(57)【要約】      （修正有）【課題】容易かつ安価にレンズを形成することができ、さらに、光の伝搬特性の低下を抑制することのできるレンズ付き光導波路の製造方法、レンズ付き光導波路、光電気混載基板および電子機器を提供する。【解決手段】レンズ付き光導波路の製造方法は、コア部およびクラッド部を備える層状の光導波路１Ａの上面にレンズ８を形成するレンズ形成工程と、光導波路１Ａの下面に、レンズ８に対応させてミラー７を有する切り欠き部７０を形成するミラー形成工程とを有している。レンズ形成工程は、レンズ型を有する型２００にレンズ材料を供給する供給工程と、レンズ材料を乾燥する乾燥工程と、光導波路１Ａの上面に型２００に入れたままのレンズ材料を接着する接着工程とを有している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部およびクラッド部を備える層状の光導波路の一方の面にレンズを形成するレンズ形成工程と、
前記光導波路の他方の面に、前記レンズに対応させて、前記コア部の光路を変換するミラーを有する切り欠き部を形成するミラー形成工程と、を有し、
前記レンズ形成工程は、レンズ型を有する型にレンズ材料を供給する供給工程と、
前記レンズ材料を乾燥する乾燥工程と、
コア部およびクラッド部を備える層状の光導波路の一方の面に前記型に入れたままの前記レンズ材料を接着する接着工程と、を有することを特徴とするレンズ付き光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記接着工程の後に、前記型を前記レンズ材料から取り外す取り外し工程を有している請求項１に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記接着工程に先立って、前記レンズ材料を硬化させる硬化工程を有している請求項１または２に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記接着工程では、接着剤を介して前記レンズ材料を前記光導波路の一方の面に接着する請求項１ないし３のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記接着工程では、前記光導波路の一方の面に前記型に入れられたままの前記レンズ材料を接触させた後、前記レンズ材料を硬化することにより、前記レンズ材料を前記光導波路に接着する請求項１または２に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記レンズ材料は、前記コア部の構成材料と同じである請求項１ないし５のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記ミラー形成工程では、前記レンズをアライメントマークとして用いて前記ミラーを形成する請求項１ないし５のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法によって製造されることを特徴とするレンズ付き光導波路。
【請求項９】
請求項８に記載のレンズ付き光導波路と、
前記レンズ付き光導波路に積層され、表面に電気配線を備える電気配線基板と、を有することを特徴とする光電気混載基板。
【請求項１０】
請求項９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、レンズ付き光導波路の製造方法、レンズ付き光導波路、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】
光伝送を実現することのできる光導波路として、コア部と、該コア部を覆うクラッド部とを有するものが知られている。コア部の途中（両端）にはミラーが形成されており、光導波路に搭載された光素子からの光は、ミラーで反射されてコア部に入射する。また、コア部を伝搬した光は、ミラーで反射されて光素子に到達する。このような構成の光導波路において、ミラーと光素子との間にこれらを結合するレンズ（結合レンズ）を配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１の光導波路では、レーザー加工を用いて光導波路の表面をパターニングすることによってレンズを形成している。しかしながら、このような方法では、装置が大掛かりとなってしまい、レンズを容易かつ安価に形成することができないという問題がある。
【０００４】
また、特許文献１では、ミラーとレンズの形成領域を、これらを形成する前に予め設定し、設定した条件に基づいてミラーとレンズの加工を行うようになっている。したがって、ミラーとレンズの少なくとも一方が所定の形成位置からずれると、光の伝搬特性が低下するという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２２５０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、容易かつ安価にレンズを形成することができ、さらに、光の伝搬特性の低下を抑制することのできるレンズ付き光導波路の製造方法、レンズ付き光導波路、光電気混載基板および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】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１）  コア部およびクラッド部を備える層状の光導波路の一方の面にレンズを形成するレンズ形成工程と、
前記光導波路の他方の面に、前記レンズに対応させて、前記コア部の光路を変換するミラーを有する切り欠き部を形成するミラー形成工程と、を有し、
前記レンズ形成工程は、レンズ型を有する型にレンズ材料を供給する供給工程と、
前記レンズ材料を乾燥する乾燥工程と、
コア部およびクラッド部を備える層状の光導波路の一方の面に前記型に入れたままの前記レンズ材料を接着する接着工程と、を有することを特徴とするレンズ付き光導波路の製造方法。
【０００８】
（２）  前記接着工程の後に、前記型を前記レンズ材料から取り外す取り外し工程を有している上記（１）に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【０００９】
（３）  前記接着工程に先立って、前記レンズ材料を硬化させる硬化工程を有している上記（１）または（２）に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【００１０】
（４）  前記接着工程では、接着剤を介して前記レンズ材料を前記光導波路の一方の面に接着する上記（１）ないし（３）のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【００１１】
（５）  前記接着工程では、前記光導波路の一方の面に前記型に入れられたままの前記レンズ材料を接触させた後、前記レンズ材料を硬化することにより、前記レンズ材料を前記光導波路に接着する上記（１）または（２）に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【００１２】
（６）  前記レンズ材料は、前記コア部の構成材料と同じである上記（１）ないし（５）のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【００１３】
（７）  前記ミラー形成工程では、前記レンズをアライメントマークとして用いて前記ミラーを形成する上記（１）ないし（５）のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法。
【００１４】
（８）  上記（１）ないし（７）のいずれか一項に記載のレンズ付き光導波路の製造方法によって製造されることを特徴とするレンズ付き光導波路。
【００１５】
（９）  上記（８）に記載のレンズ付き光導波路と、
前記レンズ付き光導波路に積層され、表面に電気配線を備える電気配線基板と、を有することを特徴とする光電気混載基板。
（１０）  上記（９）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】
【００１６】
本発明によれば、容易かつ安価にレンズを形成することができ、光の伝搬特性の低下を抑制することのできるレンズ付き光導波路の製造方法が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、信頼性の高いレンズ付き光導波路が得られる。
また、本発明によれば、信頼性の高い光電気混載基板が得られる。
また、本発明によれば、信頼性の高い電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の光電気混載基板の好適な実施形態を示す縦断面図である。
【図２】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３】図１に示す光電気混載基板に光素子を搭載した様子を示す縦断面図である。
【図４】図１に示す光電気混載基板が備えるレンズ付き光導波路の製造方法を示す断面図である。
【図５】図１に示す光電気混載基板が備えるレンズ付き光導波路の製造方法を示す断面図である。
【図６】図１に示す光電気混載基板が備えるレンズ付き光導波路の製造方法を示す断面図である。
【図７】図１に示す光電気混載基板が備えるレンズ付き光導波路の製造方法を示す断面図である。
【図８】図１に示す光電気混載基板が備えるレンズ付き光導波路の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のレンズ付き光導波路の製造方法、レンズ付き光導波路、光電気混載基板および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の光電気混載基板の好適な実施形態を示す縦断面図、図２は、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、図３は、図１に示す光電気混載基板に光素子を搭載した様子を示す縦断面図、図４ないし図８は、それぞれ、図１に示す光電気混載基板が備えるレンズ付き光導波路の製造方法を示す断面図である。
【００２１】
１．光電気混載基板
図１に示す光電気混載基板１００は、レンズ付き光導波路１０と、その上面に積層された電気配線基板５と、これらの間に介挿され両者を接着する接着シート９と、を有している。以下、光電気混載基板１００の各部の構成について順次説明する。
【００２２】
（レンズ付き光導波路）
レンズ付き光導波路１０は、層状をなし、光信号を伝送し得る部材である。レンズ付き光導波路１０は、図２に示すように、光導波路１と、光導波路１に配置されたレンズ８と、を有している。
【００２３】
−光導波路−
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が下方からこの順で積層されてなる積層体と、この積層体の下面に積層された支持フィルム２と、この積層体の上面に積層されたカバーフィルム３と、支持フィルム２の下面側からクラッド層１２の上面にかけて形成されたミラー（光路変換部）７と、を有している。
【００２４】
また、コア層１３は、図２に示すように、平面視において並列に設けられた複数の長尺状のコア部１４と、各コア部１４にそれぞれ隣接して併設され（すなわち、コア層１３においてコア部１４の間を埋めるように設けられ）、コア部１４より屈折率の低い側面クラッド部１５と、を有している。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、コア部１４によって光を伝搬することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
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
【００２７】
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。例えば、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、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。
【００２８】
なお、ＧＩ型の屈折率分布は、屈折率が連続的に変化している分布であるが、例えばコア層１３中の屈折率について、コア部１４の幅方向の位置を横軸、屈折率を縦軸にとったとき、コア部１４の中心付近に極大を有する連続曲線からなる分布であるのが好ましい。このような屈折率分布を有するコア部１４では、光信号がコア部１４の中心付近を伝搬することとなる。このため、上述したように伝送効率が向上する。また、後述するようにコア部１４同士が交差している場合、交差部において光信号の混信を抑制することができる。このため、コア部１４が複数の交差部を通過するよう構成されている場合でも、光通信の品質が低下し難いため、光回路の設計自由度を特に高めることができるという利点がある。
【００２９】
さらに、上記連続曲線は、コア部１４と側面クラッド部１５との境界付近に極小を有する曲線であるのが好ましい。このような屈折率分布によれば、コア部１４の中心付近と側面クラッド部１５との境界付近との屈折率差が特に大きくなるため、コア部１４の中心付近に光信号を閉じ込める作用が特に増強される。その結果、伝送効率が特に高くなるとともに、交差部において光信号の混信を特に抑制することができる。
【００３０】
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。また、コア部１４の平面視形状は、特に限定されず直線であっても曲線であってもよい。
【００３１】
また、コア部１４の幅および高さ（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の高密度化を図ることができる。
【００３２】
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は途中で分岐または交差していてもよい。また、コア部１４の数は、特に限定されず、１本でもよいし、２本以上であってもよい。
【００３３】
複数のコア部１４が並列しているとき、コア部１４同士の間に位置する側面クラッド部１５の幅は、５〜２５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜１２０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア部１４同士の間で光信号が混在（クロストーク）するのを防止しつつコア部１４の高密度化を図ることができる。
【００３４】
また、複数のコア部１４が並列している部分では、コア部１４の幅ＷＣＯと側面クラッド部の幅ＷＣＬとの比（ＷＣＯ／ＷＣＬ）が０．１〜１０の範囲内であるのが好ましく、０．１〜５の範囲内にあるのがより好ましく、０．２〜４の範囲内にあるのがさらに好ましい。このようにＷＣＯとＷＣＬの比を最適化することにより、伝送効率の低下抑制とコア部１４の高密度化とを特に高度化することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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い。このうち、ＧＩ型の分布は、光導波路１の厚さ方向の位置を縦軸、屈折率を横軸にとったとき、コア部１４の中心付近に極大を有する連続曲線からなる分布であるのが好ましい。さらに、上記連続曲線は、コア部１４とクラッド層１１、１２との境界付近に極小を有する曲線であるのが好ましい。このような曲線からなる屈折率分布によれば、光導波路１の伝送効率が特に高くなるとともに、交差部において光信号の混信を特に抑制することができる。
【００４０】
また、図１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、それぞれ設けられていてもよい。なお、これらは必要に応じて設けられればよく、省略することもできる。
【００４１】
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。
【００４２】
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、外力や外部環境からコア層１３やクラッド層１１、１２を確実に保護することができる。
【００４３】
また、図１に示す光導波路１には、支持フィルム２の下面側からクラッド層１２の上面にかけて空洞部（切り欠き部）７０が形成されている。そして、この空洞部７０の内面のうち、コア部１４を横断する領域は、コア部１４の光路を変換するミラー（光路変換部）７となる。
【００４４】
空洞部７０は、支持フィルム２の下面から掘り込み加工等により形成されたものであり、図１の場合、縦断面形状が三角形をなしている。また、ミラー７は、コア部１４の途中を斜めに横断する平面であり、コア部１４の光軸に対して４５°傾斜している。そのため、コア部１４を伝搬してきた光は、ミラー７により反射され、その光路が上方に９０°変換される。また、図１の上方から伝搬してきた光は、ミラー７で反射されコア部１４に入射される。
【００４５】
なお、ミラー７とコア部１４の光軸とがなす角度は、上記の４５°に限定されず、コア部１４の光路を変換して光導波路１の外部と光接続し得る角度であればよい。例えば、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４２〜４７°程度であるのがより好ましい。
【００４６】
また、必要に応じて、空洞部７０の内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。
【００４７】
また、ミラー７はコア部１４の途中ではなく、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。
【００４８】
なお、空洞部７０には、必要に応じて、何らかの材料が充填されていてもよい。この場合、充填される材料の屈折率は、コア部１４の屈折率より小さいのが好ましい。
【００４９】
また、ミラー７は、例えば湾曲させた導波路等、その他の構造の光路変換部で代替することもできる。
【００５０】
−レンズ−
図１に示すように、光導波路１の上面であって、ミラー７上に形成されている。レンズ８を設けることにより、コア部からミラー７により反射した光を光素子６へ光を効率良く導くことができる。
【００５１】
レンズ８の材料としては、上述した機能を発揮することができれば、特に限定されないが、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。この中でも、レンズ８の構成材料としては、前述したコア層１３の構成材料（主材料）と同じ材料を用いることが好ましい。同じ材料を用いることにより、レンズ８の形成の低コスト化を図ることができる。
【００５２】
（電気配線基板）
図１に示す電気配線基板５は、絶縁層５２１、５２３が積層され、絶縁層５２１と絶縁層５２３との間に導体層５２２を有しビア１６を介して他の回路と導通可能なインターポーザーとして用いられる。
【００５３】
電気配線基板５の構成材料としては、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。
【００５４】
これらの導体層５２２および貫通配線は、それぞれ、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀のような金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金等の導電性材料で構成される。
【００５５】
また、絶縁層５２１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。
【００５６】
このようにして、ビルドアップ層５２内には、面方向のみでなく厚さ方向にも広がる電気回路を構築することができ、電気回路の高密度化を図ることができる。
【００５７】
なお、このような多層基板５０は、いかなる工法で形成されたものであってもよいが、一例としてアディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法等の各種ビルドアップ工法により形成される。
【００５８】
また、本発明の光電気混載基板が備える電気配線基板は、上述した電気配線基板５のような多層基板を含むものに限定されず、例えば多層基板を単層の電気配線基板（リジッド基板）で代替したものであってもよく、ポリイミド基板、ポリエステル基板、アラミドフィルム基板のような各種フレキシブル基板で代替したものであってもよい。また、多層基板５０は、コア基板５１を含まないコアレスの多層基板で代替することもできる。
【００５９】
また、図１に示す電気配線基板５は、多層基板５０の上面に設けられたソルダーレジスト層５４を有している。ソルダーレジスト層５４を設けることにより、電気配線基板５の導体層５２２を酸化や腐食等から保護する。
【００６０】
ソルダーレジスト層５４は、各種樹脂材料で構成され、必要に応じて無機フィラーを含む。ソルダーレジスト層５４の平均厚さは、特に限定されないが５〜１００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０μｍ程度であるのがより好ましく、２０〜４０μｍ程度であるのがさらに好ましい。ソルダーレジスト層５４の厚さを前記範囲内に設定することにより、導体層５２２の保護や電気配線基板５の上面の平滑化を図りつつ、ソルダーレジスト層５４の十分な光透過性を確保することができる。
【００６１】
なお、この電気配線基板５には、図示しない電気素子が搭載されていてもよい。電気素子としては、例えば、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。
【００６２】
（接着シート）
接着シート９は、熱硬化性樹脂を主材料とするシートであって、硬化により電気配線基板５と光導波路１とを接着する。
【００６３】
接着シート９を構成する材料は、例えば、熱硬化性樹脂を主成分とするものである。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂のようなビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のようなノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂のほか、ポリイミド、ポリアミドイミドのようなイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６４】
また、接着シート９の構成材料は、上記の熱硬化性樹脂の他に、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、反応性末端カルボキシル基ＮＢＲ（ＣＴＢＮ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ビニルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。これらのゴム成分および熱可塑性樹脂の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜２００質量部程度であるのが好ましく、２０〜１５０質量部程度であるのがより好ましい。
【００６５】
さらに、接着シート９の構成材料は、必要に応じて、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤のような各種硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、フィラー等の添加物を含んでいてもよい。これらの添加物の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して０．０５〜５０質量部程度であるのが好ましく、０．１〜３０質量部程度であるのがより好ましい。
【００６６】
（光素子）
さらに、本発明の光電気混載基板は、図３に示すように、電気配線基板５上に搭載された光素子６を有していてもよい。
【００６７】
図３に示す光素子６には、下方に突出するよう設けられたバンプ６３を有し、バンプ６３周囲は、アンダーフィル６０で覆われている。
【００６８】
光素子６は、受発光部６１の光軸がミラー７を介してコア部１４の光軸と一致するよう配置されている。これにより、光導波路１と光素子６とが光学的に接続され、光導波路１を伝搬する光信号を光素子６に受光させたり、光素子６から出射された光信号を光導波路１に入射したりすることができる。
【００６９】
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）、有機ＥＬ素子等の発光素子、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子が挙げられる。
以上、光電気混載基板の構成について説明した。
【００７０】
２．レンズ付き光導波路１０の製造方法
次に、レンズ付き光導波路１０の製造方法について説明する。
【００７１】
レンズ付き光導波路１０の製造方法は、コア部１４およびクラッド部（クラッド層１１、クラッド層１２および側面クラッド部１５）を備える層状の光導波路１Ａの一方の面にレンズ８を形成するレンズ形成工程と、光導波路１Ａの他方の面に、レンズ８に対応させてコア部１４の光路を変換するミラー７を有する切り欠き部７０を形成するミラー形成工程と、を有している。
【００７２】
（レンズ形成工程）
レンズ形成工程は、レンズ型２１０を有する型２００にレンズ材料８１を供給する供給工程と、レンズ材料８１を乾燥する乾燥工程と、レンズ材料８１を硬化させる硬化工程と、光導波路１Ａの一方の面に型２００に入れたままのレンズ材料８１を接着する接着工程と、型２００をレンズ材料８１（レンズ８）から取り外す取り外し工程と、を有している。
【００７３】
各工程を説明するのに先立って、光導波路１Ａの製造方法について、その一例を説明する。まず、図４（ａ）に示すように、支持フィルム２を用意し、用意した支持フィルム２上にクラッド層１１を形成する。具体的には、まず、クラッド層形成用樹脂組成物をドクターブレードにより支持フィルム２上に均一に塗布する。次に、クラッド層形成用樹脂組成物を乾燥させて溶媒を除去する。次に、クラッド層形成用樹脂組成物を硬化させる。これにより、クラッド層１１が形成される。
【００７４】
次に、図４（ｂ）に示すように、クラッド層１１上にコア層１３を形成する。具体的には、まず、クラッド層１１上に感光性樹脂組成物をドクターブレードにより均一に塗布する。次に、感光性樹脂組成物を乾燥させて溶媒を除去して被膜とする。次に、得られた被膜上に紫外線をパターン照射（露光）したのち、皮膜を硬化させる。これにより、紫外線の照射パターンに対応してコア部１４と側面クラッド部１５とが形成されたコア層１３が形成される。なお、感光性樹脂組成物の材料により、紫外線を照射した部分が側面クラッド部１５となり、紫外線を照射しない部分がコア部１４となる場合と、反対に、紫外線を照射した部分がコア部１４となり、紫外線を照射しない部分が側面クラッド部１５となる場合とがある。
【００７５】
次に、図４（ｃ）に示すように、クラッド層１１の形成と同様にして、コア層１３上にクラッド層１２を形成する。次に、クラッド層１２上にカバーフィルム３を配置する。以上により、切り欠き部７０（ミラー７）が形成されていない状態の光導波路１Ａが得られる。
【００７６】
−供給工程−
まず、図５（ａ）に示すように、型２００を用意する。型２００には、レンズ８の表面形状に対応したレンズ型２１０が形成されている。また、例えば、レンズ材料８１および後述する接着剤３００の少なくとも一方が紫外線硬化性樹脂である場合には、型２００は、紫外線透過性を有するように構成されていてもよい。
【００７７】
型２００の構成材料としては、レンズ型２１０の形状を維持することができる程度に硬質であれば特に限定されず、各種金属材料、各種樹脂材料を用いることができる。金属材料としては、例えば、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、鉛、錫、チタン、タングステン等の各種金属、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金（例えば、ステンレス鋼）または金属間化合物、さらには、これらの金属の酸化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。一方、樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７８】
次に、図５（ｂ）に示すように、溶媒（溶剤）に溶かしたレンズ材料８１を型２００に供給する。レンズ材料８１としては、前述したような材料を用いることができる。その中でも、レンズ材料８１としては、特に、コア層１３の構成材料と同じものを用いることが好ましい。これにより、コア層１３とレンズ８の材料を供用することができるため、製造コストを抑えることができる。また、レンズ材料８１としては、コア層１３の構成材料よりもガラス転移温度の高い材料を用いることも好ましい。これにより、後述するように切り欠き部７０をインプリント加工やレーザー加工によって形成する際に、レンズ８の損傷（熱変形等）を効果的に抑制することができる。
【００７９】
前記溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）などのエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドンなどの芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）などのアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタンなどのハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチルなどのエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホランなどの硫黄化合物系溶媒の各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒が挙げられる。
【００８０】
なお、レンズ材料８１には、必要に応じて、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤のような各種硬化剤、硬化促進剤等の添加物が含まれていてもよい。また、型２００にレンズ材料８１を供給した後、必要に応じて、レンズ材料８１の表面（図５（ｂ）中の上面）を例えばブレード等を用いて平坦化してもよい。平坦化することにより、得られるレンズ８の光学特性が向上する。
【００８１】
−乾燥工程−
次に、レンズ材料８１を前記溶媒が揮発する温度および時間で乾燥して、前記溶媒を除去する。
【００８２】
−硬化工程−
次に、レンズ材料８１を硬化させる。例えば、レンズ材料８１が熱硬化性樹脂であれば加熱することにより硬化させ、レンズ材料８１が紫外線硬化性樹脂（光硬化性樹脂）であれば紫外線（光）を照射することにより硬化させる。これにより、レンズ材料８１がレンズ型２１０に対応した表面形状で硬化し、図５（ｃ）に示すように、レンズ８が得られる。
【００８３】
なお、例えば、レンズ材料８１として、常温で硬化するような常温硬化性樹脂を用いている場合には、本工程を省略してもよい。
【００８４】
−接着工程−
次に、図６（ａ）に示すように、型２００に入れたままのレンズ８を光導波路１Ａの上面（一方の面）の所定位置（後に配置、形成される光素子６とミラー７とを結合する位置）に接合する。レンズ８の接合方法としては、特に限定されないが、本実施形態では接着剤３００を用いている。これにより、レンズ８を光導波路１Ａにより強固に接合することができ信頼性が向上する。なお、接着剤３００は、レンズ８に塗布してもよいし、光導波路１Ａに塗布してもよいし、両方に塗布してもよい。また、接着剤３００としては、光透過性を有するものであれば特に限定されず、例えば、エポキシ系、アクリル系等の各種接着剤を用いることができる。また、接着シートを用いてもよい。接着シートとしては、光透過性を有していれば、特に限定されず、例えば、上述した接着シート９と同様のものを用いることができる。なお、接着剤３００（前記接着シート）の厚さやレンズ材料８１の厚さを、レンズ８の形状や光素子６が配置される位置に合わせて最適化することによって、レンズ８による光の結合効率を高めることができる。
【００８５】
接着工程の際、レンズ８を型２００に入れたまま光導波路１に接着することにより、レンズ８の強度を高めることができ、本工程中でのレンズ８の破損を防止することができる。また、型２００がハンドリング部材として機能するため、本工程を円滑に行うことができる。また、型２００がレンズ８のレンズ面を保護する保護部材としても機能するため、本工程中でのレンズ面の傷付き等が防止される。
【００８６】
−取り外し工程−
次に、図６（ｂ）に示すように、型２００をレンズ８（レンズ材料８１）から取り外す。これにより、光導波路１Ａ上でレンズ８が露出した状態となり、光素子６を配置できる状態となる。なお、本工程は、省略してもよい。すなわち、製造者は、レンズ８に型２００が取り付けられている状態のまま出荷（販売等）等してもよく、取引先にて型２００を外して光素子６を配置するようにしてもよい。これにより、型２００がレンズ８の保護部材として機能するため、搬送時のレンズ８の破損を効果的に防止することができる。
【００８７】
以上、レンズ形成工程について説明した。このような工程によれば、レンズ８を容易かつ安価に形成することができる。具体的には、型２００に入れたレンズ材料８１を光導波路１Ａに接合するだけでレンズ８を形成することができるため、従来のレーザー加工の場合と比較してレンズ８の形成が容易となる。また、レーザー加工等の特殊な装置を用いず、さらには、型２００を再利用することもできるため、レンズ８を安価に形成することができる。
【００８８】
なお、型２００には、複数のレンズ型２１０が形成されており、光導波路１Ａ上に複数のレンズ８を同時に形成してもよい。これにより、レンズ８の形成工程に要する時間を短くすることができる。
【００８９】
（ミラー形成工程）
次に、図６（ｃ）に示すように、レンズ８が形成された光導波路１Ａの下面（他方の面、レンズ８が形成された面と反対の面）に切り欠き部７０（ミラー７）を形成する。この際、レンズ８をアライメントマークとして切り欠き部７０を形成することによって、切り欠き部７０を位置精度よく形成することができる。特に、切り欠き部７０は、レンズ８に対応して、すなわち、レンズ８と光導波路１Ａの厚さ方向に重なるようにして形成されるため、レンズ８をアライメントマークとして用いることにより、より高い位置精度で切り欠き部７０を形成することができる。また、仮に、レンズ８の配置が、所定位置からずれていたとしても、ずれたレンズ８に対応して切り欠き部７０を形成することができるため、レンズ８によって、ミラー７と後に配置される光素子６とを確実に結合することができる。
【００９０】
切り欠き部７０の形成方法としては、特に限定されず、例えば、インプリント加工、ダイシング加工、レーザー加工等を好適に用いることができる。
【００９１】
インプリント加工は、図７（ａ）に示すように、光導波路１Ａの下面側から切り欠き部７０の形状に対応したテーパ状の型４００で熱プレスすることにより切り欠き部７０を形成する加工方法である。このような加工方法によれば、切り欠き部７０をより簡単に形成することができる。
【００９２】
ダイシング加工は、例えば、図７（ｂ）に示すように、テーパ状のブレード部５１０を有するダイシングソー５００を用いて光導波路１Ａの下面を切削することにより切り欠き部７０を形成する加工方法である。このような加工方法によっても、切り欠き部７０をより簡単に形成することができる。なお、ダイシングソー５００による切削が終了した後、必要に応じてミラー７の研磨（ポリッシング）を行ってもよい。
【００９３】
レーザー加工は、図７（ｃ）に示すように、光導波路１Ａの下面側からレーザー光ＬＬを照射することによって切り欠き部７０を形成する加工方法である。このような加工方法では、例えば、レーザーＬＬの照射を遮るマスク等を用いて、図７中左側から右側に向けてレーザーＬＬの積算照射量を漸増させることによって、傾斜面であるミラー７を有する切り欠き部７０を形成することができる。このような加工方法によっても、切り欠き部７０をより簡単に形成することができる。
【００９４】
なお、インプリント加工およびレーザー加工では、レンズ８に過度な熱が伝わるおそれがある。そのため、前述したように、レンズ材料８１を、コア層１３の構成材料よりもガラス転移温度の高い材料とすることにより、レンズ８の熱損傷を効果的に抑制することができる。
【００９５】
以上によって、レンズ付き光導波路１０が得られる。このような製造方法によれば、容易かつ安価にレンズを形成することができ、さらに、レンズ８とミラー７の相対的位置関係を所定のものとすることができるため、光の伝搬特性の低下を抑制することのできるレンズ付き光導波路１０が得られる。なお、前述した取り外し工程は、ミラー形成工程の後に実施してもよい。
【００９６】
また、レンズ付き光導波路１０の製造方法に含まれるレンズ形成工程としては、例えば、次のような工程であってもよい。
【００９７】
（レンズ形成工程）
別のレンズ８の形成工程は、レンズ型２１０を有する型２００にレンズ材料８１を供給する供給工程と、レンズ材料８１を乾燥する乾燥工程と、光導波路１Ａの上面（一方の面）に型２００に入れたままのレンズ材料８１を接着する接着工程と、型２００をレンズ材料８１（レンズ８）から取り外す取り外し工程と、を有している。
【００９８】
−供給工程−
本工程は、前述したレンズ形成工程と同様であるため、その説明を省略する。
【００９９】
−乾燥工程−
本工程は、前述したレンズ形成工程と同様であるため、その説明を省略する。
【０１００】
−接合工程−
まず、図８（ａ）に示すように、型２００に入れたままのレンズ材料８１を光導波路１Ａの上面の所定位置に配置する（接触させる）。次に、図８（ｂ）に示すように、レンズ材料８１を硬化することによってレンズ８を形成する。このように、光導波路１上でレンズ材料８１を硬化することによって、レンズ８を形成するとともに、レンズ８を光導波路１Ａに接合することができる。硬化方法は、前述したレンズ形成工程で説明した方法と同様である。このような方法によれば、例えば、前述したレンズ形成工程のように接着剤３００を用いなくてもレンズ８を光導波路１Ａに接合することができ、部材数を削減でき低コスト化を図ることができる。また、接着剤３００の厚み分だけレンズ８の突出高さを抑えることもできる。
【０１０１】
−取り外し工程−
本工程は、前述したレンズ形成工程と同様であるため、その説明を省略する。なお、本工程は、前述したレンズ形成工程と同様に省略してもよい。
【０１０２】
このような工程によっても、前述したレンズ形成工程と同様に、レンズ８を容易かつ安価に形成することができる。なお、本形成工程では、型２００に入れたままのレンズ材料８１を光導波路１Ａ上に配置し、その後、型２００に入れたままでレンズ材料８１を硬化させてレンズ８を得ているが、型２００を取り外してから、レンズ材料８１を硬化させてレンズ８を得てもよい。また、レンズ８を直接光導波路１Ａに接合しているが、接着剤３００を介してレンズ８（レンズ材料８１）を光導波路１Ａに接合してもよい。
【０１０３】
＜電子機器＞
上述したような本発明の光電気混載基板は、前述したように、電気配線基板を基準にしつつ光導波路に正確な加工を容易に施し得るものであるため、例えば光電気混載基板に光素子を搭載する場合、光素子と電気配線基板とを導通抵抗の増大や断線等を招くことなく確実に接続することができる。その結果、信頼性の高い光モジュールを効率よく製造することができる。また、このような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が得られる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
以上、本発明のレンズ付き光導波路の製造方法、レンズ付き光導波路、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。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１Ａ                光導波路
１０                    レンズ付き光導波路
１００                  光電気混載基板
１１                    クラッド層
１２                    クラッド層
１３                    コア層
１４                    コア部
１５                    側面クラッド部
１６                    ビア
２                      支持フィルム
２００                  型
２１０                  レンズ型
３                      カバーフィルム
３００                  接着剤
４００                  型
５                      電気配線基板
５００                  ダイシングソー
５１０                  ブレード部
５２１                  絶縁層
５２２                  導体層
５２３                  絶縁層
５３                    バンプ
５４                    ソルダーレジスト層
６                      光素子
６０                    アンダーフィル
６３                    バンプ
７                      ミラー
７０                    空洞部
８                      レンズ
８１                    レンズ材料
９                      接着シート
【図１】
2015108647.tif 000003
【図２】
2015108647.tif 000004
【図３】
2015108647.tif 000005
【図４】
2015108647.tif 000006
【図５】
2015108647.tif 000007
【図６】
2015108647.tif 000008
【図７】
2015108647.tif 000009
【図８】
2015108647.tif 000010