JP2004004427A

JP2004004427A - Device for optical communications and its manufacturing method

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Publication number: JP2004004427A
Application number: JP2002213939A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kodama; 児玉　博明; Motoo Asai; 浅井　元雄; Toyoaki Tanaka; 田中　豊秋
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: JP4014464B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for optical communications whose connection reliability is high by reducing connection loss between packaged optical parts and which is small-sized by integrating optical parts and electronic parts necessary for the optical communications by constituting the device of a printed board for packaging an IC chip where an optical device is packaged at a specified position and a multilayer printed wiring board where an optical waveguide is formed at a specified position. <P>SOLUTION: The device for the optical communications is constituted of the printed board for packaging the IC chip where an optical path for transmitting an optical signal is formed and also the optical device is packaged on one surface and the multilayer printed wiring board where at least the optical waveguide is formed, and the optical signal is transmitted by the optical waveguide and the optical device through the optical path for transmitting the optical signal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用デバイスおよび光通信用デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
近年、通信分野を中心として光ファイバに注目が集まっている。特にＩＴ（情報技術）分野においては、高速インターネット網の整備に、光ファイバを用いた通信技術が必要となる。
光ファイバは、▲１▼低損失、▲２▼高帯域、▲３▼細径・軽量、▲４▼無誘導、▲５▼省資源等の特徴を有しており、これらの特徴を有する光ファイバを用いた通信システムでは、従来のメタリックケーブルを用いた通信システムに比べ、中継器数を大幅に削減することができ、建設、保守が容易になり、通信システムの経済化、高信頼性化を図ることができる。
【０００３】
また、光ファイバは、一つの波長の光だけでなく、多くの異なる波長の光を１本の光ファイバで同時に多重伝送することができるため、多様な用途に対応可能な大容量の伝送路を実現することができ、映像サービス等にも対応することができる。
【０００４】
そこで、このようなインターネット等のネットワーク通信においては、光ファイバを用いた光通信を、基幹網の通信のみならず、基幹網と端末機器（パソコン、モバイル、ゲーム等）との通信や、端末機器同士の通信にも用いることが提案されている。
【０００５】
このように基幹網と端末機器との通信等に光通信を用いる場合、端末機器において情報（信号）処理を行うＩＣが、電気信号で動作するため、端末機器には、光→電気変換器や電気→光変換器等の光信号と電気信号とを変換する装置（以下、光／電気変換器ともいう）を取り付ける必要がある。そこで、従来の端末機器では、例えば、ＩＣチップを実装したパッケージ基板、光信号を処理する受光素子や発光素子等の光学部品等を別々に実装し、これらに電気配線や光導波路を接続し、信号伝送および信号処理を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の端末機器では、ＩＣ実装パッケージ基板と光学部品とを別々に実装しているため、装置全体が大きくなり、端末機器の小型化を妨げる要因となっていた。
また、従来の端末機器では、ＩＣ実装パッケージ基板と光学部品との距離が離れているため、電気配線距離が長く、信号伝送時にクロストークノイズ等による信号エラー等が発生しやすかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、各種光学部品を実装したＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを対向配置することにより、接続信頼性に優れる光通信を達成することができるとともに、端末機器の小型化に寄与することができることを見出し、下記の構成からなる本発明の光通信用デバイスを完成させた。
さらに、光通信用デバイスにおいて、対向配置したＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層を形成した場合には、各光学部品間に空気中を浮遊している異物等が入り込むことがなく、加えて、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間で発生する応力を緩和することができるため、より信頼性に優れる光通信用デバイスとなることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明の光通信用デバイスは、光信号伝送用光路が形成されるとともに、一の面に光学素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、
少なくとも光導波路が形成された多層プリント配線板とからなる光通信用デバイスであって、
上記光導波路と、上記光学素子とが上記光信号伝送用光路を介して光信号を伝達することができるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記光通信用デバイスにおいては、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されていることが望ましく、上記封止樹脂層は、通信波長光の透過率が７０％以上であることが望ましい。
さらに、上記封止樹脂層には、粒子が含まれていることが望ましい。
【００１０】
また、上記光通信用デバイスにおいては、上記光信号伝送用光路の少なくとも多層プリント配線板側の端部にマイクロレンズが配設されていることが望ましく、上記光信号伝送用光路の少なくとも多層プリント配線板側の端部にマイクロレンズが配設されており、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されている場合には、上記マイクロレンズの屈折率は、上記封止樹脂層の屈折率よりも大きいことが望ましい。
【００１１】
上記光通信用デバイスにおいて、上記光学素子は、受光素子および／または発光素子であることが望ましい。
また、上記光信号伝送用光路は、その内部に光路用樹脂層が形成されていることが望ましい。
【００１２】
本発明の光通信用デバイスの製造方法は、光信号伝送用光路が形成されるとともに、一の面に光学素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、少なくとも光導波路が形成された多層プリント配線板とを別々に製造した後、
上記ＩＣチップ実装用基板の光学素子と上記多層プリント配線板の光導波路との間で、光信号の伝送ができる位置に両者を配置、固定し、
さらに、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に封止用樹脂組成物を流し込んだ後、硬化処理を施すことにより封止樹脂層を形成することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光通信用デバイスについて説明する。
本発明の光通信用デバイスは、光信号伝送用光路が形成されるとともに、一の面に光学素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、
少なくとも光導波路が形成された多層プリント配線板とからなる光通信用デバイスであって、
上記光導波路と、上記光学素子とが上記光信号伝送用光路を介して光信号を伝達することができるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光通信用デバイスは、所定の位置に光学素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、所定の位置に光導波路が形成された多層プリント配線板とから構成されているため、実装した光学部品間の接続損失が低く、光通信用デバイスとして接続信頼性に優れる。
また、上記光通信用デバイスでは、光通信に必要な光学部品と電子部品とを一体化することができるため、光通信用端末機器の小型化に寄与することができる。
【００１５】
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間には、封止樹脂層が形成されていることが望ましい。封止樹脂層が形成されている場合には、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、このゴミや異物等により光信号の伝送が阻害されることがないため、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
【００１６】
さらに、封止樹脂層が形成されている場合には、該封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和する役目を果たすことができるため、例えば、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを接続する半田バンプ付近での破断等を防止することができる。また、上記封止樹脂層を形成した場合には、光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくく、光学素子と光導波路との間での光信号の伝送も阻害されない。
従って、このような点からもＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されている場合には、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
【００１７】
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板とは、半田バンプを介して電気的に接続されていることが望ましい。半田が有するセルフアライメント作用により両者をより確実に所定の位置に配置することができるからである。
なお、セルフアライメント作用とは、リフロー処理時に半田が自己の有する流動性により半田バンプ形成用開口の中央付近により安定な形状で存在しようとする作用をいい、この作用は、半田がソルダーレジスト層にはじかれるとともに、半田が金属に付く場合には、球形になろうとする表面張力が強く働くために起こるものと考えられる。このセルフアライメント作用を利用した場合、上記半田バンプを介して、上記多層プリント配線板上に、上記ＩＣチップ実装用基板を接続する際に、リフロー前には両者に位置ズレが発生していたとしても、リフロー時に上記ＩＣチップ実装用基板が移動し、該ＩＣチップ実装用基板を上記多層プリント配線板上の正確な位置に取り付けることができる。
従って、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板とのそれぞれに、受光素子や発光素子、光導波路等の光学部品を正確な位置に取り付けておけば、半田バンプを介して上記多層プリント配線板上に、上記ＩＣチップ実装用基板を接続することにより接続信頼性に優れる光通信用デバイスを製造することができる。
【００１８】
以下、本発明の光通信用デバイスについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。なお、図１には、ＩＣチップが実装された状態の光通信用デバイスを示す。
【００１９】
図１に示すように、光通信用デバイス１５０は、ＩＣチップ１４０を実装したＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００とから構成され、ＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００とは、半田接続部１３７を介して電気的に接続されている。
また、ＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００との間には、封止樹脂層１６０が形成されている。
【００２０】
ＩＣチップ実装用基板１２０は、基板１２１の両面に導体回路１２４、１２５と層間樹脂絶縁層１２２とが積層形成され、基板１２１を挟んだ導体回路同士、および、層間樹脂絶縁層１２２を挟んだ導体回路同士は、それぞれ、スルーホール１２９およびバイアホール１２７により電気的に接続されている。また、最外層には、ソルダーレジスト層１３４が形成されている。
このＩＣチップ実装用基板１２０では、両面に導体回路１２４、１２５や層間樹脂絶縁層１２２、ソルダーレジスト層１３４が形成された基板１２１を貫通する光信号伝送用光路１４１（１４１ａ、１４１ｂ）が形成されており、光信号伝送用光路１４１は、その壁面に導体層１４５が形成され、その内部に光路用樹脂層１４２が形成されている。
なお、上記導体層は、形成されていなくてもよい。
【００２１】
さらに、ＩＣチップ実装用基板１２０の一の面には、受光部１３８ａおよび発光部１３９ａのそれぞれが光信号伝送用光路１４１に対向するように、受光素子１３８および発光素子１３９が半田接続部１４４を介して表面実装されるとともに、ＩＣチップ１４０が半田接続部１４３を介して表面実装されている。
【００２２】
多層プリント配線板１００は、基板１０１の両面に導体回路１０４と層間樹脂絶縁層１０２とが積層形成され、基板１０１を挟んだ導体回路同士、および、層間樹脂絶縁層１０２を挟んだ導体回路同士は、それぞれ、スルーホール１０９およびバイアホール１０７により電気的に接続されている。
また、多層プリント配線板１００のＩＣチップ用実装基板１２０と対向する側の最外層には、光路用開口１１１と半田バンプとを備えたソルダーレジスト層１１４が形成されるとともに、光路用開口１１１（１１１ａ、１１１ｂ）直下に光路変換ミラー１１９（１１９ａ、１１９ｂ）を備えた光導波路１１８（１１８ａ、１１８ｂ）が形成されており、光路用開口１１１内には、光路用樹脂層１０８が形成されている。
【００２３】
このような構成からなる光通信用デバイス１５０では、光ファイバ等（図示せず）を介して外部から送られてきた光信号が、光導波路１１８ａに導入され、光路変換ミラー１１９ａおよび光路用開口１１１ａ、さらには、封止樹脂層１６０、光信号伝送用光路１４１ａを介して受光素子１３８（受光部１３８ａ）に送られた後、受光素子１３８で電気信号に変換され、さらに、導体回路および半田接続部を介してＩＣチップ１４０に送られることとなる。
【００２４】
また、ＩＣチップ１４０から送り出された電気信号は、半田接続部および導体回路を介して発光素子１３９に送られた後、発光素子１３９で光信号に変換され、この光信号が発光素子１３９（発光部１３９ａ）から光信号伝送用光路１４１ｂ、封止樹脂層１６０、光路用開口１１１ｂおよび光路変換ミラー１１９ｂ介して光導波路１１８ｂに導入され、さらに、光ファイバ等（図示せず）を介して光信号として外部に送りだされることとなる。
【００２５】
このような本発明の光通信用デバイスでは、ＩＣチップ実装用基板内、すなわち、ＩＣチップに近い位置で、光／電気信号変換を行うため、電気信号の伝送距離が短く、より高速通信に対応することができるとともに、光通信に必要な光学部品と電子部品とを一体化することができるため、光通信用端末機器の小型化に寄与することができる。
【００２６】
また、上記光通信用デバイスでは、ＩＣチップから送り出された電気信号は、上述したように光信号に変換された後、光ファイバを介して外部に送りだされるだけでなく、半田バンプを介して多層プリント配線板に送られ、該多層プリント配線板の導体回路（バイアホール、スルーホールを含む）を介して、多層プリント配線板に実装された他のＩＣチップ等の電子部品に送られることとなる。
【００２７】
また、図１に示す光通信用デバイス１５０では、ＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００との間に封止樹脂層１６０が形成されている。このように、ＩＣチップ実装用基板と、多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されている光通信用デバイスは、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、ゴミや異物の存在により光信号の伝送が阻害されることがないため、より信頼性に優れることとなる。
【００２８】
上記封止樹脂層としては、通信波長帯での吸収が少ないものであれば特に限定されず、その材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光化された樹脂、紫外線硬化型樹脂等が挙げられる。これらのなかでは、熱硬化性樹脂が望ましい。
具体的には、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂；フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂；エポキシ樹脂；ＵＶ硬化性エポキシ樹脂；重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂；ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
【００２９】
また、上記封止樹脂層は、通信波長光の透過率が７０％以上であることが望ましい。
通信波長光の透過率が７０％未満では、光信号の損失が大きく、光通信用デバイスの信頼性の低下に繋がることがあるからである。上記透過率は、９０％以上であることがより望ましい。
特に、上記封止樹脂層が上述した樹脂成分のみからなる場合には、その透過率は、９０％以上であることが望ましく、後述するように、封止樹脂層に粒子が配合されている場合には、その透過率は、７０％以上であることが望ましい。
【００３０】
なお、本明細書において、通信波長光の透過率とは、長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率をいう。具体的には、強さＩ_１の光が上記封止樹脂層に入射し、該封止樹脂層を１ｍｍ通過して出てきたとした際に、出てきた光の強さがＩ_２である場合に下記式（１）により算出される値である。
【００３１】
透過率（％）＝（Ｉ_２／Ｉ_１）×１００・・・（１）
【００３２】
なお、上記透過率とは、２５〜３０℃で測定した透過率をいう。
【００３３】
また、上記封止樹脂層には、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていることが望ましい。
粒子を含ませることにより、上記ＩＣチップ実装用基板や上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数を整合させることができ、熱膨張係数の差に起因したクラック等がより発生しにくくなるからである。
【００３４】
なお、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とからなる本発明の光通信用デバイスにおいて、その構成部材の熱膨張係数（ｚ軸方向）は、例えば、基板が５．０×１０^−５〜６．０×１０^−５（／℃）程度、層間樹脂絶縁層が６．０×１０^−５〜８．０×１０^−５（／℃）程度、粒子が０．１×１０^−５〜１．０×１０^−５（／℃）程度、封止樹脂層が０．１×１０^−５〜１００×１０^−５（／℃）程度、粒子が配合された封止樹脂層が３．０×１０^−５〜４．０×１０^−５（／℃）程度、ＩＣチップやシリコン、ゲルマニウム等を材料とする光学素子が０．５×１０^−５〜１．５×１０^−５（／℃）程度、導体回路が１．０×１０^−５〜２．０×１０^−５（／℃）程度である。なお、上記熱膨張係数の測定温度は２０℃である。
このように、封止樹脂層に粒子が配合されていると、該封止樹脂層と光通信用デバイスを構成する他の構成部材との熱膨張係数の差が小さくなる。そのため、応力が緩和されることとなる。
また、封止樹脂層に粒子が配合されている場合には、光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなる。
【００３５】
また、上記封止樹脂層に粒子を配合する場合、該封止樹脂層の樹脂成分の屈折率と、上記粒子の屈折率とは同程度であることが望ましい。そのため、封止樹脂層に粒子を配合する場合には、屈折率の異なる２種類以上の粒子を混ぜ合わせて、粒子の屈折率が樹脂成分の屈折率と同程度になるようにすることが望ましい。
具体的には、例えば、樹脂成分が屈折率１．５３のエポキシ樹脂である場合には、屈折率が１．５４のシリカ粒子と屈折率が１．５２のチタニア粒子とを混ぜ合わせて用いることが望ましい。
なお、粒子を混ぜ合わせる方法としては、混練する方法、２種類以上の粒子を溶かして混ぜ合わせた後、粒子状にする方法等が挙げられる。
【００３６】
上記樹脂粒子としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光性化された樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体等からなるものが挙げられる。
【００３７】
具体的には、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等の熱硬化性樹脂；これらの熱硬化性樹脂の熱硬化基（例えば、エポキシ樹脂におけるエポキシ基）にメタクリル酸やアクリル酸等を反応させ、アクリル基を付与した樹脂；フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＩ）等の熱可塑性樹脂；アクリル樹脂等の感光性樹脂等からなるものが挙げられる。
また、上記熱硬化性樹脂と上記熱可塑性樹脂との樹脂複合体や、上記アクリル基を付与した樹脂や上記感光性樹脂と上記熱可塑性樹脂との樹脂複合体からなるものを用いることもできる。
また、上記樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。
【００３８】
また、上記無機粒子としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物、炭酸カリウム等のカリウム化合物、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等のマグネシウム化合物、シリカ、ゼオライト等のケイ素化合物、チタニア等のチタン化合物等からなるものが挙げられる。また、シリカとチタニアとを一定の割合で混ぜ、溶融させて均一化したものを用いてもよい。
また、上記無機粒子として、リンやリン化合物からなるものを用いることもできる。
【００３９】
上記金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、白金、鉄、亜鉛、鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム等からなるものが挙げられる。
これらの樹脂粒子、無機粒子および金属粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００４０】
また、上記粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円球状、破砕状、多面体状等が挙げられる。これらのなかでは、球状、または、楕円球状が望ましい。球状や楕円球状の粒子には角がないため、封止樹脂層にクラック等がより発生しにくいからである。
さらに、上記粒子の形状が球状または楕円球状である場合には、該粒子で光が反射しにくく、光信号の損失が低減されることとなる。
【００４１】
また、上記粒子の粒径の望ましい下限は０．０１μｍであり、より望ましい下限は０．１μｍである。一方、上記粒径の望ましい上限は１００μｍであり、より望ましい上限は５０μｍであり、特に、その上限は通信波長より短いことが望ましい。上記粒子の平均粒径が通信波長より短いと、より光信号の伝送が阻害されるおそれが少なくなるからである。
また、この範囲の粒径を有する粒子であれば、２種類以上の異なる粒径の粒子を含んでいてもよい。
なお、本明細書において、粒子の粒径とは、粒子の一番長い部分の長さをいう。
【００４２】
上記封止樹脂層に含まれる粒子の配合量の望ましい下限は１０重量％であり、より望ましい下限は２０重量％である。一方、上記粒子の配合量の望ましい上限は８０重量％であり、より望ましい上限は７０重量％である。粒子の配合量が１０重量％未満であると、粒子を配合させる効果が得られないことがあり、粒子の配合量が８０重量％を超えると、光信号の伝送が阻害されることがあるからである。
なお、上記封止樹脂層の組成は、光信号の伝送損失、耐熱性、曲げ強度等の信頼性に影響を及ぼすため、その具体的な組成は、封止樹脂層が光信号の低損失性、優れた耐熱性や耐クラック性を満たすように適宜選択すれば良い。
【００４３】
本発明の光通信用デバイスでは、上記光信号伝送用光路の屈折率と、上記封止樹脂層の屈折率とが同一であることが望ましい。例えば、上記光信号伝送用光路の屈折率が、上記封止樹脂層の屈折率よりも小さい場合には、光信号伝送用光路を介して伝送される光信号が受光素子の受光部に向かって集光することとなり、上記発光素子から送り出された光信号は、光信号伝送用光路と封止樹脂層との界面で広がらない方向に屈折することとなるものの、両者の屈折率が異なることに起因して、光信号伝送用光路と封止樹脂層との界面で光信号の反射が発生することとなり、その結果、光信号の伝送損失が大きくなる。従って、光信号の伝送損失を小さくするには、光信号伝送用光路の屈折率と上記封止樹脂層の屈折率とは同一であることが望ましく、通常は、光信号伝送用光路と封止樹脂層との界面での光信号の反射の度合いと、屈折の度合いとを考慮して、両者の屈折率を適宜選択することとなる。
【００４４】
なお、上記封止樹脂層等に用いられる樹脂成分の屈折率は、例えば、エポキシ樹脂が１．５０〜１．６０程度、アクリル樹脂が１．４０〜１．５５程度、ポリオレフィンが１．５５〜１．６５程度であり、上記封止樹脂層等の屈折率を調整する方法としては、例えば、樹脂成分の一部をフッ素化したり、フェニル化したりすることにより分極率を変化させたり、樹脂成分の一部を重水素化することにより分子量を変化させて、樹脂成分の屈折率を変える方法等が挙げられる。なお、このような屈折率の調整方法は、光導波路の屈折率を調整する方法としても用いることができる。
【００４５】
上記光通信用デバイスにおいて、光信号伝送用光路は、図１に示すように、その内部に光路用樹脂層が形成されていることが望ましい。上述したように本発明の光通信用デバイスでは、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されていることが望ましいのであるが、光信号伝送用光路の内部が空隙により構成されている場合には、封止樹脂層を形成する際に、該光信号伝送用光路内の一部に封止樹脂層が入り込んでしまうことがあり、これにより光信号の伝送が阻害されてしまうことがあるからである。
【００４６】
また、上記光通信用デバイスでは、図１に示すように、光信号伝送用光路の壁面に導体層が形成されていることが望ましい。光信号伝送用光路の壁面に導体層を形成することにより、上記光信号伝送用光路の壁面での光の乱反射を低減し、光信号の伝送性を向上させることができるからである。
【００４７】
また、上記光通信用デバイスでは、多層プリント配線板に設けられた光路用開口内にも光路用樹脂層が形成されていることが望ましく、この場合、上記光路用樹脂層の屈折率と封止樹脂層の屈折率とは同一であることが望ましい。両者の屈折率が同一である場合には、光信号伝送用光路の屈折率と封止樹脂層の屈折率とが同一の場合と同様、光信号の伝送損失を小さくすることができるからである。
さらに、上記光路用開口内が空隙である場合には、上記光通信用デバイス製造時の封止樹脂層を形成する工程において、封止樹脂層を形成するための未硬化の樹脂組成物が上記光路用開口の空隙内に入り込み、その際にボイドが発生することがあり、このようなボイドの発生は光通信用デバイスの光信号伝送能に悪影響を及ぼすことがあるが、光路用開口内に光路用樹脂層を形成した場合には、このような問題が発生することがない。
【００４８】
また、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成され、さらに、上記光信号伝送用光路の内部に光路用樹脂層が形成されるとともに、上記光路用開口の内部にも光路用樹脂層が形成されている場合には、上記封止樹脂層、ならびに、上記光信号伝送用光路および上記光路用開口内の光路用樹脂層のそれぞれの屈折率は同一であることが望ましい。このように三者の屈折率が同一である場合には、上記封止樹脂層と上記光路用樹脂層との界面で光信号の反射が起こらないからである。
【００４９】
また、上記光通信用デバイスにおいては、上記光信号伝送用光路の少なくとも片側の端部にマイクロレンズが配設されていることが望ましい。
図２は、本発明の光通信用デバイスの別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
図２に示す光通信用デバイス２５０では、図１に示した光通信用デバイス１５０と同様、ＩＣチップ実装用基板２２０と多層プリント配線板２００とから構成され、ＩＣチップ実装用基板２２０と多層プリント配線板２００との間には、封止樹脂層２６０が形成されている。
また、ＩＣチップ実装用基板２２０では、その内部に光路用樹脂層２４２が形成された光信号伝送用光路２４１の多層プリント配線板２００側の端部にマイクロレンズ２４６が配設されている。
このように、マイクロレンズを配設することにより、光学素子（受光素子および発光素子）と光導波路との間で、より確実に光信号を伝送することができる。
【００５０】
なお、光通信用デバイス２５０の実施形態は、ＩＣチップ実装用基板２２０の光信号伝送用光路２４２の一端にマイクロレンズ２４６が配設されている以外は、光通信用デバイス１５０の実施形態と同一である。
【００５１】
また、上記光信号伝送用光路の一端（多層プリント配線板側）に配設されるマイクロレンズの屈折率は、上記封止樹脂層の屈折率よりも大きいことが望ましい。このような屈折率を有するマイクロレンズを配設することにより、所望の方向に光信号を集光させることができるため、より確実に光信号の伝送を行うことができる。
【００５２】
また、上記マイクロレンズが、図２に示すような片面（封止樹脂層側）にのみ凸面を有する凸形状レンズである場合、上記マイクロレンズの曲率半径は、上記マイクロレンズの焦点距離を考慮して適宜選択する。具体的には、マイクロレンズの焦点距離を長くする場合には曲率半径を小さくし、焦点距離を短くする場合には、曲率半径を大きくする。
【００５３】
また、上記マイクロレンズが配設され、上記光信号伝送用光路の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、上記マイクロレンズの屈折率は、上記光路用樹脂層の屈折率より大きくてもよいし、上記光路用樹脂層の屈折率と同一であってもよい。
【００５４】
また、図示はしていないが、多層プリント配線板の光路用開口の内部にも光路用樹脂層が形成されている場合には、該光路用開口の封止樹脂層側の端部にもマイクロレンズが配設されていることが望ましく、この場合、マイクロレンズの屈折率は、上記封止樹脂層の屈折率よりも大きいことが望ましい。
【００５５】
また、光路用開口の端部にもマイクロレンズが配設されており、かつ、内部に光路用樹脂層が形成された光路用開口と、内部に光路用樹脂層が形成された光信号伝送用光路との厚さが略同一である場合には、光路用開口の端部に配設されたマイクロレンズの屈折率と、光信号伝送用光路の端部に配設されたマイクロレンズの屈折率とは、略同一であることが望ましい。
このような屈折率を有するマイクロレンズを配設することにより、所望の方向に光信号伝送用光路を集光することができるため、より確実に光信号の伝送を行うことができる。
【００５６】
上記マイクロレンズとしては特に限定されず、光学レンズに使用されているものが挙げられ、その材質の具体例としては、光学ガラス、光学レンズ用樹脂等が挙げられる。
上記光学レンズ用樹脂としては、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂；フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂；エポキシ樹脂；ＵＶ硬化性エポキシ樹脂；重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂；ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
【００５７】
上記光信号伝送用光路の端部にマイクロレンズを配設する場合、透明な接着剤層を介して光信号伝送用光路の端部に配設すればよく、光信号伝送用光路の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、該光路用樹脂層に直接配設されていてもよい。
なお、光路用開口の端部にマイクロレンズを配設する場合も同様に、透明な接着剤層を介して光路用開口の端部に配設すればよく、光路用開口の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、該光路用樹脂層に直接配設されていてもよい。
【００５８】
上記マイクロレンズの取り付け位置は、ＩＣチップ実装用基板に形成された光信号伝送用光路の封止樹脂層側（多層プリント配線板と対向する側）の端部が望ましいものの、ここに限定されるわけではなく、光信号伝送用光路の光学素子側の端部に取り付けられていてもよいし、光信号伝送用光路の両端部に取り付けられていてもよい。
上記マイクロレンズの形状は、図２に示したような凸形状のレンズに限定されるわけではなく、光信号を所望の方向に集光することができるものであればよい。
【００５９】
次に、本発明の光通信用デバイスの他の構成部材等について説明する。
本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板には、光学素子（受光素子、発光素子）が実装されている。
上記受光素子としては、例えば、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等が挙げられる。
これらは、上記光通信用デバイスの構成や、要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
上記受光素子の材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ等が挙げられる。
これらのなかでは、受光感度に優れる点からＩｎＧａＡｓが望ましい。
【００６０】
上記発光素子としては、例えば、ＬＤ（半導体レーザ）、ＤＦＢ−ＬＤ（分布帰還型−半導体レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等が挙げられる。
これらは、上記光通信用デバイスの構成や要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
【００６１】
上記発光素子の材料としては、ガリウム、砒素およびリンの化合物（ＧａＡｓＰ）、ガリウム、アルミニウムおよび砒素の化合物（ＧａＡｌＡｓ）、ガリウムおよび砒素の化合物（ＧａＡｓ）、インジウム、ガリウムおよび砒素の化合物（ＩｎＧａＡｓ）、インジウム、ガリウム、砒素およびリンの化合物（ＩｎＧａＡｓＰ）等が挙げられる。
これらは、通信波長を考慮して使い分ければよく、例えば、通信波長が０．８５μｍ帯の場合にはＧａＡｌＡｓを使用することができ、通信波長が１．３μｍ帯や１．５５μｍ帯の場合には、ＩｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰを使用することができる。
なお、ＩＣチップ実装用基板に実装された光学素子は、その周囲が樹脂封止されていてもよい。また、上記実装された光学素子とソルダーレジスト層や光路用樹脂層との間が樹脂封止されていてもよく、この場合、樹脂封止は、例えば、封止樹脂層の材料と同様の材料を用いて行われていればよい。
【００６２】
また、本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板には、光信号伝送用光路が形成されており、上記ＩＣチップ実装用基板に実装された光学素子と、上記多層プリント配線板に形成された光導波路との間で、上記光信号伝送用光路を介して、光信号を伝送することができる。
【００６３】
上記光信号伝送用光路は、その内部に光路用樹脂層が形成されていることが望ましい。このように光路用樹脂層が形成されていることは、上述したように、封止樹脂層を形成するのに適しており、また、光学素子と光導波路との間にゴミや異物等が入り込むおそれがより少なくなるからである。
さらに、上記光信号伝送用光路の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、ＩＣチップ実装用基板の強度も優れるものとなる。
なお、場合によっては、上記光信号伝送用光路の内部の一部または全部は、空隙により構成されていてもよい。
【００６４】
また、光信号伝送用光路の内部に光路用樹脂層が形成されている場合、その樹脂成分は通信波長帯での吸収が少ないものであれば特に限定されず、具体例としては、例えば、上記封止樹脂層に用いる樹脂と同様のもの等が挙げられる。
また、上記光路用樹脂層には、上記樹脂成分以外に、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていてもよい。これらの粒子を含ませることにより光信号伝送用光路と、基板、層間樹脂絶縁層、ソルダーレジスト層等の間で熱膨張係数の整合を図ることができる。
上記粒子の具体例としては、上記封止樹脂層に含まれる粒子と同様のもの等が挙げられる。
【００６５】
また、上記光信号伝送用光路の形状は特に限定されず、例えば、円柱状、楕円柱状、四角柱状、多角柱状等が挙げられる。これらのなかでは、円柱状が望ましい。その形成が容易だからである。
【００６６】
また、上記光信号伝送用光路の断面の径の望ましい下限は、１００μｍである。上記断面の径が１００μｍ未満では、光路が塞がれてしまうおそれがあるとともに、該光信号伝送用光路の内部に光路用樹脂層を形成することが困難になることがあるからである。一方、上記断面の径の望ましい上限は、５００μｍである。５００μｍより大きくしても光信号の伝送性はあまり向上せず、ＩＣチップ実装用基板に形成する導体回路の設計の自由度を阻害する原因となることがあるからである。
上記断面の径は、光信号の伝送性と設計の自由度とがともにより優れるとともに、未硬化の樹脂組成物を充填する際にも不都合が発生しないという点から、そのより望ましい下限が２５０μｍであり、より望ましい上限が３５０μｍである。なお、上記光信号伝送用光路の断面の径とは、上記光信号伝送用光路が円柱状の場合にはその断面の直径、楕円柱状の場合にはその断面の長径、四角柱状や多角柱状の場合にはその断面の最も長い部分の長さをいう。
【００６７】
上記光信号伝送用光路は、その壁面に導体層が形成されていることが望ましく、上記導体層は、１層から構成されていてもよく、２層以上から構成されていてもよい。
上記導体層の材料としては、例えば、銅、ニッケル、クロム、チタン、貴金属等が挙げられる。
また、上記導体層は、場合によっては、スルーホールとしての役目、すなわち、基板を挟んだ導体回路間や、基板と層間樹脂絶縁層とを挟んだ導体回路間を電気的に接続する役目を果たすことができる。
また、上記導体層の材料は、金、銀、ニッケル、白金、アルミニウム、ロジウム等の光沢を有する金属であってもよい。このような光沢を有する金属を用いて形成された導体層では、光信号が好適に反射することとなる。
【００６８】
また、上記導体層の上に、さらに、スズ、チタン、亜鉛等からなる被覆層や粗化層を設けてもよい。上記被覆層や粗化層を設けることにより、光信号伝送用光路と光路用樹脂層との密着性を向上させたりすることができる。
【００６９】
また、上記光信号伝送用光路の内部に、導体層や光路用樹脂層が形成されている場合、これらは、基板や層間樹脂絶縁層と粗化面を介して接していてもよい。上記導体層が粗化面を介して接している場合には、基板や層間樹脂絶縁層との密着性に優れ、導体層等の剥離がより発生しにくくなるからである。
【００７０】
また、本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板には、光導波路が形成されている。
上記光導波路としては、例えば、ポリマー材料等からなる有機系光導波路、石英ガラス、化合物半導体等からなる無機系光導波路等が挙げられる。これらのなかでは、ポリマー材料等からなる有機系光導波路が望ましい。層間樹脂絶縁層との密着性に優れ、加工が容易だからである。
【００７１】
上記ポリマー材料としては、通信波長帯での吸収が少ないものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光性化された樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体等が挙げられる。
【００７２】
具体的には、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化性エポキシ樹脂、ポリオレフィン系樹脂、重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂、ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
【００７３】
上記光導波路には、上記樹脂成分以外に、例えば、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていてもよい。
上記粒子の具体例としては、上記封止樹脂層に含まれる粒子と同様のもの等が挙げられる。
【００７４】
また、上記粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円球状、破砕状、多面体状等が挙げられる。これらのなかでは、球状、または、楕円球状が望ましい。球状や楕円球状の粒子には角がないため、光導波路にクラック等がより発生しにくいからである。
さらに、上記粒子の形状が球状または楕円球状である場合には、上記粒子で光が反射しにくく、光信号の損失が低減されることとなる。
【００７５】
また、上記粒子の粒径の望ましい下限は０．０１μｍであり、より望ましい下限は０．１μｍである。一方、上記粒径の望ましい上限は１００μｍであり、より望ましい上限は５０μｍであり、特に、その上限は通信波長より短いことが望ましい。上記粒子の平均粒径が通信波長より短いと、より光信号の伝送が阻害されるおそれが少なくなるからである。
また、この範囲の粒径を有する粒子であれば、２種類以上の異なる粒径の粒子が含まれていてもよい。
【００７６】
上記光導波路に含まれる粒子の配合量の望ましい下限は１０重量％であり、より望ましい下限は２０重量％である。一方、上記粒子の配合量の望ましい上限は８０重量％であり、より望ましい上限は７０重量％である。粒子の配合量が１０重量％未満であると、粒子を配合させる効果が得られないことがあり、粒子の配合量が８０重量％を超えると、光信号の伝送が阻害されることがあるからである
また、上記光導波路の形状は特に限定されないが、その形成が容易であることから、シート状が望ましい。
【００７７】
このように光導波路に粒子が含まれる場合には、光導波路と、多層プリント配線板を構成する基板や層間樹脂絶縁層等との間で熱膨張係数の整合をはかることができ、熱膨張係数の差に起因するクラックや剥離等がより発生しにくくなる。
【００７８】
また、上記光導波路の厚さは１〜１００μｍが望ましく、その幅は１〜１００μｍが望ましい。上記幅が１μｍ未満では、その形成が容易でないことがあり、一方、上記幅が１００μｍを超えると、多層プリント配線板を構成する導体回路等の設計の自由度を阻害する原因となることがある。
【００７９】
また、上記光導波路の厚さと幅との比は、１：１に近いほうが望ましい。これは、通常、上記受光素子の受光部や上記発光素子の発光部の平面形状が円形状だからである。なお、上記厚さと幅との比は特に限定されるものではなく、通常，約１：２〜約２：１程度であればよい。
さらに、上記光導波路が通信波長１．５５μｍのシングルモードの光導波路である場合には、その厚さおよび幅は５〜１５μｍであることが望ましく、上記光導波路が通信波長０．８５μｍでマルチモードの光導波路である場合には、その厚さおよび幅は２０〜８０μｍであることが望ましい。
【００８０】
また、上記光導波路としては、受光用光導波路と発光用光導波路とが形成されていることが望ましい。なお、上記受光用光導波路とは、光ファイバ等を介して外部から送られてきた光信号を受光素子へ伝送するための光導波路をいい、上記発光用光導波路とは、発光素子から送られてきた光信号を光ファイバ等へ伝送するための光導波路をいう。
また、上記受光用光導波路と上記発光用光導波路とは同一の材料からなるものであることが望ましい。熱膨張係数等の整合がはかりやすく、形成が容易であるからである。
【００８１】
上記光導波路には、上述したように、光路変換ミラーが形成されていることが望ましい。光路変換ミラーを形成することにより、光路を所望の角度に変更することが可能だからである。
上記光路変換ミラーの形成は、後述するように、例えば、光導波路の一端を切削することにより行うことができる。
【００８２】
なお、図１、２に示す多層プリント配線板においては、ＩＣチップ実装用基板と対向する側の最外層の層間樹脂絶縁層上に光導波路が形成されているが、本発明の光通信用デバイスにおける光導波路の形成位置は、ここに限定されるわけではなく、層間樹脂絶縁層同士の間であってもよいし、基板と層間樹脂絶縁層との間であってもよい。さらには、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側の最外層の層間樹脂絶縁層上や、層間樹脂絶縁層同士の間、基板と層間樹脂絶縁層との間等であってもよい。
【００８３】
すなわち、光導波路は、図１４に示す光通信用デバイスのように、多層プリント配線板のＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側の最外層の層間樹脂絶縁層上に形成されていてもよい。
図１４は、本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。
図１４に示す光通信用デバイス３５０もまた、図１に示す光通信用デバイス１５０と同様、ＩＣチップ実装用基板３２０と多層プリント配線板３００とから構成され、ＩＣチップ実装用基板３２０と多層プリント配線板３００とは、半田接続部３３７を介して電気的に接続されている。
また、ＩＣチップ実装用基板３２０と多層プリント配線板３００との間には、封止樹脂層３６０が形成されている。
【００８４】
ＩＣチップ実装用基板３２０の構成は、図１に示したＩＣチップ実装用基板１２０の構成と略同一である。
また、多層プリント配線板３００は、基板３０１の両面に導体回路３０４と層間樹脂絶縁層３０２とが積層形成され、基板３０１を挟んだ導体回路同士、および、層間樹脂絶縁層３０２を挟んだ導体回路同士は、それぞれ、スルーホール３０９およびバイアホール３０７により電気的に接続されている。さらに、多層プリント配線板の最外層には、半田バンプを備えたソルダーレジスト層３１４が形成されている。
また、多層プリント配線板３００のＩＣチップ実装用基板３２０と対向する側と基板３０１を挟んだ反対側の最外層の層間樹脂絶縁層上には、光路変換ミラー３１９を備えた光導波路３１８が形成されており、この光導波路３１８とＩＣチップ実装用基板３２０に形成された光信号伝送用光路３４１との間で光信号の伝送を行うことができるように、基板３０１、層間樹脂絶縁層３０２およびＩＣチップ実装用基板と対向する側のソルダーレジスト層３１４を貫通する光信号伝送用光路３５２が形成されている。
なお、光信号伝送用光路３５１は、その壁面に導体層３５５が形成され、その内部に光路用樹脂層３５２が形成されているが、これらの導体層および光路用樹脂層は、必要に応じて形成すればよい。
このような構成からなる光通信用デバイスでは、多層プリント配線板３００に形成された光信号伝送用光路３５１を介して光信号の伝送を行うことができる。
【００８５】
また、図１、２および１４に示す光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板においては、最外層の層間樹脂絶縁層上に光導波路が形成され、さらに、この層間樹脂絶縁層および光導波路を覆うようにソルダーレジスト層が形成されているが、このソルダーレジスト層は、必ずしも形成されている必要はなく、例えば、最外層の層間樹脂絶縁層上全体に光導波路が形成され、この光導波路がソルダーレジスト層としての役割を果たしていてもよい。
このような構成からなる本発明の光通信用デバイスは、例えば、後述する本発明の光通信用デバイスの製造方法により製造することができる。
【００８６】
次に、本発明の光通信用デバイスの製造方法について説明する。
本発明の光通信用デバイスの製造方法は、光信号伝送用光路が形成されるとともに、一の面に光学素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、少なくとも光導波路が形成された多層プリント配線板とを別々に製造した後、
上記ＩＣチップ実装用基板の光学素子と上記多層プリント配線板の光導波路との間で、光信号の伝送ができる位置に両者を配置、固定し、
さらに、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に封止用樹脂組成物を流し込んだ後、硬化処理を施すことにより封止樹脂層を形成することを特徴とする。
【００８７】
本発明の光通信用デバイスの製造方法では、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを所定の位置に配置、固定した後、両者の間に封止樹脂層を形成するため、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、光信号の伝送が阻害されることのない光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【００８８】
また、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層を形成することにより、得られた光通信用デバイスにおいては、該封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和する役目を果たすことができ、また、封止樹脂層を形成することにより光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなる。
従って、本発明の製造方法では、信頼性に優れる光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【００８９】
上記光通信用デバイスの製造方法では、まず、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを別々に製造する。
従って、ここでは、まず、ＩＣチップ実装用基板の製造方法と、多層プリント配線板の製造方法とを別々に説明し、その後、封止樹脂層を形成する方法について説明することとする。
【００９０】
まず、ＩＣチップ実装用基板の製造方法について説明する。
（１）絶縁性基板を出発材料とし、まず、該絶縁性基板上に導体回路を形成する。
上記絶縁性基板としては、例えば、ガラスエポキシ基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）基板、熱硬化性ポリフェニレンエーテル基板、銅張積層板、ＲＣＣ基板等が挙げられる。
また、窒化アルミニウム基板等のセラミック基板や、シリコン基板を用いてもよい。
上記導体回路は、例えば、上記絶縁性基板の表面に無電解めっき処理等によりベタの導体層を形成した後、エッチング処理を施すことにより形成することができる。また、銅張積層板やＲＣＣ基板にエッチング処理を施すことにより形成してもよい。
【００９１】
また、上記絶縁性基板を挟んだ導体回路間の接続をスルーホールにより行う場合には、例えば、上記絶縁性基板にドリルやレーザ等を用いて貫通孔を形成した後、無電解めっき処理等を施すことによりスルーホールを形成しておく。
また、スルーホールを形成した場合には、該スルーホール内に樹脂充填材を充填することが望ましい。
【００９２】
（２）次に、必要に応じて、導体回路の表面に粗化形成処理を施す。
上記粗化形成処理としては、例えば、黒化（酸化）−還元処理、第二銅錯体と有機酸塩とを含むエッチング液等を用いたエッチング処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ針状合金めっきによる処理等を挙げることができる。
なお、この粗化形成処理は、スルーホール内に樹脂充填材を充填する前に行い、スルーホールの壁面にも粗化面を形成してもよい。スルーホールと樹脂充填材との密着性が向上するからである。
【００９３】
（３）次に、導体回路を形成した基板上に、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂や、これらと熱可塑性樹脂と含む樹脂複合体からなる未硬化の樹脂層を形成するか、または、熱可塑性樹脂からなる樹脂層を形成する。
上記未硬化の樹脂層は、未硬化の樹脂をロールコーター、カーテンコーター等により塗布したり、未硬化（半硬化）の樹脂フィルムを熱圧着したりすることにより形成することができる。
また、上記熱可塑性樹脂からなる樹脂層は、フィルム状に成形した樹脂成形体を熱圧着することにより形成することができる。
【００９４】
これらのなかでは、未硬化（半硬化）の樹脂フィルムを熱圧着する方法が望ましく、樹脂フィルムの圧着は、例えば、真空ラミネータ等を用いて行うことができる。
また、圧着条件は特に限定されず、樹脂フィルムの組成等を考慮して適宜選択すればよいが、通常は、圧力０．２５〜１．０ＭＰａ、温度４０〜７０℃、真空度１３〜１３００Ｐａ、時間１０〜１２０秒程度の条件で行うことが望ましい。
【００９５】
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
上記エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型等のノボラック型エポキシ樹脂や、ジシクロペンタジエン変成した脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００９６】
上記感光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。
また、上記熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂としては、例えば、上記した熱硬化性樹脂の熱硬化基とメタクリル酸やアクリル酸とをアクリル化反応させたもの等が挙げられる。
【００９７】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルフォン（ＰＰＳ）ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）ポリエーテルイミド（ＰＩ）等が挙げられる。
【００９８】
また、上記樹脂複合体としては、熱硬化性樹脂や感光性樹脂（熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂も含む）と熱可塑性樹脂とを含むものであれば特に限定されず、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との具体的な組み合わせとしては、例えば、フェノール樹脂／ポリエーテルスルフォン、ポリイミド樹脂／ポリスルフォン、エポキシ樹脂／ポリエーテルスルフォン、エポキシ樹脂／フェノキシ樹脂等が挙げられる。また、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との具体的な組み合わせとしては、例えば、アクリル樹脂／フェノキシ樹脂、エポキシ基の一部をアクリル化したエポキシ樹脂とポリエーテルスルフォン等が挙げられる。
【００９９】
また、上記樹脂複合体における熱硬化性樹脂や感光性樹脂と熱可塑性樹脂との配合比率は、熱硬化性樹脂または感光性樹脂／熱可塑性樹脂＝９５／５〜５０／５０が望ましい。耐熱性を損なうことなく、高い靱性値を確保することができるからである。
【０１００】
また、上記樹脂層は、２層以上の異なる樹脂層から構成されていてもよい。
具体的には、例えば、下層が熱硬化性樹脂または感光性樹脂／熱可塑性樹脂＝５０／５０の樹脂複合体から形成され、上層が熱硬化性樹脂または感光性樹脂／熱可塑性樹脂＝９０／１０の樹脂複合体から形成されている等である。
このような構成にすることにより、絶縁性基板との優れた密着性を確保するとともに、後工程でバイアホール用開口等を形成する際の形成容易性を確保することができる。
【０１０１】
また、上記樹脂層は、粗化面形成用樹脂組成物を用いて形成してもよい。
上記粗化面形成用樹脂組成物とは、例えば、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に対して難溶性の未硬化の耐熱性樹脂マトリックス中に、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に対して可溶性の物質が分散されたものである。
なお、上記「難溶性」および「可溶性」という語は、同一の粗化液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」といい、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
【０１０２】
上記耐熱性樹脂マトリックスとしては、層間樹脂絶縁層に上記粗化液を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持することができるものが好ましく、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、感光性樹脂を用いてもよい。なお、感光性樹脂を用いた場合には、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成することができる。
【０１０３】
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。また、上記熱硬化性樹脂を感光化する場合は、メタクリル酸やアクリル酸等を用い、熱硬化基を（メタ）アクリル化反応させる。
【０１０４】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
【０１０５】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニルエーテル、ポリエーテルイミド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１０６】
上記酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に対して可溶性の物質は、無機粒子、樹脂粒子および金属粒子から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
【０１０７】
上記無機粒子としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物、炭酸カリウム等のカリウム化合物、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム、タルク等のマグネシウム化合物、シリカ、ゼオライト等のケイ素化合物等からなるものが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１０８】
上記樹脂粒子としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に浸漬した場合に、上記耐熱性樹脂マトリックスよりも溶解速度の早いものであれば特に限定されず、具体的には、例えば、アミノ樹脂（メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂等）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
なお、上記樹脂粒子は予め硬化処理されていることが必要である。硬化させておかないと上記樹脂粒子が樹脂マトリックスを溶解させる溶剤に溶解してしまうこととなるからである。
また、上記樹脂粒子としては、ゴム粒子や液相樹脂、液相ゴム等を用いてもよい。
【０１０９】
上記金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、スズ、亜鉛、ステンレス、アルミニウム、ニッケル、鉄、鉛等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
また、上記金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【０１１０】
上記可溶性の物質を、２種以上混合して用いる場合、混合する２種の可溶性の物質の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため、層間樹脂絶縁層の絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、粗化面形成用樹脂組成物からなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
【０１１１】
上記粗化液として用いる酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硫酸、硝酸や、蟻酸、酢酸等の有機酸等が挙げられるが、これらのなかでは有機酸を用いることが望ましい。粗化処理した場合に、バイアホールの底面から露出する導体回路を腐食させにくいからである。
上記酸化剤としては、例えば、クロム酸、クロム硫酸、アルカリ性過マンガン酸塩（過マンガン酸カリウム等）の水溶液等を用いることが望ましい。
また、上記アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液が望ましい。
【０１１２】
上記可溶性の物質の平均粒径は、１０μｍ以下が望ましい。
また、平均粒径が２μｍ以下の平均粒径の相対的に大きな粗粒子と平均粒径が相対的に小さな微粒子とを組み合わせて使用してもよい。すなわち、平均粒径が０．１〜０．５μｍの可溶性の物質と平均粒径が１〜２μｍの可溶性の物質とを組み合わせる等である。
【０１１３】
このように、平均粒子と相対的に大きな粗粒子と平均粒径が相対的に小さな微粒子とを組み合わせることにより、無電解めっき膜の溶解残渣をなくし、めっきレジスト下のパラジウム触媒量を少なくし、さらに、浅くて複雑な粗化面を形成することができる。
さらに、複雑な粗化面を形成することにより、粗化面の凹凸が小さくても実用的なピール強度を維持することができる。
上記粗粒子は平均粒径が０．８μｍを超え２．０μｍ未満であり、微粒子は平均粒径が０．１〜０．８μｍであることが望ましい。
【０１１４】
（４）次に、その材料として熱硬化性樹脂や樹脂複合体を用いた層間樹脂絶縁層を形成する場合には、未硬化の樹脂絶縁層に硬化処理を施すとともに、バイアホール用開口を形成し、層間樹脂絶縁層とする。また、この工程では、必要に応じて、貫通孔を形成してもよい。
上記バイアホール用開口は、レーザ処理により形成することが望ましい。また、層間樹脂絶縁層の材料として感光性樹脂を用いた場合には、露光現像処理により形成してもよい。
【０１１５】
また、その材料として熱可塑性樹脂を用いた層間樹脂絶縁層を形成する場合には、熱可塑性樹脂からなる樹脂層にバイアホール用開口を形成し、層間樹脂絶縁層とする。この場合、バイアホール用開口は、レーザ処理を施すことにより形成することができる。
また、この工程で貫通孔を形成する場合、該貫通孔は、ドリル加工やレーザ処理等により形成すればよい。
【０１１６】
上記レーザ処理に使用するレーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、紫外線レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。これらのなかでは、エキシマレーザや短パルスの炭酸ガスレーザが望ましい。
【０１１７】
また、エキシマレーザのなかでも、ホログラム方式のエキシマレーザを用いることが望ましい。ホログラム方式とは、レーザ光をホログラム、集光レンズ、レーザマスク、転写レンズ等を介して目的物に照射する方式であり、この方式を用いることにより、一度の照射で樹脂フィルム層に多数の開口を効率的に形成することができる。
【０１１８】
また、炭酸ガスレーザを用いる場合、そのパルス間隔は、１０^−４〜１０^−８秒であることが望ましい。また、開口を形成するためのレーザを照射する時間は、１０〜５００μ秒であることが望ましい。
また、光学系レンズと、マスクとを介してレーザ光を照射することにより、一度に多数のバイアホール用開口を形成することができる。光学系レンズとマスクとを介することにより、同一強度で、かつ、照射強度が同一のレーザ光を複数の部分に照射することができるからである。
このようにしてバイアホール用開口を形成した後、必要に応じて、デスミア処理を施してもよい。
【０１１９】
（５）次に、バイアホール用開口の内壁を含む層間樹脂絶縁層の表面に、導体回路を形成する。
導体回路を形成するにあたっては、まず、層間樹脂絶縁層の表面に薄膜導体層を形成する。
上記薄膜導体層は、無電解めっき、スパッタリング等の方法により形成することができる。
【０１２０】
上記薄膜導体層の材質としては、例えば、銅、ニッケル、スズ、亜鉛、コバルト、タリウム、鉛等が挙げられる。
これらのなかでは、電気特性、経済性等に優れる点から銅や銅およびニッケルからなるものが望ましい。
また、上記薄膜導体層の厚さは、無電解めっきにより薄膜導体層を形成する場合には、望ましい下限が０．３μｍ、より望ましい下限が０．６μｍであり、望ましい上限が２．０μｍ、より望ましい上限が１．２μｍである。また、スパッタリングにより形成する場合には、０．１〜１．０μｍが望ましい。
【０１２１】
また、上記薄膜導体層を形成する前に、層間樹脂絶縁層の表面に粗化面を形成しておいてもよい。粗化面を形成することにより、層間樹脂絶縁層と薄膜導体層との密着性を向上させることができる。特に、粗化面形成用樹脂組成物を用いて層間樹脂絶縁層を形成した場合には、酸や酸化剤等を用いて粗化面を形成することが望ましい。
【０１２２】
また、上記（４）の工程で貫通孔を形成した場合には、層間樹脂絶縁層上に薄膜導体層を形成する際に、貫通孔の壁面にも薄膜導体層を形成することによりスルーホールとしてもよい。
【０１２３】
（６）次いで、その表面に薄膜導体層が形成された基板の上にめっきレジストを形成する。
上記めっきレジストは、例えば、感光性ドライフィルムを張り付けた後、めっきレジストパターンが描画されたガラス基板等からなるフォトマスクを密着配置し、露光現像処理を施すことにより形成することができる。
【０１２４】
（７）その後、薄膜導体層をめっきリードとして電気めっきを行い、上記めっきレジスト非形成部に電気めっき層を形成する。上記電気めっきとしては、銅めっきが望ましい。
また、上記電気めっき層の厚さは、５〜２０μｍが望ましい。
【０１２５】
その後、上記めっきレジストと該めっきレジスト下の無電解めっき膜および薄膜導体層とを除去することにより導体回路（バイアホールを含む）を形成することができる。
上記めっきレジストの除去は、例えば、アルカリ水溶液等を用いて行えばよく、上記薄膜導体層の除去は、硫酸と過酸化水素との混合液、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄、塩化第二銅等のエッチング液を用いて行えばよい。
また、上記導体回路を形成した後、必要に応じて、層間樹脂絶縁層上の触媒を酸や酸化剤を用いて除去してもよい。電気特性の低下を防止することができるからである。
【０１２６】
なお、ここに記載した導体回路の形成方法は、アディティブ法であるが、本発明の製造方法における導体回路の形成方法は、アディティブ法に限定されるわけではなく、例えば、サブトラクティブ法であってもよい。
以下、サブトラクティブ法により導体回路を形成する方法について簡単に説明する。
【０１２７】
すなわち、まず、バイアホール用開口を有する層間樹脂絶縁層を形成した後、さらに、上記（５）の工程と同様にして、バイアホール用開口の壁面を含む層間樹脂絶縁層の表面に薄膜導体層を形成する。
【０１２８】
次に、上記薄膜導体層上の全面に電気めっき層等を形成することにより導体層の厚さを厚くする。なお、電気めっき層等の形成は、必要に応じて行えばよい。
次いで、上記導体層上にエッチングレジストを形成する。
上記エッチングレジストは、例えば、感光性ドライフィルムを張り付けた後、該感光性ドライフィルム上にフォトマスクを密着配置し、露光現像処理を施すことにより形成する。
【０１２９】
さらに、上記エッチングレジスト非形成部下の導体層をエッチング処理により除去し、その後、エッチングレジストを剥離することにより層間樹脂絶縁層上に独立した導体回路（バイアホールを含む）を形成する。
なお、上記エッチング処理は、例えば、硫酸と過酸化水素との混合液、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄、塩化第二銅等のエッチング液を用いて行うことができ、エッチングレジストの剥離は、アルカリ水溶液等を用いて行うことができる。
このような方法を用いた場合にも、層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成することができる。
【０１３０】
なお、導体回路の形成方法として、アディティブ法を選択するか、サブトラクティブ法を選択するかは、導体回路の幅や間隔、実装するＩＣチップや光学素子、その他の各種電子部品等の接続端子の数やピッチ等を考慮して適宜選択すればよよい。
【０１３１】
また、上記（４）および（５）の工程においてスルーホールを形成した場合には、該スルーホール内に樹脂充填材を充填してもよい。
また、スルーホール内に樹脂充填材を充填した場合、必要に応じて、無電解めっきを行うことにより樹脂充填材層の表層部を覆う蓋めっき層を形成してもよい。
【０１３２】
（８）次に、蓋めっき層を形成した場合には、必要に応じて、該蓋めっき層の表面に粗化処理を行い、さらに、（３）および（４）の工程を繰り返すことにより最外層の層間樹脂絶縁層を形成することができる。
【０１３３】
（９）その後、必要に応じて、（３）〜（８）の工程を繰り返すことにより、その両面に導体回路と層間樹脂絶縁層とを積層形成する。なお、この工程では、スルーホールを形成してもよいし、形成しなくてもよい。
このような（１）〜（９）の工程を行うことにより、基板の両面に導体回路と層間樹脂絶縁層とが積層形成された多層配線板を製造することができる。
【０１３４】
（１０）次に、上記多層配線板を貫通する貫通孔を形成する。ここで形成する貫通孔は、後工程を経て、ＩＣチップ実装用基板における光信号伝送用光路となる。従って、この工程で形成する貫通孔を、以下、光路用貫通孔という。
【０１３５】
上記光路用貫通孔の形成は、例えば、ドリル加工やレーザ処理等により行う。
上記レーザ処理において使用するレーザとしては、上記バイアホール用開口の形成や上記半田バンプ形成用開口の形成において使用するレーザと同様のもの等が挙げられる。
上記光路用貫通孔の形成位置は特に限定されず、導体回路の設計、光学素子、ＩＣチップの実装位置等を考慮して適宜選択すればよい。
また、上記光路用貫通孔は、受光素子や発光素子等の光学素子ごとに形成することが望ましい。また、信号波長ごとに形成してもよい。
【０１３６】
また、光路用貫通孔を形成した後、必要に応じて、デスミア処理を行ってもよい。
上記デスミア処理は、例えば、過マンガン酸溶液による処理や、プラズマ処理、コロナ処理等を用いて行うことができる。なお、上記デスミア処理を行うことにより、光路用貫通孔内の樹脂残り、バリ等を除去することができ、光信号伝送用光路の壁面での乱反射に起因した伝送損失を低下させることができる。
【０１３７】
また、光路用貫通孔形成後、下記工程で、その壁面に導体層を形成したり、その内部に未硬化の樹脂組成物を充填したりする前に、必要に応じて、光路用貫通孔の壁面に粗化面を形成してもよい。粗化面を形成することにより、導体層や樹脂組成物との密着性の向上をはかることができるからである。
上記粗化面の形成は、例えば、硫酸、塩酸、硝酸等の酸；クロム酸、クロム硫酸、過マンガン酸塩等の酸化剤等により、基板や層間樹脂絶縁層等の光路用貫通孔を形成した際に露出した部分を溶解することにより行うことができる。また、プラズマ処理やコロナ処理等により行うこともできる。
【０１３８】
また、光路用貫通孔を形成した後には、該光路用貫通孔の壁面に導体層を形成することが望ましい。
上記導体層の形成は、例えば、無電解めっき、スパッタリング等の方法により行うことができる。
具体的には、例えば、光路用貫通孔を形成した後、該光路用貫通孔の壁面に触媒核を付与し、その後、光路用貫通孔が形成された基板を無電解めっき浴に浸漬する方法等を用いることができる。
また、無電解めっきやスパッタリングを組み合わせて２層以上からなる導体層を形成してもよいし、無電解めっきやスパッタリングの後、電解めっきを行って２層以上からなる導体層を形成してもよい。
【０１３９】
また、この工程では、光路用貫通孔の壁面に導体層を形成するとともに、上記多層配線板の最外層の層間樹脂絶縁層上に、最外層の導体回路を形成することが望ましい。
具体的には、まず、無電解めっき等により光路用貫通孔の壁面に導体層を形成する際に、層間樹脂絶縁層の表面全体にも導体層を形成する。
【０１４０】
次に、この層間樹脂絶縁層表面に形成した導体層上にめっきレジストを形成する。めっきレジストの形成は、例えば、上記（６）の工程で行った方法と同様の方法等により行えばよい。
【０１４１】
さらに、上記層間樹脂絶縁層上に形成した導体層をめっきリードとして電解めっきを行い、上記めっきレジスト非形成部に電気めっき層を形成し、その後、めっきレジストと該めっきレジスト下の導体層を除去することにより層間樹脂絶縁層上に独立した導体回路を形成する。
【０１４２】
また、上記導体層を形成した後、上記導体層の壁面に粗化面を形成してもよい。上記粗化面の形成は、例えば、上記（２）の工程で行った方法と同様の方法等により行えばよい。
【０１４３】
また、上記光路用貫通孔を形成した後（必要に応じて、その壁面に導体層を形成した後）には、この光路用貫通孔内に未硬化の樹脂組成物を充填することが望ましい。未硬化の樹脂組成物を充填した後、硬化処理を施すことにより、その内部に光路用樹脂層が形成された光信号伝送用光路とすることができる。
未硬化の樹脂組成物を充填する方法としては特に限定されず、例えば、印刷やポッティング等の方法を用いることができる。
なお、未硬化の樹脂組成物の充填を印刷により行う場合、該樹脂組成物は１回で充填してもよいし、２回以上に分けて印刷してもよい。また、多層配線板の両側から印刷を行ってもよい。
【０１４４】
また、未硬化の樹脂組成物の充填を行う際には、上記光路用貫通孔の内積よりも少し多い量の未硬化の樹脂組成物を充填し、充填終了後、光路用貫通孔から溢れた余分な樹脂組成物を除去してもよい。
上記余分な樹脂組成物の除去は、例えば、研磨等により行うことができる。また、余分な樹脂組成物を除去する場合、樹脂組成物の状態は半硬化状態であってもよいし、完全に硬化した状態であってもよく、樹脂組成物の材料等を考慮して適宜選択すればよい。
【０１４５】
このような処理を行うことにより、上記多層配線板を貫通する光信号伝送用光路を形成することができる。
上記光路用貫通孔の壁面に導体層を形成する際に、層間樹脂絶縁層の表面にも導体層を形成し、上述した処理を行うことにより独立した導体回路を形成することができる。勿論、上記導体層を形成しない場合であっても、上述した方法により層間樹脂絶縁層上に独立した導体回路を形成すればよい。
【０１４６】
（１１）次に、導体回路と層間樹脂絶縁層とを形成した基板の最外層にソルダーレジスト層を形成する。
上記ソルダーレジスト層は、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなるソルダーレジスト組成物を用いて形成することができる。
【０１４７】
また、上記以外のソルダーレジスト組成物としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂の（メタ）アクリレート、イミダゾール硬化剤、２官能性（メタ）アクリル酸エステルモノマー、分子量５００〜５０００程度の（メタ）アクリル酸エステルの重合体、ビスフェノール型エポキシ樹脂等からなる熱硬化性樹脂、多価アクリル系モノマー等の感光性モノマー、グリコールエーテル系溶剤などを含むペースト状の流動体が挙げられ、その粘度は２５℃で１〜１０Ｐａ・ｓに調整されていることが望ましい。また、市販のソルダーレジスト組成物を用いてもよい。
また、この工程では、上記ソルダーレジスト組成物からなるフィルムを圧着してソルダーレジスト組成物の層を形成してもよい。
【０１４８】
（１２）次に、上記ソルダーレジスト組成物の層に、上記光路用貫通孔に連通した開口（以下、光路用開口ともいう）を形成し、ソルダーレジスト層とする。
具体的には、例えば、バイアホール用開口を形成する方法と同様の方法、すなわち、露光現像処理やレーザ処理等により形成する。
また、上記光路用開口を形成する際には、同時に、半田バンプ形成用開口（ＩＣチップや光学素子を実装するための開口や、多層プリント配線板と接続するための開口）を形成することが望ましい。なお、上記光路用開口の形成と、上記半田バンプ形成用開口の形成とは、別々に行ってもよい。
【０１４９】
また、ソルダーレジスト層を形成する際に、予め、所望の位置に開口を有する樹脂フィルムを作製し、該樹脂フィルムを張り付けることにより、光路用開口と半田バンプ形成用開口とを有するソルダーレジスト層を形成してもよい。
このような（１１）および（１２）の工程を経ることにより、光路用貫通孔を形成した多層配線板上に、該光路用貫通孔と連通した開口を有するソルダーレジスト層を形成することができる。
なお、上記光路用開口の径は、上記光路用貫通孔の径と同一であってもよいし、上記光路用貫通孔の径よりも小さくてもよい。
【０１５０】
また、上記（１０）の工程で光路用貫通孔内に光路用樹脂層を形成した場合には、この工程でも、光路用開口内に未硬化の樹脂組成物に充填し、その後、硬化処理を施すことにより光路用樹脂層を形成することが望ましい。
この工程においても光路用樹脂層を形成することにより、光信号伝送用光路の内部全体に光路用樹脂層が形成されることとなる。
また、上記光路用開口内に充填する未硬化の樹脂組成物としては、上記（１０）の工程で、光路用貫通孔内に充填する未硬化の樹脂組成物と同一のものであることが望ましい。
【０１５１】
また、その内部全体に光路用樹脂層が形成された光信号伝送用光路を形成する場合には、上記（１０）の工程において、未硬化の樹脂組成物の充填を行わず、この工程において、光路用貫通孔内およびこれに連通した光路用開口内に未硬化の樹脂組成物を充填し、その後、硬化処理を施すことにより、その内部全体に光路用樹脂層が形成された光信号伝送用光路としてもよい。
【０１５２】
また、上記（１０）の工程において、光路用貫通孔に未硬化の樹脂組成物を充填した後、この樹脂組成物を半硬化させ、その後、上述した方法で光路用開口を有するソルダーレジスト層の形成を行ない、さらに、上記光路用開口内に未硬化の樹脂組成物を充填した後、光路用貫通孔内の樹脂組成物および光路用開口内の樹脂組成物に同時に硬化処理を施すことにより、光路用樹脂層を形成してもよい。
【０１５３】
（１３）次に、必要に応じて、光信号伝送用光路の端部にマイクロレンズを配設する。
上記光信号伝送用光路の端部にマイクロレンズを配設するには、ソルダーレジスト層上に形成した接着剤層を介して光信号伝送用光路の端部に配設すればよいが、特に、光信号伝送用光路の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、該光路用樹脂層上に直接配設したり、透明な接着剤層を介して配設したりしてもよい。
【０１５４】
上記光路用樹脂層上にマイクロレンズを直接配設する方法としては、例えば、未硬化の光学レンズ用樹脂を光路用樹脂層上に適量滴下し、この滴下した未硬化の光学レンズ用樹脂に硬化処理を施す方法等が挙げられる。
上記未硬化の光学レンズ用樹脂を光路用樹脂層上に適量滴下する際には、ディスペンサー、インクジェット、マイクロピペット、マイクロシリンジ等の装置を用いることができる。
このような装置を用いて光路用樹脂層上に滴下した未硬化の光学レンズ用樹脂は、その表面張力により球形になろうとするため、上記光路用樹脂層上で半球状となり、その後、半球状の未硬化の光学レンズ用樹脂に硬化処理を施すことで、光路用樹脂層上に半球状のマイクロレンズ（凸形状のレンズ）を配設することができる。
なお、上述した方法により形成するマイクロレンズの直径や曲面の形状等は、樹脂組成物と未硬化の光学レンズ用樹脂との濡れ性を考慮しながら、適宜未硬化の光学レンズ用樹脂の粘度等を調整することで制御することができる。
【０１５５】
（１４）次に、上記半田バンプ形成用開口を形成することにより露出した導体回路部分を、必要に応じて、ニッケル、パラジウム、金、銀、白金等の耐食性金属により被覆し、半田パッドとする。これらのなかでは、ニッケル−金、ニッケル−銀、ニッケル−パラジウム、ニッケル−パラジウム−金等の金属により被覆層を形成することが望ましい。
上記被覆層は、例えば、めっき、蒸着、電着等により形成することができるが、これらのなかでは、被覆層の均一性に優れるという点からめっきにより形成することが望ましい。
【０１５６】
（１５）次に、ＩＣチップを実装するための開口（ＩＣチップ実装用開口）や、多層プリント配線板と接続するための開口（多層プリント配線板接続用開口）に相当する部分に開口部が形成されたマスクを介して、上記半田パッドに半田ペーストを充填した後、リフローすることにより半田バンプを形成する。
このような半田バンプを形成することにより、該半田バンプを介してＩＣチップを実装したり、多層プリント配線板を接続したりすることが可能となる。なお、この半田バンプは、必要に応じて形成すればよく、半田バンプを形成しない場合であっても、実装するＩＣチップや接続する多層プリント配線板のバンプを介して、これらとＩＣチップ実装用基板とを電気的に接続することができる。
【０１５７】
（１６）さらに、ソルダーレジスト層に光学素子（受光素子および発光素子）を実装する。光学素子の実装は、例えば、上記（１５）の工程で光学素子を実装するための開口（光学素子実装用開口）にも半田ペーストを充填しておき、さらに、リフローを行う際に、上記光学素子を取り付けることにより半田を介して実装すればよい。
また、半田ペーストに代えて、導電性接着剤等を用いて光学素子を実装してもよい。
このような工程を経ることにより、本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造することができる。
【０１５８】
次に、多層プリント配線板の製造方法について説明する。
（１）まず、上記ＩＣチップ実装用基板の製造方法の（１）〜（２）の工程と同様にして、基板の両面に導体回路を形成するともに、基板を挟んだ導体回路間を接続するスルーホールを形成する。また、この工程でも、導体回路の表面やスルーホールの壁面に、必要に応じて、粗化面を形成する。
【０１５９】
（２）次に、必要に応じて、導体回路を形成した基板上に層間樹脂絶縁層と導体回路とを積層形成する。
具体的には、上記ＩＣチップ実装用基板の製造方法の（３）〜（８）の工程と同様の方法を用いて、層間樹脂絶縁層と導体回路とを積層形成すればよい。
この工程においても、ＩＣチップ実装用基板を製造する場合と同様、基板と層間樹脂絶縁層とを貫通するスルーホールを形成したり、蓋めっき層を形成したりしてもよい。
なお、この（２）の工程、すなわち、層間樹脂絶縁層と導体回路とを積層する工程は、１回のみ行ってもよいし、複数回行ってもよい。
また、この工程で層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成する方法としては、ＩＣチップ実装用基板を製造する場合と同様、サブトラクティブ法を用いてもよい。
【０１６０】
（３）次に、ＩＣチップ実装用基板と対向する側の基板上、または、層間樹脂絶縁層上の導体回路非形成部に光導波路を形成する。
上記光導波路の形成は、その材料に石英ガラス等の無機材料を用いて行う場合、予め、所定の形状に成形しておいた光導波路を接着剤を介して取り付けることにより行うことができる。
また、上記無機材料からなる光導波路は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３等の無機材料を液相エピタキシヤル法、化学堆積法（ＣＶＤ）、分子線エピタキシヤル法等により成膜させることにより形成することができる。
【０１６１】
また、ポリマー材料からなる光導波路を形成する方法としては、例えば、▲１▼予め離型フィルム上等にフィルム状に成形しておいた光導波路形成用フィルムを層間樹脂絶縁層上に張り付ける方法や、▲２▼層間樹脂絶縁層上に下部クラッド、コア、上部クラッドを順次積層形成していくことにより、上記層間樹脂絶縁層上に直接光導波路を形成する方法等が挙げられる。
なお、光導波路の形成方法としては、離型フィルム上に光導波路を形成する場合も、層間樹脂絶縁層上に光導波路を形成する場合も同様の方法を用いて行うことができる。
具体的には、例えば、反応性イオンエッチングを用いた方法、露光現像法、金型形成法、レジスト形成法、これらを組み合わせた方法等を用いることができる。
【０１６２】
上記反応性イオンエッチングを用いた方法では、（ｉ）まず、離型フィルムや層間樹脂絶縁層等（以下、単に離型フィルム等という）の上に下部クラッドを形成し、（ｉｉ）次に、この下部クラッド上にコア用樹脂組成物を塗布し、さらに、必要に応じて、硬化処理を施すことによりコア形成用樹脂層とする。（ｉｉｉ）次に、上記コア形成用樹脂層上に、マスク形成用の樹脂層を形成し、次いで、このマスク形成用の樹脂層に露光現像処理を施すことにより、コア形成用樹脂層上にマスク（エッチングレジスト）を形成する。
【０１６３】
（ｉｖ）次に、コア形成用樹脂層に反応性イオンエッチングを施すことにより、マスク非形成部分のコア形成用樹脂層を除去し、下部クラッド上にコアを形成する。（ｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この反応性イオンエッチングを用いた方法は、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
【０１６４】
また、露光現像法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ｉｉ）次に、この下部クラッド上にコア用樹脂組成物を塗布し、さらに、必要に応じて、半硬化処理を施すことによりコア形成用樹脂組成物の層を形成する。
【０１６５】
（ｉｉｉ）次に、上記コア形成用樹脂組成物の層上に、コア形成部分に対応したパターンが描画されたマスクを載置し、その後、露光現像処理を施すことにより、下部クラッド上にコアを形成する。（ｉｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この露光現像法は、工程数が少ないため、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、また、加熱工程が少ないため、光導波路に応力が発生しにくい。
【０１６６】
また、上記金型形成法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ｉｉ）次に、下部クラッドに金型形成によりコア形成用の溝を形成する。（ｉｉｉ）さらに、上記溝内にコア用樹脂組成物を印刷により充填し、その後、硬化処理を施すことによりコアを形成する。（ｉｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この金型形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
【０１６７】
また、上記レジスト形成法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ｉｉ）さらに、この下部クラッド上にレジスト用樹脂組成物を塗布した後、露光現像処理を施すことにより、上記下部クラッド上のコア非形成部分に、コア形成用レジスト形成する。
【０１６８】
（ｉｉｉ）次に、下部クラッド上のレジスト非形成部分にコア用樹脂組成物の塗布し、（ｉｖ）さらに、コア用樹脂組成物を硬化した後、上記コア形成用レジストを剥離することにより、下部クラッド上にコアを形成する。（ｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
このレジスト形成法は、この金型形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
【０１６９】
また、上記光導波路には、光路変換ミラーを形成する。
上記光路変換ミラーは、光導波路を層間樹脂絶縁層上に取り付ける前に形成しておいてもよいし、層間樹脂絶縁層上に取り付けた後に形成してもよいが、該光導波路を層間樹脂絶縁層上に直接形成する場合を除いて、予め光路変換ミラーを形成しておくことが望ましい。作業を容易に行うことができ、また、作業時に多層プリント配線板を構成する他の部材、例えば、基板や導体回路、層間樹脂絶縁層等に傷を付けたり、これらを破損させたりするおそれがないからである。
【０１７０】
上記光路変換ミラーを形成する方法としては特に限定されず、従来公知の形成方法を用いることができる。具体的には、先端がＶ形９０°のダイヤモンドソーや刃物による機械加工、反応性イオンエッチングによる加工、レーザアブレーション等を用いることができる。
なお、ここでは、ＩＣチップ実装用基板に対向する側の基板上または最外層の層間樹脂絶縁層上に光導波路を形成する方法について説明したが、上記多層プリント配線板を製造する場合には、上記光導波路は、基板と層間樹脂絶縁層との間や、層間樹脂絶縁層同士の間に形成する場合もある。
【０１７１】
基板と層間樹脂絶縁層との間に光導波路を形成する場合には、上記（１）の工程で、その両面に導体回路が形成された基板を作製した後、上記（３）の工程と同様の方法で基板上の導体回路非形成部分に光導波路を形成し、その後、上記（２）の工程と同様の方法で層間樹脂絶縁層を形成することにより、上記した位置に光導波路を形成することができる。
【０１７２】
また、層間樹脂絶縁層同士の間に光導波路を形成する場合には、上記（１）および（２）の工程と同様にして導体回路が形成された基板上に少なくとも１層の層間樹脂絶縁層を積層形成した後、上記（３）の工程と同様にして層間樹脂絶縁層上に光導波路を形成し、その後、さらに、上記（２）の工程と同様の工程を繰り返すことにより、層間樹脂絶縁層同士の間に光導波路を形成することができる。
【０１７３】
さらに、本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板においては、ＩＣチップ実装用基板に対向する側と基板を挟んだ反対側に光導波路が形成されていてもよく、このような位置に光導波路が形成された多層プリント配線板を製造する場合には、上記光導波路と、上記ＩＣチップ実装用基板に実装された光学素子との間で光信号の伝送を行うことができるように、少なくとも基板を貫通する光信号伝送用光路を形成する必要があるが、このような光信号伝送用光路は、光導波路を形成する前に、または、光導波路を形成した後に適宜形成すればよい。
【０１７４】
具体的には、例えば、上記（１）および（２）の工程を経ることにより、多層配線板を作製した後、光導波路を形成する前に、ＩＣチップ実装用基板の製造方法の（１０）の工程と同様の方法を用いて、光路用貫通孔を形成し、その後、上記光路用貫通孔を介してＩＣチップ実装用基板との間で光信号を伝送することができる位置に、上述した方法で光導波路を形成し、さらに、後述する工程を経て多層プリント配線板とすればよい。なお、上記光路用貫通孔を形成した後には、必要に応じて、その内部や壁面に光路用樹脂層や導体層を形成してもよい。
【０１７５】
（４）次に、光導波路を形成した基板の最外層にソルダーレジスト層を形成する。
上記ソルダーレジスト層は、例えば、上記ＩＣチップ実装用基板のソルダーレジスト層を形成する際に用いた樹脂組成物と同様の樹脂組成物を用いて形成することができる。
なお、場合によっては、上記（３）の工程で基板の最外層全体に光導波路を形成し、光導波路がソルダーレジスト層としての役割を果たすようにしてもよい。
【０１７６】
（５）次に、ＩＣチップ実装用基板と対向する側のソルダーレジスト層に半田バンプ形成用開口（ＩＣチップ実装用基板や各種表面実装型電子部品を実装するための開口）と光路用開口とを形成する。
上記半田バンプ形成用開口と光路用開口との形成は、ＩＣチップ実装用基板に半田バンプ形成用開口を形成する方法と同様の方法、すなわち、露光現像処理やレーザ処理等を用いて行うことができる。
なお、上記半田バンプ形成用開口の形成と、光路用開口の形成とは同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。
【０１７７】
これらのなかでは、ソルダーレジスト層を形成する際に、その材料として感光性樹脂を含む樹脂組成物を塗布し、露光現像処理を施すことにより半田バンプ形成用開口と光路用開口とを形成する方法を選択することが望ましい。
露光現像処理により光路用開口を形成する場合には、開口形成時に、該光路用開口の下に存在する光導波路に傷を付けるおそれがないからである。
また、ソルダーレジスト層を形成する際に、予め、所望の位置に開口を有する樹脂フィルムを作製し、該樹脂フィルムを張り付けることにより、半田バンプ形成用開口と光路用開口とを有するソルダーレジスト層を形成してもよい。
なお、光路用貫通孔を形成し、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側に光導波路を形成する場合には、この工程で光路用開口を形成する際に、光路用開口を上記光路用貫通孔と連通するように形成する。
【０１７８】
また、必要に応じて、ＩＣチップ実装用基板と対向する面と反対側のソルダーレジスト層にも半田バンプ形成用開口を形成してもよい。
後工程を経ることにより、ＩＣチップ実装用基板と対向する面と反対側のソルダーレジスト層にも外部接続端子を形成することができるからである。
【０１７９】
（６）次に、上記半田バンプ形成用開口を形成することにより露出した導体回路部分を、必要に応じて、ニッケル、パラジウム、金、銀、白金等の耐食性金属により被覆し、半田パッドとする。具体的には、ＩＣチップ実装用基板の製造方法の（１４）の工程と同様の方法を用いて行えばよい。
【０１８０】
（７）次に、必要に応じて、上記（５）の工程で形成した光路用開口内に、未硬化の樹脂組成物を充填し、その後、硬化処理を施すことにより光路用樹脂層を形成する。
なお、この工程で充填する未硬化の樹脂組成物は、ＩＣチップ実装用基板の製造工程で、光路用貫通孔および光路用開口に充填する樹脂組成物と同一のものであることが望ましい。
また、上述したように、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側に光導波路を形成するために、光路用貫通孔と光路用開口とを形成した場合にも、該光路用貫通孔と該光路用開口とに未硬化の樹脂組成物を充填してもよく、この場合、未硬化の樹脂組成物を充填する方法としては、ＩＣチップ実装用基板を製造する際に用いる方法と同様の方法を用いればよい。
【０１８１】
（８）次に、上記半田パッドに相当する部分に開口部が形成されたマスクを介して、上記半田パッドに半田ペーストを充填した後、リフローすることにより半田バンプを形成する。
このような半田バンプを形成することにより、該半田バンプを介してＩＣチップ実装用基板や各種表面実装型電子部品を実装することが可能となる。なお、この半田バンプは、必要に応じて形成すればよく、半田バンプを形成しない場合であっても、実装するＩＣチップ実装用基板や各種表面実装型電子部品のバンプを介してこれらを実装することができる。
また、ＩＣチップ実装用基板と対向する面と反対側のソルダーレジスト層では、特に、外部接続端子を形成しなくてもよいし、必要に応じて、ピンを配設したり、半田ボールを形成したりすることにより、ＰＧＡ（Ｐｉｎ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）としてもよい。
このような工程を経ることにより、本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造することができる。
【０１８２】
本発明の光通信用デバイスの製造方法では、次に、ＩＣチップ実装用基板の光学素子と多層プリント配線板の光導波路との間で、ＩＣチップ実装用基板に形成した光信号伝送用光路を介して光信号の伝送ができる位置に両者を配置、固定する。
ここでは、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを対向配置した後、上記ＩＣチップ実装用基板の半田バンプと、上記多層プリント配線板の半田バンプとにより半田接続部を形成し、両者を電気的に接続するとともに、両者を固定する。すなわち、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とをそれぞれ所定の位置に、所定の向きで対向配置し、リフローすることにより両者を接続する。
なお、上述したように、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との両者を固定するための半田バンプは、両者のどちらか一方にのみ形成されていてもよい。
【０１８３】
また、この工程では、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを両者の半田バンプを用いて接続するため、両者を対向配置した際に、両者の間で若干の位置ズレが存在していても、リフロー時に半田の有するセルフアライメント効果により両者を所定の位置に配置することができる。
【０１８４】
次に、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に、封止用樹脂組成物を流し込み、その後、硬化処理を施すことにより封止樹脂層を形成する。
上記封止用樹脂組成物としては、上述したＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂；フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂；エポキシ樹脂；ＵＶ硬化性エポキシ樹脂；重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂；ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等の樹脂成分と、必要に応じて含まれる粒子とに加えて、硬化剤や消泡剤、酸無水物、溶剤等の各種添加剤が適宜配合されたもの等が挙げられる。
また、上記封止用樹脂組成物は、硬化後の通信波長光の透過率が７０％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。
【０１８５】
ここで、ＩＣチップ実装用基板および多層プリント配線板の間に流し込む封止用樹脂組成物の粘度や、該封止用樹脂組成物を流し込んだ後の硬化処理の条件としては、封止用樹脂組成物の組成、ＩＣチップ実装用基板および多層プリント配線板の設計等を考慮して適宜選択すればよい。
【０１８６】
次に、ＩＣチップ実装用基板にＩＣチップを実装し、その後、必要に応じて、ＩＣチップの樹脂封止を行うことにより光通信用デバイスとする。
上記ＩＣチップの実装は従来公知の方法で行うことができる。
また、ＩＣチップの実装を、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを接続する前に行い、ＩＣチップを実装したＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを接続することにより光通信用デバイスとしてもよい。
【０１８７】
【実施例】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
Ａ．ＩＣチップ実装用基板の作製
Ａ−１．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９、油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５、大日本インキ化学工業社製　エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０、大日本インキ化学工業社製　フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製　デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコーン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
【０１８８】
Ａ−２．貫通孔充填用樹脂組成物の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０、ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ_２球状粒子（アドテック社製、ＣＲＳ　１１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製　ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４５〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填材を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。
【０１８９】
Ａ−３．ＩＣチップ実装用基板の製造
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板２１の両面に１８μｍの銅箔２８がラミネートされている銅張積層板を出発材料とした（図３（ａ）参照）。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板２１の両面に導体回路２４とスルーホール２９とを形成した（図３（ｂ）参照）。
【０１９０】
（２）スルーホール２９と導体回路２４とを形成した基板を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ_２（４０ｇ／ｌ）、Ｎａ_３ＰＯ_４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ_４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、スルーホール２９を含む導体回路２４の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０１９１】
（３）上記Ａ−２に記載した樹脂充填材を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール２９内および基板２１上の導体回路非形成部と導体回路２４の外縁部とに樹脂充填材３０′の層を形成した。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させた。次に、導体回路非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路非形成部にも樹脂充填材を充填し、１００℃、２０分の条件で乾燥させることにより樹脂充填材３０′の層を形成した（図３（ｃ）参照）。
【０１９２】
（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路２４の表面やスルーホール２９のランド表面に樹脂充填材３０′が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って樹脂充填材層３０を形成した。
【０１９３】
このようにして、スルーホール２９や導体回路非形成部に形成された樹脂充填材３０の表層部および導体回路２４の表面を平坦化し、樹脂充填材３０と導体回路２４の側面とが粗化面を介して強固に密着し、また、スルーホール２９の内壁面と樹脂充填材３０とが粗化面を介して強固に密着した絶縁性基板を得た（図３（ｄ）参照）。この工程により、樹脂充填材層３０の表面と導体回路２４の表面とが同一平面となる。
【０１９４】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹き付けて、導体回路２４の表面とスルーホール２９のランド表面とをエッチングすることにより、導体回路２４の全表面に粗化面（図示せず）を形成した。エッチング液として、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部を含むエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用した。
【０１９５】
（６）次に、上記Ａ−１で作製した基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に載置し、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネータ装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層２２を形成した（図３（ｅ）参照）。
すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度６５Ｐａ、圧力０．４ＭＰａ、温度８０、時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させた。
【０１９６】
（７）次に、層間樹脂絶縁層２２上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長１０．４μｍのＣＯ_２ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層２２に、直径８０μｍのバイアホール用開口２６を形成した（図４（ａ）参照）。
【０１９７】
（８）バイアホール用開口２６を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層２２の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口２６の内壁面を含むその表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０１９８】
（９）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に触媒核を付着させた（図示せず）。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｄＣｌ_２）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ_２）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
【０１９９】
（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に、基板を浸漬し、層間樹脂絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜３２を形成した（図４（ｂ）参照）。
【０２００】
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ_４　　　　　　　　　０．００３　ｍｏｌ／ｌ
酒石酸　　　　　　　　　　　０．２００　ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅　　　　　　　　　　　０．０３０　ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ　　　　　　　　　　０．０５０　ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ　　　　　　　　　　０．１００　ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル　　　　　　１００　ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）　０．１０　ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３０℃の液温度で４０分
【０２０１】
（１１）次に、無電解銅めっき膜３２が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ^２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ２０μｍのめっきレジスト２３を設けた（図４（ｃ）参照）。
【０２０２】
（１２）ついで、基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解めっきを施し、めっきレジスト２３非形成部に、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜３３を形成した（図４（ｄ）参照）。
【０２０３】
〔電解めっき液〕
硫酸　　　　　　　　　　　２．２４　ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅　　　　　　　　　　０．２６　ｍｏｌ／ｌ
添加剤　　　　　　　　　　１９．５　　ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＧＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度　　　　　　　　　　１　Ａ／ｄｍ^２
時間　　　　　　　　　　　　６５　分
温度　　　　　　　　　　　　２２±２　℃
【０２０４】
（１３）さらに、めっきレジスト２３を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、めっきレジスト２３下の無電解めっき膜を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜３２と電解銅めっき膜３３とからなる厚さ１８μｍの導体回路２５（バイアホール２７を含む）を形成した（図５（ａ）参照）。
【０２０５】
（１４）さらに、上記（５）の工程で用いたエッチング液と同様のエッチング液を用いて、導体回路２５の表面に粗化面（図示せず）を形成し、次いで、上記（６）〜（８）の工程と同様にしてバイアホール用開口２６を有し、その表面に粗化面（図示せず）が形成された層間樹脂絶縁層２２を積層形成した（図５（ｂ）参照）。
その後、直径３００μｍのドリルを用いて、基板２１および層間樹脂絶縁層２２を貫通する光路用貫通孔４６を形成し、さらに、光路用貫通孔４６の壁面にデスミア処理を施した（図５（ｃ）参照）。なお、本実施例では、直径３００μｍのドリルを用いて光路用貫通孔を形成しているが、光路用貫通孔を形成する場合には、通常，直径２００〜４００μｍ程度のドリルを用いればよい。
【０２０６】
（１５）次に、上記（９）の工程で用いた方法と同様の方法で、光路用貫通孔４６の壁面および層間樹脂絶縁層２２の表面に触媒を付与し、さらに、上記（１０）の工程で用いた無電解めっき液と同様の無電解銅めっき水溶液中に、基板を浸漬し、層間樹脂絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）、および、光路用貫通孔４６の壁面に薄膜導体層（無電解銅めっき膜）３２を形成した（図６（ａ）参照）。
【０２０７】
（１６）次に、上記（１１）の工程で用いた方法と同様の方法で、めっきレジスト２３を設け、さらに、上記（１２）の工程で用いた方法と同様の方法で、めっきレジスト２３非形成部に、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜３３を形成した（図６（ｂ）参照）。
【０２０８】
（１７）次に、上記（１３）の工程で用いた方法と同様の方法で、めっきレジスト２３の剥離と、めっきレジスト２３下の薄膜導体層の除去とを行い、導体回路２５（バイアホール２７を含む）および導体層４５を形成した。
さらに、上記（２）の工程で用いた方法と同様の方法で、酸化還元処理を行い、導体回路２５の表面および導体層４５の表面を粗化面（図示せず）とした（図６（ｃ）参照）。
【０２０９】
（１８）次に、スキージを用いて、導体層４５が形成された光路用貫通孔４６内にエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を充填し、乾燥させた後、バフ研磨によりその表層を平坦化した。さらに、硬化処理を施し、光路用樹脂層４２を形成した（図７（ａ）参照）。
【０２１０】
（１９）次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量：４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５．０重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである２官能アクリルモノマー（日本化薬社製、商品名：Ｒ６０４）４．５重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調製し、この混合組成物に対して光重合開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部、を加えることにより、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物を得た。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｍｉｎ^‐ ^１（ｒｐｍ）の場合はローターＮｏ．４、６ｍｉｎ^‐ ^１（ｒｐｍ）の場合はローターＮｏ．３によった。
【０２１１】
（２０）次に、層間樹脂絶縁層２２と導体回路２５（バイアホール２７を含む）とを形成した基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を３０μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジス組成物の層３４′を形成した（図７（ｂ）参照）。
【０２１２】
（２１）次いで、光路用開口と半田バンプ形成用開口（ＩＣチップ実装用開口および光学素子実装用開口）とのパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをＩＣチップ実装側のソルダーレジスト組成物の層３４′に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、開口を形成した。そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、光路用開口３１と半田バンプ形成用開口３５とを有し、その厚さが２０μｍのソルダーレジスト層３４を形成した。
また、他方のソルダーレジスト組成物の層には、半田バンプ形成用開口（多層プリント配線板接続用開口）のパターンが描画されたフォトマスクを密着させ、上記した露光現像条件と同様の条件で露光現像処理を施すことにより、多層プリント配線板と接続するための半田バンプ形成用開口３５を形成した（図８（ａ）参照）。
【０２１３】
（２２）次に、上記（２１）の工程で形成した光路用開口内に、上記（１８）の工程で充填したエポキシ樹脂を含む樹脂組成物と同様の樹脂組成物をスキージを用いて充填し、乾燥させた後、バフ研磨によりその表層を平坦化した。さらに、硬化処理を施し、光路用樹脂層４２を形成した。
なお、本工程および上記（１８）の工程で形成した光路用樹脂層は、透過率が８５％であり、屈折率が１．６０である。
【０２１４】
（２３）次に、ソルダーレジスト層３４を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、半田バンプ形成用開口３５と光学素子用開口３１に厚さ５μｍのニッケルめっき層を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０^−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層を形成し、半田パッド３６とした。
【０２１５】
（２４）次に、ソルダーレジスト層３４に形成した半田バンプ形成用開口３５に半田ペーストを印刷し、さらに、光学素子実装用開口に印刷した半田ペーストに、受光素子３８および発光素子３９を、それぞれの受光部３８ａおよび発光部３９ａの位置合わせを行いながら取り付け、２００℃でリフローすることにより、受光素子３８および発光素子３９を半田を介して実装するとともに、ＩＣチップ実装用開口および多層プリント配線板実装用開口に半田バンプ３７を形成し、ＩＣチップ実装用基板とした（図８（ｂ）参照）。
なお、受光素子３８としては、ＩｎＧａＡｓからなるものを用い、発光素子３９としては、ＩｎＧａＡｓＰからなるものを用いた。
【０２１６】
Ｂ．多層プリント配線板の作製
Ｂ−１．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
Ａ−１で用いた方法と同様の方法を用いて層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
Ｂ−２．貫通孔充填用樹脂組成物の調製
Ａ−２で用いた方法と同様の方法を用いて貫通孔充填用樹脂組成物を作製した。
【０２１７】
Ｂ−３．多層プリント配線板の製造
（１）厚さ０．６ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ樹脂からなる絶縁性基板１の両面に１８μｍの銅箔８がラミネートされている銅張積層板を出発材料とした（図９（ａ）参照）。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板１の両面に導体回路４とスルーホール９とを形成した（図９（ｂ）参照）。
【０２１８】
（２）スルーホール９と導体回路４とを形成した基板を水洗いし、乾燥した後、エッチング液（メック社製、メックエッチボンド）をスプレイで吹き付け、スルーホール９を含む導体回路４の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２１９】
（３）上記Ｂ−２に記載した樹脂充填材を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール９内および基板１上の導体回路非形成部と導体回路４の外縁部とに樹脂充填材１０′の層を形成した。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させた。次に、導体回路非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路非形成部にも樹脂充填材を充填し、１００℃、２０分の条件で乾燥させることにより樹脂充填材１０′の層を形成した（図９（ｃ）参照）。
【０２２０】
（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路４の表面やスルーホール９のランド表面に樹脂充填材１０′が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って樹脂充填材層１０を形成した。
【０２２１】
このようにして、スルーホール９や導体回路非形成部に形成された樹脂充填材１０の表層部および導体回路４の表面を平坦化し、樹脂充填材１０と導体回路４の側面とが粗化面を介して強固に密着し、また、スルーホール９の内壁面と樹脂充填材１０とが粗化面を介して強固に密着した絶縁性基板を得た（図９（ｄ）参照）。この工程により、樹脂充填材層１０の表面と導体回路４の表面とが同一平面となる。
【０２２２】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹き付けて、導体回路４の表面とスルーホール９のランド表面とをエッチングすることにより、導体回路４の全表面に粗化面（図示せず）を形成した。なお、エッチング液としては、メック社製、メックエッチボンドを使用した。
【０２２３】
（６）次に、上記Ｂ−１で作製した基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に載置し、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネータ装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層２を形成した（図１０（ａ）参照）。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度６５Ｐａ、圧力０．４ＭＰａ、温度８０、時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させた。
【０２２４】
（７）次に、層間樹脂絶縁層２上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長１０．４μｍのＣＯ_２ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層２に、直径８０μｍのバイアホール用開口６を形成した（図１０（ｂ）参照）。
【０２２５】
（８）バイアホール用開口６を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層２の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口６の内壁面を含むその表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２２６】
（９）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗化面処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層２の表面（バイアホール用開口６の内壁面を含む）に触媒核を付着させた（図示せず）。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｄＣｌ_２）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ_２）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
【０２２７】
（１０）次に、基板を無電解銅めっき水溶液中に浸漬し、層間樹脂絶縁層２の表面（バイアホール用開口６の内壁面を含む）に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜１２を形成した（図１０（ｃ）参照）。
なお、使用した無電解めっき水溶液、および、無電解めっき条件は、ＩＣチップ実装用基板の製造工程の（１０）と同様である。
【０２２８】
（１１）無電解めっき膜１２を形成した基板を水洗し、その後、電解めっきを施し、無電解めっき膜１２上全体に、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜１３を形成した（図１１（ａ）参照）。
なお、使用した電解めっき水溶液、および、電解めっき条件は、ＩＣチップ実装用基板の製造工程の（１２）と同様である。
【０２２９】
（１２）次に、電解銅めっき膜１３が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ^２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、エッチングレジスト３を形成した（図１１（ｂ）参照）。
【０２３０】
（１３）次に、エッチングレジスト非形成部下の電解銅めっき膜と無電解めっき膜とを、硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、その後、エッチングレジストを５％ＮａＯＨ溶液で剥離除去することにより無電解銅めっき膜１２と電解銅めっき膜１３とからなる導体回路７（バイアホール５を含む）を形成した（図１１（ｃ）参照）。
さらに、エッチング液（メックエッチボンド）を用い、導体回路５（バイアホール７を含む）表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２３１】
（１４）次に、層間樹脂絶縁層２表面の所定の位置に、以下の方法を用いて光路変換ミラー１９（１９ａ、１９ｂ）を有する光導波路１８（１８ａ、１８ｂ）を形成した（図１２（ａ）参照）。
すなわち、予め、その一端に先端がＶ形９０°のダイヤモンドソーを用いて４５°光路変換ミラー１９を形成しておいたＰＭＭＡからなるフィルム状の光導波路（幅２５μｍ、厚さ２５μｍ）を、光路変換ミラー非形成側の他端の側面と層間樹脂絶縁層の側面とが揃うように貼り付けた。
なお、光導波路の貼り付けは、該光導波路の層間樹脂絶縁層との接着面に熱硬化性樹脂からなる接着剤を厚さ１０μｍに塗布しておき、圧着後、６０℃で１時間硬化させることにより行った。
また、本実施例では、６０℃／１時間の条件で硬化を行ったが、場合によってはステップ硬化をおこなってもよい。貼り付け時に光導波路により応力が発生しにくいからである。
【０２３２】
（１５）次に、ＩＣチップ実装用基板の製造工程の（１９）と同様にしてソルダーレジスト組成物を調製し、さらに、基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を３５μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジス組成物の層１４′を形成した（図１２（ｂ）参照）。
【０２３３】
（１６）次いで、基板の片面に、半田バンプ形成用開口（ＩＣチップ実装用基板と接続するための開口）と光路用開口とのパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理を施すことにより開口を形成した。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、半田バンプ形成用開口１５と光路用開口１１（１１ａ、１１ｂ）とを有し、その厚さが２０μｍのソルダーレジスト層１４を形成した（図１３（ａ）参照）。
【０２３４】
（１７）次に、ＩＣチップ実装用基板の製造工程の（２２）の工程と同様にして、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物の充填、硬化処理等を施し、光路用開口内に光路用樹脂層８を形成した。さらに、ＩＣチップ実装用基板の製造工程の（２３）の工程と同様にして、ニッケルめっき層と金めっき層とを形成し、半田パッド１６とした。
【０２３５】
（１８）次に、ソルダーレジスト層１４に形成した半田バンプ形成用開口１５に半田ペーストを印刷し、２００℃でリフローすることにより半田バンプ形成用開口１５に半田バンプ１７を形成し、多層プリント配線板とした（図１３（ｂ）参照）。
【０２３６】
Ｃ．ＩＣ実装光通信用デバイスの製造
まず、上記Ａの工程を経て製造したＩＣチップ実装用基板に、ＩＣチップを実装し、その後、樹脂封止を行い、ＩＣチップ実装基板を得た。
次に、このＩＣチップ実装基板と上記Ｂの工程を経て製造した多層プリント配線板とを所定の位置に対向配置させ、２００℃でリフローすることにより両基板の半田バンプ同士を接続して半田接続部を形成した。
【０２３７】
次に、半田接続部を介して接続した多層プリント配線板とＩＣチップ実装用基板との間に、封止用樹脂組成物を充填し、その後、硬化処理を施すことにより封止樹脂層を形成し、光通信用デバイスとした（図１参照）。
なお、封止用樹脂組成物としては、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を用いた。
また、形成した封止樹脂層は、透過率が８５％であり、屈折率が１．６０であった。
【０２３８】
（実施例２）
ＩＣチップ実装用基板および多層プリント配線板に光路用樹脂層を形成する際にオレフィン樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８０％で、屈折率が１．５８の光路用樹脂層を形成し、封止樹脂層を形成する際に、封止用樹脂組成物としてオレフィン樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８８％で、屈折率が１．５８の封止樹脂層を形成した以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
【０２３９】
（実施例３）
実施例１のＩＣチップ実装用基板の製造工程の（２３）の工程を行った後、光路用樹脂層の多層プリント配線板と接続する側の端部に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設した以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が９２％であり、屈折率が１．６２である。
【０２４０】
（実施例４）
実施例２において、実施例１のＩＣチップ実装用基板の製造工程の（２３）の工程と同様の工程を行うことにより光路用樹脂層を形成した後、該光路用樹脂層の多層プリント配線板と接続する側の端部に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設した以外は、実施例２と同様にして光通信用デバイスを製造した。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が９２％であり、屈折率が１．６２である。
【０２４１】
（実施例５）
実施例１のＩＣチップ実装用基板の製造工程の（２３）の工程を行った後、光路用樹脂層の多層プリント配線板と接続する側の端部に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設し、さらに、封止樹脂層を形成する際に、アクリル樹脂を含む樹脂組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が８５％であり、屈折率が１．６０である。
なお、本実施例で形成した封止樹脂層は、その透過率が８５％であり、屈折率が１．５０である。
【０２４２】
（実施例６）
実施例２において、実施例１のＩＣチップ実装用基板の製造方法の（２３）の工程と同様の工程を行うことにより光路用樹脂層を形成した後、該光路用樹脂層の多層プリント配線板と接続する側の端部に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設し、さらに、封止樹脂層を形成する際に、アクリル樹脂を含む樹脂組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が９２％であり、屈折率が１．６２である。
なお、本実施例で形成した封止樹脂層は、その透過率が８５％であり、屈折率が１．５０である。
【０２４３】
（実施例７）
実施例１の多層プリント配線板の製造工程の（１４）の工程において、光導波路を形成する際に、下記の方法を用いて、最外層の層間樹脂絶縁層全体を覆うように、半田バンプ形成用開口および光路変換ミラーを優する光導波路を形成し、このような光導波路を形成した側の最外層には、ソルダーレジスト層を形成しなかった以外は実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
【０２４４】
層間樹脂絶縁層全体を覆う光導波路の形成方法について説明する。まず、最外層の層間樹脂絶縁層上の所定の位置に、下部クラッド形成用ＰＭＭＡを塗布成膜し、これを加熱硬化することにより下部クラッドを形成し、その後、上記下部クラッド上に、コア形成用ＰＭＭＡを塗布成膜し、これを加熱硬化することによりコア層を形成した。その後、コア層の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィーによりレジストパターンを形成して反応性イオンエッチングによりコアの形状にパターンニングすることにより下部クラッド上にコアを形成した。
続いて、この下部クラッドおよびコアの一端に機械加工により４５°光路変換ミラーを形成した。
【０２４５】
次に、下部クラッドおよびコアを覆うように、層間樹脂絶縁層上全体に上部クラッド形成用ＰＭＭＡを塗布し、これを加熱硬化することにより層間樹脂絶縁層上全体に上部クラッドを形成した。
なお、上記下部クラッド形成用ＰＭＭＡと上記上部クラッド形成用ＰＭＭＡとは、同一組成からなるものである。
なお、このような工程を経ることにより、最外層の層間樹脂絶縁層上の全体に光導波路が形成されることとなる。
その後、上記光導波路には、レーザ処理により半田バンプ形成用開口を形成した。
【０２４６】
（実施例８）
多層プリント配線板に形成する光導波路の位置を、ＩＣチップ実装用基板に対向する側と基板を挟んだ反対側の最外層の層間樹脂絶縁層上とし、光導波路とＩＣチップ実装用基板に実装した光学素子との間で光信号の伝送を行うことができるように、光信号伝送用光路を形成した以外は実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
なお、上記した構成の多層プリント配線板は、下記（１）〜（７）の工程を経ることにより形成した。
【０２４７】
すなわち、（１）まず、実施例１のＢ−３．多層プリント配線板の製造の（１）〜（８）と同様にして基板の両面に導体回路とバイアホール用開口とを有する層間樹脂絶縁層とを形成した。
（２）次に、直径３００μｍのドリルを用いて、基板および層間樹脂絶縁層を貫通する光路用貫通孔を形成し、さらに、光路用貫通孔の壁面にデスミア処理を施した。
【０２４８】
（３）次に、実施例１のＢ−３の（９）の工程で用いた方法と同様の方法で、光路用貫通孔の壁面、および、層間樹脂絶縁層の表面に触媒を付与し、さらに、実施例１のＢ−３の（１０）の工程で用いた無電解めっき液と同様の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬し、層間樹脂絶縁層の表面（バイアホール用開口の内壁面を含む）、および、光路用貫通孔の壁面に薄膜導体層（無電解銅めっき膜）を形成した。
【０２４９】
（４）次に、実施例１のＡ−３．ＩＣチップ実装用基板の製造の（１１）の工程で用いた方法と同様の方法で、上記薄膜導体層上に所定の位置にめっきレジストを形成した。さらに、Ａ−３の（１２）の工程で用いた方法と同様の方法で、めっきレジスト非形成部に電解銅めっき膜を形成した。
【０２５０】
（５）次に、Ａ−３の（１３）の工程で用いた方法と同様の方法で、めっきレジストおよび該めっきレジスト下の薄膜導体層の除去とを行い、独立した導体回路と導体層とを形成した。さらに、酸化還元処理を行うことにより、上記導体回路の表面を粗化面とした。
【０２５１】
（６）次に、スキージを用いて、導体層が形成された光路用貫通孔内にエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を充填し、乾燥後、バフ研磨によりその表層を平坦化し、さらに、硬化処理を施すことにより光路用樹脂層を形成した。
【０２５２】
（７）次に、実施例１のＢ−３の（１４）の工程と同様の方法を用いて、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側の最外層の層間樹脂絶縁層上の所定の位置に光路変換ミラーを優する光導波路を形成した。
その後、Ｂ−３の（１５）〜（１８）の工程と同様の工程を行うことにより、多層プリント配線板を完成した。なお、この工程で光路用開口を形成する際には、該光路用開口は、上記（２）の工程で形成した光路用貫通孔に連通するように形成した。
【０２５３】
このようにして得られた実施例１〜８のＩＣ実装光通信用デバイスについて、受光素子に対向する光導波路の多層プリント配線板の側面からの露出面に光ファイバを取り付けるとともに、受光素子に代えて検出器を取り付け、その後、光ファイバを介して光信号を送り、検出器で光信号を検出したところ、所望の光信号を検出することができ、本実施例で製造したＩＣ実装光通信用デバイスが、光通信用デバイスとして充分満足できる性能を有していることが明らかとなった。
【０２５４】
また、ＩＣチップ実装用基板に実装した発光素子と、この発光素子と対向する、多層プリント配線板に形成した光導波路との間での導波損失を下記の方法で測定したところ、０．３ｄＢ／ｃｍ以下であり、充分に光信号を伝送することができることが明らかとなった。
なお、導波損失の測定は、受光用光導波路の端部に光ファイバを取り付けるとともに、光信号伝送用光路の受光素子側の端部に光ファイバを介してパワーメータを取り付け、その後、光導波路に取り付けた光ファイバから測定波長が８５０ｎｍの光信号を伝送し、受光用光導波路および光信号伝送用光路を介して伝送された光信号をパワーメータで検出することにより行った。
【０２５５】
さらに、実施例１〜８で得られた光通信用デバイスにおいては、光学素子（受光素子および発光素子）ならびに光導波路の設計からの位置ズレはほとんどみられなかった。
【０２５６】
【発明の効果】
本発明の光通信用デバイスは、上記したように、所定の位置に受光素子および発光素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、所定の位置に光導波路が形成された多層プリント配線板とから構成されているため、実装した光学部品間の接続損失が低く、光通信用デバイスとして接続信頼性に優れる。
【０２５７】
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されている場合には、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、このゴミや異物等により光信号の伝送が阻害されることがないため、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
さらに、封止樹脂層が形成されている場合には、該封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で発生する応力を緩和する役目を果たすことができ、また、光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなるため、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
【０２５８】
本発明の光通信用デバイスの製造方法では、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを所定の位置に配置、固定した後、両者の間に封止樹脂層を形成するため、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊していることゴミや異物等が入り込むことがなく、光信号の伝送が阻害されることのない光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【０２５９】
また、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層を形成することにより、得られた光通信用デバイスにおいては、該封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和する役目を果たすことができ、また、封止樹脂層を形成することにより光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなる。
従って、本発明の製造方法では、信頼性に優れる光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の光通信用デバイスの別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の光通信用デバイスのさらに別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１２】
本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部
を模式的に示す断面図である。
【図１３】
本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部
を模式的に示す断面図である。
【図１４】
本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００　多層プリント配線板
１０１、２０１、３０１　基板
１０２、２０２、３０２　層間樹脂絶縁層
１０４、２０４、３０４　導体回路
１０７、２０７、３０７　バイアホール
１０９、２０９、３０９　スルーホール
１１１、２１１　光路用開口
１１４、２１４、３１４　ソルダーレジスト層
１１８、２１８、３１８　光導波路
１１９、２１９、３１９　光路変換ミラー
１２０、２２０、３２０　ＩＣチップ実装用基板
１２１、２２１、３２１　基板
１２２、２２２、３２２　層間樹脂絶縁層
１２４、２２４、３２４　導体回路
１２７、２２７、３２７　バイアホール
１２９、２２９、３２９　スルーホール
１３４、２３４、３３４　ソルダーレジスト層
１３７、２３７、３３７　半田接続部
１３８、２３８、３３８　受光素子
１３９、２３９、３３９　発光素子
１４０　ＩＣチップ
１４１、２４１、３４１、３５１　光信号伝送用光路
１４２、２４２、３４２、３５２　光路用樹脂層
１４５、２４５、３４５、３５５　導体層
１５０、２５０、３５０　光通信用デバイス
１６０、２６０、３６０　封止樹脂層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for optical communication and a method for manufacturing the device for optical communication.
[0002]
In recent years, attention has been focused on optical fibers mainly in the communication field. In particular, in the IT (information technology) field, communication technology using optical fibers is required for the maintenance of a high-speed Internet network.
The optical fiber has the features of (1) low loss, (2) high bandwidth, (3) small diameter and light weight, (4) non-induction, (5) resource saving, and the like. In a communication system using fiber, the number of repeaters can be significantly reduced, compared to a communication system using a metallic cable, construction and maintenance become easier, and the communication system becomes more economical and highly reliable. Can be achieved.
[0003]
In addition, an optical fiber can multiplex not only light of one wavelength but also light of many different wavelengths simultaneously with a single optical fiber. It can be realized, and it can support video services and the like.
[0004]
Therefore, in the network communication such as the Internet, the optical communication using the optical fiber is not limited to the communication of the backbone network, but also the communication between the backbone network and terminal devices (PC, mobile, game, etc.), and the terminal device. It has been proposed to use it for communication between them.
[0005]
When optical communication is used for communication between the backbone network and the terminal device in this manner, an IC that performs information (signal) processing in the terminal device operates by an electric signal. It is necessary to attach a device for converting an optical signal into an electric signal such as an electric-to-optical converter (hereinafter also referred to as an optical / electrical converter). Therefore, in a conventional terminal device, for example, a package substrate on which an IC chip is mounted, optical components such as a light receiving element and a light emitting element for processing an optical signal are separately mounted, and electric wiring and an optical waveguide are connected thereto. Signal transmission and signal processing were performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional terminal device, since the IC mounting package substrate and the optical component are separately mounted, the entire device becomes large, which is a factor that hinders the miniaturization of the terminal device.
Further, in the conventional terminal equipment, since the distance between the IC mounting package substrate and the optical component is large, the electric wiring distance is long, and signal errors or the like due to crosstalk noise or the like during signal transmission are likely to occur.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have conducted intensive studies, and as a result, by arranging an IC chip mounting substrate on which various optical components are mounted and a multilayer printed wiring board in opposition, it is possible to achieve optical communication with excellent connection reliability. And found that it can contribute to miniaturization of terminal equipment, and completed the optical communication device of the present invention having the following configuration.
Further, in the case of an optical communication device, when a sealing resin layer is formed between an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board which are arranged to face each other, a foreign substance or the like floating in the air between optical components. It has been found that a device for optical communication having higher reliability can be obtained because stress generated between a substrate for mounting an IC chip and a multilayer printed wiring board can be relieved.
[0008]
That is, the optical communication device of the present invention includes an IC chip mounting substrate on which an optical path for optical signal transmission is formed and an optical element is mounted on one surface;
An optical communication device comprising at least an optical waveguide formed multilayer printed wiring board,
The optical waveguide and the optical element are configured to transmit an optical signal via the optical path for transmitting an optical signal.
[0009]
In the optical communication device, it is desirable that a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and the sealing resin layer has a transmittance of communication wavelength light. Is desirably 70% or more.
Further, it is desirable that the sealing resin layer contains particles.
[0010]
In the optical communication device, it is preferable that a microlens is provided at least at an end of the optical signal transmission optical path on the multilayer printed wiring board side, and at least the multilayer printed wiring of the optical signal transmission optical path is provided. When a microlens is provided at an end on the board side and a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, the refractive index of the microlens Is preferably larger than the refractive index of the sealing resin layer.
[0011]
In the optical communication device, it is preferable that the optical element is a light receiving element and / or a light emitting element.
Preferably, the optical path for transmitting an optical signal has a resin layer for an optical path formed therein.
[0012]
The method for manufacturing an optical communication device according to the present invention is directed to a method of manufacturing an optical communication device, wherein an optical path for transmitting an optical signal is formed, an IC chip mounting substrate having an optical element mounted on one surface, and a multilayer printed wiring having at least an optical waveguide formed thereon. After manufacturing the board and separately,
Between the optical element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board, both are arranged and fixed at positions where optical signals can be transmitted,
Further, a sealing resin layer is formed by pouring a sealing resin composition between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board and then performing a curing treatment.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the optical communication device of the present invention will be described.
An optical communication device according to the present invention, wherein an optical path for transmitting an optical signal is formed, and an IC chip mounting substrate on which an optical element is mounted on one surface;
An optical communication device comprising at least an optical waveguide formed multilayer printed wiring board,
The optical waveguide and the optical element are configured to transmit an optical signal via the optical path for transmitting an optical signal.
[0014]
Since the optical communication device of the present invention is composed of an IC chip mounting substrate on which an optical element is mounted at a predetermined position and a multilayer printed wiring board having an optical waveguide formed at a predetermined position, the device is mounted. Low connection loss between optical components and excellent connection reliability as an optical communication device.
Further, in the optical communication device, optical components and electronic components required for optical communication can be integrated, which can contribute to downsizing of the optical communication terminal device.
[0015]
In the optical communication device of the present invention, it is desirable that a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board. In the case where the sealing resin layer is formed, no dust or foreign matter floating in the air enters between the optical element and the optical waveguide. Is not hindered, so that the reliability as an optical communication device is more excellent.
[0016]
Further, when a sealing resin layer is formed, the sealing resin layer reduces a stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board. Since it can play a role of alleviating, for example, breakage or the like near solder bumps connecting the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board can be prevented. Further, when the sealing resin layer is formed, the displacement of the optical element and the optical waveguide is less likely to occur, and the transmission of the optical signal between the optical element and the optical waveguide is not hindered.
Therefore, from this point of view, when the sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, the reliability as an optical communication device is more excellent.
[0017]
In the optical communication device according to the present invention, it is preferable that the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are electrically connected to each other via solder bumps. This is because the self-alignment action of the solder makes it possible to more reliably arrange both at predetermined positions.
The self-alignment action means that the solder tends to exist in a more stable shape near the center of the solder bump forming opening due to its own fluidity during the reflow process. When the solder is repelled and adheres to the metal, it is considered to be caused by a strong surface tension that tends to be spherical. When this self-alignment action is used, when connecting the IC chip mounting board to the multilayer printed wiring board via the solder bumps, it is assumed that a displacement has occurred between the two before reflow. Also, at the time of reflow, the IC chip mounting substrate moves, and the IC chip mounting substrate can be mounted at an accurate position on the multilayer printed wiring board.
Therefore, if optical components such as a light receiving element, a light emitting element, and an optical waveguide are mounted at accurate positions on each of the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, the multilayer printed wiring is formed via solder bumps. By connecting the substrate for mounting an IC chip on a board, an optical communication device having excellent connection reliability can be manufactured.
[0018]
Hereinafter, an optical communication device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view schematically showing one embodiment of the optical communication device of the present invention. FIG. 1 shows an optical communication device in which an IC chip is mounted.
[0019]
As shown in FIG. 1, the optical communication device 150 includes an IC chip mounting substrate 120 on which an IC chip 140 is mounted and a multilayer printed wiring board 100. Are electrically connected via a solder connection portion 137.
Further, a sealing resin layer 160 is formed between the IC chip mounting substrate 120 and the multilayer printed wiring board 100.
[0020]
The IC chip mounting substrate 120 has conductor circuits 124 and 125 and an interlayer resin insulating layer 122 laminated on both surfaces of the substrate 121 to form conductor circuits sandwiching the substrate 121 and conductors sandwiching the interlayer resin insulating layer 122. The circuits are electrically connected by through holes 129 and via holes 127, respectively. Further, a solder resist layer 134 is formed on the outermost layer.
In the substrate 120 for mounting an IC chip, an optical path 141 (141a, 141b) for transmitting an optical signal is formed which penetrates the substrate 121 on which the conductor circuits 124 and 125, the interlayer resin insulating layer 122, and the solder resist layer 134 are formed. The optical path 141 for transmitting an optical signal has a conductor layer 145 formed on a wall surface thereof, and a resin layer 142 for an optical path formed therein.
In addition, the said conductor layer does not need to be formed.
[0021]
Further, on one surface of the IC chip mounting substrate 120, the light receiving element 138 and the light emitting element 139 are connected to the solder connection section 144 such that the light receiving section 138a and the light emitting section 139a face the optical path 141 for transmitting an optical signal. The IC chip 140 is surface-mounted via the solder connection part 143.
[0022]
In the multilayer printed wiring board 100, a conductor circuit 104 and an interlayer resin insulation layer 102 are formed on both sides of a substrate 101, and the conductor circuits sandwiching the substrate 101 and the conductor circuits sandwiching the interlayer resin insulation layer 102 are separated from each other. Are electrically connected by a through hole 109 and a via hole 107, respectively.
In addition, a solder resist layer 114 having an optical path opening 111 and a solder bump is formed in the outermost layer of the multilayer printed wiring board 100 on the side facing the IC chip mounting substrate 120, and the optical path opening 111 ( An optical waveguide 118 (118a, 118b) including an optical path conversion mirror 119 (119a, 119b) is formed immediately below the optical path 111a, 111b). An optical path resin layer 108 is formed in the optical path opening 111. .
[0023]
In the optical communication device 150 having such a configuration, an optical signal sent from outside via an optical fiber or the like (not shown) is introduced into the optical waveguide 118a, and the optical path conversion mirror 119a and the optical path opening 111a are provided. Further, after being sent to the light receiving element 138 (light receiving section 138a) via the sealing resin layer 160 and the optical path for optical signal transmission 141a, the light is converted into an electric signal by the light receiving element 138, and furthermore, the conductor circuit and the solder connection It is sent to the IC chip 140 via the section.
[0024]
Further, the electric signal sent from the IC chip 140 is sent to the light emitting element 139 via the solder connection portion and the conductor circuit, and then converted into an optical signal by the light emitting element 139. Part 139a), is introduced into the optical waveguide 118b through the optical path 141b for transmitting an optical signal, the sealing resin layer 160, the opening 111b for the optical path, and the optical path conversion mirror 119b, and further through the optical fiber (not shown). Will be sent to the outside.
[0025]
In the optical communication device of the present invention, since the optical / electrical signal conversion is performed in the IC chip mounting substrate, that is, at a position close to the IC chip, the transmission distance of the electric signal is short, and the device supports higher speed communication. In addition, the optical component and the electronic component required for optical communication can be integrated, which can contribute to the miniaturization of the optical communication terminal device.
[0026]
Further, in the optical communication device, the electric signal sent from the IC chip is converted into an optical signal as described above, and then not only sent out through an optical fiber but also through a solder bump. To the electronic component such as an IC chip mounted on the multilayer printed wiring board through the conductor circuit (including via holes and through holes) of the multilayer printed wiring board. It becomes.
[0027]
Further, in the optical communication device 150 shown in FIG. 1, the sealing resin layer 160 is formed between the IC chip mounting substrate 120 and the multilayer printed wiring board 100. Thus, the optical communication device in which the sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board floats in the air between the optical element and the optical waveguide. No dust or foreign matter enters, and transmission of an optical signal is not hindered by the presence of dust or foreign matter, so that the reliability is further improved.
[0028]
The sealing resin layer is not particularly limited as long as it has little absorption in the communication wavelength band. Examples of the material include thermosetting resins, thermoplastic resins, photosensitive resins, and thermosetting resins. Resin partially sensitized, ultraviolet curable resin, and the like can be used. Among these, a thermosetting resin is desirable.
Specifically, for example, acrylic resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA, deuterated fluorinated PMMA, etc .; polyimide resins such as fluorinated polyimides; epoxy resins; UV-curable epoxy resins; Silicone resins such as resins; and polymers produced from benzocyclobutene.
[0029]
Further, it is desirable that the sealing resin layer has a transmittance of communication wavelength light of 70% or more.
If the transmittance of the communication wavelength light is less than 70%, the loss of the optical signal is large, which may lead to a decrease in the reliability of the optical communication device. More preferably, the transmittance is 90% or more.
In particular, when the sealing resin layer is composed of only the above-described resin component, the transmittance thereof is desirably 90% or more, and as described later, when the sealing resin layer contains particles. It is desirable that the transmittance be 70% or more.
[0030]
In this specification, the transmittance of the communication wavelength light refers to the transmittance of the communication wavelength light per 1 mm in length. Specifically, the strength I₁Is incident on the sealing resin layer, and passes through the sealing resin layer and exits by 1 mm.₂Is a value calculated by the following equation (1).
[0031]
Transmittance (%) = (I₂/ I₁) × 100 ・・・ (1)
[0032]
In addition, the said transmittance | permeability means the transmittance | permeability measured at 25-30 degreeC.
[0033]
The sealing resin layer desirably contains particles such as resin particles, inorganic particles, and metal particles.
By including the particles, the thermal expansion coefficient can be matched with the IC chip mounting substrate or the multilayer printed wiring board, and cracks or the like due to the difference in the thermal expansion coefficient are less likely to occur. It is.
[0034]
In the optical communication device of the present invention comprising an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board, the thermal expansion coefficient (z-axis direction) of the component is, for example, 5.0 × 10^-5~ 6.0 × 10^-5(/ ° C), the interlayer resin insulation layer is 6.0 × 10^-5~ 8.0 × 10^-5(/ ° C), particles 0.1 × 10^-5~ 1.0 × 10^-5(/ ° C.), sealing resin layer is 0.1 × 10^-5~ 100 × 10^-5(/ ° C.), the sealing resin layer containing the particles is 3.0 × 10^-5~ 4.0 × 10^-5(/ ° C), IC chip or optical element made of silicon, germanium, etc. is 0.5 × 10^-5~ 1.5 × 10^-5(/ ° C), conductor circuit is 1.0 × 10^-5~ 2.0 × 10^-5(/ ° C.). The measurement temperature of the coefficient of thermal expansion is 20 ° C.
As described above, when the particles are blended in the sealing resin layer, the difference in the coefficient of thermal expansion between the sealing resin layer and other components constituting the optical communication device becomes small. Therefore, the stress is reduced.
Further, when particles are blended in the sealing resin layer, the displacement of the optical element and the optical waveguide is less likely to occur.
[0035]
Further, when particles are blended in the sealing resin layer, it is desirable that the refractive index of the resin component of the sealing resin layer and the refractive index of the particles are substantially the same. Therefore, when mixing particles in the sealing resin layer, it is desirable to mix two or more types of particles having different refractive indices so that the refractive index of the particles is substantially equal to the refractive index of the resin component. .
Specifically, for example, when the resin component is an epoxy resin having a refractive index of 1.53, a mixture of silica particles having a refractive index of 1.54 and titania particles having a refractive index of 1.52 is used. Is desirable.
In addition, as a method of mixing particles, a method of kneading, a method of dissolving and mixing two or more types of particles, and then forming a particle state, and the like can be mentioned.
[0036]
As the resin particles, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photosensitive resin, a resin in which a part of the thermosetting resin is made photosensitive, a resin composite of a thermosetting resin and a thermoplastic resin, Examples thereof include those composed of a composite of a photosensitive resin and a thermoplastic resin.
[0037]
Specifically, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a bismaleimide resin, a polyphenylene resin, a polyolefin resin, and a fluororesin; a thermosetting group of these thermosetting resins (for example, an epoxy resin A resin in which methacrylic acid, acrylic acid, or the like is reacted with methacrylic acid or acrylic acid to give an acrylic group; phenoxy resin, polyether sulfone (PES), polysulfone (PSF), polyphenylene sulfone (PPS), polyphenylene sulfide (PPES), Examples include thermoplastic resin such as polyphenyl ether (PPE) and polyetherimide (PI); and photosensitive resin such as acrylic resin.
Further, a resin composite of the thermosetting resin and the thermoplastic resin, a resin to which the acrylic group is provided, or a resin composite of the photosensitive resin and the thermoplastic resin can also be used.
In addition, resin particles made of rubber can also be used as the resin particles.
[0038]
Examples of the inorganic particles include, for example, alumina, aluminum compounds such as aluminum hydroxide, calcium carbonate, calcium compounds such as calcium hydroxide, potassium compounds such as potassium carbonate, magnesia, dolomite, and magnesium compounds such as basic magnesium carbonate. , Silica, zeolites and other silicon compounds, titania and other titanium compounds, and the like. Further, silica and titania may be mixed at a certain ratio, melted and homogenized.
Further, as the inorganic particles, those made of phosphorus or a phosphorus compound can also be used.
[0039]
Examples of the metal particles include those made of gold, silver, copper, palladium, nickel, platinum, iron, zinc, lead, aluminum, magnesium, calcium, and the like.
These resin particles, inorganic particles and metal particles may be used alone or in combination of two or more.
[0040]
The shape of the particles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, an elliptical spherical shape, a crushed shape, and a polyhedral shape. Among these, a spherical shape or an elliptical spherical shape is desirable. This is because the spherical or oval spherical particles do not have corners, so that cracks and the like are less likely to occur in the sealing resin layer.
Further, when the shape of the particles is spherical or elliptical, light is hardly reflected by the particles, and the loss of an optical signal is reduced.
[0041]
Further, a desirable lower limit of the particle size of the particles is 0.01 μm, and a more desirable lower limit is 0.1 μm. On the other hand, a desirable upper limit of the particle size is 100 μm, a more desirable upper limit is 50 μm, and particularly, the upper limit is desirably shorter than the communication wavelength. This is because when the average particle diameter of the particles is shorter than the communication wavelength, there is less possibility that transmission of an optical signal is hindered.
In addition, two or more types of particles having different particle sizes may be included as long as the particles have a particle size in this range.
In addition, in this specification, the particle diameter of a particle means the length of the longest part of the particle.
[0042]
A desirable lower limit of the amount of particles contained in the sealing resin layer is 10% by weight, and a more desirable lower limit is 20% by weight. On the other hand, a desirable upper limit of the blending amount of the particles is 80% by weight, and a more desirable upper limit is 70% by weight. If the blending amount of the particles is less than 10% by weight, the effect of blending the particles may not be obtained, and if the blending amount of the particles exceeds 80% by weight, transmission of an optical signal may be hindered. It is.
Since the composition of the sealing resin layer affects reliability such as optical signal transmission loss, heat resistance, and bending strength, the specific composition is such that the sealing resin layer has a low optical signal loss property. It may be appropriately selected so as to satisfy excellent heat resistance and crack resistance.
[0043]
In the optical communication device of the present invention, it is desirable that the refractive index of the optical path for transmitting an optical signal and the refractive index of the sealing resin layer are the same. For example, when the refractive index of the optical path for transmitting an optical signal is smaller than the refractive index of the sealing resin layer, the optical signal transmitted through the optical path for transmitting an optical signal is directed toward the light receiving portion of the light receiving element. The light is sent out from the light emitting element, and the optical signal is refracted in a direction that does not spread at the interface between the optical path for transmitting an optical signal and the sealing resin layer. As a result, the reflection of the optical signal occurs at the interface between the optical path for transmitting the optical signal and the sealing resin layer, and as a result, the transmission loss of the optical signal increases. Therefore, in order to reduce the transmission loss of the optical signal, it is preferable that the refractive index of the optical path for transmitting the optical signal and the refractive index of the sealing resin layer are the same, and usually the optical path for transmitting the optical signal and the sealing In consideration of the degree of reflection of the optical signal at the interface with the resin layer and the degree of refraction, the refractive indexes of the two are appropriately selected.
[0044]
The refractive index of the resin component used for the sealing resin layer and the like is, for example, about 1.50 to 1.60 for epoxy resin, about 1.40 to 1.55 for acrylic resin, and about 1.55 to 1.5 for polyolefin. The method for adjusting the refractive index of the sealing resin layer or the like is, for example, changing the polarizability by fluorinating or phenylating a part of the resin component, A method of changing the molecular weight by deuterating a part of the resin component to change the refractive index of the resin component. Note that such a method of adjusting the refractive index can also be used as a method of adjusting the refractive index of the optical waveguide.
[0045]
In the optical communication device, the optical path for transmitting an optical signal preferably has a resin layer for the optical path formed therein as shown in FIG. As described above, in the optical communication device of the present invention, it is desirable that the sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board. When the sealing resin layer is formed by a gap, the sealing resin layer may enter a part of the optical path for transmitting an optical signal when the sealing resin layer is formed. Is sometimes hindered.
[0046]
In the optical communication device, it is desirable that a conductor layer is formed on the wall surface of the optical path for transmitting an optical signal, as shown in FIG. By forming the conductor layer on the wall surface of the optical path for transmitting an optical signal, irregular reflection of light on the wall surface of the optical path for transmitting an optical signal can be reduced, and the transmission property of the optical signal can be improved.
[0047]
In the optical communication device, it is desirable that an optical path resin layer is also formed in an optical path opening provided in the multilayer printed wiring board. In this case, the refractive index of the optical path resin layer and sealing It is desirable that the refractive index of the resin layer be the same. This is because when the refractive indexes of the two are the same, the transmission loss of the optical signal can be reduced as in the case where the refractive index of the optical path for transmitting an optical signal and the refractive index of the sealing resin layer are the same. .
Further, when the inside of the optical path opening is a void, in the step of forming the sealing resin layer at the time of manufacturing the optical communication device, the uncured resin composition for forming the sealing resin layer is There is a case where voids may enter the gap of the optical path opening and voids may be generated at that time, and such voids may adversely affect the optical signal transmission capability of the optical communication device. When the optical path resin layer is formed, such a problem does not occur.
[0048]
Further, a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and an optical path resin layer is formed inside the optical signal transmission optical path. When an optical path resin layer is also formed inside the opening, the refractive index of the sealing resin layer, and the refractive index of the optical path for the optical signal transmission and the refractive index of the optical path resin layer in the optical path opening are the same. It is desirable that This is because, when the refractive indices of the three members are the same, reflection of an optical signal does not occur at the interface between the sealing resin layer and the resin layer for an optical path.
[0049]
In the optical communication device, it is preferable that a microlens is provided at least at one end of the optical path for transmitting an optical signal.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing another embodiment of the optical communication device of the present invention.
The optical communication device 250 shown in FIG. 2 includes an IC chip mounting substrate 220 and a multilayer printed wiring board 200, like the optical communication device 150 shown in FIG. The sealing resin layer 260 is formed between the wiring board 200.
In the substrate 220 for mounting an IC chip, a microlens 246 is provided at an end of the optical path 241 for transmitting an optical signal, on which the resin layer 242 for an optical path is formed, on the multilayer printed wiring board 200 side.
By arranging the microlenses in this manner, an optical signal can be transmitted more reliably between the optical element (light receiving element and light emitting element) and the optical waveguide.
[0050]
The embodiment of the optical communication device 250 is the same as the embodiment of the optical communication device 150 except that the microlens 246 is provided at one end of the optical signal transmission optical path 242 of the IC chip mounting substrate 220. It is.
[0051]
Further, it is desirable that the refractive index of the microlens provided at one end (on the side of the multilayer printed wiring board) of the optical path for transmitting an optical signal is larger than the refractive index of the sealing resin layer. By arranging a microlens having such a refractive index, an optical signal can be collected in a desired direction, so that the optical signal can be transmitted more reliably.
[0052]
When the microlens is a convex lens having a convex surface only on one side (the sealing resin layer side) as shown in FIG. 2, the radius of curvature of the microlens is determined in consideration of the focal length of the microlens. To select as appropriate. Specifically, the radius of curvature is reduced when the focal length of the microlens is increased, and the radius of curvature is increased when the focal length is reduced.
[0053]
Further, when the microlens is provided and an optical path resin layer is formed inside the optical signal transmission optical path, the refractive index of the microlens is larger than the refractive index of the optical path resin layer. Or the same as the refractive index of the optical path resin layer.
[0054]
Although not shown, if an optical path resin layer is also formed inside the optical path opening of the multilayer printed wiring board, the micro path is also formed at the end of the optical path opening on the sealing resin layer side. It is desirable that a lens is provided, and in this case, the refractive index of the microlens is desirably higher than the refractive index of the sealing resin layer.
[0055]
A microlens is also provided at the end of the optical path opening, and an optical path opening in which an optical path resin layer is formed, and an optical signal transmission in which an optical path resin layer is formed inside. When the thickness of the optical path is substantially the same, the refractive index of the microlens disposed at the end of the optical path opening and the refractive index of the microlens disposed at the end of the optical signal transmission optical path Is desirably substantially the same.
By disposing the microlens having such a refractive index, the optical path for transmitting an optical signal can be converged in a desired direction, so that the optical signal can be transmitted more reliably.
[0056]
The microlens is not particularly limited, and includes those used for optical lenses. Specific examples of the material include optical glass and resin for optical lenses.
Examples of the resin for the optical lens include acrylic resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA and deuterated fluorinated PMMA; polyimide resins such as fluorinated polyimide; epoxy resins; UV-curable epoxy resins; Silicone resins such as hydrogenated silicone resins; and polymers produced from benzocyclobutene.
[0057]
When a microlens is provided at an end of the optical path for transmitting an optical signal, the microlens may be provided at an end of the optical path for transmitting an optical signal through a transparent adhesive layer. When the resin layer for optical path is formed, it may be directly disposed on the resin layer for optical path.
Similarly, when a microlens is provided at the end of the optical path opening, it may be provided at the end of the optical path opening via a transparent adhesive layer. When a layer is formed, it may be directly disposed on the optical path resin layer.
[0058]
The mounting position of the microlens is preferably, but not limited to, the end on the sealing resin layer side (the side facing the multilayer printed wiring board) of the optical path for transmitting an optical signal formed on the IC chip mounting substrate. However, it may be attached to the end of the optical path for transmitting an optical signal on the optical element side, or may be attached to both ends of the optical path for transmitting an optical signal.
The shape of the microlens is not limited to a convex lens as shown in FIG. 2, but may be any as long as it can collect an optical signal in a desired direction.
[0059]
Next, other components and the like of the optical communication device of the present invention will be described.
An optical element (light receiving element, light emitting element) is mounted on an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
Examples of the light receiving element include a PD (photodiode) and an APD (avalanche photodiode).
These may be appropriately used in consideration of the configuration of the optical communication device, required characteristics, and the like.
Examples of the material of the light receiving element include Si, Ge, and InGaAs.
Among these, InGaAs is desirable because of its excellent light receiving sensitivity.
[0060]
Examples of the light emitting element include an LD (semiconductor laser), a DFB-LD (distributed feedback semiconductor laser), and an LED (light emitting diode).
These may be properly used in consideration of the configuration and required characteristics of the optical communication device.
[0061]
As a material of the light emitting element, a compound of gallium, arsenic and phosphorus (GaAsP), a compound of gallium, aluminum and arsenic (GaAlAs), a compound of gallium and arsenic (GaAs), a compound of indium, gallium and arsenic (InGaAs), A compound of indium, gallium, arsenic and phosphorus (InGaAsP) and the like can be given.
These may be used properly in consideration of the communication wavelength. For example, when the communication wavelength is in the 0.85 μm band, GaAlAs can be used, and when the communication wavelength is in the 1.3 μm band or 1.55 μm band. Can use InGaAs or InGaAsP.
The optical element mounted on the IC chip mounting substrate may be resin-sealed around the optical element. Further, the space between the mounted optical element and the solder resist layer or the resin layer for the optical path may be sealed with a resin. In this case, the resin sealing is performed, for example, using a material similar to the material of the sealing resin layer. What is necessary is just to be performed using.
[0062]
An optical path for transmitting an optical signal is formed on an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention, and the optical element mounted on the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are provided. An optical signal can be transmitted to and from the optical waveguide formed in the optical path via the optical signal transmission optical path.
[0063]
It is desirable that the optical path for transmitting an optical signal has a resin layer for an optical path formed therein. The formation of the resin layer for an optical path as described above is suitable for forming a sealing resin layer as described above, and dust and foreign matter enter between the optical element and the optical waveguide. This is because there is less fear.
Further, when a resin layer for an optical path is formed inside the optical path for transmitting an optical signal, the strength of the substrate for mounting an IC chip becomes excellent.
In some cases, some or all of the inside of the optical path for transmitting an optical signal may be constituted by a gap.
[0064]
Further, when the optical path resin layer is formed inside the optical path for transmitting an optical signal, the resin component is not particularly limited as long as it has little absorption in the communication wavelength band. The same resin as the resin used for the sealing resin layer can be used.
The resin layer for an optical path may contain particles such as resin particles, inorganic particles, and metal particles in addition to the resin component. By including these particles, it is possible to match the thermal expansion coefficient between the optical path for transmitting an optical signal and the substrate, the interlayer resin insulating layer, the solder resist layer, and the like.
Specific examples of the particles include the same particles as those contained in the sealing resin layer.
[0065]
The shape of the optical path for transmitting an optical signal is not particularly limited, and examples thereof include a columnar shape, an elliptical columnar shape, a square columnar shape, and a polygonal columnar shape. Among these, a columnar shape is desirable. This is because its formation is easy.
[0066]
A desirable lower limit of the cross-sectional diameter of the optical path for transmitting an optical signal is 100 μm. If the diameter of the cross section is less than 100 μm, the optical path may be blocked, and it may be difficult to form an optical path resin layer inside the optical path for transmitting an optical signal. On the other hand, a desirable upper limit of the diameter of the cross section is 500 μm. This is because even if it is larger than 500 μm, the transmission of the optical signal is not so much improved, which may hinder the degree of freedom in designing the conductor circuit formed on the IC chip mounting substrate.
The diameter of the cross-section is more excellent in terms of both the transmission property of optical signals and the degree of freedom of design, and the inconvenience does not occur even when filling the uncured resin composition. Yes, a more desirable upper limit is 350 μm. In addition, the diameter of the cross section of the optical path for transmitting an optical signal is the diameter of the cross section when the optical path for transmitting an optical signal is cylindrical, the major axis of the cross section when the optical path for optical signal transmission is an elliptical column, a rectangular column or a polygonal column. In this case, it refers to the length of the longest part of the cross section.
[0067]
The optical path for transmitting an optical signal preferably has a conductor layer formed on a wall surface thereof, and the conductor layer may be composed of one layer or may be composed of two or more layers.
Examples of the material of the conductor layer include copper, nickel, chromium, titanium, and noble metals.
Further, in some cases, the conductor layer serves as a through hole, that is, plays a role of electrically connecting between conductor circuits sandwiching the substrate or between conductor circuits sandwiching the substrate and the interlayer resin insulating layer. be able to.
The material of the conductor layer may be a glossy metal such as gold, silver, nickel, platinum, aluminum, and rhodium. In a conductor layer formed using such a glossy metal, an optical signal is preferably reflected.
[0068]
Further, a coating layer or a roughening layer made of tin, titanium, zinc, or the like may be further provided on the conductor layer. By providing the coating layer or the roughened layer, the adhesion between the optical path for transmitting an optical signal and the resin layer for the optical path can be improved.
[0069]
When a conductor layer or a resin layer for an optical path is formed inside the optical path for transmitting an optical signal, these may be in contact with a substrate or an interlayer resin insulating layer via a roughened surface. This is because, when the conductor layer is in contact with the roughened surface, the adhesion to the substrate and the interlayer resin insulation layer is excellent, and peeling of the conductor layer and the like is less likely to occur.
[0070]
Further, an optical waveguide is formed on the multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention.
Examples of the optical waveguide include an organic optical waveguide made of a polymer material or the like, an inorganic optical waveguide made of quartz glass, a compound semiconductor, or the like. Among these, an organic optical waveguide made of a polymer material or the like is desirable. This is because it has excellent adhesion to the interlayer resin insulation layer and is easy to process.
[0071]
The polymer material is not particularly limited as long as it has little absorption in a communication wavelength band.For example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photosensitive resin, and a part of the thermosetting resin are made photosensitive. Resin, a composite of a thermosetting resin and a thermoplastic resin, a composite of a photosensitive resin and a thermoplastic resin, and the like.
[0072]
Specifically, for example, acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA, deuterated fluorinated PMMA, polyimide resin such as fluorinated polyimide, epoxy resin, UV curable epoxy resin, polyolefin resin, Examples include silicone resins such as deuterated silicone resins, and polymers produced from benzocyclobutene.
[0073]
The optical waveguide may contain particles other than the resin component, such as resin particles, inorganic particles, and metal particles.
Specific examples of the particles include the same particles as those contained in the sealing resin layer.
[0074]
The shape of the particles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, an elliptical spherical shape, a crushed shape, and a polyhedral shape. Among these, a spherical shape or an elliptical spherical shape is desirable. This is because spherical or elliptical spherical particles have no corners, and cracks and the like are less likely to occur in the optical waveguide.
Further, when the shape of the particles is spherical or elliptical spherical, light is hardly reflected by the particles, and loss of an optical signal is reduced.
[0075]
Further, a desirable lower limit of the particle size of the particles is 0.01 μm, and a more desirable lower limit is 0.1 μm. On the other hand, a desirable upper limit of the particle size is 100 μm, a more desirable upper limit is 50 μm, and particularly, the upper limit is desirably shorter than the communication wavelength. This is because when the average particle diameter of the particles is shorter than the communication wavelength, there is less possibility that transmission of an optical signal is hindered.
In addition, two or more types of particles having different particle sizes may be included as long as the particles have a particle size in this range.
[0076]
A desirable lower limit of the amount of the particles contained in the optical waveguide is 10% by weight, and a more desirable lower limit is 20% by weight. On the other hand, a desirable upper limit of the blending amount of the particles is 80% by weight, and a more desirable upper limit is 70% by weight. If the blending amount of the particles is less than 10% by weight, the effect of blending the particles may not be obtained, and if the blending amount of the particles exceeds 80% by weight, transmission of an optical signal may be hindered. Is
Further, the shape of the optical waveguide is not particularly limited, but a sheet shape is desirable because the formation is easy.
[0077]
When particles are contained in the optical waveguide as described above, the coefficient of thermal expansion can be matched between the optical waveguide and a substrate constituting a multilayer printed wiring board, an interlayer resin insulating layer, or the like, and the thermal expansion coefficient can be adjusted. Cracks, peeling, and the like due to the difference between the two are less likely to occur.
[0078]
The thickness of the optical waveguide is desirably 1 to 100 μm, and the width thereof is desirably 1 to 100 μm. If the width is less than 1 μm, the formation may not be easy. On the other hand, if the width exceeds 100 μm, the degree of freedom in designing a conductor circuit or the like constituting the multilayer printed wiring board may be impaired. .
[0079]
Further, it is desirable that the ratio between the thickness and the width of the optical waveguide be closer to 1: 1. This is because the light receiving section of the light receiving element and the light emitting section of the light emitting element usually have a circular planar shape. The ratio between the thickness and the width is not particularly limited, and may be generally about 1: 2 to about 2: 1.
Further, when the optical waveguide is a single mode optical waveguide having a communication wavelength of 1.55 μm, the thickness and width thereof are preferably 5 to 15 μm. In the case of the optical waveguide, the thickness and the width are desirably 20 to 80 μm.
[0080]
Further, it is desirable that a light receiving optical waveguide and a light emitting optical waveguide are formed as the optical waveguide. The light-receiving optical waveguide is an optical waveguide for transmitting an optical signal sent from the outside via an optical fiber or the like to the light-receiving element, and the light-emitting optical waveguide is sent from the light-emitting element. An optical waveguide for transmitting an incoming optical signal to an optical fiber or the like.
Further, it is desirable that the light receiving optical waveguide and the light emitting optical waveguide are made of the same material. This is because the matching of the thermal expansion coefficient and the like is easy to measure and the formation is easy.
[0081]
It is desirable that an optical path conversion mirror is formed in the optical waveguide as described above. This is because the optical path can be changed to a desired angle by forming the optical path conversion mirror.
The formation of the optical path conversion mirror can be performed, for example, by cutting one end of the optical waveguide, as described later.
[0082]
In the multilayer printed wiring board shown in FIGS. 1 and 2, the optical waveguide is formed on the outermost interlayer resin insulating layer on the side facing the IC chip mounting substrate. The formation position of the optical waveguide is not limited to this, and may be between interlayer resin insulating layers or between the substrate and the interlayer resin insulating layer. Further, on the outermost interlayer resin insulating layer on the side opposite to the IC chip mounting substrate and on the opposite side of the substrate, between interlayer resin insulating layers, between the substrate and interlayer resin insulating layer, and the like. You may.
[0083]
That is, the optical waveguide is formed on the outermost interlayer resin insulating layer on the side of the multilayer printed wiring board facing the IC chip mounting substrate and on the side opposite to the substrate, as in the optical communication device shown in FIG. It may be.
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the optical communication device of the present invention.
The optical communication device 350 shown in FIG. 14 also includes an IC chip mounting substrate 320 and a multilayer printed wiring board 300, like the optical communication device 150 shown in FIG. The wiring board 300 is electrically connected to the wiring board 300 via a solder connection portion 337.
Further, a sealing resin layer 360 is formed between the IC chip mounting substrate 320 and the multilayer printed wiring board 300.
[0084]
The configuration of the IC chip mounting substrate 320 is substantially the same as the configuration of the IC chip mounting substrate 120 shown in FIG.
In the multilayer printed wiring board 300, a conductor circuit 304 and an interlayer resin insulation layer 302 are laminated on both surfaces of a substrate 301, and the conductor circuits sandwiching the substrate 301 and the conductor circuits sandwiching the interlayer resin insulation layer 302 are formed. These are electrically connected to each other by a through hole 309 and a via hole 307, respectively. Further, a solder resist layer 314 having solder bumps is formed on the outermost layer of the multilayer printed wiring board.
An optical waveguide 318 having an optical path conversion mirror 319 is formed on the outermost interlayer resin insulating layer of the multilayer printed wiring board 300 on the side opposite to the IC chip mounting substrate 320 and on the opposite side of the substrate 301. The substrate 301, the interlayer resin insulation layer 302, and the optical waveguide 318 are provided so that an optical signal can be transmitted between the optical waveguide 318 and the optical signal transmission optical path 341 formed on the IC chip mounting substrate 320. An optical path 352 for transmitting an optical signal is formed to penetrate the solder resist layer 314 on the side facing the IC chip mounting substrate.
In the optical path 351 for transmitting an optical signal, a conductor layer 355 is formed on a wall surface thereof, and a resin layer 352 for an optical path is formed inside the conductor layer 355. The conductor layer and the resin layer for an optical path may be formed as necessary. It may be formed.
In the optical communication device having such a configuration, an optical signal can be transmitted through the optical signal transmission optical path 351 formed in the multilayer printed wiring board 300.
[0085]
In the multilayer printed wiring board constituting the optical communication device shown in FIGS. 1, 2 and 14, an optical waveguide is formed on the outermost interlayer resin insulating layer, and the interlayer resin insulating layer and the optical waveguide are further formed. Although a solder resist layer is formed so as to cover, this solder resist layer does not necessarily have to be formed.For example, an optical waveguide is formed over the entire outermost interlayer resin insulating layer, and this optical waveguide is formed. It may also serve as a solder resist layer.
The optical communication device of the present invention having such a configuration can be manufactured by, for example, a method of manufacturing an optical communication device of the present invention described later.
[0086]
Next, a method for manufacturing the optical communication device of the present invention will be described.
The method for manufacturing an optical communication device according to the present invention is directed to a method of manufacturing an optical communication device, wherein an optical path for transmitting an optical signal is formed, an IC chip mounting substrate having an optical element mounted on one surface, and a multilayer printed wiring having at least an optical waveguide formed thereon. After manufacturing the board and separately,
Between the optical element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board, both are arranged and fixed at positions where optical signals can be transmitted,
Further, a sealing resin layer is formed by pouring a sealing resin composition between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board and then performing a curing treatment.
[0087]
In the method for manufacturing an optical communication device according to the present invention, an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board are arranged and fixed at predetermined positions, and then a sealing resin layer is formed between the two. It is possible to suitably manufacture an optical communication device in which dust or foreign matter floating in the air does not enter between the optical waveguide and the optical signal transmission.
[0088]
Also, by forming a sealing resin layer between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, in the obtained optical communication device, the sealing resin layer is It can play a role of relieving the stress generated due to the difference in the thermal expansion coefficient between the multilayer printed wiring board, and the formation of the sealing resin layer can reduce the displacement of the optical element and the optical waveguide. It is less likely to occur.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to preferably manufacture an optical communication device having excellent reliability.
[0089]
In the method for manufacturing an optical communication device, first, an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board are separately manufactured.
Therefore, here, first, a method for manufacturing an IC chip mounting substrate and a method for manufacturing a multilayer printed wiring board will be separately described, and then a method for forming a sealing resin layer will be described.
[0090]
First, a method for manufacturing an IC chip mounting substrate will be described.
(1) Using an insulating substrate as a starting material, first, a conductor circuit is formed on the insulating substrate.
Examples of the insulating substrate include a glass epoxy substrate, a polyester substrate, a polyimide substrate, a bismaleimide-triazine resin (BT resin) substrate, a thermosetting polyphenylene ether substrate, a copper-clad laminate, and an RCC substrate.
Further, a ceramic substrate such as an aluminum nitride substrate or a silicon substrate may be used.
The conductor circuit can be formed, for example, by forming a solid conductor layer on the surface of the insulating substrate by electroless plating or the like and then performing etching. Further, it may be formed by performing an etching process on a copper-clad laminate or an RCC substrate.
[0091]
In the case where connection between the conductor circuits sandwiching the insulating substrate is performed by through holes, for example, after forming a through hole using a drill or a laser in the insulating substrate, an electroless plating process or the like is performed. A through hole is formed by performing the application.
When a through hole is formed, it is desirable to fill the through hole with a resin filler.
[0092]
(2) Next, if necessary, the surface of the conductor circuit is subjected to a roughening process.
Examples of the roughening treatment include a blackening (oxidation) -reduction treatment, an etching treatment using an etchant containing a cupric complex and an organic acid salt, and a treatment by Cu-Ni-P needle-like alloy plating. And the like.
The roughening process may be performed before the resin filler is filled in the through hole, and a roughened surface may be formed on the wall surface of the through hole. This is because the adhesion between the through hole and the resin filler is improved.
[0093]
(3) Next, a thermosetting resin, a photosensitive resin, a resin obtained by adding a photosensitive group to a part of the thermosetting resin, or a resin containing these and a thermoplastic resin on the substrate on which the conductive circuit is formed. An uncured resin layer made of a composite is formed, or a resin layer made of a thermoplastic resin is formed.
The uncured resin layer can be formed by applying the uncured resin with a roll coater, a curtain coater, or the like, or by thermocompression bonding an uncured (semi-cured) resin film.
In addition, the resin layer made of the thermoplastic resin can be formed by thermocompression bonding a resin molded body formed into a film.
[0094]
Among these, a method of thermocompression bonding of an uncured (semi-cured) resin film is desirable, and the compression of the resin film can be performed using, for example, a vacuum laminator.
The pressure bonding conditions are not particularly limited and may be appropriately selected in consideration of the composition of the resin film and the like. Usually, the pressure is 0.25 to 1.0 MPa, the temperature is 40 to 70 ° C, the degree of vacuum is 13 to 1300 Pa, It is desirable to perform the process under the condition of a time of about 10 to 120 seconds.
[0095]
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a polyester resin, a bismaleimide resin, a polyolefin resin, a polyphenylene ether resin, a polyphenylene resin, and a fluorine resin.
Specific examples of the epoxy resin include a novolak epoxy resin such as a phenol novolak type and a cresol novolak type, and an alicyclic epoxy resin modified with dicyclopentadiene.
[0096]
Examples of the photosensitive resin include an acrylic resin.
Examples of the resin in which a photosensitive group is provided to a part of the thermosetting resin include, for example, those obtained by subjecting the thermosetting group of the above-mentioned thermosetting resin to an acrylate reaction with methacrylic acid or acrylic acid. No.
[0097]
Examples of the thermoplastic resin include phenoxy resin, polyether sulfone (PES), polysulfone (PSF), polyphenylene sulfone (PPS), polyphenylene sulfide (PPES), polyphenylene ether (PPE), and polyether imide (PI). Can be
[0098]
The resin composite is not particularly limited as long as it contains a thermosetting resin or a photosensitive resin (including a resin having a photosensitive group added to a part of the thermosetting resin) and a thermoplastic resin. However, specific combinations of the thermosetting resin and the thermoplastic resin include, for example, phenol resin / polyethersulfone, polyimide resin / polysulfone, epoxy resin / polyethersulfone, epoxy resin / phenoxy resin, and the like. Can be Specific combinations of a photosensitive resin and a thermoplastic resin include, for example, an acrylic resin / phenoxy resin, an epoxy resin in which a part of an epoxy group is acrylated, and polyether sulfone.
[0099]
The mixing ratio of the thermosetting resin or the photosensitive resin to the thermoplastic resin in the resin composite is desirably thermosetting resin or photosensitive resin / thermoplastic resin = 95/5 to 50/50. This is because a high toughness value can be secured without impairing the heat resistance.
[0100]
Further, the resin layer may be composed of two or more different resin layers.
Specifically, for example, the lower layer is formed from a resin composite of thermosetting resin or photosensitive resin / thermoplastic resin = 50/50, and the upper layer is thermosetting resin or photosensitive resin / thermoplastic resin = 90/50. And 10 resin composites.
With such a configuration, excellent adhesion to the insulating substrate can be ensured, and ease of formation in forming a via hole opening or the like in a later step can be ensured.
[0101]
Further, the resin layer may be formed by using a resin composition for forming a roughened surface.
The above-mentioned resin composition for forming a roughened surface includes, for example, an acid, an alkali, and the like in an uncured heat-resistant resin matrix which is hardly soluble in a roughening liquid composed of at least one selected from an acid, an alkali and an oxidizing agent. And a substance which is soluble in a roughening liquid comprising at least one selected from oxidizing agents.
Note that the terms "sparingly soluble" and "soluble" are referred to as "soluble" for convenience when a substance having a relatively high dissolution rate is immersed in the same roughening solution for the same time, and the relative dissolution rate is relatively low. The slower one is called "poorly soluble" for convenience.
[0102]
As the heat-resistant resin matrix, those which can maintain the shape of the roughened surface when the roughened surface is formed on the interlayer resin insulating layer using the roughening solution are preferable, for example, a thermosetting resin. , Thermoplastic resins, and composites thereof. Further, a photosensitive resin may be used. When a photosensitive resin is used, an opening for a via hole can be formed in the interlayer resin insulating layer by using exposure and development processes.
[0103]
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, a fluororesin, and the like. When the thermosetting resin is photosensitized, a thermosetting group is subjected to a (meth) acrylation reaction using methacrylic acid, acrylic acid, or the like.
[0104]
Examples of the epoxy resin include a cresol novolak type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a phenol novolak type epoxy resin, an alkylphenol novolak type epoxy resin, a biphenol F type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin, Examples thereof include a cyclopentadiene type epoxy resin, an epoxide of a condensate of a phenol and an aromatic aldehyde having a phenolic hydroxyl group, triglycidyl isocyanurate, and an alicyclic epoxy resin. These may be used alone or in combination of two or more. Thereby, it becomes excellent in heat resistance and the like.
[0105]
Examples of the thermoplastic resin include phenoxy resin, polyether sulfone, polysulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene sulfide, polyphenyl ether, and polyether imide. These may be used alone or in combination of two or more.
[0106]
The substance soluble in the roughening solution comprising at least one selected from the group consisting of acids, alkalis and oxidizing agents is desirably at least one selected from inorganic particles, resin particles and metal particles.
[0107]
Examples of the inorganic particles include, for example, alumina, aluminum compounds such as aluminum hydroxide, calcium carbonate, calcium compounds such as calcium hydroxide, potassium compounds such as potassium carbonate, magnesia, dolomite, basic magnesium carbonate, and magnesium compounds such as talc. , Silica, zeolites and other silicon compounds. These may be used alone or in combination of two or more.
[0108]
Examples of the resin particles include those made of a thermosetting resin and a thermoplastic resin. When the resin particles are immersed in a roughening liquid composed of at least one selected from acids, alkalis, and oxidizing agents, they have the above heat resistance. There is no particular limitation as long as the dissolution rate is faster than the resin matrix. Specifically, for example, amino resin (melamine resin, urea resin, guanamine resin, etc.), epoxy resin, phenol resin, phenoxy resin, polyimide resin, Polyphenylene resin, polyolefin resin, fluorine resin, bismaleimide-triazine resin and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
It is necessary that the resin particles be cured in advance. If the resin particles are not cured, the resin particles will be dissolved in a solvent that dissolves the resin matrix.
As the resin particles, rubber particles, liquid resin, liquid rubber or the like may be used.
[0109]
Examples of the metal particles include gold, silver, copper, tin, zinc, stainless steel, aluminum, nickel, iron, and lead. These may be used alone or in combination of two or more.
The metal particles may have a surface layer coated with a resin or the like in order to ensure insulation.
[0110]
When two or more of the above-mentioned soluble substances are used in combination, the combination of the two soluble substances to be mixed is preferably a combination of resin particles and inorganic particles. Since both have low conductivity, the insulation of the interlayer resin insulating layer can be ensured, the thermal expansion can be easily adjusted with the poorly soluble resin, and the interlayer resin made of the resin composition for forming a roughened surface can be easily obtained. This is because no crack occurs in the insulating layer, and no peeling occurs between the interlayer resin insulating layer and the conductor circuit.
[0111]
Examples of the acid used as the roughening liquid include phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and organic acids such as formic acid and acetic acid. Among these, it is preferable to use an organic acid. This is because, when the roughening treatment is performed, the conductor circuit exposed from the bottom surface of the via hole is hardly corroded.
As the oxidizing agent, for example, an aqueous solution of chromic acid, chromic sulfuric acid, or an alkaline permanganate (such as potassium permanganate) is preferably used.
As the alkali, an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like is desirable.
[0112]
The average particle size of the soluble substance is desirably 10 μm or less.
Further, coarse particles having a relatively large average particle diameter of 2 μm or less and fine particles having a relatively small average particle diameter may be used in combination. That is, a soluble substance having an average particle diameter of 0.1 to 0.5 μm and a soluble substance having an average particle diameter of 1 to 2 μm are combined.
[0113]
In this way, by combining the average particle and the relatively large coarse particle and the average particle diameter with the relatively small fine particle, the dissolved residue of the electroless plating film is eliminated, and the amount of the palladium catalyst under the plating resist is reduced, Furthermore, a shallow and complicated roughened surface can be formed.
Further, by forming a complicated roughened surface, a practical peel strength can be maintained even if the unevenness of the roughened surface is small.
The coarse particles have an average particle diameter of more than 0.8 μm and less than 2.0 μm, and the fine particles preferably have an average particle diameter of 0.1 to 0.8 μm.
[0114]
(4) Next, when forming an interlayer resin insulation layer using a thermosetting resin or a resin composite as the material, the uncured resin insulation layer is subjected to a curing treatment and a via hole opening is formed. Then, an interlayer resin insulating layer is formed. In this step, a through-hole may be formed as necessary.
The via hole opening is preferably formed by laser processing. When a photosensitive resin is used as the material of the interlayer resin insulating layer, the photosensitive resin may be formed by exposure and development.
[0115]
When an interlayer resin insulating layer using a thermoplastic resin as the material is formed, an opening for a via hole is formed in the resin layer made of the thermoplastic resin to form an interlayer resin insulating layer. In this case, the via hole opening can be formed by performing laser processing.
When a through hole is formed in this step, the through hole may be formed by drilling, laser processing, or the like.
[0116]
Examples of the laser used for the laser processing include a carbon dioxide gas laser, an ultraviolet laser, and an excimer laser. Of these, excimer lasers and short-pulse carbon dioxide lasers are desirable.
[0117]
Also, among the excimer lasers, it is desirable to use a hologram type excimer laser. The hologram method is a method of irradiating a target object with a laser beam through a hologram, a condensing lens, a laser mask, a transfer lens, or the like. Can be formed efficiently.
[0118]
When a carbon dioxide laser is used, the pulse interval is 10^-4-10^-8Desirably seconds. The time for irradiating the laser for forming the opening is preferably 10 to 500 μs.
Further, by irradiating a laser beam through an optical lens and a mask, a large number of via hole openings can be formed at once. This is because a plurality of portions can be irradiated with laser light having the same intensity and the same irradiation intensity through the optical system lens and the mask.
After forming the via hole openings in this way, desmearing may be performed as necessary.
[0119]
(5) Next, a conductor circuit is formed on the surface of the interlayer resin insulating layer including the inner wall of the via hole opening.
In forming a conductor circuit, first, a thin film conductor layer is formed on the surface of the interlayer resin insulation layer.
The thin film conductor layer can be formed by a method such as electroless plating and sputtering.
[0120]
Examples of the material of the thin film conductor layer include copper, nickel, tin, zinc, cobalt, thallium, and lead.
Among them, those made of copper, copper, and nickel are desirable from the viewpoint of excellent electrical properties, economy, and the like.
When the thin film conductor layer is formed by electroless plating, the thickness of the thin film conductor layer is preferably 0.3 μm, more preferably 0.6 μm, and preferably 2.0 μm. A desirable upper limit is 1.2 μm. Moreover, when forming by sputtering, 0.1-1.0 micrometers is desirable.
[0121]
Further, before forming the thin film conductor layer, a roughened surface may be formed on the surface of the interlayer resin insulating layer. By forming the roughened surface, the adhesion between the interlayer resin insulating layer and the thin film conductor layer can be improved. In particular, when the interlayer resin insulating layer is formed using the resin composition for forming a roughened surface, it is desirable to form the roughened surface using an acid, an oxidizing agent, or the like.
[0122]
In the case where the through hole is formed in the step (4), when the thin film conductor layer is formed on the interlayer resin insulating layer, the thin film conductor layer is also formed on the wall surface of the through hole to form a through hole. Is also good.
[0123]
(6) Next, a plating resist is formed on the substrate on which the thin film conductor layer is formed.
The plating resist can be formed, for example, by attaching a photosensitive dry film, placing a photomask made of a glass substrate or the like on which a plating resist pattern is drawn, and subjecting it to exposure and development.
[0124]
(7) Then, electroplating is performed using the thin film conductor layer as a plating lead, and an electroplating layer is formed on the plating resist non-formed portion. As the electroplating, copper plating is desirable.
The thickness of the electroplating layer is preferably 5 to 20 μm.
[0125]
Thereafter, the conductor circuit (including via holes) can be formed by removing the plating resist, the electroless plating film under the plating resist, and the thin film conductor layer.
The removal of the plating resist may be performed using, for example, an alkaline aqueous solution, and the removal of the thin film conductor layer may be performed by using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, sodium persulfate, ammonium persulfate, ferric chloride, and chloride. It may be performed using an etching solution such as cupric copper.
After the formation of the conductor circuit, the catalyst on the interlayer resin insulating layer may be removed using an acid or an oxidizing agent, if necessary. This is because a decrease in electrical characteristics can be prevented.
[0126]
Note that the method of forming a conductor circuit described here is an additive method, but the method of forming a conductor circuit in the manufacturing method of the present invention is not limited to the additive method, for example, a subtractive method. Is also good.
Hereinafter, a method of forming a conductor circuit by a subtractive method will be briefly described.
[0127]
That is, first, after an interlayer resin insulating layer having a via hole opening is formed, a thin film conductor layer is formed on the surface of the interlayer resin insulating layer including the wall surface of the via hole opening in the same manner as in the above step (5). To form
[0128]
Next, an electroplating layer or the like is formed on the entire surface of the thin film conductor layer to increase the thickness of the conductor layer. The formation of the electroplating layer and the like may be performed as needed.
Next, an etching resist is formed on the conductor layer.
The etching resist is formed, for example, by attaching a photosensitive dry film, placing a photomask in close contact with the photosensitive dry film, and performing exposure and development processing.
[0129]
Further, the conductor layer under the portion where the etching resist is not formed is removed by etching, and then the etching resist is peeled off to form an independent conductor circuit (including a via hole) on the interlayer resin insulating layer.
Note that the etching treatment can be performed using, for example, an etching solution such as a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, sodium persulfate, ammonium persulfate, ferric chloride, and cupric chloride. Peeling can be performed using an alkaline aqueous solution or the like.
Even when such a method is used, a conductor circuit can be formed on the interlayer resin insulating layer.
[0130]
Whether the additive method or the subtractive method is selected as the method of forming the conductor circuit depends on the width and the interval of the conductor circuit, the IC chip or optical element to be mounted, and the connection terminals of various other electronic components. What is necessary is just to select suitably considering the number, pitch, etc.
[0131]
When a through hole is formed in the steps (4) and (5), a resin filler may be filled in the through hole.
When a resin filler is filled in the through hole, if necessary, electroless plating may be performed to form a cover plating layer that covers a surface portion of the resin filler layer.
[0132]
(8) Next, when the cover plating layer is formed, if necessary, the surface of the cover plating layer is subjected to a roughening treatment, and further the steps (3) and (4) are repeated. An outer interlayer resin insulation layer can be formed.
[0133]
(9) Thereafter, if necessary, the steps (3) to (8) are repeated to form a conductive circuit and an interlayer resin insulating layer on both surfaces thereof. In this step, a through hole may or may not be formed.
By performing the steps (1) to (9), it is possible to manufacture a multilayer wiring board in which a conductor circuit and an interlayer resin insulating layer are formed on both sides of the substrate.
[0134]
(10) Next, a through hole penetrating the multilayer wiring board is formed. The through hole formed here becomes an optical path for transmitting an optical signal in the IC chip mounting substrate through a post-process. Therefore, the through hole formed in this step is hereinafter referred to as an optical path through hole.
[0135]
The through hole for the optical path is formed by, for example, drilling or laser processing.
Examples of the laser used in the laser processing include those similar to the laser used in forming the via hole opening and the solder bump forming opening.
The formation position of the through hole for the optical path is not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of the design of the conductor circuit, the mounting position of the optical element, the IC chip, and the like.
Further, it is desirable to form the through hole for an optical path for each optical element such as a light receiving element and a light emitting element. Further, it may be formed for each signal wavelength.
[0136]
After forming the optical path through hole, desmearing may be performed as necessary.
The desmear treatment can be performed using, for example, a treatment with a permanganate solution, a plasma treatment, a corona treatment, or the like. By performing the desmear treatment, resin residue, burrs, and the like in the optical path through-hole can be removed, and transmission loss due to irregular reflection on the wall surface of the optical path for transmitting an optical signal can be reduced.
[0137]
Also, after forming the through hole for the optical path, in the following step, before forming a conductor layer on the wall surface or filling the inside with an uncured resin composition, if necessary, the through hole for the optical path A roughened surface may be formed on the wall surface. By forming the roughened surface, it is possible to improve the adhesion to the conductor layer and the resin composition.
The roughened surface is formed by, for example, forming a through hole for an optical path such as a substrate or an interlayer resin insulating layer using an acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, or nitric acid; or an oxidizing agent such as chromic acid, chromic sulfuric acid, or permanganate. This can be done by dissolving the exposed portion. Moreover, it can also be performed by plasma treatment, corona treatment, or the like.
[0138]
After the through hole for an optical path is formed, it is desirable to form a conductor layer on the wall surface of the through hole for an optical path.
The formation of the conductor layer can be performed by, for example, a method such as electroless plating and sputtering.
Specifically, for example, a method of forming a through hole for an optical path, applying a catalyst nucleus to the wall surface of the through hole for an optical path, and then immersing the substrate having the through hole for an optical path in an electroless plating bath. Etc. can be used.
Further, a conductor layer composed of two or more layers may be formed by combining electroless plating or sputtering, or a conductor layer composed of two or more layers may be formed by performing electroplating after electroless plating or sputtering. Good.
[0139]
In this step, it is desirable to form a conductor layer on the wall surface of the through hole for an optical path and to form a conductor circuit of the outermost layer on the interlayer resin insulation layer of the outermost layer of the multilayer wiring board.
Specifically, first, when a conductor layer is formed on the wall surface of the through hole for an optical path by electroless plating or the like, the conductor layer is also formed on the entire surface of the interlayer resin insulating layer.
[0140]
Next, a plating resist is formed on the conductor layer formed on the surface of the interlayer resin insulating layer. The plating resist may be formed by, for example, a method similar to the method performed in the above step (6).
[0141]
Further, electrolytic plating is performed by using the conductor layer formed on the interlayer resin insulating layer as a plating lead, an electroplating layer is formed on the plating resist non-formed portion, and then the plating resist and the conductor layer below the plating resist are removed. By doing so, an independent conductor circuit is formed on the interlayer resin insulating layer.
[0142]
Further, after forming the conductor layer, a roughened surface may be formed on a wall surface of the conductor layer. The formation of the roughened surface may be performed by, for example, a method similar to the method performed in the step (2).
[0143]
After forming the through hole for an optical path (after forming a conductor layer on the wall surface thereof as necessary), it is desirable to fill the through hole for an optical path with an uncured resin composition. After the uncured resin composition is filled, a curing process is performed to form an optical path for transmitting an optical signal in which an optical path resin layer is formed.
The method for filling the uncured resin composition is not particularly limited, and for example, a method such as printing or potting can be used.
When the uncured resin composition is filled by printing, the resin composition may be filled at one time or may be printed at two or more times. Further, printing may be performed from both sides of the multilayer wiring board.
[0144]
When filling the uncured resin composition, the uncured resin composition is filled with a slightly larger amount than the inner product of the optical path through-hole, and after the filling is completed, the resin overflows from the optical path through-hole. Excess resin composition may be removed.
The removal of the excess resin composition can be performed, for example, by polishing or the like. Further, when removing the excess resin composition, the state of the resin composition may be a semi-cured state, or may be a completely cured state, appropriately considering the material of the resin composition and the like Just select.
[0145]
By performing such processing, an optical path for transmitting an optical signal that penetrates the multilayer wiring board can be formed.
When the conductor layer is formed on the wall surface of the through hole for an optical path, the conductor layer is also formed on the surface of the interlayer resin insulating layer, and the above-described processing can be performed to form an independent conductor circuit. Of course, even when the conductor layer is not formed, an independent conductor circuit may be formed on the interlayer resin insulating layer by the above-described method.
[0146]
(11) Next, a solder resist layer is formed on the outermost layer of the substrate on which the conductor circuit and the interlayer resin insulating layer have been formed.
The solder resist layer can be formed using, for example, a solder resist composition comprising a polyphenylene ether resin, a polyolefin resin, a fluororesin, a thermoplastic elastomer, an epoxy resin, a polyimide resin, and the like.
[0147]
Examples of the solder resist composition other than the above include, for example, a (meth) acrylate of a novolak type epoxy resin, an imidazole curing agent, a bifunctional (meth) acrylate monomer, and a (meth) acrylic acid having a molecular weight of about 500 to 5,000. Ester polymers, thermosetting resins such as bisphenol-type epoxy resins, photosensitive monomers such as polyvalent acrylic monomers, and paste-like fluids containing glycol ether solvents and the like are listed. It is desirable that the pressure be adjusted to 1 to 10 Pa · s. Further, a commercially available solder resist composition may be used.
In this step, a layer of the solder resist composition may be formed by pressing a film made of the solder resist composition.
[0148]
(12) Next, an opening (hereinafter, also referred to as an optical path opening) communicating with the optical path through hole is formed in the layer of the solder resist composition to form a solder resist layer.
Specifically, for example, it is formed by a method similar to the method of forming a via hole opening, that is, by exposure and development processing, laser processing and the like.
When forming the optical path opening, an opening for forming a solder bump (an opening for mounting an IC chip or an optical element or an opening for connecting to a multilayer printed wiring board) may be formed at the same time. desirable. Note that the formation of the optical path opening and the formation of the solder bump formation opening may be performed separately.
[0149]
In addition, when forming the solder resist layer, a resin film having an opening at a desired position is prepared in advance, and the resin film is attached to form a solder resist layer having an opening for an optical path and an opening for forming a solder bump. May be formed.
Through the steps (11) and (12), a solder resist layer having an opening communicating with the through hole for an optical path can be formed on the multilayer wiring board having the through hole for an optical path. .
The diameter of the optical path opening may be the same as the diameter of the optical path through hole, or may be smaller than the diameter of the optical path through hole.
[0150]
Further, when the optical path resin layer is formed in the optical path through hole in the step (10), the uncured resin composition is filled in the optical path opening also in this step, and then the curing treatment is performed. It is desirable to form an optical path resin layer by performing the application.
Also in this step, by forming the optical path resin layer, the optical path resin layer is formed on the entire inside of the optical path for transmitting an optical signal.
The uncured resin composition to be filled in the optical path opening is preferably the same as the uncured resin composition to be filled in the optical path through hole in the step (10). .
[0151]
In the case where an optical path for transmitting an optical signal in which an optical path resin layer is formed on the entire inside thereof is formed, in the step (10), the uncured resin composition is not filled, and in this step, An uncured resin composition is filled into the through hole for optical path and the opening for optical path communicating with the through hole, and then subjected to a curing process to form an optical path resin layer on the entire inside thereof for optical signal transmission. It may be an optical path.
[0152]
In the step (10), after the uncured resin composition is filled in the through hole for optical path, the resin composition is semi-cured, and then the solder resist layer having the opening for optical path is formed by the method described above. Performing the formation, further, after filling the uncured resin composition in the optical path opening, by simultaneously performing a curing treatment on the resin composition in the optical path through hole and the resin composition in the optical path opening, An optical path resin layer may be formed.
[0153]
(13) Next, if necessary, a microlens is provided at an end of the optical path for transmitting an optical signal.
To dispose the microlens at the end of the optical path for transmitting an optical signal, the microlens may be disposed at the end of the optical path for transmitting an optical signal via an adhesive layer formed on a solder resist layer. When the optical path resin layer is formed inside the optical path for transmitting an optical signal, the optical path resin layer may be directly disposed on the optical path resin layer or may be disposed via a transparent adhesive layer. .
[0154]
As a method of directly disposing the microlens on the optical path resin layer, for example, an uncured optical lens resin is dropped on the optical path resin layer in an appropriate amount, and the uncured optical lens resin is cured to the dropped uncured optical lens resin. Examples of the method include a treatment.
When an appropriate amount of the uncured resin for an optical lens is dropped on the resin layer for an optical path, an apparatus such as a dispenser, an inkjet, a micropipette, or a microsyringe can be used.
The uncured optical lens resin dropped onto the optical path resin layer using such a device is to be spherical due to its surface tension, so that it becomes hemispherical on the optical path resin layer, and then becomes hemispherical. By subjecting the uncured optical lens resin to a curing treatment, a hemispherical microlens (convex lens) can be disposed on the optical path resin layer.
The diameter and the shape of the curved surface of the microlens formed by the above-described method are appropriately determined in consideration of the wettability between the resin composition and the uncured optical lens resin and the viscosity of the uncured optical lens resin. Can be controlled by adjusting.
[0155]
(14) Next, the conductor circuit portion exposed by forming the above-mentioned opening for forming a solder bump is covered with a corrosion-resistant metal such as nickel, palladium, gold, silver, platinum or the like as necessary to form a solder pad. . Among these, it is desirable to form the coating layer with a metal such as nickel-gold, nickel-silver, nickel-palladium, and nickel-palladium-gold.
The coating layer can be formed by, for example, plating, vapor deposition, electrodeposition, or the like. Among them, it is preferable to form the coating layer by plating because of excellent uniformity of the coating layer.
[0156]
(15) Next, an opening is provided at a portion corresponding to an opening for mounting an IC chip (an opening for mounting an IC chip) or an opening for connecting to a multilayer printed wiring board (an opening for connecting a multilayer printed wiring board). After the solder pad is filled with the solder paste through the formed mask, reflow is performed to form a solder bump.
By forming such solder bumps, it becomes possible to mount an IC chip or connect a multilayer printed wiring board via the solder bumps. The solder bumps may be formed as needed, and even when the solder bumps are not formed, the bumps may be formed with the IC chips to be mounted or the bumps of the multilayer printed wiring board to be connected with the IC chips. The substrate can be electrically connected.
[0157]
(16) Further, optical elements (light receiving elements and light emitting elements) are mounted on the solder resist layer. For mounting the optical element, for example, an opening for mounting the optical element (opening for mounting an optical element) is filled with a solder paste in the step (15), and when the reflow is performed, the optical element is mounted. The element may be mounted via solder by attaching the element.
Further, the optical element may be mounted using a conductive adhesive or the like instead of the solder paste.
Through these steps, an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention can be manufactured.
[0158]
Next, a method for manufacturing a multilayer printed wiring board will be described.
(1) First, in the same manner as in the steps (1) and (2) of the method of manufacturing a substrate for mounting an IC chip, conductor circuits are formed on both surfaces of the substrate, and the conductor circuits sandwiching the substrate are connected. Form a through hole. Also in this step, a roughened surface is formed on the surface of the conductor circuit or the wall surface of the through hole as necessary.
[0159]
(2) Next, if necessary, an interlayer resin insulating layer and a conductive circuit are formed on the substrate on which the conductive circuit is formed.
Specifically, the interlayer resin insulating layer and the conductor circuit may be formed by lamination using the same method as the steps (3) to (8) of the method for manufacturing the IC chip mounting substrate.
Also in this step, as in the case of manufacturing a substrate for mounting an IC chip, a through-hole penetrating the substrate and the interlayer resin insulating layer or a cover plating layer may be formed.
This step (2), that is, the step of laminating the interlayer resin insulating layer and the conductor circuit may be performed only once or may be performed a plurality of times.
In addition, as a method of forming a conductor circuit on the interlayer resin insulating layer in this step, a subtractive method may be used as in the case of manufacturing a substrate for mounting an IC chip.
[0160]
(3) Next, an optical waveguide is formed on the substrate on the side facing the IC chip mounting substrate, or on the portion of the interlayer resin insulating layer where no conductive circuit is formed.
When the optical waveguide is formed using an inorganic material such as quartz glass as the material, the optical waveguide can be formed by attaching an optical waveguide formed in a predetermined shape in advance via an adhesive.
Further, the optical waveguide made of the inorganic material is, for example, LiNbO.₃, LiTaO₃And the like can be formed by forming a film of an inorganic material such as a liquid phase epitaxy method, a chemical deposition method (CVD), a molecular beam epitaxy method, or the like.
[0161]
As a method of forming an optical waveguide made of a polymer material, for example, (1) a method in which an optical waveguide forming film previously formed into a film on a release film or the like is attached to an interlayer resin insulating layer. And (2) a method of forming an optical waveguide directly on the interlayer resin insulating layer by sequentially forming a lower clad, a core, and an upper clad on the interlayer resin insulating layer.
As a method of forming an optical waveguide, the same method can be used for forming an optical waveguide on a release film and for forming an optical waveguide on an interlayer resin insulating layer.
Specifically, for example, a method using reactive ion etching, an exposure and development method, a mold forming method, a resist forming method, a method combining these, and the like can be used.
[0162]
In the method using the reactive ion etching, (i) first, a lower clad is formed on a release film, an interlayer resin insulation layer or the like (hereinafter, simply referred to as a release film or the like), and (ii) A resin composition for a core is applied on the lower clad and, if necessary, is subjected to a curing treatment to form a resin layer for forming a core. (Iii) Next, a resin layer for forming a mask is formed on the resin layer for forming a core, and then, the resin layer for forming a mask is subjected to an exposure and development treatment, whereby the resin layer for forming a core is formed. A mask (etching resist) is formed.
[0163]
(Iv) Next, the core-forming resin layer is subjected to reactive ion etching to remove the core-forming resin layer in the portion where the mask is not formed, and a core is formed on the lower clad. (V) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby forming an optical waveguide.
The method using this reactive ion etching can form an optical waveguide having excellent dimensional reliability. This method is also excellent in reproducibility.
[0164]
In the exposure and development method, (i) first, a lower clad is formed on a release film or the like, and (ii) a resin composition for a core is then applied on the lower clad. Then, a layer of the core-forming resin composition is formed by performing a semi-curing treatment.
[0165]
(Iii) Next, a mask on which a pattern corresponding to the core forming portion is drawn is placed on the core forming resin composition layer, and then exposed and developed, so that the core is formed on the lower clad. To form (Iv) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby forming an optical waveguide.
This exposure and development method can be suitably used in mass-producing optical waveguides because of a small number of steps, and stress is hardly generated in the optical waveguides because of a small number of heating steps.
[0166]
In the mold forming method, (i) first, a lower clad is formed on a release film or the like, and (ii) a groove for forming a core is formed in the lower clad by forming a mold. (Iii) Further, the groove is filled with a resin composition for a core by printing and then subjected to a curing treatment to form a core. (Iv) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby forming an optical waveguide.
This mold forming method can be suitably used when mass-producing an optical waveguide, and an optical waveguide having excellent dimensional reliability can be formed. This method is also excellent in reproducibility.
[0167]
In the above-described resist forming method, (i) first, a lower clad is formed on a release film or the like, and (ii) a resist resin composition is further applied on the lower clad. As a result, a resist for forming a core is formed on a portion where the core is not formed on the lower clad.
[0168]
(Iii) Next, the core resin composition is applied to the non-resist forming portion on the lower clad, and (iv) the core resin composition is further cured, and then the core forming resist is peeled off. A core is formed on the lower cladding. (V) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby forming an optical waveguide.
This resist forming method can be suitably used when mass-producing an optical waveguide, and an optical waveguide excellent in dimensional reliability can be formed. This method is also excellent in reproducibility.
[0169]
Further, an optical path conversion mirror is formed in the optical waveguide.
The optical path conversion mirror may be formed before the optical waveguide is mounted on the interlayer resin insulating layer, or may be formed after mounting the optical waveguide on the interlayer resin insulating layer. It is desirable that an optical path conversion mirror be formed in advance, except when the mirror is formed directly on the layer. The work can be easily performed, and other members constituting the multilayer printed wiring board, for example, a substrate, a conductive circuit, an interlayer resin insulating layer, and the like may be damaged or damaged during the work. Because there is no.
[0170]
The method for forming the optical path conversion mirror is not particularly limited, and a conventionally known formation method can be used. Specifically, machining with a diamond saw or a blade having a V-shaped tip of 90 °, machining with reactive ion etching, laser ablation, or the like can be used.
Although the method of forming the optical waveguide on the substrate facing the IC chip mounting substrate or on the outermost interlayer resin insulating layer has been described here, when manufacturing the multilayer printed wiring board, The optical waveguide may be formed between the substrate and the interlayer resin insulating layer or between the interlayer resin insulating layers.
[0171]
When an optical waveguide is formed between the substrate and the interlayer resin insulating layer, a substrate having conductor circuits formed on both surfaces thereof is prepared in the above step (1), and then the same as in the above step (3). The optical waveguide is formed in the portion where the conductive circuit is not formed on the substrate by the method described above, and then the interlayer resin insulating layer is formed by the same method as in the step (2), thereby forming the optical waveguide at the above-described position. be able to.
[0172]
When an optical waveguide is formed between the interlayer resin insulating layers, at least one interlayer resin insulating layer is formed on the substrate on which the conductive circuit is formed in the same manner as in the above steps (1) and (2). Are laminated, an optical waveguide is formed on the interlayer resin insulating layer in the same manner as in the above step (3), and then the same step as the above step (2) is repeated. An optical waveguide can be formed between the layers.
[0173]
Furthermore, in the multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention, an optical waveguide may be formed on the side facing the IC chip mounting substrate and on the opposite side across the substrate. In the case of manufacturing a multilayer printed wiring board having an optical waveguide formed thereon, an optical signal can be transmitted between the optical waveguide and the optical element mounted on the IC chip mounting substrate. It is necessary to form an optical path for transmitting an optical signal that penetrates at least the substrate, but such an optical path for transmitting an optical signal may be appropriately formed before forming the optical waveguide or after forming the optical waveguide. .
[0174]
Specifically, for example, after the steps (1) and (2) are performed, after the multilayer wiring board is manufactured and before the optical waveguide is formed, the method (10) of the method for manufacturing an IC chip mounting substrate is performed. Using the same method as in the step, a through hole for an optical path is formed, and then, at a position where an optical signal can be transmitted to and from an IC chip mounting substrate via the through hole for an optical path, as described above. An optical waveguide may be formed by the method, and a multilayer printed wiring board may be formed through the steps described later. After the through hole for an optical path is formed, a resin layer for an optical path or a conductor layer may be formed inside or on a wall surface thereof, if necessary.
[0175]
(4) Next, a solder resist layer is formed on the outermost layer of the substrate on which the optical waveguide is formed.
The solder resist layer can be formed, for example, by using the same resin composition as that used when forming the solder resist layer of the IC chip mounting substrate.
In some cases, an optical waveguide may be formed on the entire outermost layer of the substrate in the step (3) so that the optical waveguide functions as a solder resist layer.
[0176]
(5) Next, an opening for forming a solder bump (an opening for mounting an IC chip mounting substrate and various surface mount electronic components) and an opening for an optical path are formed in the solder resist layer on the side facing the IC chip mounting substrate. To form
The formation of the solder bump forming opening and the optical path opening can be performed by the same method as the method of forming the solder bump forming opening on the IC chip mounting substrate, that is, by using an exposure development process, a laser process, or the like. it can.
The formation of the solder bump forming opening and the formation of the optical path opening may be performed simultaneously or separately.
[0177]
Among these, when forming a solder resist layer, a method of forming a solder bump forming opening and an optical path opening by applying a resin composition containing a photosensitive resin as a material thereof and performing exposure and development processing It is desirable to select
This is because, when the opening for the optical path is formed by the exposure and development processing, there is no possibility that the optical waveguide existing below the opening for the optical path is damaged when the opening is formed.
In addition, when forming the solder resist layer, a resin film having an opening at a desired position is prepared in advance, and the resin film is adhered to form a solder resist layer having an opening for forming a solder bump and an opening for an optical path. May be formed.
In the case where a through hole for an optical path is formed and an optical waveguide is formed on the side facing the substrate for mounting an IC chip and on the side opposite to the substrate, when forming the opening for the optical path in this step, An opening is formed so as to communicate with the through hole for an optical path.
[0178]
If necessary, an opening for forming a solder bump may be formed in the solder resist layer on the side opposite to the surface facing the IC chip mounting substrate.
This is because the external connection terminals can be formed also on the solder resist layer on the side opposite to the surface facing the IC chip mounting substrate by performing the post-process.
[0179]
(6) Next, the conductor circuit portion exposed by forming the opening for forming a solder bump is covered with a corrosion-resistant metal such as nickel, palladium, gold, silver, or platinum as necessary, to form a solder pad. . Specifically, it may be performed using the same method as the step (14) of the method for manufacturing an IC chip mounting substrate.
[0180]
(7) Next, if necessary, an uncured resin composition is filled in the optical path opening formed in the above step (5), and then a curing process is performed to form an optical path resin layer. I do.
The uncured resin composition to be filled in this step is desirably the same as the resin composition to be filled in the through hole for optical path and the opening for optical path in the manufacturing process of the substrate for mounting an IC chip.
Further, as described above, even when the optical path through hole and the optical path opening are formed in order to form the optical waveguide on the side facing the IC chip mounting substrate and on the opposite side across the substrate, the optical path May be filled with an uncured resin composition in the through hole for use and the opening for the optical path. In this case, the method of filling the uncured resin composition is used when manufacturing a substrate for mounting an IC chip. A method similar to the method may be used.
[0181]
(8) Next, the solder pad is filled with a solder paste through a mask having an opening formed in a portion corresponding to the solder pad, and then reflowed to form a solder bump.
By forming such solder bumps, it becomes possible to mount an IC chip mounting substrate and various surface mount electronic components via the solder bumps. The solder bumps may be formed as needed. Even when the solder bumps are not formed, they are mounted via bumps of an IC chip mounting substrate or various surface mount electronic components to be mounted. be able to.
Also, in the solder resist layer on the side opposite to the surface facing the IC chip mounting substrate, it is not particularly necessary to form external connection terminals, and if necessary, pins are provided or solder balls are formed. By doing so, a PGA (Pin Grid Array) or a BGA (Ball Grid Array) may be used.
Through these steps, an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention can be manufactured.
[0182]
In the method for manufacturing an optical communication device according to the present invention, next, an optical path for transmitting an optical signal formed on the IC chip mounting substrate is provided between the optical element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board. Both are arranged and fixed at a position where optical signals can be transmitted through the device.
Here, after the IC chip mounting board and the multilayer printed wiring board are arranged to face each other, a solder connection portion is formed by the solder bumps of the IC chip mounting board and the solder bumps of the multilayer printed wiring board. Electrically connect and fix both. That is, the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are respectively arranged at predetermined positions facing each other in a predetermined direction, and they are connected by reflow.
As described above, the solder bumps for fixing both the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board may be formed on only one of the two.
[0183]
Also, in this step, since the IC chip mounting board and the multilayer printed wiring board are connected using the solder bumps of the two, there is a slight misalignment between the two when the two are arranged facing each other. Also, both can be arranged at predetermined positions by the self-alignment effect of the solder at the time of reflow.
[0184]
Next, a sealing resin composition is poured between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and thereafter, a curing process is performed to form a sealing resin layer.
Examples of the sealing resin composition include acrylic resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA, and deuterated fluorinated PMMA described above; polyimide resins such as fluorinated polyimide; epoxy resins; UV-curable epoxy resins A silicone resin such as a deuterated silicone resin; a curing agent, an antifoaming agent, an acid anhydride, a solvent, etc., in addition to a resin component such as a polymer produced from benzocyclobutene and particles included as required. And the like in which various additives are appropriately blended.
Further, the resin composition for sealing preferably has a transmittance of the communication wavelength light after curing of 70% or more, more preferably 90% or more.
[0185]
Here, the viscosity of the encapsulating resin composition poured between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board and the conditions of the curing treatment after the pouring of the encapsulating resin composition are as follows. May be appropriately selected in consideration of the composition of the substrate, the design of the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and the like.
[0186]
Next, the IC chip is mounted on an IC chip mounting substrate, and then, if necessary, the IC chip is sealed with a resin to obtain an optical communication device.
The mounting of the IC chip can be performed by a conventionally known method.
Also, the mounting of the IC chip is performed before connecting the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and the connection between the IC chip mounting substrate mounting the IC chip and the multilayer printed wiring board is performed for optical communication. It may be a device.
[0187]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
(Example 1)
A. Fabrication of IC chip mounting substrate
A-1. Preparation of resin film for interlayer resin insulation layer
30 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent 469, Epicoat 1001 manufactured by Yuka Shell Epoxy), 40 parts by weight of a cresol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent 215, Epicron N-673 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), triazine 30 parts by weight of a structure-containing phenol novolak resin (phenolic hydroxyl equivalent: 120, phenolite KA-7052 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was dissolved by heating in 20 parts by weight of ethyl diglycol acetate and 20 parts by weight of solvent naphtha while stirring, 15 parts by weight of a terminal epoxidized polybutadiene rubber (Denalex R-45EPT manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.), 1.5 parts by weight of 2-phenyl-4,5-bis (hydroxymethyl) imidazole pulverized product, and 2 parts by weight of finely pulverized silica ,silicone It was added a defoaming agent 0.5 parts by weight to prepare an epoxy resin composition.
The obtained epoxy resin composition was applied on a 38-μm-thick PET film using a roll coater so that the thickness after drying became 50 μm, and then dried at 80 to 120 ° C. for 10 minutes to obtain an interlayer resin. A resin film for an insulating layer was produced.
[0188]
A-2. Preparation of resin composition for filling through holes
100 parts by weight of a bisphenol F type epoxy monomer (manufactured by Yuka Shell Co., molecular weight: 310, YL983U), SiO 2 having a surface coated with a silane coupling agent having an average particle size of 1.6 μm and a maximum particle diameter of 15 μm or less₂170 parts by weight of spherical particles (manufactured by Adtech, CRS # 1101-CE) and 1.5 parts by weight of a leveling agent (Perenol S4 manufactured by San Nopco) are placed in a container, and the mixture is stirred and mixed to have a viscosity of 45 to 45 at 23 ± 1 ° C. A resin filler of 49 Pa · s was prepared. As a curing agent, 6.5 parts by weight of an imidazole curing agent (2E4MZ-CN, manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) was used.
[0189]
A-3. Manufacture of IC chip mounting substrates
(1) A copper-clad laminate in which an 18 μm copper foil 28 is laminated on both sides of an insulating substrate 21 made of glass epoxy resin or BT (bismaleimide triazine) resin having a thickness of 0.8 mm was used as a starting material (FIG. 3 (a)). First, the copper clad laminate was drilled, subjected to an electroless plating treatment, and etched in a pattern to form conductor circuits 24 and through holes 29 on both surfaces of the substrate 21 (FIG. 3B). reference).
[0190]
(2) The substrate on which the through holes 29 and the conductor circuits 24 are formed is washed with water and dried, and then NaOH (10 g / l), NaClO₂(40 g / l), Na₃PO₄(6 g / l), a blackening treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a blackening bath (oxidizing bath), NaOH (10 g / l), NaBH₄A reduction treatment was performed using an aqueous solution containing (6 g / l) as a reduction bath to form a roughened surface (not shown) on the surface of the conductor circuit 24 including the through holes 29.
[0191]
(3) After preparing the resin filler described in the above A-2, within 24 hours after preparation by the following method, the conductor circuit non-formed portion in the through hole 29 and the substrate 21 and the outer edge of the conductor circuit 24 At this time, a layer of the resin filler 30 'was formed.
That is, first, the resin filler was pushed into the through hole using a squeegee, and then dried at 100 ° C. for 20 minutes. Next, a mask having an opening corresponding to the conductive circuit non-forming portion is placed on the substrate, and the resin filling material is also filled in the conductive circuit non-forming portion, which is a concave portion, using a squeegee. By drying under the condition of 20 minutes, a layer of the resin filler 30 'was formed (see FIG. 3C).
[0192]
(4) One surface of the substrate after the treatment of the above (3) is subjected to belt sander polishing using # 600 belt polishing paper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.) on the surface of the conductor circuit 24 and the land surface of the through hole 29. Polishing was performed so that the resin filler 30 'did not remain, and then buffing was performed to remove scratches caused by the belt sander polishing. Such a series of polishing was similarly performed on the other surface of the substrate.
Next, a heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 3 hours, at 150 ° C. for 1 hour, and at 180 ° C. for 7 hours to form a resin filler layer 30.
[0193]
In this way, the surface layer of the resin filler 30 formed in the through-hole 29 and the portion where the conductor circuit is not formed and the surface of the conductor circuit 24 are flattened, and the resin filler 30 and the side surface of the conductor circuit 24 are roughened. And an insulating substrate in which the inner wall surface of the through hole 29 and the resin filler 30 are firmly adhered through the roughened surface (see FIG. 3D). By this step, the surface of the resin filler layer 30 and the surface of the conductor circuit 24 become flush with each other.
[0194]
(5) The substrate is rinsed with water, acid-degreased, and then soft-etched. Then, an etching solution is sprayed on both surfaces of the substrate by spraying to etch the surface of the conductor circuit 24 and the land surface of the through hole 29. A roughened surface (not shown) was formed on the entire surface of the conductive circuit 24. As an etching solution, an etching solution (Mec etch bond, manufactured by Mec Co.) containing 10 parts by weight of imidazole copper (II) complex, 7 parts by weight of glycolic acid, and 5 parts by weight of potassium chloride was used.
[0195]
(6) Next, a resin film for an interlayer resin insulating layer, which is slightly larger than the substrate prepared in A-1 above, is placed on the substrate, and temporarily set under the conditions of a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 80 ° C., and a pressure bonding time of 10 seconds. After being pressed and cut, the interlayer resin insulating layer 22 was formed by bonding using a vacuum laminator by the following method (see FIG. 3E).
That is, the resin film for the interlayer resin insulation layer was fully press-bonded on the substrate under the conditions of a degree of vacuum of 65 Pa, a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 80 and a time of 60 seconds, and then was thermally cured at 170 ° C. for 30 minutes.
[0196]
(7) Next, through a mask in which a through hole having a thickness of 1.2 mm is formed on the interlayer resin insulating layer 22, CO₂Using a gas laser, a via hole opening having a diameter of 80 μm was formed in the interlayer resin insulating layer 22 under the conditions of a beam diameter of 4.0 mm, a top hat mode, a pulse width of 8.0 μsec, a diameter of a through hole of the mask of 1.0 mm, and one shot. 26 were formed (see FIG. 4A).
[0197]
(8) The substrate in which the via hole openings 26 are formed is immersed in a solution containing 60 g / l of permanganic acid at 80 ° C. for 10 minutes to dissolve and remove the epoxy resin particles present on the surface of the interlayer resin insulating layer 22. Thereby, a roughened surface (not shown) was formed on the surface including the inner wall surface of the via hole opening 26.
[0198]
(9) Next, the substrate after the above treatment was immersed in a neutralizing solution (manufactured by Shipley) and washed with water.
Further, by applying a palladium catalyst to the surface of the substrate which has been subjected to the surface roughening treatment (roughening depth: 3 μm), catalyst nuclei are formed on the surface of the interlayer resin insulating layer 22 (including the inner wall surface of the via hole opening 26). (Not shown). That is, palladium chloride (PdCl)₂) And stannous chloride (SnCl)₂) To give a catalyst by precipitating palladium metal.
[0199]
(10) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating aqueous solution having the following composition, and a thickness of 0.6 to 3 is applied to the surface of the interlayer resin insulating layer 22 (including the inner wall surface of the via hole opening 26). A 0.0 μm electroless copper plating film 32 was formed (see FIG. 4B).
[0200]
[Electroless plating aqueous solution]
NiSO₄{0.003} mol / l
Tartaric acid {0.200} mol / l
Copper sulfate {0.030} mol / l
HCHO 0.050 mol / l
NaOH 0.100 mol / l
α, α'-bipyridyl {100} mg / l
Polyethylene glycol (PEG) {0.10} g / l
[Electroless plating conditions]
40 minutes at a liquid temperature of 30 ° C
[0201]
(11) Next, a commercially available photosensitive dry film is attached to the substrate on which the electroless copper plating film 32 has been formed, and a mask is placed thereon.²And a development treatment with a 0.8% aqueous solution of sodium carbonate, thereby providing a plating resist 23 having a thickness of 20 μm (see FIG. 4C).
[0202]
(12) Next, the substrate is washed with water at 50 ° C., degreased, washed with water at 25 ° C., further washed with sulfuric acid, and then subjected to electrolytic plating under the following conditions, to the portion where the plating resist 23 is not formed. Then, an electrolytic copper plating film 33 having a thickness of 20 μm was formed (see FIG. 4D).
[0203]
(Electrolytic plating solution)
Sulfuric acid {2.24} mol / l
Copper sulfate {0.26} mol / l
Additive {19.5} ml / l
(Capparaside GL, manufactured by Atotech Japan)
[Electroplating conditions]
Current density {1} A / dm²
Time {65} minutes
Temperature {22 ± 2 ℃}
[0204]
(13) Further, after the plating resist 23 is peeled and removed with 5% NaOH, the electroless plating film under the plating resist 23 is dissolved and removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the electroless copper plating is performed. An 18 μm-thick conductor circuit 25 (including the via hole 27) composed of the film 32 and the electrolytic copper plating film 33 was formed (see FIG. 5A).
[0205]
(14) Further, a roughened surface (not shown) is formed on the surface of the conductor circuit 25 using an etching solution similar to the etching solution used in the above step (5). In the same manner as in the step (8), the interlayer resin insulating layer 22 having the via hole opening 26 and having a roughened surface (not shown) formed on the surface thereof was formed by lamination (see FIG. 5B). .
Thereafter, an optical path through-hole 46 penetrating the substrate 21 and the interlayer resin insulating layer 22 was formed using a drill having a diameter of 300 μm, and the wall surface of the optical path through-hole 46 was subjected to desmear treatment (FIG. 5C). )reference). In this embodiment, the through hole for the optical path is formed by using a drill having a diameter of 300 μm. However, when the through hole for the optical path is formed, a drill having a diameter of about 200 to 400 μm may be used.
[0206]
(15) Next, a catalyst is applied to the wall surface of the through-hole 46 for an optical path and the surface of the interlayer resin insulating layer 22 in the same manner as the method used in the step (9). The substrate is immersed in the same electroless copper plating aqueous solution as the electroless plating solution used in the process, and the surface of the interlayer resin insulating layer 22 (including the inner wall surface of the via hole opening 26) and the optical path through hole A thin-film conductor layer (electroless copper plating film) 32 was formed on the wall surface of 46 (see FIG. 6A).
[0207]
(16) Next, the plating resist 23 is provided by the same method as that used in the step (11), and the plating resist 23 is removed by the same method as that used in the step (12). An electrolytic copper plating film 33 having a thickness of 20 μm was formed on the formation portion (see FIG. 6B).
[0208]
(17) Next, in the same manner as the method used in the step (13), the plating resist 23 is peeled off and the thin film conductor layer under the plating resist 23 is removed, and the conductor circuit 25 (via hole 27) is removed. And the conductor layer 45 was formed.
Further, in the same manner as the method used in the above step (2), an oxidation-reduction treatment is performed to roughen the surface of the conductor circuit 25 and the surface of the conductor layer 45 (not shown) (FIG. 6 ( c)).
[0209]
(18) Next, using a squeegee, a resin composition containing an epoxy resin was filled into the optical path through-hole 46 in which the conductor layer 45 was formed, dried, and the surface layer was flattened by buffing. . Further, a curing process was performed to form an optical path resin layer 42 (see FIG. 7A).
[0210]
(19) Next, a cresol novolak-type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) dissolved in diethylene glycol dimethyl ether (DMDG) so as to have a concentration of 60% by weight was acrylated to provide a photosensitizing agent. 46.67 parts by weight of an oligomer (molecular weight: 4000), 15.0 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (trade name: Epicoat 1001 manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) dissolved in methyl ethyl ketone, and 15.0 parts by weight of an imidazole curing agent (Shikoku) 1.6 parts by weight, manufactured by Kasei Co., Ltd .; 2E4MZ-CN; 4.5 parts by weight of a bifunctional acrylic monomer (trade name: R604, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), which is a photosensitive monomer; 1.5 parts by weight of Kyoei Chemical Co., Ltd., trade name: DPE6A, dispersion antifoaming agent (S-65, manufactured by San Nopco) 1 part by weight was placed in a container, stirred and mixed to prepare a mixed composition, and 2.0 parts by weight of benzophenone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator and 2.0 parts by weight as a photosensitizer were added to the mixed composition. By adding 0.2 part by weight of Michler's ketone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), a solder resist composition having a viscosity adjusted to 2.0 Pa · s at 25 ° C. was obtained.
The viscosity was measured with a B-type viscometer (DVL-B type, manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) for 60 minutes.^- ¹(Rpm), the rotor No. 4, 6 min^- ¹(Rpm), the rotor No. According to 3.
[0211]
(20) Next, the solder resist composition is applied in a thickness of 30 μm on both surfaces of the substrate on which the interlayer resin insulating layer 22 and the conductor circuit 25 (including the via hole 27) are formed, and is then applied at 70 ° C. for 20 minutes. Drying was performed at 70 ° C. for 30 minutes to form a solder resist composition layer 34 ′ (see FIG. 7B).
[0212]
(21) Next, a 5 mm-thick photomask on which patterns of an optical path opening and a solder bump forming opening (IC chip mounting opening and optical element mounting opening) are drawn is applied to a solder resist composition on the IC chip mounting side. 1000 mJ / cm², And developed with a DMTG solution to form openings. Further, the solder resist layer is further cured by heating at 80 ° C. for 1 hour, at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 1 hour, and at 150 ° C. for 3 hours to cure the solder resist layer. A solder resist layer 34 having a forming opening 35 and a thickness of 20 μm was formed.
Further, a photomask on which a pattern of an opening for forming a solder bump (an opening for connecting a multilayer printed wiring board) is drawn is brought into close contact with the other solder resist composition layer, and exposed under the same conditions as the above-described exposure and development conditions. By performing a developing process, an opening 35 for forming a solder bump for connecting to a multilayer printed wiring board was formed (see FIG. 8A).
[0213]
(22) Next, a resin composition similar to the epoxy resin-containing resin composition filled in the step (18) is filled into the optical path opening formed in the step (21) using a squeegee. After drying, the surface layer was flattened by buffing. Further, a curing treatment was performed to form an optical path resin layer 42.
The optical path resin layer formed in this step and the step (18) has a transmittance of 85% and a refractive index of 1.60.
[0214]
(23) Next, the substrate on which the solder resist layer 34 is formed is coated with nickel chloride (2.3 × 10^-1mol / l), sodium hypophosphite (2.8 × 10^-1mol / l), sodium citrate (1.6 × 10^-1(mol / l) for 20 minutes in an electroless nickel plating solution having a pH of 4.5 to form a nickel plating layer having a thickness of 5 μm in the opening 35 for forming the solder bump and the opening 31 for the optical element. Further, the substrate was subjected to potassium potassium cyanide (7.6 × 10^-3mol / l), ammonium chloride (1.9 × 10^-1mol / l), sodium citrate (1.2 × 10^-1mol / l), sodium hypophosphite (1.7 × 10^-1(mol / l) of the electroless gold plating solution at 80 ° C. for 7.5 minutes to form a 0.03 μm thick gold plating layer on the nickel plating layer.
[0215]
(24) Next, a solder paste is printed on the solder bump forming opening 35 formed on the solder resist layer 34, and the light receiving element 38 and the light emitting element 39 are respectively applied to the solder paste printed on the optical element mounting opening. The light receiving part 38a and the light emitting part 39a are mounted while being aligned, and reflowed at 200 ° C., so that the light receiving element 38 and the light emitting element 39 are mounted via solder, the opening for IC chip mounting and the multilayer printed wiring board. Solder bumps 37 were formed in the mounting openings to provide an IC chip mounting substrate (see FIG. 8B).
The light receiving element 38 was made of InGaAs, and the light emitting element 39 was made of InGaAsP.
[0216]
B. Fabrication of multilayer printed wiring board
B-1. Preparation of resin film for interlayer resin insulation layer
A resin film for an interlayer resin insulating layer was produced using the same method as that used in A-1.
B-2. Preparation of resin composition for filling through holes
A resin composition for filling through-holes was prepared using the same method as that used in A-2.
[0219]
B-3. Manufacture of multilayer printed wiring boards
(1) A starting material is a copper-clad laminate in which an 18 μm copper foil 8 is laminated on both sides of an insulating substrate 1 made of glass epoxy resin or BT resin having a thickness of 0.6 mm (see FIG. 9A). ). First, the copper-clad laminate was drilled, subjected to an electroless plating treatment, and etched in a pattern to form conductor circuits 4 and through holes 9 on both surfaces of the substrate 1 (FIG. 9B). reference).
[0218]
(2) The substrate on which the through-hole 9 and the conductor circuit 4 are formed is washed with water, dried, and then sprayed with an etchant (Mec etch bond, manufactured by Mec Co.) to spray the surface of the conductor circuit 4 including the through-hole 9. A roughened surface (not shown) was formed.
[0219]
(3) After preparing the resin filler described in the above B-2, within 24 hours after the preparation by the following method, the outer peripheral portion of the conductor circuit non-formed portion in the through hole 9 and the substrate 1 and the conductor circuit 4 At this time, a layer of the resin filler 10 'was formed.
That is, first, the resin filler was pushed into the through hole using a squeegee, and then dried at 100 ° C. for 20 minutes. Next, a mask having an opening corresponding to the conductive circuit non-forming portion is placed on the substrate, and the resin filling material is also filled in the conductive circuit non-forming portion, which is a concave portion, using a squeegee. By drying under the condition of 20 minutes, a layer of the resin filler 10 'was formed (see FIG. 9C).
[0220]
(4) One surface of the substrate after the treatment of the above (3) is subjected to belt sanding using # 600 belt polishing paper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.) on the surface of the conductor circuit 4 and the land surface of the through hole 9. Polishing was performed so that the resin filler 10 'did not remain, and then buffing was performed to remove scratches due to the belt sander polishing. Such a series of polishing was similarly performed on the other surface of the substrate.
Next, a heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 3 hours, at 150 ° C. for 1 hour, and at 180 ° C. for 7 hours to form a resin filler layer 10.
[0221]
In this way, the surface layer of the resin filler 10 and the surface of the conductor circuit 4 formed in the through hole 9 and the portion where the conductor circuit is not formed are flattened, and the resin filler 10 and the side surface of the conductor circuit 4 are roughened. Thus, an insulating substrate was obtained in which the inner wall surface of the through hole 9 and the resin filler 10 were firmly adhered through the roughened surface (see FIG. 9D). By this step, the surface of the resin filler layer 10 and the surface of the conductor circuit 4 become flush with each other.
[0222]
(5) The substrate is washed with water and acid-degreased, and then soft-etched. Then, an etching solution is sprayed on both surfaces of the substrate by spraying to etch the surface of the conductor circuit 4 and the land surface of the through hole 9. A roughened surface (not shown) was formed on the entire surface of the conductor circuit 4. As an etching solution, Mech etch bond manufactured by Mec Co. was used.
[0223]
(6) Next, a resin film for an interlayer resin insulating layer slightly larger than the substrate prepared in B-1 is placed on the substrate, and the pressure is set to 0.4 MPa, the temperature is set to 80 ° C., and the bonding time is set to 10 seconds. After being pressed and cut, the interlayer resin insulating layer 2 was formed by bonding using a vacuum laminator by the following method (see FIG. 10A). That is, the resin film for the interlayer resin insulation layer was fully press-bonded on the substrate under the conditions of a degree of vacuum of 65 Pa, a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 80 and a time of 60 seconds, and then was thermally cured at 170 ° C. for 30 minutes.
[0224]
(7) Next, through a mask in which a through-hole having a thickness of 1.2 mm is formed on the interlayer resin insulating layer 2, CO2 having a wavelength of 10.4 μm is formed.₂With a gas laser, a beam diameter of 4.0 μm, a top hat mode, a pulse width of 8.0 μsec, a diameter of a through hole in the mask of 1.0 mm, and a one-shot opening in the interlayer resin insulating layer 2 for a via hole having a diameter of 80 μm. 6 was formed (see FIG. 10B).
[0225]
(8) The substrate in which the via hole opening 6 is formed is immersed in a solution containing 60 g / l of permanganic acid at 80 ° C. for 10 minutes to dissolve and remove the epoxy resin particles present on the surface of the interlayer resin insulating layer 2. Thereby, a roughened surface (not shown) was formed on the surface including the inner wall surface of the via hole opening 6.
[0226]
(9) Next, the substrate after the above treatment was immersed in a neutralizing solution (manufactured by Shipley) and washed with water.
Further, by applying a palladium catalyst to the surface of the substrate which has been subjected to the roughened surface treatment (roughened depth: 3 μm), the surface of the interlayer resin insulating layer 2 (including the inner wall surface of the via hole opening 6) has a catalyst core. (Not shown). That is, palladium chloride (PdCl)₂) And stannous chloride (SnCl)₂) To give a catalyst by precipitating palladium metal.
[0227]
(10) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating aqueous solution, and the surface of the interlayer resin insulating layer 2 (including the inner wall surface of the via hole opening 6) is electroless with a thickness of 0.6 to 3.0 μm. A copper plating film 12 was formed (see FIG. 10C).
In addition, the used electroless plating aqueous solution and electroless plating conditions are the same as in (10) of the manufacturing process of the IC chip mounting substrate.
[0228]
(11) The substrate on which the electroless plated film 12 was formed was washed with water, and then subjected to electrolytic plating to form an electrolytic copper plated film 13 having a thickness of 20 μm on the entire surface of the electroless plated film 12 (FIG. 11A). reference).
The used electrolytic plating aqueous solution and electrolytic plating conditions are the same as in (12) of the manufacturing process of the IC chip mounting substrate.
[0229]
(12) Next, a commercially available photosensitive dry film is attached to the substrate on which the electrolytic copper plating film 13 has been formed, a mask is placed thereon, and 100 mJ / cm 2²Then, the resist was exposed to light and developed with a 0.8% aqueous solution of sodium carbonate to form an etching resist 3 (see FIG. 11B).
[0230]
(13) Next, the electrolytic copper plating film and the electroless plating film under the portion where no etching resist is formed are dissolved and removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. The conductor circuit 7 (including the via hole 5) composed of the electroless copper plating film 12 and the electrolytic copper plating film 13 was formed by peeling and removing with a solution (see FIG. 11C).
Further, a roughened surface (not shown) was formed on the surface of the conductor circuit 5 (including the via hole 7) using an etching solution (MEC etch bond).
[0231]
(14) Next, the optical waveguide 18 (18a, 18b) having the optical path conversion mirror 19 (19a, 19b) was formed at a predetermined position on the surface of the interlayer resin insulating layer 2 by the following method (FIG. a)).
That is, a film-shaped optical waveguide (25 μm in width and 25 μm in thickness) made of PMMA in which a 45 ° optical path conversion mirror 19 is formed at one end thereof using a diamond saw having a V-shaped 90 ° end in advance. The attachment was performed so that the side surface of the other end on the side where the conversion mirror was not formed and the side surface of the interlayer resin insulating layer were aligned.
Note that the optical waveguide is attached by applying an adhesive made of a thermosetting resin to a thickness of 10 μm on the surface of the optical waveguide to be bonded to the interlayer resin insulating layer, and after pressing, cured at 60 ° C. for 1 hour. It was done by doing.
Further, in the present embodiment, the curing is performed under the condition of 60 ° C./1 hour, but step curing may be performed in some cases. This is because stress is not easily generated by the optical waveguide at the time of sticking.
[0232]
(15) Next, a solder resist composition is prepared in the same manner as in (19) of the process of manufacturing a substrate for mounting an IC chip, and the solder resist composition is further applied to both sides of the substrate in a thickness of 35 μm. A drying process was performed at 70 ° C. for 20 minutes and at 70 ° C. for 30 minutes to form a solder resist composition layer 14 ′ (see FIG. 12B).
[0233]
(16) Next, on one side of the substrate, a 5 mm-thick photomask on which a pattern of an opening for forming a solder bump (an opening for connecting to a substrate for mounting an IC chip) and an opening for an optical path is drawn is formed on a solder resist layer. 1000mJ / cm²The opening was formed by exposing with UV light and developing with a DMTG solution.
Then, the solder resist layer is further cured by heating at 80 ° C. for 1 hour, at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 1 hour, and at 150 ° C. for 3 hours. A solder resist layer 14 having an optical path opening 11 (11a, 11b) and a thickness of 20 μm was formed (see FIG. 13A).
[0234]
(17) Next, in the same manner as in the step (22) of the manufacturing process of the substrate for mounting an IC chip, a resin composition containing an epoxy resin is filled and cured to form a resin layer for an optical path in the optical path opening. 8 was formed. Further, a nickel plating layer and a gold plating layer were formed in the same manner as in the step (23) of the manufacturing process of the IC chip mounting substrate, and the solder pad 16 was formed.
[0235]
(18) Next, a solder paste is printed in the solder bump forming openings 15 formed in the solder resist layer 14 and reflowed at 200 ° C. to form the solder bumps 17 in the solder bump forming openings 15, thereby forming a multilayer printed wiring. A plate was used (see FIG. 13B).
[0236]
C. Manufacture of IC mounted optical communication devices
First, an IC chip was mounted on the substrate for mounting an IC chip manufactured through the process A, and then resin sealing was performed to obtain an IC chip mounting substrate.
Next, the IC chip mounting board and the multilayer printed wiring board manufactured through the above-described step B are arranged at predetermined positions so as to face each other, and are reflowed at 200 ° C. to connect the solder bumps of both boards to each other. Part was formed.
[0237]
Next, the sealing resin composition is filled between the multilayer printed wiring board and the IC chip mounting board connected via the solder connection portion, and then subjected to a curing treatment to form a sealing resin layer. Then, an optical communication device was obtained (see FIG. 1).
Note that a resin composition containing an epoxy resin was used as the sealing resin composition.
The formed sealing resin layer had a transmittance of 85% and a refractive index of 1.60.
[0238]
(Example 2)
When forming a resin layer for an optical path on a substrate for mounting an IC chip and a multilayer printed wiring board, a resin composition containing an olefin resin is used, and the resin layer for the optical path having a transmittance of 80% and a refractive index of 1.58 is used. When forming a sealing resin layer, a resin composition containing an olefin resin is used as the sealing resin composition, and the sealing resin having a transmittance of 88% and a refractive index of 1.58 is used. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a layer was formed.
[0239]
(Example 3)
After performing the process (23) of the manufacturing process of the IC chip mounting substrate of Example 1, a microlens is formed on the end of the optical path resin layer to be connected to the multilayer printed wiring board by using the following method. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the device was provided.
That is, a resin composition containing an epoxy resin was dropped on an end of the resin layer for an optical path using a dispenser, and then subjected to a curing treatment to form a microlens. The microlens formed here has a transmittance of 92% and a refractive index of 1.62.
[0240]
(Example 4)
In the second embodiment, after forming the optical path resin layer by performing the same step as the step (23) of the manufacturing process of the IC chip mounting substrate of the first embodiment, the multilayer printed wiring board of the optical path resin layer is formed. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 2, except that a microlens was provided at the end connected to the microlens using the following method.
That is, a resin composition containing an epoxy resin was dropped on an end of the resin layer for an optical path using a dispenser, and then subjected to a curing treatment to form a microlens. The microlens formed here has a transmittance of 92% and a refractive index of 1.62.
[0241]
(Example 5)
After performing the process (23) of the manufacturing process of the IC chip mounting substrate of Example 1, a microlens is formed on the end of the optical path resin layer to be connected to the multilayer printed wiring board by using the following method. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a resin composition containing an acrylic resin was used for disposing and forming the sealing resin layer.
That is, a resin composition containing an epoxy resin was dropped on an end of the resin layer for an optical path using a dispenser, and then subjected to a curing treatment to form a microlens. The microlens formed here has a transmittance of 85% and a refractive index of 1.60.
The sealing resin layer formed in this example has a transmittance of 85% and a refractive index of 1.50.
[0242]
(Example 6)
In the second embodiment, after forming the optical path resin layer by performing the same step as the step (23) of the method of manufacturing the IC chip mounting substrate of the first embodiment, the multilayer printed wiring board of the optical path resin layer is formed. Example 1 was repeated except that a microlens was provided at the end on the side to be connected to the resin by using the following method, and a resin composition containing an acrylic resin was used when the sealing resin layer was formed. An optical communication device was manufactured in the same manner as described above.
That is, a resin composition containing an epoxy resin was dropped on an end of the resin layer for an optical path using a dispenser, and then subjected to a curing treatment to form a microlens. The microlens formed here has a transmittance of 92% and a refractive index of 1.62.
The sealing resin layer formed in this example has a transmittance of 85% and a refractive index of 1.50.
[0243]
(Example 7)
In the step (14) of the manufacturing process of the multilayer printed wiring board of Example 1, when forming the optical waveguide, the following method is used to form solder bumps so as to cover the entire outermost interlayer resin insulating layer. An optical waveguide which is superior to the optical waveguide and the optical path conversion mirror is formed, and the outermost layer on the side where such an optical waveguide is formed is formed in the same manner as in Example 1 except that the solder resist layer is not formed. The device was manufactured.
[0244]
A method for forming an optical waveguide that covers the entire interlayer resin insulating layer will be described. First, a lower clad-forming PMMA is applied and formed at a predetermined position on the outermost interlayer resin insulating layer, and then heat-cured to form a lower clad. Thereafter, a core is formed on the lower clad. A core layer was formed by applying and forming a film of PMMA for use, followed by heat curing. Thereafter, a resist was applied to the surface of the core layer, a resist pattern was formed by photolithography, and the core was patterned on the lower clad by reactive ion etching.
Subsequently, a 45 ° optical path conversion mirror was formed on one end of the lower clad and the core by machining.
[0245]
Next, PMMA for forming an upper clad was applied to the entire surface of the interlayer resin insulating layer so as to cover the lower clad and the core, and this was heated and cured to form the upper clad entirely on the interlayer resin insulating layer.
The lower cladding PMMA and the upper cladding PMMA have the same composition.
Through such a process, an optical waveguide is formed on the entire outermost interlayer resin insulating layer.
Thereafter, an opening for forming a solder bump was formed in the optical waveguide by laser processing.
[0246]
(Example 8)
The position of the optical waveguide to be formed on the multilayer printed wiring board is on the outermost interlayer resin insulation layer opposite to the side facing the IC chip mounting board and the opposite side of the board, and mounted on the optical waveguide and the IC chip mounting board An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an optical path for transmitting an optical signal was formed so that an optical signal could be transmitted to and from the optical element.
The multilayer printed wiring board having the above-described configuration was formed through the following steps (1) to (7).
[0247]
That is, (1) First, B-3. A conductive circuit and an interlayer resin insulating layer having via hole openings were formed on both surfaces of the substrate in the same manner as in (1) to (8) of the production of the multilayer printed wiring board.
(2) Next, using a drill having a diameter of 300 μm, a through hole for an optical path penetrating the substrate and the interlayer resin insulating layer was formed, and a desmear process was performed on the wall surface of the through hole for the optical path.
[0248]
(3) Next, a catalyst is applied to the wall surface of the through hole for an optical path and the surface of the interlayer resin insulating layer in the same manner as the method used in the step (9) of B-3 of Example 1, Further, the substrate was immersed in an electroless copper plating aqueous solution similar to the electroless plating solution used in the step (10) of B-3 of Example 1, and the surface of the interlayer resin insulating layer (the inside of the via hole opening). (Including a wall surface), and a thin-film conductor layer (electroless copper plating film) was formed on the wall surface of the optical path through hole.
[0249]
(4) Next, A-3. A plating resist was formed at a predetermined position on the thin-film conductor layer by a method similar to the method used in the step (11) of manufacturing the IC chip mounting substrate. Further, an electrolytic copper plating film was formed on the plating resist non-formed portion by the same method as that used in the step (12) of A-3.
[0250]
(5) Next, the plating resist and the thin-film conductor layer under the plating resist are removed by the same method as that used in the step (13) of A-3, and the independent conductor circuit and the conductor layer are separated. Was formed. Further, the surface of the conductor circuit was roughened by performing an oxidation-reduction treatment.
[0251]
(6) Next, using a squeegee, a resin composition containing an epoxy resin is filled into the optical path through-hole in which the conductor layer is formed, and after drying, the surface layer is flattened by buff polishing and further cured. To form an optical path resin layer.
[0252]
(7) Next, using the same method as in the step (14) of B-3 of Example 1, the interlayer resin insulation of the outermost layer on the side opposite to the substrate for mounting an IC chip and on the opposite side across the substrate. An optical waveguide superior to the optical path conversion mirror was formed at a predetermined position on the layer.
Thereafter, the same steps as steps (15) to (18) of B-3 were performed to complete a multilayer printed wiring board. When forming the optical path opening in this step, the optical path opening was formed so as to communicate with the optical path through hole formed in the above step (2).
[0253]
With regard to the IC-mounted optical communication devices of Examples 1 to 8 thus obtained, an optical fiber is attached to the exposed surface of the optical waveguide facing the light receiving element from the side surface of the multilayer printed wiring board, and the light receiving element is replaced. Then, an optical signal is sent through an optical fiber, and the optical signal is detected by the detector. As a result, a desired optical signal can be detected. It was found that the device had sufficiently satisfactory performance as an optical communication device.
[0254]
When the waveguide loss between the light emitting element mounted on the IC chip mounting board and the optical waveguide formed on the multilayer printed wiring board facing this light emitting element was measured by the following method, it was 0.3 dB. / Cm or less, which proves that the optical signal can be transmitted sufficiently.
To measure the waveguide loss, an optical fiber was attached to the end of the optical waveguide for receiving light, and a power meter was attached to the end of the optical path for transmitting an optical signal via an optical fiber. An optical signal having a measurement wavelength of 850 nm was transmitted from an optical fiber attached to the optical fiber, and an optical signal transmitted through a light receiving optical waveguide and an optical signal transmitting optical path was detected by a power meter.
[0255]
Furthermore, in the optical communication devices obtained in Examples 1 to 8, there was almost no positional deviation from the design of the optical element (light receiving element and light emitting element) and the optical waveguide.
[0256]
【The invention's effect】
As described above, the optical communication device of the present invention comprises an IC chip mounting substrate having a light receiving element and a light emitting element mounted at predetermined positions, and a multilayer printed wiring board having an optical waveguide formed at a predetermined position. Due to the configuration, the connection loss between the mounted optical components is low, and the connection reliability is excellent as an optical communication device.
[0257]
Further, in the optical communication device of the present invention, when a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, the air in the air is provided between the optical element and the optical waveguide. There is no possibility that dust or foreign matters floating on the surface will enter, and transmission of an optical signal will not be hindered by the dust or foreign matters, so that the reliability as an optical communication device will be improved.
Further, when a sealing resin layer is formed, the sealing resin layer can play a role of relaxing stress generated between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, In addition, since the displacement of the optical element and the optical waveguide is less likely to occur, the reliability as an optical communication device is improved.
[0258]
In the method for manufacturing an optical communication device according to the present invention, an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board are arranged and fixed at predetermined positions, and then a sealing resin layer is formed between the two. It is possible to suitably manufacture an optical communication device in which dust or foreign matter, which is floating in the air, does not enter between the optical waveguide and the optical signal transmission.
[0259]
Also, by forming a sealing resin layer between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, in the obtained optical communication device, the sealing resin layer is It can play a role of relieving the stress generated due to the difference in the thermal expansion coefficient between the multilayer printed wiring board, and the formation of the sealing resin layer can reduce the displacement of the optical element and the optical waveguide. It is less likely to occur.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to preferably manufacture an optical communication device having excellent reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of an optical communication device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing another embodiment of the optical communication device of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view schematically showing still another embodiment of the optical communication device of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process for manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing a multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing a multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a part of a step of manufacturing a multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention.
FIG.
Part of the process of manufacturing a multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention
It is sectional drawing which shows typically.
FIG. 13
Part of the process of manufacturing a multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention
It is sectional drawing which shows typically.
FIG. 14
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating one embodiment of an optical communication device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
100, 200, 300 multilayer printed wiring board
101, 201, 301 substrate
102, 202, 302 interlayer resin insulation layer
104, 204, 304 conductor circuit
107, 207, 307 via holes
109, 209, 309 through hole
111, 211 Optical path aperture
114, 214, 314 solder resist layer
118, 218, 318 ° optical waveguide
119, 219, 319 optical path conversion mirror
120, 220, 320 substrate for mounting IC chip
121, 221, 321 substrate
122, 222, 322 interlayer resin insulation layer
124, 224, 324 conductor circuit
127, 227, 327 via holes
129, 229, 329 through hole
134, 234, 334 solder resist layer
137, 237, 337 Solder joint
138, 238, 338 light receiving element
139, 239, 339 light emitting element
140 IC chip
141, 241, 341, 351 (optical path for transmitting optical signal)
142, 242, 342, 352—optical path resin layer
145, 245, 345, 355 conductor layer
150, 250, 350 Optical communication device
160, 260, 360 ° sealing resin layer

Claims

An optical path for transmitting an optical signal is formed, and an IC chip mounting substrate having an optical element mounted on one surface;
An optical communication device comprising at least an optical waveguide formed multilayer printed wiring board,
An optical communication device, wherein the optical waveguide and the optical element are configured to transmit an optical signal via the optical signal transmission optical path.

The optical communication device according to claim 1, wherein a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board.

3. The optical communication device according to claim 2, wherein the sealing resin layer has a transmittance of communication wavelength light of 70% or more.

The optical communication device according to claim 2, wherein the sealing resin layer contains particles.

The optical communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein a microlens is provided at least at an end of the optical path for transmitting an optical signal on the multilayer printed wiring board side.

5. A microlens is provided at least at an end of the optical path for transmitting an optical signal on the multilayer printed wiring board side, and a refractive index of the microlens is larger than a refractive index of the sealing resin layer. 2. The optical communication device according to 1.

The optical communication device according to claim 1, wherein the optical element is a light receiving element and / or a light emitting element.

The optical communication device according to claim 1, wherein the optical path for transmitting an optical signal has a resin layer for an optical path formed therein.

An optical path for transmitting an optical signal is formed, and an IC chip mounting substrate on which an optical element is mounted on one surface and a multilayer printed wiring board on which at least an optical waveguide is formed are separately manufactured.
Between the optical element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board, both are arranged and fixed at positions where optical signals can be transmitted,
Furthermore, after pouring a sealing resin composition between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, a curing resin is applied to form a sealing resin layer, which is used for optical communication. Device manufacturing method.