(57)【要約】【課題】電気素子等の配置による制約を受けることなく光配線が自由に敷設され、電気配線と光配線の高密度実装を可能にした光電気混載基板、および、この光電気混載基板を備えた電子機器を提供すること。【解決手段】光電気混載基板１０００は、光導波路１、その端部に設けられた光コネクター、および光導波路１の下方に設けられた光電変換部４を備えた光モジュール１００と、光電変換部４の下方に設けられたマザーボード（電気配線基板）５と、を有している。このうち、光導波路１は、同一平面上で互いに交差する複数のコア部１４および側面クラッド部を備えたコア層１３と、コア部１４の光路を変換するミラー（光路変換部）１７と、を有している。また、光導波路１とマザーボード５との間は電気コネクターを介して接続され、両者が着脱可能になっているのが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板の内部または表面に敷設された電気配線と、前記第１基板上に搭載された電気素子と、を備える電気配線基板と、
同一平面上で互いに交差するよう設けられた複数のコア部と前記各コア部の側面に隣接するよう設けられた側面クラッド部とを備え、前記コア部の中心部から前記側面クラッド部に向かって屈折率が連続的に低くなる屈折率分布が形成されているコア層と、前記コア部の光路を変換する光路変換部と、を備えるフィルム状の光導波路と、
を有し、
前記光導波路と前記電気配線基板との間で、光電変換を伴う信号の送受信が行われるよう構成されており、
前記光導波路は、前記電気素子を挟んで前記第１基板の反対側に配置されていることを特徴とする光電気混載基板。
【請求項２】
前記光導波路は、前記電気配線基板に対して着脱可能に設けられている請求項１に記載の光電気混載基板。
【請求項３】
当該光電気混載基板は、さらに、第２基板と、前記第２基板の内部または表面に敷設された電気配線と、前記第２基板上に搭載された光素子と、を備えた光電変換部を有するものであり、
前記光導波路が備える前記光路変換部と前記光電変換部が備える前記光素子とが光学的に接続されているとともに、前記光電変換部が備える前記電気配線と前記電気配線基板が備える前記電気配線とが電気的に接続されている請求項１または２に記載の光電気混載基板。
【請求項４】
前記光電変換部の前記電気配線と前記電気配線基板の前記電気配線との間が、電気コネクターを介して電気的に接続されている請求項３に記載の光電気混載基板。
【請求項５】
前記光電変換部は、さらに、前記光素子に接するように設けられた放熱体を備えている請求項３または４に記載の光電気混載基板。
【請求項６】
前記光導波路は、さらに、前記コア層の少なくとも一方の面側に設けられた金属層を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光電気混載基板。
【請求項７】
前記金属層の構成材料は、アルミニウム、鉄および銅の単体またはこれらの基合金を主材料とするものである請求項６に記載の光電気混載基板。
【請求項８】
前記金属層は、前記電気素子と直接接触または熱伝導部を介して接触している請求項６または７に記載の光電気混載基板。
【請求項９】
前記光導波路は、前記電気配線基板の前記第１基板との間に空間が生じるように配置されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光電気混載基板。
【請求項１０】
マザーボードと、
前記マザーボード上に搭載された、前記電気配線基板としての電気インターポーザーと、
前記光導波路と、
を備え、
前記光導波路は、前記電気インターポーザーが備える前記電気素子を覆うように、前記電気素子を介して前記第１基板の反対側に配置されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光電気混載基板。
【請求項１１】
前記電気配線基板は、前記第１基板の両面側にそれぞれ設けられた金属層と、前記第１基板を貫通して前記金属層同士を接続するように設けられたビアポストと、を備えている請求項１０に記載の光電気混載基板。
【請求項１２】
前記電気配線基板は、前記第１基板の少なくとも一方の面側に設けられた金属層を備えている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の光電気混載基板。
【請求項１３】
前記光導波路と、前記コア部の端部に設けられた光コネクターと、を有する請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の光電気混載基板。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電気混載基板および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。
【０００３】
光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。
【０００４】
このような光導波路を基板上に敷設し、光配線を構築することが検討されている。例えば特許文献１に記載された電子装置においては、基板上に複数の光導波路が敷設されており、さらに、光導波路の端部上には発光素子および受光素子が搭載された電気配線基板が配置されている。
【０００５】
ところで、このような光配線は、電気配線の一部を置き換える目的で電子装置内に実装されることが多い。このため、配線全体の省スペース化を考慮した場合、光配線は、特許文献１に記載されているように、メインの基板上に電気配線とともに表面実装される。
【０００６】
一方、この基板上には、光配線や電気配線の他に多数の電気素子が実装されている。近年、基板の小型化の要請が強く、それに伴って電気素子の実装密度も高まっている。しかしながら、これらの電気素子は基板に対してハンダ等で固定される必要があるため、平面視における同じ位置に電気素子と光導波路とを併存させることが難しい。このため、光導波路は電気素子を避けるように敷設される必要が生じるとともに、光配線の本数が多い場合には複数に分割して敷設する必要も生じる。その結果、電気素子の実装密度が高くなるほど、多数の光導波路を複雑に敷設しなければならなくなり、製造工数が非常に多くなるとともに光導波路の総延長が長くなって伝送損失の増大を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１０４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、電気素子等の配置による制約を受けることなく光配線が自由に敷設され、電気配線と光配線の高密度実装を可能にした光電気混載基板、および、この光電気混載基板を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記（１）〜（１４）の本発明により達成される。
（１）  第１基板と、前記第１基板の内部または表面に敷設された電気配線と、前記第１基板上に搭載された電気素子と、を備える電気配線基板と、
同一平面上で互いに交差するよう設けられた複数のコア部と前記各コア部の側面に隣接するよう設けられた側面クラッド部とを備え、前記コア部の中心部から前記側面クラッド部に向かって屈折率が連続的に低くなる屈折率分布が形成されているコア層と、前記コア部の光路を変換する光路変換部と、を備えるフィルム状の光導波路と、
を有し、
前記光導波路と前記電気配線基板との間で、光電変換を伴う信号の送受信が行われるよう構成されており、
前記光導波路は、前記電気素子を挟んで前記第１基板の反対側に配置されていることを特徴とする光電気混載基板。
【００１０】
（２）  前記光導波路は、前記電気配線基板に対して着脱可能に設けられている上記（１）に記載の光電気混載基板。
【００１１】
（３）  当該光電気混載基板は、さらに、第２基板と、前記第２基板の内部または表面に敷設された電気配線と、前記第２基板上に搭載された光素子と、を備えた光電変換部を有するものであり、
前記光導波路が備える前記光路変換部と前記光電変換部が備える前記光素子とが光学的に接続されているとともに、前記光電変換部が備える前記電気配線と前記電気配線基板が備える前記電気配線とが電気的に接続されている上記（１）または（２）に記載の光電気混載基板。
【００１２】
（４）  前記光電変換部の前記電気配線と前記電気配線基板の前記電気配線との間が、電気コネクターを介して電気的に接続されている上記（３）に記載の光電気混載基板。
【００１３】
（５）  前記光電変換部は、さらに、前記光素子に接するように設けられた放熱体を備えている上記（３）または（４）に記載の光電気混載基板。
【００１４】
（６）  前記光導波路は、さらに、前記コア層の少なくとも一方の面側に設けられた金属層を備える上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００１５】
（７）  前記金属層の構成材料は、アルミニウム、鉄および銅の単体またはこれらの基合金を主材料とするものである上記（６）に記載の光電気混載基板。
【００１６】
（８）  前記金属層は、前記電気素子と直接接触または熱伝導部を介して接触している上記（６）または（７）に記載の光電気混載基板。
【００１７】
（９）  前記光導波路は、前記電気配線基板の前記第１基板との間に空間が生じるように配置されている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００１８】
（１０）  マザーボードと、
前記マザーボード上に搭載された、前記電気配線基板としての電気インターポーザーと、
前記光導波路と、
を備え、
前記光導波路は、前記電気インターポーザーが備える前記電気素子を覆うように、前記電気素子を介して前記第１基板の反対側に配置されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００１９】
（１１）  前記電気配線基板は、前記第１基板の両面側にそれぞれ設けられた金属層と、前記第１基板を貫通して前記金属層同士を接続するように設けられたビアポストと、を備えている上記（１０）に記載の光電気混載基板。
【００２０】
（１２）  前記電気配線基板は、前記第１基板の少なくとも一方の面側に設けられた金属層を備えている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００２１】
（１３）  前記光導波路と、前記コア部の端部に設けられた光コネクターと、を有する上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００２２】
（１４）  上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気素子等の配置による制約を受けることなく光配線が自由に敷設され、電気回路と光配線の高密度実装を可能にした光電気混載基板が得られる。
【００２４】
また、光配線が構築された光導波路の取り外しが容易であるため、組み立てや修理が容易な光電気混載基板が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、上記光電気混載基板を備え、小型化および高性能化が可能な電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光電気混載基板の第１実施形態を示す（一部透過して示す）分解斜視図である。
【図２】図１に白抜き矢印で示すように光導波路を重ねた状態におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図１に示す光導波路の一部を拡大して示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。
【図４】光導波路のコア部の横断面の幅方向における屈折率分布の一例を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、図３に示す光導波路のコア部を横切るように切断した横断面図の一例であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す横断面図のコア層の厚さ方向の中心を通過する中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの一例を模式的に示す図である。
【図６】図６（ａ）は、図３に示す光導波路のコア部を横切るように切断した横断面図の他の例であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す横断面図のコア層の厚さ方向の中心を通過する中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの他の例を模式的に示す図である。
【図７】図６に示す屈折率分布を有する光導波路のコア部に光を入射したときの出射光の強度分布を示す図である。
【図８】図１に示す光導波路の交差部近傍を示す平面図および交差部近傍の屈折率分布を示す図である。
【図９】交差部近傍の他の構成例を示す部分拡大図である。
【図１０】図２に示す光導波路のコア部の途中および延長線上にミラー（光路変換部）が形成されている例を示す斜視図である。
【図１１】図１に示す光コネクターの分解斜視図および図１に示す光コネクターの斜視図である。
【図１２】第１実施形態に係る光モジュールの他の構成例を示す断面図である。
【図１３】本発明の光電気混載基板の第２実施形態の一部を示す断面図である。
【図１４】本発明の光電気混載基板の第３実施形態の一部を示す断面図である。
【図１５】本発明の光電気混載基板の第４実施形態の一部を示す断面図である。
【図１６】本発明の光電気混載基板の第５実施形態を示す（一部透過して示す）分解斜視図である。
【図１７】図１６に白抜き矢印で示すように光導波路を重ねた状態におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図１８】図１６に示す光導波路の一部を拡大して示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。
【図１９】第５実施形態に係る光モジュールの他の構成例を示す断面図である。
【図２０】本発明の光電気混載基板の第６実施形態の一部を示す断面図である。
【図２１】第６実施形態に係る光モジュールの他の構成例を示す断面図である。
【図２２】本発明の光電気混載基板の第７実施形態の一部を示す断面図である。
【図２３】本発明の光電気混載基板の第８実施形態の一部を示す断面図である。
【図２４】本発明の光電気混載基板の第９実施形態の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の光電気混載基板および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
＜光電気混載基板＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光電気混載基板の第１実施形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の光電気混載基板の第１実施形態を示す（一部透過して示す）分解斜視図、図２は、図１に白抜き矢印で示すように光導波路を重ねた状態におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【００３０】
図１に示す光モジュール１００は、光導波路１と、その端部に設けられた光コネクター１０１と、光導波路１の下方に設けられた光電変換部４と、を有している。また、図１に示す光電気混載基板１０００は、光モジュール１００と、光電変換部４の下方に設けられたマザーボード（電気配線基板）５と、を有している。
【００３１】
このうち、光導波路１は、平面視で四角形をなすシート状の部材である。光導波路１は、図２に示すように、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２が下方からこの順で積層されてなるものであり、コア層１３には光信号を伝搬するコア部１４が所望のパターンで形成されている。なお、図１では、コア層１３中に形成されているコア部１４を、光導波路１の陰にある光コネクター１０１や光電変換部４とともに破線で示している。
【００３２】
また、光導波路１の４辺のうち、対向する２辺にはコア部１４が露出しており、そこに光コネクター１０１が設けられている。光配線部品１０は、この光コネクター１０１を介して光導波路１のコア部１４と他の光学部品とを光学的に接続し得るよう構成されている。なお、図１では、光導波路１の対向する２辺に光コネクター１０１を設ける例を図示しているが、光コネクター１０１の配置はこれに限定されず、図１以外の辺に設けられていてもよく、外縁以外の部位に設けられていてもよい。
【００３３】
光導波路１の下面には、複数の光電変換部４が設けられている。光電変換部４では、電気信号を光信号に変換しコア部１４に送出したり、コア部１４を伝搬してきた光信号を受光し電気信号に変換する。なお、光導波路１には、光電変換部４の受発光部に対応してミラー（光路変換部）１７が設けられており、このミラー１７によってコア部１４の光路が光導波路１の面方向からそれに垂直な方向へと変換され、コア部１４と光電変換部４の受発光部とが光学的に接続されている。
【００３４】
一方、光電変換部４の下方に設けられたマザーボード５には、複数のＬＳＩ５０１やコンデンサー５０２、チップ抵抗器５０３といった複数の電気配線基板用電気素子５０が実装されている。そして、光電変換部４とマザーボード５との間は、電気コネクターを介して電気的および機械的に接続されている。
【００３５】
このような光電気混載基板１０００では、図１、２に示すように、マザーボード（電気配線基板）５を覆うようにシート状の光導波路１が重ねられている。このため、光電気混載基板１０００を平面視したとき、同じ領域に電気配線基板用電気素子５０とコア部１４とを併存させることができるので、コア部１４のパターンを自由に設定することができる。すなわち、電気回路と光配線とを異なる階層に構築することができるので、各階層において電気回路や光配線を自由に設計することができる。その結果、例えばコア部１４の距離を最短化し、光信号の伝送効率の最適化を図ることができる。また、コア部１４を形成する領域に余裕が生まれるため、複数のコア部１４を形成したとき、隣り合うコア部１４同士の間隔を広くしてクロストークを緩和することができ、かつ、より多くのコア部１４を形成することができるのでコア部１４の高密度化を図ることができる。さらに、マザーボード５に対して光導波路１を分離させ易くなるため、必要に応じて光導波路１や電気配線基板用電気素子５０を交換し易い利点がある。
【００３６】
以下、光電気混載基板１０００の各部について詳述する。
（光導波路）
まず、光導波路について説明する。
【００３７】
光導波路１は、コア部１４とクラッド部とを有するシート状の部材であり、コア部１４の一方の端部から他方の端部に光信号を伝送する光配線として用いられる。
【００３８】
図３は、図１に示す光導波路１の一部を拡大して示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。
【００３９】
（（コア層））
図３に示す光導波路１は、下側からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の３層を有しており、このうちコア層１３には、長尺状のコア部１４と、このコア部１４に隣接する側面クラッド部１５と、が形成されている。これにより、コア部１４はクラッド部（側面クラッド部１５および各クラッド層１１、１２）で囲まれることとなり、光を伝搬することができる。
【００４０】
コア部１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよいが、その差は０．３％以上であるのが好ましく、０．５％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は特に設定されないが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率差が前記下限値未満の場合、光を伝搬する効果が低下するおそれがあり、一方、屈折率差が前記上限値を上回る場合、光の伝送効率のそれ以上の向上は期待できない。
【００４１】
なお、前記屈折率差とは、コア部１４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表される。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
【００４２】
また、コア部１４の横断面における屈折率分布は、いかなる形状の分布であってもよい。
【００４３】
図４は、光導波路１のコア部１４の横断面の幅方向における屈折率分布の一例を示す図である。
【００４４】
この屈折率分布は、図４（ａ）に示すように屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、図４（ｂ）に示すように屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。ＳＩ型の分布であれば屈折率分布の形成が容易であり、ＧＩ型の分布であれば屈折率の高い領域に信号光が集まる確率が高くなるため伝送効率が向上する。
【００４５】
また、上記屈折率分布は、図４（ｃ）に示すように、屈折率が階段状に変化しているものの、全体的には屈折率が連続的に変化しているとみなすことができる形状の分布であってもよい。図４（ｃ）に示す屈折率分布は、屈折率が階段状に変化してなる分布であり、階段状に変化している部分１段あたりの屈折率の変化量は屈折率分布全体の屈折率の変化量（屈折率差）に比べて十分に小さい（例えば５分の１以下）ため、図４（ｃ）に示すような屈折率分布は、ＧＩ型の分布に近い光伝送特性を示す。このため、図４（ｃ）に示す屈折率分布は、伝送効率が高くかつ形成が容易なものとなる。
【００４６】
なお、屈折率分布がＧＩ型またはそれに準じる形状の場合、前記屈折率差はコア部１４における屈折率の最大値をＡとしクラッド部における屈折率の最小値をＢとして求めることができる。
【００４７】
また、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示す分布では、屈折率の変化率が０．００１〜０．０３５［／１０μｍ］程度であるのが好ましく、０．００２〜０．０３０［／１０μｍ］程度であるのがより好ましい。屈折率の変化率が前記範囲内であれば、各コア部１４における伝送損失の低減、パルス信号の鈍りの低減、クロストークの抑制等の効果が確実に得られる。
【００４８】
以下、ＧＩ型の屈折率分布について特に詳しく説明する。
図５（ａ）は、図３に示す光導波路のコア部を横切るように切断した横断面図の一例であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す横断面図のコア層１３の厚さ方向の中心を通過する中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの一例を模式的に示す図である。なお、図５（ａ）では、図３に示すコア層１３に形成された長尺状の２本のコア部１４について、左側のものをコア部１４１とし、右側のものをコア部１４２としている。同様に、図３に示す３本の側面クラッド部１５について、左側のものを側面クラッド部１５１とし、中央のものを側面クラッド部１５２とし、右側のものを側面クラッド部１５３としている。
【００４９】
屈折率分布Ｗは、図５（ｂ）に示すように、各コア部１４の位置に対応して設けられ、極大値Ｗｍとこの極大値Ｗｍから両側に向かって屈折率が連続的に低下する２つの漸減部とを含み相対的に屈折率が高い高屈折率領域ＷＨと、各側面クラッド部１５の位置に対応して設けられ、相対的に屈折率が低い低屈折率領域ＷＬと、を有している。高屈折率領域ＷＨにおいて極大値Ｗｍの両側では、隣接する低屈折率領域ＷＬに向かって屈折率が連続的に低下するよう構成されている。すなわち、高屈折率領域ＷＨでは、極大値Ｗｍを頂点にしてその両側になだらかな裾を引いて低下するよう屈折率が分布している。一方、低屈折率領域ＷＬでは、高屈折率領域ＷＨの屈折率よりも低くかつほぼ一定の屈折率が分布している。
【００５０】
また、屈折率分布Ｗ中に存在する複数の極大値Ｗｍは、互いに同じ値であることが好ましいが、多少ずれていてもよい。その場合、ずれ量は、複数の極大値Ｗｍの平均値の１０％以内であるのが好ましい。
【００５１】
なお、並列する２つのコア部１４は、それぞれ細長い線状をなしており、上記のような屈折率分布Ｗは、これらのコア部１４の長手方向全体においてほぼ同じ分布が維持されている。
【００５２】
一方、これらのコア部１４と交差するコア部１４にも、上記のような屈折率分布Ｗが形成されており、このコア部１４の長手方向全体においてほぼ同じ分布が維持されている。
【００５３】
以上のような屈折率分布Ｗに伴い、図５に示すコア層１３には、コア部１４と、その側面に隣接する側面クラッド部１５とが形成されることとなる。
【００５４】
より詳しくは、図５（ａ）に示すコア層１３には、並列する２つのコア部１４１、１４２と、これらのコア部以外の領域に設けられた側面クラッド部１５１、１５２、１５３と、が設けられている。これにより、各コア部１４１、１４２は、それぞれ各側面クラッド部１５１、１５２、１５３および各クラッド層１１、１２で囲まれた状態となる。ここで、これらのコア部１４１、１４２の屈折率は、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の屈折率より高くなっているので、各コア部１４１、１４２の幅方向において光を閉じ込めることができる。なお、図５（ａ）に示す各コア部１４には密なドットを付し、各側面クラッド部１５には疎なドットを付している。
【００５５】
また、光導波路１では、コア部１４の一方の端部に入射された光を、各コア部１４の厚さ方向においても閉じ込めつつ他方に伝搬させることにより、コア部１４の他方の端部から取り出すことができる。
【００５６】
また、屈折率分布Ｗでは、全体的に屈折率が連続的に変化している。これにより、屈折率が階段状に変化したいわゆるステップインデックス型の屈折率分布を有する光導波路に比べ、コア部１４に光を閉じ込める作用がより増強されるため、伝送損失のさらなる低減が図られる。
【００５７】
さらに、屈折率分布Ｗでは、極大値を有するとともに屈折率が連続的に変化しているため、光の速度が屈折率に反比例するという性質により、光の速度は中心から離れるにつれて速くなり、光路ごとの伝搬時間に差が生じ難くなる。このため、伝送波形が崩れ難くなり、例えば伝送光にパルス信号が含まれている場合でも、パルス信号の鈍り（パルス信号の広がり）を抑制することができる。それに加え、交差部における伝送光の混信が抑制される。その結果、光通信の品質をより高め得る光導波路１が得られる。
【００５８】
なお、屈折率分布Ｗにおいて屈折率が連続的に変化しているとは、屈折率分布Ｗの曲線が各部で丸みを帯びており、この曲線が微分可能なものであるという状態である。
【００５９】
また、屈折率分布Ｗのうち、極大値Ｗｍは、図５（ａ）に示すようにコア部１４１、１４２に位置しているが、コア部１４１、１４２の中でもその幅の中心部に位置しているのが好ましい。これにより、各コア部１４１、１４２では、伝送光がコア部１４１、１４２の幅の中心部に集まる確率が高くなり、相対的に側面クラッド部１５１、１５２、１５３に漏れ出る確率が低くなる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失をより低減することができる。
【００６０】
なお、コア部１４１の幅の中心部とは、高屈折率領域ＷＨの中心から両側に、高屈折率領域ＷＨの幅の３０％の距離の領域である。
【００６１】
また、極大値Ｗｍと低屈折率領域ＷＬにおける平均屈折率との差は、できるだけ大きい方がよいが、０．００５〜０．０７程度であるのが好ましく、０．００７〜０．０５程度であるのがより好ましく、０．０１〜０．０３程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア部１４１、１４２中に光を確実に閉じ込めることができる。すなわち、屈折率差が前記下限値を下回る場合、コア部１４１、１４２から光が漏れ出るおそれがある。一方、屈折率差が前記上限値を上回る場合、光を閉じ込める効果のそれ以上の向上は期待できないばかりか、光導波路１の製造が困難になる。
【００６２】
また、コア部１４１、１４２における屈折率分布Ｗは、図５（ｂ）に示すように、横軸にコア層１３の横断面の位置をとり、縦軸に屈折率をとったとき、極大値Ｗｍ近傍の形状が上に凸の略Ｕ字状であるのが好ましい。これにより、コア部１４１、１４２における光の閉じ込め作用がより顕著なものとなる。
【００６３】
一方、低屈折率領域ＷＬにおける平均屈折率からのずれ量は、平均屈折率の５％以内であるのが好ましい。これにより、低屈折率領域ＷＬは、側面クラッド部１５として確実に機能する。
【００６４】
ここで、上述したような屈折率分布Ｗによれば、伝送損失の低減、パルス信号の鈍りの低減、クロストークの抑制、交差部における混信の抑制等の効果を得ることができるが、本発明者は、これらの効果が側面クラッド部の平均幅ＷＣＬ、あるいは、コア部の平均幅ＷＣＯと側面クラッド部の平均幅ＷＣＬとの比に大きな影響を受けることを見出した。そして、これらの因子が所定の範囲内にあるとき、前述の効果がより顕著で確実なものになることを見出した。
【００６５】
すなわち本発明では、コア部１４の平均幅ＷＣＯと側面クラッド部１５の平均幅ＷＣＬとの比（ＷＣＯ／ＷＣＬ）は、０．１〜１０の範囲とされるのが好ましい。コア部１４と側面クラッド部１５との間で幅の比を最適化することにより、前述した各効果をそれぞれ高度化することができる。したがって、例えばＷＣＯ／ＷＣＬが前記下限値未満である場合、コア部１４の平均幅が狭くなり過ぎるので、クロストークの低減が図られるものの、伝送損失が大きくなり易く、また光導波路１の小型化が妨げられるおそれがある。また、ＷＣＯ／ＷＣＬが前記上限値超である場合、側面クラッド部１５の平均幅が狭くなり過ぎるので、クロストークが増加し、さらにはコア部１４の平均幅が広くなり過ぎるため、パルス信号の鈍りが増大するおそれがある。
【００６６】
なお、ＷＣＯ／ＷＣＬは、より好ましくは０．１〜５程度とされ、さらに好ましくは０．２〜４程度とされる。
【００６７】
一方、本発明では、ＷＣＯ／ＷＣＬと独立して、あるいはそれに加え、側面クラッド部１５の平均幅ＷＣＬが５〜２５０μｍの範囲内にあることが好ましい。これにより、前述した各効果をそれぞれ高度化することができる。したがって、例えばＷＣＬが前記下限値未満である場合、側面クラッド部１５の平均幅が狭くなり過ぎるので、パルス信号の鈍りが増大したり、クロストークが増加したりするおそれがある。また、ＷＣＬが前記上限値超である場合、屈折率分布Ｗの形状を最適化することができず、伝送損失が大きくなるおそれがある。さらに、光導波路１の小型化が困難になるおそれがある。
【００６８】
なお、ＷＣＬは、より好ましくは１０〜２００μｍの範囲内にあるとされ、さらに好ましくは１０〜１２０μｍの範囲内にあるとされる。
【００６９】
また、屈折率分布Ｗは、各極大値Ｗｍ近傍において、屈折率が実質的に変化していない平坦部を含んでいてもよい。この場合でも、本発明の光導波路は前述したような作用・効果を奏するものとなる。ここで、屈折率が実質的に変化していない平坦部とは、屈折率の変動が０．００１未満である領域であって、その両側では屈折率が連続的に低下している領域のことをいう。
【００７０】
平坦部の長さは、特に限定されないが、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下とされる。
【００７１】
なお、コア部１４の数は特に限定されず、３つ以上であってもよい。その場合も、屈折率分布Ｗは、各コア部１４に対応して高屈折率領域ＷＨを有し、高屈折率領域ＷＨ同士の間には低屈折率領域ＷＬが存在する分布になる。
【００７２】
また、屈折率分布Ｗは、高屈折率領域ＷＨと低屈折率領域ＷＬとの間に極小値を有する分布であってもよい。このような分布によれば、光を屈折率の高い領域に閉じ込めて伝搬する機能が増強され、伝送損失およびパルス信号の鈍りを特に小さく抑えることができる。
【００７３】
また、この場合、低屈折率領域ＷＬには、高屈折率領域ＷＨに含まれる極大値（これを「第１の極大値」とする。）より小さい極大値（これを「第２の極大値」とする。）が含まれているのが好ましい。低屈折率領域ＷＬにこのような第２の極大値が含まれていることにより、幅方向に隣接するコア部の間のクロストークが抑制される。その結果、コア層１３中に複数のコア部を形成して多チャンネル化したり、コア部の間隔を狭めて高密度化したりしても、光導波路１であれば、高品質な光通信を維持することができる。そして、複数のコア部１４が同一平面上で互いに交差している場合でも、光信号の混信が抑制されることとなる。
【００７４】
図６（ａ）は、図３に示す光導波路のコア部を横切るように切断した横断面図の他の例であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す横断面図のコア層１３の厚さ方向の中心を通過する中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの他の例を模式的に示す図である。
【００７５】
図６（ｂ）に示す屈折率分布Ｗは、４つの極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と、５つの極大値Ｗｍ１、Ｗｍ２、Ｗｍ３、Ｗｍ４、Ｗｍ５と、を有している。また、５つの極大値には、相対的に屈折率の大きい極大値（第１の極大値）Ｗｍ２、Ｗｍ４と、相対的に屈折率の小さい極大値（第２の極大値）Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５とが存在している。
【００７６】
このうち、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間および極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間には、極大値Ｗｍ２および極大値Ｗｍ４が存在している。
【００７７】
図６に示す光導波路１では、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間に、相対的に屈折率の大きい極大値Ｗｍ２が位置していることから、この領域がコア部１４となり、同様に、極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間にも極大値Ｗｍ４が位置していることからコア部１４となる。なお、ここでは、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間をコア部１４１とし、極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間をコア部１４２とする。
【００７８】
また、極小値Ｗｓ１の左側の領域、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間、および極小値Ｗｓ４の右側の領域は、それぞれコア部１４を両側面に隣接する領域であることから側面クラッド部１５となる。なお、ここでは、極小値Ｗｓ１の左側の領域を側面クラッド部１５１とし、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間を側面クラッド部１５２とし、極小値Ｗｓ４の右側の領域を側面クラッド部１５３とする。
【００７９】
すなわち、屈折率分布Ｗは、少なくとも、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値がこの順で並ぶ領域を有していればよい。なお、この領域は、コア部の数に応じて繰り返し設けられ、本実施形態のようにコア部１４が２つである場合、屈折率分布Ｗは、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値のように、極大値と極小値が交互に並び、かつ極大値については第１の極大値と第２の極大値が交互に並ぶ領域を有していればよい。
【００８０】
また、これら複数の極小値、複数の第１の極大値、および複数の第２の極大値は、それぞれ互いにほぼ同じ値であることが好ましいが、極小値は第１の極大値や第２の極大値より小さく、第２の極大値は第１の極大値より小さいという関係が保持されれば、互いの値が多少ずれていても差し支えない。その場合、ずれ量は、複数の極小値の平均値の１０％以内に抑えられているのが好ましい。
【００８１】
ここで、４つの極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４は、それぞれ、隣接する側面クラッド部１５における平均屈折率ＷＡ未満である。これにより、各コア部１４と各側面クラッド部１５との境界には、側面クラッド部１５よりもさらに屈折率の小さい領域が存在することとなる。その結果、各極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の近傍では、より急峻な屈折率の勾配が形成され、これにより、各コア部１４からの光の漏れが抑制されるため、伝送損失の小さい光導波路１が得られる。
【００８２】
また、図６（ｂ）に示す屈折率分布Ｗのうち、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は側面クラッド部１５１、１５２、１５３中に位置しているが、特に側面クラッド部１５１、１５２、１５３の縁部近傍（コア部１４１、１４２との界面近傍）以外に位置しているのが好ましい。これにより、コア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４と、側面クラッド部１５１、１５２、１５３中の極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５とが、互いに十分に離間したものとなるため、コア部１４１、１４２中の伝送光が、側面クラッド部１５１、１５２、１５３中に漏れ出る確率を十分に低くすることができる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失を低減することができる。
【００８３】
なお、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の幅の５％の距離の領域である。
【００８４】
また、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の幅の中央部に位置しており、しかも、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５から隣接する極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４に向かっては、屈折率が連続的に低下しているのが好ましい。これにより、コア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４と、側面クラッド部１５１、１５２、１５３中の極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５との離間距離は、最大限確保され、しかも極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５近傍に光を確実に閉じ込めることができることになるため、前述したコア部１４１、１４２からの伝送光の漏出をより確実に抑制することができる。
【００８５】
さらに、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、前述したコア部１４１、１４２に位置する極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４よりも屈折率の小さいものであるので、コア部１４１、１４２のような高い光伝送性は有しないものの、周囲よりも屈折率が高くなっているため、わずかな光伝送性を有することとなる。その結果、側面クラッド部１５１、１５２、１５３は、コア部１４１、１４２から漏出した伝送光を閉じ込めることで、他のコア部への波及を防止する作用を有するものとなる。すなわち、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５が存在することで、クロストークを抑制することができる。
【００８６】
なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４は、前述したように、隣接する側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡ未満であるが、その差は、所定の範囲内であることが望まれる。具体的には、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡとの差は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４とコア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４との差の３〜８０％程度であるのが好ましく、５〜５０％程度であるのがより好ましく、７〜２０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、側面クラッド部１５は、クロストークを抑制するのに必要かつ十分な光伝送性を有するものとなる。なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡとの差が前記下限値を下回る場合は、側面クラッド部１５における光伝送性が小さ過ぎて、クロストークを十分に抑制することができないおそれがあり、前記上限値を上回る場合には、側面クラッド部１５における光伝送性が大き過ぎて、コア部１４１、１４２の光伝送性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００８７】
また、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５との差は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４との差の６〜９０％程度であるのが好ましく、１０〜７０％程度であるのがより好ましく、１４〜４０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、側面クラッド部１５における屈折率の高さとコア部１４における屈折率の高さとのバランスが最適化され、光導波路１は、特に優れた光伝送性を有するとともにクロストークをより確実に抑制し得るものとなる。
【００８８】
なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４とコア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４との屈折率差は、できるだけ大きい方がよいが、０．００５〜０．０７程度であるのが好ましく、０．００７〜０．０５程度であるのがより好ましく、０．０１〜０．０３程度であるのがさらに好ましい。これにより、上述した屈折率差が、コア部１４１、１４２中に光を閉じ込めるのに必要かつ十分なものとなる。
【００８９】
ここで、図７は、図６に示す屈折率分布を有する光導波路１のコア部１４１に光を入射したときの出射光の強度分布を示す図である。この強度分布は、光導波路１に形成された並列する２つのコア部１４１、１４２のうち、コア部１４１の端部に光を入射したときの他方の端部における出射光の強度分布である。
【００９０】
コア部１４１に光を入射すると、出射光の強度は、コア部１４１の出射端の中心部において最も大きくなる。そして、コア部１４１の中心部から離れるにつれて出射光の強度は小さくなるが、光導波路１では、コア部１４１に隣り合うコア部１４２において極小値をとるような強度分布が得られる。このようにコア部１４２の位置に出射光の強度分布の極小値が一致することで、コア部１４２におけるクロストークは極めて小さく抑えられることとなる。その結果、多チャンネル化および高密度化によってもクロストークの発生を確実に防止し得る光導波路１が得られる。
【００９１】
なお、従来の光導波路では、光を入射するコア部に隣り合うコア部において出射光の強度分布が極小値をとることはなく、むしろ極大値をとっていたので、クロストークの問題が発生していた。これに対し、上述したような本実施形態に係る光導波路１における出射光の強度分布は、クロストークを抑制する上で極めて有用なものである。
【００９２】
本実施形態に係る光導波路１においてこのような強度分布が得られる詳細な理由は明らかでないものの、理由の１つとしては、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４を有し、かつ、屈折率分布Ｗ全体で屈折率が連続的に変化している、という特徴的な屈折率分布Ｗが、従来であればコア部１４２において極大値を有していた出射光の強度分布を、コア部１４２に隣接する側面クラッド部１５３等にシフトさせていることが挙げられる。すなわち、この強度分布のシフトにより、クロストークが確実に抑制されているのである。
【００９３】
なお、出射光の強度分布が側面クラッド部１５にシフトしたとしても、受光素子等はコア部１４の位置に合わせて配置されているため、クロストークを招くおそれはほとんどなく、光通信の品質を劣化させることはない。
【００９４】
また、上記のような出射光の強度分布は、本発明の光導波路において少なくとも２つのコア部１４が並列して形成されている場合には観測される確率は高いものの、必ず観測されるわけではなく、入射光のＮＡ（numerical aperture）やコア部１４１の横断面積、コア部１４１、１４２のピッチ等によっては、明瞭な極小値が観測されなかったり、極小値の位置がコア部１４２から外れたりする場合もあるが、このような場合でもクロストークは十分に抑制される。
【００９５】
また、図６（ｂ）に示す屈折率分布Ｗにおいて、側面クラッド部１５における平均屈折率をＷＡとしたとき、極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４近傍における屈折率が連続して平均屈折率ＷＡ以上である部分の幅をａ［μｍ］とし、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４近傍における屈折率が連続して平均屈折率ＷＡ未満である部分の幅をｂ［μｍ］とする。このとき、ｂは、０．０１ａ〜１．２ａ程度であるのが好ましく、０．０３ａ〜１ａ程度であるのがより好ましく、０．１ａ〜０．８ａ程度であるのがさらに好ましい。これにより、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が、上述した作用・効果を奏するのに必要かつ十分なものとなる。すなわち、ｂが前記下限値を下回っている場合は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が狭過ぎるため、コア部１４１、１４２に光を閉じ込める作用が低下するおそれがある。一方、ｂが前記上限値を上回っている場合は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が広過ぎて、その分、コア部１４１、１４２の幅やピッチが制限され、伝送効率が低下したり多チャンネル化および高密度化が妨げられるおそれがある。
【００９６】
なお、側面クラッド部１５における平均屈折率ＷＡは、極大値Ｗｍ１と極小値Ｗｓ１との中点で近似することができる。
【００９７】
また、屈折率分布Ｗは、例えば、（１）干渉顕微鏡（ｄｕａｌ−ｂｅａｍ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて屈折率依存の干渉縞を観測し、その干渉縞から屈折率分布Ｎを特定する方法、（２）屈折ニアフィールド法（Ｒｅｆｒａｃｔｅｄ  Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  ｍｅｔｈｏｄ；ＲＮＦ）等により特定することができる。このうち、屈折ニアフィールド法は、例えば特開平５−３３２８８０号公報に記載の測定条件を採用することができる。一方、干渉顕微鏡は、屈折率分布Ｗの特定を簡便に行い得る点で有用である。
【００９８】
また、コア部１４は、平面視で直線状または曲線状であってもよい。さらに、コア部１４は途中で交差しているとともに、必要に応じて分岐していてもよい。図１に示すようにコア部１４同士を途中で交差させることにより、同一平面内において光信号を交差させることが可能になるため、立体交差させたり迂回させたりすることなく最短距離のパターンのコア部１４を形成することができる。その結果、光導波路１における伝送効率の低下やパルス信号の鈍り等を最小化することができる。なおこの場合、屈折率分布は図４（ｂ）、図４（ｃ）、図５（ｂ）または図６（ｂ）に示すような分布であるのが好ましい。これにより、交差部における光信号の混信を特に抑えることができる。
【００９９】
なお、コア部１４の横断面形状は特に限定されず、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよいが、四角形（矩形状）であることにより、安定した品質のコア部１４を効率よく製造することができる。
【０１００】
また、コア部１４の高さ（コア層１３の厚さ）は、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつコア部１４の薄型化を図ることができる。
【０１０１】
上述したようなコア層１３の構成材料（主材料）は、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができる。なお、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。
【０１０２】
また、これらの中でも特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種が好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。これらの樹脂材料は、光の透過性が高いことから、特に伝送損失の小さい光導波路１が得られる。
【０１０３】
（（クラッド層））
一方、クラッド層１１、１２は、コア層１３の下部および上部に位置する。
クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さの０．０５〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．１〜１．２５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド部としての機能が確保される。また、光導波路１に適度な剛性が付与され、例えば光導波路１とマザーボード５との間に空間がある場合でも、光導波路１が撓み難くなり、光結合部における光路ずれを抑制することができる。
【０１０４】
また、クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。
【０１０５】
また、光導波路１の横断面の厚さ方向の屈折率分布についても、ＳＩ型、ＧＩ型の分布であってもよく、図４（ｃ）に示すような分布であってもよい。
【０１０６】
なお、光導波路１は、後述するようにマザーボード５上に重ねて配置されるため、その平面視における大きさは、例えばマザーボード５の少なくとも一部を覆い得る大きさに設定されるのが好ましい。具体的には、長径が５０ｍｍ〜３０００ｍｍ程度に設定されるのが好ましい。
【０１０７】
また、光導波路１の平面視形状は、特に限定されないが、四角形、六角形のような多角形の他、円形、楕円形等であってもよい。
【０１０８】
（（交差部））
図８は、図１に示す光導波路１の交差部近傍を示す平面図および交差部近傍の屈折率分布を示す図である。
【０１０９】
コア部１４同士の交差部１４７は、図８に示すように、中心部に極大値があり、そこから周辺（側面クラッド部１５）に向かって裾を引くように屈折率が漸減するような屈折率分布を有しているのが好ましい。これにより、交差部１４７の中心部に信号光が集まり易くなるので、交差部１４７における混信が特に抑制される。
【０１１０】
そして、交差部１４７の屈折率は、その周囲に比べて高いのが好ましい。この屈折率差に基づき、交差部１４７に進入した信号光は、その信号光が伝搬してきたコア部１４と交差するコア部１４には進入し難くなる。その結果、光導波路１では、交差部１４７において光信号の混信を抑制することができる。このようにして立体交差化することなく、同一平面上で光信号の交差が可能になる。その結果、光導波路１が実装されたデバイス（例えば光電気混載基板１０００）の小型化、薄型化および高密度化を容易に図ることができる。
【０１１１】
交差部１４７の最大の屈折率は、交差部１４７以外のコア部１４における最大の屈折率より０．００１〜０．０５程度高いのが好ましく、０．００２〜０．０３程度高いのがより好ましい。
【０１１２】
ここで、交差するコア部１４の光軸の交差角は１０〜９０°であるのが好ましく、２０〜９０°であるのがより好ましい。交差角がこの範囲内であれば、混信の発生を十分に抑えることができる。なお、この交差角とは、交差する光軸同士がなす内角のうち、角度が小さい方の内角をいう。
【０１１３】
なお、上述したような交差部１４７では混信が抑制されるとともに１つの交差部１４７を通過する際の光信号の伝送損失が０．０２ｄＢ以下に抑えられる。このため、１つのコア部１４に対して複数のコア部１４が交差するようにコア部１４のパターンを設定しても伝送損失が小さく抑えられることとなり、複雑なパターンの光配線を構築することができる。
【０１１４】
図９は、交差部近傍の他の構成例を示す部分拡大図である。
図９（ａ）、（ｂ）に示す光導波路は、それぞれ、交差部１４７の近傍において、コア部１４の幅が交差部１４７に向かうにつれて漸増するよう構成されている。このうち、図９（ａ）に示す光導波路ではコア部１４の幅が直線的に漸増している一方、図９（ｂ）に示す光導波路ではコア部１４の幅が曲線的に漸増している。このような構造になっていると、交差部１４７における混信が特に抑制されるとともに、交差部１４７における伝送効率の改善が図られる。
【０１１５】
図９（ｃ）に示す交差部１４８では、３つのコア部１４が交差しており、その交差角は６０°に設定されている。一方、図９（ｄ）に示す交差部１４８では、４つのコア部１４が交差しており、その交差角は４５°に設定されている。
【０１１６】
交差部１４８において交差するコア部１４の数は５つ以上であってもよく、その場合、交差角が前記範囲内になるよう交差数が適宜設定される。また、各交差角は互いに等しくても異なっていてもよい。
【０１１７】
（（ミラー））
図２に示す光導波路１には、ミラー１７が設けられている。
図１０（ａ）は、図２に示す光導波路１のコア部１４の途中にミラー（光路変換部）１７が形成されている例を示す斜視図である。
【０１１８】
図１０（ａ）に示す光導波路１には、コア部１４を厚さ方向に貫通するように、横断面がＶ字状をなす凹部（空孔）１７０がコア部１４の途中に形成されている。そして、ミラー１７は、この凹部１７０の内面の一部で構成されている。ミラー１７は平面状であり、かつコア部１４の軸線（光軸）に対して４５°傾斜している。このミラー１７にコア部１４を伝搬してきた光が反射され、図１０（ａ）の下方に光路が９０°変換される。また、図１０（ａ）の下方から伝搬してきた光は、ミラー１７で反射されコア部１４に入射される。すなわち、ミラー１７は、コア部１４を伝搬する光の光路を変換する光路変換機能を有する。
【０１１９】
なお、必要に応じて、ミラー１７を構成する加工面の表面に反射膜が成膜されていてもよい。この反射膜としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜や、コア部１４より低屈折率の材料の膜等が挙げられる。金属膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着のような物理蒸着法、ＣＶＤのような化学蒸着法、めっき法等が挙げられる。
【０１２０】
また、ミラー１７はコア部１４の途中ではなく、図１０（ｂ）に示すように、側面クラッド部１５内であってコア部１４の延長線上に設けられてもよい。
【０１２１】
なお、ミラー１７は、例えば湾曲させた導波路等、その他の光路変換部で代替することもできる。
【０１２２】
また、図３に示すように、光導波路１の下面には支持フィルム２が、上面にはカバーフィルム３が、それぞれ必要に応じて設けられていてもよい。
【０１２３】
支持フィルム２およびカバーフィルム３の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料が挙げられる。
【０１２４】
また、支持フィルム２およびカバーフィルム３の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、支持フィルム２およびカバーフィルム３は、適度な剛性を有するものとなるため、光導波路１を確実に支持するとともに、外力や外部環境から光導波路１を確実に保護することができる。
【０１２５】
図２に示す光導波路１には、クラッド層１１の下面にレンズ１６が設けられている。レンズ１６は、ミラー１７と光素子６との間を通過する信号光を収束させ、光結合効率を高めることに寄与する。
【０１２６】
レンズ１６の構成材料は、例えば、アクリル系樹脂のような各種樹脂材料、石英ガラスのような各種ガラス材料等が挙げられる。
【０１２７】
また、レンズ１６は、クラッド層１１の一部を変形させ、レンズとしての機能を付与したものであってもよい。この変形には、例えばナノインプリント技術等が用いられる。
【０１２８】
なお、光導波路１の平面視における大きさおよび形状は、マザーボード５の大きさおよび形状等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではないが、一例として一辺が２０ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の四角形とされる。また、形状は円形、多角形等であってもよい。
【０１２９】
（光コネクター）
光コネクター１０１は、光導波路１の端部に設けられ、コア部１４を他の光学部品と光学的に接続し得るものである。この光コネクター１０１は、各種コネクター規格に準拠したものであってもよく、例えば小型（Ｍｉｎｉ）ＭＴコネクター、ＪＩＳ  Ｃ  ５９８１に規定されたＭＴコネクター、１６ＭＴコネクター、２次元配列型ＭＴコネクター、ＭＰＯコネクター、ＭＰＸコネクター等が挙げられる。
【０１３０】
図１１（ａ）は、図１に示す光コネクター１０１の分解斜視図、図１１（ｂ）は、図１に示す光コネクター１０１の斜視図である。
【０１３１】
図１１に示す光コネクター１０１の場合、光コネクター１０１を装着するコア部１４近傍には切り欠き１ｃが設けられる。具体的には、コア部１４の両側部にそれぞれ、装着する光コネクター１０１と同程度の長さの切り欠き１ｃが形成されている。
【０１３２】
図１１に示す光コネクター１０１は、２つの脚部１０１２を備えたコネクター本体１０１１と、コネクター本体１０１１に装着可能なコネクター蓋体１０１３と、を有している。コネクター本体１０１１の２つの脚部１０１２は、図１１（ｂ）に示すように、切り欠き１ｃにそれぞれ嵌め込めるようになっており、その結果、コネクター本体１０１１の２つの脚部１０１２の間にコア部１４が挿入されるようになっている。
【０１３３】
また、コネクター蓋体１０１３もコア部１４とともに２つの脚部１０１２の間に挿入されるようになっており、その結果、図１１（ｂ）に示すように、コネクター本体１０１１とコネクター蓋体１０１３とでコア部１４を挟みこみ、固定し得るよう構成されている。
【０１３４】
光導波路１に光コネクター１０１が装着されると、コア部１４の端部は図１１（ｂ）に示すように光コネクター１０１の端面から露出した状態となる。この光コネクター１０１に対して他のコネクターを接続することによって、例えばコア部１４と他の光導波路や光ファイバーといった光学部品を光学的に接続することができる。接続される光学部品としては、光導波路や光ファイバーの他に、例えば、波長変換素子、フィルター、回折格子、偏光子、プリズム、レンズ等が挙げられる。
【０１３５】
また、光コネクター１０１の構成材料としては、例えば、樹脂材料、金属材料、セラミックス材料等が挙げられる。
【０１３６】
また、光コネクター１０１の構造は、図１１に示す構造に限定されない。例えば、光導波路１の端面から光コネクター１０１が突出するよう構成されていてもよく、その場合は、光導波路１に切り欠き１ｃを設ける必要はない。さらに、光導波路１を突出させたり切り欠き１ｃを設けたりすることなく、単に光導波路１の端部上にコネクター本体１０１１が接着されてなるような構造の光コネクター１０１であってもよい。
【０１３７】
なお、光導波路１におけるコア部１４のパターンは、図１に示すものに限定されず、いかなるパターンであってもよい。
【０１３８】
（光電変換部）
光電変換部４は、光導波路１の下方に設けられた光電変換部基板４１と、光電変換部基板４１の下面に搭載された光素子６および光電変換部用電気素子７と、電気コネクター４２と、を有している。この光電変換部４は、接着剤等の固定部材により光導波路１の下面に接着されている。以下、光電変換部４の各部について詳述する。
【０１３９】
（（光電変換部基板））
光電変換部基板４１は、図２に示すように、絶縁性基板（第２基板）４１１と、その両面にそれぞれ設けられた電気配線４１２と、各面の電気配線４１２同士を接続する貫通配線４１３と、絶縁性基板４１１等を貫通するスルーホール４１４と、を有している。
【０１４０】
絶縁性基板４１１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられるが、中でもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐熱性が高く、優れた透光性および可撓性を有していることから、絶縁性基板４１１の構成材料として特に好適である。なお、絶縁性基板４１１の具体例としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等に使用されるフィルム基板が挙げられる。
【０１４１】
ここで、図２に示す光モジュール１００では、光素子６と光導波路１との間に絶縁性基板４１１が設けられており、信号光はこの絶縁性基板４１１に設けられたスルーホール４１４を通過する。なお、絶縁性基板４１１として透光性を有するものを用いた場合には、スルーホールは不要である。
【０１４２】
また、絶縁性基板４１１の平均厚さは５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１５０μｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの絶縁性基板４１１であれば、光モジュール１００の薄型化が図られるとともに、絶縁性基板４１１の透過損失が抑制される。さらには、絶縁性基板４１１の厚さが前記範囲内であれば、ミラー１７と光素子６との距離が十分に短くなるので信号光の発散によって伝送効率が低下するのを防止することができる。
【０１４３】
なお、絶縁性基板４１１は、１枚の基板であってもよいが、複数層の基板を積層してなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。この場合、多層基板の層間には任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、絶縁性基板４１１中に高密度の電気回路を構築することができる。
【０１４４】
なお、絶縁性基板４１１は、光導波路１の下面に成膜または積層された絶縁層で代替することもできる。
【０１４５】
絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素のようなケイ素化合物、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂のような樹脂材料等により構成される。また、成膜法としては、例えば真空蒸着、スパッタリングのような物理蒸着法、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着法、塗布法、印刷法といった液相成膜法等が用いられる。
【０１４６】
電気配線４１２および貫通配線４１３はそれぞれ導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀等の金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金といった金属材料が挙げられる。
【０１４７】
また、電気配線４１２の平均厚さは、配線に要求される導電率等に応じて適宜設定されるものの、例えば１〜３０μｍ程度とされる。
【０１４８】
なお、光電変換部基板４１に対する光素子６や光電変換部用電気素子７の搭載方法は、特に限定されず、ダイボンディング法、ワイヤーボンディング法等が用いられる。
【０１４９】
（（光素子））
図２に示す光素子６は、素子本体６０と、素子本体６０の上面に設けられた受発光部６１および端子６２と、を備えている。なお、受発光部とは、受光部または発光部、あるいはその双方の機能を有するものを指す。そして、光素子６の受発光部６１と光導波路１のミラー１７との間が光学的に接続されている。
【０１５０】
光素子６としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子が挙げられる。
【０１５１】
また、光素子６の端子６２と光電変換部４の電気配線４１２とがバンプを介して電気的に接続されている。このバンプは各種金属材料で構成される。
【０１５２】
（（光電変換部用電気素子））
図２に示す光電変換部用電気素子７は、素子本体７０と、素子本体７０の上面に設けられた端子７２と、を備えている。
【０１５３】
光電変換部用電気素子７としては、例えば、ドライバーＩＣ、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）、またはこれらの素子を複合したコンビネーションＩＣ、ＬＳＩ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が挙げられる。
【０１５４】
また、光電変換部用電気素子７の端子７２と光電変換部４の電気配線４１２とがバンプを介して電気的に接続されている。このような光素子６や光電変換部用電気素子７を備えた光電変換部４を光導波路１のコア部１４の両端部に設けることにより、光モジュール１００のコア部１４において光通信を行うことができる。
【０１５５】
なお、光素子６や光電変換部用電気素子７と電気配線４１２との電気的接続は、上述したような接続方法の他、ワイヤーボンディング、異方性導電フィルム（ＡＤＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）等を用いた接続方法で行われてもよい。
【０１５６】
また、図２に示す光素子６や光電変換部用電気素子７と光電変換部基板４１との間には封止材４５が設けられている。封止材４５としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
【０１５７】
（（電気コネクター））
光電変換部４は、電気コネクター４２を介してマザーボード５に電気的に接続されている。
【０１５８】
電気コネクター４２は、各種コネクター規格に準拠したものあるいは汎用品であってもよく、例えばボード・ツー・ボードコネクター、ＦＰＣ／ＦＦＣコネクター、ＺＩＦコネクター、ＮＯＮ−ＺＩＦコネクター等が挙げられる。
【０１５９】
なお、光導波路１は、機械的にも、この電気コネクター４２を介してマザーボード５に接続されていてもよい。このような固定方法であれば、マザーボード５に対して光導波路１を着脱可能にすることができる。これにより、マザーボード５と光導波路１とを分離させ易くなるため、例えば光導波路１を交換し易い利点がある。
【０１６０】
（マザーボード）
マザーボード（電気配線基板）５は、絶縁性基板（第１基板）５１と、その上面に設けられた電気配線５２と、絶縁性基板５１上に搭載された複数のＬＳＩ５０１、コンデンサー５０２およびチップ抵抗器５０３といった複数の電気配線基板用電気素子５０と、電気コネクター５３と、を有している。
【０１６１】
電気コネクター５３は、光電変換部４の電気コネクター４２と嵌合するものであり、この嵌合により、マザーボード５側の電気配線５２と光電変換部４側の電気配線４１２とが電気的および機械的に接続され、光電変換部４の光素子６や光電変換部用電気素子７の動作をマザーボード５側から制御することが可能になる。また、信号の送受信も可能になる。
【０１６２】
絶縁性基板５１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。この他、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたもの、具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等であってもよい。
【０１６３】
電気配線５２は導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀等の金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金といった金属材料が挙げられる。
【０１６４】
また、電気配線５２の平均厚さは、配線に要求される導電率等に応じて適宜設定されるものの、例えば１〜３０μｍ程度とされる。
【０１６５】
マザーボード５がこのような電気配線５２、すなわち金属層を備えていることにより、マザーボード５は絶縁性基板５１だけで構成される場合に比べてその剛性が向上する。これにより、光導波路１をマザーボード５上に重ねたとき、光導波路１のみならずマザーボード５も撓み難くなり、その結果、マザーボード５と接続されている光導波路１の配置がより高精度に維持されることとなる。これにより、光導波路１とマザーボード５との間の信号の送受信効率をより高く維持することができる。
【０１６６】
ここで、図２に示す光電気混載基板１０００では、電気配線基板用電気素子５０が光導波路１の下に収まっている。このため、光電気混載基板１０００を平面視したとき、前述したように同じ領域に電気配線基板用電気素子５０とコア部１４とを併存させることができるので、コア部１４のパターンを自由に設定することができる。その結果、例えばコア部１４の距離を最短化することができるので、光信号の伝送効率の最適化を図ることができる。
【０１６７】
また、マザーボード５から光導波路１を容易に分離させることができるので、光導波路１やマザーボード５を個別に交換する等の補修を容易に行うことができる。
【０１６８】
なお、マザーボード５に実装される電気配線基板用電気素子５０は、上述したものに限定されず、例えばＩＣ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、トランジスター、コイル、ダイオード、コンデンサー、振動子、圧電素子、リレー、光素子等であってもよい。
【０１６９】
ここで、光導波路１とマザーボード５との距離は、例えば光電変換部４側の電気コネクター４２やマザーボード５側の電気コネクター５３の高さを変えることで容易に調整することができるが、一例として１〜１００ｍｍ程度に設定されるのが好ましく、２〜８０ｍｍ程度に設定されるのがより好ましい。
【０１７０】
なお、本実施形態に係る光電気混載基板１０００では、光電変換部４側の電気コネクター４２とマザーボード５側の電気コネクター５３とを接続することにより、両者間が固定されている。このような方法で固定することにより、光モジュール１００とマザーボード５との間は一部分のみで固定されるため、光導波路１とマザーボード５との間に多くの空間が存在する状態となる。この状態では、例えばマザーボード５の熱変形の影響が光モジュール１００側に及び難くなり、光電気混載基板１０００の信頼性が向上する。
【０１７１】
また、マザーボード５に対して光モジュール１００の固定する際には、電気コネクター４２、５３以外の機構、例えば接着剤による固定等を追加するようにしてもよい。
【０１７２】
図１２は、本実施形態に係る光モジュール１００の他の構成例を示す断面図である。
図１２に示す光電変換部４は、図１に示す光電変換部４にヒートスプレッダー４４を付加したものである。図１２に示すヒートスプレッダー４４は、光電変換部基板４１の下面に搭載された光素子６や光電変換部用電気素子７を覆う箱状をなしている。そして、ヒートスプレッダー４４内部の底面と光電変換部用電気素子７の下面とが当接するよう構成されている。これにより、光電変換部用電気素子７からの熱がヒートスプレッダー４４に効率よく伝達され、拡散する。その結果、光電変換部用電気素子７の放熱が特に促進されることとなる。
【０１７３】
ヒートスプレッダー４４の構成材料としては、熱伝導性の高いもの、例えば金属材料、炭素材料、セラミックス材料等が用いられる。また特に、銅、アルミニウム、鉄、銀、金、クロム、ニッケル、亜鉛、錫の単体または合金が好ましく用いられる。
【０１７４】
なお、光電変換部用電気素子７とヒートスプレッダー４４との間は、単に接しているのみであってもよいが、熱伝導材を介して接していてもよい。熱伝導材としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂のような樹脂系材料、グラファイトのような炭素系材料、シリカ、アルミナ、窒化ケイ素のようなセラミックス系材料、アルミニウム、銅のような金属系材料等のシートまたはペースト等が用いられる。また、これらの材料の２種以上を混合した複合材料のシートまたはペーストも用いられる。
【０１７５】
また、ヒートスプレッダー４４には、表面積を大きくする凹凸形状が設けられていてもよい。この凹凸形状としては、例えば図１２に示すヒートスプレッダー４４の下面に設けられるフィン形状等が挙げられる。
【０１７６】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第２実施形態に係る光モジュールについて説明する。
図１３は、本発明の光電気混載基板の第２実施形態の一部を示す断面図である。
【０１７７】
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１３において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第２実施形態は、光電変換部４の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。
【０１７８】
図１３に示す光電変換部４は、光導波路１のクラッド層１１の下面に設けられた絶縁性基板４１１ａと、クラッド層１２の上面に設けられた絶縁性基板４１１ｂと、絶縁性基板４１１ａの下面に設けられた電気配線４１２ａと、絶縁性基板４１１ｂの上面に設けられた電気配線４１２ｂと、光導波路１を貫通し電気配線４１２ａと電気配線４１２ｂとを接続する貫通配線４１３と、封止材４５と、電気コネクター４２と、光素子６と、光電変換部用電気素子７と、を有している。また、ミラー１７は、電気配線４１２ｂから、絶縁性基板４１１ｂ、光導波路１、および絶縁性基板４１１ａにわたって形成された凹部１７０の内面の一部で構成されている。
【０１７９】
図１３に示す光電変換部４の構造は、光導波路１を２枚の絶縁性基板４１１ａ、４１１ｂで挟み込む構造になっている。このため、絶縁性基板４１１ａとしてより薄いものを用いたとしても光電変換部４の剛性を維持することができ、光素子６とミラー１７との離間距離をより短くすることができる。その結果、光素子６とミラー１７との光結合効率をより高めることができる。
【０１８０】
絶縁性基板４１１ａ、４１１ｂの平均厚さは、５〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。
【０１８１】
なお、本実施形態に係る光電変換部４では、絶縁性基板４１１ｂの上面側にも光電変換部用電気素子７等を実装可能であり、これにより光電変換部用電気素子７のさらなる高密度実装が可能になる。
【０１８２】
また、凹部１７０は、電気配線４１２ｂの上面に開口している凹部であるので、光導波路１に対して光電変換部４を接着した後に形成可能である。このため、光素子６の受発光部の位置に合わせて凹部１７０を形成することが可能になり、受発光部とミラー１７との光軸合わせを極めて厳密に行うことができる。
【０１８３】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第３実施形態について説明する。
図１４は、本発明の光電気混載基板の第３実施形態の一部を示す断面図である。
【０１８４】
以下、第３実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１４において前記各実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１８５】
第３実施形態は、光電変換部４とマザーボード５との間に電気インターポーザー（電気配線基板）５５が介挿されているとともに、ＬＳＩ５０１が電気インターポーザー５５に搭載されている以外、第１実施形態と同様である。なお、本実施形態では、第１、第２実施形態と異なり、電気インターポーザー５５が「電気配線基板」に相当する。
【０１８６】
図１４に示す電気インターポーザー５５は、コア基板５５１とその両面に積層されたビルドアップ層５５２とを備えた多層基板５５０と、多層基板５５０の下面に設けられたバンプ５５３と、を有している。そして、電気インターポーザー５５には前述したようにＬＳＩ５０１が搭載されているとともに、電気インターポーザー５５の表面および内部に敷設された電気配線と光電変換部４とが電気コネクター５３を介して電気的に接続されている。このような電気インターポーザー５５を用いることにより、電気配線の高密度化を容易に図ることができ、信号伝送速度を高めることができる。その結果、ＬＳＩ５０１と光電変換部４との間の情報伝送の高速化および大容量化を図ることができ、光通信による高速化の恩恵を最大限に活かすことができる。すなわち、高速かつ大容量の情報処理を可能にする光電気混載基板１０００が得られる。
【０１８７】
また、電気インターポーザー５５は、バンプ５５３を介してマザーボード５の電気配線５２と電気的に接続されている。これにより、マザーボード５上に複数の電気インターポーザー５５が搭載されている場合も、これらを相互に連携させることができる。
【０１８８】
なお、多層基板５５０は、図１４に示すようなコア基板を含む多層基板であってもよいが、コア基板を含まないコアレスの多層基板であってもよい。
【０１８９】
また、ビルドアップ層５５２は、アディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法のようなビルドアップ工法により形成される。
【０１９０】
また、電気インターポーザー５５には、例えば前述したようなその他の電気素子が搭載されていてもよい。
【０１９１】
ここで、図１４に示す電気インターポーザー５５は、多層基板５５０の上面のうち、ＬＳＩ５０１のような電気配線基板用電気素子５０等が搭載された領域以外の領域に接合された補強部材（スティフナー）５５４を有している。具体的には、図１４に示す電気インターポーザー５５では、ＬＳＩ５０１および電気コネクター５３以外の領域に補強部材５５４が設けられている。
【０１９２】
補強部材５５４の構成材料としては、ビルドアップ層５５２の絶縁層よりも熱膨張係数が小さいものが用いられる。このような補強部材５５４を用いることにより、ビルドアップ層５５２の熱膨張を抑えることができ、多層基板５５０の変形を抑えることができる。補強部材５５４の構成材料としては、具体的には、例えば金属材料、セラミックス材料等が挙げられるが、金属材料を用いるのが好ましい。これにより、補強部材５５４の放熱性を高めることができ、電気配線基板用電気素子５０の信頼性を高めることができる。
【０１９３】
特に、補強部材５５４の熱膨張係数は、０．５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、多層基板５５０の変形をより効果的に防止することができる。
【０１９４】
かかる金属材料としては、特に限定されず、各種金属材料を用いることができるが、放熱性および低熱膨張を実現する観点から、Ｆｅを含む合金を用いるのが好ましい。
【０１９５】
かかるＦｅを含む合金としては、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｐｄ合金等が挙げられ、特に、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
【０１９６】
このような金属材料は、放熱性に優れるだけでなく、熱膨張係数が低いため、補強部材５５４の構成材料として有用である。
【０１９７】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、ＦｅおよびＮｉを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＮｉの他に、残部（Ｍ）として、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１９８】
より具体的には、Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、例えば、Ｆｅ−３６Ｎｉ合金（インバー）等のＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−３２Ｎｉ−５Ｃｏ合金（スーパーインバー）、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ合金（コバール）、Ｆｅ−３６Ｎｉ−１２Ｃｏ合金（エリンバー）等のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−２８Ｍｏ−２Ｆｅ合金等のＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金等が挙げられる。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金は、例えば、ＫＶ−２、ＫＶ−４、ＫＶ−６、ＫＶ−１５、ＫＶ−２５等のＫＶシリーズ（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）、Ｎｉｖａｒｏｘ等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ合金は、例えば、ＮＳ−５、Ｄ−１（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金は、例えば、Ｎｉ−Ｓｐａｎ  Ｃ−９０２（大同スペシャルメタル社製）、ＥＬ−３（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）等の商品名で市販されている。
【０１９９】
また、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金としては、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒを含むものであれば、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ−５４Ｃｏ−９．５Ｃｒ（ステンレスインバー）等のＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金が挙げられる。なお、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金は、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０２００】
また、Ｆｅ−Ｃｏ系合金としては、ＦｅおよびＣｏを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＣｏの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０２０１】
また、Ｆｅ−Ｐｔ系合金としては、ＦｅおよびＰｔを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＰｔの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０２０２】
また、Ｆｅ−Ｐｄ系合金としては、ＦｅおよびＰｄを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＰｄの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０２０３】
この補強部材５５４は、多層基板５５０の上面に接合されているが、その接合方法としては、例えば接着剤、粘着剤、圧接等が挙げられる。このうち接着剤を用いることにより、補強部材５５４と多層基板５５０とを簡単に接合することができる。かかる接着剤としては、接着機能を有するものであれば、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、熱伝導性に優れたものが好ましい。
【０２０４】
熱伝導性に優れた接着剤としては、例えば無機フィラーを含むものが挙げられる。無機フィラーとしては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が用いられる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、接着剤の接する部位に絶縁処理を施す。
【０２０５】
また、電気インターポーザー５５には、多層基板５５０の下面のうち、バンプ５５３以外の領域にも補強部材５５４と同様の構成を有する補強部材５５５が設けられている。このような補強部材５５５を設けることにより、電気インターポーザー５５の変形をさらに抑えることができる。
【０２０６】
また、多層基板５５０には、その厚さ方向に貫通するビアホールが形成されており、そのビアホールに伝熱ポスト５５６が設けられている。
【０２０７】
この伝熱ポスト５５６は、多層基板５５０全体をその厚さ方向に貫通しており、上端が多層基板５５０の上面に露出するとともに、下端が多層基板５５０の下面に露出している。そして、伝熱ポスト５５６は、上端が補強部材５５４に接触し、下端が補強部材５５５に接触している。これにより、伝熱ポスト５５６は、補強部材５５４と補強部材５５５とを接続している。
【０２０８】
この伝熱ポスト５５６は、前述した多層基板５５０よりも高い伝熱性を有する。これにより、補強部材５５４から伝熱ポスト５５６を介して補強部材５５５へ熱を効率的に伝達することができる。その結果、補強部材５５４、５５５はヒートスプレッダーとしての性能を向上させることができる。
【０２０９】
また、この伝熱ポスト５５６は、多層基板５５０をその厚さ方向に貫通するものであるため、公知の導体ポストと同様に、簡単かつ高精度に形成することができる。
【０２１０】
また、伝熱ポスト５５６は、中空であってもよいし、中実であってもよい。また、伝熱ポスト５５６の横断面形状としては、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等が挙げられる。また、伝熱ポスト５５６の数は、特に限定されず、任意であるが、多層基板５５０の機械的強度を損ねない程度に、できるだけ多くするのが好ましい。
【０２１１】
伝熱ポスト５５６は、電気信号の伝送に寄与しないものである。これにより、補強部材５５４から伝熱ポスト５５６を介して補強部材５５５へ熱をより効率的に伝達することができる。
【０２１２】
なお、本実施形態では、伝熱ポスト５５６が、多層基板５５０を平面視したときの外周部に設けられている。これにより、多層基板５５０の温度分布を均一化し易い。
【０２１３】
また、伝熱ポスト５５６は、多層基板５５０の表面や内部に形成された電気配線と接触しないよう設けられている。これにより、伝熱ポスト５５６と電気配線との短絡を防止することができる。
【０２１４】
このような伝熱ポスト５５６の構成材料としては、多層基板５５０よりも高い伝熱性を有するものであれば、特に限定されないが、金属材料を用いるのが好ましい。
【０２１５】
かかる金属材料としては、例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等の各種金属および各種合金が挙げられる。中でも、伝熱性に優れるので、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金を用いるのが好ましい。銅および銅系合金は熱伝導性に優れるので、電気配線基板用電気素子５０の放熱性をより向上させることができる。
【０２１６】
≪第４実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第４実施形態について説明する。
【０２１７】
図１５（ａ）は、本発明の光電気混載基板の第４実施形態の一部を示す断面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の上面図である。
【０２１８】
以下、第４実施形態について説明するが、第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１５において前記各実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２１９】
第４実施形態は、光導波路１が、マザーボード５の一部を覆うように広がるシート状の部分１ａと、シート状の部分１ａから伸びる帯状の部分１ｂと、を備えた形状をなしており、シート状の部分１ａと帯状の部分１ｂとの接続部１ｄにおいて帯状の部分１ｂが９０°捻られている以外、第３実施形態と同様である。
【０２２０】
すなわち、図１５に示す光導波路１は、第３実施形態と同様にマザーボード５や電気インターポーザー５５を覆うシート状の部分１ａを有している。
【０２２１】
また、図１５に示す光導波路１は、帯状の部分１ｂを有しており、この帯状の部分１ｂには光電変換部４が設けられている。ここで、帯状の部分１ｂは前記接続部１ｄにおいて９０°捻られているため、それに伴って光電変換部４の配置も第３実施形態の配置に対して９０°回転された配置になっている。これにより、平板状をなす光電変換部４は、その面方向が電気インターポーザー５５の上面に対して直交するよう配置されることとなる。
【０２２２】
光電変換部４の絶縁性基板４１１の端部には、電気配線４１２に接続された接点４１２０が複数並べられている。上記のように光電変換部４が配置されることにより、この接点４１２０を電気インターポーザー５５の電気コネクター（ソケット）５３に直接差し込むことが可能になる。このような接続構造であれば、光電変換部４に電気コネクター４２を設ける必要がなく、代わりに接点４１２０を形成しただけのいわゆるエッジ・コネクターを採用することができる。これにより、光電変換部４の低コスト化および簡素化を図ることができる。また、帯状の部分１ｂが９０°捻られることにより、光導波路１の上方から電気コネクター５３を直接視認することができるようになるため、接点４１２０と電気コネクター５３との接続作業を容易に行うことができるという利点もある。
【０２２３】
なお、この場合、電気コネクター５３は、上述したものの他にカードソケットタイプのコネクターであってもよい。
【０２２４】
また、図１５では、光導波路１の端部に帯状の部分１ｂが設けられ、その端部には光コネクター１０１が装着されているが、帯状の部分１ｂの配置はこれに限定されない。例えば、シート状の部分１ａに囲まれる位置に帯状の部分１ｂが配置されていてもよい。
【０２２５】
さらに、接続部１ｄにおける捻り角度は、９０°に限定されず、電気コネクター５３の受け入れ角に応じて１０〜９０°程度の範囲内で適宜設定される。
【０２２６】
≪第５実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第５実施形態について説明する。
【０２２７】
図１６は、本発明の光電気混載基板の第５実施形態を示す（一部透過して示す）分解斜視図、図１７は、図１６に白抜き矢印で示すように光導波路を重ねた状態におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【０２２８】
以下、第５実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１６において前記各実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２２９】
第５実施形態は、光導波路１がさらに金属層１８を備えている以外、第１実施形態と同様である。
【０２３０】
図１６、１７に示す光導波路１は、クラッド層１２の上面およびクラッド層１１の下面にそれぞれ設けられた金属層１８を有している。金属層１８を設けることにより、光導波路１の剛性を高めることができる。これにより、光導波路１をマザーボード５上に重ねたとき、光導波路１が撓み難くなり、その形状が維持され易いため、光導波路１とマザーボード５との配置がより高精度に維持される。これにより、光導波路１とマザーボード５との間の信号の送受信効率をより高く維持することができる。その結果、内部の信号伝送効率（信頼性）が特に高い光電気混載基板１０００が得られる。
【０２３１】
（光導波路）
図１８は、図１６に示す光導波路１の一部を拡大して示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。
【０２３２】
図１７、１８に示す光導波路１は、クラッド層１２の上面およびクラッド層１１の下面にそれぞれ設けられた金属層１８を有している。そして、ＬＳＩ５０１の上面は、クラッド層１１の下面に設けられた金属層１８に当接（直接接触）している。これにより、ＬＳＩ５０１からの熱は金属層１８に容易に伝達され、拡散する。その結果、ＬＳＩ５０１の放熱が特に促進されることとなる。すなわち、金属層１８は、ＬＳＩ５０１からの熱を放熱させるヒートスプレッダーとして機能する。
【０２３３】
また、金属層１８には図示しない他の放熱部材が接続されていてもよい。金属層１８を介してＬＳＩ５０１からの熱をこの放熱部材に伝導させ、放熱することができる。放熱部材としては、例えば、放熱フィン、熱交換機等が挙げられる。
【０２３４】
なお、ＬＳＩ５０１の上面は、熱伝導材を介して金属層１８と接していてもよい。熱伝導材としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂のような樹脂系材料、グラファイトのような炭素系材料、シリカ、アルミナ、窒化ケイ素のようなセラミックス系材料、アルミニウム、銅のような金属系材料等のシートまたはペースト等が用いられる。また、これらの材料の２種以上を混合した複合材料のシートまたはペーストも用いられる。
【０２３５】
また、金属層１８を設けることにより、光導波路１の剛性を高めることができる。これにより、光導波路１をマザーボード５上に重ねたとき、光導波路１が撓み難くなり、その形状が維持され易いため、光導波路１とマザーボード５との配置がより高精度に維持される。これにより、光導波路１とマザーボード５との間の信号の送受信効率をより高く維持することができる。その結果、内部の信号伝送効率（信頼性）が特に高い光電気混載基板１０００が得られる。
【０２３６】
金属層１８の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、３〜８００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、放熱性を高めつつ、光導波路１に十分な剛性が付与され、かつ自重で撓むのを防止することができる。すなわち、金属層１８の平均厚さが前記下限値を下回る場合、十分な放熱性が得られないおそれや、また光導波路１に十分な剛性が付与されないおそれがある。一方、金属層１８の平均厚さが前記上限値を上回る場合、金属層１８の質量が大きくなり、光導波路１が自重で撓んでしまい、信号伝送効率が低下するおそれがある。
【０２３７】
また、金属層１８の合計の平均厚さは、光導波路１の平均厚さの０．０１〜２０倍程度であるのが好ましく、０．０５〜１５倍程度であるのがより好ましい。これにより、十分な放熱性と剛性とを確保しつつ、光導波路１の質量が必要以上に重くなるのを防止することができる。
【０２３８】
金属層１８の構成材料としては、例えば各種金属材料が挙げられ、特に銅、アルミニウム、鉄、銀、金、クロム、ニッケル、亜鉛、錫の単体またはこれらの金属元素を含む合金が好ましく用いられ、アルミニウム、鉄および銅の単体またはこれらの基合金を主材料とするものがより好ましく用いられる。これらの材料は特に放熱性が高く、かつ、光導波路１に特に十分な剛性を付与するものであるため、光導波路１とマザーボード５との配置をさらに高精度に維持することができる。
【０２３９】
また、後に詳述するが、光導波路１を貫通するビアホールを設け、そこに伝熱ポストを設けるようにしてもよい。この伝熱ポストを介してクラッド層１２の上面に設けられた金属層１８とクラッド層１１の下面に設けられた金属層１８とを接続することにより、ヒートスプレッダーとしての機能がより強化されることとなる。この伝熱ポストの構成材料には、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀等の金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金といった各種金属材料が挙げられる。
【０２４０】
なお、クラッド層１１の下面に設けられた金属層１８には、光路と重なる部分に貫通孔が形成されている。これにより、金属層１８によって信号光の伝搬が妨げられるのを防止することができる。
【０２４１】
また、金属層１８には、必要に応じてパターニングが施され、電気配線として用いられる部分が含まれていてもよい。
【０２４２】
図１９は、本実施形態に係る光モジュール１００の他の構成例を示す断面図である。
図１９に示す光電変換部４は、図１６に示す光電変換部４にヒートスプレッダー（放熱体）４４を付加したものである。図１９に示すヒートスプレッダー４４は、光電変換部基板４１の下面に搭載された光素子６や光電変換部用電気素子７を覆う箱状をなしている。そして、ヒートスプレッダー４４内部の底面と光電変換部用電気素子７の下面とが当接するよう構成されている。これにより、光電変換部用電気素子７からの熱がヒートスプレッダー４４に効率よく伝達され、拡散する。その結果、光電変換部用電気素子７の放熱が特に促進されることとなる。
【０２４３】
ヒートスプレッダー４４の構成材料としては、前述したものと同様のものが用いられる。
【０２４４】
なお、光電変換部用電気素子７とヒートスプレッダー４４との間は、単に接しているのみであってもよいが、熱伝導材を介して接していてもよい。熱伝導材としては前述したものが用いられる。
【０２４５】
また、ヒートスプレッダー４４には、表面積を大きくする凹凸形状が設けられていてもよい。この凹凸形状としては、例えば図１９に示すヒートスプレッダー４４の下面に設けられるフィン形状等が挙げられる。
【０２４６】
≪第６実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第６実施形態に係る光モジュールについて説明する。
図２０は、本発明の光電気混載基板の第６実施形態の一部を示す断面図である。
【０２４７】
以下、第６実施形態について説明するが、第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図２０において前記各実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第６実施形態は、光電変換部４の構成が異なる以外、第５実施形態と同様である。
【０２４８】
図２０に示す光電変換部４は、光導波路１のクラッド層１１の下面に設けられた絶縁性基板４１１ａと、クラッド層１２の上面に設けられた絶縁性基板４１１ｂと、絶縁性基板４１１ａの下面に設けられた電気配線４１２ａと、絶縁性基板４１１ｂの上面に設けられた電気配線４１２ｂと、光導波路１を貫通し電気配線４１２ａと電気配線４１２ｂとを接続する貫通配線４１３と、封止材４５と、電気コネクター４２と、光素子６と、光電変換部用電気素子７と、を有している。また、ミラー１７は、電気配線４１２ｂから、絶縁性基板４１１ｂ、光導波路１、および絶縁性基板４１１ａにわたって形成された凹部１７０の内面の一部で構成されている。
【０２４９】
図２０に示す光電変換部４の構造は、光導波路１を２枚の絶縁性基板４１１ａ、４１１ｂで挟み込む構造になっている。このため、絶縁性基板４１１ａとしてより薄いものを用いたとしても光電変換部４の剛性を維持することができ、光素子６とミラー１７との離間距離をより短くすることができる。その結果、光素子６とミラー１７との光結合効率をより高めることができる。
【０２５０】
絶縁性基板４１１ａ、４１１ｂの平均厚さは、５〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。
【０２５１】
なお、本実施形態に係る光電変換部４では、絶縁性基板４１１ｂの上面側にも光電変換部用電気素子７等を実装可能であり、これにより光電変換部用電気素子７のさらなる高密度実装が可能になる。
【０２５２】
また、凹部１７０は、電気配線４１２ｂの上面に開口している凹部であるので、光導波路１に対して光電変換部４を接着した後に形成可能である。このため、光素子６の受発光部の位置に合わせて凹部１７０を形成することが可能になり、受発光部とミラー１７との光軸合わせを極めて厳密に行うことができる。
【０２５３】
図２１は、本実施形態に係る光モジュール１００の他の構成例を示す断面図である。
図２１に示す光電変換部４では、図２０に示す光電変換部４の各絶縁性基板４１１ａ、４１１ｂおよび電気配線４１２ａ、４１２ｂがそれぞれ光導波路１の全体にわたって延伸されている。ここで、電気配線４１２ａ、４１２ｂは、それぞれ金属材料で構成されたものであり、前記第１実施形態に係る金属層１８と同様の機能を有するものである。このため、図２１に示す光モジュール１００では、光導波路１の剛性が全体にわたって強化されるとともに、光導波路１が外力や外光、外部環境から保護されることとなる。
【０２５４】
≪第７実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第７実施形態に係る光モジュールについて説明する。
図２２は、本発明の光電気混載基板の第７実施形態の一部を示す断面図である。
【０２５５】
以下、第７実施形態について説明するが、第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図２２において前記各実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２５６】
第７実施形態に係る光モジュール１００は、光電変換部４の絶縁性基板４１１およびその上面に設けられた電気配線４１２と、その上に位置する金属層１８と、が省略され、一方、光導波路１を貫通し金属層１８と電気配線４１２とを接続する貫通配線１８ｃが形成されている以外、第５実施形態に係る光モジュール１００と同様である。すなわち、図２２に示す光電変換部４は、光導波路１と電気配線４１２とが接するよう構成されている。このような構造であれば、絶縁性基板４１１等が省略された分、光素子６とミラー１７との離間距離をさらに短くすることができる。その結果、光素子６とミラー１７との光結合効率をさらに高めることができる。また、前記離間距離を短くすることができるので、図２２に示すようにレンズ１６を省略することもできる。
【０２５７】
また、金属層１８をパターニングして電気配線を作り込み、貫通配線１８ｃを介して電気配線４１２と接続することにより、より広い範囲に電気回路を構築することができる。さらには、貫通配線１８ｃを介して、光素子６や光電変換部用電気素子７からの熱を金属層１８にも拡散させ、放熱することができる。
【０２５８】
≪第８実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第８実施形態について説明する。
図２３は、本発明の光電気混載基板の第８実施形態の一部を示す断面図である。
【０２５９】
以下、第８実施形態について説明するが、第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図２３において前記各実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２６０】
第８実施形態は、光電変換部４とマザーボード５との間に電気インターポーザー（電気配線基板）５５が介挿されているとともに、ＬＳＩ５０１が電気インターポーザー５５に搭載されている以外、第５実施形態と同様である。なお、本実施形態では、第５実施形態等と異なり、電気インターポーザー５５が電気配線基板に相当する。
【０２６１】
図２３に示す電気インターポーザー５５は、コア基板５５１とその両面に積層されたビルドアップ層５５２とを備えた多層基板５５０と、多層基板５５０の下面に設けられたバンプ５５３と、を有している。そして、電気インターポーザー５５には前述したようにＬＳＩ５０１が搭載されているとともに、電気インターポーザー５５の表面および内部に敷設された電気配線と光電変換部４とが電気コネクター５３を介して電気的に接続されている。このような電気インターポーザー５５を用いることにより、電気配線の高密度化を容易に図ることができ、信号伝送速度を高めることができる。その結果、ＬＳＩ５０１と光電変換部４との間の情報伝送の高速化および大容量化を図ることができ、光通信による高速化の恩恵を最大限に活かすことができる。すなわち、高速かつ大容量の情報処理を可能にする光電気混載基板１０００が得られる。
【０２６２】
また、電気インターポーザー５５は、バンプ５５３を介してマザーボード５の電気配線５２と電気的に接続されている。これにより、マザーボード５上に複数の電気インターポーザー５５が搭載されている場合も、これらを相互に連携させることができる。
【０２６３】
なお、多層基板５５０は、図２３に示すようなコア基板を含む多層基板であってもよいが、コア基板を含まないコアレスの多層基板であってもよい。
【０２６４】
また、ビルドアップ層５５２は、アディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法のようなビルドアップ工法により形成される。
【０２６５】
また、電気インターポーザー５５には、例えば前述したようなその他の電気素子が搭載されていてもよい。
【０２６６】
ここで、図２３に示す電気インターポーザー５５は、多層基板５５０の上面のうち、ＬＳＩ５０１のような電気配線基板用電気素子５０等が搭載された領域以外の領域に接合された補強部材（スティフナー）５５４を有している。具体的には、図２３に示す電気インターポーザー５５では、ＬＳＩ５０１および電気コネクター５３以外の領域に補強部材５５４が設けられている。
【０２６７】
以上のように、電気インターポーザー５５がこのような補強部材５５４、５５５、すなわち金属層を備え、かつこれらが伝熱ポスト５５６を介して接続されていることにより、電気インターポーザー５５は金属層を備えない場合に比べてその剛性が向上する。これにより、光導波路１を電気インターポーザー５５上に重ねたとき、光導波路１のみならず電気インターポーザー５５も撓み難くなり、その結果、電気インターポーザー５５と接続されている光導波路１の配置がより高精度に維持されることとなる。これにより、光導波路１と電気インターポーザー５５との間の信号の送受信効率をより高く維持することができる。
【０２６８】
≪第９実施形態≫
次に、本発明の光電気混載基板の第９実施形態について説明する。
図２４（ａ）は、本発明の光電気混載基板の第９実施形態の一部を示す断面図、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）の上面図である。
【０２６９】
以下、第９実施形態について説明するが、第８実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図２４において前記各実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２７０】
第９実施形態は、光導波路１が、マザーボード５の一部を覆うように広がるシート状の部分１ａと、シート状の部分１ａから伸びる帯状の部分１ｂと、を備えた形状をなしており、シート状の部分１ａと帯状の部分１ｂとの接続部１ｄにおいて帯状の部分１ｂが９０°捻られている以外、第８実施形態と同様である。
【０２７１】
すなわち、図２４に示す光導波路１は、第８実施形態と同様にマザーボード５や電気インターポーザー５５を覆うシート状の部分１ａを有している。
【０２７２】
また、図２４に示す光導波路１は、帯状の部分１ｂを有しており、この帯状の部分１ｂには光電変換部４が設けられている。ここで、帯状の部分１ｂは前記接続部１ｄにおいて９０°捻られているため、それに伴って光電変換部４の配置も第４実施形態の配置に対して９０°回転された配置になっている。これにより、平板状をなす光電変換部４は、その面方向が電気インターポーザー５５の上面に対して直交するよう配置されることとなる。
【０２７３】
光電変換部４の絶縁性基板４１１の端部には、電気配線４１２に接続された接点４１２０が複数並べられている。上記のように光電変換部４が配置されることにより、この接点４１２０を電気インターポーザー５５の電気コネクター（ソケット）５３に直接差し込むことが可能になる。このような接続構造であれば、光電変換部４に電気コネクター４２を設ける必要がなく、代わりに接点４１２０を形成しただけのいわゆるエッジ・コネクターを採用することができる。これにより、光電変換部４の低コスト化および簡素化を図ることができる。また、帯状の部分１ｂが９０°捻られることにより、光導波路１の上方から電気コネクター５３を直接視認することができるようになるため、接点４１２０と電気コネクター５３との接続作業を容易に行うことができるという利点もある。
【０２７４】
なお、この場合、電気コネクター５３は、上述したものの他にカードソケットタイプのコネクターであってもよい。
【０２７５】
また、図２４では、光導波路１の端部に帯状の部分１ｂが設けられ、その端部には光コネクター１０１が装着されているが、帯状の部分１ｂの配置はこれに限定されない。例えば、シート状の部分１ａに囲まれる位置に帯状の部分１ｂが配置されていてもよい。
【０２７６】
さらに、接続部１ｄにおける捻り角度は、９０°に限定されず、電気コネクター５３の受け入れ角に応じて１０〜９０°程度の範囲内で適宜設定される。
【０２７７】
＜光電気混載基板の製造方法＞
次に、本発明の光電気混載基板を製造する方法について説明する。
【０２７８】
まず、光導波路１を製造する。光導波路１は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をこの順に積層することによって製造されるが、このうちコア層１３中にコア部１４と側面クラッド部１５とを形成するのには、例えばナノインプリント法、直接描画法、直接露光自己形成法等が用いられる。また、直接描画法では、光等の放射線の照射により照射領域と非照射領域との間に屈折率差を形成し得る屈折率変調能を有する被膜に向けて局所的に放射線を照射し、屈折率差を形成することによりコア部１４と側面クラッド部１５とを形成する。
【０２７９】
屈折率変調の原理には、例えばモノマーディフュージョン、フォトブリーチング、光異性化、光二量化等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせたものが用いられる。このうち、屈折率変調の原理としては、特にモノマーディフュージョンが好ましく採用される。モノマーディフュージョンでは、ポリマー中にこのポリマーと屈折率の異なる光重合性モノマーが分散してなる材料で構成された層に対して部分的に光を照射し、光重合性モノマーの重合を生起させるとともに、それに伴って光重合性モノマーを移動、偏在させることにより、層内に屈折率の偏りを生じさせてコア部１４および側面クラッド部１５を形成する。このような原理の屈折率変調においては、光を照射する領域を選択するのみで、いかなる形状のコア部１４をも簡単に形成することができるので、光導波路１を極めて効率よく製造することができる。また、このような原理で形成される屈折率分布は、光重合性モノマーの濃度分布に対応して形成されるため、形成されたコア部１４の横断面における屈折率分布は滑らかな屈折率変化を伴うものとなる。その結果、製造される光導波路１は、ＧＩ型の屈折率分布を有するものとなり、伝送特性が高く、交差部における混信を確実に抑制し得るものとなる。
【０２８０】
このようなモノマーディフュージョンを生じる材料としては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。
【０２８１】
一方、フォトブリーチング、光異性化および光二量化といった原理による屈折率変調の場合、照射する光の照射量（放射線の照射量）に応じて屈折率の変化量を調整することができる。フォトブリーチングでは、光の照射によって材料中の分子構造が切断され、離脱性基が主鎖から離脱する。これにより材料の屈折率を変化させ、コア部１４を形成する。また、光異性化および光二量化では、光の照射によって材料の光異性化または光二量化を生じ、材料の屈折率が変化する。これによりコア部１４を形成する。
【０２８２】
フォトブリーチングを生じる材料としては、例えば、特開２００９−１４５８６７号公報に記載されたコアフィルム材料等が挙げられる。
【０２８３】
また、光異性化を生じる材料としては、例えば、特開２００５−１６４６５０号公報に記載されたノルボルネン系樹脂等が挙げられる。
【０２８４】
また、光二量化を生じる材料としては、例えば、特開２０１１−１０５７９１号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。
【０２８５】
なお、照射する光の照射量を徐々に変化させることにより、形成される屈折率分布も滑らかな屈折率変化を伴うものとなる。照射する光の照射量を徐々に変化させる方法としては、例えば、グレイトーンマスクやハーフトーンマスクといった多階調マスクを用いる方法、光強度に分布がある光ビームを走査する方法、領域ごとの照射時間を変化させつつ照射する方法等が挙げられる。
【０２８６】
また、ポリマー中に屈折率調整剤を拡散させ、その際、屈折率調整剤の濃度を連続的に変化させることによって屈折率差を形成するようにしてもよい。ポリマー中に屈折率調整剤を供給する方法としては、例えば、塗布、噴霧、付着、浸漬、堆積等の方法が挙げられる。このような供給方法で屈折率調整剤を供給する際、領域ごとの供給量を調整することによって、任意の屈折率分布を形成することができる。なお、屈折率調整剤としては、例えば、特開２００６−２７６７３５号公報に記載されたものが挙げられる。
【０２８７】
また、得られた光導波路１にミラー１７を形成するとともにレンズ１６を設ける。ミラー１７の形成には、例えばダイシング加工、成形型の転写といった機械加工、レーザー加工、電子線加工等が用いられる。
【０２８８】
次いで、必要に応じて、クラッド層１１の下面およびクラッド層１２の上面にそれぞれ金属層１８を成膜する。金属層１８の成膜方法は、特に限定されないが、例えば、真空蒸着のような物理蒸着法、ＣＶＤのような化学蒸着法、めっき法、印刷法等が挙げられる。
【０２８９】
また、クラッド層１１の下面およびクラッド層１２の上面にそれぞれ金属層１８を貼り付けるようにしてもよい。この貼り付けには、接着剤や粘着剤、接着シート等を用いることができる。また、クラッド層１１の下面およびクラッド層１２の上面にそれぞれ金属材料を成膜することにより金属層１８を形成するようにしてもよい。
【０２９０】
次いで、光導波路１の端部に光コネクター１０１を取り付ける。これにより、光配線部品１０が得られる。
【０２９１】
次いで、光導波路１の下面に光電変換部４を接着する。これにより、光モジュール１００が得られる。
【０２９２】
一方、絶縁性基板５１上にＬＳＩ５０１等の電気配線基板用電気素子５０を搭載し、マザーボード５を製造する。そして、マザーボード５を覆うように光導波路１を重ねるとともに、光電変換部４の電気コネクター４２とマザーボード５の電気コネクター５３とを接続する。
以上のようにして光電気混載基板１０００が得られる。
【０２９３】
＜電子機器＞
上述したような本発明の光電気混載基板１０００は、前述したように、光導波路１のコア部１４の最短化および高密度化が図られるとともに、内部の光結合効率の向上が図られるため、光信号の伝送効率が高いものとなる。したがって、本発明の光電気混載基板を備えることにより、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器（本発明の電子機器）が得られる。
【０２９４】
本発明の光電気混載基板を備える電子機器としては、例えば、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類が挙げられる。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光電気混載基板を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
【０２９５】
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
【０２９６】
また、本発明の光電気混載基板は、コネクター等を介してマザーボード５に実装可能になっているため、必要に応じてマザーボード５から取り外すことが容易に行える。このため、光導波路１やマザーボード５を個別に取り出し、交換や修理を行うことができる。
【０２９７】
以上、本発明の光電気混載基板および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０２９８】
例えば、光導波路１は、マザーボード５の全面ではなく、一部分を覆うように重ねられたものであってもよく、さらにはマザーボード５の縁部からはみ出るように重ねられたものであってもよい。
【０２９９】
また、光電変換部４が備える光電変換部基板４１は、ビルドアップ層を含む多層基板であってもよい。
【実施例】
【０３００】
次に、本発明の実施例について説明する。しかしながら本発明はこれら例のみに限定されない。特に問題の無い限り、位置、数、量、種類などの、変更、追加および省略等を行ってもよい。
【０３０１】
１．図５に示す屈折率分布を有する光導波路の製造
まず、図５に示す屈折率分布を有する直線状のコア部を有する光導波路をそれぞれ条件を変えて製造し（実施例１〜１８）、また比較のための比較例１、参考例１〜４の光導波路も製造した。また下記に示す３．ではこれら光導波路の評価を行った。
【０３０２】
（実施例１）
（１）クラッド層形成用樹脂組成物の製造
ダイセル化学工業（株）製の脂環式エポキシ樹脂：セロキサイド２０８１  ２０ｇ、（株）ＡＤＥＫＡ製のカチオン重合開始剤：アデカオプトマーＳＰ−１７０  ０．６ｇ、およびメチルイソブチルケトン８０ｇを撹拌混合して、溶液を調製した。
【０３０３】
次いで、得られた溶液を、０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して、清浄で無色透明なクラッド層形成用樹脂組成物Ｅ１を得た。
【０３０４】
（２）感光性樹脂組成物の製造
エポキシ系ポリマーとして新日鐵化学（株）製のフェノキシ樹脂：ＹＰ−５０Ｓ  ２０ｇ、モノマーとしてダイセル化学工業（株）製のセロキサイド２０２１Ｐ  ５ｇ、および重合開始剤として（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカオプトマーＳＰ−１７０  ０．２ｇを、メチルイソブチルケトン８０ｇ中に投入し、撹拌溶解して、溶液を調製した。
【０３０５】
次いで、得られた溶液を、０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄で無色透明な感光性樹脂組成物Ｆ１を得た。
【０３０６】
（３）下側クラッド層の作製
クラッド層形成用樹脂組成物Ｅ１を、ドクターブレードにより、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に均一に塗布した。この後、５０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を完全に除去した後、ＵＶ露光機で全面に紫外線を照射し、塗布した樹脂組成物Ｅ１を硬化させた。これにより、厚さ１０μｍの無色透明な下側クラッド層を得た。なお、紫外線の積算光量は５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０３０７】
（４）コア層の作製
作製した下側クラッド層上に、感光性樹脂組成物Ｆ１を、ドクターブレードにより均一に塗布した。この後、４０℃の乾燥機に５分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンが全面に描かれたフォトマスクを圧着した。そして、フォトマスク上から平行露光機により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は１０００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０３０８】
次いで、フォトマスクを取り去り、１５０℃のオーブンに３０分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には鮮明な導波路パターンが現れていることが確認された。コア部の平均幅ＷＣＯと、側面クラッド部の平均幅ＷＣＬとをそれぞれ表１に示す。また、得られたコア層の厚さは５０μｍ、コア部の本数は８本とした。
【０３０９】
（５）上側クラッド層の作製
作製したコア層上に、（３）と同様にしてクラッド層形成用樹脂組成物Ｅ１を塗布し、厚さ１０μｍの無色透明な上側クラッド層を得た。このようにして光導波路を得た。
【０３１０】
（６）屈折率分布の評価
そして、得られた光導波路のコア層の横断面について、干渉顕微鏡により、幅方向の屈折率分布Ｗを取得した。その結果、屈折率分布Ｗは、複数の低屈折率領域および高屈折率領域を有し、屈折率が連続的に変化したものであった。
【０３１１】
（実施例２〜８）
ポリマーの組成、モノマーの組成と含有率、および紫外線の積算光量を、表１に示すように設定するとともに、コア部の平均幅ＷＣＯおよび側面クラッド部の平均幅ＷＣＬがそれぞれ表１に示す値になるようにフォトマスクのパターンを設定した以外は、それぞれ実施例１と同様にして、実施例２〜８の光導波路を得た。
【０３１２】
（実施例９）
（１）（メタ）アクリル系ポリマーの合成
メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）２０．０ｇ、ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）３０．０ｇ、およびメチルイソブチルケトン４５０ｇを、セパラブルフラスコに投入した。これらを撹拌混合したのち、窒素ガスで置換して、モノマー溶液を調製した。
【０３１３】
一方、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル０．２５ｇをメチルイソブチルケトン１０ｇに溶解したのち、窒素ガスで置換して、開始剤溶液を調製した。
【０３１４】
そして、前記モノマー溶液を８０℃に加熱した状態で撹拌しつつ、シリンジを用いて前記開始剤溶液を前記モノマー溶液に添加した。そのまま８０℃で１時間撹拌したのちに冷却し、重合体溶液を調製した。その後、５Ｌのイソプロパノールをビーカー中に準備し、攪拌機により常温下で撹拌しつつ、ビーカー内に前記重合体溶液を滴下した。滴下が完了してからも引き続き３０分間撹拌し、その後沈殿したポリマーを取り出し、真空乾燥機にて減圧下６０℃で８時間乾燥させた。これにより、アクリル系ポリマーＡ１を得た。
【０３１５】
（２）クラッド層形成用樹脂組成物の製造
互応化学工業（株）製の水性アクリレート樹脂溶液：ＲＤ−１８０  ２０ｇ、イソプロパノール２０ｇ、および重合開始剤として日清紡ケミカル（株）製のカルボジライトＶ−０２−Ｌ２  ０．４ｇを、撹拌混合して溶液を調製した。
【０３１６】
次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して、清浄で無色透明なクラッド層形成用樹脂組成物Ｂ１を得た。
【０３１７】
（３）感光性樹脂組成物の製造
合成したアクリル系ポリマーＡ１  ２０ｇと、モノマーとしてメタクリル酸シクロヘキシル５ｇと、重合開始剤としてＢＡＳＦジャパン（株）製イルガキュア６５１  ０．２ｇを、メチルイソブチルケトン８０ｇ中に投入し、撹拌溶解し、溶液を調製した。
【０３１８】
次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して、清浄で無色透明な感光性樹脂組成物Ｃ１を得た。
【０３１９】
（４）下側クラッド層の作製
クラッド層形成用樹脂組成物Ｂ１をドクターブレードにより厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に均一に塗布した後、８０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を完全に除去した後、さらに１５０℃のオーブンに１０分間投入し、硬化させて、厚さ１０μｍの無色透明な下側クラッド層を得た。
【０３２０】
（５）コア層の作製
作製した下側クラッド層上に、感光性樹脂組成物Ｃ１をドクターブレードにより均一に塗布した。この後、４０℃の乾燥機に５分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンが全面に描かれたフォトマスクを圧着した。そして、フォトマスク上から平行露光機により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は８００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０３２１】
次いで、フォトマスクを取り去り、１５０℃のオーブンに３０分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には断面が矩形状をなす鮮明な導波路パターンが現れていることが確認された。コア部の平均幅ＷＣＯと側面クラッド部の平均幅ＷＣＬとをそれぞれ表２に示す。また、得られたコア層の厚さは５０μｍ、コア部の本数は８本とした。
【０３２２】
（６）上側クラッド層の作製
作製したコア層上に、（４）と同様にしてクラッド層形成用樹脂組成物Ｂ１を塗布し、厚さ１０μｍの無色透明な上側クラッド層を得た。上記と同様にして光導波路を得た。
【０３２３】
（７）屈折率分布の評価
そして、得られた光導波路のコア層の横断面について、干渉顕微鏡により、幅方向の屈折率分布Ｗを取得した。その結果、屈折率分布Ｗは、複数の低屈折率領域および高屈折率領域を有し、屈折率が連続的に変化したものであった。
【０３２４】
（実施例１０〜１２）
モノマーの組成と含有率、および紫外線の積算光量を、表２に示すように設定するとともに、コア部の平均幅ＷＣＯおよび側面クラッド部の平均幅ＷＣＬがそれぞれ表２に示す値になるようにフォトマスクのパターンを設定した以外は、それぞれ実施例９と同様にして、実施例１０〜１２の光導波路を得た。
【０３２５】
（実施例１３）
（１）離脱性基を有するポリオレフィン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも１ｐｐｍ以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）７．２ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）、及びジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン１２．９ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を、５００ｍＬバイアル瓶に計量し、脱水トルエン６０ｇと酢酸エチル１１ｇを加えた。このグローブボックスにシリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
【０３２６】
次に、１００ｍＬバイアルビン中にＮｉ触媒１．５６ｇ（３．２ｍｍｏｌ）と脱水トルエン１０ｍＬを計量した。スターラーチップを入れてビンを密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。
【０３２７】
このＮｉ触媒溶液１ｍＬをシリンジで正確に計量し、上記２種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し、室温で１時間撹拌した。その結果、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。
【０３２８】
１００ｍＬビーカーに、無水酢酸９．５ｇ、過酸化水素水１８ｇ（濃度３０％）、及びイオン交換水３０ｇを加えて撹拌し、その場で、過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて１２時間撹拌して、Ｎｉの還元処理を行った。
【０３２９】
次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した。この後、イソプロピルアルコールの３０％水溶液を１００ｍＬ加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で、水層を除去した。この水洗プロセスを合計で３回繰り返した。この後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過により、ろ液と分別した。この後、６０℃に設定した真空乾燥機中で１２時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー＃１を得た。ポリマー＃１の分子量分布は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１０万、Ｍｎ＝４万であった。また、ポリマー＃１中の各構造単位のモル比は、ＮＭＲによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が５０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５０ｍｏｌ％であった。
【０３３０】
（２）コア層形成用組成物の製造
精製した上記ポリマー＃１  １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これに、メシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（東亜合成製  ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇ、及び重合開始剤（光酸発生剤）  ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ  ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃  １７８２３３−７２−２）（０．０１２５ｇ、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた。この後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄なコア層形成用組成物を得た。なお、この組成物には、モノマーが含まれていない点で、各実施例に記載の感光性樹脂組成物と異なっている。一方、ポリマー＃１は、活性放射線の照射により離脱性基が離脱する機能を有しており、いわゆるフォトブリーチング現象が生じるものである。また、前記重合開始剤は、表３中においてＰＩ  ２０７４と表記する。
【０３３１】
（３）クラッド層形成用組成物の製造
精製した上記ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位８０ｍｏｌ％、及びジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位２０ｍｏｌ％にそれぞれ変更したものを、前記ポリマー＃１に代えて用いるようにした以外は、コア層形成用組成物と同様にして、クラッド層形成用組成物を得た。
【０３３２】
（４）下側クラッド層の作製
クラッド層形成用組成物をドクターブレードにより厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に均一に塗布した。この後、５０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を完全に除去した後、ＵＶ露光機で全面に紫外線を照射し、塗布した組成物を硬化させた。これにより、厚さ１０μｍの無色透明な下側クラッド層を得た。なお、紫外線の積算光量は５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０３３３】
（５）コア層の作製
作製した下側クラッド層上に、コア層樹脂組成物をドクターブレードにより均一に塗布した。この後、４０℃の乾燥機に５分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンが全面に描かれたフォトマスクを圧着した。そして、フォトマスク上から平行露光機により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は１３００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０３３４】
次いで、フォトマスクを取り去り、１５０℃のオーブンに３０分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には断面が矩形状をなす鮮明な導波路パターンが現れていることが確認された。得られたコア層の厚さは５０μｍであった。また、コア部の本数は８本とした。
【０３３５】
（６）上側クラッド層の作製
作製したコア層上に、（３）と同様にしてクラッド層形成用樹脂組成物Ｅ１を塗布し、厚さ１０μｍの無色透明な上側クラッド層を得た。以上のようにして光導波路を得た。
【０３３６】
（７）屈折率分布の評価
そして、得られた光導波路のコア層の横断面について、干渉顕微鏡により幅方向の屈折率分布Ｗを取得した。その結果、屈折率分布Ｗは、複数の低屈折率領域および高屈折率領域を有し、屈折率が連続的に変化したものであった。
【０３３７】
（実施例１４、１５）
モノマーの組成と含有率、および紫外線の積算光量を、表３に示すように設定するとともに、コア部の平均幅ＷＣＯおよび側面クラッド部の平均幅ＷＣＬがそれぞれ表３に示す値になるようにフォトマスクのパターンを設定した以外は、それぞれ実施例１３と同様にして光導波路を得た。
【０３３８】
（実施例１６）
（１）光導波路の製造
実施例１３に用いた光導波路形成用組成物を用い、ダイコーターにより、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）フィルム上に、多色押出成形（共押出成形）を行った。これにより、コア層形成用組成物を中間層とし、クラッド層形成用組成物を下層および上層とする、３層が押出された、多色成形体を得た。これを５５℃の乾燥器に１０分間投入し、溶剤を完全に除去した。この後、フォトマスクを圧着して紫外線を１３００ｍＪ／ｃｍ２で選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中で１５０℃、１．５時間の加熱を行った。加熱後、鮮明な導波路パターンが現れており、コア部および側面クラッド部が形成されていることが確認された。その後、得られた光導波路から、長さ１０ｃｍ分を切り出した。なお、形成された光導波路は、コア部が８本並列に形成されたものである。また、光導波路の全体の厚さを１００μｍとした。
【０３３９】
（２）屈折率分布の評価
そして、得られた光導波路のコア層の横断面について、干渉顕微鏡により幅方向の屈折率分布Ｗを取得した。その結果、屈折率分布Ｗは、複数の低屈折率領域および高屈折率領域を有し、屈折率が連続的に変化したものであった。
【０３４０】
一方、光導波路の横断面について、そのコア部の幅の中心を上下方向に通過する中心線に沿って干渉顕微鏡により厚さ方向の屈折率分布Ｔを取得した。その結果、屈折率分布Ｔは、その中央部に屈折率が連続的に変化している領域と、その両側に、前記領域より屈折率が低く、かつほぼ一定の値の領域を有していた。すなわち、得られた光導波路の厚さ方向の屈折率分布Ｔは、いわゆるグレーデッドインデックス型になっていた。
【０３４１】
（実施例１７、１８）
モノマーの組成と含有率、および紫外線の積算光量を表３に示すように設定するとともに、コア部の平均幅ＷＣＯおよび側面クラッド部の平均幅ＷＣＬがそれぞれ表３に示す値になるようにフォトマスクのパターンを設定するようにした以外は、それぞれ実施例１６と同様にして、実施例１７、１８の光導波路を得た。
【０３４２】
（比較例１）
コア形成用組成物およびクラッド形成用組成物について、ＣＨＯＸを添加せず、ＰＩ２０７４の添加量を０．０１ｇとした以外は、実施例１３と同様にして、比較例１の光導波路を得た。
【０３４３】
なお、得られた光導波路では、コア部の屈折率は一定であり、側面クラッド部の屈折率も一定であり、コア部とクラッド部との屈折率は不連続であった。すなわち、得られた光導波路のコア層の屈折率分布は、いわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布になっていた。
【０３４４】
（参考例１、２）
コア部の平均幅ＷＣＯおよび側面クラッド部の平均幅ＷＣＬがそれぞれ表１に示す値になるようにフォトマスクのパターンを変更するようにした以外は、それぞれ実施例１、２と同様にして、参考例１、２の光導波路を得た。
【０３４５】
（参考例３、４）
コア部の平均幅ＷＣＯおよび側面クラッド部の平均幅ＷＣＬがそれぞれ表２に示す値になるようにフォトマスクのパターンを変更するようにした以外は、それぞれ実施例９、１０と同様にして、参考例３、４の光導波路を得た。
【０３４６】
以上の各実施例、各比較例および各参考例で得られた光導波路について、それらの製造条件を、表１、２、３に示す。
【０３４７】
【表１】
2014026269.tif 000003
【０３４８】
【表２】
2014026269.tif 000004
【０３４９】
【表３】
2014026269.tif 000005
【０３５０】
２．図６に示す屈折率分布を有する光導波路の製造
まず、図６に示す屈折率分布を有する直線状のコア部を有する光導波路を製造し、３．ではその評価を行った。
【０３５１】
（実施例１９〜３７、比較例２および参考例５〜１０）
製造条件を表４、５、６に示すように変更するとともに、実施例１９〜３１および参考例５〜８におけるコア層形成時の乾燥条件を５０℃×１０分間に、実施例３２〜３７、比較例２および参考例９、１０におけるコア層形成時の乾燥条件を６０℃×１５分間に変更した以外は、それぞれ実施例１と同様にして光導波路を得た。また、実施例３５〜３７では、実施例１６と同様の共押出成形により多色成形体を得た後、紫外線を照射するようにした。
【０３５２】
【表４】
2014026269.tif 000006
【０３５３】
【表５】
2014026269.tif 000007
【０３５４】
【表６】
2014026269.tif 000008
【０３５５】
３．光導波路の評価
３．１  光導波路の屈折率分布
得られた光導波路のコア層の横断面について、その厚さ方向の中心線に沿って干渉顕微鏡により屈折率分布を測定し、コア層の横断面の幅方向の屈折率分布を得た。なお、得られた屈折率分布は、コア部ごとに同様の屈折率分布パターンが繰り返されているので、得られた屈折率分布から一部を切り出し、これを屈折率分布Ｗとした。また、同様にして屈折率分布Ｔを得た。
【０３５６】
屈折率分布Ｗのうち、表１、表２および表３において「ＧＩ型」とした分布の形状は、図５に示すような、極大値Ｗｍを含む高屈折率領域ＷＨと低屈折率領域ＷＬとが交互に並んだ形状であった。
【０３５７】
また、屈折率分布Ｗのうち、表４、表５および表６において「Ｗ型」とした分布の形状は、図６に示すような、４つの極小値と５つの極大値とが交互に並んだ形状であった。このＷ型の屈折率分布Ｗから、各極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３およびＷｓ４および各極大値Ｗｍ１、Ｗｍ２、Ｗｍ３、Ｗｍ４およびＷｍ５を求めるとともに、クラッド部における平均屈折率ＷＡを求めた。なお、各実施例および各参考例で得られた光導波路の幅方向の屈折率分布Ｗは、それぞれ、その全体において屈折率の変化が連続的であった。
【０３５８】
また、このＷ型の屈折率分布Ｗにおいて、コア部に形成された極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４近傍における屈折率が、平均屈折率ＷＡ以上の値を有している部分の幅ａ［μｍ］、および、各極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３およびＷｓ４近傍における屈折率が、平均屈折率ＷＡ未満の値を有している部分の幅ｂ［μｍ］をそれぞれ測定した。
【０３５９】
また、各光導波路において、漸減部における屈折率の最大の変化率は０．００８〜０．０２５の範囲内であった。また、交差部の屈折率の極大値は、いずれも極大値Ｗｍよりも高く、その差は０．００３〜０．０１５の範囲内であった。
以上の測定結果を表７〜１３に示す。
【０３６０】
【表７】
2014026269.tif 000009
【０３６１】
【表８】
2014026269.tif 000010
【０３６２】
【表９】
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【０３６３】
【表１０】
2014026269.tif 000012
【０３６４】
【表１１】
2014026269.tif 000013
【０３６５】
【表１２】
2014026269.tif 000014
【０３６６】
【表１３】
2014026269.tif 000015
【０３６７】
なお、比較例１、２で得られた光導波路の幅方向の屈折率分布Ｗは、ステップインデックス型であった。
【０３６８】
３．２  光導波路の伝送損失
８５０ｎｍＶＣＳＥＬ（面発光レーザー）より発せられた光を５０μｍφの光ファイバーを経由して、各実施例および各比較例で得られた光導波路に導入し、出射光を２００μｍφの光ファイバーで受光し、光の強度を測定した。なお、伝送損失の測定にはカットバック法を採用した。そして、光導波路の長手方向を横軸にとり、挿入損失を縦軸にとって測定値をプロットしたところ、測定値は直線上に並んだ。そこで、その直線の傾きから伝送損失を算出した。結果を、下記表１４〜１９に示す。
【０３６９】
３．３  パルス信号の波形の保持性
得られた光導波路に対して、レーザーパルス光源からパルス幅１ｎｓのパルス信号を入射し、出射光のパルス幅を測定した。
【０３７０】
そして、測定した出射光のパルス幅について、表１４〜１６では比較例１で得られた光導波路の測定値を１とし、表１７〜１９では比較例２で得られた光導波路の測定値を１としたときの相対値をそれぞれ算出し、これを以下の評価基準にしたがって評価した。結果を、下記表１４〜１９に示す。
【０３７１】
＜パルス幅の評価基準＞
◎：パルス幅の相対値が０．５未満である
○：パルス幅の相対値が０．５以上０．８未満である
△：パルス幅の相対値が０．８以上１未満である
×：パルス幅の相対値が１以上である
【０３７２】
【表１４】
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【０３７３】
【表１５】
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【０３７４】
【表１６】
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【０３７５】
【表１７】
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【０３７６】
【表１８】
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【０３７７】
【表１９】
2014026269.tif 000021
【０３７８】
表１４〜１９から明らかなように、各実施例で得られた光導波路では、各比較例で得られた光導波路に比べ、伝送損失およびパルス信号の鈍りがそれぞれ抑えられていることが認められた。
【０３７９】
なお、比較例１で使用したフォトブリーチング現象が生じるコア層形成用組成物について、照射光量に応じて屈折率の変調量を調整することができるので、それを利用し、積算光量が徐々に変化するよう設定したフォトマスクを使用して屈折率分布Ｗを形成することを試みた。得られた光導波路に対して上述したように屈折率分布を評価したところ、高屈折率領域と低屈折率領域とが確認されたが、屈折率の変化は各実施例ほど連続的ではなかった。また、得られた光導波路については、各実施例に比べて伝送損失が大きく、パルス信号の波形の保持性も低かった。
【０３８０】
４．交差部を有する光導波路の製造
次いで、上記の各実施例、各比較例および各参考例と同様の条件で、以下のように交差部を有する光導波路を製造した。
【０３８１】
（実施例Ａ）
コア層を作製する際に使用するフォトマスクとして交差部を有する光導波路のパターンに対応したものを使用した以外、実施例１と同様にして光導波路を製造することにより、交差部を有する光導波路を製造した。なお、光導波路の製造にあたっては、各交差部における交差角が３０°、６０°および９０°である３種の光導波路をそれぞれ製造した。
【０３８２】
（実施例Ｂ〜Ｚ、ａ〜ｋ、比較例Ａ、Ｂおよび参考例Ａ〜Ｊ）
コア層を作製する際に使用するフォトマスクとして交差部を有するコア部のパターンに対応したものを使用した以外、実施例２〜３７、比較例１、２および参考例１〜１０と同様にして光導波路を製造することにより、それぞれ交差部を有する光導波路を製造した。なお、光導波路の製造にあたっては、各交差部における交差角が３０°、６０°および９０°である３種の光導波路をそれぞれ製造した。
【０３８３】
５．交差部を有する光導波路の評価
次いで、得られた交差部を有する光導波路について、両端部間の挿入損失を測定した。算出された交差部における伝送損失を表１４〜１９に示す。その結果、挿入損失の値は、前述した伝送損失と同様の傾向を示した。すなわち、各実施例で得られた交差部を有する光導波路は、挿入損失が十分に小さかった一方、各比較例で得られた交差部を有する光導波路は、挿入損失が比較的大きかった。そして、３．で測定された伝送損失が小さいものほど、混信する信号光の光量も少ないことが認められた。
【０３８４】
また、交差部における伝送損失を算出したところ、各実施例で得られた交差部を有する光導波路は、各比較例で得られた交差部を有する光導波路よりも交差部における伝送損失が小さいことが明らかとなった。なお、交差角度が９０°の場合、伝送損失はいずれも０．０２ｄＢ以下であった。
【０３８５】
また、交差部における伝送損失の算出方法は、交差数の異なる試料を複数用意し、それらの挿入損失の比較から交差部１つ当たりの伝送損失を算出する方法とした。
【０３８６】
また、測定対象のコア部と交差しているコア部に混信している信号光の光量（以下、「混信光量」という。）を測定した。そして、測定した混信光量について、表１４〜１６では比較例１で得られた光導波路の測定値を１とし、表１７〜１９では比較例２で得られた光導波路の測定値を１としたときの相対値をそれぞれ算出し、表１４〜１９に示した。
【０３８７】
その結果、屈折率分布Ｗを最適化することにより、混信する信号光の光量が低下することが認められた。
【０３８８】
以上のことから、屈折率分布が特定の条件を満たす連続的な分布になっているコア部を有する光導波路では、損失や混信を抑制し得ることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０３８９】
１                      光導波路
１ａ                    シート状の部分
１ｂ                    帯状の部分
１ｃ                    切り欠き
１ｄ                    接続部
１０                    光配線部品
１００                  光モジュール
１０００                光電気混載基板
１０１                  光コネクター
１０１１                コネクター本体
１０１２                脚部
１０１３                コネクター蓋体
１１、１２              クラッド層
１３                    コア層
１４                    コア部
１４１、１４２          コア部
１４７、１４８          交差部
１５                    側面クラッド部
１５１、１５２、１５３  側面クラッド部
１６                    レンズ
１７                    ミラー
１７０                  凹部
１８                    金属層
１８ｃ                  貫通配線
２                      支持フィルム
３                      カバーフィルム
４                      光電変換部
４１                    光電変換部基板
４１１、４１１ａ、４１１ｂ  絶縁性基板
４１２、４１２ａ、４１２ｂ  電気配線
４１２０                接点
４１３                  貫通配線
４１４                  スルーホール
４２                    電気コネクター
４４                    ヒートスプレッダー
４５                    封止材
５                      マザーボード
５０                    電気配線基板用電気素子
５０１                  ＬＳＩ
５０２                  コンデンサー
５０３                  チップ抵抗器
５１                    絶縁性基板
５２                    電気配線
５３                    電気コネクター
５５                    電気インターポーザー
５５０                  多層基板
５５１                  コア基板
５５２                  ビルドアップ層
５５３                  バンプ
５５４、５５５          補強部材
５５６                  伝熱ポスト
６                      光素子
６０                    素子本体
６１                    受発光部
６２                    端子
７                      光電変換部用電気素子
７０                    素子本体
７２                    端子
Ｃ１                    中心線
Ｗ                      屈折率分布
【図１】
2014026269.tif 000022
【図２】
2014026269.tif 000023
【図３】
2014026269.tif 000024
【図４】
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【図５】
2014026269.tif 000026
【図６】
2014026269.tif 000027
【図７】
2014026269.tif 000028
【図８】
2014026269.tif 000029
【図９】
2014026269.tif 000030
【図１０】
2014026269.tif 000031
【図１１】
2014026269.tif 000032
【図１２】
2014026269.tif 000033
【図１３】
2014026269.tif 000034
【図１４】
2014026269.tif 000035
【図１５】
2014026269.tif 000036
【図１６】
2014026269.tif 000037
【図１７】
2014026269.tif 000038
【図１８】
2014026269.tif 000039
【図１９】
2014026269.tif 000040
【図２０】
2014026269.tif 000041
【図２１】
2014026269.tif 000042
【図２２】
2014026269.tif 000043
【図２３】
2014026269.tif 000044
【図２４】
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