(57)【要約】【課題】基板上に配置される光デバイスと基板に形成される光導波路とをインタフェース接続する光接続構造を提供すること。【解決手段】本発明の製造方法では、ダイシング・テープ１４０上に、無機固体材料で形成されるウエハ１３０を準備するステップと、先端角を有するダイシングブレード１４２により、ウエハ１３０の裏面を略山形形状に切削するステップと、ダイシング・テープ１４０をウエハ１３０から剥離し、かつ略山形形状の谷で分離して、光接続要素として、ウエハ１３０の表面Ｍにあたる鏡面を有する３次元多面体の光反射部材１１４を得るステップとを含む。得られた光接続要素（１１４）は、光伝送基板１００が備える光導波路１０６ａに略直交して光伝送基板１００の基板主面に開口するトレンチ内に挿入されて、外部との光接続構造を与える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光接続要素を製造する方法であって、前記方法は、
ダイシング・テープ上に、無機固体材料で形成されるウエハを準備するステップと、
先端角を有するダイシングブレードにより、前記ウエハの裏面を略山形形状に切削するステップと、
前記ダイシング・テープを前記ウエハから剥離し、前記略山形形状の谷で分離して、前記光接続要素として、前記ウエハの表面にあたる鏡面を有する３次元多面体の光反射部材を得るステップと
を含み、前記光接続要素は、光伝送基板が備える光導波路に略直交して前記光伝送基板の基板主面に開口するトレンチ内に挿入されて、前記光伝送基板に対し外部との光接続構造を与える、製造方法。
【請求項２】
前記光接続要素として、得られた前記３次元多面体の光反射部材を含み前記基板主面に対し略垂直な内壁面を有した前記トレンチに嵌合する形状の光接続部品に成形するステップをさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ウエハを準備するステップの前に、前記ウエハの表面をエッチングして、前記光導波路のチャネルに対応する位置に凹曲面部を形成するステップをさらに含む、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記切削するステップでは、前記光伝送基板の基板主面に開口されるトレンチ底面の短辺の長さ以下のピッチ間隔で前記ウエハを略山形形状に切削する、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記成形するステップは、前記光導波路の光軸に対し略垂直となる前記光接続部品の外壁面に対し前記鏡面が略４５°傾斜するように構成するステップを含む、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
光信号を伝送する光伝送基板であって、前記光伝送基板は、
光導波路と、前記光導波路に略直交して基板主面に開口するトレンチ内に設けられ、前記光導波路の端面が近接する光接続部とを含み、前記光接続部は、
前記光導波路の光軸に対し斜交する鏡面を有し、無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材を含み、前記光伝送基板に対し外部との光接続構造を与える、光伝送基板。
【請求項７】
前記光反射部材は、ウエハの表面を前記鏡面として前記ウエハから切り出されたものである、請求項６に記載の光伝送基板。
【請求項８】
前記トレンチは、前記基板主面に対し略垂直な内壁面を有し、前記光接続部は、前記トレンチに嵌合する形状に成形された光接続部品が前記トレンチに挿入されることにより形成される、請求項７に記載の光伝送基板。
【請求項９】
前記鏡面は、前記３次元多面体の面として提供され、前記光導波路のチャネルに対応して凹曲面部を有する、請求項８に記載の光伝送基板。
【請求項１０】
前記光接続部は、前記光導波路のチャネルに対応して、前記光導波路のコア材料の光屈折率以上の光屈折率を有する材料から形成された垂直光導波路構造を有する、請求項９に記載の光伝送基板。
【請求項１１】
前記３次元多面体は、三角柱であり、前記鏡面は、前記光導波路の端面から射出される光線を前記基板主面に対し交差する方向、または前記基板主面を横断して入射した光線を前記光導波路の端面へ向けて反射する、請求項６に記載の光伝送基板。
【請求項１２】
前記光反射部材は、前記鏡面を除く複数の面が前記トレンチの内壁面に面接触し、前記鏡面は、前記面接触する複数の面を除く側面である、請求項６に記載の光伝送基板。
【請求項１３】
光伝送基板が備える光導波路に略直交して前記光伝送基板の基板主面に開口するトレンチ内に挿入される光接続部品であって、前記光接続部品は、
前記光接続部品に端面を近接させる前記光導波路の光軸に対し斜交するよう構成された鏡面を有し、無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材を含み、前記光伝送基板に対し外部との光接続構造を与える、光接続部品。
【請求項１４】
前記光反射部材は、ウエハの表面を前記鏡面として前記ウエハから切り出されたものである、請求項１３に記載の光接続部品。
【請求項１５】
前記光接続部品は、前記基板主面に対し略垂直な内壁面を含む前記トレンチに嵌合する形状に成形されている、請求項１４に記載の光接続部品。
【請求項１６】
前記鏡面は、前記３次元多面体の面として提供され、前記光導波路のチャネルに対応して凹曲面部を有する、請求項１５に記載の光接続部品。
【請求項１７】
前記光接続部品は、前記光導波路の光軸に対し前記鏡面のレベルを位置決めする位置固定部材をさらに備える、請求項１６に記載の光接続部品。
【請求項１８】
光信号を伝送する光伝送基板が備える光導波路を、外部と光インタフェース接続させる方法であって、前記方法は、
前記光導波路に略直交して前記光伝送基板の基板主面にトレンチを開口するステップと、
前記トレンチ内に、前記光導波路の光軸に対し斜交する鏡面を有し、無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材を含む光接続部を、前記光導波路の端面に近接させて設けて、前記光伝送基板に対し外部との光接続構造を与えるステップと
を含む、接続方法。
【請求項１９】
光信号を伝送する光伝送基板と、前記光伝送基板上に配置される光デバイスとを含む光伝送システムであって、前記光伝送基板は、
光導波路と、前記光導波路に略直交して基板主面に開口するトレンチ内に設けられ、前記光導波路の端面が近接する光接続部とを含み、前記光接続部は、
前記光導波路の光軸に対し斜交する鏡面を有し、無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材を含み、前記光デバイスと前記光導波路とは、前記光接続部により与えられる光接続構造の前記鏡面を介して結合される、光伝送システム。
【請求項２０】
光信号を伝送する光伝送基板であって、前記光伝送基板は、
光導波路と、前記光導波路に略直交して基板主面に開口し、前記基板主面に対し略垂直な内壁面を有するトレンチ内に設けられ、前記光導波路の端面が近接する光接続部とを含み、前記光接続部は、
前記トレンチに嵌合する形状に成形された光接続部品が前記トレンチに挿入されることにより形成され、前記光導波路の光軸に対し斜交する鏡面を有し無機固体材料で形成される３次元多面体の形状の光反射部材を含み、前記光伝送基板に対し外部との光接続構造を与え、
前記光反射部材は、前記３次元多面体が三角柱であり、ウエハの表面を前記鏡面として前記ウエハから切り出されたものであり、前記鏡面を除く複数の面が前記トレンチの内壁面に面接触し、
前記鏡面は、前記３次元多面体の面として提供され、前記光導波路のチャネルに対応して凹曲面部を有し、前記光導波路の端面から射出される光線を前記基板主面に対し交差する方向、または前記基板主面を横断して入射した光線を前記光導波路の端面へ向けて反射する、光伝送基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光配線技術に関連し、より詳細には、基板上に配置される光デバイスと基板に形成される光導波路とをインタフェース接続する光接続構造を与えるための光接続要素の製造方法、該光接続構造を備える光伝送基板、光接続構造を与える光接続部品、接続方法および光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メインフレームなどのハイエンド・サーバシステムにおいては、より高速な情報処理を実現するために、プロセッサ・コア間を光配線を用いて相互接続する技術が導入されている。そして、サーバシステムの中央演算ユニット（ＣＰＵ）が高性能化するにつれ、パッケージング密度およびＣＰＵコア数が増大し、単位プロセッサ・コア当たりの光データリンクのチャンネル数が増大している。このような背景から、プロセッサやメモリなどのデバイス間を高速かつ高密度に接続する技術の開発が要望されている。
【０００３】
上述のような高速かつ高密度にデバイス間を接続する技術の有望な候補として、プリント配線基板（ＰＣＢ）表面に光導波路を形成し、この光導波路を介して基板上のチップ間のデータリンクを実現する技術が注目されている。しかしながら、この技術においては、基板に形成された光導波路と基板上のチップとの間のインタフェース接続を、如何に効率的に実現するかということがひとつの課題となる。
【０００４】
図１４は、従来技術における光導波路と外部との光接続構造の断面図を示す。図１４に示す光接続構造５００は、電気配線が形成された電気配線基板５０２と、電気配線基板５０２表面に形成された光配線層５０６とを含む。光配線層５０６は、光信号を伝送するコア５０８と、このコア５０８を取り囲むように形成されたクラッド層５０４ａ，５０４ｂとを含む。光配線層５０６には、そのコア５０８の経路の途中に、コア５０８の光軸および電気配線基板５０２上面に対し垂直な端面５１２と、４５°傾斜角を有する反射面５１０とが切り出されている。反射面５１０および端面５１２は、レーザ加工法により形成され、反射面５１０には、さらに金やアルミニウムなどがマスク蒸着される。
【０００５】
図１４に示す光接続構造５００では、コア５０８内を伝搬する光線は、破線で図示する方向にコア５０８内を進行し、端面５１２から射出し、反射面５１０に入射角４５度で入射し、直角に反射されて基板外部に射出される。外部に射出された光線は、基板上の受信機などに入射される。また、基板上の送信機などが備えられる場合には、送信機から射出された光線は、反射面５１０に入射角４５度で入射し、直角に反射され、端面５１２からコア内に入射し、コア５０８内を逆に伝搬する。このように、図１４に示す光接続構造５００では、基板上に配置される受信機または送信機などの光デバイスと基板の光導波路とが、インタフェース接続される。
【０００６】
その他、光通信のインタフェース接続のための反射面を形成する手法としては、特開２００１−１９５７７１号公報（特許文献１）は、異方性エッチング法を用いて、シリコン基板上にマイクロミラーを形成し、あるいはシリコン基板の異方性エッチングにより形成されたマイクロミラー面に接するように光導波路を形成して、光導波路端面にマイクロミラー面の形状を転写することでハーフミラーを形成する技術を開示している。さらに、特開２００６−２５９５９０号公報（特許文献２）は、４５°角度付きシリコン用のダイシングソーを用いて、光軸に対し４５°の角度で切断し、サブマウントに４５°ミラー面を形成する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９５７７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５９５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１４に示す光接続構造において、反射面５１０および端面５１２は、概ね５０μｍ〜数ｍｍのサイズにより加工されるが、反射面５１０は、これまで、レーザ加工法により形成されていた。しかしながら、レーザ加工法は、斜面では加工性が劣化し、特に微細な領域では、その加工性の劣化が著しくなってしまう。このため、平坦度の高い反射面を得ることが難しく、反射損失が高くなってしまうという点で充分なものではなかった。
【０００９】
また、特許文献１および特許文献２に開示される技術は、シリコン基板に反射面を形成するというものである。したがって、特許文献１および特許文献２の技術は、図１４に示すような、光配線層５０６内に形成できるものではなく、シリコン基板に形成した反射面を光配線層５０６内に配置できるというものでもない。加えて、上記特許文献２の技術では、反射面自体がダイシングソーにより切削されて形成されるため、平坦度の高い反射面を得ることが難しく、反射損失が高くなってしまうという点で充分なものではなかった。
【００１０】
すなわち、光伝送基板に形成される光導波路と光伝送基板上の光デバイスとの間を、低い反射損失で、効率的にインタフェース接続する技術の開発が、依然として望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、基板上に配置される光デバイスと基板に形成される光導波路とを、低い反射損失で効率的にインタフェース接続することが可能な光接続構造を与えるための光接続要素の製造方法、該光接続構造を備える光伝送基板、光接続構造を与える光接続部品、接続方法および光伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、光伝送基板に形成される光導波路と外部とをインタフェース接続させる手法について鋭意検討を行い、光導波路に略直交して基板表面にトレンチ（溝）を設けて、このトレンチ内に、高い精度で加工された小型の光反射部材を配置することができれば、上記従来技術の問題点を解決することができるという着想を得た。そして、本発明者等は、上述した着想のもと鋭意検討した結果、ダイシングブレードにより無機固体材料で形成されるウエハの裏面を切削し、分離し、ウエハの表面にあたる鏡面を有する３次元多面体の部材を得て、これを上記光反射部材として用いることにより、低い反射損失で効率的にインタフェース接続が可能な光接続構造を実現できることを見出し、本発明に至ったのである。
【００１３】
すなわち、本発明によれば、光伝送基板が備える光導波路に略直交して光伝送基板の基板主面に開口するトレンチ内に挿入されて光伝送基板に対し外部との光接続構造を与える光接続要素を製造する方法が提供される。本発明による製造方法では、まず、ダイシング・テープ上に無機固体材料で形成されるウエハを準備し、先端角を有するダイシングブレードにより、ウエハの裏面を略山形形状に切削する。そして、ダイシング・テープをウエハから剥離し、また略山形形状の谷で分離する。これによって、上記光接続要素として、ウエハの表面にあたる鏡面を有する３次元多面体の光反射部材を得る。
【００１４】
上記構成によれば、機械化学研磨加工等により鏡面研磨され高い平坦度を有し、ダイシングブレードなどによる機械的な加工が加えられないウエハ表面を、光反射部材の鏡面として提供することができる。このため、良好な反射効率を実現することが可能となる。また、ウエハ表面には、予め金属層やコート層を形成しておくことができるため、反射効率を簡便に向上させることが可能となる。さらに、得られる光反射部材は、ダイシングブレードによって高い精度で加工されているため、鏡面を光導波路の光軸に対して所定の角度で傾斜するよう調整する際にも有利である。
【００１５】
さらに本発明では、上記３次元多面体の光反射部材を含んで、基板主面に対し略垂直な内壁面を有したトレンチに嵌合する形状の光接続部品に成形することができる。さらに本発明では、予め、ウエハ表面をエッチングして、光導波路のチャネルに対応する位置に凹曲面部を形成することができる。上記構成により、ウエハ裏面の切削パターンに高い精度で整合する凹曲面部のパターンをウエハ表面に形成することが可能となる。このため、本発明による製造方法は、光導波路のコアに対応した凹曲面の鏡面を形成する観点からも有利であると言える。本発明では、また、上記光接続部は、光導波路のチャネルに対応して、この光導波路のコア材料の光屈折率以上の光屈折率を有する材料から形成された垂直光導波路構造を有することができる。また、上記垂直光導波路構造は、光接続部の光反射部材に接触してコア材料より大きな光屈折率を有する部分を備えることができる。この場合、反射部位近傍でも光の閉じ込め効果が得られるため、インタフェース接続における損失を好適に低減することができる。
【００１６】
また本発明では、光伝送基板の基板主面に開口されるトレンチ底面の短辺の長さ以下のピッチ間隔でウエハを略山形形状に切削することができる。さらに、光導波路の光軸に対し略垂直となる光接続部品の外壁面に対し、光反射部材の鏡面が略４５°傾斜するように構成することができる。また、上記ダイシングブレードの先端角を略９０°とすることができる。
【００１７】
また本発明によれば、光信号を伝送する光伝送基板が提供される。本発明による光伝送基板では、光導波路に略直交して基板主面に開口するトレンチ内に、光導波路の光軸に対し斜交する鏡面を有し無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材を含む光接続部が、上記光導波路の端面に近接して設けられる。そして、この光接続部は、光伝送基板に対し外部との光接続構造を与える。
【００１８】
本発明の上記構成では、光伝送基板から独立して高い精度で加工される３次元多面体の部材が有する鏡面によって反射面が与えられる。したがって、光接続構造は、光伝送基板の光導波路と外部とを、低い反射損失で効率的にインタフェース接続することを可能とする。
【００１９】
本発明では、さらに、ウエハの表面を上記鏡面としてウエハから切り出されたものを、上記３次元多面体の光反射部材として用いることができる。ウエハ材料の表面は、機械化学研磨加工などにより鏡面研磨することができるため、その平坦度を極めて高くすることができる。上記構成により、高い平坦度を有するウエハ表面を鏡面として利用することが可能となり、ひいては良好な反射効率を実現することが可能となる。さらに、ウエハ表面には、予め金属層やコート層を形成しておくことができるため、高い反射効率を向上させる際にも有利である。
【００２０】
また本発明では、光導波路に略直交して基板主面に開口するトレンチは、基板主面に対し略垂直な内壁面を有し、光接続部は、トレンチに嵌合する形状に成形された光接続部品が上記トレンチ内に挿入されることにより形成されるよう構成することができる。上記構成により、光反射部材が光伝送基板に開口するトレンチに嵌合する形状にモジュール化されているため、光接続構造を形成する際の光導波路の光軸と鏡面とのアライメントが容易なものとなる。
【００２１】
さらに、本発明では、上記光反射部材の鏡面は、上記３次元多面体の面として提供され、光導波路のチャネルに対応して凹曲面部を有するよう構成することができる。上記構成により、鏡面に形成された凹曲面部が凹面鏡として働き、鏡面で反射する光線の広がりを好適に低減することができる。
【００２２】
また本発明では、上記３次元多面体は、三角柱として構成することができる。そして、光導波路の端面から射出される光線は、基板主面に対し略垂直方向へ向けて反射され、反対に基板主面に対し略垂直方向から入射した光は、光導波路の端面へ向けて反射される。また本発明では、上記光反射部材は、鏡面を除く複数の面がトレンチの内壁面に面接触し、鏡面は、面接触する複数の面を除く側面とすることができる。
【００２３】
また、本発明によれば、無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材を含み、上記光接続構造を与える光接続部品が提供される。上記光接続部品は、さらに、光導波路の光軸に対し光反射部材の鏡面のレベルを位置決めする位置固定部材をさらに備えることができる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、光信号を伝送する光伝送基板が備える光導波路を、外部にインタフェース接続させる方法が提供される。本発明による接続方法では、まず光導波路に略直交して光伝送基板の基板主面にトレンチを開口する。そして、上記トレンチ内に、光導波路の端面に近接させて、光導波路の光軸に対し斜交する鏡面を有し、無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材を含む光接続部を設ける。上記構成により、光伝送基板に形成される光導波路と外部とを簡便にインタフェース接続させることが可能となる。
【００２５】
さらに本発明によれば、上記光伝送基板と、光伝送基板上に配置される光デバイスとを含む光伝送システムが提供される。本発明による光伝送システムでは、基板上の光デバイスと光導波路とが、上記無機固体材料で形成される３次元多面体の光反射部材の鏡面を介して結合される。上記構成により、光データ伝送の際に生じ得る損失を良好に低減させて、光伝送基板上の光デバイス間の光データリンクを実現することができる。さらに、鏡面が光導波路のコアに対応して凹曲面部を有する場合には、信号を伝達する光線の広がりが好適に低減することができ、ひいては、コア間のクロストークや信号強度の低下を好適に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態による光プリント配線基板の構造を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態による、光接続部品が嵌め込まれる前の光プリント配線基板を示す断面図。
【図３】本発明の実施形態による光接続部品の光反射部材の製造方法を、各工程における断面構造とともに示す図。
【図４】（Ａ）シリコンウエハの裏面の模式図、および（Ｂ）シリコンウエハから切り出された光反射部材の斜視図。
【図５】曲面部を有する鏡面の形成方法の一例を、各工程における断面構造とともに示す図。
【図６】液体エッチング剤を用いる場合の実施形態における曲面部を有する鏡面Ｍの形成方法を示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態の光プリント配線基板を用いて構成された光伝送システムを示す図。
【図８】本発明の他の実施形態による光プリント配線基板の構造を示す図。
【図９】本発明のさらに他の実施形態による光プリント配線基板の構造を示す図。
【図１０】（Ａ）ダイシング済みのシリコンウエハの外観を示す写真、（Ｂ）切削部分のウエハ表面とウエハ表面の高さ測定による断面プロファイルとを示す図および（Ｃ）取り出したひとつの棒状のシリコン・ミラーを示す図。
【図１１】（Ａ）シリコン・ミラーの光学顕微鏡像および（Ｂ）シリコン・ミラーの端部を写した電子顕微鏡像。
【図１２】静電力ピンセット装置の支持板の端部に静電吸着されたシリコン・ミラーの様子を示す（Ａ）模式図および（Ｂ）写真。
【図１３】（Ａ）作製した光接続構造の断面を示す写真および（Ｂ）基板上面から略垂直に基板を撮像した写真。
【図１４】従来技術における光導波路と外部との光接続構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明するが、本発明は、添付の図面に示す実施形態に限定されるものではない。なお、添付の図面は、必ずしも縮尺比に従って縮小または拡大されたものではないことに留意されたい。
【００２８】
以下、電気配線基板上に光配線層が形成された光プリント配線基板を光伝送基板の一例として、本発明の実施形態ついて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施形態による光プリント配線基板１００の構造を示す。図１（Ａ）は、光プリント配線基板１００の上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す切断面Ｘでの光プリント配線基板１００の断面図である。図１に示す光プリント配線基板１００は、電気配線が形成された電気配線基板１０２と、電気配線基板１０２上にその全面または一部を覆うように形成された光配線層１０６とを含む。電気配線基板１０２は、光プリント配線基板１００上に搭載される電子装置に対し、電気信号および電力を伝達する、いわゆる多層プリント配線基板で（ＰＣＢ）ある。
【００３０】
光配線層１０６は、光導波路のチャネルを構成するコア１０８と、このコア１０８を囲繞するクラッド層１０４ａ，１０４ｂとを含む。図１（Ａ）に示すように、光配線層１０６は、複数のコア１０８を含んで構成することができ、複数のコア１０８を含む場合には、クラッド層１０４は、複数のコアそれぞれを囲繞する単一のクラッド層として構成することができる。
【００３１】
コア１０８およびクラッド層１０４を含む光配線層１０６は、例えばフォトリソグラフィにより、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、エポキシ系樹脂などの感光性の有機高分子材料を用いて形成され、所望の回路形状の光配線が画定される。なお、コア１０８およびクラッド層１０４は、異なる屈折率を有する材料により形成される。
【００３２】
ここで、光配線層１０６において、図１（Ａ）に破線で示す一群のコア１０８を含んで画定される部分を並列光導波路１０６ａとして参照する。並列光導波路１０６ａは、幅Ｌを有する。光配線層１０６には、その並列光導波路１０６ａの経路の途中に、並列光導波路１０６ａに略直交して、かつ電気配線基板１０２上面に対して垂直にトレンチ（溝）が開口されている。本実施形態の光プリント配線基板１００では、このトレンチ内に光接続部品１１０が嵌合されている。そして、光接続部品１１０は、並列光導波路１０６ａの各コア１０８の光軸に対し略４５度の傾斜角を有して斜交する鏡面Ｍを含む。これにより、並列光導波路１０６ａを外部にインタフェース接続させるための光接続構造が与えられる。
【００３３】
図１に示す光プリント配線基板１００では、光プリント配線基板１００上に受信機などが配置される場合、各コア１０８を伝搬する光は、破線で示す光路Ｂを辿る。すなわち、各コア１０８を伝搬する光は、鏡面Ｍに入射角４５度で入射し、並列光導波路１０６ａの光軸に対して直角に反射し、基板上面から垂直に外部へ向けて射出する。外部に射出された光線は、光プリント配線基板１００上に配置される受信機などに入射し、光電変換素子により電気信号に変換される。
【００３４】
一方、光プリント配線基板１００上に送信機などが配置される場合、送信機から基板に対し垂直に入射した光線は、鏡面Ｍに入射角４５度で入射し、直角に反射され、コア１０８内に入射し、コア１０８内を逆方向に伝搬する。このように、光プリント配線基板１００では、光接続部品１１０がトレンチ内に挿入されることにより与えられる光接続構造によって、基板上に配置される受信機または送信機などの光デバイスと、基板の並列光導波路１０６ａとがインタフェース接続される。
【００３５】
図２は、光接続部品１１０が嵌め込まれる前の光プリント配線基板１００の断面図を示す。なお、図２に示す断面図も、図１（Ｂ）と同様に、図１（Ａ）に示す切断面Ｘに対応する。図２に示すように、光プリント配線基板１００は、基板表面に開口するトレンチ１２０が形成されている。トレンチ１２０は、並列光導波路１０６ａに直交し、コア１０８の光軸および基板上面に対し垂直なファセット端面Ｆを内壁面として含む。トレンチ１２０の他の内壁面も同様に、光接続構造を良好に形成する観点からは、基板主面に対し垂直に形成されていることが好ましい。
【００３６】
トレンチ１２０のサイズは、並列光導波路１０６ａが含むコアの配列に対応して、特に限定されるものではないが、断面横方向の長さを概ね３５μｍ〜１ｍｍとし、幅（並列光導波路１０６ａの幅Ｌに対応する。）を概ね数ｍｍ〜数ｃｍとすることができる。トレンチ１２０の深さは、光配線層１０６の厚みや、並列光導波路１０６ａのコアの深さに応じた深さとすることができる。図１および図２に示す実施形態では、トレンチ１２０は、その底面が電気配線基板１０２の表面と一致するよう構成されている。しかしながら、後述する鏡面Ｍを提供する光反射部材１１４のサイズによっては、トレンチ１２０は、例えば光配線層１０６の途中までの深さにて形成されていてもよい。このトレンチ１２０は、例えばレーザ加工法により、光プリント配線基板１００の表面に形成される。
【００３７】
トレンチ１２０内に挿入される光接続部品１１０は、鏡面Ｍを提供する光反射部材１１４と、接続部材１１６と、支持板１１２とを含む。接続部材１１６は、コア１０８と、鏡面Ｍと、支持板１１２とを接続し、光を伝搬させる媒体を提供する。接続部材１１６は、光反射部材１１４を固着し、また上記ファセット端面Ｆに対向させる外壁面Ｃを有し、光接続部品１１０をトレンチ１２０に嵌合させる形状としている。支持板１１２は、接続部材１１６とともに光を伝搬させる媒体を提供し、加えて、光接続部品１１０が、鏡面Ｍがコア１０８のレベルに適合する所定深さまで差し込まれて停止するよう位置決めする、位置決め部材として機能する。接続部材１１６および支持板１１２は、上述したような光透過性のある有機高分子材料を用いて形成される。また、光接続部品１１０が嵌め込まれる際には、トレンチ１２０と光接続部品１１０との隙間に、透明な樹脂接着剤が注入され、光接続部品１１０がトレンチ１２０内に固定される。
【００３８】
光反射部材１１４は、３次元多面体の形状を有し、その一面により鏡面Ｍが与えられる。光反射部材１１４は、好ましい実施形態では、図２に示すような、概ね直角二等辺三角柱の形状とすることができる。この場合、直角二等辺三角形状の断面の底辺を含む三角柱の側面が鏡面Ｍが与えられる。しかしながら、３次元多面体は、直角二等辺三角柱に限定されるものではなく、台形、不等辺三角形の断面を有し、トレンチ内に配置されて鏡面Ｍが９０°反射するよう構成される如何なる３次元多面体の形状を用いることができる。以下、光反射部材１１４が直角二等辺三角柱の形状を有するものとして説明する。
【００３９】
光接続部品１１０において、鏡面Ｍは、外壁面Ｃに対して略４５度の角度を有するように接続部材１１６に固着され、トレンチ１２０内に挿入された時に、並列光導波路１０６ａのコア１０８の光軸に対し略４５度の傾斜角を有して斜交するよう調整されている。光反射部材１１４の三角柱の長さは、好適には、並列光導波路１０６ａを横断する長さにわたって形成されるトレンチ幅に一致し、断面の二辺は、好適には、トレンチ底面の短辺の長さに一致する。
【００４０】
光反射部材１１４の鏡面Ｍは、一面にわたって平面形状とすることができ、あるいは、並列光導波路１０６ａの各コア１０８に対応して、球面または非球面の凹曲面部を有する形状とすることができる。光反射部材１１４の鏡面Ｍが凹曲面部を有する場合には、鏡面Ｍで反射される反射光が集光され、光信号を伝送する光線の広がりが好適に低減される。また、光反射部材１１４の鏡面Ｍには、反射率を向上させるために、予め、金やクロムなどの金属層や、誘電体材料などのコート層を形成しておくこともできる。
【００４１】
本発明の実施形態による光反射部材１１４は、単結晶のシリコンウエハを用いて形成することができる。しかしながら、光反射部材１１４を形成するために用いる材料は、上述したシリコンウエハに限定されるものではなく、他のシリコン系ウエハ、ＧａＡｓウエハやその他の化合物半導体ウエハ、酸化物単結晶ウエハ、金属板など、高い加工性を有する各種ウエハ形状の結晶性または非晶質の無機固体材料を用いて形成することもできる。
【００４２】
以下、図３および図４を参照して、本発明の実施形態による光接続部品の製造方法を説明する。図３（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施形態による光接続部品の光反射部材の製造方法を、各工程における断面構造とともに示す図である。なお、ここでは、シリコンウエハを用いて光反射部材１１４を形成する場合を例として説明する。
【００４３】
図３（Ａ）を参照すると、本製造方法では、まずシリコンウエハ１３０をダイシング・テープ１４０を介してリングフレーム（図示せず。）にマウントする。また、ここでは、光接続部品１１０において鏡面Ｍとして用いるシリコンウエハ１３０の表面を保護するように、ダイシング・テープ１４０にマウントされる。準備されるシリコンウエハ１３０は、予め裏面研磨などにより、所望の厚みに薄層化されたものであり、概ね３０μｍ〜１ｍｍの厚みの薄層のウエハ形状を有している。
【００４４】
なお、光反射部材１１４の鏡面Ｍに凹曲面部を形成しようとする場合には、準備されるシリコンウエハ１３０の表面には、予め凹曲面部が形成されている。また、光反射部材１１４の鏡面Ｍに金属層やコーティング層を形成しようとする場合には、準備されるシリコンウエハ１３０の表面には、予め金属層がメッキまたは蒸着され、誘電体材料などのコート層がコーティングされている。
【００４５】
図３（Ｂ）を参照すると、本製造方法では、続いて、略９０度の先端角を有するダイシングブレード１４２を用いて、シリコンウエハ１３０の裏面を所定のピッチ間隔Ｐで山形形状に切削する。このピッチ間隔Ｐは、光反射部材１１４の断面の直角二等辺三角形状の対辺の長さに対応し、光接続部品を取り付ける並列光導波路の形状に応じて、例えば５０μｍ〜１．４ｍｍの長さに設定される。また、図３（Ｂ）に示すステップに前後して、ブレードダイシング法またはステルスダイシング法により、山形形状の切削方向に垂直な方向についても、並列光導波路の幅Ｌに対応して、適切な間隔で切断される。
【００４６】
図４（Ａ）は、ダイシングされたシリコンウエハ１３０の裏面を模式的に示す。図４に示すように、シリコンウエハ１３０は、所定ピッチ間隔Ｐで山形形状に切削され、一方、山形形状の切削方向に垂直な方向Ｄで、並列光導波路の幅Ｌに対応する所定ピッチ間隔Ｌで切断される。
【００４７】
図３（Ｃ）を参照すると、本製造方法では、続いて、ダイシング・テープ１４０の裏面から紫外光を照射し、テープ接着性を低下させて、ダイシング・テープ１４０をシリコンウエハ１３０の表面から剥離する。
【００４８】
図３（Ｄ）を参照すると、本製造方法では、続いて、シリコンウエハ１３０から切削された山形形状をそれぞれ分離し、直角二等辺三角柱の形状を有する複数の光反射部材１１４を得る。この時、山形形状の谷にカミソリ刃を押し当てて、光反射部材１１４を分離することができる。その他、エキスパンド・タイプのダイシング・テープ１４０を用いる場合には、ダイシング後に、ダイシング・テープ１４０をエキスパンドして、ウエハ面方向に力を作用させて分割してもよい。
【００４９】
図４（Ｂ）は、シリコンウエハから切り出された光反射部材１１４の斜視図を示す。図４（Ｂ）に示すように、得られる光反射部材１１４は、概ね直角二等辺三角柱の形状を有し、三角柱の底面（断面）の頂点Ｔの対辺Ｏを短辺として構成される長さＬおよび幅Ｐの鏡面Ｍを有する。シリコンウエハ１３０の表面は、通常、機械化学研磨（ＣＭＰ）加工により鏡面研磨されているため、その平坦度を極めて高くすることができる。本発明の実施形態による製造方法では、ダイシングブレードなどによる機械的な加工が加えられないウエハ表面が鏡面Ｍとして提供されるため、良好な反射効率を実現することが可能となる。さらに、ウエハ表面には、予め金属層やコート層を形成することができるため、さらに高い反射効率を実現することが可能となる。
【００５０】
また、得られる光反射部材１１４は、ダイシングの際に設定したピッチ間隔Ｐおよびピッチ間隔Ｌで規定されるサイズの概ね直角二等辺三角柱の形状に高い精度で加工されるため、鏡面Ｍを光導波路の光軸に対して所定の角度で傾斜するよう調整する際にも有利である。
【００５１】
図４（Ｂ）に示すような光反射部材１１４が得られた後は、光反射部材１１４を、例えば静電力ピンセットなどを用いて、鏡面Ｍが向く方向を調整して適切な金型内に配置し、上述した有機高分子材料を金型内に注入し、光反射部材１１４を埋め込んで成形し、図１および図２に示した形状に加工することができる。そして、図２に示すように、光プリント配線基板１００に形成されたトレンチに嵌合する形状を有する光接続部品１１０として、モジュール化する構成により、光接続時における光導波路の光軸と鏡面とのアライメントが容易なものとなる。
【００５２】
以下、図５を参照して、曲面部を有する鏡面の形成方法について説明する。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、曲面部を有する鏡面Ｍの形成方法の一例を、各工程における断面構造とともに示す図である。なお、図５には、後段の図３（Ｂ）で示す工程で行われる切削面が破線にて示されている。図５に示す形成方法は、図３（Ａ）でダイシング・テープ１４０にマウントされる前に実施される。そして、図５に示す各工程は、図３（Ｂ）で示す工程で切削される略山形形状のパターンに対応してアライメントされて施される。
【００５３】
図５（Ａ）を参照すると、本形成方法では、まず、シリコンウエハ２３０の表面上にポジ型のレジスト膜２４０を塗布し、その上からグレイスケール・マスク２５０を配置する。グレイスケール・マスク２５０は、ガラス基板２５４と、ガラス基板２５４上にパターニングされた薄膜２５２とを含む。薄膜２５２は、光反射部材１１４がトレンチ内に配置された時に、光導波路の各コアの光軸と交わる鏡面の位置に凹曲面が形成されるようにパターニングされている。
【００５４】
図５（Ｂ）を参照すると、本形成方法では、グレイスケール・マスク２５０を介してポジ型のレジスト膜２４０を露光し、現像する。グレイスケール・マスク２５０の薄膜２５２のパターンにより露光強度が制御され、ポジ型のレジスト膜２４０が凹曲面部に対応する形状に露光される。そして、この露光されたレジスト膜２４０を現像すると、感光した部分が除去されて、凹曲面の形状がレジスト膜２４０に形成され、図５（Ｂ）に示す状態となる。
【００５５】
図５（Ｃ）を参照すると、本形成方法では、続いて、シリコンウエハ２３０を、現像済みのレジスト膜２４０とともに、プラズマエッチングガスを用いて、等方的にドライエッチングする。このドライエッチングにより、レジスト膜２４０に形成された凹曲面形状が、シリコンウエハ２３０に転写され、シリコンウエハ２３０の表面上に凹曲面部２３０ａが形成される。
【００５６】
図５（Ｄ）を参照すると、本形成方法では、続いて、残余のレジスト膜２４０を除去し、シリコンウエハ２３０の凹曲面部が形成された表面に、クロムおよび金の金属層を蒸着し、コーティング層をスピンコートなどによりコーティングし、反射向上層２３２を形成する。図５に示した形成方法が施された後は、図３（Ａ）で凹曲面のパターンに対応してアライメントされて、シリコンウエハ２３０がダイシング・テープ１４０上にマウントされ、図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示す各プロセスが行われる。
【００５７】
なお、曲面部を有する鏡面の形成方法する方法は、図５に示す実施形態に限定されるものではない。他の実施形態では、例えば、ポジ型のレジスト膜２４０に代えて、ネガ型のレジスト膜を用いてもよい。さらに他の実施形態では、グレイスケール・マスク２５０に代えて、所望の凹曲面形状を有する金型をレジスト膜２４０に押圧することで、図５（Ｂ）に示すような凹曲面形状をレジスト膜２４０に形成することもできる。
【００５８】
さらに他の実施形態では、各凹曲面部の中心に対応するレジスト膜２４０の箇所を開口し、その開口から液体エッチング剤を用いて等方的にウエット・エッチングを施すことにより、所望の凹曲面形状をシリコンウエハ２３０の表面に形成することもできる。図６は、液体エッチング剤を用いる場合の実施形態における、曲面部を有する鏡面Ｍの形成方法を示す図である。図６（Ａ）は、レジスト膜の上面図を示し、図６（Ｂ）は、断面図を示す。
【００５９】
図６（Ａ）および（Ｂ）を参照すると、他の実施形態の形成方法では、リソグラフィーにより、レジスト膜２４０の凹曲面部に対応する箇所に開口部２４２が形成される。開口部２４２は、各鏡面反射部材となる領域の略中央に、所定のピッチ間隔Ｓで形成される。このピッチ間隔Ｓは、並列光導波路１０６ａに含まれるコア間のピッチ間隔に対応する。図６（Ａ）および（Ｂ）に示すエッチング・マスクを用いて、シリコンウエハ２３０の表面を等方的にウエット・エッチングすることによって、所望の凹曲面形状を表面に形成することができる。
【００６０】
以上説明した形成方法により鏡面Ｍに形成される凹曲面は、凹面鏡として働き、鏡面Ｍで反射する光線の広がりを好適に低減することができる。上述したように、本発明の実施形態による光接続部品の製造方法では、ウエハ表面を鏡面Ｍとして利用することができる。そして、凹曲面部などウエハ表面に形成される形状は、ウエハ裏面の切削パターンに対して高い精度で整合させて形成することができる。このため、本製造方法は、光導波路のコアに対応した凹曲面の鏡面を形成する観点からも有利であると言える。
【００６１】
以下、図７を参照して、本発明の第１の実施形態による光プリント配線基板を用いた光伝送システムについて説明する。図７は、本発明の第１の実施形態の光プリント配線基板を用いて構成された光伝送システムを示す。図７に示す光伝送システム１５０は、電気配線基板１０２と、光配線層１０６に画定される並列光導波路１０６ａとを含む。電気配線基板１０２上には、光送信チップ・モジュール１６０と、光受信チップ・モジュール１８０とが搭載されている。並列光導波路１０６ａには、その両端部となる箇所に形成された２つのトレンチ内に、それぞれ光接続部品１１０ａ，１１０ｂが嵌め込まれている。
【００６２】
光送信チップ・モジュール１６０は、はんだバンプ１６４を介して電気配線基板１０２上に搭載されるキャリア１６２と、はんだバンプ１６８を介して、キャリア１６２上に搭載されるＬＤＤ（Laser Diode Driver）アレイＩＣ１７０とを含む。キャリア１６２は、レンズアレイおよびＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）アレイを含む光学コンポーネント１６６を有する。ＶＣＳＥＬアレイは、ＬＤＤアレイＩＣ１７０により駆動されて、各チャンネルの光信号を光接続部品１１０ａを介して、並列光導波路１０６ａ中のそれぞれのコア１０８に入射させる。
【００６３】
光受信チップ・モジュール１８０は、はんだバンプを介して電気配線基板１０２上に搭載されるキャリア１８２と、はんだバンプを介してさらにキャリア１８２上に搭載されるＴＩＡ（Transimpedance-Amplifier ）アレイＩＣ１８６とを含む。キャリア１８２は、レンズアレイおよびＰＤ（Photo Diode）アレイを含む光学コンポーネント１８４を有する。各チャンネルの光信号が光接続部品１１０ａを介してＰＤアレイの各チャンネルに入射されると、ＴＩＡアレイＩＣ１８６は、ＰＤアレイ１８４から入力される電流信号から電圧信号に変換する。
【００６４】
このように、図７に示す光伝送システム１５０では、光接続部品１１０ａ，１１０ｂにより、光送信チップ・モジュール１６０および光受信チップ・モジュール１８０などの基板上に搭載される光デバイスと、並列光導波路１０６ａとがインタフェース接続され、これら光デバイス間の光データリンクが実現される。上述したように、本発明の実施形態による光接続部品１１０の鏡面Ｍは、高い平坦度を有し、光データ伝送の際に生じ得る損失を良好に低減させることを可能とする。さらに、鏡面Ｍが並列光導波路のコアに対応して凹曲面部を有する場合には、信号を伝達する光線の広がりが好適に低減することができ、ひいては、コア間のクロストークや信号強度の低下を好適に低減することができる。
【００６５】
以下、図８および図９を参照して、本発明の他の実施形態による光接続構造について説明する。図８は、本発明の他の実施形態による光プリント配線基板の構造を示す図である。なお、図８に示す各光プリント配線基板３００，３２０，３４０は、図１に示したものと類似する構造を有するため、以下、相違点を中心に説明する。また、図８に示す各断面図は、図１に示す断面図と同様に、光導波路のコアを縦断する切断面での断面図である。
【００６６】
図８（Ａ）は、本発明の第２の実施形態による光プリント配線基板３００の断面図である。図８（Ａ）に示す光プリント配線基板３００は、電気配線基板３０２と、コア３０８およびクラッド層３０４から構成される光配線層３０６とを含む。
【００６７】
図８（Ａ）に示す実施形態では、並列光導波路と外部とのインタフェース接続のための光接続構造は、第１の実施形態のようにモジュール化された光接続部品により与えられてはいない。図８（Ａ）に示す実施形態では、代わりに、並列光導波路の経路の途中に開口するトレンチ内に、第１の実施形態のものと同様の光反射部材３１４が配置され、そのトレンチ内を透明な高分子樹脂材料３１６などで埋め固められて、光接続部３１０が構成される。光反射部材３１４の鏡面Ｍが並列光導波路のコア３０８の光軸に対し略４５度の傾斜角を有して斜交するように、光反射部材３１４がトレンチ内に落とし込まれ、高分子樹脂材料３１６により固定される。
【００６８】
図８（Ａ）に示す光プリント配線基板３００でも同様に、各コア３０８内を端面に向けて伝送してきた光は、鏡面Ｍで並列光導波路の光軸に対して直角に反射し、垂直に基板上面から外部へ向けて射出する。反対に、基板に対し垂直に入射した光線は、鏡面Ｍで直角に反射され、コア３０８内に入射して逆方向に伝搬する。このように、図８（Ａ）に示す光プリント配線基板３００では、トレンチ内に高分子樹脂材料で固定される光反射部材３１４が与える光接続構造によって、基板上に配置される受信機または送信機などの外部の光デバイスと、基板の並列光導波路とがインタフェース接続される。図８（Ａ）に示す構成は、光反射部材３１４を光接続部品としてモジュール化させる必要が無い場合に用いることができる。
【００６９】
図８（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態による光プリント配線基板３２０の断面図である。図８（Ｂ）に示す光プリント配線基板３２０では、光配線層３２６は、複数の層にわたって配列するコア３２８ａ，３２８ｂ、３２８ｃと、クラッド層３２４とから構成される。
【００７０】
光接続部品３３０は、複数層のコア３２８の配列に対応した大きさを有する鏡面Ｍを有する光反射部材３３４を備えている。これにより、図８（Ｂ）に示すようなマルチ・レイヤー型の光導波路においても、これらコア３２８を伝送する複数のチャネルの光信号は、鏡面で略直角に反射させられ、基板上に配置される光デバイスに入射される。あるいは、基板上に配置される光デバイスから入射された光信号は、鏡面で略直角に反射させられ、これらそれぞれのコア３２８に入射される。
【００７１】
図８（Ｃ）は、本発明の第４の実施形態による光プリント配線基板３４０の断面図である。図８（Ｃ）に示す光プリント配線基板３４０では、第１の光配線層３４６の上に、上部基板層３５０がさらに形成されている。トレンチは、光プリント配線基板３４０の基板表面から上部基板層３５０および第１の光配線層３４６を貫通して下部基板３４２に達するように垂直に形成され、光反射部材３６４を含む光接続部品３６０がトレンチ内に嵌め込まれている。
【００７２】
図８（Ｃ）に示す光接続部品３６０は、支持基板３６８と、支持基板３６８上に固着される光反射部材３６４および第２の光配線層３７４と、光反射部材３６４および第２の光配線層３７４を固着する接続部材３６６とを含む。第２の光配線層３７４は、基板内に形成される第１の光配線層３４６の並列光導波路の各コアに対応して、複数のコア３７２を含む。第２の光配線層３７４のクラッド層３７０は、これらのコア３７２を囲繞するように形成される。図８（Ｃ）に示す実施形態では、支持基板３６８の端部が、トレンチの底部に当接し、鏡面のレベルを位置決めする位置決め部材として働いている。
【００７３】
図８（Ｃ）に示す光接続部品３６０によって、基板内に形成される第２の光配線層３７４の光導波路と外部とのインタフェース接続が実現される。上部基板層３５０の厚みに対応して光路長が増大するが、上部基板層３５０の厚み分の区間は、第２の光配線層３７４により結合されている。このため、光路の距離の増加分に起因した光の拡散による結合効率の低下を好適に回避することができる。また、第２の光配線層３７４を基板内部に形成することが可能であるため、基板表面上に光配線層を形成する場合に比較して、製造プロセス時の光導波路の温度上昇が抑えられ、光プリント配線基板の耐熱性を向上させることができる。
【００７４】
図９は、本発明のさらに他の実施形態による光プリント配線基板の構造を示す図である。図９（Ａ）は、本発明の第５の実施形態による光プリント配線基板３８０の断面図である。図９（Ａ）に示す光プリント配線基板３８０は、電気配線基板３８２と、正方形の断面形状を有するコア３８８およびクラッド層３８４から構成される光配線層３８６とを含む。なお、図９（Ａ）に示す光プリント配線基板３８０は、正方形の断面形状を有する光導波路のひとつのコアに対応して、基板表面に開口するトレンチが形成されている場合の実施形態である。
【００７５】
図９（Ａ）に示す実施形態では、光導波路と外部とのインタフェース接続のための光接続構造は、第２の実施形態と同様に、トレンチ内に配置される光反射部材３９４を含む光接続部３９０により与えられる。トレンチは、コア３８８の下端のレベルの深さ、光導波路のコアの正方形断面形状の幅に等しい幅を有し、表面から見て正方形の形状に開口している。トレンチ内に配置される光反射部材３９４は、トレンチの幅に応じた長さ、およびコアに対応するサイズを有する。光反射部材３９４は、その鏡面が光導波路のコア３８８の光軸に対し略４５度の傾斜角を有して斜交するように、トレンチ内に落とし込まれ、高分子樹脂材料３９６により固定される。本実施形態では、この場合に、トレンチの中に入れる高分子樹脂材料の光屈折率を導波路のコア３８８のものと等しいかそれ以上のものとすることにより、縦方向にも導波路構造（垂直光導波路構造）を形成することができる。
【００７６】
図９（Ｂ）は、本発明の第５の実施形態の変形例を示す。図９（Ｂ）に示す例では、光接続部３９０は、高分子樹脂材料３９６が、異なる屈折率を有する二つの部分３９６ａ、３９６ｂから構成されている。この例では、光反射部材３９４に接触する高分子樹脂材料の部分３９６ａの屈折率が、基板に形成された導波路のコア３８８のものと同じか、あるいは望ましくは若干大きい屈折率であればよい。つまり、クラッド層３８４の屈折率ｎ１、コア３８８の屈折率ｎ２、高分子樹脂材料の部分３９６ａおよび部分３９６ｂの屈折率をそれぞれｎ３およびｎ４として表される、屈折率の条件  ｎ２≦ｎ３≦n２２／ｎ１，ｎ２≦ｎ４≦ｎ２２／ｎ１  が満たされることが望ましい。
【００７７】
特に、光反射部材３９４に接触する、断面が直角二等辺三角形となる部分３９６ａの光屈折率ｎ３をコアの屈折率ｎ２より大きくすることにより、反射部位近傍でも光の閉じ込め効果が得られるため、光接続部３９０における損失を好適に低減することができる。なお、上述までは、図９（Ａ）を参照して、光反射部材３９４をトレンチ内に落とし込んで、高分子樹脂材料３９６で固定することにより、光接続部３９０を形成する場合について説明した。しかしながら、垂直光導波路構造を有する第５の実施形態についても、第１の実施形態と同様に、トレンチに嵌合する形状にモジュール化しておくこともできる。またこの場合に、並列光導波路において、各コアに対応して垂直光導波路構造を形成することもできる。
【００７８】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、基板上に配置される光デバイスと基板に形成される光導波路とを、低い反射損失で効率的にインタフェース接続することが可能な光接続構造を与えるための光接続要素の製造方法、該光接続構造を備える光伝送基板、光接続構造を与える光接続部品、接続方法および光伝送システムが提供される。
【００７９】
上述した本発明の実施形態による光プリント配線基板では、ＣＭＰ加工により鏡面研磨されているウエハ材料の表面を、ダイシングブレードなどによる機械的な加工を加えることなく、外部とのインタフェース接続を与える鏡面Ｍとして利用することができる。このため、従来のレーザ加工法により反射面の斜面を形成する手法に比較して、平坦度が高くかつ高い反射率を有する鏡面が容易に得られ、ひいては高い光結合効率が実現される。さらに、鏡面Ｍには、予め金属層やコート層を容易に形成することができるため、容易に反射率を向上させることもできる。
【００８０】
これまで本発明を、特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は、上述までの実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００８１】
以下、本発明の実施形態による光接続構造について、実施例を用いて、より具体的に説明する。しかしながら、本発明は特定の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００８２】
（光反射部材の製造）
厚み約７０μｍ、４インチの直径を有するシリコンウエハ（エナテック社製）の表面に１５００ÅのＡｕ／Ｃｒの金属膜を蒸着した。
【００８３】
準備したシリコンウエハを、紫外光剥離型のダイシング・テープ上に表面を向けて貼り付け、リングフレームにマウントした。続いて、図３（Ｂ）に示すような９０度の先端角を有するダイヤモンド・ブレード（ディスコ社製）を用いて、図４（Ａ）に概略を示したパターンで、１００μｍのピッチ間隔Ｐで裏面から山形形状に切削し、さらにダイシングブレードを用いて５ｍｍのピッチ間隔Ｌで山形形状に垂直な方向に切断した。続いて、ダイシング・テープの裏面から紫外光を照射し、シリコンウエハの表面からダイシング・テープを剥離した。
【００８４】
図１０（Ａ）は、ダイシング済みのシリコンウエハの外観を示す写真である。図１０（Ａ）には、シリコンウエハの略中央に、切削された部分が示されている。図１０（Ｂ）は、形状測定顕微鏡（キーエンス社製：型番ＶＫ−８５５０）により観察した、ウエハ裏面（切削された面）における切削部分の外観と、ウエハ裏面の高さ測定による断面プロファイル（図中Ｈで参照する。）を示す図である。図１０（Ｂ）に示すように、良好な山形形状を示す断面プロファイルが得られた。図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）の測定のあと貼り付けた状態で、断面が矩形のブレードを用いて最初のダイシングに対し直角方向に切削して必要な長さで切り出して得られた、単一の棒状のシリコン・ミラーを示す。
【００８５】
続いて、ウエハ裏面に形成された山形形状の谷のそれぞれに整合させて、剃刀を押し当てて、山形形状から複数の略直角二等辺三角柱形状のシリコン・ミラーに分離した。図１１（Ａ）は、得られたシリコン・ミラー４００の光学顕微鏡像を示す。図１１（Ｂ）は、得られたシリコン・ミラー４００の端部を撮像した電子顕微鏡像を示す。図１１（Ｂ）に示すように、シリコン・ミラー４００が、良好な切削面を有し、概ね直角二等辺三角柱の形状を有することが確認された。
【００８６】
（光接続構造の形成）
図１２（Ａ）に示す静電力ピンセット装置を用いて、得られたシリコン・ミラーを顕微鏡下でハンドリングして、ダミーとして準備したシリコン基板上の１００μｍ厚の樹脂層に形成したトレンチ内にシリコン・ミラーを落とし込んだ。図１２（Ａ）は、シリコン・ミラーのハンドリングに用いた静電力ピンセット装置の概略を示す図である。図１２（Ａ）に示すように、絶縁体（ポリイミド）で被膜された２つの金属板電極を保持板４１０ａ，４１０ｂとして、保持板４１０ａ，４１０ｂの電極間に高電圧を印加し、保持板４１０ａ，４１０ｂの先端部において、静電吸引力により接触的にシリコン・ミラー４００を保持した。図１２（Ｂ）は、静電力ピンセットの先端に静電吸着されたシリコン・ミラーを示す写真である。
【００８７】
続いて、トレンチ内に透明な紫外線硬化樹脂（協立化学社製）を注入して、光照射により硬化させて、トレンチ内に落とし込んだシリコン・ミラー４００をトレンチ内に固定した。図１３（Ａ）は、トレンチ内にシリコン・ミラーが透明な樹脂４２０で固定されて形成された光接続構造の断面写真である。図１３（Ａ）には、トレンチ内に樹脂で固められたシリコン・ミラーが示されている。また、図１３（Ｂ）は、基板側面から光を照射しながら、基板上面から略垂直に基板を撮像した写真を示す。図１３（Ｂ）に示すように、基板側面から照射された光がシリコン・ミラーで反射された光が観察された。
【００８８】
（実施例のまとめ）
以上説明したように、本実施例によれば、金属層が形成されたウエハ表面を鏡面として、ウエハから切り出されたシリコン・ミラーを光反射部材として用い、光が伝播する層に設けられたトレンチ内に配置することにより、外部とインタフェース接続する光接続構造が構成可能であることが示された。
【符号の説明】
【００８９】
１００…光プリント配線基板、１０２…電気配線基板、１０４…クラッド層、１０６…光配線層、１０６ａ…並列光導波路、１０８…コア、１１０…光接続部品、１１２…支持板、１１４…光反射部材、１１６…接続部材、１２０…トレンチ、１３０…シリコンウエハ、１４０…ダイシング・テープ、１４２…ダイシングブレード、１５０…光伝送システム、１６０…光送信チップ・モジュール、１６２…キャリア、１６４…はんだバンプ、１６６…光学コンポーネント、１６８…はんだバンプ、１７０…ＬＤＤアレイＩＣ、１８０…光受信チップ・モジュール、１８２…キャリア、１８４…光学コンポーネント、１８６…ＴＩＡアレイＩＣ、２３０…シリコンウエハ、２３２…反射向上膜、２４０…レジスト膜、２４２…開口部、２５０…グレイスケール・マスク、２５２…薄膜、２５４…ガラス基板、３００，３２０，３４０、３８０…光プリント配線基板、３０２，３２２、３８２…電気配線基板、３０４，３２４，３４４，３７０、３８４…クラッド層、３０６，３２６，３４６，３７４、３８６…光配線層、３０８，３２８，３４８，３７２、３８８…コア、３１０、３９０…光接続部、３１４，３３４，３６４、３９４…光反射部材、３１６…樹脂材料、３３０，３６０…光接続部品、３３２，３６８…支持板、３３６，３６６…接続部材、３４２…下部基板、３５０…上部基板層、３９６…高分子樹脂材料、４００…シリコン・ミラー、４１０…保持板、４２０…樹脂材料、５００…光接続構造、５０２…電気配線基板、５０４…クラッド層、５０６…光配線層、５０８…コア、５１０…反射面、５１２…端面、Ｆ…ファセット端面、Ｍ…鏡面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１４】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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