JP6649076B2 - 光回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光信号の方向変換を行う反射面を有する光回路基板の製造方法に関するものである。

図５に、電子部品Ｄが実装される従来の光回路基板Ｂの一例を示す。
従来の光回路基板Ｂは、配線基板２０と、光導波路２１とを備えている。

配線基板２０は、絶縁層２２と配線導体２３とを備えている。絶縁層２２には、貫通孔２４が形成されている。絶縁層２２の上下面および貫通孔２４の内側には、配線導体２３が形成されている。絶縁層２２の上面には、配線導体２３の一部から成る電子部品接続パッド２５が形成されている。電子部品接続パッド２５には、電子部品Ｄが実装される。
絶縁層２２の下面には、配線導体２３の一部から成る外部接続パッド２６が形成されている。外部接続パッド２６は、外部回路基板の配線導体が接続される。

光導波路２１は、配線基板２０上に形成されている。
光導波路２１は、下部クラッド層２１ａおよびコア２１ｂ、ならびに上部クラッド層２１ｃにより形成されている。光導波路２１には、光信号が伝送される。
光導波路２１を構成する下部クラッド層２１ａと上部クラッド層２１ｃは、プレーン状の絶縁層である。コア２１ｂは、断面が四角の細い帯状である。下部クラッド層２１ａおよび上部クラッド層２１ｃは、コア２１ｂの表面に密着してコア２１ｂを取り囲んでいる。
さらに、コア２１ｂは、その一端に反射面Ｍを有している。反射面Ｍは、コア２１ｂの延在方向に直角かつ配線基板２０の上面に対して所定の角度を有する切断面から成る。この反射面Ｍを介して、光導波路２１と電子部品Ｄとの間で光信号の授受が行われる。

次に、従来の光回路基板の製造方法の一例について、図６および図７を基にして説明する。なお、図５と同様の個所には同様の符号を付して説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、複数の貫通孔２４が形成された絶縁層２２を準備する。
絶縁層２２は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等を含浸させて熱硬化することにより形成される。

次に、図６（ｂ）に示すように、絶縁層２２の上下面および貫通孔２４の内側に配線導体２３を被着させることで配線基板２０を形成する。

次に、図６（ｃ）に示すように、配線基板２０の上面に下部クラッド層２１ａを形成する。

次に、図６（ｄ）に示すように、下部クラッド層２１ａの上面にコア２１ｂを形成する。

次に、図７（ｅ）に示すように、コア２１ｂの上面に上部クラッド層２１ｃを形成することで光導波路２１を形成する。

最後に、図７（ｆ）に示すように、光導波路２１の直上からブレードを切り込ませることでコア２１ｂを切断して、コア２１ｂの延在方向に直角かつ配線基板２０の上面に対して所定の角度を有する切断面から成る反射面Ｍを形成することで図５に示すような従来の光回路基板Ｂが形成される。
なお、反射面Ｍを形成する場合は、コア２１ｂの延在方向の中心軸と、反射面Ｍの中心位置とを一致させておくことで光導波路２１と電子部品Ｄとの間で光信号の授受を正確に行うことができる。ここで、反射面Ｍの中心位置とは、四角形状の反射面Ｍの１対の対角線が交わる位置を指す。

ところで、従来の製造方法によって光回路基板Ｂを形成するときには、反射面Ｍを形成する光導波路２１が配線基板２０の上側に形成されている。
ところが、配線基板２０は、製造時の熱履歴により反りが生じていることがある。このため、反射面Ｍを形成するためにブレードによりコア２１ｂを切断するときに、ブレードをコア２１ｂの所定の位置に正確に切り込ませることができない場合がある。そのため、コア２１ｂの延在方向の中心軸と、反射面Ｍの中心位置とを一致させることができず、光導波路２１と電子部品Ｄとの間で光信号の授受を正確に行うことができないという問題がある。

特開２００５−９９５１４号公報

本発明は、コアの延在方向の中心軸と、反射面の中心位置とを一致させておくことで、光導波路と電子部品との間で光信号の授受を正確に行うことができる光回路基板の製造方法を提供することを課題とする。

本発明における光回路基板の製造方法は、平板状のガラス板の上面に、下部クラッド層および上部クラッド層間に一定の厚みのコアを挟持して成る光導波路を上面に沿って延在するように形成すると同時に、コア以外の領域における下部クラッド層および上部クラッド層間にコアと同じ材質から成るガラス板側の位置決めマークを複数形成する工程と、 光導波路に、延在する方向と直角方向に切り込みを入れてコアを分断した切断面で構成されており、光導波路が延在する方向における断面視でコアの下面に対して一定の傾斜角度
を有しており、平面視で光導波路の切り込み個所から全面が露出する方向を向いている反射面を形成する工程と、ガラス板側の位置決めマークに対応しており、ガラス板の下面が当接した状態が光導波路を所定の高さに位置決めする高さとなるように上面から突出する複数の基板側の位置決めマークを有する配線基板を準備する工程と、ガラス板を配線基板の上面に、それぞれ対応するガラス板側の位置決めマークおよび基板側の位置決めマークを平面透視で重畳させるとともに、基板側の位置決めマークの上面とガラス板の下面と、を互いに当接することで位置決めを行い搭載する工程と、を行うことを特徴とするものである。

本発明の光回路基板の製造方法によれば、平板状のガラス板の上面に、下部クラッド層および上部クラッド層間に一定の厚みのコアを挟持して成る光導波路を上面に沿って延在するように形成する。そして、平板状のガラス板の上面に形成された光導波路のコアを切断することにより、延在方向に直角かつガラス板の上面に対して一定の角度を有しておりコアの上面から下面に至る切断面から成る反射面をコアの一部に形成する。これにより、コアを正確な位置で切断して反射面を形成することができるため、コアの延在方向の中心軸と、反射面の中心位置とを一致させて光導波路と電子部品との間で光信号の授受を正確に行うことが可能な光回路基板の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の製造方法により形成される光回路基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の光回路基板の製造方法の工程毎の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図３（ｅ）および（ｆ）は、本発明の光回路基板の製造方法の工程毎の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図４は、本発明の製造方法により形成される光回路基板に使用される配線基板の一例を示す概略上面図である。 図５は、従来の製造方法により形成される光回路基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、従来の光回路基板の製造方法の工程毎の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図７（ｅ）および（ｆ）は、従来の光回路基板の製造方法の工程毎の実施形態の一例を示す概略断面図である。

まず、図１を基にして本発明の製造方法によって形成される光回路基板の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の製造方法によって形成される光回路基板Ａは、配線基板１０と、光導波路形成部１１とを備えている。

配線基板１０は、絶縁層１２と配線導体１３とを備えている。
絶縁層１２は、複数の貫通孔１４を有している。絶縁層１２の上下面および貫通孔１４の内側には、配線導体１３が形成されている。絶縁層１２の上面は、光導波路形成部１１が搭載される搭載部Ｘを備えている。搭載部Ｘには、後述する複数のガラス板側の位置決めマークＳ１に対応する複数の基板側の位置決めマークＳ２が形成されている。
絶縁層１２の上面には、配線導体１３の一部から成る複数の電子部品接続パッド１５が形成されている。電子部品接続パッド１５には、電子部品Ｄが実装される。絶縁層１２の下面には、配線導体１３の一部から成る複数の外部接続パッド１６が形成されている。

光導波路形成部１１は、配線基板１０の上面に接着剤Ｒを介して搭載されている。光導波路形成部１１は、ガラス板Ｇおよび光導波路１７を備えている。
光導波路１７は、下部クラッド層１７ａおよびコア１７ｂ、ならびに上部クラッド層１７ｃにより形成されている。光導波路１７は、平板状のガラス板Ｇの上面に沿って延在するように形成されている。光導波路１７には、光信号が伝送される。
光導波路１７を構成する下部クラッド層１７ａおよび上部クラッド層１７ｃは、プレーン状の絶縁層である。コア１７ｂは、断面が四角の細い帯状である。下部クラッド層１７ａおよび上部クラッド層１７ｃは、コア１７ｂの表面に密着してコア１７ｂを取り囲んでいる。
さらに、コア１７ｂは、その一端に反射面Ｍを有している。反射面Ｍは、コア１７ｂの延在方向に直角かつガラス板Ｇの上面に対して所定の角度を有しており、コア１７ｂの上面から下面に至る切断面から成る。なお、コア１７ｂの延在方向の中心軸と、反射面Ｍの中心位置とは一致しており、この反射面Ｍを介して光導波路１７と電子部品Ｄとの間で光信号の授受が正確に行われる。

次に、本発明の光回路基板の製造方法の一例について、図２および図３を基にして詳細に説明する。また、図１と同様の個所には同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。

まず、図２（ａ）に示すように、ガラス板Ｇの上面に下部クラッド層１７ａを形成する。ガラス板Ｇは、例えばアルカリガラスや無アルカリガラス、結晶化ガラス等の無機絶縁材料から成る。
下部クラッド層１７ａは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂から成る感光性シートあるいは感光性ペーストを、ガラス板Ｇ上に被着あるいは塗布して露光および現像によりガラス板Ｇ上全面に被覆した後、熱硬化することで形成される。下部クラッド層１７ａの厚みは、およそ１０〜２０μｍ程度である。

次に、図２（ｂ）に示すように、下部クラッド層１７ａの上面に、コア１７ｂおよびガラス板側の位置決めマークＳ１を形成する。
コア１７ｂは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂から成る感光性シートを、真空状態で下部クラッド層１７ａ上に被着して露光および現像により帯状に形成した後、熱硬化することで形成される。コア１７ｂ形成用の感光性シートを形成する樹脂の屈折率は、下部および上部クラッド層１７ａ、１７ｃ形成用の感光性シートやペーストを形成する樹脂の屈折率よりも大きいものを用いる。コア１７ｂの厚みは、およそ３０〜４０μｍ程度である。
ガラス板側の位置決めマークＳ１は、コア１７ｂ以外の領域における下部クラッド層１７ａ上に、コア１７ｂと同時に同じ材質および同じ方法で複数形成される。

次に、図２（ｃ）に示すように、コア１７ｂおよびガラス板側の位置決めマークＳ１の上面に上部クラッド層１７ｃを形成することで光導波路１７を形成する。
上部クラッド層１７ｃは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂から成る感光性シートあるいは感光性ペーストを、下部クラッド層１７ａおよびコア１７ｂ、ならびにガラス板側の位置決めマークＳ１を被覆するように被着あるいは塗布して露光および現像した後、熱硬化することで形成される。上部クラッド層１７ｃの厚みは、およそ１０〜２０μｍ程度である。

次に、図２（ｄ）に示すように、光導波路１７の直上からブレードを切り込ませることでコア１７ｂを切断することにより、光導波路１７の延在方向に直角かつガラス板Ｇの上面に対して一定の角度を有しておりコア１７ｂの上面から下面に至る切断面から成る反射面Ｍをコア１７ｂの一部に形成する。これにより、光導波路形成部１１が形成される。

次に、図３（ｅ）に示すように、絶縁層１２の上下面および貫通孔１４の内側に配線導体１３が形成されているとともに。絶縁層１２の上面に搭載部Ｘを有する配線基板１０を準備する。
絶縁層１２の上面には、配線導体１３の一部から成る複数の電子部品接続パッド１５が形成されている。絶縁層１２の下面には、配線導体１３の一部から成る複数の外部接続パッド１６が形成されている。搭載部Ｘには、配線導体１３の一部から成る複数の基板側の位置決めマークＳ２が形成されている。
絶縁層１２は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等を含浸させて熱硬化することにより形成される。貫通孔１４は、例えばドリル加工やブラスト加工により形成される。配線導体１３は、例えば周知のめっき法により銅等の良導電性金属により形成される。

最後に、図３（ｆ）に示すように、搭載部Ｘに接着剤Ｒを被着させるとともに、ガラス板側の位置決めマークＳ１と基板側の位置決めマークＳ２とを重畳させることで位置決めを行い、光導波路形成部１１を配線基板１０に押し当てるようにして搭載することで図１に示すような光回路基板Ａが形成される。このように、ガラス板側の位置決めマークＳ１をそれぞれ対応する基板側の位置決めマークＳ２に対して透過で重畳させて位置決めを行うことで、光導波路形成部１１を搭載部Ｘに対して平行方向の所定位置に正確に搭載することができる。また、搭載時に基板側の位置決めマークＳ２とガラス板Ｇの下面が当接した状態が光導波路形成部１１を搭載する所定の高さとなるように基板側の位置決めマークＳ２の高さを形成しておくと、搭載部Ｘに対して垂直な方向の位置合わせも容易に行うことができる。
なお、光導波路形成部１１は、コア１７ｂと同時に形成されたガラス板側の位置決めマークＳ１を、基板側の位置決めマークＳ２に合わせて位置決めして搭載されることから、コア１７ｂと配線基板１０との位置精度は高くなる。

上述のように、本発明の光回路基板の製造方法によれば、平板状のガラス板Ｇの上面に、下部クラッド層１７ａおよび上部クラッド層１７ｃ間に一定の厚みのコア１７ｂを挟持して成る光導波路１７をガラス板Ｇの上面に沿って延在するように形成する。そして、コア１７ｂを切断することにより、光導波路１７の延在方向に直角かつガラス板Ｇの上面に対して一定の角度を有しておりコア１７ｂの上面から下面に至る切断面から成る反射面Ｍをコア１７ｂの一部に形成する。これにより、コア１７ｂを正確な位置で切断して反射面Ｍを形成することができるため、コア１７ｂの延在方向の中心軸と、反射面Ｍの中心位置とを一致させて光導波路１７と電子部品Ｄとの間で光信号の授受を正確に行うことが可能な光回路基板Ａの製造方法を提供することができる。
なお、電子部品Ｄを実装するには、電子部品Ｄの光信号の授受部Ｐを反射面Ｍに対向させた状態で電子部品Ｄの電極Ｔと電子部品接続パッド１５とを半田を介して接続する方法が採用される。

なお、本発明は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、本例では光導波路１７の直上からブレードを切り込ませることでコア１７ｂを切断して反射面Ｍを形成する一例を示したが、例えばブレードあるいはレーザーを光導波路１７の斜め上方から所定の角度で切り込み、あるいは照射することでコア１７ｂを切断して反射面Ｍを形成しても構わない。

また、本例では配線基板１０にソルダーレジスト層が被着されていない一例を示したが、電子部品接続パッド１５や外部接続パッド１６の中央部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層を絶縁層１２の上下面に形成しても構わない。

また、図４に示すように、配線基板１０上面の電子部品接続パッド１５について、コア１７ｂの延在方向における径の長さを延在方向に垂直な方向における径の長さよりも大きく形成しておいても構わない。
これにより、反射面Ｍ形成時の精度バラツキ等によって反射面Ｍの中心位置が延在方向に沿ってズレが生じた場合でも、延在方向に大きな径を有する電子部品接続パッド１５内において実装する電子部品Ｄの電極をズレに合わせて移動して接続することができる。
その結果、反射面Ｍの中心位置と、電子部品Ｄにおける光信号の授受部Ｐとの位置合わせを細やかに調整することが可能になり、光導波路１７と電子部品Ｄとの間で光信号の授受をより正確に行うことが可能になる。ソルダーレジスト層を被着する場合は、延在方向における径の長さが、延在方向に垂直な方向における径の長さよりも大きな開口部を形成しておけばよい。

１０ 配線基板
１７ 光導波路
１７ａ 下部クラッド層
１７ｂ コア
１７ｃ 上部クラッド層
Ａ 光回路基板
Ｇ ガラス板
Ｍ 反射面
Ｓ１ ガラス板側の位置決めマーク
Ｓ２ 基板側の位置決めマーク

Claims (2)

1. 平板状のガラス板の上面に、下部クラッド層および上部クラッド層間に一定の厚みのコアを挟持して成る光導波路を前記上面に沿って延在するように形成すると同時に、前記コア以外の領域における前記下部クラッド層および上部クラッド層間に前記コアと同じ材質から成るガラス板側の位置決めマークを複数形成する工程と、
   前記光導波路に、延在する方向と直角方向に切り込みを入れて前記コアを分断した切断面で構成されており、前記光導波路が延在する方向における断面視で前記コアの下面に対して一定の傾斜角度を有しており、平面視で前記光導波路の切り込み個所から全面が露出する方向を向いている反射面を形成する工程と、
   前記ガラス板側の位置決めマークに対応しており、前記ガラス板の下面が当接した状態が前記光導波路を所定の高さに位置決めする高さとなるように上面から突出する複数の基板側の位置決めマークを有する配線基板を準備する工程と、前記ガラス板を前記配線基板の上面に、それぞれ対応する前記ガラス板側の位置決めマークおよび前記基板側の位置決めマークを平面透視で重畳させるとともに、前記基板側の位置決めマークの上面と前記ガラス板の下面と、を互いに当接することで位置決めを行い搭載する工程と、を行うことを特徴とする光回路基板の製造方法。
2. 前記コアとの間で前記反射面を介して光信号の送受信を行う電子部品を実装するために、前記延在方向における径の長さが前記延在方向に垂直な方向における径の長さよりも大きな電子部品接続パッドを前記配線基板の上面に形成しておくことを特徴とする請求項１に記載の光回路基板の製造方法。

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