部６に光素子７を搭載する。孔部６に光素子７を固定する方法としては、接着剤を用いても良いし、はんだを用いてもよい（ともに図示せず）。光素子７を搭載した後に孔部６を光学接着剤などで封止しても良い（図示せず）。また、光素子７を搭載する前、もしくは搭載した後に、めっき等によりビアホール９、および光配線層表面の電気配線１０や、光部品や電気部品を実装するためのパッド１１を形成してもよい。こうして光・電気配線基板２を得ることができる。
【００２８】３．実装基板本発明の実装基板において、光部品を実装した部分の平面図を図４に、光配線である光導波路コア１に沿って切断する断面図を図５に示す。
【００２９】光・電気配線基板２に、光部品１４（レーザダイオード、フォトダイオード）及び電気部品１５（ＣＰＵ、メモリ等）をはんだを用い実装することにより実装基板１６を得ることができる。
【００３０】例えば電気部品１５ａからの電気信号を受けた光部品１４ａ（この場合レーザダイオード）が光信号を発生させる。その光信号が光素子７（ミラー）、光配線層５を介し光部品１４ｂ（この場合フォトダイオード）で受け取られ、電気信号に変換され電気部品１５ｂへ伝えられる。
【００３１】このようにして電気部品１５ａと電気部品１５ｂの間の信号のやりとりが高速かつ低ノイズで行われる。
【００３２】
【実施例】以下に、具体的な実施例により本発明を説明する。なお、本発明は後述する実施例に何ら限定されるものではない。
【００３３】＜実施例１＞通常のＢＴ（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ Ｔｒｉａｚｉｎｅ）電気配線基板を基板として用いた。基板には電気配線および光素子搭載用の金属パッドをあらかじめフォトリソ、エッチングによって形成しておいた。光素子搭載用の金属パッドの形状は２０μｍ×８０μｍの長方形の形状に設計した。
【００３４】その上にフッ素化ポリイミドからなる光配線層を市販の熱硬化型接着剤を用いて貼り合わせた。
【００３５】光配線層にあらかじめ設けてあったレーザ加工用のアラインメントマークを基準とし、ＫｒＦエキシマレーザ加工装置で光素子搭載用の孔部を形成した。この時に同時に電気配線用のビアホール形成のための孔部も形成した。加工深さは光配線層、および接着剤層を貫通し基板へ到達するまで行った。孔部の断面形状はほぼ円形で、直径は光素子搭載用、ビアホール用共に１２０μｍであった。
【００３６】光素子搭載用孔部に光素子としてマイクロミラーをはんだを用いて搭載した。マイクロミラーの、搭載した際孔部の底部に接する部分には２０μｍ×８０μｍの金のパッドを設けておいた。マイクロミラーを孔部に置いた際、若干の角度ずれがあったが、はんだの溶融の際のはんだの表面張力で適切な角度へ位置合わせがなされた。マイクロミラーは円柱を斜め４５度に切断した形状で切断面を反射面として用いた。マイクロミラーの材質は石英で反射面には金を蒸着してある。
【００３７】マイクロミラーを搭載した後の孔部にマイクロディスペンサを用いて紫外線硬化型エポキシ系接着剤を滴下した。その後、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【００３８】その後スパッタを用いてクロムおよび銅の薄膜をこの順に光配線層上に形成した。このときビアホール形成用の孔部の内部にもクロム、および銅の薄膜が形成された。その後、めっきを行ない光配線層上に１５μｍの厚さの銅の層を形成した。
【００３９】その後、通常のフォトリソグラフィ法で光配線層表面の銅をパターニングし、電気配線や、光部品および電気部品を実装するためのパッドを形成した。こうして、光・電気配線基板が完成した。
【００４０】＜実施例２＞通常のＢＴ電気配線基板を基板として用いた。その上にフッ素化ポリイミドからなる光配線層を市販の熱硬化型接着剤を用いて貼り合わせた。基板には、電気配線および光素子搭載孔エッチングストッパ用の金属パターンをあらかじめフォトリソ、エッチングによって形成しておいた。
【００４１】光導波路にあらかじめ設けてあったアラインメントマーク近傍以外にアルミニウムを成膜し、該アラインメントマークを基準にして通常のフォトリソ＆エッチングによって、１辺が１００μｍの正方形の開口部と、直径１２０μｍの円形の開口部を設けた。そして、このアルミニウムをマスクとして、酸素ガスによるドライエッチングを行い、断面が正方形の光素子搭載用の孔部と、断面が円形のビアホール形成のための孔部を形成した。加工深さは光配線層、および接着剤層を貫通し基板上のエッチングストッパ用金属パターンへ到達するまで行った。そして、アルミニウムマスクをエッチング除去した。
【００４２】光素子搭載用孔部に光素子として光フィルタを接着剤を用いて搭載した。光フィルタを孔部に置いた際、孔部の形状によって適切な角度へ位置合わせがなされた。光フィルタは、底面が正方形の直方体形状の石英で、底面に対して斜め４５度位置に多層膜を埋め込んだものを用いた。この光フィルタは、４５度入射において、ある波長の光を反射し、別の波長の光を透過する働きを有する。
【００４３】光フィルタを搭載した後の孔部にマイクロディスペンサを用いて紫外線硬化型エポキシ系接着剤を滴下した。その後、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【００４４】その後、スパッタを用いてクロムおよび銅の薄膜をこの順に光配線上に形成した。このときビアホール形成用の孔部の内部にもクロム、および銅の薄膜が形成された。その後、めっきを行ない光配線層上に１５μｍの厚さの銅を形成した。
【００４５】その後、通常のフォトリソグラフィ法で光配線層表面の銅をパターニングし、電気配線や、光部品および電気部品を実装するためのパッドを形成した。こうして、光・電気配線基板が完成した。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように本発明には、以下の効果がある。光配線中の自由な位置に光路変換のためのミラーが配置された光・電気配線基板を提供することができる。また、ダイシングソーなどを用いずに精度のよいミラーが搭載された光・電気配線基板を形成することができる。更に、ミラーを搭載するための孔部と同時に、電気配線もしくは放熱用のビアホール形成のための孔部を形成することで光・電気配線基板の作製工程を簡略化することができる。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光・電気配線基板における光部品を実装する部分の平面図である。
【図２】本発明の光・電気配線基板における光部品を実装する部分において、光配線であるコアパターンに沿った断面図である。
【図３】本発明の光・電気配線基板の製造方法の説明図である。
【図４】本発明の実装基板の平面図である。
【図５】本発明の実装基板の平面図において、光配線であるコアパターンに沿った断面図である。
【符号の説明】
１ コア
２ 光・電気配線基板
３ 電気配線
４ 基板
５ 光配線層
６ 孔部
７ 光素子
８ 孔部の底部に設けた金属パッド
９ ビアホール
１０ 電気配線（光配線層表面）
１１ 光部品や電気部品を実装するためのパッド
１２ ビアホールを形成するための孔部
１３ 金属パッド
１４ 光部品
１４ａ レーザダイオード
１４ｂ フォトダイオード
１５ 電気部品
１６ 実装基板
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光配線と電気配線とが積層されている光・電気配線基板、及びその製造方法、並びにその基板上に光部品と電気部品を実装する実装基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】より速く演算処理が行えるコンピュータを作るために、ＣＰＵのクロック周波数は益々増大する傾向にあり、現在では１ＧＨｚオーダーを超えるものが出現するに至っている。この結果、コンピュータの中のプリント基板上の銅による電気配線には高周波電流が流れる部分が存在することになるので、ノイズの発生により誤動作が生じたり、また電磁波が発生して周囲に悪影響を与えることにもなる。
【０００３】このような問題を解決するために、プリント基板上の銅による電気配線の一部を光ファイバー又は光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用することが行われている。なぜなら、光信号の場合は、ノイズ及び電磁波の発生を抑えられるからである。
【０００４】高密度実装又は小型化の観点からは、電気配線と光配線とが同一の基板上で積み重なっている光・電気配線基板を作ることが望ましい。たとえば、特開平３−２９９０５号公報にて述べられているように、電気配線基板上に光ファイバを絶縁膜にて固定させた基板が提案されている。しかし、光配線として光ファイバを用いる場合、その屈曲性の限界から、複雑な形状の光配線には対応しきれず、設計の自由度が低くなってしまい、高密度配線あるいは基板の小型化に対応できないという問題がある。
【０００５】このため、電気配線基板の上に、光配線として、いわゆる、光導波路を用いた光・電気配線基板の構成がいくつか提案されている。光導波路の構成は光信号が伝搬するコア層が、光信号をコア層に閉じこめるクラッド層に埋設されている。コアパターンの形成方法は、フォトリソグラフィ技術により、メタルマスクを形成し、ドライエッチングで作製するか、コア材料に感光性が付与されている場合は、露光、現像処理にて作製できる。このため、フォトマスクのパターンを基に光配線を形成できるため、その設計の自由度は高くなる。また、比較的短距離の伝送にも対応が可能となる。
【０００６】このような光・電気配線基板に、光部品や電気部品を実装する際、従来の電気部品に用いられている表面実装技術を用いて実装できることが望ましい。そこで、光部品を表面実装する光表面技術に関して様々な提案がなされている。
【０００７】基板面に平行な方向に配線されている光配線と基板表面に実装された半導体レーザ等の光部品を光結合させるにはミラーなどを用いて９０度光路を曲げる必要がある。そこで、光配線上に光路変換のためのミラーを形成するために様々な提案がなされている。
【０００８】例えば、半導体用のダイシングソーを用いて光配線中に４５度の斜面を形成し、その面に金属薄膜を蒸着してミラーとして用いる方法が知られている。しかし、この方法は細かい部分の加工には向かない上、ミラーの配置できる場所が制限されるといった問題点がある。金属薄膜を蒸着する工程に時間がかかるといった問題点がある。また、ダイシングブレードがすぐに劣化しやすく、ミラー面の精度が悪くなるといった問題があった。
【０００９】また、基板を傾斜させてドライエッチングを行うことによってミラーを形成する方法が知られているが、ミラー面の角度を正確に制御するのが難しいといった問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は係る従来技術の欠点に鑑みなされたもので、光配線中の自由な位置に光路変換のためのミラー等の光素子が配置された光・電気配線基板を提供することを課題とする。また、ダイシングソーなどを用いずに精度のよいミラーが搭載された光・電気配線基板を形成することを課題とする。更に、光・電気配線基板の作製工程を簡略化することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明において上記の課題を達成するために、まず請求項１の発明は、電気配線を有する基板と、基板の少なくとも一方の面に位置する光配線層と、光素子搭載のために光配線内に設けた孔部と、孔部に搭載した光素子とを有することを特徴とする光・電気配線基板としたものである。また請求項２の発明は、上記の光素子がミラーであることを特徴とする請求項１記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項３の発明は、上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部と接する部分に設けた金属パッドとの間をはんだによって接続することを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項４の発明は、上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部の底部と接する部分に設けた金属パッドの形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項３記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項５の発明は、上記孔部を基板と平行な断面で切った形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光・電気配線基板としたものである。また請求項６の発明は、上記孔部形成の際同時に、光配線層に電気配線もしくは放熱用のビアホール形成のための孔部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板の製造方法としたものである。また請求項７の発明は、レーザー加工によって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法としたものである。また請求項８の発明は、ドライエッチングによって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法としたものである。また請求項９の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板に光部品又は／及び電気部品を実装したことを特徴とする実装基板としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】１．光・電気配線基板本発明の光・電気配線基板において、光部品を実装する部分の平面図を図１に、光配線である光導波路コア１に沿って切断する断面図を図２に示す。
【００１３】本発明の光・電気配線基板２は電気配線３を備えた基板４上に、光配線層５が積層されている構造をとる。この基板４は単層の絶縁基板でも、電気配線と絶縁層が交互に積層された多層配線板でも良い。また、構成材料として、ガラス布に樹脂を含浸させた絶縁基板でも、ポリイミドフィルムでも、セラミック基板でも良い。
【００１４】光配線層５には、孔部６が設けられており、その孔部６には光素子７が搭載されている。この孔部６は自由な設計の元に配置することができる。孔部６の深さは基板４まで到達していても良いし、光配線層５の途中で止まっていても良い。光素子７の固定には、はんだを用いても良いし、接着剤を用いても良い。
【００１５】孔部６に搭載する光素子７としてはミラーや回折格子、及び特定の波長の光のみ透過又は反射させる光フィルタなどが挙げられるがこの限りではない。光素子７としてあらかじめ精度良く作られたものを用いることにより、精度の良い光素子を搭載した光・電気配線基板を実現できる。
【００１６】光素子７を搭載する際の位置合わせ、及び光軸合わせは、例えば孔部６の基板面に平行に切った断面形状を光素子７の断面形状と同形状かつ、５回以上の回転対称性をもたないような形状にして、孔部６に光素子７をはめ合せることで行うことができる。５回対称以上の対称性をもつ場合、光素子を搭載する際に、角度がずれる可能性が高い。
【００１７】あるいは、はんだを用いて光素子７を固定する場合、孔部６の底部に設けた金属パッド８と、光素子の、搭載した際に孔部６の底部と接する部分に設けた金属パッド（図示せず）の形状が５回以上の回転対称性をもたないようにし、はんだ溶融の際のはんだの表面張力によって位置合わせ、及び光軸合わせを行うことができる。
【００１８】光素子７としてミラーを搭載する場合、ミラー面を様々な角度に配置する事が可能である。例えば、ミラー面が基板面に対し４５度の角度になるように配置して、基板に対して垂直方向に進む光を基板面方向に配線された光配線に結合させたり、逆に基板面内方向に進む光を基板垂直方向へ光路変換したりするのに用いてもよい。
【００１９】また、ミラー面が基板面に対して９０度の角度になるように配置し、基板面内方向に進む光を基板面内方向の別の方向へ光路変換するように用いても良い。
【００２０】また、孔部の壁面の角度が必ずしも基板面に対して垂直にならないのを考慮し、その屈折角の分だけ角度を変えたミラーを用いることもできる。
【００２１】孔部６には光配線のコアと同じ屈折率、もしくは近い屈折率をもつ媒質を充填しても良い（図示せず）。このような媒質としては光学接着剤やマッチングオイルが挙げられるがこの限りではない。
【００２２】光配線層４を貫通するかたちで、ビアホール９を設けることができる。また光配線層４の表面に電気配線１０や光部品や電気部品を実装するためのパッド１１を設けることもできる。
【００２３】２．光・電気配線基板の製造方法本発明の光・電気配線基板の製造方法の実施形態について、図３を用いて説明する。
【００２４】＜光配線層の形成＞基板４上に光配線層５を形成する（工程（ａ））。これは基板４上にビルドアップしてもよいし、あらかじめ用意したフィルム状の光配線層５を接着剤（図示せず）を用いて基板４に貼り合わせることによって実現することもできる。
【００２５】＜孔部の形成＞次に光配線層内に孔部６を形成する（工程（ｂ））。孔部６を形成する方法としてはレーザ加工を用いても良いし、ドライエッチングを用いても良い。レーザ加工の際のレーザとしては、例えばＵＶ−ＹＡＧレーザや、エキシマレーザなどを用いることができる。
【００２６】この時、同時にビアホールを形成するための孔部１２を形成する。また、基板４上にあらかじめ金属パッド１３を設けておいてそれによって孔部６、およびビアホールを形成するための孔部１２の深さを決めることもできる。
【００２７】＜光素子の搭載＞次に孔部６に光素子７を搭載する。孔部６に光素子７を固定する方法としては、接着剤を用いても良いし、はんだを用いてもよい（ともに図示せず）。光素子７を搭載した後に孔部６を光学接着剤などで封止しても良い（図示せず）。また、光素子７を搭載する前、もしくは搭載した後に、めっき等によりビアホール９、および光配線層表面の電気配線１０や、光部品や電気部品を実装するためのパッド１１を形成してもよい。こうして光・電気配線基板２を得ることができる。
【００２８】３．実装基板本発明の実装基板において、光部品を実装した部分の平面図を図４に、光配線である光導波路コア１に沿って切断する断面図を図５に示す。
【００２９】光・電気配線基板２に、光部品１４（レーザダイオード、フォトダイオード）及び電気部品１５（ＣＰＵ、メモリ等）をはんだを用い実装することにより実装基板１６を得ることができる。
【００３０】例えば電気部品１５ａからの電気信号を受けた光部品１４ａ（この場合レーザダイオード）が光信号を発生させる。その光信号が光素子７（ミラー）、光配線層５を介し光部品１４ｂ（この場合フォトダイオード）で受け取られ、電気信号に変換され電気部品１５ｂへ伝えられる。
【００３１】このようにして電気部品１５ａと電気部品１５ｂの間の信号のやりとりが高速かつ低ノイズで行われる。
【００３２】
【実施例】以下に、具体的な実施例により本発明を説明する。なお、本発明は後述する実施例に何ら限定されるものではない。
【００３３】＜実施例１＞通常のＢＴ（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ Ｔｒｉａｚｉｎｅ）電気配線基板を基板として用いた。基板には電気配線および光素子搭載用の金属パッドをあらかじめフォトリソ、エッチングによって形成しておいた。光素子搭載用の金属パッドの形状は２０μｍ×８０μｍの長方形の形状に設計した。
【００３４】その上にフッ素化ポリイミドからなる光配線層を市販の熱硬化型接着剤を用いて貼り合わせた。
【００３５】光配線層にあらかじめ設けてあったレーザ加工用のアラインメントマークを基準とし、ＫｒＦエキシマレーザ加工装置で光素子搭載用の孔部を形成した。この時に同時に電気配線用のビアホール形成のための孔部も形成した。加工深さは光配線層、および接着剤層を貫通し基板へ到達するまで行った。孔部の断面形状はほぼ円形で、直径は光素子搭載用、ビアホール用共に１２０μｍであった。
【００３６】光素子搭載用孔部に光素子としてマイクロミラーをはんだを用いて搭載した。マイクロミラーの、搭載した際孔部の底部に接する部分には２０μｍ×８０μｍの金のパッドを設けておいた。マイクロミラーを孔部に置いた際、若干の角度ずれがあったが、はんだの溶融の際のはんだの表面張力で適切な角度へ位置合わせがなされた。マイクロミラーは円柱を斜め４５度に切断した形状で切断面を反射面として用いた。マイクロミラーの材質は石英で反射面には金を蒸着してある。
【００３７】マイクロミラーを搭載した後の孔部にマイクロディスペンサを用いて紫外線硬化型エポキシ系接着剤を滴下した。その後、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【００３８】その後スパッタを用いてクロムおよび銅の薄膜をこの順に光配線層上に形成した。このときビアホール形成用の孔部の内部にもクロム、および銅の薄膜が形成された。その後、めっきを行ない光配線層上に１５μｍの厚さの銅の層を形成した。
【００３９】その後、通常のフォトリソグラフィ法で光配線層表面の銅をパターニングし、電気配線や、光部品および電気部品を実装するためのパッドを形成した。こうして、光・電気配線基板が完成した。
【００４０】＜実施例２＞通常のＢＴ電気配線基板を基板として用いた。その上にフッ素化ポリイミドからなる光配線層を市販の熱硬化型接着剤を用いて貼り合わせた。基板には、電気配線および光素子搭載孔エッチングストッパ用の金属パターンをあらかじめフォトリソ、エッチングによって形成しておいた。
【００４１】光導波路にあらかじめ設けてあったアラインメントマーク近傍以外にアルミニウムを成膜し、該アラインメントマークを基準にして通常のフォトリソ＆エッチングによって、１辺が１００μｍの正方形の開口部と、直径１２０μｍの円形の開口部を設けた。そして、このアルミニウムをマスクとして、酸素ガスによるドライエッチングを行い、断面が正方形の光素子搭載用の孔部と、断面が円形のビアホール形成のための孔部を形成した。加工深さは光配線層、および接着剤層を貫通し基板上のエッチングストッパ用金属パターンへ到達するまで行った。そして、アルミニウムマスクをエッチング除去した。
【００４２】光素子搭載用孔部に光素子として光フィルタを接着剤を用いて搭載した。光フィルタを孔部に置いた際、孔部の形状によって適切な角度へ位置合わせがなされた。光フィルタは、底面が正方形の直方体形状の石英で、底面に対して斜め４５度位置に多層膜を埋め込んだものを用いた。この光フィルタは、４５度入射において、ある波長の光を反射し、別の波長の光を透過する働きを有する。
【００４３】光フィルタを搭載した後の孔部にマイクロディスペンサを用いて紫外線硬化型エポキシ系接着剤を滴下した。その後、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【００４４】その後、スパッタを用いてクロムおよび銅の薄膜をこの順に光配線上に形成した。このときビアホール形成用の孔部の内部にもクロム、および銅の薄膜が形成された。その後、めっきを行ない光配線層上に１５μｍの厚さの銅を形成した。
【００４５】その後、通常のフォトリソグラフィ法で光配線層表面の銅をパターニングし、電気配線や、光部品および電気部品を実装するためのパッドを形成した。こうして、光・電気配線基板が完成した。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように本発明には、以下の効果がある。光配線中の自由な位置に光路変換のためのミラーが配置された光・電気配線基板を提供することができる。また、ダイシングソーなどを用いずに精度のよいミラーが搭載された光・電気配線基板を形成することができる。更に、ミラーを搭載するための孔部と同時に、電気配線もしくは放熱用のビアホール形成のための孔部を形成することで光・電気配線基板の作製工程を簡略化することができる。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光・電気配線基板における光部品を実装する部分の平面図である。
【図２】本発明の光・電気配線基板における光部品を実装する部分において、光配線であるコアパターンに沿った断面図である。
【図３】本発明の光・電気配線基板の製造方法の説明図である。
【図４】本発明の実装基板の平面図である。
【図５】本発明の実装基板の平面図において、光配線であるコアパターンに沿った断面図である。
【符号の説明】
１ コア
２ 光・電気配線基板
３ 電気配線
４ 基板
５ 光配線層
６ 孔部
７ 光素子
８ 孔部の底部に設けた金属パッド
９ ビアホール
１０ 電気配線（光配線層表面）
１１ 光部品や電気部品を実装するためのパッド
１２ ビアホールを形成するための孔部
１３ 金属パッド
１４ 光部品
１４ａ レーザダイオード
１４ｂ フォトダイオード
１５ 電気部品
１６ 実装基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】電気配線を有する基板と、基板の少なくとも一方の面に位置する光配線層と、光素子搭載のために光配線内に設けた孔部と、孔部に搭載した光素子とを有することを特徴とする光・電気配線基板。
【請求項２】上記光素子がミラーであることを特徴とする請求項１記載の光・電気配線基板。
【請求項３】上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部と接する部分に設けた金属パッドとの間をはんだによって接続することを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の光・電気配線基板。
【請求項４】上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部の底部と接する部分に設けた金属パッドの形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項３記載の光・電気配線基板。
【請求項５】上記孔部を基板と平行な断面で切った形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光・電気配線基板。
【請求項６】上記孔部形成の際同時に、光配線層に電気配線もしくは放熱用のビアホール形成のための孔部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板の製造方法。
【請求項７】レーザー加工によって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法。
【請求項８】ドライエッチングによって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法。
【請求項９】請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板に光部品又は／及び電気部品を実装したことを特徴とする実装基板。
【請求項１】電気配線を有する基板と、基板の少なくとも一方の面に位置する光配線層と、光素子搭載のために光配線内に設けた孔部と、孔部に搭載した光素子とを有することを特徴とする光・電気配線基板。
【請求項２】上記光素子がミラーであることを特徴とする請求項１記載の光・電気配線基板。
【請求項３】上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部と接する部分に設けた金属パッドとの間をはんだによって接続することを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の光・電気配線基板。
【請求項４】上記孔部の底部に設けた金属パッドと、上記光素子を搭載した際に上記孔部の底部と接する部分に設けた金属パッドの形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項３記載の光・電気配線基板。
【請求項５】上記孔部を基板と平行な断面で切った形状が５回以上の回転対称性をもたないことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光・電気配線基板。
【請求項６】上記孔部形成の際同時に、光配線層に電気配線もしくは放熱用のビアホール形成のための孔部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板の製造方法。
【請求項７】レーザー加工によって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法。
【請求項８】ドライエッチングによって孔部形成を行うことを特徴とする請求項６記載の光・電気配線基板の製造方法。
【請求項９】請求項１〜５の何れかに記載の光・電気配線基板に光部品又は／及び電気部品を実装したことを特徴とする実装基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００３−５０３２８（Ｐ２００３−５０３２８Ａ）
【公開日】平成１５年２月２１日（２００３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−２３７４２６（Ｐ２００１−２３７４２６）
【出願日】平成１３年８月６日（２００１．８．６）
【産業再生法】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１２年度新エネルギー・産業技術総合開発機構、超高密度電子ＳＩ技術の研究開発（エネルギー使用合理化技術開発）、産業再生法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年２月２１日（２００３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年８月６日（２００１．８．６）
【産業再生法】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１２年度新エネルギー・産業技術総合開発機構、超高密度電子ＳＩ技術の研究開発（エネルギー使用合理化技術開発）、産業再生法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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