(57)【要約】【課題】  光伝搬方向変換面に金属膜を形成する必要がなく、製造コストの低減を図ることが可能な光導波路、光導波路搭載基板及び光送受信装置を提供することを課題とする。【解決手段】  この光導波路は、長手方向に光が伝搬するコア層及び前記コア層の周囲を覆う第１クラッド層を有する積層体と、前記積層体の前記長手方向における少なくとも一方の端部に形成された、光が伝搬する方向に対して傾斜した光伝搬方向変換面と、前記光伝搬方向変換面の少なくとも前記コア層に対応する部分を封止する第２クラッド層と、を有し、前記第２クラッド層の屈折率は、前記コア層の屈折率よりも小さいことを要件とする。【選択図】図１
2010139562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に光が伝搬するコア層及び前記コア層の周囲を覆う第１クラッド層を有する積層体と、
前記積層体の前記長手方向における少なくとも一方の端部に形成された、光が伝搬する方向に対して傾斜した光伝搬方向変換面と、
前記光伝搬方向変換面の少なくとも前記コア層に対応する部分を封止する第２クラッド層と、を有し、
前記第２クラッド層の屈折率は、前記コア層の屈折率よりも小さい光導波路。
【請求項２】
前記光導波路に入射した光の全部又は一部は、前記コア層と前記第２クラッド層の境界面である前記光伝搬方向変換面で反射される請求項１記載の光導波路。
【請求項３】
前記第１クラッド層の表面と前記光伝搬方向変換面とのなす角の一部は鋭角であり、
前記鋭角の部分は、前記第２クラッド層により封止されている請求項１又は２記載の光導波路。
【請求項４】
前記第２クラッド層の材料は、環状フッ素樹脂を含む請求項１乃至３の何れか一項記載の光導波路。
【請求項５】
前記環状フッ素樹脂は、テトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソール重合体である請求項４記載の光導波路。
【請求項６】
配線基板上に、請求項１乃至５の何れか一項記載の光導波路が搭載された光導波路搭載基板。
【請求項７】
前記第２クラッド層は、前記配線基板上に前記光導波路を固着する固着剤を兼ねている請求項６記載の光導波路搭載基板。
【請求項８】
請求項６又は７記載の光導波路搭載基板と、
前記光導波路に光を出射する発光素子、及び／又は、前記光導波路から出た光を入射する受光素子と、を有する光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を伝搬可能な光導波路、光導波路搭載基板及び光送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の内部構造の高密度配線化により、ＣＰＵ等の動作速度（動作クロック）が高速化している。しかし、電気伝送方式における信号伝達速度はほぼ限界に達しつつあり、ＣＰＵ等の処理速度のボトルネックとなっている。又、ＣＰＵ等の動作速度（動作クロック）の高速化にともない、高密度配線によるクロストークノイズやＥＭＩ（Electromagnetic Interference）ノイズの発生が問題となっており、これらのノイズを防止するための対策が不可欠である。
【０００３】
これらの問題に対する対策方法として、光導波路を用いた光インターコネクション方式（光配線方式）が注目されている。光インターコネクション方式は、電気伝送方式と比較して遥かに広帯域な伝送を行うことが可能であり、処理速度の高速化に対応できるとともに、小型かつ低消費電力の光部品を使用した信号伝送システムを構築できる。又、クロストークノイズやＥＭＩ（Electromagnetic Interference）ノイズの発生を抑制することができる。このような光導波路は、端面に光の伝搬方向を変えるための光伝搬方向変換面である４５度反射ミラーを有することが一般的である。
【特許文献１】特開２００２−６１６１号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の光導波路において、光の伝搬方向を変えるためには、光伝搬方向変換面に蒸着法やスパッタ法等により例えばＡｕ等の金属膜を形成する必要があり、光導波路の製造コストを上昇させるという問題があった。
【０００５】
上記の点に鑑みて、光伝搬方向変換面に金属膜を形成する必要がなく、製造コストの低減を図ることが可能な光導波路、光導波路搭載基板及び光送受信装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この光導波路は、長手方向に光が伝搬するコア層及び前記コア層の周囲を覆う第１クラッド層を有する積層体と、前記積層体の前記長手方向における少なくとも一方の端部に形成された、光が伝搬する方向に対して傾斜した光伝搬方向変換面と、前記光伝搬方向変換面の少なくとも前記コア層に対応する部分を封止する第２クラッド層と、を有し、前記第２クラッド層の屈折率は、前記コア層の屈折率よりも小さいことを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、光伝搬方向変換面に金属膜を形成する必要がなく、製造コストの低減を図ることが可能な光導波路、光導波路搭載基板及び光送受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【０００９】
〈第１の実施の形態〉
［本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の構造］
始めに、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０の構造について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路を例示する断面図である。図１を参照するに、光導波路１０は、上クラッド層１１と、コア層１２と、下クラッド層１３と、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂと、外クラッド層１５と、を有する。図１において、１１ａ及び１１ｂは上クラッド層１１の先端部を示している。又、１４Ｘは光伝搬方向変換面１４ａに立てた法線を、１４Ｙは光伝搬方向変換面１４ｂに立てた法線を示している。又、１６は光導波路１０への入射光を示している。
【００１０】
光導波路１０において、上クラッド層１１、コア層１２、及び下クラッド層１３は、積層体を構成している。上クラッド層１１及び下クラッド層１３は、例えば液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料、又は、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料から構成されている。上クラッド層１１及び下クラッド層１３の屈折率Ｎａは、例えば１．５とすることができる。上クラッド層１１及び下クラッド層１３のそれぞれの厚さは、例えば１０μｍ〜６０μｍとすることができる。
【００１１】
コア層１２は、上クラッド層１１と下クラッド層１３に挟まれて形成されている。コア層１２は、例えば液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料、又は、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料から構成されている。ただし、コア層１２の屈折率は、上クラッド層１１及び下クラッド層１３の屈折率よりも高く設定する必要があるため、コア層１２を構成する上記ポリマー材料には、例えばＧｅ等の屈折率制御用添加剤が含まれている。コア層１２の屈折率Ｎｂは、例えば１．６とすることができる。コア層１２の厚さは、例えば３０μｍ〜８０μｍとすることができる。
【００１２】
光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂは、上クラッド層１１、コア層１２、及び下クラッド層１３を有する積層体の両端部に形成された傾斜面である。光伝搬方向変換面１４ａは、法線１４Ｘと入射光１６とが所定の入射角θ１を有するように形成されている。光伝搬方向変換面１４ｂは、法線１４Ｙと入射光１６とが所定の入射角θ２を有するように形成されている。入射角θ１及びθ２は、例えば４５°とすることができるが、任意に設定することが可能である。
【００１３】
光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂは、後述するように、入射光１６の全部又は一部を反射する機能を有する。なお、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂには、金属膜は形成されていない。
【００１４】
外クラッド層１５は、上クラッド層１１、コア層１２、及び下クラッド層１３を部分的に封止するように形成されている。外クラッド層１５は、コア層１２よりも屈折率が低い材料により構成されている。又、外クラッド層１５は、上クラッド層１１、コア層１２、及び下クラッド層１３と同程度の耐熱性を有することが好ましい。外クラッド層１５の材料としては、例えば環状フッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソール重合体等を用いることができる。環状フッ素樹脂とは、主鎖中に環状エーテル構造を持つパーフルオロ樹脂である。外クラッド層１５の屈折率Ｎｃは、例えば１．３とすることができる。外クラッド層１５の厚さＴ１は、例えば５０μｍ〜２５０μｍとすることができる。
【００１５】
外クラッド層１５が必ず封止すべき部分は、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂのコア層１２に対応する部分である。これは、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂをコア層１２よりも屈折率が低い材料により構成されている外クラッド層１５で封止することにより、後述するように、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂに入射光１６の全部又は一部を反射する機能を実現させるためである。
【００１６】
ただし、外クラッド層１５は、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂ全体を封止し、距離Ｌ１及びＬ２を所定の値に設定することが好ましい。これは、上クラッド層１１の先端部１１ａ及び１１ｂは鋭角になっているため、搬送時や実装時に破損する虞があるが、距離Ｌ１及びＬ２を所定の値に設定することにより、上クラッド層１１の先端部１１ａ及び１１ｂが搬送時や実装時に破損することを防止できるからである。距離Ｌ１及びＬ２は、例えば５μｍとすることができる。
【００１７】
なお、上クラッド層１１及び下クラッド層１３の屈折率Ｎａ、コア層１２の屈折率Ｎｂ、外クラッド層１５の屈折率Ｎｃは、必ず以下の（数１）の関係を満たすように設定されている。以上が、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０の構造である。
屈折率Ｎａ＞屈折率Ｎｂ＞屈折率Ｎｃ      ・・・（数１）
【００１８】
［本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造方法］
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０の製造方法について説明する。図２〜図９は、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図である。図２〜図９において、図１と同一構成部分については、同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。
【００１９】
始めに、図２に示す工程では、支持基板１８を準備し、支持基板１８上に上クラッド層１１を形成する。支持基板１８としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板等を用いることができる。上クラッド層１１は、例えば、液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料を、支持基板１８上に塗布した後、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより形成することができる。又、上クラッド層１１は、例えば、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料を、支持基板１８上にラミネートした後、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより形成しても構わない。上クラッド層１１の厚さは、例えば１０μｍ〜６０μｍとすることができる。
【００２０】
次いで、図３に示す工程では、上クラッド層１１上にコア層１２ａを形成する。コア層１２ａは、パターニングされてコア層１２となる層である。コア層１２ａは、例えば、液状材料であるポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらのフッ化物等のポリマー材料を、上クラッド層１１上に塗布することにより形成することができる。又、コア層１２ａは、例えば、エポキシ系のフィルム状材料等のポリマー材料を、上クラッド層１１上にラミネートすることにより形成しても構わない。
【００２１】
ただし、コア層１２ａの屈折率は、上クラッド層１１及び下クラッド層１３の屈折率よりも高く設定する必要があるため、コア層１２ａを構成する上記ポリマー材料には、例えばＧｅ等の屈折率制御用添加剤が含まれている。コア層１２ａの厚さは、例えば３０μｍ〜８０μｍとすることができる。
【００２２】
次いで、図４に示す工程では、コア層１２ａをパターニングしてコア層１２を形成する。例えば、コア層１２ａとしてネガ型感光材料を使用した場合には、コア層１２として残したい部分のみを露出するようにコア層１２ａをフォトマスク（図示せず）で覆い、露光及び現像し、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより、コア層１２を形成することができる。
【００２３】
次いで、図５に示す工程では、コア層１２を覆うように、上クラッド層１１上に下クラッド層１３を形成する。これにより、コア層１２の周囲は、上クラッド層１１及び下クラッド層１３に覆われる。下クラッド層１３は、図４に示す工程において上クラッド層１１に用いたポリマー材料と同一のポリマー材料を上クラッド層１１上に塗布又はラミネートし、紫外線照射及び加熱し硬化させることにより形成することができる。上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体の厚さは、例えば、５０μｍ〜２００μｍとすることができる。
【００２４】
次いで、図６に示す工程では、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を支持基板１８からはずした後、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体の両端部に傾斜面である光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂを形成する。光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂは、例えばダイシング等により形成することができる。光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂは、上クラッド層１１側から入射する入射光の全部又は一部を反射する機能を有する。
【００２５】
光伝搬方向変換面１４ａは、法線と入射光とが所定の入射角を有するように形成する。光伝搬方向変換面１４ｂは、法線と入射光とが所定の入射角を有するように形成する。入射角は、例えば４５°とすることができるが、任意に設定することが可能である。なお、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂに、研磨等の平坦化処理を施しても構わない。
【００２６】
なお、従来の光導波路の製造方法では、図６に示す工程の後に、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂにＡｕ等の金属膜を形成する工程を有するが、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０の製造方法では、係る工程は不要である。
【００２７】
次いで、図７に示す工程では、支持基板１９を準備し、支持基板１９上に上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を、例えば上クラッド層１１が支持基板１９側に来るように配置する。支持基板１９としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板等を用いることができる。更に、外クラッド層１５ａを準備し、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を覆うように、支持基板１９上に外クラッド層１５ａを配置する。
【００２８】
外クラッド層１５ａは、最終的に外クラッド層１５となるものである。外クラッド層１５ａは、コア層１２よりも屈折率が低い材料により構成されている。又、外クラッド層１５ａは、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３と同程度の耐熱性を有することが好ましい。外クラッド層１５ａの材料としては、例えば環状フッ素樹脂であるフィルム状のテトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソール重合体等を用いることができる。環状フッ素樹脂とは、主鎖中に環状エーテル構造を持つパーフルオロ樹脂である。外クラッド層１５ａの屈折率Ｎｃは、例えば１．３とすることができる。
【００２９】
なお、外クラッド層１５ａを配置する前に、下クラッド層１３の外クラッド層１５ａと接する面１３ａに対して粗化処理を行っても構わない。粗化処理の一例としては、Ｏ２プラズマアッシングやオゾンアッシング等のアッシング処理を挙げることができる。アッシング処理を施された面１３ａは、粗化され微小な凹凸が形成される。粗化処理の他の例としては、面１３ａに微小な凹凸面を有する銅箔等を配設して圧着処理をした後、銅箔等を除去することにより、面１３ａに銅箔等の有する微小な凹凸面を転写する方法を挙げることができる。面１３ａを粗化することにより、面１３ａと外クラッド層１５ａとの密着性を高めることができる。
【００３０】
次いで、図８に示す工程では、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を覆うように支持基板１９上に配置された外クラッド層１５ａを、例えば１２０℃に加熱し押圧することにより、外クラッド層１５ｂを形成する。外クラッド層１５ｂは、加熱されることにより硬化する。外クラッド層１５ｂは、最終的に外クラッド層１５となるものである。外クラッド層１５ｂは、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を部分的に封止するように形成する。
【００３１】
外クラッド層１５が必ず封止すべき部分は、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂのコア層１２に対応する部分である。これは、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂをコア層１２よりも屈折率が低い材料により構成されている外クラッド層１５で封止することにより、後述するように、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂに入射光１６の全部又は一部を反射する機能を実現させるためである。
【００３２】
次いで、図９に示す工程では、図８に示す積層体を支持基板１９からはずした後、例えばダイシング等により切断位置Ｃで切断する。切断後の外クラッド層１５ｂが、外クラッド層１５である。これにより、図１に示す光導波路１０が製造される。なお、上クラッド層１１の先端部１１ａから切断位置ＣまでのＸ方向（上クラッド層１１の長手方向）の距離Ｌ１、及び、上クラッド層１１の先端部１１ｂから切断位置ＣまでのＸ方向（上クラッド層１１の長手方向）の距離Ｌ２はゼロとしないことが好ましい。上クラッド層１１の先端部１１ａ及び１１ｂは鋭角になっているため、搬送時や実装時に破損する虞があるが、距離Ｌ１及びＬ２を所定の値に設定することにより、上クラッド層１１の先端部１１ａ及び１１ｂが搬送時や実装時に破損することを防止できるからである。距離Ｌ１及びＬ２は、例えば５μｍとすることができる。以上が、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０の製造方法である。
【００３３】
［本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の機能］
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０の機能について説明する。図１を参照するに、入射光１６は、上クラッド層１１の方向から光導波路１０に入射する。光導波路１０に入射した入射光１６は、コア層１２と外クラッド層１５の境界面である光伝搬方向変換面１４ａで反射される。前述のように、光伝搬方向変換面１４ａには金属膜は形成されていないが、入射光１６は以下の理由により光伝搬方向変換面１４ａで反射される。
【００３４】
入射光１６の光伝搬方向変換面１４ａへの入射角θ１（入射面である光伝搬方向変換面１４ａに立てた法線に対してなす角）が、臨界角よりも大きい場合には、入射光１６は光伝搬方向変換面１４ａで全反射されてコア層１２に入射し、外クラッド層１５には入射しない。入射光１６の光伝搬方向変換面１４ａへの入射角θ１が、臨界角よりも小さい場合には、入射光１６の一部が光伝搬方向変換面１４ａで反射されてコア層１２に入射し、残りが外クラッド層１５に入射する。
【００３５】
ここで、全反射とは、屈折率が大きい媒体Ａから屈折率が小さい媒体Ｂに光が入射しようとするときに、光が媒体Ａと媒体Ｂとの境界面を透過せず、全て反射する現象をいう。又、スネルの法則としてよく知られているように、臨界角（屈折が起こる最大の入射角）の大きさは、屈折率によって定まる。光が媒質Ａ（屈折率Ｎ１）から媒質Ｂ（屈折率Ｎ２）に入射するとき、Ｎ１＞Ｎ２、臨界角をθm、媒質Ａから媒体Ｂへの入射角をθｂとすると、θm＝ｓｉｎ−１（Ｎ２／Ｎ１）であり、θｂ＞θmが全反射の起こる条件である。
【００３６】
図１の場合には、コア層１２が媒体Ａに相当し、外クラッド層１５が媒体Ｂに相当する。例えば、コア層１２の屈折率Ｎａが１．６、外クラッド層１５の屈折率Ｎｃが１．３である場合には、光伝搬方向変換面１４ａにおける臨界角θmは、θm＝ｓｉｎ−１（１．３／１．６）＝５４ｄｅｇである。この場合には、入射角θｂが５４ｄｅｇよりも大きければ、入射光１６は光伝搬方向変換面１４ａで全反射されてコア層１２に入射する。
【００３７】
コア層１２の屈折率Ｎａと上クラッド層１１及び下クラッド層１３の屈折率Ｎｂとの大小関係も、コア層１２の屈折率Ｎａと外クラッド層１５の屈折率Ｎｃとの大小関係と同様であるから、コア層１２に入射した入射光１６は、上クラッド層１１及び下クラッド層１３へは透過せずにコア層１２内部をコア層１２の長手方向に伝搬し、光伝搬方向変換面１４ｂに達する。入射光１６は、前述と同様の理由により、光伝搬方向変換面１４ｂで反射されて光導波路１０の外に出る。以上が、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０の機能である。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０によれば、外クラッド層１５にコア層１２よりも低屈折率の材料を用い、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂを外クラッド層１５で封止することにより、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂに金属膜を形成しなくても、光導波路１０に入射した入射光１６の全部又は一部を光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂで反射させることが可能となる。その結果、光導波路１０の製造コストの低減を図ることができる。
【００３９】
又、上クラッド層１１の先端部１１ａから切断位置ＣまでのＸ方向（上クラッド層１１の長手方向）の距離Ｌ１、及び、上クラッド層１１の先端部１１ｂから切断位置ＣまでのＸ方向（上クラッド層１１の長手方向）の距離Ｌ２をゼロでない所定の値に設定することにより、上クラッド層１１の先端部１１ａ及び１１ｂが搬送時や実装時に破損することを防止することができる。
【００４０】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に係る光導波路を搭載した光導波路搭載基板の例を示す。
【００４１】
［本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板の構造］
始めに、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０の構造について説明する。図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板を例示する断面図である。図１０を参照するに、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０は、光導波路１０と、配線基板２０と、接着部３０とを有する。光導波路１０については第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００４２】
配線基板２０は、コア部２１と、第１配線層２２ａと、第２配線層２３ａと、第３配線層２２ｂと、第４配線層２３ｂと、第１絶縁層２４ａと、第２絶縁層２４ｂと、第１ソルダレジスト層２５ａと、第２ソルダレジスト層２５ｂと、ソルダランド２６とを有する。
【００４３】
コア部２１は、配線基板２０の中心部近傍に設けられている。コア部２１の材料としては、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた材料等を用いることができる。コア部２１の厚さは、例えば５０μｍとすることができる。
【００４４】
第１配線層２２ａは、コア部２１の一方の面２１ａに形成されている。第１配線層２２ａの材料としては、例えばＣｕ等を用いることができる。第１配線層２２ａの厚さは、例えば１０μｍとすることができる。第１絶縁層２４ａは、第１配線層２２ａを覆うようにコア部２１の一方の面２１ａに形成されている。第１絶縁層２４ａの材料としては、例えばエポキシ系の絶縁樹脂等を用いることができる。第１絶縁層２４ａの厚さは、例えば３０μｍとすることができる。
【００４５】
第２配線層２３ａは、第１絶縁層２４ａ上に形成されている。第２配線層２３ａの材料としては、例えばＣｕ等を用いることができる。第２配線層２３ａの厚さは、例えば１０μｍとすることができる。第１配線層２２ａと第２配線層２３ａとは、第１絶縁層２４ａを貫通するビアホール２４Ｘを介して電気的に接続されている。
【００４６】
第１ソルダレジスト層２５ａは、第２配線層２３ａを覆うように第１絶縁層２４ａ上に形成されている。第１ソルダレジスト層２５ａの材料としては、例えば感光性樹脂組成物等を用いることができる。第１ソルダレジスト層２５ａの厚さは、例えば１０μｍとすることができる。第１ソルダレジスト層２５ａは、第２配線層２３ａを露出する開口部２５Ｘを有する。ソルダランド２６は、開口部２５Ｘ内に露出する第２配線層２３ａ上に形成されている。ソルダランド２６は、開口部２５Ｘ内に露出する第２配線層２３ａ上に、例えばクリームはんだを塗布し、硬化させたものである。
【００４７】
第３配線層２２ｂは、コア部２１の他方の面２１ｂに形成されている。第３配線層２２ｂの材料としては、例えばＣｕ等を用いることができる。第３配線層２２ｂの厚さは、例えば１０μｍとすることができる。第１配線層２２ａと第３配線層２２ｂとは、コア部２１を貫通するビアホール２１Ｘを介して電気的に接続されている。第２絶縁層２４ｂは、第３配線層２２ｂを覆うようにコア部２１の他方の面２１ｂに形成されている。第２絶縁層２４ｂの材料としては、例えばエポキシ系の絶縁樹脂等を用いることができる。第２絶縁層２４ｂの厚さは、例えば３０μｍとすることができる。
【００４８】
第４配線層２３ｂは、第２絶縁層２４ｂ上に形成されている。第４配線層２３ｂの材料としては、例えばＣｕ等を用いることができる。第４配線層２３ｂの厚さは、例えば１０μｍとすることができる。第３配線層２２ｂと第４配線層２３ｂとは、第２絶縁層２４ｂを貫通するビアホール２４Ｙを介して電気的に接続されている。第２ソルダレジスト層２５ｂは、第４配線層２３ｂを覆うように第２絶縁層２４ｂ上に形成されている。第２ソルダレジスト層２５ｂの材料としては、例えば感光性樹脂組成物等を用いることができる。第２ソルダレジスト層２５ｂの厚さは、例えば１０μｍとすることができる。
【００４９】
光導波路１０は、外クラッド層１５が第１ソルダレジスト層２５ａと対向するように、接着部３０により配線基板２０上に固着されている。接着部３０の材料としては、例えば熱硬化性のエポキシ系接着剤や、紫外線硬化性のエポキシ系接着剤等を用いることができる。以上が、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０の構造である。
【００５０】
［本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造方法］
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０の製造方法について説明する。図１１及び図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造工程を例示する図である。図１１及び図１２において、図１０と同一構成部分については、同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。
【００５１】
始めに、図１１に示す工程では、配線基板２０を準備し、配線基板２０の第１ソルダレジスト層２５ａ上に接着剤３０ａを塗布する。配線基板２０については前述の通りである。接着剤３０ａは、最終的に接着部３０となるものである。接着剤３０ａの材料としては、例えば熱硬化性のエポキシ系接着剤や、紫外線硬化性のエポキシ系接着剤等を用いることができる。
【００５２】
次いで、図１２に示す工程では、光導波路１０を接着剤３０ａ上に配置する。具体的には、光導波路１０を精密ステージのステージアームで吸着する。そして、ステージアームを動かして、例えば配線基板２０のソルダランド２６に対する光導波路１０の位置を調整することによりアライメントを行い、接着剤３０ａ上に配置する。
【００５３】
次いで、接着剤３０ａを加熱又は接着剤３０ａに紫外線照射することにより、接着剤３０ａは硬化する。硬化した接着剤３０ａが、接着部３０である。これにより、図１０に示す光導波路搭載基板４０が製造される。以上が、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０の製造方法である。
【００５４】
［本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板の機能］
本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板の機能については、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０と同様であるため、その説明は省略する。
【００５５】
本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０によれば、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０を搭載した光導波路搭載基板を実現することができる。従って、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０と同様の効果を奏する。
【００５６】
［本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板の構造］
始めに、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０Ａの構造について説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板を例示する断面図である。図１３を参照するに、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０Ａは、光導波路１０Ａと、配線基板２０とを有する。配線基板２０については第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００５７】
光導波路１０Ａは、外クラッド層１５が外クラッド層４５に置換された以外は、第１の実施の形態に係る光導波路１０と同様に構成されている。外クラッド層４５は、光導波路１０における外クラッド層１５と光導波路搭載基板４０における接着部３０との機能を兼ね備えている。すなわち、外クラッド層４５は、光導波路１０における外クラッド層１５と同様の機能を有するとともに、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を配線基板２０の第１ソルダレジスト層２５ａ上に固着する機能を有する。
【００５８】
外クラッド層４５は、コア層１２よりも屈折率が低い材料により構成されている。又、外クラッド層４５は、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３と同程度の耐熱性を有することが好ましい。外クラッド層４５の材料としては、例えば環状フッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソール重合体等を用いることができる。外クラッド層４５の屈折率Ｎｃは、例えば１．３とすることができる。外クラッド層４５の厚さＴ２は、例えば５０μｍ〜２５０μｍとすることができる。以上が、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０Ａの構造である。
【００５９】
［本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造方法］
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０Ａの製造方法について説明する。図１４及び図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造工程を例示する図である。図１４及び図１５において、図１３と同一構成部分については、同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。
【００６０】
始めに、図１４に示す工程では、配線基板２０を準備し、配線基板２０の第１ソルダレジスト層２５ａ上に外クラッド層４５ａを配置する。配線基板２０については前述の通りである。外クラッド層４５ａは、最終的に外クラッド層４５となるものである。外クラッド層４５ａの材料としては、例えば環状フッ素樹脂であるフィルム状のテトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソール重合体等を用いることができる。
【００６１】
次いで、図１５に示す工程では、図６に示す上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を外クラッド層４５ａ上に配置する。具体的には、図６に示す上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を精密ステージのステージアームで吸着する。そして、ステージアームを動かして、例えば配線基板２０のソルダランド２６に対する上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体の位置を調整することによりアライメントを行い、外クラッド層４５ａ上に配置する。
【００６２】
次いで、外クラッド層４５ａを、例えば１２０℃に加熱し、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体を上クラッド層１１側から押圧する。外クラッド層４５ａは、加熱されることにより硬化する。硬化した外クラッド層４５ａが、外クラッド層４５である。外クラッド層４５は、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体の光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂを封止する。これにより、上クラッド層１１、コア層１２及び下クラッド層１３を有する積層体及び外クラッド層４５は、光導波路１０と同様の機能を有する光導波路１０Ａとなり、図１３に示す光導波路搭載基板４０Ａが製造される。以上が、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０Ａの製造方法である。
【００６３】
［本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板の機能］
本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０Ａの機能については、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０と同様であるため、その説明は省略する。
【００６４】
本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板４０Ａによれば、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０を搭載した光導波路搭載基板を実現することができる。従って、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０と同様の効果を奏する。
【００６５】
又、外クラッド層４５は、光導波路１０における外クラッド層１５と光導波路搭載基板４０における接着部３０との機能を兼ね備えている。その結果、光導波路１０における外クラッド層１５を形成する工程と、光導波路搭載基板４０における接着部３０を形成する工程とを１つにまとめることが可能となり、光導波路搭載基板４０Ａの製造工程を簡略化することができる。
【００６６】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板を用いた光送受信装置の例を示す。
【００６７】
［本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置の構造］
始めに、本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置８０の構造について説明する。図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置を例示する断面図である。図１６を参照するに、本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置８０は、光導波路搭載基板４０（光導波路１０、配線基板２０、接着部３０）と、発光素子５０と、バンプ５２と、受光素子６０と、バンプ６２と、アンダーフィル樹脂７０とを有する。光導波路搭載基板４０については第２の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６８】
発光素子５０は、発光部５１を有する。発光部５１は、光導波路１０の光伝搬方向変換面１４ａに光を出射可能な位置に配置されている。発光素子５０としては、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：面発光レーザ）等を用いることができる。発光素子５０として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等を用いても構わない。バンプ５２は、発光素子５０と配線基板２０のソルダランド２６とを電気的に接続している。バンプ５２としては、例えばＡｕバンプ等を用いることができる。
【００６９】
受光素子６０は、受光部６１を有する。受光部６１は、光導波路１０の光伝搬方向変換面１４ｂからの光を入射可能な位置に配置されている。受光素子６０としては、例えばフォトダーオードやフォトトランジスタ等を用いることができる。バンプ６２は、受光素子６０と配線基板２０のソルダランド２６とを電気的に接続している。バンプ６２としては、例えばＡｕバンプ等を用いることができる。
【００７０】
アンダーフィル樹脂７０は、発光素子５０及び受光素子６０と配線基板２０の第１ソルダレジスト層２５ａ等との間に充填されており、発光素子５０及び受光素子６０を光導波路搭載基板４０に固定している。アンダーフィル樹脂７０としては、発光素子５０が発光する波長を透過する材料として、例えば、紫外線硬化タイプや熱硬化タイプの光路結合用接着剤等を用いることができる。以上が、本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置８０の構造である。
【００７１】
［本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置の製造方法］
本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置８０は、周知の方法で製造できるため、その説明は省略する。
【００７２】
［本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置の機能］
続いて、本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置の機能について説明する。光送受信装置８０において、発光素子５０の発光部５１から出射された光は、図１６の矢印のように光導波路１０に入射し、上クラッド層１１及びコア層１２を経由して光伝搬方向変換面１４ａに達する。前述のように、コア層１２の屈折率は外クラッド層１５の屈折率よりも高く設定されているため、コア層１２に入射した光の全部又は一部は、光伝搬方向変換面１４ａにより反射され、伝搬方向を例えば９０°変換される。
【００７３】
前述のように、コア層１２の屈折率は、上クラッド層１１及び下クラッド１３の屈折率よりも高く設定されているため、伝搬方向を例えば９０°変換されてコア層１２に入射した光は、上クラッド層１１及び下クラッド１３へは透過せずにコア層１２内部を伝搬する。
【００７４】
コア層１２内部を伝搬した光は光伝搬方向変換面１４ｂに達する。前述のように、コア層１２の屈折率は外クラッド層１５の屈折率よりも高く設定されているため、光伝搬方向変換面１４ｂに達した光の全部又は一部は、光伝搬方向変換面１４ｂにより反射され、伝搬方向を例えば９０°変換される。伝搬方向を例えば９０°変換された光は、上クラッド１１を経由して受光素子６０の受光部６１に入射する。このように、光伝搬方向変換面１４ａ及び１４ｂは光の伝搬方向を変換する機能を有し、発光素子５０の発光部５１から出射された光は受光素子６０の受光部６１に伝搬される。
【００７５】
本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置８０によれば、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０を搭載した光送受信装置を実現することができる。従って、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０と同様の効果を奏する。
【００７６】
〈第５の実施の形態〉
第５の実施の形態では、第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板を用いた光送受信装置の他の例を示す。
【００７７】
［本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置の構造］
始めに、本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置８０Ａの構造について説明する。図１７は、本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置を例示する断面図である。図１７を参照するに、本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置８０Ａは、光導波路搭載基板４０（光導波路１０、配線基板２０、接着部３０）と、発光素子５０と、バンプ５２と、アンダーフィル樹脂７０と、光ファイバ９０と、接着部９１とを有する。光導波路搭載基板４０については第２の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。以下、本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置８０Ａについて、本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置８０と異なる部分についてのみ説明する。
【００７８】
光ファイバ９０は、配線基板２０の第１ソルダレジスト層２５ａ上に、光導波路１０から出射された光を入射可能な位置に接着部９１により固着されている。光ファイバ９０は、周知の光ファイバである。接着剤９１の材料としては、例えば熱硬化性のエポキシ系接着剤や、紫外線硬化性のエポキシ系接着剤等を用いることができる。以上が、本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置８０Ａの構造である。
【００７９】
［本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置の製造方法］
本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置８０Ａは、周知の方法で製造できるため、その説明は省略する。
【００８０】
［本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置の機能］
続いて、本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置の機能について説明する。光送受信装置８０Ａにおいて、発光素子５０の発光部５１から出射された光は、図１７の矢印のように光導波路１０に入射し、上クラッド層１１及びコア層１２を経由して光伝搬方向変換面１４ａに達する。前述のように、コア層１２の屈折率は外クラッド層１５の屈折率よりも高く設定されているため、コア層１２に入射した光の全部又は一部は、光伝搬方向変換面１４ａにより反射され、伝搬方向を例えば９０°変換される。
【００８１】
前述のように、コア層１２の屈折率は、上クラッド層１１及び下クラッド１３の屈折率よりも高く設定されているため、伝搬方向を例えば９０°変換されてコア層１２に入射した光は、上クラッド層１１及び下クラッド１３へは透過せずにコア層１２内部を伝搬する。
【００８２】
コア層１２内部を伝搬した光は、光導波路１０の光ファイバ９０側の端面から光導波路１０の外に出射される。光導波路１０の外に出射された光は、光ファイバ９０に入射する。光ファイバ９０に入射した光は、所定の場所に伝搬することができる。
【００８３】
本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置８０Ａによれば、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０を搭載した光送受信装置を実現することができる。従って、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路１０と同様の効果を奏する。
【００８４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００８５】
例えば、第４の実施の形態及び第５の実施の形態において、第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板を用いた光送受信装置を例示したが、第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板を用いても構わない。
【００８６】
又、第４の実施の形態において、発光素子及び受光素子を有する光送受信装置を例示し、第５の実施の形態において、発光素子を有し受光素子を有さない光送受信装置を例示したが、発光素子を有さず受光素子を有する光送受信装置を実現することもできる。この場合には、外部から入射された光の伝搬方向を受光素子の方向に変換する１つの光伝搬方向変換面を有する光導波路を用いればよい。
【００８７】
又、光導波路は、支持基板上にではなく、電気回路が形成された配線基板上に直接形成しても構わない。この場合には、図２に示す工程において、支持基板に代えて電気回路が形成された配線基板を準備すれば良い。
【００８８】
又、配線基板は、第２の実施の形態等で例示した態様に限定されることなく様々な配線基板を用いることができる。一例を挙げれば、基板の片面のみに配線層が形成された片面（一層）配線基板、基板の両面に配線層が形成された両面（二層）配線基板、スルービアで各配線層を接続する貫通多層配線基板、ＩＶＨ（Interstitial Via Hole）で特定の配線層を接続するＩＶＨ多層配線基板等である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路を例示する断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その１）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その２）である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その３）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その４）である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その５）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その６）である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その７）である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造工程を例示する図（その８）である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板を例示する断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造工程を例示する図（その１）である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造工程を例示する図（その２）である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板を例示する断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造工程を例示する図（その１）である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る光導波路搭載基板の製造工程を例示する図（その２）である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置を例示する断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係る光送受信装置を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０，１０Ａ  光導波路
１１  上クラッド層
１１ａ，１１ｂ  先端部
１２，１２ａ  コア層
１３  下クラッド層
１３ａ，２１ａ，２１ｂ  面
１４ａ，１４ｂ  光伝搬方向変換面
１４Ｘ，１４Ｙ  法線
１５，１５ａ，１５ｂ，４５，４５ａ  外クラッド層
１６  入射光
１８，１９  支持基板
２０  配線基板
２１  コア部
２１Ｘ，２４Ｘ，２４Ｙ  ビアホール
２２ａ  第１配線層
２３ａ  第２配線層
２２ｂ  第３配線層
２３ｂ  第４配線層
２４ａ  第１絶縁層
２４ｂ  第２絶縁層
２５ａ  第１ソルダレジスト層
２５ｂ  第２ソルダレジスト層
２５Ｘ  開口部
２６  ソルダランド
３０，９１  接着部
３０ａ  接着剤
４０，４０Ａ  光導波路搭載基板
５０  発光素子
５１  発光部
５２，６２  バンプ
６０  受光素子
６１  受光部
７０  アンダーフィル樹脂
８０，８０Ａ  光送受信装置
９０  光ファイバ
Ｌ１，Ｌ２  長さ
Ｔ１，Ｔ２  厚さ
θ１，θ２  角度
【図１】
2010139562.tif 000003
【図２】
2010139562.tif 000004
【図３】
2010139562.tif 000005
【図４】
2010139562.tif 000006
【図５】
2010139562.tif 000007
【図６】
2010139562.tif 000008
【図７】
2010139562.tif 000009
【図８】
2010139562.tif 000010
【図９】
2010139562.tif 000011
【図１０】
2010139562.tif 000012
【図１１】
2010139562.tif 000013
【図１２】
2010139562.tif 000014
【図１３】
2010139562.tif 000015
【図１４】
2010139562.tif 000016
【図１５】
2010139562.tif 000017
【図１６】
2010139562.tif 000018
【図１７】
2010139562.tif 000019