(57)【要約】【課題】  安定した光入出射を行うことができる光導波路の製造方法を提供すること。【解決手段】  クラッド２、３とコア４との接合体からなり、コア４を通して光が導かれるように構成されている光導波路１の製造方法において、減圧（例えば絶対圧で０．０１〜０．０５ＭＰａ）又は不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気のチャンバー３０にてコア４を形成する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０にてクラッド２又は３とコア４との接合を行う工程とを有することを特徴とする、光導波路１の製造方法。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドとコアとの接合体からなり、前記コアを通して光が導かれるように構成されている光導波路の製造方法において、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアを形成する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記クラッドと前記コアとの接合を行う工程とを有することを特徴とする、光導波路の製造方法。
【請求項２】
第１クラッドとコアと第２クラッドとの接合体からなり、前記コアを通して光が導かれるように構成されている光導波路の製造方法において、前記コアの外周囲にて、前記第１クラッドと前記第２クラッドとの間に、前記コアを外部から遮断する遮断壁を形成する工程と、前記コアと共に前記遮断壁を前記第２クラッドに同時に接合する工程と、前記コア及び前記遮断壁と前記第１クラッドとを接合する工程と、前記遮断壁と前記第１クラッドと前記コアと前記第２クラッドとによって形成される密閉空間を減圧状態にする工程とを有する、光導波路の製造方法。
【請求項３】
第１クラッドとコアと第２クラッドとの接合体からなり、前記コアを通して光が導かれるように構成されている光導波路の製造方法において、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアを形成する工程と、前記コアの外周囲にて、前記第１クラッドと前記第２クラッドとの間に、前記コアを外部から遮断する遮断壁を形成する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアと共に前記遮断壁を前記第２クラッドに同時に接合する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コア及び前記遮断壁と前記第１クラッドとを接合する工程と、前記遮断壁と前記第１クラッドと前記コアと前記第２クラッドとによって形成される密閉空間を減圧状態にする工程とを有する、光導波路の製造方法。
【請求項４】
共通の前記減圧又は不活性ガス雰囲気下にて、前記コアを成形する工程と前記接合の工程とを行う、請求項１又は請求項３に記載した光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記遮断壁及び前記コアと、前記第１クラッドとの接合を減圧下で行う、請求項２に記載した光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記遮断壁を前記コアと同一工程で成形する、請求項２又は請求項３に記載した光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記第２クラッドにおいて光入出射端側の少なくとも一方に、前記第１クラッドとは別の補強部を、前記コアとは反対側の前記第１クラッドの面から突出して形成する、請求項２又は請求項３に記載した光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源モジュール、光インターコネクション、光通信等に好適な光導波路の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導体チップ間の信号伝搬は、全て基板配線を介した電気信号によりなされている。しかし、昨今のＭＰＵ高機能化に伴い、チップ間にて必要とされるデータ授受量は著しく増大し、結果として様々な高周波問題が浮上している。それらの代表的なものとして、ＲＣ信号遅延、インピーダンスミスマッチ、ＥＭＣ／ＥＭＩ、クロストーク等が挙げられる。
【０００３】
上記の問題を解決するため、これまで実装業界などが中心となり、配線配置の最適化や新素材開発などの様々な手法を駆使し、解決に当たってきた。
【０００４】
しかし近年、上記の配線配置の最適化や新素材開発等の効果も物性的限界に阻まれつつあり、今後システムの更なる高機能化を実現するためには、単純な半導体チップの実装を前提としたプリント配線基板の構造そのものを見直す必要が生じてきている。近年、これら諸問題を解決すべく様々な抜本対策が提案されているが、以下にその代表的なものを記す。
【０００５】
・マルチチップモジュール（ＭＣＭ）化による微細配線結合
高機能チップを、セラミック・シリコンなどの精密実装基板上に実装し、マザーボード（多層プリント基板）上では形成不可能である微細配線結合を実現する。これによって配線の狭ピッチ化が可能となり、バス幅を広げることでデータ授受量が飛躍的に増大する。
【０００６】
・各種半導体チップの封止、一体化による電気配線結合
各種半導体チップをポリイミド樹脂などを用いて二次元的に封止、一体化し、その一体化された基板上にて微細配線結合を行う。これによって配線の狭ピッチ化が可能となり、バス幅を広げることでデータ授受量が飛躍的に増大する。
【０００７】
・半導体チップの三次元結合
各種半導体チップに貫通電極を設け、それぞれを貼り合わせることで積層構造とする。これにより、異種半導体チップ間の結線が物理的に短絡化され、結果として信号遅延などの問題が回避される。但しその一方、積層化による発熱量増加、半導体チップ間の熱応力などの問題が生じる。
【０００８】
さらに、上記のように信号授受の高速化及び大容量化を実現するために、光配線による光伝送結合技術が開発されている（例えば、後記の非特許文献１及び非特許文献２参照。）。光配線は、電子機器間、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、種々の個所に適用可能である。例えば図１９に示すように、チップ間のような短距離間の信号の伝送には、チップが搭載されているプリント配線基板５７上に光導波路５１を形成し、この光導波路５１を信号変調されたレーザー光等の伝送路とした光伝送・通信システムを構築することができる。
【０００９】
また、図２０に示すように、光導波路５１はクラッド５４及び５５と、これらのクラッド５４、５５間に挟着されたコア５６とからなり、クラッド５４の光入出射端部にはレンズ等の光学部品５２が配されている。このような光導波路５１は、クリーンな雰囲気下で形成される。
【００１０】
【非特許文献１】日経エレクトロニクス、“光配線との遭遇”２００１年１２月３日の１２２頁、１２３頁、１２４頁、１２５頁、図４、図５、図６、図７
【非特許文献２】NTT R&D, vol.48, no.3, pp.271-280 (1999)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者が、光導波路の光伝送特性について鋭意検討したところ、光伝送路となるコアが大気に触れると、大気中に存在する酸素などの活性ガスや水分により劣化し、また表面にチリ等が付着するなどして、光伝送特性が低下することを初めて知見した。また、大気に触れることによりコアが硬化し、柔軟性が劣化することにより、外部応力等による光導波路の変形を吸収できなくなることが明らかとなった。従って、従来例による光導波路はクリーンな雰囲気下で作製されてはいるものの、コアが大気に晒されているので、安定した光入出射を行うことが困難となる。
【００１２】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、安定した光入出射を行うことができる光導波路の製造方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
即ち、本発明は、クラッドとコアとの接合体からなり、前記コアを通して光が導かれるように構成されている光導波路の製造方法において、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアを形成する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記クラッドと前記コアとの接合を行う工程とを有することを特徴とする、光導波路の製造方法に係るものである（以下、本発明の第１の製造方法と称する。）。
【００１４】
また、第１クラッドとコアと第２クラッドとの接合体からなり、前記コアを通して光が導かれるように構成されている光導波路の製造方法において、前記コアの外周囲にて、前記第１クラッドと前記第２クラッドとの間に、前記コアを外部から遮断する遮断壁を形成する工程と、前記コアと共に前記遮断壁を前記第２クラッドに同時に接合する工程と、前記コア及び前記遮断壁と前記第１クラッドとを接合する工程と、前記遮断壁と前記第１クラッドと前記コアと前記第２クラッドとによって形成される密閉空間を減圧状態にする工程とを有する、光導波路の製造方法に係るものである（以下、本発明の第２の製造方法と称する。）。
【００１５】
さらに、第１クラッドとコアと第２クラッドとの接合体からなり、前記コアを通して光が導かれるように構成されている光導波路の製造方法において、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアを形成する工程と、前記コアの外周囲にて、前記第１クラッドと前記第２クラッドとの間に、前記コアを外部から遮断する遮断壁を形成する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアと共に前記遮断壁を前記第２クラッドに同時に接合する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コア及び前記遮断壁と前記第１クラッドとを接合する工程と、前記遮断壁と前記第１クラッドと前記コアと前記第２クラッドとによって形成される密閉空間を減圧状態にする工程とを有する、光導波路の製造方法に係るものである（以下、本発明の第３の製造方法と称する。）。
【００１６】
ここで、本発明において前記「コア」とは、単一のコアに限らず、複数個のアレイも含む意味である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の製造方法によれば、前記減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアを形成する工程と、前記減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記クラッドと前記コアとの接合を行う工程とを有するので、前記コアが大気中に存在する活性ガス、水分、チリ等に触れることがなく、優れた光伝送特性を維持することができる。また、大気に触れることがないので、コアの柔軟性を保持することができ、外部応力等による光導波路の変形を効果的に吸収することができる。従って、本発明の第１の製造方法により作製される光導波路は、安定した光入出射を行うことができる。
【００１８】
本発明の第２の製造方法によれば、前記コアの外周囲にて、前記第１クラッドと前記第２クラッドとの間に、前記コアを外部から遮断する前記遮断壁を形成する工程と、前記コアと共に前記遮断壁を前記第２クラッドに同時に接合する工程と、前記コア及び前記遮断壁と前記第１クラッドとを接合する工程とを有するので、前記コアに対する防塵作用、防水作用、補強作用が得られる。
【００１９】
また、例えば、前記遮断壁と前記第１クラッドと前記コアと前記第２クラッドとによって形成される前記密閉空間が常圧状態のまま、この光導波路を低圧雰囲気下に配した場合、前記密閉空間が常圧状態のために、前記第１クラッドや前記第２クラッドと、前記コアとが剥れ易くなる。前記第１クラッドや前記第２クラッドと、前記コアとが剥れると、光伝送路において屈折率の異なる領域ができてしまい、また剥れた部分の前記コアが大気に触れるため、安定した光入出射を行うことが困難になる。
【００２０】
これに対し、本発明の第２の製造方法は、前記密閉空間を減圧状態にするので、如何なる雰囲気下に配しても前記第１クラッドや前記第２クラッドと、前記コアとが剥れることがなく、安定した光入出射を行うことができる。
【００２１】
本発明の第３の製造方法によれば、前記減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアを形成する工程と、前記減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コアと共に前記遮断壁を前記第２クラッドに同時に接合する工程と、前記減圧又は不活性ガス雰囲気下にて前記コア及び前記遮断壁と前記第１クラッドとを接合する工程とを有するので、本発明の第１の製造方法と同等の効果が奏せられる。
【００２２】
また、前記遮断壁と前記第１クラッドと前記コアと前記第２クラッドとによって形成される前記密閉空間を減圧状態にする工程を有するので、本発明の第２の製造方法と同等の効果が奏せられる。
【００２３】
従って、本発明の第３の製造方法により作製される光導波路は、安定した光入出射を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の第１、第２及び第３の製造方法において、前記コアは入射した信号光を導波する役割を果たし、前記第１クラッド及び前記第２クラッド等の前記クラッドは前記コア内に信号光を閉じ込める役割を果たす。前記コアは高い屈折率を持つ材料からなり、前記第１クラッド及び前記第２クラッド等の前記クラッドは前記コアより低い屈折率の材料で構成されている。
【００２５】
また、前記減圧雰囲気及び減圧状態は、例えば絶対圧で０．０１〜０．０５ＭＰａであることが好ましい。また、前記不活性ガスとは窒素ガス等が好適に用いられる。
【００２６】
本発明の第１又は第３の製造方法において、共通の前記減圧又は不活性ガス雰囲気下にて、前記コアを成形する工程と前記接合の工程とを行うことが好ましい。また、これに限定されず、クラスター構造などを適用し、各工程を異なる減圧又は不活性ガス雰囲気下にて行っても良い。
【００２７】
また、本発明の第２の製造方法では、前記遮断壁及び前記コアと、前記第１クラッドとの接合を減圧下で行うことが好ましく、これにより、前記密閉空間を容易に減圧状態にすることができる。また、これに限定されず、前記密閉空間を常圧或いは不活性ガス雰囲気下で形成した後、注射器等を用いて前記密閉空間を減圧状態にすることも勿論可能である。
【００２８】
また、本発明の第２又は第３の製造方法では、前記遮断壁を前記コアと同一工程で成形することが好ましい。また、前記遮断壁が前記コアと同一材質からなることが好ましく、その材質としては従来公知のものが使用可能であり、ＵＶ（紫外線）硬化性樹脂、例えばフッ素系ポリイミド等が挙げられる。
【００２９】
さらに、前記第２クラッドにおいて光入出射端側の少なくとも一方に、前記第１クラッドとは別の補強部を、前記コアとは反対側の前記第１クラッドの面から突出して形成することが好ましい。これによれば、前記光入出射端側の少なくとも一方が優れた剛性を有し、例えば光導波路と実装基板との接合強度を向上させることができる。このため、光導波路の膨潤などによる光軸のズレが起こることがなく、効率的でありかつ安定した光入出射を行うことができる。
【００３０】
ここで、前記補強部が前記第２クラッドと一体成形されていることが好ましい。また、前記補強部が、前記コアの外周囲にて前記第２クラッドを延設することによって形成されていることが好ましい。この場合、前記第２クラッドが前記接合体の側方から、前記コアとは反対側の前記第１クラッドの面から突出した位置まで延設されているのがよい。これにより、前記補強部を別途又は後付けで設置した場合に比べて、前記補強部の位置決め精度が容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。
【００３１】
また、前記補強部が前記第２クラッドに別途又は後付けで固定されていても良い。この場合も、前記補強部が、前記コアとは反対側の前記第１クラッドの面から突出した位置にまでくる大きさであることが重要である。
【００３２】
前記第１クラッドが平坦なシート形状を有していることが好ましく、低剛性の樹脂シート（例えば厚さ１００μｍ）を用いるのがより好ましい。前記低剛性の樹脂シートとしては、例えば光学アクリルシート等が挙げられる。前記第１クラッドとして低剛性の樹脂シートを用いても、本発明に基づく製造方法により得られる光導波路は、その光入出射端側の少なくとも一方が優れた剛性を有し、光導波路と実装基板との優れた接合強度は保たれると共に、前記実装基板上に設置された光導波路の平行精度の向上を図ることができる。このため、光軸のズレが起こることがなく、効率的でありかつ安定した光入出射を行うことができる。また、前記コアが大気に触れないので、前記コアの柔軟性を保持することができ、かつ前記接合体の中間部分を低剛性とすることができるので、前記コアにストレスを与えずに、光導波路と前記実装基板間の実装誤差、熱や外部応力等による光導波路の変形をより効果的に吸収することができ、より安定した光の伝搬を行うことができる。
【００３３】
また、前記コアに対する光入出射部に相当する位置において、レンズ部が前記第２クラッドに形成されているのが好ましい。これにより、光源からの信号光を集束して光導波路に効果的に入射させることができ、或いは光導波路から出射される出射光を効果的にコリメーションし、前記出射光を受光部が効率良く受光することができる。なお、前記レンズ部は、前記第２クラッドと一体成形してもよく、或いは後付けで配しても良い。特に、前記コアに対する光入出射部に相当する位置において、前記レンズ部を前記第２クラッドに一体成形するのが好ましく、これにより、レンズ等の光学部品を別途又は後付けで設置した場合に比べて、前記レンズ部の位置決め精度が容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、前記レンズ部が前記第２クラッドと一体成形されているので、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。
【００３４】
ここで、前記補強部が、少なくとも前記レンズ部の存在領域に相当する部分に形成されていることが好ましい。これにより、前記レンズ部の前記存在領域における、前記接合体の剛性をより向上させることができるので、より安定した光入出射を行うことができる。
【００３５】
前記補強部及び前記レンズ部が前記第２クラッドと同一材質からなることが望ましく、具体的には、光学素子用の射出成形用樹脂（例えば、日本ゼオン社製の製品名ＺＥＯＮＥＸ）等が挙げられる。
【００３６】
そして、本発明に基づく製造方法により得られる光導波路は、光導波路で効率良く所定の光束に集光されて出射し、或いは光導波路に効率良く入射した後に出射した信号光を次段回路の受光素子（光配線やフォトディテクタ等）に入射させるように構成した光配線等の光情報処理装置として好適に用いることができる。
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３８】
第１の実施の形態
図１は、本発明に基づく第１の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。ここで、図２０に示した光導波路と同様に、光導波路１は、レンズ部５付きのクラッド２と、クラッド２とは別のクラッド３と、これらクラッド２、３間に挟持されたコア４との接合体からなり、コア４を通して光が導かれるように構成されている（図１（ｆ）参照）。また、コア４の光入出射部７ａ、７ｂの端面は４５°ミラー面に形成されている。コア４は入射した信号光を導波する役割を果たし、クラッド２、３はコア４内に信号光を閉じ込める役割を果たす。コア４は高い屈折率を持つ材料からなり、クラッド２、３はコア４より低い屈折率の材料で構成されている。
【００３９】
まず、図１（ａ）に示すように、レンズ部５付きのクラッド２に対応した形状を有する上型８及び下型９を用い、図１（ｂ）に示すようなクラッド２を射出成形によって作製する。
【００４０】
次に、図１（ｃ）に示すように、減圧（例えば絶対圧で０．０１〜０．０５ＭＰａが好ましい。以下、同様。）又は不活性ガス（例えば窒素ガス。以下、同様。）雰囲気のチャンバー３０内にて、型１０にコア材４ａを充填する。次いで、図１（ｄ）に示すように、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にて、コア材４ａが充填された型１０上に、上記のようにして作製したレンズ部５付きのクラッド２を貼り合わせ、クラッド２を押圧しながらＵＶ照射することによってコア材４ａを硬化させる。そして、図１（ｅ）に示すように、型１０を剥がせば、クラッド２とコア４との接合体を得ることができる。
【００４１】
次いで、図１（ｆ）に示すように、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にて、上記のようにして作製した接合体と、別途作製したクラッド３とを接合すれば、光導波路１を得ることができる。
【００４２】
本実施の形態によれば、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にてコア４を形成する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にてクラッド２又は３とコア４との接合を行う工程とを有するので、コア４が大気中に存在する活性ガス、水分、チリ等に触れることがなく、優れた伝送特性を維持することができる。また、コア４が大気に触れることがないので、コア４の柔軟性を保持することができ、外部応力等による光導波路１の変形を効果的に吸収することができる。従って、本発明に基づく第１の製造方法により作製される光導波路１は、安定した光入出射を行うことができる。
【００４３】
なお、共通の減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０にて、コア４を成形する工程と前記接合の工程とを行うことが好ましいが、これに限定されず、クラスター構造などを適用し、各工程を別のチャンバー、即ち異なる減圧又は不活性ガス雰囲気下にて行っても良い。
【００４４】
第２の実施の形態
図２（ａ）は、本発明に基づく第２又は第３の製造方法により得られる光導波路の一例の概略断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す光導波路のＡ側から見た概略平面図であり、第１クラッドは図示省略した。図２（ｃ）は、図２（ａ）に示す光導波路のＢ側から見た概略平面図である。
【００４５】
図２に示すように、この光導波路１は、第１クラッド３と、コア４と、レンズ部５付きの第２クラッド２との接合体からなる。コア４は入射した信号光を導波する役割を果たし、第１クラッド３及び第２クラッド２はコア４内に信号光を閉じ込める役割を果たす。コア４は高い屈折率を持つ材料からなり、第１クラッド３及び第２クラッド２はコア４より低い屈折率の材料で構成されている。
【００４６】
そして、コア４の外周囲において、第１クラッド３と第２クラッド２との間に、コア４を外部から遮断する遮断壁１２が形成されている。これにより、コア４に対する防塵作用、防水作用、補強作用が得られ、より効率的かつより安定した光入出射を行うことができる。さらに、遮断壁１２がコア４と同一材質からなることが好ましい。
【００４７】
また、第２クラッド２において光入出射端側に、第１クラッド３とは別の補強部６が、コア４とは反対側の第１クラッド３の面から突出して形成されていることが好ましい。これによれば、光導波路１の前記光入出射端側が優れた剛性を有し、例えば光導波路１と実装基板（図示省略。以下、同様。）との接合強度を向上させることができる。このため、光軸のズレが起こることがなく、効率的でありかつ安定した光入出射を行うことができる。
【００４８】
また、補強部６が第２クラッド２と一体成形されており、具体的には、補強部６が、コア４の外周囲にて第２クラッド２を延設することによって形成されていることが好ましい。この場合、第２クラッド２が前記接合体の側方から、コア４とは反対側の第１クラッド３の面から突出した位置にまで延設されているのがよい。これにより、補強部６を別途又は後付けで設置した場合に比べて、補強部６の位置決め精度が容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。
【００４９】
コア４は、その複数個が並列に配置されてなり、各コア４の光入出射部７ａ、７ｂが傾斜ミラー面、例えば４５°ミラー面に形成されていることが望ましい。前記傾斜ミラー面付きのコア４は射出成形によって形成することができる。前記射出成形により、コア４に直接加工を行うことなしに前記傾斜ミラー面を形成することができるので、作製時のダメージがなく、表面状態を平滑にすることができ、容易かつ精度良く良質な光導波路１を作製することができる。また、コア４の光入出射部７ａ、７ｂを前記傾斜ミラー面に形成することにより、レーザー等の発光素子（図示せず）から放射された信号光を効率良くコア４に入射させることができ、またこの入射した信号光を導波し、効果的に受光素子（図示せず）に対して出射させることができる。なお、コア４の材質としては従来公知のものが使用可能であり、ＵＶ（紫外線）硬化性樹脂、例えばフッ素系ポリイミド等が挙げられる。
【００５０】
第１クラッド３が平坦なシート形状を有していることが好ましく、低剛性の樹脂シート（例えば厚さ１００μｍ）を用いるのがより好ましい。前記低剛性の樹脂シートとしては、例えば光学アクリルシート等が挙げられる。第１クラッド３として低剛性の樹脂シートを用いても、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路１は、第２クラッド２において前記光入出射端側に、第１クラッド３とは別の補強部６が、コア４とは反対側の第１クラッド３の面から突出して形成されているので、前記光入出射端側が優れた剛性を有し、光導波路１と前記実装基板との接合強度に優れている。また、前記実装基板上に設置された光導波路１の平行精度の向上を図ることができる。このため、光軸のズレが起こることがなく、効率的でありかつ安定した光入出射を行うことができる。また、光導波路１の中間部分を低剛性とすることができるので、コア４にストレスを与えずに、光導波路１と前記実装基板間の実装誤差、熱や外部応力などによる光導波路１の変形を吸収することができ、より安定した光の伝搬を行うことができる。
【００５１】
また、コア４に対する光入出射部７ａ、７ｂに相当する位置において、レンズ部５が第２クラッド２に形成されているのが好ましい。これにより、光源（図示省略）からの信号光を集束して本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路１に効果的に入射させることができ、或いは本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路１から出射される出射光を効果的にコリメーションし、前記出射光を受光素子等の受光部（図示省略）が効率良く受光することができる。なお、レンズ部５は、第２クラッド２と一体成形してもよく、或いは後付けで配してもよい。特に、コア４に対する光入出射部７ａ、７ｂに相当する位置において、レンズ部５を第２クラッド２に一体成形するのが好ましく、これにより、レンズ等の光学部品を別途又は後付けで設置した場合に比べて、レンズ部５の位置決め精度が容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、レンズ部５が第２クラッド２と一体成形されているので、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。
【００５２】
ここで、補強部６が、少なくともレンズ部５の存在領域に相当する部分に形成されていることが好ましい。これにより、レンズ部５の前記存在領域における、光導波路１の剛性をより向上させることができるので、より安定した光入出射を行うことができる。
【００５３】
補強部６及びレンズ部５が第２クラッド２と同一材質からなることが望ましく、具体的には、光学素子用の射出成形用樹脂（例えば、日本ゼオン社製の製品名ＺＥＯＮＥＸ）等が挙げられる。
【００５４】
このような光導波路１は、光導波路１で効率良く所定の光束に集光されて出射し、或いは光導波路１に効率良く入射した後に出射した信号光を次段回路の受光素子（光配線やフォトディテクタ等）に入射させるように構成した光配線等の光情報処理装置として好適に用いることができる。
【００５５】
以下に、図２に示すような光導波路１の製造方法、即ち本発明に基づく第２の製造方法の一例について、図３を参照して説明する。
【００５６】
まず、図３（ａ）に示すように、上述したような第２クラッド２（補強部６及びレンズ部５を含む）に対応する形状を有する上型１４、下型１５及び内型（図示省略）に第２クラッド材を充填する。前記第２クラッド材としては光学素子用の射出成形用樹脂（例えば、日本ゼオン社製の製品名ＺＥＯＮＥＸ）等が挙げられる。充填後、上型１４、下型１５及び前記内型を剥離することにより、図３（ｂ）に示すように、補強部６及びレンズ部５を第２クラッド２と一体成形することができる。これにより、補強部６及びレンズ部５を別途又は後付けで設置した場合に比べて、それらの位置決め精度が容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。
【００５７】
次に、図３（ｃ）に示すように、コア４に対応する形状及び遮断壁１２に対応する形状を有する石英型１６にコア材４ａを充填する。コア材４ａとしては従来公知のものが使用可能であり、ＵＶ（紫外線）硬化性樹脂、例えばフッ素系ポリイミド等が挙げられる。石英型１６は、例えばバイナリマスク露光及びドライエッチングによって容易に作製することができる。
【００５８】
そして、上記に作製した第２クラッド２をレンズ部５を有する面を上向きにした状態で、コア材４ａが充填された石英型１６上に配置し、紫外線を照射するなどしてコア材４ａを硬化する。次いで、第２クラッド２に接合されたコア４及び遮断壁１２を石英型１６から剥離する。
【００５９】
これにより、図３（ｄ）に示すように、第２クラッド２にコア４及び遮断壁１２を同時に形成することができる。このように、射出成形によってコア４の光入出射部７ａ、７ｂを傾斜ミラー面、例えば４５°ミラー面に形成することにより、コア４に直接加工を行うことなしに前記傾斜ミラー面を形成することができるので、作製時のダメージがなく、表面状態を平滑にすることができ、容易かつ精度良く良質な光導波路１を作製することができる。
【００６０】
次に、図３（ｅ）に示すように、減圧（例えば絶対圧で０．０１〜０．０５ＭＰａが好ましい。）雰囲気のチャンバー３０内にて、コア４の第２クラッド２とは逆の面側に、第１クラッド３を配置する。なお、第１クラッド３は射出成形などによって作製したものに限らず、光学アクリルシート等からなる低剛性樹脂のシート状体（例えば厚さ１００μｍ）であってよい。これにより、図３（ｆ）に示すような光導波路１を作製することができる。
【００６１】
本実施の形態によれば、コア４の外周囲にて、第１クラッド３と第２クラッド２との間に、コア４を外部から遮断する遮断壁１２を形成する工程と、コア４と共に遮断壁１２を第２クラッド２に同時に接合する工程と、コア４及び遮断壁１２と第１クラッド３とを接合する工程とを有するので、コア４に対する防塵作用、防水作用、補強作用が得られる。
【００６２】
また、例えば、遮断壁１２と第１クラッド３とコア４と第２クラッド２とによって形成される密閉空間３１が常圧状態のまま、この光導波路を低圧雰囲気下に配した場合、図４に示すように、密閉空間３１が常圧状態のために、第１クラッド３や第２クラッド２と、コア４とが剥れ易くなる。第１クラッド３や第２クラッド２と、コア４とが剥れると、光伝送路において屈折率の異なる領域３２ができてしまい、また剥れた部分３２のコア４が大気に触れるため、安定した光入出射を行うことが困難になる。
【００６３】
これに対し、本発明に基づく第２の製造方法は、密閉空間３１を減圧状態にするので、如何なる雰囲気下に配しても第１クラッド３や第２クラッド２と、コア４とが剥れることがなく、安定した光入出射を行うことができる。
【００６４】
なお、密閉空間３１を減圧状態に形成することが重要であり、密閉空間３１を常圧或いは不活性ガス雰囲気下にて形成した後、注射器等を用いて密閉空間３１を減圧状態に形成することも勿論可能である。特に、上述したように、遮断壁１２及びコア４と、第１クラッド３との接合を減圧下で行うことが好ましく、これにより、密閉空間３１を容易に減圧状態に形成することができる。
【００６５】
第３の実施の形態
以下に、図２に示すような光導波路１の製造方法、即ち本発明に基づく第３の製造方法の一例について、図５を参照して説明する。
【００６６】
まず、図５（ａ）に示すように、上述したような第２クラッド２（補強部６及びレンズ部５を含む）に対応する形状を有する上型１４、下型１５及び内型（図示省略）に第２クラッド材を充填する。前記第２クラッド材としては光学素子用の射出成形用樹脂（例えば、日本ゼオン社製の製品名ＺＥＯＮＥＸ）等が挙げられる。充填後、上型１４、下型１５及び前記内型を剥離することにより、図５（ｂ）に示すように、補強部６及びレンズ部５を第２クラッド２と一体成形することができる。これにより、補強部６及びレンズ部５を別途又は後付けで設置した場合に比べて、それらの位置決め精度が容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。
【００６７】
次に、図５（ｃ）に示すように、減圧（例えば絶対圧で０．０１〜０．０５ＭＰａが好ましい。以下、同様。）又は不活性ガス（例えば窒素ガス。以下、同様。）雰囲気のチャンバー３０内にて、コア４に対応する形状及び遮断壁１２に対応する形状を有する石英型１６にコア材４ａを充填する。コア材４ａとしては従来公知のものが使用可能であり、ＵＶ（紫外線）硬化性樹脂、例えばフッ素系ポリイミド等が挙げられる。石英型１６は、例えばバイナリマスク露光及びドライエッチングによって容易に作製することができる。
【００６８】
そして、上記に作製した第２クラッド２をレンズ部５を有する面を上向きにした状態で、コア材４ａが充填された石英型１６上に配置し、紫外線を照射するなどしてコア材４ａを硬化する。次いで、第２クラッド２に接合されたコア４及び遮断壁１２を石英型１６から剥離する。
【００６９】
これにより、図５（ｄ）に示すように、第２クラッド２にコア４及び遮断壁１２を同時に形成することができる。このように、射出成形によってコア４の光入出射部７ａ、７ｂを傾斜ミラー面、例えば４５°ミラー面に形成することにより、コア４に直接加工を行うことなしに前記傾斜ミラー面を形成することができるので、作製時のダメージがなく、表面状態を平滑にすることができ、容易かつ精度良く良質な光導波路１を作製することができる。
【００７０】
次に、図５（ｅ）に示すように、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にて、コア４の第２クラッド２とは逆の面側に、第１クラッド３を配置する。なお、第１クラッド３は射出成形などによって作製したものに限らず、光学アクリルシート等からなる低剛性樹脂のシート状体（例えば厚さ１００μｍ）であってよい。但し、不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にて、コア４及び遮断壁１２と、第１クラッド３との接合を行う場合、前記接合後、遮断壁１２と第１クラッド３とコア４と第２クラッド２とによって形成される密閉空間３１を減圧状態にする必要がある。方法としては、前記接合後、注射器等を用いて密閉空間３１を減圧状態にする方法等が挙げられる。特に、遮断壁１２及びコア４と、第１クラッド３との接合を減圧下で行うことが好ましく、これにより、密閉空間３１を容易に減圧状態にすることができる。
【００７１】
これにより、図５（ｆ）に示すような光導波路１を作製することができる。
【００７２】
本実施の形態によれば、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にてコア４を形成する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にてコア４と共に遮断壁１２を第２クラッド２に同時に接合する工程と、減圧又は不活性ガス雰囲気のチャンバー３０内にてコア４及び遮断壁１２と第１クラッド３とを接合する工程とを有するので、コア４が大気中に存在する活性ガス、水分、チリ等に触れることがなく、優れた伝送特性を維持することができる。また、コア４が大気に触れることがないので、コア４の柔軟性を保持することができ、外部応力等による光導波路１の変形を効果的に吸収することができる。
【００７３】
また、遮断壁１２を有するので、コア４に対する防塵作用、防水作用、補強作用が得られる。
【００７４】
また、例えば、密閉空間３１が常圧状態のまま、この光導波路を低圧雰囲気下に配した場合、図４に示すように、密閉空間３１が常圧状態のために、第１クラッド３や第２クラッド２と、コア４とが剥れ易くなる。第１クラッド３や第２クラッド２と、コア４とが剥れると、光伝送路において屈折率の異なる領域３２ができてしまい、また剥れた部分３２のコア４が大気に触れるため、安定した光入出射を行うことが困難になる。
【００７５】
これに対し、本発明に基づく第３の製造方法は、密閉空間３１を減圧状態にするので、如何なる雰囲気下に配しても第１クラッド３や第２クラッド２と、コア４とが剥れることがなく、安定した光入出射を行うことができる。
【００７６】
第４の実施の形態
本発明に基づく製造方法により作製される光導波路は、この光導波路の前記コアに光を入射させる光入射部（例えば、レーザー等の発光素子）と、前記コアからの出射光を受け入れる受光部（例えば、フォトダイオード等の受光素子）とから構成した光配線等の光情報処理装置として好適に用いることができる。
【００７７】
図６は、上記の各実施の形態による製造方法で作製された光導波路（代表的に図２に示した光導波路１とするが、他の光導波路でも同様である：以下、同様）と、この光導波路１のコア４に光を入射させる光入射部（例えば、レーザー等の発光素子）１１と、コア４からの出射光を受け入れる受光部（例えば、受光素子）１３とを有する、光情報処理装置２８の概略図である。
【００７８】
本実施の形態において、４５°ミラー面である光入射部７ａ及び光出射部７ｂを有するコア４は、図６（ｂ）に示すように、複数個が並んで配列されており、各コア４の光入出射部７ａ、７ｂの位置が長さ方向において揃っている。
【００７９】
また、発光素子１１は、各コア４の光入射部７ａに対応する位置にそれぞれ配置されている。なお、図示省略したが、各発光素子１１の間隙には、発光素子１１と半導体チップ（図示省略）との間の電気的な接続を行う貫通電極（図示省略）が配置されている。なお、受光素子１３においても、上記の発光素子１１と同様である。
【００８０】
図６に示す光情報処理装置２８では、コア４の並ぶ配列ピッチと同じピッチで、発光素子１１や受光素子１３が配列することとなる。
【００８１】
この動作メカニズムは、一方の半導体チップ（図示省略）から発信される電気信号が光信号に変換されて、各発光素子１１から光信号として出射される。出射された光信号は、レンズ部５によって集束され、コア４の光入射部７ａに入射し、４５°ミラー面から構成される光入射部７ａにおいて反射し、コア４が延伸する導波方向に導波され、他方の４５°ミラー面からなる光出射部７ｂにおいて再び反射してコア４の光出射部７ｂから出射する。光導波路１から出射された光信号は、レンズ部５を介して対応する受光素子１３に受光されて電気信号に変換され、他方の半導体チップ（図示省略）に電気信号として伝送される（以下、他の実施の形態も同様。）。
【００８２】
なお、上記にコア４の光入出射部７ａ、７ｂの位置が長さ方向において揃っている例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、図７〜図９のような構造であってもよい。
【００８３】
図７では、コア４は複数並んで配列されており、また、各コア４の光入出射部７ａ、７ｂが、隣接する他のコア４の光入出射部７ａ、７ｂに対して長さ方向にずれて形成されている。この場合、発光素子アレイ１１ａは、各コア４の光入射部７ａに対応する位置に配置された複数の発光素子１１を備える（これは、受光素子アレイ１３ａの受光素子１３についても同様である。）。
【００８４】
これによれば、各コア４の光入出射部７ａ、７ｂが、隣接する他のコア４の光入出射部７ａ、７ｂに対して長さ方向にずれて形成されているので、コア４の長さ方向において配列する発光素子１１同士のピッチは、上記の長さ方向のずれ量だけの大きさとなる。例えば、隣接するコア４の光入出射部７ａ、７ｂを延伸方向において１００μｍだけずらした場合には、コア４の長さ方向において配列する発光素子１１同士のピッチは１００μｍとなる。これは、受光素子１３においても同様である。
【００８５】
また、コア４の配列方向に並ぶ発光素子１１のピッチは、複数個のコア４の配列ピッチの合計分だけの大きさとなる。例えば、各コア４が２０μｍの配列ピッチで配列している場合には、コア４の配列方向に並ぶ発光素子１１のピッチは、１００μｍとなる。
【００８６】
このように、各コア４の光入出射部７ａ、７ｂが、隣接する他のコア４の光入出射部７ａ、７ｂに対して長さ方向にずれて形成されていることにより、コア４に対応して配置される光素子（発光素子、受光素子を併せて称する。以下、同様。）１１、１３を二次元的に配置することができ、光素子１１、１３を１００μｍピッチ程度で配置しながら、コア４を２０μｍピッチにまで集積することが可能となっている。
【００８７】
即ち、光素子１１、１３の距離を光干渉や素子発熱によるクロストークの影響を避けるためのピッチで配列させつつ、コア４の集積度を向上させることが可能となる。
【００８８】
また、コア４を高集積化させつつ、光素子１１、１３を二次元的に配列することにより、無駄なスペースがなくなり、一素子当たりの基板占有面積を削減することができる。このため、一層のコストダウンを図ることができる。
【００８９】
図８では、各コア４−１、４−２の光入出射部７ａ、７ｂは、隣接する他のコア４−１、４−２の光入出射部７ａ、７ｂに対して長さ方向にずれて形成されている。即ち、光入出射部７ａ、７ｂの位置がずれた２つの第１のコア４−１及び第２のコア４−２を一単位として、繰り返し配列されている。そして、各コア４の長さ方向の一方側において、第１のコア４−１の光入射部７ａに対応して配置された発光素子１１を複数有する発光素子アレイ１１ａ−１と、第２のコア４−２の光出射部７ｂに対応して配置された受光素子１３を複数有する受光素子アレイ１３ａ−２が配置されている。また、各コア４の長さ方向の他方側において、第１のコア４−１の光出射部７ｂに対応して配置された受光素子１３を複数有する受光素子アレイ１３ａ−１と、第２のコア４−２の光入射部７ａに対応して配置された発光素子１３を複数有する発光素子アレイ１１ａ−２が配置されている。即ち、この光情報処理装置２８では、並列に配置された各コア４−１、４−２に対し、発光素子１１及び受光素子１３が交互に配置されている。そのため、各コア４−１、４−２は、互いに隣接する他のコア４−２、４−１に対し逆方向に光を導波する。
【００９０】
これによれば、上記した図７のような構造と同等の効果が得られると共に、並列に配置された各コア４−１、４−２に対し、発光素子１１及び受光素子１３が交互に配置されていることから、例えば、半導体チップの特定の回路に接続する入出力パッドに対応する発光素子１１及び受光素子１３の位置は、図８（ａ）のＣ部に示すように近接配置されていることから、電気配線の長さを短くすることができ、高周波対策が容易になるという効果がある。
【００９１】
図９では、並列に配置された各コア４に対し、発光素子１１及び受光素子１３が交互に配置されており、各コア４は、互いに隣接する他のコア４に対し逆方向に光を導波する。また、各光素子アレイ１１ａ−１、１１ａ−２、１３ａ−１、１３ａ−２における光素子１１、１３は、図９（ｃ）に示すように、隣り合う他の光素子１１、１３に対し、コア４の長さ方向にずれて配置されている。
【００９２】
これによれば、各光素子アレイ１１ａ−１、１１ａ−２、１３ａ−１、１３ａ−２において光素子１１、１３が直線的に配列している場合に比べて、光素子１１、１３間のピッチを大きく取ることができることから、上記の図８のような構造の効果を維持しつつ、光素子１１、１３間の距離を光干渉や素子発熱によるクロストークの影響を避けるためのピッチで配列させることができ、コア４の集積度を向上させることが可能となる。
【００９３】
第５の実施の形態
本発明に基づく製造方法により作製される光導波路は、プリント配線基板上に直接実装することができるが、この他に、前記光導波路をソケットに設置して光電複合装置とし、この光電複合装置をプリント配線基板上に実装してもよい。
【００９４】
図１０は、前記ソケットの概略斜視図である。図１０（ａ）は、前記ソケットの光導波路が設置される面側から見た概略斜視図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の反対の面側から見た概略斜視図である。
【００９５】
図１０に示すように、ソケット１７には、本発明に基づく製造方法により作製される光導波路を位置決めして固定するための、凹凸構造からなる位置決め手段が設けられている。具体的には、前記凹凸構造が、前記光導波路を嵌め込んでその幅方向を位置決めするための凹部１８と、前記光導波路の長さ方向を位置決めするための突起部１９とを有している。また、凹部１８の深さは、前記光導波路の厚さよりも大きい。
【００９６】
また、ソケット１７の前記凹凸構造の凸面２０には、ソケット１７の表及び裏面とを導通するための導通手段、例えばターミナルピン２１が設けられている。そして、この凹凸構造の凸面２０上に、後述するように、前記発光素子及び／又は前記受光素子が実装されたインターポーザーが固定される。
【００９７】
ソケット１７の材質としては絶縁性樹脂であれば、従来公知の材料を用いることができ、例えばガラス入りＰＥＳ（ポリエチレンスルフィド）樹脂、ガラス入りＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等が挙げられる。このようなソケット１７の材料は、その種類、絶縁性、信頼性等のデータが既に多く存在し、また扱っているメーカーも多岐に渡る。従って、機能、コスト、信頼性等の全てにおいて受け入れ易い構造物であり、既存のプリント配線基板実装プロセスとの融合も図り易い。
【００９８】
図１１は、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路１をソケット１７に設置してなる光電複合装置２２の概略図である。図１１（ａ）は、光電複合装置２２の概略斜視図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の分解図である。
【００９９】
図１１に示すように、光電複合装置２２は、一対のソケット１７と、このソケット１７に設置された光導波路１とを有し、この一対のソケット１７間に光導波路１が架け渡されている。なお、光導波路１は、本発明に基づく製造方法により作製される。このとき、光導波路１は、後述するプリント配線基板とは非接触となっているので、半導体チップの放熱により、光導波路１が破壊されるのを効果的に防止することができる。
【０１００】
また、ソケット１７の前記凹凸構造の凸面２０上に、半導体チップ２３ａ、２３ｂと、前記発光素子（図示省略。例えばレーザー）及び／又は前記受光素子（図示省略）とが実装されたインターポーザー２４が固定されている。
【０１０１】
インターポーザー２４は、例えば図１２に示すように、一方の面側には半導体チップ２３が実装されており（図１２（ａ））、他方の面側には光導波路１に光入射を行うための発光素子アレイ１１ａと、光導波路１からの出射光を受けるための受光素子アレイ１３ａとが実装され、周辺部にはその他の信号配線用の電極（例えば電源配線、ＤＣ信号等）２５が設けられている（図１２（ｂ））。なお、発光素子アレイ１１ａ及び受光素子アレイ１３ａは、光導波路１の各光入出射部に対応する位置に配置された複数の発光素子及び受光素子を備える（図示省略）。各発光素子及び受光素子の間隙には、発光素子及び受光素子と半導体チップとの間の電気的接続を行う貫通電極が配置されている（図示省略）。
【０１０２】
そして、凹部１８に光導波路１が設置されてなる一対のソケット１７と、インターポーザー２４とを固定するに際し、インターポーザー２４の発光素子アレイ１１ａ及び／又は受光素子アレイ１３ａが実装された面側をソケット１７の凸面２０と接するように構成し、またソケット１７のターミナルピン２１とインターポーザー２４のその他の信号配線用の電極２５とを電気的に接続するように固定する。
【０１０３】
また、上述したように、ソケット１７の凹部１８の深さを、光導波路１の厚さよりも大きく形成することにより、図１１（ａ）に示すように、光導波路１の一方の面２６側と、インターポーザー２４の発光素子アレイ１１ａ及び／又は受光素子アレイ１３ａが実装されている面側との間に空間２７を形成することができる。
【０１０４】
上記したように、ソケット１７上に、インターポーザー２４を介して半導体チップ２３を実装し、及び光導波路１の一方の面２６側と、インターポーザー２４の発光素子アレイ１１ａ及び／又は受光素子アレイ１３ａが実装されている面側との間に空間２７を形成することにより、光電複合装置２２の使用時に半導体チップ２３が発熱しても、この熱によって光導波路１が破壊されるのを効果的に防ぐことができる。
【０１０５】
このような光電複合装置２２は、光導波路１が光配線として用いられる光配線システムを構成することができる。即ち、図１３に示すように、この光電複合装置２２をプリント配線基板２９に電気的に接続された状態で固定する。
【０１０６】
この動作メカニズムは、一方の半導体チップ２３ａから発信される電気信号が光信号に変換されて、発光素子アレイ１１ａの各発光素子（図示省略）からレーザー光による光信号として出射される。出射された光信号は、光導波路１における対応するレンズ部５によって集束され、コア４の光入射部７ａに入射し、コア４が延伸する導波方向に導波され、他方のコア４の光出射部７ｂから出射する。そして、光導波路１から出射された光信号は、受光素子アレイ１３ａの対応する受光素子（図示省略）に受光されて電気信号に変換され、他方の半導体チップ２３ｂに電気信号として伝送される。
【０１０７】
このような光電複合装置２２によれば、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路１をソケット１７の凹部１８に設置された状態でプリント配線基板２９に電気的に接続することができるので、既存のプリント配線基板２９の実装構造をそのまま利用できる構造である。従って、プリント配線基板２９上にソケット１７が設置できる領域を設ければ、その他の一般の電気配線は従来通りのプロセスで形成することが可能である。
【０１０８】
また、光導波路１が高温プロセスに弱くても、例えば、プリント配線基板２９にソケット１７を固定し、更にはんだリフロー、アンダーフィル樹脂封止などの高温プロセスを含む、全ての実装プロセスを完了した後、ソケット１７の凹部１８に光導波路１を設置することができるので、光導波路１が高温によるダメージをこうむることなしにその実装を行うことが可能である。
【０１０９】
また、プリント配線基板２９と比較して剛性の高い樹脂によってソケット１７を作製でき、このソケット１７上で、前記発光素子及び／又は前記受光素子及び光導波路１間の光結合を行うことができるため、光結合に必要とされる実装精度を容易に確保できる。例えば、現状のモールド技術により、数μｍオーダーの組立て精度は確保可能である。従って、光バスの高密度化も可能となる。
【０１１０】
さらに、半導体チップ２３と、発光素子アレイ１１ａ及び／又は受光素子アレイ１３ａとを、インターポーザー２４を介してその上下面に近接させて設置することができるので、半導体チップ２３と、前記発光素子及び／又は前記受光素子との間の配線長を短くすることができる。従って、電気信号のノイズ対策、クロストーク対策も容易となり、光変調速度も向上させることが可能となる。
【０１１１】
また、光導波路１がソケット１７の凹部１８に設置された状態でプリント配線基板２９に電気的に接続することができるので、プリント配線基板２９の高密度配線とその設計の自由度を確保しながら光配線システムを安価かつ高い自由度でプリント配線基板２９上に展開することが可能となり、プリント配線基板２９上での高速分散処理、電子機器トータルでの高機能化、及び開発の短ＴＡＴ（turn around time）化等が期待できる。
【０１１２】
ここで、図１４は、光電複合装置２２をプリント配線基板２９上に展開した例を示す模式図である。例えば、光導波路モジュールを規格化することで、４方向に自在に展開することが可能となる。
【０１１３】
第６の実施の形態
本発明に基づく製造方法により作製される光導波路と、この光導波路の前記コアに光を入射させる前記光入射部と、前記コアからの出射光を受け入れる前記受光部とを有する前記光情報処理装置の入力側に入力信号を供給する回路素子を設け、また出力側に出力信号を受ける回路素子を設けることにより、電子機器を構成することができる。この場合、前記光入射部に、パラレル入力信号をシリアル入力信号に変換する変換器がドライバアンプを介して接続され、前記受光部に、シリアル出力信号をパラレル出力信号に変換する変換器がトランスインピーダンスアンプ及びＩ／Ｖ変換アンプを介して接続されているのがよい。
【０１１４】
図１５は、上記の電子機器としてのコンピュータシステム２００の構成を示している。このコンピュータシステム２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、メモリコントローラとしてのノースブリッジ２０２と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２０３と、Ｉ／Ｏコントローラとしてのサウスブリッジ２０４と、バス２０５と、ネットワークインタフェース（ネットワークＩ／Ｆ）２０６と、記憶装置２０７と、その他の入出力装置（Ｉ／Ｏ装置）２０８とを備える。
【０１１５】
ノースブリッジ２０２は、光配線として構成された上記の光情報処理装置２１０ａを介してＣＰＵ２０１に接続されている。また、サウスブリッジ２０４は、光配線として構成された光情報処理装置２１０ｂを介してノースブリッジ２０２に接続されていると共に、さらに光配線２１０ａを介してＣＰＵ２０１に接続されている。また、ＤＲＡＭ２０３は、光配線として構成された光情報処理装置２１０ｃを介してノースブリッジ２０２に接続されている。ＣＰＵ２０１は、ＯＳ（Operating System）及びアプリケーションプログラムに基づいて各部を制御する。ノースブリッジ２０２は、メモリ２０３へのアクセスを統括制御する。
【０１１６】
バス２０５は電気配線２１４を介してサウスブリッジ２０４に接続されている。また、ネットワークインタフェース２０６、記憶装置２０７及びその他のＩ／Ｏ装置２０８はそれぞれ、バス２０５に接続されている。記憶装置２０７は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ（Compact Disk）ドライブなどである。Ｉ／Ｏ装置２０８は、ビデオ入出力装置、シリアルやパラレルのインタフェースなどである。
【０１１７】
図１６は、図１５における光配線として構成された光情報処理装置２１０ａ、ｂ、ｃ（但し、図１６では光配線２１０と記載している。）の構成例を示している。この光配線２１０は、Ｎチャネル分の光伝送系２２０−１〜２２０−Ｎを有している。光伝送系２２０−１〜２２０−Ｎはそれぞれ、第１の回路から第２の回路に光信号を伝送する第１の伝送系２２１と、第２の回路から第１の回路に光信号を伝送する第２の伝送系２２２とからなっている。ここで、図１５における光配線２１０ａを考える場合、前記第１の回路とはＣＰＵ２０１を示し、前記第２の回路とはノースブリッジ２０２を示す。図１５における光配線２１０ｂを考える場合、前記第１の回路とはノースブリッジ２０２を示し、前記第２の回路とはサウスブリッジ２０４を示す。図１５における光配線２１０ｃを考える場合、前記第１の回路とはＤＲＡＭ２０３を示し、前記第２の回路とはノースブリッジ２０２を示す。また、光配線２１０は、図８に示すような光導波方向を有するよう構成された例を挙げる。
【０１１８】
第１の伝送系２２１は、パラレル／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ変換器）２２１ａ、ドライバアンプ２２１ｂ、前記発光素子としての半導体レーザー２２１ｃ、本発明に基づく製造方法により作製される光導波路２２１ｄ、受光素子としてのフォトダイオード２２１ｅ、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）２２１ｆ、Ｉ／Ｖ変換アンプ（ＩＶＡ）２２１ｇ及びシリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ変換器）２２１ｈを備えている。この場合、Ｐ／Ｓ変換器２２１ａ、ドライバアンプ２２１ｂ及び半導体レーザー２２１ｃは前記第１の回路側に配置され、フォトダイオード２２１ｅ、ＴＩＡ２２１ｆ、ＩＶＡ２２１ｇ及びＳ／Ｐ変換器２２１ｈは前記第２の回路側に配置される。また、光導波路２２１ｄは、上記の各実施の形態で説明した本発明に基づく製造方法により作製され、半導体レーザー２２１ｃから出射された光信号を効果的に入射するよう配置されると共に、光導波路２２１ｄを導波して出射された光信号がフォトダイオード２２１ｅに効果的に受光されるよう配置される。
【０１１９】
また、第２の伝送系２２２は、第１の伝送系２２１と同様に、Ｐ／Ｓ変換器２２２ａ、ドライバアンプ２２２ｂ、半導体レーザー２２２ｃ、本発明に基づく製造方法により作製される光導波路２２２ｄ、フォトダイオード２２２ｅ、ＴＩＡ２２２ｆ、ＩＶＡ２２２ｇ及びＳ／Ｐ変換器２２２ｈを備えている。この場合、Ｐ／Ｓ変換器２２２ａ、ドライバアンプ２２２ｂ及び半導体レーザー２２２ｃは前記第２の回路側に配置され、フォトダイオード２２２ｅ、ＴＩＡ２２２ｆ、ＩＶＡ２２２ｇ及びＳ／Ｐ変換器２２２ｈは前記第１の回路側に配置される。また、光導波路２２２ｄは、上記の各実施の形態で説明した本発明に基づく製造方法により作製され、半導体レーザー２２２ｃから出射された光信号を効果的に入射するよう配置されると共に、光導波路２２２ｄを導波して出射された光信号がフォトダイオード２２２ｅに効果的に受光されるよう配置される。
【０１２０】
ここで、Ｐ／Ｓ変換器２２１ａ、２２２ａはそれぞれ、伝送すべきデータ、例えばｂ0〜ｂ7の８ビットパラレルデータをシリアルデータに変換する。ドライバアンプ２２１ｂ、２２２ｂはそれぞれ、Ｐ／Ｓ変換器２２１ａ、２２２ａで得られたシリアルデータに基づいて半導体レーザー２２１ｃ、２２２ｃを駆動し、この半導体レーザー２２１ｃ、２２２ｃからシリアルデータに対応した光信号を発生させる。ＴＩＡ２２１ｆ、２２２ｆはそれぞれ、フォトダイオード２２１ｅ、２２２ｅからの光電変換による電流信号を、後続のＩＶＡ２２１ｇ、２２２ｇに供給する際に、インピーダンスマッチングをとる。ＩＶＡ２２１ｇ、２２２ｇはそれぞれ、ＴＩＡ２２１ｆ、２２２ｆの出力信号である電流信号を電圧信号に変換する。Ｓ／Ｐ変換器２２１ｈ、２２２ｈはそれぞれ、ＩＶＡ２２１ｇ、２２２ｇの出力信号である、伝送されてきたシリアルデータをパラレルデータに変換する。
【０１２１】
次に、前記第１の回路から前記第２の回路にデータを伝送する際の動作について説明する。前記第１の回路からの伝送すべき８ビットのパラレルデータがＰ／Ｓ変換器２２１ａでシリアルデータに変換され、このシリアルデータがドライバアンプ２２１ｂに供給される。このドライバアンプ２２１ｂにより半導体レーザー２２１ｃが駆動され、この半導体レーザー２２１ｃからシリアルデータに対応した光信号が発生される。そして、この光信号が光導波路２２１ｄを導波し、前記第２の回路側に伝送される。
【０１２２】
前記第２の回路側では、光導波路２２１ｄを導波し、出射された光信号がフォトダイオード２２１ｅに受光される。このフォトダイオード２２１ｅからの光電変換による電流信号が、インピーダンスマッチング用のＴＩＡ２２１ｆを介してＩＶＡ２２１ｇに供給され、電圧信号に変換される。そして、このＩＶＡ２２１ｇの出力信号である、伝送されてきたシリアルデータがＳ／Ｐ変換器２２１ｈでパラレルデータに変換され、前記第２の回路へと伝送される。
【０１２３】
このようにして、前記第１の回路から前記第２の回路にデータの伝送が行われる。なお、詳細説明は省略するが、前記第２の回路から前記第１の回路にデータを伝送する際の動作についても上記と同様に行われる。図１６に示す光配線２１０では、Ｎチャネル分の光伝送系２２０−１〜２２０−Ｎを有しているので、Ｎチャネル分のデータ送受信を並行して行うことができる。
【０１２４】
上述したコンピュータシステム２００においては、図示しないプリント配線基板（マザーボード）上に、電子部品としてのＣＰＵ２０１、ノースブリッジ２０２、ＤＲＡＭ２０３、サウスブリッジ２０４及びバス２０５等をそれぞれ構成する半導体チップ、及び光配線として構成された光情報処理装置２１０が実装される。
【０１２５】
本実施の形態によれば、電子機器内のチップ間において光配線として構成された前記光情報処理装置を適用しているので、信号授受の高速化及び大容量化を実現することができる。
【０１２６】
また、光配線２１０における光導波路２２１ｄ、２２２ｄは、本発明に基づく製造方法によって作製されるので、上述した各実施の形態と同様の効果が奏せられる。
【０１２７】
従って、本発明に基づく製造方法により作製される光導波路２２１ｄ、２２２ｄを用いて構成される電子機器は、安定した光入射及び光出射を行うことができる。
【０１２８】
第７の実施の形態
図１７は、上記の電子機器としてのゲーム機３００の構成を示している。このゲーム機３００は、ゲームアプリケーションプログラム等の各種アプリケーションプログラムに基づいて信号処理や内部構成要素の制御を行うメインＣＰＵ３０１と、画像処理を行うグラフィックプロセッサ（ＧＰ）３０２と、インターネット等のネットワークとのインタフェースを行うためのネットワークインタフェース（ネットワークＩ／Ｆ）３０３と、インタフェース処理を行うＩＯプロセッサ（ＩＯＰ）３０４と、ＤＶＤやＣＤ等の光ディスク３０５の読み出し制御や読み出されたデータのデコードを行う光ディスク制御部３０６と、メインＣＰＵ３０１に接続されるメインメモリとしてのＤＲＡＭ３０７と、ＩＯプロセッサ３０４が実行する命令やデータを保持するためのＩＯＰメモリ３０８と、主にオペレーティングシステム用のプログラムが格納されたＯＳ−ＲＯＭ３０９と、音声信号処理を行うサウンドプロセッサユニット（ＳＰＵ）３１０と圧縮波形データを格納するサウンドバッファ３１１とを基本構成として備えている。
【０１２９】
メインＣＰＵ３０１とネットワークＩ／Ｆ３０３は、光配線２１０ｄにより接続されている。メインＣＰＵ３０１とグラフィックプロセッサ３０２は、光配線２１０ｅにより接続されている。
【０１３０】
なお、光配線２１０ｄ、２１０ｅはそれぞれ、上記した図１６に示すように構成されており、メインＣＰＵ３０１とネットワークＩ／Ｆ３０３の間、及びメインＣＰＵ３０１とグラフィックプロセッサ３０２の間では、光信号によってデータの送受信が行われる。
【０１３１】
メインＣＰＵ３０１とＩＯプロセッサ３０４は、ＳＢＵＳ３１４により接続されている。ＩＯプロセッサ３０４と、光ディスク制御部３０６、ＯＳ−ＲＯＭ３０９及びサウンドプロセッサユニット３１０は、ＳＳＢＵＳ３１５により接続されている。
【０１３２】
メインＣＰＵ３０１は、ＯＳ−ＲＯＭ３０９に格納されたプログラムや、光ディスク３０５から読み出されてＤＲＡＭ３０７にロードされたり、或いは通信ネットワークを介してダウンロードされた、各種のゲームアプリケーションプログラム等を実行する。グラフィックプロセッサ３０２は、例えばビデオゲームにおけるレンダリング処理等を行い、ビデオ信号をディスプレイに出力する。
【０１３３】
ＩＯプロセッサ３０４には、コントローラ（図示せず）が接続されるコントローラポート３２１、メモリカード（図示せず）が装填されるメモリカードスロット３２２、ＵＳＢ接続端子３２３及びＩＥＥＥ１３９４接続端子３２４が接続されている。これにより、ＩＯプロセッサ３０４は、コントローラポート３２１を介して接続されたコントローラ、メモリカードスロット３２２を介して接続されたメモリカード、ＵＳＢ接続端子３２３を介して接続された図示しない携帯電話機やパーソナルコンピュータとの間でデータの送受や、プロトコル変換等を行う。
【０１３４】
サウンドプロセッサユニット３１０は、サウンドバッファ３１１に格納されている圧縮波形データを、メインＣＰＵ３０１からの命令に基づいて所定のサンプリング周波数で再生することなどにより、様々なサウンドを合成し、オーディオ信号をスピーカに出力する。
【０１３５】
上述したゲーム機３００においては、図示しないプリント配線基板（マザーボード）上に、メインＣＰＵ３０１等の基本構成電子部品としての半導体チップ、及び光配線として構成された光情報処理装置２１０ｄ、２１０ｅが実装される。
【０１３６】
本実施の形態によれば、電子機器内のチップ間において光配線として構成された前記光情報処理装置を適用しているので、信号授受の高速化及び大容量化を実現することができる。
【０１３７】
また、光配線２１０ｄ、２１０ｅにおける前記光導波路として、上述した本発明に基づく製造方法により作製される光導波路を適用するので、これを用いて構成される電子機器は、安定した光入射及び光出射を行うことができる。
【０１３８】
第８の実施の形態
図１８は、上記の電子機器としてのサーバ４００の構成を示している。このサーバ４００は、ＣＰＵ４０１、４０２と、チップセット４０３と、ネットワークインタフェース（ネットワークＩ／Ｆ）４０４と、メモリ４０５と、ＰＣＩブリッジ４０６と、ルータ４０７とを基本構成として備えている。
【０１３９】
チップセット４０３には、光配線２１０ｆ、２１０ｇを介してＣＰＵ４０１、４０２が接続されていると共に、光配線２１０ｈを介して、ネットワークＩ／Ｆ４０４が接続されている。ネットワークＩ／Ｆ４０４は、ネットワークとのインタフェースを行う。チップセット４０３は、ＣＰＵ４０１、４０２、ネットワークＩ／Ｆ４０４、メモリ４０５及びＰＣＩブリッジ４０６などを制御する。
【０１４０】
なお、光配線２１０ｆ、２１０ｇ、２１０ｈはそれぞれ、上記した図１６に示すように構成されており、ＣＰＵ４０１、４０２とチップセット４０３の間、及びチップセット４０３とネットワークＩ／Ｆ４０４の間では、光信号によってデータの送受信が行われる。
【０１４１】
また、チップセット４０３には、電気配線により、メモリ４０５、ＰＣＩブリッジ４０６及びルータ４０７が接続されている。
【０１４２】
ＰＣＩブリッジ４０６には、ＰＣＩバス４１４を介して、記憶装置などのＰＣＩデバイス４１５〜４１７が接続されている。ルータ４０７は、例えば、スイッチカード４２１及びラインカード４２２〜４２５から構成されている。ラインカード４２２〜４２５は、パケットの前処理を行うプロセッサであり、スイッチカード４２１はパケットの行き先をアドレスに従い切り替えるスイッチである。
【０１４３】
上述したサーバ４００においては、図示しないプリント配線基板（マザーボード）上に、ＣＰＵ４０１、４０２、チップセット４０３等の基本構成電子部品としての半導体チップ、及び光配線として構成された光情報処理装置２１０ｆ、２１０ｇ、２１０ｈが実装される。
【０１４４】
本実施の形態によれば、電子機器内のチップ間において光配線として構成された前記光情報処理装置を適用しているので、信号授受の高速化及び大容量化を実現することができる。
【０１４５】
また、光配線２１０ｆ、２１０ｇ、２１０ｈにおける前記光導波路として、上述した本発明に基づく製造方法により作製される光導波路を適用するので、これを用いて構成される電子機器は、安定した光入射及び光出射を行うことができる。
【０１４６】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、上述の例は、本発明の技術的思想に基づき種々に変形が可能である。
【０１４７】
例えば、前記密閉空間を減圧状態にする方法として、上述した方法に限らず、不活性ガス雰囲気下にて前記コア及び前記遮断壁と、前記第１クラッドとの接合を行うに際し、前記遮断壁の表面にガス吸蔵物質を設けておけば、前記ガス吸蔵物質が前記密閉空間内の前記不活性ガスを吸蔵し、前記密閉空間は減圧状態になる。
【０１４８】
なお、本発明に基づく製造方法により作製される光導波路は、レーザー光に信号を乗せた上述した光配線システムに好適であるが、これ以外にも、光源等の選択によりディスプレイ用などにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による、本発明に基づく第１の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による、本発明に基づく第２又は第３の製造方法により作製される光導波路の概略図である。
【図３】同、本発明に基づく第２の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【図４】同、比較例としての光導波路の概略断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態による、本発明に基づく第３の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態による、本発明に基づく製造方法により作製される光導波路を用いて構成した光情報処理装置の概略図である。
【図７】同、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路を用いて構成した他の例の光情報処理装置の概略図である。
【図８】同、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路を用いて構成した他の例の光情報処理装置の概略図である。
【図９】同、本発明に基づく製造方法によって成形された光導波路を用いて構成した更に他の例の光情報処理装置の概略図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態による、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路を設置するソケットの概略斜視図である。
【図１１】同、前記ソケットに本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路を設置してなる光電複合装置の概略斜視図である。
【図１２】同、前記ソケットに接合するインターポーザーの概略斜視図である。
【図１３】同、前記光電複合装置をプリント配線基板上に配した概略断面図である。
【図１４】同、前記光電複合装置の実装構造の一例の概略平面図である。
【図１５】第６の実施の形態による、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路を用いて構成された電子機器の一例を示す模式図である。
【図１６】同、前記電子機器において、光配線として構成された前記光情報処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【図１７】第７の実施の形態による、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路を用いて構成された電子機器の一例を示す模式図である。
【図１８】第８の実施の形態による、本発明に基づく製造方法によって作製される光導波路を用いて構成された電子機器の一例を示し模式図である。
【図１９】従来例による、光導波路の実装構造を示す概略図である。
【図２０】同、光導波路の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１…光導波路、２…クラッド又は第２クラッド、３…クラッド又は第１クラッド、
４…コア、４ａ…コア材、５…レンズ部、６…補強部、７ａ…光入射部、
７ｂ…光出射部、１１…発光素子、１２…遮断壁、１３…受光素子、
２９…プリント配線基板、３０…チャンバー、３１…密閉空間
【図１】
2006195196.tif 000003
【図２】
2006195196.tif 000004
【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】
2006195196.tif 000009
【図８】
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【図９】
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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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【図１４】
2006195196.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2006195196.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2006195196.tif 000021
【図２０】
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