特許 6235878 光導波路装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235878

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】光導波路装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20171113BHJP

   G02B 6/122 20060101ALI20171113BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/12 301

   G02B6/122

   G02B6/42

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-242509(P2013-242509)

(22)【出願日】2013年11月25日

(65)【公開番号】特開2015-102648(P2015-102648A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2016年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091672

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 啓三

(72)【発明者】

【氏名】山本 和尚

【審査官】 下村 一石

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７７０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６９６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８１８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１１４９５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２８６７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０６４６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２４５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８６３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１０５３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３７５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１１９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５２２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４９８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０７６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１８３７１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ６／１２−６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線基板と、
前記配線基板に形成された接続パッドと、
前記配線基板の上に、第１クラッド層、コア層及び第２クラッド層が順に形成された光導波路と、
前記接続パッドを含む領域の前記第２クラッド層に形成された開口部と、
前記接続パッド上の少なくとも前記第１クラッド層に形成され、前記第２クラッド層の開口部に連通するコンタクトホールと、
前記コンタクトホール内の前記接続パッドに接続端子が接続された光素子と、
前記第２クラッド層の開口部及び前記コンタクトホールに充填され、前記光素子の下側を封止するアンダーフィル樹脂とを有し、
前記第２クラッド層の開口部の長さが前記光素子の幅よりも長く設定されて、前記第２クラッド層の開口部の一部が前記光素子から露出しており、
前記光素子の接続端子の径は前記コンタクトホールの径よりも小さく、前記コンタクトホールの側壁と前記光素子の接続端子との隙間に前記アンダーフィル樹脂が充填されていることを特徴とする光導波路装置。

【請求項2】

前記光素子の下面は、前記光導波路の第２クラッド層の上面に接していることを特徴とする請求項１に記載の光導波路装置。

【請求項3】

前記第２クラッド層の一つの開口部が、一つ又は複数の前記コンタクトホールに連通していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路装置。

【請求項4】

前記コンタクトホールは、前記クラッド層の開口部の側壁から外側にはみ出すように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光導波路装置。

【請求項5】

前記光素子は発光素子又は受光素子であり、
前記配線基板の上に、前記光素子に電気的に接続された制御素子を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光導波路装置。

【請求項6】

上面に接続パッドを備えた配線基板を用意する工程と、
前記配線基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、
前記接続パッドを含む領域に開口部を備えた第２クラッド層を前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成する工程と、
前記第２クラッド層の開口部に連通し、前記接続パッドに到達するコンタクトホールを少なくとも前記第１クラッド層に形成する工程と、
前記第２クラッド層の開口部の一部が露出するように、前記コンタクトホール内の前記接続パッドに光素子の接続端子を接続する工程と、
前記第２クラッド層の開口部から前記コンタクトホールにアンダーフィル樹脂を充填して、前記光素子の下側を封止する工程とを有し、
前記第２クラッド層の開口部の長さが前記光素子の幅よりも長く設定され、
前記光素子の接続端子の径は前記コンタクトホールの径よりも小さく、前記アンダーフィル樹脂が前記コンタクトホールの側壁と前記光素子の接続端子との隙間に充填されることを特徴とする光導波路装置の製造方法。

【請求項7】

上面に接続パッドを備えた配線基板を用意する工程と、
前記配線基板の上に、前記接続パッド上にコンタクトホールを備えた第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、
前記コンタクトホールに連通する開口部を備えた第２クラッド層を前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成する工程と、
前記第２クラッド層の開口部の一部が露出するように、前記コンタクトホール内の前記接続パッドに光素子の接続端子を接続する工程と、
前記第２クラッド層の開口部から前記コンタクトホールにアンダーフィル樹脂を充填して、前記光素子の下側を封止する工程とを有し、
前記第２クラッド層の開口部の長さが前記光素子の幅よりも長く設定され、
前記光素子の接続端子の径は前記コンタクトホールの径よりも小さく、前記アンダーフィル樹脂が前記コンタクトホールの側壁と前記光素子の接続端子との隙間に充填されることを特徴とする光導波路装置の製造方法。

【請求項8】

前記光素子を接続する工程において、
前記光素子の下面を前記第２クラッド層の上面に当接させることを特徴とする請求項６又は７に記載の光導波路装置の製造方法。

【請求項9】

前記第２クラッド層の一つの開口部を、一つ又は複数の前記コンタクトホールに連通させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の光導波路装置の製造方法。

【請求項10】

前記光素子は発光素子又は受光素子であり、
前記配線基板の上に、前記光素子に電気的に接続される制御素子を搭載する工程を有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の光導波路装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光導波路装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光ファイバ通信技術を中心に基幹系の通信回線の整備が着々と進行する中でボトルネックとなりつつあるのが電気機器や情報端末内の電気信号の伝達速度である。このような背景から、すべての信号伝達を電気信号によって行う従来の電気回路基板に代わって、電気信号の伝達速度の限界を補うために、高速部分を光信号で伝達するタイプの光電気複合基板が提案されている。

【0003】

光電気複合基板では、光信号はコア層がクラッド層で囲まれた構造の光導波路によって伝達される。そして、光素子が光導波路の光路変換ミラーに光結合されるように、光導波路のクラッド層の上に実装される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−２１５３７１号公報

【特許文献2】特開２００７−１８７８７１号公報

【特許文献3】特開２００９−６９６６８号公報

【特許文献4】特開２０１０−２７７０６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

後述する予備的事項の欄で説明するように、光素子の下面が光導波路の上面に接した状態で、光素子の接続端子が配線基板のコンタクトホール内の接続パッドに接続される構造の光導波路装置がある。そのような光導波路装置では、アンダーフィル樹脂をコンタクトホール内に流し込むことが困難になり、十分な信頼性が得られない課題がある。

【0006】

光素子の下面が光導波路の上面に接して光素子が搭載される場合であっても、コンタクトホール内にアンダーフィル樹脂を信頼性よく充填できる光導波路装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下の開示の一観点によれば、配線基板と、前記配線基板に形成された接続パッドと、前記配線基板の上に、第１クラッド層、コア層及び第２クラッド層が順に形成された光導波路と、前記接続パッドを含む領域の前記第２クラッド層に形成された開口部と、前記接続パッド上の少なくとも前記第１クラッド層に形成され、前記第２クラッド層の開口部に連通するコンタクトホールと、前記コンタクトホール内の前記接続パッドに接続端子が接続された光素子と、前記第２クラッド層の開口部及び前記コンタクトホールに充填され、前記光素子の下側を封止するアンダーフィル樹脂とを有し、前記第２クラッド層の開口部の長さが前記光素子の幅よりも長く設定されて、前記第２クラッド層の開口部の一部が前記光素子から露出しており、前記光素子の接続端子の径は前記コンタクトホールの径よりも小さく、前記コンタクトホールの側壁と前記光素子の接続端子との隙間に前記アンダーフィル樹脂が充填されている光導波路装置が提供される。

【0008】

また、その開示の他の観点によれば、上面に接続パッドを備えた配線基板を用意する工程と、前記配線基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、前記接続パッドを含む領域に開口部を備えた第２クラッド層を前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成する工程と、前記第２クラッド層の開口部に連通し、前記接続パッドに到達するコンタクトホールを少なくとも前記第１クラッド層に形成する工程と、前記第２クラッド層の開口部の一部が露出するように、前記コンタクトホール内の前記接続パッドに光素子の接続端子を接続する工程と、前記第２クラッド層の開口部から前記コンタクトホールにアンダーフィル樹脂を充填して、前記光素子の下側を封止する工程とを有し、前記第２クラッド層の開口部の長さが前記光素子の幅よりも長く設定され、前記光素子の接続端子の径は前記コンタクトホールの径よりも小さく、前記アンダーフィル樹脂が前記コンタクトホールの側壁と前記光素子の接続端子との隙間に充填されることを特徴とする光導波路装置の製造方法が提供される。

【0009】

さらに、その開示の他の観点によれば、上面に接続パッドを備えた配線基板を用意する工程と、前記配線基板の上に、前記接続パッド上にコンタクトホールを備えた第１クラッド層を形成する工程と、前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、前記コンタクトホールに連通する開口部を備えた第２クラッド層を前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成する工程と、前記第２クラッド層の開口部の一部が露出するように、前記コンタクトホール内の前記接続パッドに光素子の接続端子を接続する工程と、前記第２クラッド層の開口部から前記コンタクトホールにアンダーフィル樹脂を充填して、前記光素子の下側を封止する工程とを有し、前記第２クラッド層の開口部の長さが前記光素子の幅よりも長く設定され、前記光素子の接続端子の径は前記コンタクトホールの径よりも小さく、前記アンダーフィル樹脂が前記コンタクトホールの側壁と前記光素子の接続端子との隙間に充填される光導波路装置の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

以下の開示によれば、光導波路装置では、配線基板の接続パッド上にコンタクトホールが配置され、コンタクトホールに連通する開口部が第２クラッド層に形成されている。そして、配線基板のコンタクトホール内の接続パッドに光素子の接続端子を接続する際に、光素子の外側に第２クラッド層の開口部の一部が露出した状態となる。

【0011】

これにより、光素子の下面が光導波路の上面に当接している場合であっても、第２クラッド層の開口部を流路としてアンダーフィル樹脂をコンタクトホール内に信頼性よく充填することができる。

【0012】

また、光素子の下面を光導波路の上面に当接させるため、光素子の高さや平行度を容易に最適化することができ、光学特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る光導波路装置の問題点を説明するための断面図である。

【図2】図２（ａ）及び（ｂ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図（その１）である。

【図3】図３（ａ）及び（ｂ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その２）である。

【図4】図４（ａ）及び（ｂ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その３）である。

【図5】図５（ａ）及び（ｂ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その４）である。

【図6】図６（ａ）〜（ｃ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その５）である。

【図7】図７（ａ）〜（ｃ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その６）である。

【図8】図８（ａ）及び（ｂ）は図７（ｂ）の構造体を得るための別の方法を示す断面図である。

【図9】図９（ａ）〜（ｃ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その７）である。

【図10】図１０（ａ）及び（ｂ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その８）である。

【図11】図１１（ａ）〜（ｃ）は実施形態の光導波路装置を示す断面図及び平面図である。

【図12】図１２は図１１の光素子に制御素子が接続された様子を示す断面図である。

【図13】図１３は実施形態の光導波路装置に係る第２クラッド層の開口部の第１の変形例を示す平面図である。

【図14】図１４は実施形態の光導波路装置に係る第２クラッド層の開口部の第２の変形例を示す平面図である。

【図15】図１５は実施形態の光導波路装置に係る第２クラッド層の開口部の第３の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

【0015】

実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。図１（ａ）に示すように、予備的事項に係る光導波路装置では、配線層２００を備えた配線基板１００の上に光導波路３００が配置されている。光導波路３００はコア層３４０が第１クラッド層３２０及び第２クラッド層３６０で囲まれた構造を有する。

【0016】

コア層３４０の端部には光路変換ミラーＭが設けられている。また、第１クラッド層３２０及び第２クラッド層３６０には、配線層２００の接続パッドＰに到達するコンタクトホールＣＨが形成されている。

【0017】

そして、図１（ｂ）に示すように、光素子４００の接続端子４２０がコンタクトホールＣＨ内に配置され、はんだ４４０を介して配線層２００の接続パッドＰに接続される。光素子４００は発光素子又は受光素子からなり、光素子４００が光導波路３００の光路変換ミラーＭに光結合される。

【0018】

このとき、光素子４００の接続端子４２０の高さはコンタクトホールＣＨの深さよりも低く設定されている。これにより、光素子４００の下面が光導波路３００の上面に当接して、光素子４００の高さ位置が決められて最適な平行度が確保される。

【0019】

この状態では、光素子４００の接続端子４２０とコンタクトホールＣＨの側壁との間に空間が存在するため、アンダーフィル樹脂で埋め込む必要がある。コンタクトホールＣＨ内に空気が残存すると、後の加熱処理などで空気が膨張して、光素子４００の電気接続の信頼性が低下するからである。

【0020】

しかし、図１（ｂ）に示すように、光素子４００の下面が光導波路３００の上面に接しているため、アンダーフィル樹脂５００をコンタクトホールＣＨ内に流し込むことができない問題が発生する。

【0021】

光素子４００の下面側に多少の隙間が生じている場合は、アンダーフィル樹脂５００を充填することは可能ではあるが、非常に長い処理時間がかかり現実的ではない。

【0022】

以下に説明する実施形態では、前述した不具合を解消することができる。

【0023】

（実施形態）
図２〜図１０は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す図、図１１は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す図である。以下、光導波路装置の製造方法を説明しながら、光導波路装置の構造を説明する。

【0024】

実施形態の光導波路装置の製造方法では、まず、図２（ａ）に示すような配線基板１０を用意する。配線基板１０では、基板１２の両面に配線層２０がそれぞれ形成されている。基板１２には厚み方向に貫通するスルーホールＴＨが設けられており、スルーホールＴＨ内に貫通電極２２が充填されている。両面側の配線層２０は貫通電極２２を介して相互接続されている。基板１２の上面側の配線層２０は、その一端に接続パッドＰを備えている。

【0025】

また、基板１２の下面側に、配線層２０の接続部上に開口部１４ａが設けられたソルダレジスト層１４が形成されている。

【0026】

なお、スルーホールＴＨの側壁に形成されたスルーホールめっき層を介して両面側の配線層２０が相互接続され、スルーホールＴＨの残りの孔に樹脂が充填されていてもよい。

【0027】

また、基板１２はリジット基板であってもよいし、あるいはフレキシブル基板でもよい。リジット基板とする場合は、基板１２は例えばガラスエポキシ樹脂などから形成される。あるいは、フレキシブル基板とする場合は、基板１２は例えばポリイミドフィルムなどから形成される。また、基板１２の両面側において、配線層２０の積層数は任意に設定することができる。

【0028】

配線基板１０のスルーホールＴＨはドリルやレーザなどで形成され、両面側の配線層２０及び貫通電極２２はフォトリソグラフィ及びめっき技術などを使用して形成される。

【0029】

次いで、図２（ｂ）に示すように、配線基板１０上の光導波路形成領域に、第１クラッド層を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成し、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行う。その後に、感光性樹脂層を１００℃〜１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。これより、配線基板１０上の光導波路形成領域に第１クラッド層３２が形成される。第１クラッド層３２の厚みは、例えば１０μｍ〜３０μｍ程度である。

【0030】

感光性樹脂層としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂などが好適に使用される。感光性樹脂層の形成方法としては、半硬化状態（Ｂ−ステージ）の感光性樹脂シートを貼付してもよいし、あるいは、液状の感光性樹脂を塗布してもよい。

【0031】

後述するコア層及び第２クラッド層を形成する工程においても同様な樹脂が好適に使用される。

【0032】

続いて、図３（ａ）に示すように、第１クラッド層３２の上にコア層を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成する。さらに、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行った後に、感光性樹脂層を１００℃〜１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。これにより、第１クラッド層３２の上にコア層３４が形成される。

【0033】

このとき、図３（ｂ）の平面図に示すように、第１クラッド層３２の上にコア層３４が複数の帯状パターンとして並んで形成される。コア層３４の幅は３０μｍ〜４０μｍ程度に設定され、コア層３４の厚みは３０μｍ〜８０μｍ程度に設定さる。

【0034】

図３（ａ）は、図３（ｂ）の平面図のＩ―Ｉの破線に沿った断面に相当する。後述する図４〜図５においても同じである。

【0035】

次いで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、コア層３４の両端側の光路変換ミラーが配置される部分を切削装置の回転ブレードによって厚み方向に切削する。図４（ａ）及び（ｂ）では、コア層３４の一端側の領域が部分的に示されている。

【0036】

これにより、光路を９０°変換するための光路変換傾斜面Ｓを備えたＶ字状の分断部３４ａを形成する。光路変換傾斜面Ｓは、配線基板１０の表面に対して好適には４５°で傾斜して形成される。切削以外にも、レーザなどによって光路変換傾斜面Ｓを備えた分断部３４ａを形成することができる。

【0037】

また、分断部３４ａは、コア層３４を分断するように形成されていればよく、第１クラッド層３２の厚みの途中まで形成されてもよい。

【0038】

次いで、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、マスク蒸着などにより、コア層３４の分断部３４ａの光路変換傾斜面Ｓに光反射性の金属層を部分的に形成して光路変換ミラーＭを得る。光反射性の金属として、金又はアルミニウムなどがある。

【0039】

次に、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して、第１クラッド層３２及びコア層３４の上に、第２クラッド層３６をパターニングする方法について説明する。図６（ａ）は図６（ｃ）の平面図のＩＩ―ＩＩの破線に沿った断面に相当する。また、図６（ｂ）は図６（ｃ）の平面図のＩＩＩ―ＩＩＩの破線に沿った断面に相当する。

【0040】

後述する図７においても同じである。また、図６（ｃ）の平面図は透視的に描かれており、後の平面図においても同じである。

【0041】

図６（ａ）に示すように、第１クラッド層３２及びコア層３４の上に、第２クラッド層を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成する。さらに、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行った後に、感光性樹脂層を１００℃〜１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。これにより、第１クラッド層３２の上に、コア層３４を被覆する第２クラッド層３６が形成される。

【0042】

このとき、図６（ｃ）に示すように、第２クラッド層３６は、配線基板１０の配線層２０の各接続パッドＰを含む領域に開口部３６ａが配置されるようにパターニングされる。第２クラッド層３６の開口部３６ａは、接続パッドＰの少なくとも一部を含む領域に配置されていればよい。

【0043】

第２クラッド層３６の開口部３６ａは、後述するように、コンタクトホール内の接続パッドＰに光素子の接続端子を接続した後に、コンタクトホール内にアンダーフィル樹脂を流し込むための流路として機能する。

【0044】

このため、第２クラッド層３６の開口部３６ａは、接続パッドＰ上に配置されるコンタクトホールに連通するように配置される。

【0045】

また、第２クラッド層３６の開口部３６ａの長さは搭載される光素子の幅よりも長く設定され、光素子が搭載される際にその外側に第２クラッド層３６の開口部３６ａの一部が露出するようにする。

【0046】

図６（ｃ）の平面図の例では、配線層２０の接続パッドＰの直径が第２クラッド層３６の開口部３６ａの幅よりも大きく設定されている。例えば、配線層２０の接続パッドＰの直径は６０μｍ〜８０μｍであり、第２クラッド層３６の開口部３６ａの幅が３０μｍ〜４０μｍ程度である。

【0047】

このため、図６（ｃ）の平面図の例では、第２クラッド層３６の各開口部３６ａは、接続パッドＰが開口部３６ａの側壁から外側にはみ出すようにして接続パッドＰの上に配置される。

【0048】

あるいは、接続パッドＰの直径を第２クラッド層３６の開口部３６ａの幅よりも小さくして、第２クラッド層３６の開口部３６ａ内に接続パッドＰの全体が配置されるようにしてもよい。

【0049】

次いで、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザにより第２クラッド層３６及び第１クラッド層３２を加工することにより、配線基板１０の配線層２０の接続パッドＰに到達するコンタクトホールＣＨを形成する。

【0050】

図７（ｃ）に示すように、コンタクトホールＣＨは、第２クラッド層３６の開口部３６ａの側壁から外側にはみ出した状態で、接続パッドＰ上に配置される。コンタクトホールＣＨは第２クラッド層３６の開口部３６ａに連通して形成される。

【0051】

これにより、図７（ａ）に示すように、配線基板１０の上に、下から順に、第１クラッド層３２、コア層３４及び第２クラッド層が形成された光導波路３０が得られる。

【0052】

なお、前述した図６〜図７の製造方法では、フォトリソグラフィに基づいて第２クラッド層３６に開口部３６ａを形成した後に、レーザで第２クラッド層３６及び第１クラッド層３２を開口してコンタクトホールＣＨを形成している。

【0053】

この製造方法の他に、図８（ａ）に示すように、前述した図２（ｂ）の工程で、第１クラッド層３２にフォトリソグラフィによりコンタクトホールＣＨを同時に形成してもよい。あるいは、前述した図２（ｂ）の工程の後に、レーザで第１クラッド層３２にコンタクトホールＣＨを形成してもよい。

【0054】

その後に、図８（ｂ）に示すように、前述した図６（ｂ）の工程で、コンタクトホールＣＨに連通するように、第２クラッド層３６に開口部３６ａを形成する。これにより、図７（ａ）及び（ｂ）と同一構造の光導波路３０を得ることができる。

【0055】

この方法では、コンタクトホールＣＨの領域上の第２クラッド層３６の開口部３６ａは、コンタクトホールＣＨの側壁となるように半円状に外側に突出して形成される。

【0056】

次に、図９（ａ）〜（ｃ）を参照して、上記した図７（ａ）〜（ｃ）の構造体に光素子を搭載する方法について説明する。前述した図６と同様に、図９（ａ）は図９（ｃ）の平面図の ＩＶ―ＩＶの破線に沿った断面に相当する。図９（ｂ）は図９（ｃ）の平面図のＶ―Ｖの破線に沿った断面に相当する。後述する図１０及び図１１においても同じである。また、図９（ｃ）は透視的に描かれている。

【0057】

図９（ｂ）に示すように、下面に接続端子４２を備えた光素子４０を用意する。接続端子４２は金バンプなどのバンプ電極から形成される。そして、光素子４０の接続端子４２をコンタクトホールＣＨ内の配線層２０の接続パッドＰにはんだ４４を介して接続する。

【0058】

光素子４０が発光素子の場合、下面に発光部４０ａを備え、発光部４０ａがコア層３４の光路変換ミラーＭに光結合される。あるいは、光素子４０が受光素子の場合、受光部４０ｂを備え、受光部４０ｂがコア層３４の光路変換ミラーＭに光結合される。

【0059】

このとき、図９（ｃ）の平面図を参照すると、前述したように、コンタクトホールＣＨに連通する第２クラッド層３６の開口部３６ａの長さは、光素子４０の幅よりも長く設定されている。このため、光素子４０を搭載すると、光素子４０の外側に第２クラッド層３６の開口部３６ａの両端側の一部がそれぞれ露出した状態となる。

【0060】

また、光素子４０の接続端子４２の高さは、コンタクトホールＣＨの底の接続パッドＰの表面から第２クラッド層３６の開口部３６ａの上端までの高さよりも低く設定されている。このため、図９（ａ）に示すように、光素子４０の下面が第２クラッド層３６の上面に当接して、光素子４０の高さ位置が決められて最適な平行度が確保される。

【0061】

このように、光素子４０の下面が第２クラッド層３６の上面に接した状態で、光素子４０の外側にアンダーフィル樹脂の流路となる第２クラッド層３６の開口部３６ａが露出して配置される。

【0062】

次いで、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、ディスペンサなどによって光素子４０側面近傍に液状のアンダーフィル樹脂を一括して塗布する。このとき、アンダーフィル樹脂は、毛細管現象により第２クラッド層３６の開口部３６ａが流路となって開口部３６ａに連通するコンタクトホールＣＨ内まで浸透していく。

【0063】

これにより、図１１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、光素子４０の下側の第２クラッド層３６の開口部３６ａと、それに連通するコンタクトホールＣＨの側面と光素子４０の接続端子４２との隙間にアンダーフィル樹脂５０が充填される。

【0064】

図１１（ｃ）の平面図では、アンダーフィル樹脂５０は斜線ハッチングされた領域に充填される。また、図１１（ａ）に示すように、光素子４０が第２クラッド層３６と接している部分では、光素子４０の両外側にアンダーフィル樹脂５０が残された状態となる。

【0065】

このようにして、本実施形態では、光素子４０の下面が第２クラッド層３６の上面に接して搭載されるとしても、光素子４０の外側に、コンタクトホールＣＨに連通する第２クラッド層３６の開口部３６ａの一部が露出するようにしている。このため、第２クラッド層３６の開口部３６ａから光素子４０の下側のコンタクトホールＣＨにアンダーフィル樹脂５０を容易に充填することができる。

【0066】

以上により、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、実施形態の光導波路装置１が得られる。

【0067】

図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施形態の光導波路装置１は、前述した図２（ａ）で説明した配線基板１０を備えている。配線基板１０の上には光導波路３０が形成されている。

【0068】

光導波路３０は、第１クラッド層３２と、その上に形成されたコア層３４と、それを被覆する第２クラッド層３６とから形成され、コア層３４が第１、第２クラッド層３２，３６で囲まれた構造を有する。コア層３４の屈折率は、第１クラッド層３２及び第２クラッド層３６の屈折率よりも高くなるように設定されている。

【0069】

図１１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第２クラッド層３６及び第１クラッド層３２には配線層２０の接続パッドＰに到達するコンタクトホールＣＨが形成されている。さらに、第２クラッド層３６には、接続パッドＰを含む領域に、コンタクトホールＣＨに連通する開口部３６ａが形成されている。

【0070】

第２クラッド層３６の開口部３６ａは、各コンタクトホールＣＨにそれぞれ連通して相互に分離されて配置されており、コア層３４の延在方向と同一方向に細長状に延びて形成されている。

【0071】

そして、光素子４０の接続端子４２がコンタクトホールＣＨに配置され、はんだ４４を介して配線層２０の接続パッドＰに接続されている。

【0072】

第２クラッド層３６の開口部３６ａの長さは、光素子４０の幅よりも長く設定されており、光素子４０の両外側に第２クラッド層３６の開口部３６ａの一部がはみ出して露出している。

【0073】

また、光素子４０の接続端子４２の高さは、コンタクトホールＣＨの底の接続パッドＰの表面から第２クラッド層３６の開口部３６ａの上端までの高さよりも低く設定されている。このため、光素子４０の下面は第２クラッド層３６の上面に接して、光素子４０の高さ位置が決められて最適な平行度が確保されている。

【0074】

さらに、図１１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第２クラッド層３６の開口部３６a、及びコンタクトホールＣＨの側壁と光素子４０の接続端子４２との隙間に、光素子４０の下側を封止するアンダーフィル樹脂５０が充填されている。

【0075】

光素子４０として、発光素子又は受光素子が使用される。発光素子としては、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が好適に使用される。また、受光素子としては、フォトダイオードが好適に使用される。

【0076】

また、図１１（ａ）に示すように、光導波路３０のコア層３４の端部には、光反射性の金属から形成された光路変換ミラーＭが配置されている。そして、光素子４０は光導波路３０の光路変換ミラーＭに光結合されている。

【0077】

光素子４０が発光素子の場合は、発光素子の下面に配置された発光部４０ａが光路変換ミラーＭと光結合される。あるいは、光素子４０が受光素子の場合は、受光素子の下面に配置された受光部４０ｂが光路変換ミラーＭと光結合される。

【0078】

前述したように、実施形態の光導波路装置１では、アンダーフィル樹脂５０は光素子４０の外側に配置された第２クラッド層３６の開口部３６ａが流路となってコンタクトホールＣＨ内に充填される。

【0079】

各コンタクトホールＣＨが第２クラッド層３６の開口部３６ａに連通しているため、全てのコンタクトホールＣＨにアンダーフィル樹脂５０を信頼性よく充填することができる。これにより、後に加熱処理が行われるとしても、コンタクトホールＣＨ内で空気が膨張することがなく、光素子４０と配線基板１０の接続パッドＰとの電気的な接続の信頼性を確保することができる。

【0080】

また、光素子４０を搭載する際に、光導波路３０の上面に光素子４０の下面を当接させるため、高さや平行度を容易に最適化することができ、光学特性を向上させることができる。

【0081】

図１２には、図１１（ａ）の光素子４０に制御素子６０が接続された様子が示されている。図１２に示すように、光素子４０の横方向の配線基板１０の上には、配線層２０の接続部上に開口部１５ａが設けられたソルダレジスト層１５が形成されている。

【0082】

そして、制御素子６０の接続端子６２が配線層２０の接続部にはんだ６４を介して接続されている。さらに、制御素子６０の下側にアンダーフィル樹脂５０ａが充填されている。

【0083】

このようにして、光素子４０は配線基板１０の配線層２０を介して制御素子６０に電気的に接続されている。

【0084】

次に、図１１及び図１２を参照して、実施形態の光導波路装置１の光伝搬について説明する。図１２において、光素子４０が発光素子の場合は、制御素子６０がドライバ素子として配置される。そして、ドライバ素子から出力される電気信号が発光素子に供給され、発光素子の発光面から下側に光が出射される。

【0085】

発光素子から出射される光は、第２クラッド層３６を透過して光路変換ミラーＭ（図１１（ａ））に到達する。さらに、光路変換ミラーＭで光が反射され、光路が９０°変換されてコア層３４に入射する。

【0086】

次いで、コア層３４に入射した光は、コア層３４内で全反射を繰り返して伝播し、他端側の光路変換ミラーＭで光路が９０°変換されて受光素子の受光部に入射する。

【0087】

逆に、光素子４０が受光素子の場合は、制御素子６０がアンプ素子として配置される。この場合は、上記した光経路と逆方向に光伝搬され、受光素子の受光面に光が入射される。さらに、受光素子は光信号を電気信号に変換し、アンプ素子に電気信号が供給される。

【0088】

（その他の実施形態）
図１３〜図１５は、前述した図７の第２クラッド層３６の開口部３６ａの変形例を示す平面図である。前述した図７では、第２クラッド層３６の一つの開口部３６ａが、一つのコンタクトホールＣＨに連通しており、相互に分離されて配置されている。

【0089】

図１３の第１の変形例に示すように、図７の第２クラッド層３６の隣接する２つの開口部３６ａの端部を繋いで、一つの「コの字状」の開口部３６ｂが２つのコンタクトホールＣＨに連通するようにしてもよい。

【0090】

また、図１４の第２の変形例のように、図７の第２クラッド層３６の分離された各開口部３６ａの一端を縦方向に配置される共通開口部に繋いで、一つの連続するくし歯状パターンの開口部３６ｃが全てのコンタクトホールＣＨに連通するようにしてもよい。

【0091】

また、図１５の第３の変形例のように、一本のコア層３４の一端側に配置された２つのコンタクトホールＣＨの周りに一括した第２クラッド層３６の開口部３６ｄを配置してもよい。この場合は、２つのコンタクトホールＣＨの全体が一つの第２クラッド層３６の開口部３６ｄ内に配置され、コンタクトホールＣＨは第１クラッド層３２のみに形成される。

【0092】

このように、図７、図１３〜図１５で例示したように、第２クラッド層３６の一つの開口部が、一つのコンタクトホールＣＨに連通していてもよいし、複数のコンタクトホールに連通していてもよい。つまり、第２クラッド層３６の開口部は、光導波路３０に干渉しないようにコンタクトホールＣＨに連通していればよく、各種の形状を採用することができる。

【0093】

第２クラッド層３６の開口部３６ａがコンタクトホールＣＨに連通していることで、第２クラッド層３６の開口部３６ａを流路としてアンダーフィル樹脂５０をコンタクトホールＣＨに充填することができる。

【符号の説明】

【0094】

１…光導波路装置、１０…配線基板、１２…基板、１４，１５…ソルダレジスト、１４ａ，１５ａ，３６ａ…開口部、２０…配線層、２２…貫通電極、３０…光導波路、３２…第１クラッド層、３４…コア層、３４ａ…分断部、３６…第２クラッド層、４０…光素子、４０ａ…発光部、４０ｂ…受光部、４２，６２…接続端子、５０，５０ａ…アンダーフィル樹脂、６０…制御素子、ＣＨ…コンタクトホール、Ｓ…光路変換傾斜面、Ｍ…光路変換ミラー、ＴＨ…スルーホール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】