(57)【要約】【課題】２つの光素子が光導波路の一端側に配置され、各光素子が配線基板を介して回路素子に接続される光導波路装置において、良好な信号伝送特性を得ること。【解決手段】基板２２と、基板２２の上面に形成された上側配線層２６と、基板２２の下面に形成された下側配線層２４と、基板２２に形成された開口部２２ｂとを備えた配線基板２０と、配線基板２０の下側配線層２４側に形成された光導波路１０と、配線基板２０の上側配線層２６に接続された第１光素子３０と、上側配線層２６を介して第１光素子３０に電気的に接続された第１回路素子４０と、配線基板２０の開口部２２ｂを介して下側配線層２４に接続された第２光素子３２と、下側配線層２４を介して第２光素子３２に電気的に接続された第２回路素子４２とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上面に形成された上側配線層と、
前記基板の下面に形成された下側配線層と、
前記基板に形成された開口部と
を備えた配線基板と、
前記配線基板の下側配線層側に形成された光導波路と、
前記配線基板の上側配線層に接続された第１光素子と、
前記上側配線層を介して前記第１光素子に電気的に接続された第１回路素子と、
前記配線基板の開口部を介して前記下側配線層に接続された第２光素子と、
前記下側配線層を介して前記第２光素子に電気的に接続された第２回路素子とを有することを特徴とする光導波路装置。
【請求項２】
前記光導波路は、第１光路用コア層と第２光路用コア層とが水平方向に交互に並んで配置されており、前記第１光素子が前記第１光路用コア層に光結合され、前記第２光素子が前記第２光路用コア層に光結合されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路装置。
【請求項３】
前記配線基板に光透過用開口部が設けられており、前記第１光素子及び第２光素子は前記光透過用開口部を介して前記光導波路に光結合されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路装置。
【請求項４】
前記第１回路素子は前記配線基板の上に配置され、
前記第２回路素子は、前記配線基板の開口部を介して前記下側配線層に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光導波路装置。
【請求項５】
前記配線基板の上側配線層及び下側配線層は、コネクタを介して別の電子基板に接続されることを特徴とする請求項４に記載の光導波路装置。
【請求項６】
前記配線基板の上側配線層及び下側配線層は、コネクタを介して別の電子基板に接続されており、前記第１回路素子及び第２回路素子は前記電子基板の上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光導波路装置
【請求項７】
前記第１光素子及び第２光素子は発光素子又は受光素子であり、前記第１回路素子及び第２回路素子はドライバ素子又はアンプ素子であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光導波路装置。
【請求項８】
両面に金属層が形成された基板を用意する工程と、
前記両面の各金属層をパターニングすることにより、上側配線層と下側配線層とを形成する工程と、
前記基板に開口部を形成する工程と、
前記基板の前記下側配線層側に光導波路を形成する工程と、
第１光素子と第１回路素子とが前記上側配線層を介して電気的に接続され、かつ、第２光素子が前記基板の開口部を介して前記下側配線層に接続され、前記第２光素子と第２回路素子とが前記下側配線層を介して電気的に接続される構造を得る工程とを有することを特徴とする光導波路装置の製造方法。
【請求項９】
前記光導波路を形成する工程において、
前記光導波路は、第１光路用コア層と第２光路用コア層とが水平方向に交互に並んで配置され、
前記構造を得る工程において、
前記第１光素子が前記第１光路用コア層に光結合され、前記第２光素子が前記第２光路用コア層に光結合されることを特徴とする請求項８に記載の光導波路装置の製造方法。
【請求項１０】
前記構造を得る工程において、
前記第1回路素子は前記配線基板の上に配置され、
前記第２回路素子は、前記配線基板の開口部を介して前記下側配線層に接続されることを特徴とする請求項８又は９に記載の光導波路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバ通信技術を中心に基幹系の通信回線の整備が着々と進行する中でボトルネックとなりつつあるのが電気機器や情報端末内の電気信号の伝送速度である。このような背景から、すべての信号伝送を電気信号によって行う従来の電気回路基板に代わって、電気信号の伝送速度の限界を補うために、高速部分を光信号で伝送するタイプの光電気複合基板が提案されている。
【０００３】
光電気複合基板では、光信号はコア層がクラッド層で囲まれた構造の光導波路によって伝送される。そして、光導波路の端部に設けられた光路変換ミラーによってコア層を伝播する光を垂直方向に反射させて光路を変換させる。
【０００４】
光電気複合基板として、光導波路の上に電気配線基板が配置され、光素子が電気配線基板の開口部を介して光導波路に光結合された構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３５４１８号公報
【特許文献２】特開２００８−１５２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
後述する予備的事項の欄で説明するように、２つの第１、第２発光素子を光導波路の一端側に配置する場合は、それらを第１、第２ドライバ素子にそれぞれ接続する必要がある。このとき、第１発光素子は配線基板の上側配線層を介して第１ドライバ素子に接続される。また、第２発光素子は配線基板のビア導体及び下側配線層を介して第２ドライバ素子に接続される。
【０００７】
このため、高速な電気伝送時にビア導体での反射などによって伝送損失が発生し、高速な信号伝送が阻害される。
【０００８】
また、ビア導体を有する配線基板では、無電解めっきの影響によって配線層の幅や厚みの寸法精度が低下することから、伝送経路でのインピーダンスの不整合が生じ、信号伝送特性が劣化する。
【０００９】
２つの光素子が光導波路の一端側に配置され、各光素子が配線基板を介して回路素子に接続される光導波路装置において、良好な信号伝送特性を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下の開示の一観点によれば、基板と、前記基板の上面に形成された上側配線層と、前記基板の下面に形成された下側配線層と、前記基板に形成された開口部とを備えた配線基板と、前記配線基板の下側配線層側に形成された光導波路と、前記配線基板の上側配線層に接続された第１光素子と、前記上側配線層を介して前記第１光素子に電気的に接続された第１回路素子と、前記配線基板の開口部を介して前記下側配線層に接続された第２光素子と、前記下側配線層を介して前記第２光素子に電気的に接続された第２回路素子とを有する光導波路装置が提供される。
【００１１】
また、その開示の他の観点によれば、両面に金属層が形成された基板を用意する工程と、
前記両面の各金属層をパターニングすることにより、上側配線層と下側配線層とを形成する工程と、前記基板に開口部を形成する工程と、前記基板の下側配線層側に光導波路を形成する工程と、第１光素子と第１回路素子とが前記上側配線層を介して電気的に接続され、かつ、第２光素子が前記基板の開口部を介して前記下側配線層に接続され、前記第２光素子と第２回路素子とが前記下側配線層を介して電気的に接続される構造を得る工程とを有する導波路装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
以下の開示によれば、光導波路装置では、上側配線層と下側配線層とを備えた配線基板の下側に光導波路が配置されている。そして、第１、第２光素子が光導波路に光結合され、それらに第１、第２回路素子が電気的に接続されている。
【００１３】
第１光素子と第１回路素子とは上側配線層を介して接続されている。また、配線基板はビア導体を備えておらず、第２光素子は配線基板の開口部を介して下側配線層に接続され、下側配線層を介して第２回路素子に接続されている。
【００１４】
このため、高速電気伝送時にビア導体での反射などによる伝送損失の発生が抑制され、高速で高品質な信号伝送を実現することができる。
【００１５】
また、配線基板の下側、上側配線層は、基板の両面に形成された厚み精度の高い金属層をフォトリソグラフィによってパターニングすることにより得られる。このため、配線層の幅や厚みの寸法精度を向上させることができるので、伝送経路でのインピーダンス整合を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る光導波路装置を示す断面図及び平面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は実施形態の光導波路装置を示す断面図、平面図及び側面図である。
【図３】図３（ａ）は図２（ａ）の配線基板の上側配線層のレイアウトの一例を示す平面図、図３（ｂ）は図２（ａ）の配線基板の下側配線層のレイアウトの一例を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図７】図７は実施形態の光導波路装置が電子基板に接続された例を示す断面図である。
【図８】図８は実施形態の光導波路装置が電子基板に接続された別の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。図１（ａ）に示すように、予備的事項の光導波路装置では、配線基板１００の上に光導波路３００が配置されている。配線基板１００では、基板１２０の上に下側配線層２００が形成されている。
【００１９】
基板１２０及び下側配線層２００の上には、絶縁樹脂からなる層間絶縁層１４０が形成されている。層間絶縁層１４０の上には上側配線層２２０が形成されている。層間絶縁層１４０には厚み方向に貫通する第１ビア導体ＶＣ１及び第２ビア導体ＶＣ２が形成されている。下側配線層２００と上側配線層２２０とが第１、第２ビア導体ＶＣ１，ＶＣ２を介して相互接続されている。
【００２０】
図１（ｂ）は図１（ａ）を平面視した様子を模式的に描いた平面図である。図１（ｂ）の平面図に示すように、光導波路３００は複数の第１光路Ｌ１と複数の第２光路Ｌ２を備えている。第１光路Ｌ１と第２光路Ｌ２とは交互に並んで配置されている。
【００２１】
各第１光路Ｌ１の所定部に第１光路変換ミラーＭ１が設けられ、各第２光路用コア層Ｌ２の所定部に第２光路変換ミラーＭ２が設けられている。
【００２２】
そして、配線基板１００の上に、光導波路３００の第１光路Ｌ１に光結合された第１発光素子４００が配置されている。また、配線基板１００の上に、第２光路Ｌ２に光結合された第２発光素子４２０が配置されている。
【００２３】
第１発光素子４００のバンプ電極４００ａが光導波路３００の開口部を介して配線基板１００の上側配線層２２０に接続されている。第１発光素子４００の下側にはアンダーフィル樹脂４１０が充填されている。
【００２４】
また同様に、第２発光素子４２０のバンプ電極４２０ａが光導波路３００の開口部を介して配線基板１００の上側配線層２２０に接続されている。第２発光素子４２０の下側にはアンダーフィル樹脂４３０が充填されている。
【００２５】
第１、第２発光素子４００，４２０は複数の発光部Ｅをそれぞれ備えている。第１発光素子４００の各発光部Ｅは第１光路Ｌ１の第１光路変換ミラーＭ１に光結合されている。また、第２発光素子４２０の各発光部Ｅは第２光路Ｌ２の第２光路変換ミラーＭ２に光結合されている。
【００２６】
このように、第１発光素子４００の発光部Ｅと第２発光素子４２０の発光部Ｅとが第１、第２光路Ｌ１，Ｌ２に交互に光結合されている。
【００２７】
ここで、第１発光素子４００の発光部Ｅの配置ピッチは２５０μｍ程度である。このため、一つの第１発光素子４００を配置する場合は、光導波路３００の光路の配置ピッチも２５０μｍとなり、光路の配置ピッチをこれ以上狭くすることは困難である。
【００２８】
そこで、第１光素子３０が光結合される複数の第１光路Ｌ１の間の領域に第２光路Ｌ２を配置し、その第２光路Ｌ２に第２発光素子４２０を光結合させている。
【００２９】
これにより、複数の第１光路Ｌ１と複数の第２光路Ｌ２とを組み合わせた光路の配置ピッチは、第１発光素子４００の発光部Ｅの半分の配置ピッチ（１２５μｍ）になる。これにより、光導波路３００の光路の狭ピッチ化を図ることができる。
【００３０】
また、配線基板１００の上側配線層２２０に第１ドライバ素子５００のバンプ電極５００ａが接続されている。第１ドライバ素子５００の下側にはアンダーフィル樹脂５１０が充填されている。第１発光素子４００は上側配線層２２０を介して第１ドライバ素子５００に電気的に接続されている。
【００３１】
また同様に、配線基板１００の上側配線層２２０に第２ドライバ素子５２０のバンプ電極５２０ａが接続されている。第２ドライバ素子５２０の下側にはアンダーフィル樹脂５３０が充填されている。第２発光素子４２０は、上側配線層２２０、第１ビア導体ＶＣ１、下側配線層２００、第２ビア導体ＶＣ２、及び上側配線層２２０を介して第２ドライバ素子５２０に電気的に接続されている。
【００３２】
予備的事項の光導波路装置では、第１、第２発光素子４００，４２０と第１、第２ドライバ素子５００，５２０とをそれぞれ電気的に接続するために、第１、第２ビア導体ＶＣ１，ＶＣ２を備えた多層配線構造の配線基板１００を使用している。
【００３３】
このため、高速な電気伝送時に、第１、第２ビア導体ＶＣ１，ＶＣ２での反射などによって伝送損失が発生し、高速な信号伝送が阻害される。
【００３４】
また、配線基板１００の第１、第２ビア導体ＶＣ１，ＶＣ２を形成する際には、まず、パターン化された上側配線層２２０に繋がるように基板にビアホールを形成する。さらに、無電解めっきによってビアホール内にビア導体ＶＣを形成して下側配線層２００と上側配線層２２０とを接続する手法が採用される。
【００３５】
このとき、上側配線層２２０の表面にも無電解めっきが施される。このため、無電解めっきによって上側配線層２２０の幅や厚みがばらついて寸法精度が低下することからインピーダンスの不整合が生じ、信号伝送特性が劣化する。
【００３６】
発光素子とドライバ素子を接続する形態を説明したが、受光素子とアンプ素子を接続する場合も同様な問題が発生する。
【００３７】
以下に説明する実施形態では、前述した不具合を解消することができる。
【００３８】
（実施形態）
図２（ａ）は実施形態の光導波路装置を示す断面図、図２（ｂ）は同じく光導波路装置を示す平面図、図２（ｃ）は図２（ａ）をＡ方向からみた側面図である。また、図４〜図６は実施形態の光導波路装置の製造方法を示す断面図である。
【００３９】
図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、実施形態の光導波路装置１では、配線基板２０の下に光導波路１０が配置されている。光導波路１０は、第１クラッド層１２と、その上に形成されたコア層１４と、それを被覆して第１クラット層１２の上に形成された第２クラッド層１６とを備え、コア層１４が第１、第２クラッド層１２，１６で囲まれた構造を有する。
【００４０】
コア層１４の屈折率は、第１クラッド層１２及び第２クラッド層１６の屈折率よりも高くなるように設定されている。
【００４１】
図２（ｂ）は図２（ａ）を平面視した様子を模式的に描いた平面図である。図２（ｂ）の例では、コア層１４は、４本の第１光路用コア層Ｌ１と、それらの間の領域にそれぞれ配置された４本の第２光路用コア層Ｌ２を備えて配置されている。
【００４２】
このように、第１光路コア層Ｌ１と第２光路用コア層Ｌ２とが互い違いになるように水平方向に交互に並んで配置されている。
【００４３】
後述するように、複数の第１光路用コア層Ｌ１に第１光素子が光結合され、複数の第２光路用コア層Ｌ２に第２光素子が光結合される。
【００４４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１光路用コア層Ｌ１には第１光素子に光結合される第１光路変換ミラーＭ１がそれぞれ設けられている。また、第２光路用コア層Ｌ２には、第２光素子に光結合される第２光路変換ミラーＭ２がそれぞれ設けられている。
【００４５】
光導波路１０の上に配置された配線基板２０は、基板２２と、その下面に形成された下側配線層２４と、その上面に形成された上側配線層２６とを備えている。また、基板２２は、光素子と光導波路１０とを光結合させるための光透過用開口部２２ａを第１、第２光路変換ミラーＭ１，Ｍ２の上に備えている。さらに、基板２２は、光素子などを配線基板２０の下側配線層２４に接続するための接続用開口部２２ｂを下側配線層２４の上に備えている。
【００４６】
基板２２としては、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルな薄膜材料を使用することが好ましい。あるいは、ガラスエポキシ樹脂などのリジット基板を使用しても差し支えない。
【００４７】
そして、配線基板２０の上側配線層２６に第１光素子３０のバンプ電極３０ａが接続されている。第１光素子３０と配線基板２０との隙間及び光透過用開口部２２ａに透明なアンダーフィル樹脂３１が充填されている。第１光素子３０は光透過用開口部２２ａを介して第１光路用コア層Ｌ１に光結合されている。
【００４８】
また、第２光素子３２のバンプ電極３２ａが配線基板２０の接続用開口部２２ｂを介して、その底に配置された下側配線層２４に接続されている。第２光素子３２と配線基板２０との隙間及び光透過用開口部２２ａに透明なアンダーフィル樹脂３３が充填されている。第２光素子３２は光透過用開口部２２ａを介して第２光路用コア層Ｌ２に光結合されている。
【００４９】
図２（ｂ）の平面図では、下側配線層２４は太破線で描かれており、第１回路素子４０の周りで省略されている。また、図２（ａ）の配線基板２０の光透過用開口部２２ａ、接続用開口部２２ｂ、及び第１、第２光素子３０，３２の下側のアンダーフィル樹脂３１，３３が省略されている。
【００５０】
第１、第２光素子３０，３２は、発光素子又は受光素子のいずれかの同一素子である。発光素子としては、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が好適に使用される。また、受光素子としては、フォトダイオードが好適に使用される。
【００５１】
以下では、第１、第２光素子３０，３２が発光素子からなる形態を例に挙げて説明する。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１、第２光素子３０，３２が発光素子からなる場合は、第１、第２光素子３０，３０は下面に複数の発光部Ｅを備えている。第１光素子３０の発光部Ｅが第１光路用コア層Ｌ１に設けられた第１光路変換ミラーＭ１にそれぞれ光結合される。
【００５２】
このとき、予備的事項でも説明したように、第１光素子３０の発光部Ｅの配置ピッチは２５０μｍ程度である。このため、一つの第１光素子３０のみを配置する場合は、光導波路１０のコア層１４の配置ピッチも２５０μｍとなり、それよりも狭ピッチにすることは困難である。
【００５３】
そこで、本実施形態では、第１光路用コア層Ｌ１の間の領域に第２光路用コア層Ｌ２をそれぞれ配置している。そして、第２光路用コア層Ｌ２に設けられた第２光路変換ミラーＭ２に第２光素子３２の発光部Ｅが光結合するように第２光素子３２を配置している。
【００５４】
このように、第１光素子３０に光結合される第１光路用コア層Ｌ１と、第２光素子３２に光結合される第２光路用コア層Ｌ２とを水平方向に交互に配置している。これにより、得られる光路の配置ピッチを第１光素子３０の発光部Ｅの配置ピッチの半分に狭小化することができ、光導波路装装置の高密度化及び小型化を図ることができる。
【００５５】
第１、第２光素子３０，３２が受光素子の場合も、同様に、第１光素子３０の複数の受光部が各第１光路用コア層Ｌ１に光結合されるように、第１光素子３０が配置される。さらに、第１光路用コア層Ｌ１の間の領域に配置された各第２光路用コア層Ｌ２に第２光素子３２の複数の受光部がそれぞれ光結合するように、第２光素子３２が配置される。
【００５６】
また、配線基板２０の上側配線層２６には第１回路素子４０のバンプ電極４０ａが接続されている。第１回路素子４０と配線基板２０との隙間にアンダーフィル樹脂４１が充填されている。このようにして、第１光素子３０は配線基板２０の上側配線層２６を介して第１回路素子４０に電気的に接続されている。
【００５７】
また、第２回路素子４２のバンプ電極４２ａが配線基板２０の接続用開口部２２ｂを介して、その底に配置された下側配線層２４に接続されている。第２回路素子４２と配線基板２０との隙間及び接続用開口部２２ｂにアンダーフィル樹脂４３が充填されている。このようにして、第２光素子３２は配線基板２０の下側配線層２４を介して第２回路素子４２に電気的に接続されている。
【００５８】
図２（ａ）の平面図では、第１、第２回路素子４０，４２の下側のアンダーフィル樹脂４１，４３、及び基板２２の接続用開口部２２ｂが省略されている。
【００５９】
第１、第２光素子３０，３２が発光素子の場合は、第１、第２回路素子４０、４２としてドライバ素子が使用される。あるいは、第１、第２光素子３０，３２が受光素子の場合は、第１、第２回路素子４０，４２としてアンプ素子（TIA : Transimpedance Amplifierなど）が使用される。
【００６０】
このように、本実施形態の光導波路装置１では、配線基板２０はビア導体を備えておらず、第２光素子３２と第２回路素子４２とは、配線基板２０の接続用開口部２２ｂを介して下側配線層２４に直接接続されている。
【００６１】
このため、高速電気伝送時にビア導体での反射などによる伝送損失の発生が抑制され、高速で高品質な信号伝送を実現することができる。
【００６２】
また、配線基板２０の下側、上側配線層２４，２６は、めっき法を使用することなく、基板２２の両面に形成された厚み精度の高い銅箔などをフォトリソグラフィでパターニングすることにより得られる。このため、下側、上側配線層２４，２６の幅や厚みのばらつきが抑えられて寸法精度を向上させることができるので、伝送経路でのインピーダンス整合を得ることができる。
【００６３】
また、第１、第２光素子３０，３２は、第１光路用コア層Ｌ１及び第２光路用コア層Ｌ２にそれぞれ交互に光結合するように横方向に並んで配置されている。このため、第１、第２光素子３０，３２の発光部Ｅの配置ピッチの半分のピッチの光路を配置することができるため、高密度な光導波路を実現することができる。
【００６４】
図３（ａ）には、配線基板２０の上側配線層２６のレイアウトの一例が平面図で示されている。図３（ａ）に示すように、上側配線層２６は、白パターンで描かれた信号用配線層２６ａと斜線ハッチングされて描かれたグランド用配線層２６ｂとを備えている。
【００６５】
図２（ａ）を加えて参照すると、信号用配線層２６ａ及びグランド用配線層２６ｂの第１接続パッドＰ１の群に第１光素子３０のバンプ電極３０ａが接続される。また、信号用配線層２４ａ及びグランド用配線層２４ｂの第２接続パッドＰ２及び第３接続パッドＰ３の群に第１回路素子４０のバンプ電極４０ａが接続される。
【００６６】
このようにして、第１光素子３０が上側配線層２６を介して第１回路素子４０に電気的に接続される。
【００６７】
また、図３（ｂ）には、配線基板２０の下側配線層２４のレイアウトの一例が平面図で示されている。図３（ｂ）に示すように、下側配線層２４は、白パターンで描かれた信号用配線層２４ａと斜線ハッチングされて描かれたグランド用配線層２４ｂとを備えている。
【００６８】
図２（ａ）を加えて参照すると、信号用配線層２４ａ及びグランド用配線層２４ｂの第１接続パッドＰの群に第２光素子３２のバンプ電極３２ａが接続される。また、信号用配線層２４ａ及びグランド用配線層２４ｂの第２接続パッドＰ２及び第３接続パッドＰ３の群に第２回路素子４２のバンプ電極４２ａが接続される。
【００６９】
このようにして、第２光素子３２が下側側配線層２４を介して第２回路素子４２に電気的に接続される。
【００７０】
次に、本実施形態の光導波路装置１の光伝搬について図２（ａ）を参照しながら説明する。第１、第２光素子３０，３２が発光素子の場合は、第１、第２回路素子４０，４２がドライバ素子として配置される。そして、第１、第２回路素子４０，４２から出力される電気信号が第１、第２光素子３０，３２にそれぞれ供給され、それらの発光部Ｅから下側に光が同時に出射される。
【００７１】
第１、第２光素子３０，３２からそれぞれ出射される光は、アンダーフィル樹脂３１，３３、第２クラッド層１６及びコア層１４を透過して第１、第２光路変換ミラーＭ１，Ｍ２にそれぞれ到達する。さらに、第１、第２光路変換ミラーＭ１，Ｍ２で光が反射され、光路が９０°変換されてコア層１４に入射する。
【００７２】
次いで、コア層１４に入射した光は、コア層１４内で全反射を繰り返して伝播し、別の光路変換ミラーによって他端側の受光素子に入力される。あるいは、コネクタ部が接続される場合は、コア層１４を伝搬する光がコネクタ部に連結される外部の光ファイバなどに入射される。
【００７３】
第１、第２光素子３０，３２が受光素子の場合は、第１、第２回路素子４０，４２がアンプ素子として配置される。この場合は、上記した光経路と逆方向に光伝搬され、受光素子の受光部に光が入射される。さらに、受光素子は光信号を電気信号に変換し、アンプ素子に電気信号が供給される。
【００７４】
次に、実施形態の光導波路装置の製造方法について説明する。図４（ａ）に示すように、まず、基板２２の両面に銅箔２１が貼付された積層体５を用意する。基板２２はポリイミドフィルムなどのフレキシブル材から形成され、その厚みは好適には１０〜３０μｍであり、例えば２０μｍ程度である。また、銅箔２１の厚みは好適には５μｍ〜２０μｍであり、例えば９μｍ程度である。
【００７５】
銅箔２１は、その厚みの面内のばらつきが±１０％以下に抑えられており、めっき法で形成される銅層よりも厚みの寸法精度が高い。
【００７６】
なお、金属層として銅箔２１を例示するが、配線層として機能する金属層が両面に均一に形成された基板を用意すればよい。
【００７７】
次いで、図４（ｂ）に示すように、積層体５の両面側に、下側、上側配線層２４，２６を得るためのレジストパターン２３をフォトリソグラフィに基づいてそれぞれ形成する。
【００７８】
さらに、図４（ｃ）に示すように、積層体５の両面側において、レジストパターン２３をマスクにして銅箔２１をウェットエッチングする。銅箔２１のエッチャントとしては、塩化第二銅水溶液、又は塩化第二鉄水溶液などがある。その後に、レジストパターン２３が除去される。
【００７９】
これにより、基板２２の下面に下側配線層２４が形成され、上面に上側配線層２６が形成される。
【００８０】
続いて、基板２２をレーザなどで貫通加工することにより、基板２２に第１、第２光素子３０，３２を光導波路１０に光結合させるための光透過用開口部２２ａを形成する。また同時に、基板２２に第２光素子３２及び第２回路素子４２を接続するための接続用開口部２２ｂを形成する。これにより、配線基板２０が得られる。
【００８１】
次いで、図５（ａ）に示すように、図４（ｄ）の配線基板２０を上下反転させる。さらに、図５（ｂ）に示すように、配線基板２０の上に第２クラッド層１６を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成し、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行う。その後に、感光性樹脂層を１００℃〜１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。
【００８２】
これより、配線基板２０の下側配線層２４側（図５（ａ）では上側）に第２クラッド層１６が形成される。第２クラッド層１６の厚みは、例えば１０μｍ〜３０μｍ程度である。
【００８３】
感光性樹脂層としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂などが好適に使用される。感光性樹脂層の形成方法としては、半硬化状態（Ｂ−ステージ）の感光性樹脂シートを貼付してもよいし、あるいは、液状の感光性樹脂を塗布してもよい。
【００８４】
後述するコア層１４及び第１クラッド層１２を形成する工程においても同様な樹脂が好適に使用される。
【００８５】
続いて、図５（ｃ）に示すように、第２クラッド層１６の上にコア層を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成する。さらに、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行った後に、感光性樹脂層を１００℃〜１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。
【００８６】
これにより、第１クラッド層１２の上にコア層１４が複数の帯状パターンとして並んで形成される。前述したように、コア層１４は、第１光路用コア層Ｌ１と、それらの間の領域にそれぞれ配置された第２光路用コア層Ｌ２とを備えて形成される。
【００８７】
次いで、図５（ｄ）に示すように、コア層１４をレーザで局所的に加工することにより、コア層１４の第１光路用コア層Ｌ１（図２（ｂ））にＶ字状の第１溝部１４ａを形成する。第１溝部１４ａは光路変換するための第１傾斜面ＩＳ１を備えて形成される。
【００８８】
また同時に、コア層１４の第２光路用コア層Ｌ２（図２（ｂ））にＶ字状の第２溝部１４ｂが形成される。第２溝部１４ｂは光路変換するための第２傾斜面ＩＳ２を備えて形成される。第１、第２傾斜面ＩＳ１，ＩＳ２は、配線基板２０の表面に対して好適には４５°で傾斜して形成される。
【００８９】
次いで、図６（ａ）に示すように、マスク蒸着などにより、コア層１４の第１、第２傾斜面ＩＳ１，ＩＳ２（図５（ｄ））に光反射性の金属層を部分的に形成して第１、第２光路変換ミラーＭ１，Ｍ２を得る。光反射性の金属として、金又はアルミニウムなどがある。
【００９０】
第１、第２光路変換ミラーＭ１，Ｍ２の別の形成方法としては、傾斜面に光反射性の金属層が形成された透明な三角柱状の光学部品を未硬化状態のコア層に埋め込んだ後に、コア層を硬化させてもよい。これにより、光学部品の傾斜面の金属層が光路変換ミラーとして機能する。
【００９１】
続いて、図６（ｂ）に示すように、第２クラッド層１６及びコア層１４の上に第１クラッド層１２を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成し、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行う。その後に、感光性樹脂層を１００℃〜１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。
【００９２】
これより、コア層１４を被覆する第１クラッド層１２が第２クラッド層１６の上に形成される。第１クラッド層１２はコア層１４に形成された第１、第２光路変換ミラーＭ１，Ｍ２の段差を埋め込み、その上面が平坦になって形成される。第１クラッド層１２の厚みは、コア層１４上で例えば１０μｍ〜３０μｍ程度になるように設定される。
【００９３】
その後に、図６（ｃ）に示すように、図６（ｂ）の構造体を上下反転させる。そして、第１光素子３０のバンプ電極３０ａを配線基板２０の上側配線層２６にはんだなどで接続する。また、第２光素子３２のバンプ電極３２ａを配線基板２０の接続用開口部２２ｂを介して下側配線層２４にはんだなどで接続する。
【００９４】
さらに、第１回路素子４０のバンプ電極４０ａを配線基板２０の上側配線層２６にはんだなどで接続する。また、第２回路素子４２のバンプ電極４２ａを配線基板２０の接続用開口部２２ｂを介して下側配線層２４にはんだなどで接続する。
【００９５】
このようにして、第１光素子３０と第１回路素子４０とが上側配線層２６を介して電気的に接続された構造を得る。また、第２光素子３２が接続用開口部２２ｂを介して下側配線層２４に接続され、第２光素子３２と第２回路素子４２とが下側配線層２４を介して電気的に接続される構造を得る。
【００９６】
第１、第２光素子３０，３２、及び第１、第２回路素子４０，４２の下側に充填されるアンダーフィル樹脂３１，３３，４１，４３（図２（ａ））は、各素子を実装するごとに形成してもよいし、一括して形成してもよい。
【００９７】
以上により、図２（ａ）及び（ｂ）の本実施形態の光導波路装置１を製造することができる。
【００９８】
なお、前述した製造方法の他に、仮基板上で光導波路を作成した後に、光導波路を仮基板から剥離し、図５（ａ）の配線基板２０の上に接着層で光導波路１０を接着してもよい。つまり、配線基板２０の上に光導波路１０を作り込んで形成してもよいし、配線基板２０の上に光導波路１０の部品を接着して形成してもよい。
【００９９】
本実施形態の光導波路装置の製造方法では、配線基板２０の下側、上側配線層２４，２６は、厚み精度の高い銅箔２１がフォトリソグラフィ及びウェットエッチングによってパターニングされて形成される。
【０１００】
従って、下側、上側配線層２４，２６をめっき法に基づいて形成する場合よりも幅や厚みのばらつきを抑えることができるため、伝送経路でのインピーダンス整合を得やすくすることができる。その結果、信号の伝送損失が抑制され、良好な信号伝送特性を得ることができる。
【０１０１】
次に、図７を参照しながら、本実施形態の光導波路装置１をマザーボードなどの電子基板に接続する例について説明する。図７に示すように、両側に壁部Ｗを備えて、一端側及び上側が開口されたキャビティＣを備えたガラスなどからなる透明ケース６０を用意する。そして、透明ケース６０のキャビティＣに図２（ａ）の光導波路装置１が配置されている。
【０１０２】
さらに、透明ケース６０の他端側に光接続用のコネクタ部５０が設けられている。コネクタ部５０に、外部の光ファイバなどが光導波路１０に位置合わせされて接続され、光導波路１０に光結合するようになっている。
【０１０３】
光導波路装置１の配線基板２０は透明ケース６０の先端から外部に延びた延在部２０ａを備えている。配線基板２０の延在部２０ａがフレキシブルコネクタ７０に接続されている。フレキシブルコネクタ７０は、支持部７０ａと、可動する蓋部７０ｂとを有する。フレキシブルコネクタ７０の支持部７０ａの上に配線基板２０の延在部２０ａを配置し、蓋部７０ｂを支持部７０ａに固定することで配線基板２０とフレキシブルコネクタ７０とが接続される。
【０１０４】
配線基板２０の延在部２０ａの上側配線層２６及び下側配線層２４にフレキシブルコネクタ７０の第１配線層７２及び第２配線層７４が接続されている。
【０１０５】
さらに、フレキシブルコネクタ７０の第１配線層７２及び第２配線層７４が電子基板８０の配線層８２に接続されている。
【０１０６】
このように、本実施形態の光導波路装置１は、透明ケース６０に収容された状態で、配線基板２０がフレキシブルコネクタ７０を介してマザーボードなどの電子基板８０に電気的に接続される。
【０１０７】
ここで、比較例として、前述した図１（ａ）で説明した予備的事項の光導波路装置をマザーボードなどの電子基板に接続する場合に言及する。図１（ａ）の光導波路装置では、図示されていないが、基板１２０にも下側配線層２００に接続されるビア導体が接続され、基板１２０の下面に外部端子としてはんだボールが搭載される。
【０１０８】
そして、図１（ａ）の光導波路装置のはんだボールが電子基板に電気的に接続される。この比較例では、伝送経路にはんだボールが存在するため、インピーダンス整合をとりづらい構造となり、効率よく信号を伝送することが困難になる。
【０１０９】
しかしながら、本実施形態の図７の形態の例では、はんだボールを使用することなく銅などからなる配線層同士を接続するため、伝送経路でのインピーダンス整合をとりやすい構造となり、効率よく信号を伝送することができる。
【０１１０】
次に、図８を参照しながら、本実施形態の光導波路装置１をマザーボードなどの電子基板に接続する別の例について説明する。
【０１１１】
図８において図７と異なる点は、図７で光導波路装置１内に配置された第１回路素子４０及び第２回路素子４２が外部の電子基板８０に配置されている。図８においてその他の要素は図７と同一であるので、同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
【０１１２】
第１光素子３０は、配線基板２０の上側配線層２６、フレキシブルコネクタ７０の第１配線層７２、及び電子基板８０の配線層８２を介して第１回路素子４０のバンプ電極４０ａに電気的に接続されている。
【０１１３】
また、第２光素子３２は、配線基板２０の下側配線層２４、フレキシブルコネクタ７０の第２配線層７４、及び電子基板８０の配線層８２を介して第２回路素子４２のバンプ電極４０ｂに電気的に接続される。
【０１１４】
このように、第１回路素子４０及び第２回路素子４２がマザーボードなどの外部の電子基板８０に配置された形態としてもよい。そして、電子基板８０上に配置された第１回路素子４０が上側配線層２６などを介して配線基板２０上の第１光素子３０に電気的に接続される。また、電子基板８０上に配置された第２回路素子４２が下側配線層２４などを介して配線基板２０上の第２光素子３２に電気的に接続される。
【０１１５】
この形態では、光導波路装置は、第１回路素子４０及び第２回路素子４２が配置された電子基板８０及びフレキシブルコネクタ７０を備えて構築される。
【０１１６】
図８の形態の例においても、はんだボールを使用しないため、伝送経路でのインピーダンス整合をとりやすい構造となり、効率よく信号を伝送することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１…光導波路装置、１０…光導波路、１２…第１クラッド層、１４…コア層、１４ａ，１４ｂ…溝部、１６…第２クラッド層、２０…配線基板、２０ａ…延在部、２２…基板、２２ａ…光透過用開口部、２２ｂ…接続用開口部、２３…レジストパターン、２４…下側配線層、２４ａ，２６ａ…信号用配線層、２４ｂ，２６ｂ…グランド用配線層、２６…上側配線層、３０…第１光素子、３０ａ，３２ａ，４０ａ，４２ａ…バンプ電極、３１，３３，４１，４３…アンダーフィル樹脂、３２…第２光素子、４０…第１回路素子、４２…第２回路素子、５０…コネクタ部、６０…透明ケース、７０…フレキシブルコネクタ、７０ａ…支持部、７０ｂ…蓋部、７２…第１配線層、７４…第２配線層、８０…電子基板、８２…配線層、Ｃ…キャビティ、Ｅ…発光部、Ｌ１…第１光路用コア層、Ｌ２…第２光路用コア層、Ｍ１…第１光路変換ミラー、Ｍ２…第２光路変換ミラー、Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３…接続パッド、ＩＳ１，ＩＳ２…傾斜面、Ｗ…壁部。
【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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