JP6602687B2

JP6602687B2 - Opto-electric hybrid device

Info

Publication number: JP6602687B2
Application number: JP2016030997A
Authority: JP
Inventors: 明生浮田; 寿憲上村; 充栗原; 浩一竹村
Original assignee: Photonics Electronics Technology Research Association
Current assignee: Photonics Electronics Technology Research Association
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: JP2017151146A

Description

本発明は、光電気混載デバイスに関する。 The present invention relates to an opto-electric hybrid device.

従来、基板上に光回路と電子部品を混載した光電気混載デバイスが知られている。例えば特許文献１（図２８）に開示された光電気混載デバイスでは、基板と基板上の薄板ガラスとの間に基板に対して立設した縦型光導波路が形成され、縦型光導波路の上端は薄板ガラスに接している。 Conventionally, an opto-electric hybrid device in which an optical circuit and an electronic component are mixedly mounted on a substrate is known. For example, in the opto-electric hybrid device disclosed in Patent Document 1 (FIG. 28), a vertical optical waveguide standing on the substrate is formed between the substrate and the thin glass on the substrate, and the upper end of the vertical optical waveguide is formed. Is in contact with thin glass.

国際公開第２０１４／１５６９６２号明細書International Publication No. 2014/15662 Specification

しかしながら、上記のように構成された光電気混載デバイスでは、縦型光導波路の上端と薄板ガラスとの接合面において剥離が生じるおそれがある。 However, in the opto-electric hybrid device configured as described above, there is a possibility that peeling occurs at the joint surface between the upper end of the vertical optical waveguide and the thin glass plate.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、縦型光導波路の上端と薄板ガラスとの接合面において剥離を生じにくくさせることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and one of its purposes is to make it difficult for separation to occur at the joint surface between the upper end of the vertical optical waveguide and the thin glass plate.

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、光信号の送信部と受信部の少なくとも何れか一方が設けられた基板と、前記基板上に搭載され、前記送信部と受信部の少なくとも何れか一方と電気信号を送受信する電子部品と、前記基板上に設置されたスペーサと、前記スペーサ上に前記スペーサから張り出す形で設置された透明な板材と、前記基板と前記板材の張り出した部分との間に形成された縦型光導波路と、前記電子部品上に開口を有して前記基板上の少なくとも一部分を覆うと共に、前記縦型光導波路のクラッドを構成する樹脂層と、を備え、前記スペーサと前記クラッドとの間に空隙が設けられていることを特徴とする光電気混載デバイスである。 In order to solve the above-described problem, one embodiment of the present invention includes a substrate provided with at least one of an optical signal transmission unit and a reception unit, mounted on the substrate, and the transmission unit and the reception unit. Electronic components that transmit / receive electrical signals to / from at least one of them, a spacer installed on the substrate, a transparent plate installed on the spacer so as to protrude from the spacer, and an extension of the substrate and the plate A vertical optical waveguide formed between the first and second portions, and a resin layer that has an opening on the electronic component and covers at least a part of the substrate, and that constitutes a cladding of the vertical optical waveguide. The opto-electric hybrid device is characterized in that a gap is provided between the spacer and the clad.

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記スペーサと前記板材が接着剤によって接着され、前記接着剤は、前記板材が温度変化による前記クラッドの収縮に応じて傾斜可能であるような柔軟性を有することを特徴とする光電気混載デバイスである。 According to another aspect of the present invention, in the above aspect, the spacer and the plate are bonded by an adhesive, and the adhesive can be inclined according to contraction of the clad due to a temperature change of the plate. It is an opto-electric hybrid device characterized by having such flexibility.

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記スペーサと前記板材が接着剤によって接着され、前記接着剤は、紫外光照射によって接着力が低下することを特徴とする光電気混載デバイスである。 According to another aspect of the present invention, in the above aspect, the spacer and the plate material are bonded by an adhesive, and the adhesive is reduced in adhesive strength by irradiation with ultraviolet light. It is a device.

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記板材は、前記空隙の上部箇所で切断されていることを特徴とする光電気混載デバイスである。 Another aspect of the present invention is the opto-electric hybrid device according to the above aspect, wherein the plate member is cut at an upper portion of the gap.

本発明によれば、縦型光導波路の上端と薄板ガラスとの接合面において剥離を生じにくくさせることができる。 According to the present invention, it is possible to make it difficult for peeling to occur at the joint surface between the upper end of the vertical optical waveguide and the thin glass plate.

光電気混載デバイスの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第１工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第２工程を示す図である。It is a figure which shows the 2nd process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第３工程を示す図である。It is a figure which shows the 3rd process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第４工程を示す図である。It is a figure which shows the 4th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第５工程を示す図である。It is a figure which shows the 5th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第６工程を示す図である。It is a figure which shows the 6th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第７工程を示す図である。It is a figure which shows the 7th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第８工程を示す図である。It is a figure which shows the 8th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第９工程を示す図である。It is a figure which shows the 9th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第１０工程を示す図である。It is a figure which shows the 10th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第１１工程を示す図である。It is a figure which shows the 11th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第１２工程を示す図である。It is a figure which shows the 12th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 光電気混載デバイスの製造方法の第１３工程を示す図である。It is a figure which shows the 13th process of the manufacturing method of an opto-electric hybrid device. 完成した光電気混載デバイスの縦型光導波路近傍の拡大図を示す。The enlarged view of the vertical optical waveguide vicinity of the completed opto-electric hybrid device is shown. シリコーン系接着剤２７を用いて薄板ガラス２８をガラス基板２０に接着することによって構成された光電気混載デバイスの、低温時における縦型光導波路近傍の拡大図を示す。The enlarged view of the vertical optical waveguide vicinity at the time of the low temperature of the opto-electric hybrid device comprised by adhere | attaching the sheet glass 28 to the glass substrate 20 using the silicone type adhesive agent 27 is shown.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光電気混載デバイスの製造方法を示すフローチャートである。この製造方法は、第１〜１３工程からなる。図２〜１４は、各工程におけるデバイスの状態をそれぞれ示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing an opto-electric hybrid device according to an embodiment of the present invention. This manufacturing method includes the first to thirteenth steps. 2-14 is a figure which shows the state of the device in each process, respectively.

まず、第１工程において、基板１０上にＩＣ（電子部品）１２を実装する（図２）。基板１０は、例えばＳＯＩ基板であり、その表面には予め光回路１４が形成されている。光回路１４の一例は、フォトダイオードやグレーティングカプラである。光回路１４がフォトダイオードである場合、フォトダイオードはその受光面が上方を向くように配置され、基板１０上には受光信号をＩＣ１２へ伝送するための電気配線（不図示）が更に設けられる。光回路１４がグレーティングカプラである場合、基板１０上には、光源と、光源からの光を変調する光変調器と、光変調器によって変調された光信号（送信光）をグレーティングカプラまで導く平面光導波路が更に設けられる（何れも不図示）。そして、グレーティングカプラは、平面光導波路を伝搬してきた光信号を上方へ跳ね上げる機能を有するように構成される。光回路１４の上面には、更に、後述する露光工程の際に露光光の基板１０からの反射を防止するための反射防止膜１６が、予め形成されている。 First, in a first step, an IC (electronic component) 12 is mounted on the substrate 10 (FIG. 2). The substrate 10 is, for example, an SOI substrate, and an optical circuit 14 is previously formed on the surface thereof. An example of the optical circuit 14 is a photodiode or a grating coupler. When the optical circuit 14 is a photodiode, the photodiode is arranged so that its light receiving surface faces upward, and an electrical wiring (not shown) for transmitting a light reception signal to the IC 12 is further provided on the substrate 10. When the optical circuit 14 is a grating coupler, a light source, an optical modulator that modulates light from the light source, and a plane that guides an optical signal (transmission light) modulated by the optical modulator to the grating coupler on the substrate 10. An optical waveguide is further provided (both not shown). The grating coupler is configured to have a function of jumping up the optical signal propagating through the planar optical waveguide. On the upper surface of the optical circuit 14, an antireflection film 16 for preventing reflection of exposure light from the substrate 10 in an exposure process to be described later is formed in advance.

ＩＣ１２は、上述の光変調器を電気的に駆動するためのドライバＩＣ、又は上述のフォトダイオードからの受光信号（電流）をＩＶ変換するためのトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）である。ＩＣ１２は、例えばボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）等の接続電極１８を介してＩＣ１２側の各端子が基板１０側の電気配線（光変調器又はフォトダイオードと電気接続する配線）と接続されるように、基板１０上に実装される。 The IC 12 is a driver IC for electrically driving the above-described optical modulator, or a transimpedance amplifier (TIA) for IV-converting a light reception signal (current) from the above-described photodiode. The IC 12 is configured so that each terminal on the IC 12 side is connected to an electric wiring on the substrate 10 side (wiring that is electrically connected to the optical modulator or the photodiode) via connection electrodes 18 such as a ball grid array (BGA). It is mounted on the substrate 10.

次に、第２工程において、基板１０上にガラス基板（スペーサ）２０を搭載する（図３）。ガラス基板２０には一続きの大きな開口２２が設けられており、この開口２２の中にＩＣ１２と後述する縦型光導波路の形成領域（反射防止膜１６の部分）とが収容されるようにして、ガラス基板２０が搭載される。ガラス基板２０はＩＣ１２の搭載高さ（基板１０の表面からＩＣ１２の上面までの高さ）よりも大きい厚さを持ち、ＩＣ１２の上面は開口２２の上端よりも凹んだ位置にある。ガラス基板２０は、更に貫通配線（ＴＧＶ）２４を有し、この貫通配線２４は、基板１０上に設けられた電気配線（不図示）と上述の接続電極１８を介してＩＣ１２と接続される。 Next, in a second step, a glass substrate (spacer) 20 is mounted on the substrate 10 (FIG. 3). The glass substrate 20 is provided with a continuous large opening 22 so that the IC 12 and a vertical optical waveguide forming region (a portion of the antireflection film 16) to be described later are accommodated in the opening 22. A glass substrate 20 is mounted. The glass substrate 20 has a thickness larger than the mounting height of the IC 12 (the height from the surface of the substrate 10 to the upper surface of the IC 12), and the upper surface of the IC 12 is in a position recessed from the upper end of the opening 22. The glass substrate 20 further has a through wiring (TGV) 24, and the through wiring 24 is connected to the IC 12 through the electrical wiring (not shown) provided on the substrate 10 and the connection electrode 18 described above.

次に、第３工程において、搭載されたガラス基板２０の開口２２内の縦型光導波路形成領域上に、光導波路コア形成用の光硬化性樹脂２６を供給する（図４）。縦型光導波路形成領域は、ＩＣ１２と開口２２の壁面との間の反射防止膜１６部分である。コア用樹脂２６は、ＩＣ１２の側面と開口２２の壁面との間の空間に、その液面が開口２２の上端よりも少し飛び出た状態となるような高さまで充填される。 Next, in the third step, a photocurable resin 26 for forming an optical waveguide core is supplied onto the vertical optical waveguide forming region in the opening 22 of the mounted glass substrate 20 (FIG. 4). The vertical optical waveguide forming region is a portion of the antireflection film 16 between the IC 12 and the wall surface of the opening 22. The core resin 26 is filled in a space between the side surface of the IC 12 and the wall surface of the opening 22 to such a height that the liquid level protrudes slightly from the upper end of the opening 22.

次に、第４工程において、ガラス基板２０上に薄板ガラス（透明板材）２８をその一部分が縦型光導波路形成領域上に張り出す形で搭載する（図５）。この時、薄板ガラス２８のガラス基板２０から張り出した部分が、上から見て縦型光導波路形成領域の全体を覆う（重なる）形となるようにする。これにより、搭載された薄板ガラス２８の当該張り出した部分と縦型光導波路形成領域との間の空間全体が、コア用樹脂２６によって満たされた状態となる。なお、薄板ガラス２８をガラス基板２０上に搭載する際に、余剰のコア用樹脂２６はＩＣ１２の上面へと拡がり、また、薄板ガラス２８とガラス基板２０との接触面の間隙にも、コア用樹脂２６の一部が入り込んでいく。この間隙に入り込んだコア用樹脂２６によって、薄板ガラス２８はガラス基板２０と仮固定された状態となっている。 Next, in the fourth step, the thin glass (transparent plate material) 28 is mounted on the glass substrate 20 in such a manner that a part of the thin glass (transparent plate material) projects over the vertical optical waveguide forming region (FIG. 5). At this time, the portion of the thin glass 28 that protrudes from the glass substrate 20 has a shape that covers (overlaps) the entire vertical optical waveguide forming region as viewed from above. As a result, the entire space between the protruding portion of the mounted thin glass 28 and the vertical optical waveguide forming region is filled with the core resin 26. When the thin glass 28 is mounted on the glass substrate 20, the excess core resin 26 spreads to the upper surface of the IC 12, and also in the gap between the contact surfaces of the thin glass 28 and the glass substrate 20. A part of the resin 26 enters. The thin glass 28 is temporarily fixed to the glass substrate 20 by the core resin 26 entering the gap.

次に、第５工程において、コア形成用マスク３０を配置する（図６）。コア形成用マスク３０は、ガラス板の一方の面に、縦型光導波路コア形成用透光部３２、薄板ガラス接着部用透光部３６、及び位置合わせ穴形成用透光部３８を除いて、露光時の遮光用の金属膜が形成されて構成されている。縦型光導波路コア形成用透光部３２は、基板１０上の光回路１４の位置及び数に対応して設けられている。薄板ガラス接着部用透光部３６は、薄板ガラス２８とガラス基板２０との接触面に対応した位置に設けられている。位置合わせ穴形成用透光部３８は、光電気混載デバイスが完成した後に光ファイバコネクタを接続する際の位置合わせ用の穴を形成するためのものである。 Next, in the fifth step, the core forming mask 30 is disposed (FIG. 6). The core forming mask 30 is formed on one surface of the glass plate except for the vertical optical waveguide core forming transparent portion 32, the thin glass bonding portion transparent portion 36, and the alignment hole forming transparent portion 38. A metal film for shielding light during exposure is formed. The translucent part 32 for forming the vertical optical waveguide core is provided corresponding to the position and number of the optical circuits 14 on the substrate 10. The light transmitting portion 36 for the thin glass bonding portion is provided at a position corresponding to the contact surface between the thin glass 28 and the glass substrate 20. The alignment hole forming translucent portion 38 is for forming an alignment hole when an optical fiber connector is connected after the opto-electric hybrid device is completed.

次に、第６工程において、コア形成用マスク３０を介して露光を行う（図７）。露光光は、コア用樹脂２６が感光して硬化する波長の光（例えばＵＶ光）である。露光により、各透光部３２、３６、及び３８の下部に存在するコア用樹脂２６が硬化する。その結果、縦型光導波路コア形成用透光部３２の下部には、薄板ガラス２８と基板１０上の光回路１４との間に基板１０に対して垂直に立設した、柱状の（縦型の）光導波路コア４０が形成される。また、薄板ガラス接着部用透光部３６の下部において、前述したように薄板ガラス２８とガラス基板２０との接触面の間隙にコア用樹脂２６が入り込んでいるが、この部分のコア用樹脂２６が露光されて硬化することによって、薄板ガラス２８がガラス基板２０に対して固着（本固定）される。
次に、第７工程において、コア形成用マスク３０を取り外す（図８）。 Next, in a sixth step, exposure is performed through the core forming mask 30 (FIG. 7). The exposure light is light (for example, UV light) having a wavelength at which the core resin 26 is exposed and cured. By the exposure, the core resin 26 existing under the light transmitting portions 32, 36, and 38 is cured. As a result, a columnar (vertical type) that is erected vertically to the substrate 10 between the thin glass 28 and the optical circuit 14 on the substrate 10 is provided below the light transmitting portion 32 for forming the vertical optical waveguide core. The optical waveguide core 40 is formed. Further, as described above, the core resin 26 enters the gap between the contact surfaces of the thin glass 28 and the glass substrate 20 below the light transmitting portion 36 for the thin glass bonding portion. Is exposed and cured, whereby the thin glass 28 is fixed (mainly fixed) to the glass substrate 20.
Next, in the seventh step, the core forming mask 30 is removed (FIG. 8).

このように、縦型光導波路コア４０の形成と薄板ガラス２８のガラス基板２０への固着を、同じ露光工程により一括して行うことができる。 In this way, the formation of the vertical optical waveguide core 40 and the fixing of the thin glass 28 to the glass substrate 20 can be performed collectively by the same exposure process.

次に、第８工程において、露光後に未硬化のまま残ったコア用樹脂２６を溶剤で洗い流して除去する（図９）。 Next, in the eighth step, the core resin 26 that remains uncured after exposure is washed away with a solvent and removed (FIG. 9).

次に、第９工程において、ガラス基板２０の開口２２内全体を満たすように、光導波路クラッド形成用の光硬化性樹脂４４を供給する（図１０）。この時、クラッド用樹脂４４は、その液面が開口２２の上端よりも少し飛び出た状態となるような高さまで充填されて、ＩＣ１２の上面全体が、クラッド用樹脂４４で完全に覆われた形となっている。 Next, in the ninth step, a photocurable resin 44 for forming an optical waveguide cladding is supplied so as to fill the entire opening 22 of the glass substrate 20 (FIG. 10). At this time, the clad resin 44 is filled to such a height that the liquid level protrudes slightly from the upper end of the opening 22, and the entire upper surface of the IC 12 is completely covered with the clad resin 44. It has become.

次に、第１０工程において、クラッド形成用マスク４６を配置する（図１１）。クラッド形成用マスク４６は、ガラス板の一方の面においてＩＣ開口形成用遮光部４８と、空隙形成用遮光部４９と、ガラス基板２０の開口２２より外周側の部分に、露光時の遮光用の金属膜が形成されて構成されている。このＩＣ開口形成用遮光部４８は、後述するＩＣ１２上面の開口を形成するためのものであり、ＩＣ１２の上面に対応した位置に、ＩＣ１２の上面の略全面（ＩＣ１２の上面全体よりも若干小さい広さ）を覆うような形状と大きさで設けられている。空隙形成用遮光部４９は、薄板ガラス２８の下部においてガラス基板２０の開口２２の壁面近傍部分を遮光するように設けられている。 Next, in a tenth step, a cladding forming mask 46 is disposed (FIG. 11). The cladding forming mask 46 is provided on one surface of the glass plate for shielding light at the time of exposure on an IC opening forming light shielding portion 48, a gap forming light shielding portion 49, and a portion on the outer peripheral side of the opening 22 of the glass substrate 20. A metal film is formed and configured. The IC opening forming light-shielding portion 48 is for forming an opening on the upper surface of the IC 12 to be described later. At a position corresponding to the upper surface of the IC 12, a substantially entire surface of the upper surface of the IC 12 (a wide area slightly smaller than the entire upper surface of the IC 12). A shape and size so as to cover. The gap forming light-shielding portion 49 is provided so as to shield the vicinity of the wall surface of the opening 22 of the glass substrate 20 under the thin glass 28.

次に、第１１工程において、クラッド形成用マスク４６を介して露光を行う（図１２）。露光光は、コア用樹脂２６の露光時と同様、クラッド用樹脂４４が感光して硬化する波長の光（例えばＵＶ光）である。露光により、ガラス基板２０の開口２２内に充填されているクラッド用樹脂４４が、ＩＣ開口形成用遮光部４８の下部と空隙形成用遮光部４９の下部を除いて硬化する。その結果、縦型光導波路コア４０の周囲にクラッド５０が形成される。空隙形成用遮光部４９の下部では露光光が遮蔽されてクラッド用樹脂４４が硬化しないため、クラッド５０は、ガラス基板２０の開口２２の壁面から離れて形成される。即ち、露光によって形成されたクラッド５０とガラス基板２０の開口２２の壁面との間には未硬化のクラッド用樹脂が残っており、以下の第１３工程においてこの未硬化樹脂が除去されると、樹脂で占められていない空隙５１が出現する。一方、ＩＣ１２の底部近傍では、ＩＣ１２の底面と基板１０との間の間隙（接続電極１８が設置されている間隙）の周囲において硬化したクラッド用樹脂４４ａによって、ＩＣ１２と基板１０を電気接続している接続電極１８が封止される。更に、ＩＣ１２の上面部分では、クラッド形成用マスク４６のＩＣ開口形成用遮光部４８の存在によって、ＩＣ１２の周縁部分においてのみクラッド用樹脂４４ｂが硬化することで当該周縁を取り囲むように壁面が形成され、この壁面の内側にはクラッド用樹脂４４が未硬化のまま残っている。即ち、ＩＣ１２の周縁を取り囲んだ硬化したクラッド用樹脂４４ｂからなる壁面によって、ＩＣ１２の上面には開口５２が形成される。
次に、第１２工程において、クラッド形成用マスク４６を取り外す（図１３）。 Next, in an eleventh step, exposure is performed through the cladding forming mask 46 (FIG. 12). The exposure light is light (for example, UV light) having a wavelength at which the clad resin 44 is exposed and cured, as in the exposure of the core resin 26. By the exposure, the cladding resin 44 filled in the opening 22 of the glass substrate 20 is cured except for the lower part of the IC opening forming light shielding part 48 and the lower part of the gap forming light shielding part 49. As a result, the clad 50 is formed around the vertical optical waveguide core 40. Since the exposure light is shielded and the clad resin 44 is not cured at the lower part of the gap forming light-shielding portion 49, the clad 50 is formed away from the wall surface of the opening 22 of the glass substrate 20. That is, uncured clad resin remains between the clad 50 formed by exposure and the wall surface of the opening 22 of the glass substrate 20, and when this uncured resin is removed in the following thirteenth step, A gap 51 that is not occupied by the resin appears. On the other hand, in the vicinity of the bottom of the IC 12, the IC 12 and the substrate 10 are electrically connected by the clad resin 44 a cured around the gap between the bottom surface of the IC 12 and the substrate 10 (the gap where the connection electrode 18 is installed). The connecting electrode 18 is sealed. Furthermore, on the upper surface portion of the IC 12, due to the presence of the IC opening forming light-shielding portion 48 of the cladding forming mask 46, the cladding resin 44 b is cured only at the peripheral portion of the IC 12, so that a wall surface is formed so as to surround the peripheral edge. The clad resin 44 remains uncured inside the wall surface. That is, the opening 52 is formed on the upper surface of the IC 12 by the wall surface made of the cured clad resin 44b surrounding the periphery of the IC 12.
Next, in a twelfth step, the cladding forming mask 46 is removed (FIG. 13).

このように、縦型光導波路クラッド５０の形成と、ＩＣ１２上面の開口５２の形成と、接続電極１８の封止を、同じ露光工程により一括して行うことができる。 In this way, the formation of the vertical optical waveguide cladding 50, the formation of the opening 52 on the upper surface of the IC 12, and the sealing of the connection electrode 18 can be performed collectively by the same exposure process.

次に、第１３工程において、露光後に未硬化のまま残っている開口５２内のクラッド用樹脂を溶剤で洗い流して除去する（図１４）。なお、ＩＣ１２下部の接続電極部分に存在するクラッド用樹脂も、露光時にＩＣ１２で遮光されるため未硬化のままである。しかしながら、上述したようにＩＣ１２は周囲が既に硬化したクラッド用樹脂４４ａで囲まれているため、接続電極周囲の未硬化のクラッド用樹脂は、洗浄工程によって除去することができない。そこで、この部分の未硬化のクラッド用樹脂は、別途、加熱工程により硬化させる。なお、予めＩＣ１２の底面周囲にアンダーフィリングを施しておき、クラッド用樹脂がＩＣ１２の底面の間隙に入り込まないようにしてもよい。 Next, in the thirteenth step, the resin for cladding in the opening 52 remaining uncured after exposure is washed away with a solvent and removed (FIG. 14). Note that the resin for cladding existing in the connection electrode portion below the IC 12 is also uncured because it is shielded from light by the IC 12 during exposure. However, as described above, since the periphery of the IC 12 is surrounded by the already hardened clad resin 44a, the uncured clad resin around the connection electrode cannot be removed by the cleaning process. Therefore, this uncured cladding resin is separately cured by a heating process. Note that underfilling may be performed around the bottom surface of the IC 12 in advance so that the cladding resin does not enter the gap between the bottom surfaces of the IC 12.

以上の工程により、本発明の一実施形態に係る光電気混載デバイスが完成する。図１４は光電気混載デバイスの完成形態を示している。本実施形態による光電気混載デバイスを使用する際には、開口５２を通して、ＩＣ１２上面に熱伝導性の良い樹脂を介してヒートシンクを接続することにより、ＩＣ１２から効果的に放熱を行うことが可能である。 The opto-electric hybrid device according to one embodiment of the present invention is completed through the above steps. FIG. 14 shows a completed form of the opto-electric hybrid device. When using the opto-electric hybrid device according to the present embodiment, it is possible to effectively radiate heat from the IC 12 by connecting a heat sink to the upper surface of the IC 12 through the opening 52 via a resin having good thermal conductivity. is there.

図１５は、完成した光電気混載デバイスの縦型光導波路近傍の拡大図を示す。図示されるように、薄板ガラス２８の下部において、縦型光導波路クラッド５０はガラス基板２０の開口２２の壁面２２ａから離間して形成され、したがって縦型光導波路クラッド５０と壁面２２ａとの間には空隙５１が存在する。ここで、樹脂から成る縦型光導波路クラッド５０（及び縦型光導波路コア４０）の線膨張係数は、一般にガラス基板２０の線膨張係数と比べて大きいので、光電気混載デバイスに温度変化が加えられた際には、縦型光導波路クラッド５０とガラス基板２０は異なる伸縮を示す。例えば、光電気混載デバイスが低温に曝されると、縦型光導波路クラッド５０はガラス基板２０よりも顕著に収縮し、縦型光導波路クラッド５０の高さ方向の寸法は、ガラス基板２０の高さ方向の寸法（即ち厚さ）より小さくなる。そのため、縦型光導波路クラッド５０と薄板ガラス２８との接合面には、縦型光導波路クラッド５０を薄板ガラス２８から剥離させようとする力が発生する。しかしながら、縦型光導波路クラッド５０とガラス基板２０の壁面２２ａとの間には空隙５１が存在しているため、薄板ガラス２８は、ガラス基板２０の壁面２２ａが薄板ガラス２８と接する箇所２８ａを支点として、収縮する縦型光導波路クラッド５０によって下方向へ引っ張られる形で弾性的に変形する（撓む）ことが可能である。したがって、薄板ガラス２８のこのような弾性変形によって、縦型光導波路クラッド５０と薄板ガラス２８との接合面にかかる応力（縦型光導波路クラッド５０を剥離させようとする力）が緩和され、その結果、縦型光導波路クラッド５０の薄板ガラス２８からの剥離が生じにくくすることができる。 FIG. 15 shows an enlarged view of the vicinity of the vertical optical waveguide of the completed opto-electric hybrid device. As shown in the figure, in the lower part of the thin glass 28, the vertical optical waveguide cladding 50 is formed away from the wall surface 22a of the opening 22 of the glass substrate 20, and therefore, between the vertical optical waveguide cladding 50 and the wall surface 22a. There are voids 51. Here, since the linear expansion coefficient of the vertical optical waveguide clad 50 (and the vertical optical waveguide core 40) made of resin is generally larger than the linear expansion coefficient of the glass substrate 20, a temperature change is applied to the opto-electric hybrid device. When this is done, the vertical optical waveguide cladding 50 and the glass substrate 20 exhibit different expansion and contraction. For example, when the opto-electric hybrid device is exposed to a low temperature, the vertical optical waveguide cladding 50 contracts more significantly than the glass substrate 20, and the vertical dimension of the vertical optical waveguide cladding 50 is higher than that of the glass substrate 20. It becomes smaller than the dimension (namely, thickness) in the vertical direction. Therefore, a force that causes the vertical optical waveguide cladding 50 to peel from the thin glass 28 is generated at the joint surface between the vertical optical waveguide cladding 50 and the thin glass 28. However, since there is a gap 51 between the vertical optical waveguide cladding 50 and the wall surface 22a of the glass substrate 20, the thin glass 28 supports the portion 28a where the wall surface 22a of the glass substrate 20 contacts the thin glass 28. As described above, it is possible to be elastically deformed (flexed) by being pulled downward by the contracting vertical optical waveguide clad 50. Accordingly, the elastic deformation of the thin glass 28 reduces the stress applied to the joint surface between the vertical optical waveguide clad 50 and the thin glass 28 (force for peeling the vertical optical waveguide clad 50). As a result, peeling of the vertical optical waveguide cladding 50 from the thin glass 28 can be made difficult to occur.

なお、図１２乃至１４において縦型光導波路クラッド５０はＩＣ１２と接して形成されているが、縦型光導波路クラッド５０は、ＩＣ１２から離間して（即ち縦型光導波路クラッド５０とＩＣ１２との間にも空隙が介在するように）形成されてもよい。同様に、縦型光導波路クラッド５０は、コア用樹脂で構成された位置合わせ穴（又は位置合わせ穴の側におけるガラス基板２０の壁面）から離間して形成されてもよい。 12 to 14, the vertical optical waveguide cladding 50 is formed in contact with the IC 12. However, the vertical optical waveguide cladding 50 is separated from the IC 12 (that is, between the vertical optical waveguide cladding 50 and the IC 12). May also be formed so that there are interstices. Similarly, the vertical optical waveguide cladding 50 may be formed apart from the alignment hole (or the wall surface of the glass substrate 20 on the alignment hole side) made of the core resin.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更が可能である。変形例のいくつかを以下に述べる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible within the range which does not deviate from the summary. Some of the modifications will be described below.

上述した実施形態では、薄板ガラス２８のガラス基板２０への固定は、薄板ガラス２８とガラス基板２０との接触面の間隙にコア用樹脂２６が入り込んで硬化することによってなされているが、コア用樹脂２６ではなく、別途の接着剤を用いて薄板ガラス２８をガラス基板２０に対して接着することとしてもよい。このような接着剤として、例えばシリコーン系接着剤などの、柔軟性の高い接着剤を適用することが好適である。図１６は、シリコーン系接着剤２７を用いて薄板ガラス２８をガラス基板２０に接着することによって構成された光電気混載デバイスの、低温時における縦型光導波路近傍の拡大図を示す。図示されるように、縦型光導波路クラッド５０は、収縮によって高さ方向の寸法がガラス基板２０の厚さよりも小さくなっているが、薄板ガラス２８とガラス基板２０との間に介在するシリコーン系接着剤２７が比較的高い柔軟性を持つため、薄板ガラス２８のガラス基板２０との接合部位は、シリコーン系接着剤２７によってガラス基板２０との接合を保持したまま、ガラス基板２０の表面からわずかに浮くような形で可動する。これにより、薄板ガラス２８は、コア用樹脂によってガラス基板２０に接着される場合と比べて、撓みの少ない状態で縦型光導波路クラッド５０の側が下がった姿勢に落ち着く。したがって、このようにシリコーン系接着剤２７の柔軟性によって薄板ガラス２８のガラス基板２０との接合部位がわずかに変位可能とされることで、縦型光導波路クラッド５０と薄板ガラス２８との接合面にかかる応力が緩和され、その結果、縦型光導波路クラッド５０の薄板ガラス２８からの剥離を生じにくくさせることができる。 In the embodiment described above, the thin glass 28 is fixed to the glass substrate 20 by the core resin 26 entering the gap between the contact surfaces of the thin glass 28 and the glass substrate 20 and curing. The thin glass 28 may be bonded to the glass substrate 20 using a separate adhesive instead of the resin 26. As such an adhesive, it is preferable to apply a highly flexible adhesive such as a silicone-based adhesive. FIG. 16 shows an enlarged view of the vicinity of the vertical optical waveguide at a low temperature of an opto-electric hybrid device formed by bonding a thin glass 28 to the glass substrate 20 using a silicone-based adhesive 27. As shown in the figure, the vertical optical waveguide clad 50 has a dimension in the height direction smaller than the thickness of the glass substrate 20 due to shrinkage, but is a silicone-based material interposed between the thin glass 28 and the glass substrate 20. Since the adhesive 27 has a relatively high flexibility, the bonding portion of the thin glass 28 with the glass substrate 20 is slightly from the surface of the glass substrate 20 while the bonding with the glass substrate 20 is held by the silicone-based adhesive 27. It can move in the form of floating. As a result, the thin glass 28 is settled in a posture in which the side of the vertical optical waveguide clad 50 is lowered in a state of less bending as compared with the case where the thin glass 28 is bonded to the glass substrate 20 by the core resin. Accordingly, the bonding portion of the thin glass 28 and the glass substrate 20 can be slightly displaced by the flexibility of the silicone adhesive 27 as described above, so that the bonding surface of the vertical optical waveguide clad 50 and the thin glass 28 is obtained. As a result, the vertical optical waveguide cladding 50 can be made difficult to peel off from the thin glass 28.

薄板ガラス２８とガラス基板２０を接着する接着剤の別の例として、例えばＵＶ光の照射によって接着力が低下又は消失する接着剤を適用してもよい。このような接着剤を用いて、上述した第４工程において、一旦薄板ガラス２８はガラス基板２０に対して接着（固定）される。その後更に、上述した第１１工程（又は第１３工程後の別工程）において、薄板ガラス２８とガラス基板２０で挟まれた部位の当該接着剤にも露光光を照射することで、薄板ガラス２８はガラス基板２０から剥離される（なお、接着剤は洗浄して除去することが好ましい）。この場合、低温時には、薄板ガラス２８は、ガラス基板２０に対して固定されていないことによって、元の平板形状を保ったまま縦型光導波路クラッド５０の側が下がった状態に傾斜する。したがって、シリコーン系接着剤２７を用いた場合と同じように、縦型光導波路クラッド５０と薄板ガラス２８との接合面にかかる応力が緩和され、その結果、縦型光導波路クラッド５０の薄板ガラス２８からの剥離を生じにくくさせることができる。 As another example of the adhesive that bonds the thin glass 28 and the glass substrate 20, for example, an adhesive whose adhesive strength is reduced or eliminated by irradiation with UV light may be applied. Using such an adhesive, the thin glass 28 is once bonded (fixed) to the glass substrate 20 in the fourth step described above. Thereafter, in the above-described eleventh step (or another step after the thirteenth step), the thin plate glass 28 is also irradiated with exposure light on the adhesive sandwiched between the thin plate glass 28 and the glass substrate 20. It is peeled off from the glass substrate 20 (note that the adhesive is preferably removed by washing). In this case, at the time of low temperature, the thin glass 28 is not fixed to the glass substrate 20, so that the vertical optical waveguide cladding 50 side is tilted down while maintaining the original flat plate shape. Therefore, as in the case of using the silicone-based adhesive 27, the stress applied to the joint surface between the vertical optical waveguide clad 50 and the thin glass 28 is relieved, and as a result, the thin glass 28 of the vertical optical waveguide clad 50 is relieved. It is possible to make it difficult for peeling from the substrate.

更に別の変形例として、薄板ガラス２８を、空隙５１の上部の箇所で切断することとしてもよい。即ち、薄板ガラス２８は、ガラス基板２０側の部分と縦型光導波路クラッド５０側の部分に分離されてもよい。このような光電気混載デバイスに温度変化が加えられた際には、ガラス基板２０と縦型光導波路クラッド５０のそれぞれの伸縮に応じて、薄板ガラス２８のガラス基板２０側の部分と縦型光導波路クラッド５０側の部分は、互いに独立して可動する。したがって、縦型光導波路クラッド５０と薄板ガラス２８との接合面には応力がかからず、縦型光導波路クラッド５０の薄板ガラス２８からの剥離を完全に回避することができる。 As yet another modification, the thin glass 28 may be cut at a location above the gap 51. That is, the thin glass 28 may be separated into a glass substrate 20 side portion and a vertical optical waveguide cladding 50 side portion. When a temperature change is applied to such an opto-electric hybrid device, the portion on the glass substrate 20 side of the thin glass 28 and the vertical light guide according to the expansion and contraction of the glass substrate 20 and the vertical optical waveguide cladding 50, respectively. The portions on the waveguide cladding 50 side are movable independently of each other. Therefore, no stress is applied to the joint surface between the vertical optical waveguide clad 50 and the thin glass 28, and peeling of the vertical optical waveguide clad 50 from the thin glass 28 can be completely avoided.

１０基板
１２ＩＣ（電子部品）
１４光回路
１６反射防止膜
１８接続電極
２０ガラス基板（スペーサ）
２２ガラス基板の開口
２４貫通配線
２６コア用樹脂
２８薄板ガラス（透明板材）
３０コア形成用マスク
３２縦型光導波路コア形成用透光部
３６薄板ガラス接着部用透光部
３８位置合わせ穴形成用透光部
４０縦型光導波路コア
４４クラッド用樹脂
４６クラッド形成用マスク
４８ＩＣ開口形成用遮光部
４９空隙形成用遮光部
５０縦型光導波路クラッド
５１空隙
５２ＩＣ上面の開口 10 Substrate 12 IC (electronic component)
14 Optical circuit 16 Antireflection film 18 Connection electrode 20 Glass substrate (spacer)
22 Glass substrate opening 24 Through-wire 26 Core resin 28 Thin glass (transparent plate)
30 Core forming mask 32 Vertical optical waveguide core forming transparent portion 36 Thin glass bonding portion transparent portion 38 Alignment hole forming transparent portion 40 Vertical optical waveguide core 44 Cladding resin 46 Cladding mask 48 IC opening formation light-shielding portion 49 Air gap formation light-shielding portion 50 Vertical optical waveguide cladding 51 Air gap 52 Opening on upper surface of IC

Claims

A substrate provided with at least one of an optical signal transmitter and a receiver;
An electronic component that is mounted on the substrate and transmits / receives an electrical signal to / from at least one of the transmitter and the receiver,
A spacer installed on the substrate;
A transparent plate installed on the spacer so as to protrude from the spacer;
A vertical optical waveguide formed between the substrate and the protruding portion of the plate,
A resin layer having an opening on the electronic component and covering at least a part of the substrate, and constituting a cladding of the vertical optical waveguide;
A gap is provided between the spacer and the cladding ,
Said spacer and said plate member are bonded by an adhesive, the adhesive is characterized by having flexibility, such as the plate is tiltable in response to contraction of the cladding due to temperature change, the opto-electric hybrid device .

A substrate provided with at least one of an optical signal transmitter and a receiver;
An electronic component that is mounted on the substrate and transmits / receives an electrical signal to / from at least one of the transmitter and the receiver,
A spacer installed on the substrate;
A transparent plate installed on the spacer so as to protrude from the spacer;
A vertical optical waveguide formed between the substrate and the protruding portion of the plate,
A resin layer having an opening on the electronic component and covering at least a part of the substrate, and constituting a cladding of the vertical optical waveguide;
A gap is provided between the spacer and the cladding,
The photoelectric hybrid device , wherein the spacer and the plate material are bonded by an adhesive, and the adhesive of the adhesive is reduced by irradiation with ultraviolet light.

A substrate provided with at least one of an optical signal transmitter and a receiver;
An electronic component that is mounted on the substrate and transmits / receives an electrical signal to / from at least one of the transmitter and the receiver,
A spacer installed on the substrate;
A transparent plate installed on the spacer so as to protrude from the spacer;
A vertical optical waveguide formed between the substrate and the protruding portion of the plate,
A resin layer having an opening on the electronic component and covering at least a part of the substrate, and constituting a cladding of the vertical optical waveguide;
A gap is provided between the spacer and the cladding,
The opto- electric hybrid device, wherein the plate material is cut at an upper portion of the gap.