光電気混載基板およびその製法
【課題】光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子との調芯作業が不要であり、かつ、量産性に優れている光電気混載基板およびその製法を提供する。
【解決手段】光導波路ユニットＷと、光学素子１０が実装された電気回路ユニットＥとを結合させてなる光電気混載基板であって、光導波路ユニットＷは、アンダークラッド層１の表面に、コア形成材料と同材料からなる電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４を備え、その差し込み部４は、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。電気回路ユニットＥは、電気回路基板の一部分が起立状に折り曲げられ上記差し込み部４に嵌合する折り曲げ部１５を備え、その折り曲げ部１５は、光学素子１０に対して所定位置に位置決め形成されている。そして、上記差し込み部４に折り曲げ部１５が嵌合した状態で、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとが結合している。
【解決手段】光導波路ユニットＷと、光学素子１０が実装された電気回路ユニットＥとを結合させてなる光電気混載基板であって、光導波路ユニットＷは、アンダークラッド層１の表面に、コア形成材料と同材料からなる電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４を備え、その差し込み部４は、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。電気回路ユニットＥは、電気回路基板の一部分が起立状に折り曲げられ上記差し込み部４に嵌合する折り曲げ部１５を備え、その折り曲げ部１５は、光学素子１０に対して所定位置に位置決め形成されている。そして、上記差し込み部４に折り曲げ部１５が嵌合した状態で、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとが結合している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニット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。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子機器等では、伝送情報量の増加に伴い、電気配線に加えて、光配線が採用されている。すなわち、電気配線が形成された電気回路基板に、電気信号を光信号に変換する発光素子や光信号を電気信号に変換する受光素子等の光学素子が実装された電気回路ユニットと、上記光信号を伝送する光配線として光導波路が形成された光導波路ユニットとを備えた光電気混載基板が、上記電子機器等に組み込まれている。
【０００３】
上記光電気混載基板では、上記発光素子から発光された光を、上記光導波路ユニットのコア（光配線）の一端面（光入口）に入射させ、また、上記コアの他端面（光出口）から出射した光を、上記受光素子に受光させる必要がある。そのため、上記光学素子（発光素子，受光素子）とコアとを調芯する必要がある。
【０００４】
そこで、上記光学素子とコアとの調芯方法が、従来より提案されている。その一例として、光導波路ユニットを固定し、その光導波路ユニットのコアの一端面（光入口）に対して、発光素子から光を発光させた状態で、その発光素子の位置を変化させつつ、上記コアの他端面（光出口）から出射した光の強度をモニタリングし、その強度が最大となった位置を、調芯位置として決定する方法がある（特許文献１参照）。また、他の例として、位置決め用の孔部が形成されたコネクタを光導波路ユニットに取り付け、上記孔部に嵌合する位置決め用のピンを電気回路ユニットに取り付け、上記孔部とピンとを嵌合することにより、光学素子と光導波路ユニットのコアとを自動的に調芯する方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１９６８３１号公報
【特許文献２】特開２００９−２２３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の調芯方法では、高精度な調芯が可能であるものの、手間と時間とを要し、量産性に欠ける。また、上記特許文献２の調芯方法では、孔部とピンとの嵌合という簡単な方法で位置合わせが可能であるものの、コネクタおよびピンそれぞれの作製の際の寸法誤差だけでなく、光導波路ユニットに対するコネクタの取り付け位置の位置ずれ，電気回路ユニットに対する位置決め用のピンの取り付け位置の位置ずれ等も生じるため、それら寸法誤差および位置ずれが累積することで、調芯精度が悪化する。そこで、調芯精度を高めようとすると、上記寸法誤差や位置ずれが発生しないよう、寸法精度の管理が必要となるため、コストが高くなるとともに、量産性に欠けたものとなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子との調芯作業が不要であり、かつ、量産性に優れている光電気混載基板およびその製法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させてなる光電気混載基板であって、上記光導波路ユニットが、アンダークラッド層と、このアンダークラッド層の表面に形成された光路用のコアおよびそのコア形成材料と同材料からなる電気回路ユニット位置決め用の差し込み部とを備え、上記電気回路ユニットが、電気回路基板と、この電気回路基板上の所定部分に実装された光学素子と、上記電気回路基板の一部分を起立状に折り曲げてなる、上記差し込み部嵌合用の折り曲げ部とを備え、上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、上記コアの形成位置を基準にしその一端面に対して所定位置に位置決めされ、差し込み可能に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記光学素子に対して所定位置に位置決め形成され、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとの結合が、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させた状態でなされている光電気混載基板を第１の要旨とする。
【０００９】
また、本発明は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させる上記光電気混載基板の製法であって、上記光導波路ユニットの作製が、アンダークラッド層を形成する工程と、このアンダークラッド層の表面に、光路用のコアおよび電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成する工程とを備え、そのコアおよび差し込み部を形成する工程において、フォトリソグラフィ法により、上記コアを形成すると同時に、そのコアの一端面に対して位置決めされた所定位置に、上記コア形成材料と同材料で電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成することが行われ、上記電気回路ユニットの作製が、電気回路基板を形成する工程と、この電気回路基板上の所定部分に光学素子を実装する工程とを備え、その光学素子を実装した後、その光学素子に対して位置決めされた所定位置に、上記差し込み部に嵌合させる折り曲げ部を起立状に折り曲げ形成することが行われ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを結合させ光電気混載基板にすることが、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させることにより行われる光電気混載基板の製法を第２の要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光電気混載基板は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを、結合させたものとなっている。上記光導波路ユニットでは、アンダークラッド層の表面において、コアの一端面と、電気回路ユニット位置決め用の差し込み部とが、互いに位置決めされた位置関係になっている。また、上記電気回路ユニットでは、光学素子と、上記光導波路ユニットの差し込み部に嵌合する折り曲げ部とが、互いに位置決めされた位置関係になっている。そのため、上記光導波路ユニットの差し込み部に、上記電気回路ユニットの折り曲げ部に嵌合した状態、すなわち、光導波路ユニットと電気回路ユニットとが結合した状態では、光導波路ユニットのコアと、電気回路ユニットの光学素子とが、自動的に調芯された状態になる。しかも、上記光導波路ユニットの差し込み部は、その光導波路ユニットを構成するアンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料と同材料から、形成されたものであり、上記電気回路ユニットの折り曲げ部は、その電気回路ユニットを構成する電気回路基板に形成されたものであることから、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品は設けられていない。そのため、光導波路ユニットと電気回路ユニットとの結合に、上記コネクタ等の他の部品による寸法誤差や位置ずれの累積がなく、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子との調芯は、高精度になっている。本発明の光電気混載基板は、以上のように、上記光導波路ユニットの差し込み部と上記電気回路ユニットの折り曲げ部とを嵌合するという簡単な作業により、コアと光学素子とが自動的に高精度に調芯される構造となっていることから、手間と時間とを要する調芯作業が不要であるため、量産性に優れている。また、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品が不要であることから、そのコネクタ等の寸法精度の管理も不要であるため、この点からも、量産性に優れている。
【００１１】
特に、上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、平面視略Ｖ字状の突出部に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対する内壁面に挟持された状態で、その突出部に嵌合している場合には、簡単な位置決め構造で、高精度な調芯状態の光電気混載基板になっている。
【００１２】
本発明の光電気混載基板の製法は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを、結合させることにより行われる。上記光導波路ユニットを作製する工程では、アンダークラッド層の表面において、フォトリソグラフィ法により、コアと同時に、そのコア形成材料と同材料で、電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成するため、上記コアの一端面と、上記差し込み部とが、互いに位置決めされた位置関係になっている。また、上記電気回路ユニットを作製する工程では、光学素子に対して位置決めされた所定位置に、上記光導波路ユニットの差し込み部に嵌合させる折り曲げ部を形成している。そのため、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを結合させると、光導波路ユニットのコアと、電気回路ユニットの光学素子とを、自動的に調芯することができる。しかも、上記光導波路ユニットの差し込み部は、その光導波路ユニットを構成するアンダークラッド層の表面において、フォトリソグラフィ法により、コアと同時に形成され、上記電気回路ユニットの折り曲げ部は、その電気回路ユニットを構成する電気回路基板の一部に形成されることから、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品を要しない。そのため、光導波路ユニットと電気回路ユニットとの結合に、上記コネクタ等の他の部品による寸法誤差や位置ずれの累積が生じず、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子との調芯が、高精度になる。本発明の光電気混載基板の製法は、以上のように、上記光導波路ユニットの差し込み部と上記電気回路ユニットの折り曲げ部とを嵌合するという簡単な作業により、コアと光学素子とが自動的に高精度に調芯されることから、手間と時間とを要する調芯作業が不要であるため、量産性に優れている。また、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品を要しないことから、そのコネクタ等の寸法精度の管理も不要であるため、この点からも、量産性に優れている。
【００１３】
特に、上記光導波路ユニットの上記差し込み部を、平面視略Ｖ字状の突出部に形成し、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対する内壁面に挟持させ、その突出部に嵌合させる場合には、上記差し込み部（突出部）への上記折り曲げ部の嵌合が簡単にできるため、より生産性により優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の光電気混載基板の一実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】上記光電気混載基板を構成する光導波路ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図３】上記光電気混載基板を構成する電気回路ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、上記光電気混載基板の製法における光導波路ユニットの作製工程を模式的に示す説明図である。
【図５】上記作製された光導波路ユニットを模式的に示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、上記光電気混載基板の製法における電気回路ユニットの作製工程を模式的に示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図６に続く、上記電気回路ユニットの作製工程を模式的に示す説明図である。
【図８】上記光電気混載基板の作製工程を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明の光電気混載基板の他の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の一端部の要部を拡大した縦断面図である。
【図１０】上記他の実施の形態の光導波路ユニットの一端部の変形例を模式的に示す拡大縦断面図である。
【図１１】上記光電気混載基板のさらに他の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の光電気混載基板の一実施の形態を模式的に示す斜視図である。この光電気混載基板は、電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４を有する光導波路ユニットＷと、その差し込み部４に嵌合する折り曲げ部１５を有する電気回路ユニットＥとを、個別に作製し、上記光導波路ユニットＷの上記差し込み部４に、上記電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５が嵌合することにより、上記光導波路ユニットＷと上記電気回路ユニットＥとを結合して一体化したものとなっている。ここで、光導波路ユニットＷにおいて、上記差し込み部４は、コア２の一端面（光透過面）２ａに対して所定位置（両ユニットＷ，Ｅの結合時に光導波路ユニットＷの一端面２ａが電気回路ユニットＥの光学素子１０と対面するよう予め設定された位置）に位置決め形成されている。また、上記電気回路ユニットＥにおいて、上記差し込み部４に嵌合する上記折り曲げ部１５は、光学素子１０に対して所定位置（両ユニットＷ，Ｅの結合時に電気回路ユニットＥの光学素子１０が光導波路ユニットＷの一端面２ａと対面するよう予め設定された位置）に位置決め形成されている。このため、上記光電気混載基板では、上記差し込み部４と上記折り曲げ部１５との嵌合により、コア２の一端面２ａと光学素子１０とが、適正に位置決めされ、調芯された状態になっている。なお、図１では、光電気混載基板の一端部を図示しており、図示されていない上記光導波路ユニットＷの部分は、直線状であっても屈曲状であってもよい。
【００１７】
より詳しく説明すると、上記光導波路ユニットＷは、その斜視図を図２に示すように、アンダークラッド層１と、このアンダークラッド層１の表面に所定パターンの線状に形成された光路用のコア２と、このコア２を被覆した状態で上記アンダークラッド層１の表面に形成されたオーバークラッド層３とを備えている。そして、この光導波路ユニットＷの一端部（図２では下端部）であって、コア２の左右両側の部分は、オーバークラッド層３がいわば切欠かれた状態になっていて、そこからアンダークラッド層１が露呈しており、その露呈部の表面に、電気回路ユニット位置決め用のＶ字状（図２では逆Ｖ字状）の上記差し込み部４が形成されている。このＶ字状の差し込み部４では、そのＶ字状の相対向する壁部の内側部分によって差し込み凹部４ａが形成されていて、そこに、上記電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５（図１参照）が嵌合するようになっている。また、その差し込み部４は、フォトリソグラフィ法により、コア２の形成材料から、コア２と同時に形成されたものであり、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。この実施の形態では、上記差し込み部４の配置は、コア２の左右両側（２個所）に形成されている。
【００１８】
一方、上記電気回路ユニットＥは、その斜視図を図３に示すように、基板１１と、この基板１１の表面（図では下面）に形成された絶縁層（図示せず）と、この絶縁層の表面（図では下面）に形成された光学素子実装用パッドを含む電気回路（図示せず）と、上記光学素子実装用パッドに実装された光学素子１０とを備えている。また、電気回路ユニットＥには、上記光学素子１０の光路に対応する部分（図では光学素子１０の上方）に、光路用の貫通孔１８が形成されている。そして、この電気回路ユニットＥには、上記光導波路ユニットＷの差し込み部４（図２参照）に嵌合する長方形板状の折り曲げ部１５が起立形成されている。この長方形板状の折り曲げ部１５は、上記基板１１と絶縁層との積層部分の一部分が、コ字状に切り込まれ、そのコ字状の切り込みで囲まれる舌片状部分が、上記積層部分に対し直角に起立状に折り曲げられて形成されたものであり、上記光学素子１０に対して、所定位置に位置決め形成されている。この実施の形態では、上記折り曲げ部１５の配置は、上記光学素子１０の左右両側（２個所）に形成されている。
【００１９】
なお、上記絶縁層の表面には、上記光学素子実装用パッドを含む電気回路とともに、上記折り曲げ部１５を位置決め形成する際の目印として利用される折り曲げ部位置決め用回路（図示せず）が形成されている。この折り曲げ部位置決め用回路は、上記折り曲げ部１５となる上記舌片状部分を形成する上記コ字状の切り込みに沿って、形成されている。さらに、これら光学素子実装用パッド，電気回路，折り曲げ部位置決め用回路の表面には、めっき層（図示せず）が形成されている。上記光学素子１０は、この実施の形態では、フリップチップタイプの素子が用いられており、その発光部または受光部は、光学素子１０の実装側の面（図では上面）に形成されている。
【００２０】
そして、上記光電気混載基板は、図１に示すように、上記光導波路ユニットＷの上記差し込み部４の差し込み凹部４ａに、上記電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５が嵌合されている状態で、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとが結合され一体化されている。上記嵌合状態では、上記折り曲げ部１５の片側側縁が、上記差し込み凹部４ａ内に位置するアンダークラッド層１の表面部分に接触している。ここで、先に述べたように、光導波路ユニットＷに形成された上記差し込み部４は、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。また、電気回路ユニットＥに形成された折り曲げ部１５は、光学素子１０に対して所定位置に位置決め形成されている。そのため、上記差し込み部４と折り曲げ部１５との嵌合により、コア２の一端面２ａと光学素子１０とは、適正に位置決めされ、自動的に調芯された状態になっている。
【００２１】
さらに、この実施の形態では、光導波路ユニットＷの上記差し込み部４がＶ字状に形成されている。そのため、その差し込み部４に上記折り曲げ部１５が嵌合されている状態では、その折り曲げ部１５の表裏両面が上記差し込み部（突出部）４の対面する内壁面に当接し、折り曲げ部１５が上記突出部で挟持された状態になっている。その結果、上記電気回路ユニットＥに対する上記光導波路ユニットＷの位置ずれが、より確実に防止され、コア２と光学素子１０との調芯を、より確実に維持することができる。
【００２２】
上記光電気混載基板は、下記の（１）〜（３）の工程を経て製造される。
（１）上記光導波路ユニットＷを作製する工程〔図４（ａ）〜（ｄ），図５参照〕。
（２）上記電気回路ユニットＥを作製する工程〔図６（ａ）〜（ｃ），図７（ａ）〜（ｃ）参照〕。
（３）上記光導波路ユニットＷを上記電気回路ユニットＥに結合する工程（図８参照）。
【００２３】
〔（１）光導波路ユニットＷの作製工程〕
上記（１）の光導波路ユニットＷの作製工程について説明する。まず、アンダークラッド層１を形成する際に用いる平板状の基台２０〔図４（ａ）参照〕を準備する。この基台２０の形成材料としては、例えば、ガラス，石英，シリコン，樹脂，金属等があげられる。なかでも、ステンレス製基板が好ましい。ステンレス製基板は、熱に対する伸縮耐性に優れ、上記光導波路装置の製造過程において、様々な寸法が設計値に略維持されるからである。また、基台２０の厚みは、例えば、２０μｍ〜１ｍｍの範囲内に設定される。
【００２４】
ついで、図４（ａ）に示すように、上記基台２０の表面の所定領域に、フォトリソグラフィ法により、アンダークラッド層１を形成する。このアンダークラッド層１の形成材料としては、感光性エポキシ樹脂等の感光性樹脂が用いられる。アンダークラッド層１の厚みは、例えば、５〜５０μｍの範囲内に設定される。
【００２５】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層１の表面に、コアおよび差し込み部形成用の感光性樹脂層２Ａを形成する。そして、コア２および平面視Ｖ字状の差し込み部４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２Ａを照射線により露光する。
【００２６】
そして、図４（ｃ）に示すように、現像液を用いて現像を行うことにより、上記感光性樹脂層２Ａにおける未露光部分を溶解させて除去し、残存した感光性樹脂層２Ａをコア２および平面視Ｖ字状の差し込み部４のパターンに形成する。この差し込み部４は、上記のように、１個のフォトマスクを使用したフォトリソグラフィ法により、コアと同時に形成したため、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。
【００２７】
上記コア２および差し込み部４の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層１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１およびオーバークラッド層３〔図４（ｄ）参照〕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１，コア２，オーバークラッド層３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。コアの数は、１本でも複数本でもよい〔図４（ｃ）では１本〕。コア２のパターンは、例えば、直線状，分岐状，交差状等があげられ、それらが混在していてもよい〔図４（ｃ）では直線状〕。コア２および差し込み部４の厚みは、例えば、２０〜１００μｍの範囲内に設定される。コア２の幅は、例えば、２０〜１００μｍの範囲内に設定される。差し込み部４の差し込み凹部４ａの寸法は、例えば、奥行き深さが０．３〜５．０ｍｍの範囲内、幅が３０μｍ（Ｖ字状の奥側の最小幅）〜２．０ｍｍ（Ｖ字状の広がった開口側の最大幅）の範囲内にそれぞれ設定される。
【００２８】
そして、図４（ｄ）に示すように、上記コア２を被覆し、上記差し込み部４を被覆しないよう、上記アンダークラッド層１の表面に、フォトリソグラフィ法により、オーバークラッド層３を形成する。すなわち、このオーバークラッド層３の形成に用いるフォトマスクは、上記差し込み部４に対応する部分が未露光となるようなパターンに形成されている。上記オーバークラッド層３の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層１と同様の感光性樹脂があげられる。上記オーバークラッド層３の厚み（アンダークラッド層１の表面からの厚み）は、例えば、コア２の厚みを上回り１０００μｍ以下の範囲内に設定される。
【００２９】
ついで、図５に示すように、アンダークラッド層１の裏面から基台２０〔図４（ｄ）参照〕を剥離する。これにより、アンダークラッド層１，コア２，オーバークラッド層３を備え、上記アンダークラッド層１の表面に電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４が形成された光導波路ユニットＷを得る。この光導波路ユニットＷの厚みは、例えば、３０〜１１５０μｍの範囲内に設定される。このようにして、上記（１）の光導波路ユニットＷの作製工程が完了する。
【００３０】
〔（２）電気回路ユニットＥの作製工程〕
つぎに、上記（２）の電気回路ユニットＥの作製工程について、図６（ａ）〜（ｃ），図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。これら図６，７の各（ａ）〜（ｃ）には、上下に２つの図を示しており、上側の図が平面図、下側の図がその縦断面図である。
【００３１】
まず、前記基板１１〔図６（ａ）参照〕を準備する。この基板１１の形成材料としては、例えば、金属，樹脂等があげられる。なかでも、加工容易性および寸法安定性の観点から、ステンレス製基板が好ましい。また、上記基板１１の厚みは、例えば、０．０２〜０．１ｍｍの範囲内に設定される。
【００３２】
ついで、図６（ａ）に示すように、上記基板１１の表面の所定領域に、絶縁層１２に形成する。この絶縁層１２の形成は、例えば、感光性ポリイミド樹脂等の、絶縁層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、それを加熱処理して乾燥させ、絶縁層形成用の感光性樹脂層を形成する。そして、その感光性樹脂層を、フォトマスクを介して紫外線等の照射線により露光することにより、所定形状の絶縁層１２に形成する。絶縁層１２の厚みは、例えば、５〜１５μｍの範囲内に設定される。
【００３３】
つぎに、図６（ｂ）に示すように、上記絶縁層１２の表面に、光学素子実装用パッド１３を含む電気回路（図示せず）と、折り曲げ部位置決め用回路１４とを、同時に形成し、電気回路基板を作製する。これら電気回路等の形成は、例えば、セミアディティブ法により行われる。
【００３４】
すなわち、まず、上記絶縁層１２の表面に、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６０〜２６０ｎｍ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、上記基板１１，絶縁層１２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上記電気回路等のパターンの孔部を同時に形成し、その孔部の底に上記シード層の表面部分を露呈させる。つぎに、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、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、残存した電解めっき層とその下のシード層とからなる積層部分を上記電気回路等に形成する。このようにして、上記基板１１，絶縁層１２、光学素子実装用パッド１３を含む電気回路，および折り曲げ部位置決め用回路１４からなる電気回路基板を得る。
【００３５】
そして、その電気回路基板を露光機にセットし、表面側（電気回路側）と裏面側（基板１１側）とをカメラで撮影し、その画像を基に、上記表面側の折り曲げ部位置決め用回路１４を目印として、折り曲げ部形成予定部（舌片状部分１５Ａ）の裏面側の位置を適正に位置決めするとともに、上記光学素子実装用パッド１３を目印として、光路用の貫通孔形成予定部の裏面側の位置を適正に位置決めする。ついで、その裏面側のうち、舌片状の上記折り曲げ部形成予定部を形成するためのコ字状の切り込み予定部および上記光路用の円形状の貫通孔形成予定部を除く部分を、ドライフィルムレジスト（図示せず）で覆う。つぎに、図６（ｃ）に示すように、露呈している上記コ字状の切り込み予定部および上記円形状の貫通孔形成予定部の基板１１の部分を、塩化第２鉄水溶液を用いてエッチングすることにより除去する。これにより、その除去部分１１ａ，１１ｂから上記絶縁層１２の部分が露呈する。
【００３６】
ついで、図７（ａ）に示すように、上記露呈した絶縁層１２の部分を、ケミカルエッチング液を用いてエッチングすることにより除去する。これにより、上記コ字状の切り込み予定部をコ字状の切り込み１６に形成する（コ字状の貫通状態にする）とともに、上記円形状の貫通孔形成予定部を円形状の貫通孔１８に形成する。つぎに、電解めっき処理を施すことにより、上記光学素子実装用パッド１３を含む電気回路，および折り曲げ部位置決め用回路１４の表面に、めっき層（図示せず）を形成する。その後、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。なお、上記めっき層の成分としては、金，ニッケル等があげられる。また、そのめっき層の厚みは、通常、０．２〜０．５μｍの範囲内に設定される。
【００３７】
つぎに、図７（ｂ）に示すように、光学素子実装用パッド１３の表面に、上記めっき層を介して、上記光学素子１０を実装する。その後、必要に応じて、上記光学素子１０およびその周辺部を、樹脂封止（図示せず）する。
【００３８】
そして、図７（ｃ）に示すように、上記コ字状の切り込み１６〔図７（ａ）参照〕で囲まれる舌片状部分１５Ａを、上記電気回路基板と直角に垂下状に折り曲げ、折り曲げ部１５に形成する。これにより、折り曲げ部１５を有する電気回路ユニットＥを得る。この折り曲げ部１５は、上記セミアディティブ法により光学素子実装用パッド１３と同時に形成した折り曲げ部位置決め用回路１４を基準に形成されているため、上記折り曲げ部１５は、上記光学素子実装用パッド１３に対して所定位置に位置決め形成される。そのため、その光学素子実装用パッド１３に実装した光学素子１０と上記折り曲げ部１５とは、互いに位置決めされた位置関係になっている。なお、上記折り曲げ部１５の高さは、その折り曲げ部１５が上記光導波路ユニットの差し込み部４（図１参照）に嵌合できる高さに設定される。このようにして、上記（２）の電気回路ユニットＥの作製工程が完了する。
【００３９】
〔（３）光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合工程〕
つぎに、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合工程について説明する。この結合は、図８〔図７（ｃ）に示す電気回路ユニットＥを上下逆に図示している）に斜視図で示すように、上記電気回路ユニットＥの光路用の貫通孔１８と、上記光導波路ユニットＷのコア２の一端面２ａとを対面させた状態で、上記光導波路ユニットＷの差し込み部４に、上記電気回路ユニットＥの折り曲げ部１５を嵌合させ、上記光導波路ユニットＷと上記電気回路ユニットＥとを一体化する。このとき、上記折り曲げ部１５の片側側縁を、上記差し込み部４の差し込み凹部４ａ内に位置するアンダークラッド層１の表面部分に接触させる。その後、必要に応じて、上記差し込み部４と折り曲げ部１５との嵌合部を接着剤で固定してもよい。このようにして、上記（３）の光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合工程が完了し、目的とする光電気混載基板が完成する。
【００４０】
ここで、先に述べたように、上記光導波路ユニットＷでは、コア２の一端面２ａと電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４とが互いに位置決めされた位置関係になっている。また、上記光学素子１０が実装された電気回路ユニットＥでは、光学素子１０と上記差し込み部４に嵌合する折り曲げ部１５とが互いに位置決めされた位置関係になっている。そのため、上記のように、上記差し込み部４に上記折り曲げ部１５を嵌合させて、上記光電気混載基板を作製すると、コア２の一端面２ａと光学素子１０とが、自動的に調芯される。その結果、上記光電気混載基板を作製には、手間と時間とを要する調芯作業が不要となる。すなわち、上記光電気混載基板は、量産性に優れたものとなっている。
【００４１】
しかも、上記光導波路ユニットＷの差し込み部４は、その光導波路ユニットＷを構成するアンダークラッド層１の表面に、コア２の形成材料で形成されたものである。また、上記電気回路ユニットＥの折り曲げ部１５は、その電気回路ユニットＥを構成する電気回路基板の一部分からなるものである。すなわち、上記差し込み部４と上記折り曲げ部１５との嵌合に、コネクタ等の他の部品は設けられていない。そのため、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合に、上記コネクタ等の他の部品による寸法誤差や位置ずれの累積がなく、光導波路ユニットＷのコア２と電気回路ユニットＥの光学素子１０との調芯は、高精度になっている。また、上記差し込み部４と上記折り曲げ部１５との嵌合に、コネクタ等の他の部品を要しないことから、そのコネクタ等の寸法精度の管理も不要となっており、この点からも、量産性に優れている。
【００４２】
図９（ａ）は、本発明の光電気混載基板の他の実施の形態を模式的に示す斜視図であり、図９（ｂ）は、その一端部の要部を示す縦断面図である。この実施の形態では、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとが平行になった状態で、上記光導波路ユニットＷの上記差し込み部４に、電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５が嵌合している。この嵌合状態では、上記折り曲げ部１５の頂端縁が、上記差し込み部４の差し込み凹部４ａ内に位置するアンダークラッド層１の表面部分に接触している。そして、上記光導波路ユニットＷの一端部には、コア２の軸方向に対して４５°傾斜した傾斜面が形成され、その傾斜面に位置するコア２の一端面２ａが光反射面になっている。すなわち、コア２の一端面２ａで光を反射して、コア２と光学素子１０との間で光伝達が可能な状態になっている（図示の一点鎖線Ｌ参照）。上記傾斜面は、光導波路ユニットＷの作製の最後の工程において、上記差し込み部４を基準とした所定位置で、回転刃による切削またはレーザ加工等により形成される。それ以外の光導波路ユニットＷの部分および電気回路ユニットＥは、図１に示す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。そして、図１に示す実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００４３】
なお、この実施の形態では、光導波路ユニットＷの一端面の傾斜面において、その傾斜面に位置するコア２の一端面２ａを光反射面に形成したが、図１０に一端部の要部を縦断面図で示すように、オーバークラッド層３の一端部に傾斜面を形成し、その傾斜面に位置するオーバークラッド層３の部分３ａを光反射面とし、コア２と光学素子１０との間で光伝達が可能な状態にしてもよい（図示の一点鎖線Ｌ参照）。すなわち、この場合も、コア２の一端面２ａは、上記差し込み部４〔図９（ａ）参照〕と互いに位置決めされた位置関係になっており、光学素子１０と調芯された状態になっている。
【００４４】
また、上記各実施の形態では、光学素子１０として、フリップチップタイプの素子を用いたが、ワイヤーボンディングタイプの素子を用いてもよい。このワイヤーボンディングタイプの素子を用いる場合は、発光部または受光部が、光学素子１０の上面（表面）に形成されているため、図１１に示すように、光導波路ユニットＷは、光学素子１０が実装されている側から電気回路ユニットＥに嵌合される。
【００４５】
さらに、上記各実施の形態では、光電気混載基板の一端部について説明したが、他端部においても、上記各実施の形態と同様の構成としてもよい。この場合は、上記光学素子１０として、例えば、一端部側に発光素子、他端部側に受光素子を実装することにより、その発光素子からの光を、コア２を介して、上記受光素子で受光するようにすることができる。
【００４６】
そして、上記各実施の形態では、光導波路ユニットＷの上記差し込み部４の形状をＶ字状としたが、他でもよい。例えば、光導波路ユニットＷの上記差し込み部４をＹ字状（このＹ字状も略Ｖ字状に含まれる）としてもよいし、コ字状としてもよい。
【００４７】
また、上記各実施の形態では、上記光導波路ユニットＷのオーバークラッド層３をフォトリソグラフィ法により形成したが、型成形により形成してもよい。なお、上記各実施の形態では、上記光導波路ユニットＷにオーバークラッド層３を形成したが、必要に応じて、オーバークラッド層３を形成することなく、コア２を露呈した状態にしてもよい。
【００４８】
さらに、上記各実施の形態では、電気回路ユニットＥの作製工程において、光学素子実装用パッド１３，電気回路，折り曲げ部位置決め用回路１４の表面に、めっき層を形成したが、このめっき層は、必要に応じて形成されるものであり、不要な場合は、形成しなくてもよい。
【００４９】
つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００５０】
〔アンダークラッド層，オーバークラッド層の形成材料〕
成分Ａ：脂環骨格を含むエポキシ樹脂（ダイセル化学工業社製、ＥＨＰＥ３１５０）１００重量部。
成分Ｂ：光酸発生剤（サンアプロ社製、ＣＰＩ−２００Ｋ）２重量部。
これら成分Ａ，Ｂをシクロヘキサノンに溶解することにより、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（感光性樹脂）を調製した。
【００５１】
〔コアの形成材料〕
成分Ｃ：Ｏ−クレゾールノボラックグリシジルエーテル（新日鐡化学社製、ＹＤＣＮ−７００−１０）１００重量部。
この成分Ｃと上記成分Ｂ１重量部とを乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料（感光性樹脂）を調製した。
【００５２】
〔実施例１〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記アンダークラッド層，コア，オーバークラッド層の各形成材料を用い、図１に示す実施の形態と同様にして、電気回路ユニット位置決め用のＶ字状の差し込み部を有する光導波路ユニットを作製した。上記Ｖ字状の差し込み凹部の寸法は、奥行き深さを１．９８ｍｍ、Ｖ字状の奥側の最小幅を８０μｍ、Ｖ字状の広がった開口側の最大幅を８２０μｍ、隣り合う差し込み部の中心間距離を６．０ｍｍとした。
【００５３】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記図１に示す実施の形態と同様にして、上記電気回路ユニット位置決め用の差し込み部に嵌合する長方形状の折り曲げ部を有する電気回路ユニットを作製した。その折り曲げ部の寸法は、幅を３．０ｍｍ、高さを２．０ｍｍ、対面する折り曲げ部の中心間距離を６．０ｍｍとした。なお、光学素子として、フリップチップタイプの発光素子（ＵＬＭ Photonics社製、ＵＬＭ８５０−１０−ＴＴ−Ｃ０１０４Ｕ）を実装した。
【００５４】
〔光電気混載基板の製造〕
上記光導波路ユニットの差し込み部に、上記電気回路ユニットの折り曲げ部を嵌合させ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを一体化した。そして、その嵌合部を接着剤で固定した。
【００５５】
〔実施例２〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記実施例１の光導波路ユニットの一端部を、図９（ａ），（ｂ）に示す実施の形態と同様にして、傾斜面に形成した。それ以外の部分は、上記実施例１と同様とした。
【００５６】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記実施例１の電気回路ユニットを準備した。
【００５７】
〔光電気混載基板の製造〕
上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを平行にした状態で、上記光導波路ユニットの差し込み部に、上記電気回路ユニットの折り曲げ部を嵌合させ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを一体化した。そして、その嵌合部を接着剤で固定した。
【００５８】
〔光伝播試験〕
上記実施例１，２の光電気混載基板の発光素子に電流を流し、発光素子から光を出射させた。そして、光電気混載基板のコアの他端部から光が出射されることを確認した。
【００５９】
〔実施例３〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記実施例１の光導波路ユニットにおいて、他端部も、一端部と同様に、電気回路ユニット位置決め用のＶ字状の差し込み部を有する光導波路ユニットを作製した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００６０】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記実施例１と同様の電気回路ユニットを作製した。さらに、上記実施例１の電気回路ユニットにおいて、発光素子に代えて、フリップチップタイプの受光素子（Ａｌｂｉｓ社製、ＰＤＣＡ０４−７０−ＧＳ）を実装したものを作製した。
【００６１】
〔光電気混載基板の製造〕
上記実施例１と同様にして、光導波路ユニットの一端部に、上記発光素子が実装された電気回路ユニットを固定し、他端部に、上記受光素子が実装された電気回路ユニットを固定した。
【００６２】
〔実施例４〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記実施例２の光導波路ユニットにおいて、他端部も、一端部と同様に、傾斜面に形成した。それ以外の部分は、上記実施例２と同様とした。
【００６３】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記実施例３の、上記発光素子が実装された電気回路ユニットと、上記受光素子が実装された電気回路ユニットとを準備した。
【００６４】
〔光電気混載基板の製造〕
上記実施例２と同様にして、光導波路ユニットの一端部に、上記発光素子が実装された電気回路ユニットを固定し、他端部に、上記受光素子が実装された電気回路ユニットを固定した。
【００６５】
〔信号伝送試験〕
上記実施例３，４の光電気混載基板の発光素子に電流を流し、発光素子から光を出射させた。そして、その光が受光素子で受光されていることを確認した。
【００６６】
上記実施例１〜４の結果から、上記製法では、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子（発光素子，受光素子）との調芯作業をしなくても、得られた光電気混載基板は、適正に光伝播することがわかる。
【００６７】
なお、上記差し込み部を、Ｙ字状，コ字状に形成した光電気混載基板でも、調芯作業をしなくても、適正に光伝播するという結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の光電気混載基板は、音声や画像等のデジタル信号を高速で伝送，処理する情報通信機器，信号処理装置等に用いることができる。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ 光導波路ユニット
Ｅ 電気回路ユニット
１ アンダークラッド層
２ コア
２ａ 一端面
４ 差し込み部
１０ 光学素子
１５ 折り曲げ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニット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。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子機器等では、伝送情報量の増加に伴い、電気配線に加えて、光配線が採用されている。すなわち、電気配線が形成された電気回路基板に、電気信号を光信号に変換する発光素子や光信号を電気信号に変換する受光素子等の光学素子が実装された電気回路ユニットと、上記光信号を伝送する光配線として光導波路が形成された光導波路ユニットとを備えた光電気混載基板が、上記電子機器等に組み込まれている。
【０００３】
上記光電気混載基板では、上記発光素子から発光された光を、上記光導波路ユニットのコア（光配線）の一端面（光入口）に入射させ、また、上記コアの他端面（光出口）から出射した光を、上記受光素子に受光させる必要がある。そのため、上記光学素子（発光素子，受光素子）とコアとを調芯する必要がある。
【０００４】
そこで、上記光学素子とコアとの調芯方法が、従来より提案されている。その一例として、光導波路ユニットを固定し、その光導波路ユニットのコアの一端面（光入口）に対して、発光素子から光を発光させた状態で、その発光素子の位置を変化させつつ、上記コアの他端面（光出口）から出射した光の強度をモニタリングし、その強度が最大となった位置を、調芯位置として決定する方法がある（特許文献１参照）。また、他の例として、位置決め用の孔部が形成されたコネクタを光導波路ユニットに取り付け、上記孔部に嵌合する位置決め用のピンを電気回路ユニットに取り付け、上記孔部とピンとを嵌合することにより、光学素子と光導波路ユニットのコアとを自動的に調芯する方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１９６８３１号公報
【特許文献２】特開２００９−２２３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の調芯方法では、高精度な調芯が可能であるものの、手間と時間とを要し、量産性に欠ける。また、上記特許文献２の調芯方法では、孔部とピンとの嵌合という簡単な方法で位置合わせが可能であるものの、コネクタおよびピンそれぞれの作製の際の寸法誤差だけでなく、光導波路ユニットに対するコネクタの取り付け位置の位置ずれ，電気回路ユニットに対する位置決め用のピンの取り付け位置の位置ずれ等も生じるため、それら寸法誤差および位置ずれが累積することで、調芯精度が悪化する。そこで、調芯精度を高めようとすると、上記寸法誤差や位置ずれが発生しないよう、寸法精度の管理が必要となるため、コストが高くなるとともに、量産性に欠けたものとなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子との調芯作業が不要であり、かつ、量産性に優れている光電気混載基板およびその製法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させてなる光電気混載基板であって、上記光導波路ユニットが、アンダークラッド層と、このアンダークラッド層の表面に形成された光路用のコアおよびそのコア形成材料と同材料からなる電気回路ユニット位置決め用の差し込み部とを備え、上記電気回路ユニットが、電気回路基板と、この電気回路基板上の所定部分に実装された光学素子と、上記電気回路基板の一部分を起立状に折り曲げてなる、上記差し込み部嵌合用の折り曲げ部とを備え、上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、上記コアの形成位置を基準にしその一端面に対して所定位置に位置決めされ、差し込み可能に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記光学素子に対して所定位置に位置決め形成され、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとの結合が、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させた状態でなされている光電気混載基板を第１の要旨とする。
【０００９】
また、本発明は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させる上記光電気混載基板の製法であって、上記光導波路ユニットの作製が、アンダークラッド層を形成する工程と、このアンダークラッド層の表面に、光路用のコアおよび電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成する工程とを備え、そのコアおよび差し込み部を形成する工程において、フォトリソグラフィ法により、上記コアを形成すると同時に、そのコアの一端面に対して位置決めされた所定位置に、上記コア形成材料と同材料で電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成することが行われ、上記電気回路ユニットの作製が、電気回路基板を形成する工程と、この電気回路基板上の所定部分に光学素子を実装する工程とを備え、その光学素子を実装した後、その光学素子に対して位置決めされた所定位置に、上記差し込み部に嵌合させる折り曲げ部を起立状に折り曲げ形成することが行われ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを結合させ光電気混載基板にすることが、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させることにより行われる光電気混載基板の製法を第２の要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光電気混載基板は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを、結合させたものとなっている。上記光導波路ユニットでは、アンダークラッド層の表面において、コアの一端面と、電気回路ユニット位置決め用の差し込み部とが、互いに位置決めされた位置関係になっている。また、上記電気回路ユニットでは、光学素子と、上記光導波路ユニットの差し込み部に嵌合する折り曲げ部とが、互いに位置決めされた位置関係になっている。そのため、上記光導波路ユニットの差し込み部に、上記電気回路ユニットの折り曲げ部に嵌合した状態、すなわち、光導波路ユニットと電気回路ユニットとが結合した状態では、光導波路ユニットのコアと、電気回路ユニットの光学素子とが、自動的に調芯された状態になる。しかも、上記光導波路ユニットの差し込み部は、その光導波路ユニットを構成するアンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料と同材料から、形成されたものであり、上記電気回路ユニットの折り曲げ部は、その電気回路ユニットを構成する電気回路基板に形成されたものであることから、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品は設けられていない。そのため、光導波路ユニットと電気回路ユニットとの結合に、上記コネクタ等の他の部品による寸法誤差や位置ずれの累積がなく、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子との調芯は、高精度になっている。本発明の光電気混載基板は、以上のように、上記光導波路ユニットの差し込み部と上記電気回路ユニットの折り曲げ部とを嵌合するという簡単な作業により、コアと光学素子とが自動的に高精度に調芯される構造となっていることから、手間と時間とを要する調芯作業が不要であるため、量産性に優れている。また、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品が不要であることから、そのコネクタ等の寸法精度の管理も不要であるため、この点からも、量産性に優れている。
【００１１】
特に、上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、平面視略Ｖ字状の突出部に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対する内壁面に挟持された状態で、その突出部に嵌合している場合には、簡単な位置決め構造で、高精度な調芯状態の光電気混載基板になっている。
【００１２】
本発明の光電気混載基板の製法は、光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを、結合させることにより行われる。上記光導波路ユニットを作製する工程では、アンダークラッド層の表面において、フォトリソグラフィ法により、コアと同時に、そのコア形成材料と同材料で、電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成するため、上記コアの一端面と、上記差し込み部とが、互いに位置決めされた位置関係になっている。また、上記電気回路ユニットを作製する工程では、光学素子に対して位置決めされた所定位置に、上記光導波路ユニットの差し込み部に嵌合させる折り曲げ部を形成している。そのため、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを結合させると、光導波路ユニットのコアと、電気回路ユニットの光学素子とを、自動的に調芯することができる。しかも、上記光導波路ユニットの差し込み部は、その光導波路ユニットを構成するアンダークラッド層の表面において、フォトリソグラフィ法により、コアと同時に形成され、上記電気回路ユニットの折り曲げ部は、その電気回路ユニットを構成する電気回路基板の一部に形成されることから、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品を要しない。そのため、光導波路ユニットと電気回路ユニットとの結合に、上記コネクタ等の他の部品による寸法誤差や位置ずれの累積が生じず、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子との調芯が、高精度になる。本発明の光電気混載基板の製法は、以上のように、上記光導波路ユニットの差し込み部と上記電気回路ユニットの折り曲げ部とを嵌合するという簡単な作業により、コアと光学素子とが自動的に高精度に調芯されることから、手間と時間とを要する調芯作業が不要であるため、量産性に優れている。また、上記差し込み部と上記折り曲げ部との嵌合に、コネクタ等の他の部品を要しないことから、そのコネクタ等の寸法精度の管理も不要であるため、この点からも、量産性に優れている。
【００１３】
特に、上記光導波路ユニットの上記差し込み部を、平面視略Ｖ字状の突出部に形成し、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対する内壁面に挟持させ、その突出部に嵌合させる場合には、上記差し込み部（突出部）への上記折り曲げ部の嵌合が簡単にできるため、より生産性により優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の光電気混載基板の一実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】上記光電気混載基板を構成する光導波路ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図３】上記光電気混載基板を構成する電気回路ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、上記光電気混載基板の製法における光導波路ユニットの作製工程を模式的に示す説明図である。
【図５】上記作製された光導波路ユニットを模式的に示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、上記光電気混載基板の製法における電気回路ユニットの作製工程を模式的に示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図６に続く、上記電気回路ユニットの作製工程を模式的に示す説明図である。
【図８】上記光電気混載基板の作製工程を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明の光電気混載基板の他の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の一端部の要部を拡大した縦断面図である。
【図１０】上記他の実施の形態の光導波路ユニットの一端部の変形例を模式的に示す拡大縦断面図である。
【図１１】上記光電気混載基板のさらに他の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の光電気混載基板の一実施の形態を模式的に示す斜視図である。この光電気混載基板は、電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４を有する光導波路ユニットＷと、その差し込み部４に嵌合する折り曲げ部１５を有する電気回路ユニットＥとを、個別に作製し、上記光導波路ユニットＷの上記差し込み部４に、上記電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５が嵌合することにより、上記光導波路ユニットＷと上記電気回路ユニットＥとを結合して一体化したものとなっている。ここで、光導波路ユニットＷにおいて、上記差し込み部４は、コア２の一端面（光透過面）２ａに対して所定位置（両ユニットＷ，Ｅの結合時に光導波路ユニットＷの一端面２ａが電気回路ユニットＥの光学素子１０と対面するよう予め設定された位置）に位置決め形成されている。また、上記電気回路ユニットＥにおいて、上記差し込み部４に嵌合する上記折り曲げ部１５は、光学素子１０に対して所定位置（両ユニットＷ，Ｅの結合時に電気回路ユニットＥの光学素子１０が光導波路ユニットＷの一端面２ａと対面するよう予め設定された位置）に位置決め形成されている。このため、上記光電気混載基板では、上記差し込み部４と上記折り曲げ部１５との嵌合により、コア２の一端面２ａと光学素子１０とが、適正に位置決めされ、調芯された状態になっている。なお、図１では、光電気混載基板の一端部を図示しており、図示されていない上記光導波路ユニットＷの部分は、直線状であっても屈曲状であってもよい。
【００１７】
より詳しく説明すると、上記光導波路ユニットＷは、その斜視図を図２に示すように、アンダークラッド層１と、このアンダークラッド層１の表面に所定パターンの線状に形成された光路用のコア２と、このコア２を被覆した状態で上記アンダークラッド層１の表面に形成されたオーバークラッド層３とを備えている。そして、この光導波路ユニットＷの一端部（図２では下端部）であって、コア２の左右両側の部分は、オーバークラッド層３がいわば切欠かれた状態になっていて、そこからアンダークラッド層１が露呈しており、その露呈部の表面に、電気回路ユニット位置決め用のＶ字状（図２では逆Ｖ字状）の上記差し込み部４が形成されている。このＶ字状の差し込み部４では、そのＶ字状の相対向する壁部の内側部分によって差し込み凹部４ａが形成されていて、そこに、上記電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５（図１参照）が嵌合するようになっている。また、その差し込み部４は、フォトリソグラフィ法により、コア２の形成材料から、コア２と同時に形成されたものであり、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。この実施の形態では、上記差し込み部４の配置は、コア２の左右両側（２個所）に形成されている。
【００１８】
一方、上記電気回路ユニットＥは、その斜視図を図３に示すように、基板１１と、この基板１１の表面（図では下面）に形成された絶縁層（図示せず）と、この絶縁層の表面（図では下面）に形成された光学素子実装用パッドを含む電気回路（図示せず）と、上記光学素子実装用パッドに実装された光学素子１０とを備えている。また、電気回路ユニットＥには、上記光学素子１０の光路に対応する部分（図では光学素子１０の上方）に、光路用の貫通孔１８が形成されている。そして、この電気回路ユニットＥには、上記光導波路ユニットＷの差し込み部４（図２参照）に嵌合する長方形板状の折り曲げ部１５が起立形成されている。この長方形板状の折り曲げ部１５は、上記基板１１と絶縁層との積層部分の一部分が、コ字状に切り込まれ、そのコ字状の切り込みで囲まれる舌片状部分が、上記積層部分に対し直角に起立状に折り曲げられて形成されたものであり、上記光学素子１０に対して、所定位置に位置決め形成されている。この実施の形態では、上記折り曲げ部１５の配置は、上記光学素子１０の左右両側（２個所）に形成されている。
【００１９】
なお、上記絶縁層の表面には、上記光学素子実装用パッドを含む電気回路とともに、上記折り曲げ部１５を位置決め形成する際の目印として利用される折り曲げ部位置決め用回路（図示せず）が形成されている。この折り曲げ部位置決め用回路は、上記折り曲げ部１５となる上記舌片状部分を形成する上記コ字状の切り込みに沿って、形成されている。さらに、これら光学素子実装用パッド，電気回路，折り曲げ部位置決め用回路の表面には、めっき層（図示せず）が形成されている。上記光学素子１０は、この実施の形態では、フリップチップタイプの素子が用いられており、その発光部または受光部は、光学素子１０の実装側の面（図では上面）に形成されている。
【００２０】
そして、上記光電気混載基板は、図１に示すように、上記光導波路ユニットＷの上記差し込み部４の差し込み凹部４ａに、上記電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５が嵌合されている状態で、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとが結合され一体化されている。上記嵌合状態では、上記折り曲げ部１５の片側側縁が、上記差し込み凹部４ａ内に位置するアンダークラッド層１の表面部分に接触している。ここで、先に述べたように、光導波路ユニットＷに形成された上記差し込み部４は、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。また、電気回路ユニットＥに形成された折り曲げ部１５は、光学素子１０に対して所定位置に位置決め形成されている。そのため、上記差し込み部４と折り曲げ部１５との嵌合により、コア２の一端面２ａと光学素子１０とは、適正に位置決めされ、自動的に調芯された状態になっている。
【００２１】
さらに、この実施の形態では、光導波路ユニットＷの上記差し込み部４がＶ字状に形成されている。そのため、その差し込み部４に上記折り曲げ部１５が嵌合されている状態では、その折り曲げ部１５の表裏両面が上記差し込み部（突出部）４の対面する内壁面に当接し、折り曲げ部１５が上記突出部で挟持された状態になっている。その結果、上記電気回路ユニットＥに対する上記光導波路ユニットＷの位置ずれが、より確実に防止され、コア２と光学素子１０との調芯を、より確実に維持することができる。
【００２２】
上記光電気混載基板は、下記の（１）〜（３）の工程を経て製造される。
（１）上記光導波路ユニットＷを作製する工程〔図４（ａ）〜（ｄ），図５参照〕。
（２）上記電気回路ユニットＥを作製する工程〔図６（ａ）〜（ｃ），図７（ａ）〜（ｃ）参照〕。
（３）上記光導波路ユニットＷを上記電気回路ユニットＥに結合する工程（図８参照）。
【００２３】
〔（１）光導波路ユニットＷの作製工程〕
上記（１）の光導波路ユニットＷの作製工程について説明する。まず、アンダークラッド層１を形成する際に用いる平板状の基台２０〔図４（ａ）参照〕を準備する。この基台２０の形成材料としては、例えば、ガラス，石英，シリコン，樹脂，金属等があげられる。なかでも、ステンレス製基板が好ましい。ステンレス製基板は、熱に対する伸縮耐性に優れ、上記光導波路装置の製造過程において、様々な寸法が設計値に略維持されるからである。また、基台２０の厚みは、例えば、２０μｍ〜１ｍｍの範囲内に設定される。
【００２４】
ついで、図４（ａ）に示すように、上記基台２０の表面の所定領域に、フォトリソグラフィ法により、アンダークラッド層１を形成する。このアンダークラッド層１の形成材料としては、感光性エポキシ樹脂等の感光性樹脂が用いられる。アンダークラッド層１の厚みは、例えば、５〜５０μｍの範囲内に設定される。
【００２５】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層１の表面に、コアおよび差し込み部形成用の感光性樹脂層２Ａを形成する。そして、コア２および平面視Ｖ字状の差し込み部４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２Ａを照射線により露光する。
【００２６】
そして、図４（ｃ）に示すように、現像液を用いて現像を行うことにより、上記感光性樹脂層２Ａにおける未露光部分を溶解させて除去し、残存した感光性樹脂層２Ａをコア２および平面視Ｖ字状の差し込み部４のパターンに形成する。この差し込み部４は、上記のように、１個のフォトマスクを使用したフォトリソグラフィ法により、コアと同時に形成したため、コア２の一端面２ａに対して所定位置に位置決め形成されている。
【００２７】
上記コア２および差し込み部４の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層１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１およびオーバークラッド層３〔図４（ｄ）参照〕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１，コア２，オーバークラッド層３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。コアの数は、１本でも複数本でもよい〔図４（ｃ）では１本〕。コア２のパターンは、例えば、直線状，分岐状，交差状等があげられ、それらが混在していてもよい〔図４（ｃ）では直線状〕。コア２および差し込み部４の厚みは、例えば、２０〜１００μｍの範囲内に設定される。コア２の幅は、例えば、２０〜１００μｍの範囲内に設定される。差し込み部４の差し込み凹部４ａの寸法は、例えば、奥行き深さが０．３〜５．０ｍｍの範囲内、幅が３０μｍ（Ｖ字状の奥側の最小幅）〜２．０ｍｍ（Ｖ字状の広がった開口側の最大幅）の範囲内にそれぞれ設定される。
【００２８】
そして、図４（ｄ）に示すように、上記コア２を被覆し、上記差し込み部４を被覆しないよう、上記アンダークラッド層１の表面に、フォトリソグラフィ法により、オーバークラッド層３を形成する。すなわち、このオーバークラッド層３の形成に用いるフォトマスクは、上記差し込み部４に対応する部分が未露光となるようなパターンに形成されている。上記オーバークラッド層３の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層１と同様の感光性樹脂があげられる。上記オーバークラッド層３の厚み（アンダークラッド層１の表面からの厚み）は、例えば、コア２の厚みを上回り１０００μｍ以下の範囲内に設定される。
【００２９】
ついで、図５に示すように、アンダークラッド層１の裏面から基台２０〔図４（ｄ）参照〕を剥離する。これにより、アンダークラッド層１，コア２，オーバークラッド層３を備え、上記アンダークラッド層１の表面に電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４が形成された光導波路ユニットＷを得る。この光導波路ユニットＷの厚みは、例えば、３０〜１１５０μｍの範囲内に設定される。このようにして、上記（１）の光導波路ユニットＷの作製工程が完了する。
【００３０】
〔（２）電気回路ユニットＥの作製工程〕
つぎに、上記（２）の電気回路ユニットＥの作製工程について、図６（ａ）〜（ｃ），図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。これら図６，７の各（ａ）〜（ｃ）には、上下に２つの図を示しており、上側の図が平面図、下側の図がその縦断面図である。
【００３１】
まず、前記基板１１〔図６（ａ）参照〕を準備する。この基板１１の形成材料としては、例えば、金属，樹脂等があげられる。なかでも、加工容易性および寸法安定性の観点から、ステンレス製基板が好ましい。また、上記基板１１の厚みは、例えば、０．０２〜０．１ｍｍの範囲内に設定される。
【００３２】
ついで、図６（ａ）に示すように、上記基板１１の表面の所定領域に、絶縁層１２に形成する。この絶縁層１２の形成は、例えば、感光性ポリイミド樹脂等の、絶縁層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、それを加熱処理して乾燥させ、絶縁層形成用の感光性樹脂層を形成する。そして、その感光性樹脂層を、フォトマスクを介して紫外線等の照射線により露光することにより、所定形状の絶縁層１２に形成する。絶縁層１２の厚みは、例えば、５〜１５μｍの範囲内に設定される。
【００３３】
つぎに、図６（ｂ）に示すように、上記絶縁層１２の表面に、光学素子実装用パッド１３を含む電気回路（図示せず）と、折り曲げ部位置決め用回路１４とを、同時に形成し、電気回路基板を作製する。これら電気回路等の形成は、例えば、セミアディティブ法により行われる。
【００３４】
すなわち、まず、上記絶縁層１２の表面に、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６０〜２６０ｎｍ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、上記基板１１，絶縁層１２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上記電気回路等のパターンの孔部を同時に形成し、その孔部の底に上記シード層の表面部分を露呈させる。つぎに、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、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、残存した電解めっき層とその下のシード層とからなる積層部分を上記電気回路等に形成する。このようにして、上記基板１１，絶縁層１２、光学素子実装用パッド１３を含む電気回路，および折り曲げ部位置決め用回路１４からなる電気回路基板を得る。
【００３５】
そして、その電気回路基板を露光機にセットし、表面側（電気回路側）と裏面側（基板１１側）とをカメラで撮影し、その画像を基に、上記表面側の折り曲げ部位置決め用回路１４を目印として、折り曲げ部形成予定部（舌片状部分１５Ａ）の裏面側の位置を適正に位置決めするとともに、上記光学素子実装用パッド１３を目印として、光路用の貫通孔形成予定部の裏面側の位置を適正に位置決めする。ついで、その裏面側のうち、舌片状の上記折り曲げ部形成予定部を形成するためのコ字状の切り込み予定部および上記光路用の円形状の貫通孔形成予定部を除く部分を、ドライフィルムレジスト（図示せず）で覆う。つぎに、図６（ｃ）に示すように、露呈している上記コ字状の切り込み予定部および上記円形状の貫通孔形成予定部の基板１１の部分を、塩化第２鉄水溶液を用いてエッチングすることにより除去する。これにより、その除去部分１１ａ，１１ｂから上記絶縁層１２の部分が露呈する。
【００３６】
ついで、図７（ａ）に示すように、上記露呈した絶縁層１２の部分を、ケミカルエッチング液を用いてエッチングすることにより除去する。これにより、上記コ字状の切り込み予定部をコ字状の切り込み１６に形成する（コ字状の貫通状態にする）とともに、上記円形状の貫通孔形成予定部を円形状の貫通孔１８に形成する。つぎに、電解めっき処理を施すことにより、上記光学素子実装用パッド１３を含む電気回路，および折り曲げ部位置決め用回路１４の表面に、めっき層（図示せず）を形成する。その後、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。なお、上記めっき層の成分としては、金，ニッケル等があげられる。また、そのめっき層の厚みは、通常、０．２〜０．５μｍの範囲内に設定される。
【００３７】
つぎに、図７（ｂ）に示すように、光学素子実装用パッド１３の表面に、上記めっき層を介して、上記光学素子１０を実装する。その後、必要に応じて、上記光学素子１０およびその周辺部を、樹脂封止（図示せず）する。
【００３８】
そして、図７（ｃ）に示すように、上記コ字状の切り込み１６〔図７（ａ）参照〕で囲まれる舌片状部分１５Ａを、上記電気回路基板と直角に垂下状に折り曲げ、折り曲げ部１５に形成する。これにより、折り曲げ部１５を有する電気回路ユニットＥを得る。この折り曲げ部１５は、上記セミアディティブ法により光学素子実装用パッド１３と同時に形成した折り曲げ部位置決め用回路１４を基準に形成されているため、上記折り曲げ部１５は、上記光学素子実装用パッド１３に対して所定位置に位置決め形成される。そのため、その光学素子実装用パッド１３に実装した光学素子１０と上記折り曲げ部１５とは、互いに位置決めされた位置関係になっている。なお、上記折り曲げ部１５の高さは、その折り曲げ部１５が上記光導波路ユニットの差し込み部４（図１参照）に嵌合できる高さに設定される。このようにして、上記（２）の電気回路ユニットＥの作製工程が完了する。
【００３９】
〔（３）光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合工程〕
つぎに、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合工程について説明する。この結合は、図８〔図７（ｃ）に示す電気回路ユニットＥを上下逆に図示している）に斜視図で示すように、上記電気回路ユニットＥの光路用の貫通孔１８と、上記光導波路ユニットＷのコア２の一端面２ａとを対面させた状態で、上記光導波路ユニットＷの差し込み部４に、上記電気回路ユニットＥの折り曲げ部１５を嵌合させ、上記光導波路ユニットＷと上記電気回路ユニットＥとを一体化する。このとき、上記折り曲げ部１５の片側側縁を、上記差し込み部４の差し込み凹部４ａ内に位置するアンダークラッド層１の表面部分に接触させる。その後、必要に応じて、上記差し込み部４と折り曲げ部１５との嵌合部を接着剤で固定してもよい。このようにして、上記（３）の光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合工程が完了し、目的とする光電気混載基板が完成する。
【００４０】
ここで、先に述べたように、上記光導波路ユニットＷでは、コア２の一端面２ａと電気回路ユニット位置決め用の差し込み部４とが互いに位置決めされた位置関係になっている。また、上記光学素子１０が実装された電気回路ユニットＥでは、光学素子１０と上記差し込み部４に嵌合する折り曲げ部１５とが互いに位置決めされた位置関係になっている。そのため、上記のように、上記差し込み部４に上記折り曲げ部１５を嵌合させて、上記光電気混載基板を作製すると、コア２の一端面２ａと光学素子１０とが、自動的に調芯される。その結果、上記光電気混載基板を作製には、手間と時間とを要する調芯作業が不要となる。すなわち、上記光電気混載基板は、量産性に優れたものとなっている。
【００４１】
しかも、上記光導波路ユニットＷの差し込み部４は、その光導波路ユニットＷを構成するアンダークラッド層１の表面に、コア２の形成材料で形成されたものである。また、上記電気回路ユニットＥの折り曲げ部１５は、その電気回路ユニットＥを構成する電気回路基板の一部分からなるものである。すなわち、上記差し込み部４と上記折り曲げ部１５との嵌合に、コネクタ等の他の部品は設けられていない。そのため、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとの結合に、上記コネクタ等の他の部品による寸法誤差や位置ずれの累積がなく、光導波路ユニットＷのコア２と電気回路ユニットＥの光学素子１０との調芯は、高精度になっている。また、上記差し込み部４と上記折り曲げ部１５との嵌合に、コネクタ等の他の部品を要しないことから、そのコネクタ等の寸法精度の管理も不要となっており、この点からも、量産性に優れている。
【００４２】
図９（ａ）は、本発明の光電気混載基板の他の実施の形態を模式的に示す斜視図であり、図９（ｂ）は、その一端部の要部を示す縦断面図である。この実施の形態では、光導波路ユニットＷと電気回路ユニットＥとが平行になった状態で、上記光導波路ユニットＷの上記差し込み部４に、電気回路ユニットＥの上記折り曲げ部１５が嵌合している。この嵌合状態では、上記折り曲げ部１５の頂端縁が、上記差し込み部４の差し込み凹部４ａ内に位置するアンダークラッド層１の表面部分に接触している。そして、上記光導波路ユニットＷの一端部には、コア２の軸方向に対して４５°傾斜した傾斜面が形成され、その傾斜面に位置するコア２の一端面２ａが光反射面になっている。すなわち、コア２の一端面２ａで光を反射して、コア２と光学素子１０との間で光伝達が可能な状態になっている（図示の一点鎖線Ｌ参照）。上記傾斜面は、光導波路ユニットＷの作製の最後の工程において、上記差し込み部４を基準とした所定位置で、回転刃による切削またはレーザ加工等により形成される。それ以外の光導波路ユニットＷの部分および電気回路ユニットＥは、図１に示す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。そして、図１に示す実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００４３】
なお、この実施の形態では、光導波路ユニットＷの一端面の傾斜面において、その傾斜面に位置するコア２の一端面２ａを光反射面に形成したが、図１０に一端部の要部を縦断面図で示すように、オーバークラッド層３の一端部に傾斜面を形成し、その傾斜面に位置するオーバークラッド層３の部分３ａを光反射面とし、コア２と光学素子１０との間で光伝達が可能な状態にしてもよい（図示の一点鎖線Ｌ参照）。すなわち、この場合も、コア２の一端面２ａは、上記差し込み部４〔図９（ａ）参照〕と互いに位置決めされた位置関係になっており、光学素子１０と調芯された状態になっている。
【００４４】
また、上記各実施の形態では、光学素子１０として、フリップチップタイプの素子を用いたが、ワイヤーボンディングタイプの素子を用いてもよい。このワイヤーボンディングタイプの素子を用いる場合は、発光部または受光部が、光学素子１０の上面（表面）に形成されているため、図１１に示すように、光導波路ユニットＷは、光学素子１０が実装されている側から電気回路ユニットＥに嵌合される。
【００４５】
さらに、上記各実施の形態では、光電気混載基板の一端部について説明したが、他端部においても、上記各実施の形態と同様の構成としてもよい。この場合は、上記光学素子１０として、例えば、一端部側に発光素子、他端部側に受光素子を実装することにより、その発光素子からの光を、コア２を介して、上記受光素子で受光するようにすることができる。
【００４６】
そして、上記各実施の形態では、光導波路ユニットＷの上記差し込み部４の形状をＶ字状としたが、他でもよい。例えば、光導波路ユニットＷの上記差し込み部４をＹ字状（このＹ字状も略Ｖ字状に含まれる）としてもよいし、コ字状としてもよい。
【００４７】
また、上記各実施の形態では、上記光導波路ユニットＷのオーバークラッド層３をフォトリソグラフィ法により形成したが、型成形により形成してもよい。なお、上記各実施の形態では、上記光導波路ユニットＷにオーバークラッド層３を形成したが、必要に応じて、オーバークラッド層３を形成することなく、コア２を露呈した状態にしてもよい。
【００４８】
さらに、上記各実施の形態では、電気回路ユニットＥの作製工程において、光学素子実装用パッド１３，電気回路，折り曲げ部位置決め用回路１４の表面に、めっき層を形成したが、このめっき層は、必要に応じて形成されるものであり、不要な場合は、形成しなくてもよい。
【００４９】
つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００５０】
〔アンダークラッド層，オーバークラッド層の形成材料〕
成分Ａ：脂環骨格を含むエポキシ樹脂（ダイセル化学工業社製、ＥＨＰＥ３１５０）１００重量部。
成分Ｂ：光酸発生剤（サンアプロ社製、ＣＰＩ−２００Ｋ）２重量部。
これら成分Ａ，Ｂをシクロヘキサノンに溶解することにより、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（感光性樹脂）を調製した。
【００５１】
〔コアの形成材料〕
成分Ｃ：Ｏ−クレゾールノボラックグリシジルエーテル（新日鐡化学社製、ＹＤＣＮ−７００−１０）１００重量部。
この成分Ｃと上記成分Ｂ１重量部とを乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料（感光性樹脂）を調製した。
【００５２】
〔実施例１〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記アンダークラッド層，コア，オーバークラッド層の各形成材料を用い、図１に示す実施の形態と同様にして、電気回路ユニット位置決め用のＶ字状の差し込み部を有する光導波路ユニットを作製した。上記Ｖ字状の差し込み凹部の寸法は、奥行き深さを１．９８ｍｍ、Ｖ字状の奥側の最小幅を８０μｍ、Ｖ字状の広がった開口側の最大幅を８２０μｍ、隣り合う差し込み部の中心間距離を６．０ｍｍとした。
【００５３】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記図１に示す実施の形態と同様にして、上記電気回路ユニット位置決め用の差し込み部に嵌合する長方形状の折り曲げ部を有する電気回路ユニットを作製した。その折り曲げ部の寸法は、幅を３．０ｍｍ、高さを２．０ｍｍ、対面する折り曲げ部の中心間距離を６．０ｍｍとした。なお、光学素子として、フリップチップタイプの発光素子（ＵＬＭ Photonics社製、ＵＬＭ８５０−１０−ＴＴ−Ｃ０１０４Ｕ）を実装した。
【００５４】
〔光電気混載基板の製造〕
上記光導波路ユニットの差し込み部に、上記電気回路ユニットの折り曲げ部を嵌合させ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを一体化した。そして、その嵌合部を接着剤で固定した。
【００５５】
〔実施例２〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記実施例１の光導波路ユニットの一端部を、図９（ａ），（ｂ）に示す実施の形態と同様にして、傾斜面に形成した。それ以外の部分は、上記実施例１と同様とした。
【００５６】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記実施例１の電気回路ユニットを準備した。
【００５７】
〔光電気混載基板の製造〕
上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを平行にした状態で、上記光導波路ユニットの差し込み部に、上記電気回路ユニットの折り曲げ部を嵌合させ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを一体化した。そして、その嵌合部を接着剤で固定した。
【００５８】
〔光伝播試験〕
上記実施例１，２の光電気混載基板の発光素子に電流を流し、発光素子から光を出射させた。そして、光電気混載基板のコアの他端部から光が出射されることを確認した。
【００５９】
〔実施例３〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記実施例１の光導波路ユニットにおいて、他端部も、一端部と同様に、電気回路ユニット位置決め用のＶ字状の差し込み部を有する光導波路ユニットを作製した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００６０】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記実施例１と同様の電気回路ユニットを作製した。さらに、上記実施例１の電気回路ユニットにおいて、発光素子に代えて、フリップチップタイプの受光素子（Ａｌｂｉｓ社製、ＰＤＣＡ０４−７０−ＧＳ）を実装したものを作製した。
【００６１】
〔光電気混載基板の製造〕
上記実施例１と同様にして、光導波路ユニットの一端部に、上記発光素子が実装された電気回路ユニットを固定し、他端部に、上記受光素子が実装された電気回路ユニットを固定した。
【００６２】
〔実施例４〕
〔光導波路ユニットの作製〕
上記実施例２の光導波路ユニットにおいて、他端部も、一端部と同様に、傾斜面に形成した。それ以外の部分は、上記実施例２と同様とした。
【００６３】
〔電気回路ユニットの作製〕
上記実施例３の、上記発光素子が実装された電気回路ユニットと、上記受光素子が実装された電気回路ユニットとを準備した。
【００６４】
〔光電気混載基板の製造〕
上記実施例２と同様にして、光導波路ユニットの一端部に、上記発光素子が実装された電気回路ユニットを固定し、他端部に、上記受光素子が実装された電気回路ユニットを固定した。
【００６５】
〔信号伝送試験〕
上記実施例３，４の光電気混載基板の発光素子に電流を流し、発光素子から光を出射させた。そして、その光が受光素子で受光されていることを確認した。
【００６６】
上記実施例１〜４の結果から、上記製法では、光導波路ユニットのコアと電気回路ユニットの光学素子（発光素子，受光素子）との調芯作業をしなくても、得られた光電気混載基板は、適正に光伝播することがわかる。
【００６７】
なお、上記差し込み部を、Ｙ字状，コ字状に形成した光電気混載基板でも、調芯作業をしなくても、適正に光伝播するという結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の光電気混載基板は、音声や画像等のデジタル信号を高速で伝送，処理する情報通信機器，信号処理装置等に用いることができる。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ 光導波路ユニット
Ｅ 電気回路ユニット
１ アンダークラッド層
２ コア
２ａ 一端面
４ 差し込み部
１０ 光学素子
１５ 折り曲げ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させてなる光電気混載基板であって、上記光導波路ユニットが、アンダークラッド層と、このアンダークラッド層の表面に形成された光路用のコアおよびそのコア形成材料と同材料からなる電気回路ユニット位置決め用の差し込み部とを備え、上記電気回路ユニットが、電気回路基板と、この電気回路基板上の所定部分に実装された光学素子と、上記電気回路基板の一部分を起立状に折り曲げてなる、上記差し込み部嵌合用の折り曲げ部とを備え、上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、上記コアの形成位置を基準にしその一端面に対して所定位置に位置決めされ、差し込み可能に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記光学素子に対して所定位置に位置決め形成され、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとの結合が、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させた状態でなされていることを特徴とする光電気混載基板。
【請求項２】
上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、平面視略Ｖ字状の突出部に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対向する内壁面に挟持された状態で、その突出部に嵌合している請求項１記載の光電気混載基板。
【請求項３】
光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させる請求項１記載の光電気混載基板の製法であって、上記光導波路ユニットの作製が、アンダークラッド層を形成する工程と、このアンダークラッド層の表面に、光路用のコアおよび電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成する工程とを備え、そのコアおよび差し込み部を形成する工程において、フォトリソグラフィ法により、上記コアを形成すると同時に、そのコアの一端面に対して位置決めされた所定位置に、上記コア形成材料と同材料で電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成することが行われ、上記電気回路ユニットの作製が、電気回路基板を形成する工程と、この電気回路基板上の所定部分に光学素子を実装する工程とを備え、その光学素子を実装した後、その光学素子に対して位置決めされた所定位置に、上記差し込み部に嵌合させる折り曲げ部を起立状に折り曲げ形成することが行われ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを結合させ光電気混載基板にすることが、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させることにより行われることを特徴とする光電気混載基板の製法。
【請求項４】
上記光導波路ユニットの上記差し込み部を、平面視略Ｖ字状の突出部に形成し、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対向する内壁面に挟持させ、その突出部に嵌合させる請求項３記載の光電気混載基板の製法。
【請求項１】
光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させてなる光電気混載基板であって、上記光導波路ユニットが、アンダークラッド層と、このアンダークラッド層の表面に形成された光路用のコアおよびそのコア形成材料と同材料からなる電気回路ユニット位置決め用の差し込み部とを備え、上記電気回路ユニットが、電気回路基板と、この電気回路基板上の所定部分に実装された光学素子と、上記電気回路基板の一部分を起立状に折り曲げてなる、上記差し込み部嵌合用の折り曲げ部とを備え、上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、上記コアの形成位置を基準にしその一端面に対して所定位置に位置決めされ、差し込み可能に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記光学素子に対して所定位置に位置決め形成され、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとの結合が、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させた状態でなされていることを特徴とする光電気混載基板。
【請求項２】
上記光導波路ユニットの上記差し込み部が、平面視略Ｖ字状の突出部に形成され、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部が、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対向する内壁面に挟持された状態で、その突出部に嵌合している請求項１記載の光電気混載基板。
【請求項３】
光導波路ユニットと、光学素子が実装された電気回路ユニットとを結合させる請求項１記載の光電気混載基板の製法であって、上記光導波路ユニットの作製が、アンダークラッド層を形成する工程と、このアンダークラッド層の表面に、光路用のコアおよび電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成する工程とを備え、そのコアおよび差し込み部を形成する工程において、フォトリソグラフィ法により、上記コアを形成すると同時に、そのコアの一端面に対して位置決めされた所定位置に、上記コア形成材料と同材料で電気回路ユニット位置決め用の差し込み部を形成することが行われ、上記電気回路ユニットの作製が、電気回路基板を形成する工程と、この電気回路基板上の所定部分に光学素子を実装する工程とを備え、その光学素子を実装した後、その光学素子に対して位置決めされた所定位置に、上記差し込み部に嵌合させる折り曲げ部を起立状に折り曲げ形成することが行われ、上記光導波路ユニットと上記電気回路ユニットとを結合させ光電気混載基板にすることが、上記光導波路ユニットの上記差し込み部に、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を嵌合させることにより行われることを特徴とする光電気混載基板の製法。
【請求項４】
上記光導波路ユニットの上記差し込み部を、平面視略Ｖ字状の突出部に形成し、上記電気回路ユニットの上記折り曲げ部を、上記略Ｖ字状の突出部の、略Ｖ字状の相対向する内壁面に挟持させ、その突出部に嵌合させる請求項３記載の光電気混載基板の製法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２０３３７６（Ｐ２０１２−２０３３７６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１０７８（Ｐ２０１１−７１０７８）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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