(57)【要約】【課題】伝送特性の低下が抑制され、高品質な光通信を行い得る光導波路、かかる光導波路を備えた光電気混載基板および電子機器を提供すること。【解決手段】光導波路１は、コア部１４と、コア部１４に隣接する側面クラッド１５およびクラッド層１１、１２と、コア部１４の途中にコア部１４の軸線方向に沿って並ぶ傾斜面１７１、１７２と、を有し、傾斜面１７１、１７２は、互いに表面粗さが異なる。傾斜面１７１はミラー面であり、傾斜面１７２は傾斜面１７１よりも表面粗さが大きい。【選択図】図１
2015087712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部と、
前記コア部に隣接するクラッド部と、
前記コア部の途中または延長線上に前記コア部の軸線方向に沿って並ぶ第１面および第２面と、を有し、
前記第１面および前記第２面は、互いに表面粗さが異なることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記第１面は、前記軸線に対して傾斜したミラー面であり、
前記第２面は、前記第１面よりも表面粗さが大きい請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記第１面および前記第２面は、前記軸線に対して互いに反対方向に傾斜している請求項２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記第２面の前記軸線に対する傾斜角度は、３０°以上である請求項３に記載の光導波路。
【請求項５】
前記コア部の途中または延長線上に位置する空洞部を有しており、
前記空洞部の内周面は、前記第１面および前記第２面を含んでいる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項６】
前記コア部と前記コア部に隣接する側面クラッド部とが形成されたコア層と、
前記コア層を挟んで積層された２層のクラッド層と、を有し、
前記クラッド部は、前記側面クラッド部および前記２層のクラッド層で構成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする光電気混載基板。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光導波路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】
近年、光信号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によって例えば信号処理基板内の電気配線が置き換えられると、高周波ノイズの発生、電気信号の劣化といった電気信号に特有の課題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。
【０００５】
電気配線を光導波路に置き換える際には、電気信号と光信号との相互変換を行う必要があることから、発光素子および受光素子とこれらの間を光学的に接続する光導波路とを備えた光導波路モジュールが開発されている。
【０００６】
このような光導波路モジュールに用いられる光導波路は、例えば、特許文献１に開示されているように、光路を変換して発光素子または受光素子と光学的に接続するため、コア部およびクラッド部をコア部の軸線に対して傾斜した方向に切断した切断面で構成されたミラー面が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３００９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に係る光導波路では、コア部を横断するＶ字溝を形成し、そのＶ字溝の内壁面が有する２つの側面のうちの一方の側面をミラー面として用いる。
【０００９】
しかし、特許文献１に係る光導波路では、前述した２つの側面のうちの他方の側面にて不要な光反射が生じ、その反射光が正規の光（コア部を伝搬する光）と干渉し、クロストークが生じるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、伝送特性の低下が抑制され、高品質な光通信を行い得る光導波路、かかる光導波路を備えた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】
【００１１】
このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
（１）  コア部と、
前記コア部に隣接するクラッド部と、
前記コア部の途中または延長線上に前記コア部の軸線方向に沿って並ぶ第１面および第２面と、を有し、
前記第１面および前記第２面は、互いに表面粗さが異なることを特徴とする光導波路。
【００１２】
（２）  前記第１面は、前記軸線に対して傾斜したミラー面であり、
前記第２面は、前記第１面よりも表面粗さが大きい上記（１）に記載の光導波路。
【００１３】
（３）前記第１面および前記第２面は、前記軸線に対して互いに反対方向に傾斜している上記（２）に記載の光導波路。
【００１４】
（４）  前記第２面の前記軸線に対する傾斜角度は、３０°以上である上記（３）に記載の光導波路。
【００１５】
（５）  前記コア部の途中または延長線上に位置する空洞部を有しており、
前記空洞部の内周面は、前記第１面および前記第２面を含んでいる上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の光導波路。
【００１６】
（６）  前記コア部と前記コア部に隣接する側面クラッド部とが形成されたコア層と、
前記コア層を挟んで積層された２層のクラッド層と、を有し、
前記クラッド部は、前記側面クラッド部および前記２層のクラッド層で構成されている上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の光導波路。
【００１７】
（７）  上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする光電気混載基板。
【００１８】
（８）  上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１面および第２面のうちの一方の面をミラー面として用いるとともに他方の面での不要な光反射や光透過を防止または抑制することができる。そのため、伝送特性を優れたものとし、高品質な光通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の光導波路の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す光導波路の縦断面図である。
【図３】図１に示す光導波路の平面図である。
【図４】図３に示す第１面および第２面を説明するための模式的縦断面図である。
【図５】図１に示す空洞部の開口部の変形例を示す平面図である。
【図６】図１に示す空洞部の内壁面上に反射膜を設けた変形例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の光導波路の第２実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明の光導波路の第３実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の光導波路の第４実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明の光導波路の第５実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明の光導波路をインプリント法により製造する方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の光電気混載基板の実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の光導波路、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。
【００２２】
＜光導波路＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光導波路の第１実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の光導波路の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す光導波路の縦断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１および図２中の下側を「下」、上側を「上」という。
【００２４】
図１に示す光導波路１は、帯状または板状をなしており、光入射部と光出射部との間で光信号を伝送し、光通信を行う。
【００２５】
図１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をこの順で積層してなる積層体１０を備えている。コア層１３中には、長尺状のコア部１４とその側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５とが形成されている。このように２層のクラッド層１１、１２に挟まれたコア層１３がコア部１４および側面クラッド部１５を有することにより、コア部１４の外周が側面クラッド部１５およびクラッド層１１、１２で構成されるクラッド部で囲まれることとなり、コア部１４に効率的に光を閉じ込めて伝搬させることができる。
また、光導波路１には、積層体１０の一部を貫通する空洞部１７０が設けられている。
【００２６】
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。
【００２７】
なお、前記屈折率差とは、コア部１４の最大屈折率をｎ４、側面クラッド部１５、クラッド層１１およびクラッド層１２の各最小屈折率をｎ５、ｎ１、ｎ２としたとき、次式で表される。
【００２８】
屈折率差（％）＝｜ｎ４／ｎ５−１｜×１００
屈折率差（％）＝｜ｎ４／ｎ１−１｜×１００
屈折率差（％）＝｜ｎ４／ｎ２−１｜×１００
【００２９】
また、コア層１３の幅方向、すなわち図２の紙面奥行方向（紙面に対して垂直な方向）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。すなわち、この屈折率分布は、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。
【００３０】
すなわち、コア部１４および側面クラッド部１５との境界部付近の屈折率がコア部１４側から側面クラッド部１５側に向けて連続的に小さくなっている場合、コア部１４を伝搬する光をより効果的に閉じ込めることができる。
【００３１】
同様に、光導波路１の厚さ方向、すなわち図２の上下方向における屈折率分布も、上述したステップインデックス型の分布であってもよく、上述したグレーデッドインデックス型の分布であってもよい。
【００３２】
また、コア部１４は、図１では積層体１０の層厚方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という）で直線状であるが、これに限定されず、平面視で曲線状であってもよく、また、途中で分岐または交差していてもよい。
【００３３】
また、コア部１４の横断面形状は、図１では四角形（矩形状）であるが、これに限定されず、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、五角形、六角形等の他の多角形であってもよい。ただし、コア部１４の横断面形状が四角形（矩形状）であることにより、コア部１４を形成し易い利点がある。
【００３４】
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、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い。これにより、コア部１４の伝送効率を高めつつコア部１４の高密度化を図ることができる。すなわち、単位面積当たりに敷設可能なコア部１４の数を多くすることができるので、小面積であっても大容量の光通信を行うことができる。
【００３５】
なお、コア層１３に形成されるコア部１４の数は、図１では説明の便宜上１本であるが、これに限定されず、例えば、１〜１００本とされる。
【００３６】
上述したようなコア層１３およびクラッド層１１、１２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。これらは、比較的加工が容易であるため、空洞部１７０が形成されるコア層１３やクラッド層１１、１２の構成材料として好適である。
【００３７】
なお、光導波路１において、クラッド層１１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。その場合、空気層がクラッド層１１の役目を果たすこととなる。
【００３８】
前述したように、光導波路１には、積層体１０の一部が貫通するように除去されてなる空洞部１７０が設けられている。すなわち、光導波路１は、積層体１０とそれに形成された空洞部１７０とを備えたものである。図１に示す空洞部１７０は、コア部１４の長手方向の途中に位置している。空洞部１７０の内壁面の一部は、コア部１４の軸線Ａに対して傾斜した方向に横断する傾斜面１７１（第１面）および傾斜面１７２（第２面）になっている。なお、ここで、「軸線Ａ」は、コア部１４の中心を通り、かつ、コア部１４の光軸に沿った線（中心線）である。
【００３９】
また、空洞部１７０は、クラッド層１２の上面に直交しかつコア部１４の軸線Ａを含む仮想の平面で切断されたときの断面形状が、略台形をなしている。この台形は、図２の下方の辺が短く、上方の辺が長い。また、この台形の斜辺に相当するのが、前述した傾斜面１７１、および、この傾斜面１７１に対向する位置にある傾斜面１７２である。すなわち、傾斜面１７１、１７２は、コア部１４の途中にコア部１４の軸線Ａ方向に沿って並んでいる。
【００４０】
また、空洞部１７０の内壁面（内側面）のうち、コア部１４の軸線Ａとほぼ平行な２つの面は、それぞれクラッド層１１の下面に対して垂直な直立面１７３、１７４になっている（図１参照）。これらの２つの傾斜面１７１、１７２と２つの直立面１７３、１７４とにより、空洞部１７０の内側面が構成されている。
【００４１】
以下、ミラー面を構成する傾斜面１７１、１７２について詳述する。
図３は、図１に示す光導波路の平面図、図４は、図３に示す第１面および第２面を説明するための模式的縦断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、互いに直交する２つの軸としてＸ軸およびＹ軸が図示されており、以下の説明では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、矢印で示されたＸ軸およびＹ軸の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」という。
【００４２】
傾斜面１７１は、光反射性を有し、コア部１４の光路を変換するミラー面（光路変換部）として機能する。例えば、図４に示すように、傾斜面１７１からなるミラー面は、コア部１４内において図４の右側から左側に向かって伝搬する光Ｌ１を、下方に向けて反射することにより、伝搬方向を変換する。
【００４３】
一方、傾斜面１７２は、粗面化され、光反射防止性を有する。この傾斜面１７２は、前述した傾斜面１７１のような光路を変換するミラー面として使用しない。
【００４４】
ここで、コア部１４の空洞部１７０に対して傾斜面１７１側（＋Ｙ軸方向側）の部分（以下、「コア部１４の傾斜面１７１側の部分」という）は、図示しない発光素子から出射された正規の光Ｌ１を伝送する（すなわち光通信に用いる）が、コア部１４の空洞部１７０に対して傾斜面１７２側（−Ｙ軸方向側）の部分（以下、「コア部１４の傾斜面１７２側の部分」という）は、光通信には用いない。
【００４５】
しかし、このような光通信に用いない部分であっても、外光等の不要な光がコア層１３やクラッド層１１、１２に入射し伝搬する場合がある。かかる不要な光が傾斜面１７２で反射すると、その反射光は、正規の光とともに受光素子で受光されてしまい、クロストークを生じることとなる。また、不要な光が傾斜面１７２を透過すると、その透過光が傾斜面１７１で反射したり傾斜面１７１を透過してコア部１４の傾斜面１７１側の部分に入射したりしてクロストークの原因となる可能性がある。
【００４６】
そこで、傾斜面１７１、１７２は、互いに表面粗さが異なる。具体的には、傾斜面１７２の表面粗さが傾斜面１７２の表面粗さよりも大きい。これにより、傾斜面１７１を利用して光路の変換を行うとともに、傾斜面１７２での不要な光の反射および透過を防止または抑制することができる。
【００４７】
例えば、コア部１４の傾斜面１７１側の部分を伝搬する光を傾斜面１７１で反射させて受光素子で受光する場合、図４に示すように、コア部１４の傾斜面１７２側の部分を伝搬する不要な光Ｌ２（例えば外光）が傾斜面１７２で反射するのを防止または抑制し、傾斜面１７２で反射しても、その反射光を拡散させることができる。そのため、不要な光が受光素子で受光されてしまうのを防止または抑制することができる。また、コア部１４の傾斜面１７２側の部分を伝搬する不要な光Ｌ２が傾斜面１７２を透過するのを防止または抑制し、傾斜面１７２を透過しても、その透過光を拡散させることができる。そのため、不要な光がクロストークの原因となるのを防止または抑制することができる。
【００４８】
ここで、傾斜面１７１は、軸線Ａに対して傾斜角度θ１をもって傾斜し、傾斜面１７２は、軸線Ａに対して傾斜角度θ２をもって傾斜している。また、傾斜面１７１および傾斜面１７２が軸線Ａに対して互いに反対方向に傾斜している。このように傾斜面１７１、１７２が傾斜していると、コア部１４の傾斜面１７１側の部分を伝搬する光を傾斜面１７１で反射させて受光素子で受光する場合、コア部１４の傾斜面１７２側の部分を伝搬する不要な光が傾斜面１７２で反射して受光素子に入射しやすい。そのため、本発明を適用することによる効果が顕著となる。なお、ここで、θ１およびθ２は、それぞれ、図２に示す断面で見たときの軸線Ａに対する傾斜角度をいう。また、傾斜角度θ１、θ２の測定は、社団法人日本電子回路工業会が発行するＪＰＣＡ規格「光導波路を用いた光配線板の寸法測定方法（ＪＰＣＡ−ＰＥ０２−０５−０２Ｓ）」を用いることができる。
【００４９】
また、傾斜面１７１の軸線Ａに対する傾斜角度θ１は、傾斜面１７１が変換する光路の結合先の位置に応じて適宜設定されるが、好ましくは３０〜６０°程度に設定され、より好ましくは３５〜５０°程度に設定される。傾斜角度θ１を前記範囲内に設定することにより、傾斜面１７１においてコア部１４の光路を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。
【００５０】
また、傾斜面１７２の軸線Ａに対する傾斜角度θ２は、同じであっても異なっていてもよいが、４０°以上であることが好ましく、４０〜６０°程度であることがより好ましく、４０〜５０°程度であることがさらに好ましい。これにより、空洞部１７０の形成が容易となる。また、このような傾斜角度θ２の範囲である場合、特に、コア部１４の傾斜面１７２側の部分を伝搬する不要な光が傾斜面１７２で反射して受光素子に入射しやすい。したがって、かかる場合に本発明の効果が顕著となる。
【００５１】
また、傾斜面１７１の表面粗さＳＲａは、傾斜面１７１が光反射性を発揮できればよいが、０．１５μｍより小さいことが好ましく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であることがより好ましく、０．０２μｍ以上０．０８μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、傾斜面１７１を光反射性の優れたミラー面として使用することができる。
【００５２】
また、傾斜面１７２の表面粗さＳＲａは、傾斜面１７２が光反射防止性を発揮できればよいが、０．１５μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．４μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、傾斜面１７２の形成を容易なものとしつつ、傾斜面１７２の光反射防止性を優れたものとすることができる。
【００５３】
なお、表面粗さＳＲａとは、表面粗さデータにより表される曲面から基準面積だけ抜き取った部分の中心面上に直交座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を置き、中心面に直交する軸をＺ軸で表し、所定の式で与えられた値をμｍ単位で表示するようにした中心面平均粗さである。
【００５４】
ここで、本実施形態では、傾斜面１７１は、図１および図３に示すように、クラッド層１１、１２を横断する領域であるクラッド層領域１１１、１２１と、コア層１３を横断する領域であるコア層領域１４１とで構成され、これと同様の領域を傾斜面１７２も有する。本実施形態では、この傾斜面１７２のすべての領域が前述したように粗面化されている。これにより、クラッド層１１、１２および側面クラッド部１５を伝搬する不要な光（例えば外光やクラッドモードの光）が傾斜面１７２で反射することも防止することができる。なお、傾斜面１７２は、少なくともコア部１４を横断する領域が前述したように粗面化されていれば、前述したようなコア部１４の傾斜面１７２側の部分を伝搬する不要な光（例えば外光）が傾斜面１７２で反射するのを防止または抑制することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、傾斜面１７１、１７２は、それぞれ、平坦面で構成されているが、凹状または凸状に湾曲している部分を有していてもよい。
【００５６】
このような傾斜面１７１、１７２の形成方法としては、特に限定されず、例えば、レーザー加工、エッチング、インプリント等の公知の加工技術を用いることができる。傾斜面１７１、１７２は、前述したようにコア部１４の途中に位置する空洞部１７０の内壁面（内周面）の一部で構成されているため、レーザー加工、エッチング、インプリント等の公知の加工技術を用いて空洞部１７０を形成することにより、比較的簡単かつ高精度に形成することができる。
【００５７】
また、傾斜面１７１をインプリント法により形成する場合、前述したような表面粗さの異なるコア部領域１４１ａおよび側面クラッド部領域１４１ｂを有する傾斜面１７１を簡単かつ高精度に形成することができる。
【００５８】
傾斜面１７１、１７２をインプリント法により形成する場合、後に詳述するが、傾斜面１７１を成形する第１成形面と、傾斜面１７２を成形する第２成形面とを有するインプリント用型を用いればよい（図１０参照）。この場合、前記第２成形面の表面粗さを前記第１成形面の表面粗さよりも大きくすればよい。
【００５９】
また、傾斜面１７１をレーザー加工により形成する場合であっても、レーザー加工の条件を適宜調整することにより前述したような表面粗さの異なる傾斜面１７１、１７２を形成することができる。
【００６０】
なお、傾斜面１７２は、空洞部１７０を形成するレーザー加工またはインプリント加工の後に別の処理により粗面化してもよい。
【００６１】
（変形例）
以下、図１に示す空洞部１７０またはその周辺部分の変形例について説明する。なお、以下の変形例について、前述した構成と同様の事項に関しては、その説明を省略する。
【００６２】
図５は、図１に示す空洞部の開口部の変形例を示す平面図である。
空洞部１７０の開口部の形状は、図１および図３に示すような矩形状であってもよいが、図５に示す開口部１７５のような長円形であってもよい。なお、図５に示す光導波路１は、以下の点が異なる以外、図１に示す光導波路１と同様である。
【００６３】
開口部１７５は、前述した２つの傾斜面１７１、１７２に対応する直線線分からなる傾斜面上端１７１ａ、１７２ａと、２つの直立面１７３、１７４に対応する弧からなる直立面上端１７３ａ、１７４ａとで構成された、長円形をなしている。これにより、空洞部１７０近傍において、構造の変化や熱変化等に伴う応力が発生したとき、その応力が空洞部１７０近傍に集中し難くなる。その結果、光導波路１の伝送効率の低下や傾斜面１７１における反射効率の低下をより抑制し、高品質な光通信を行い得る光導波路１が得られる。
【００６４】
一方、コア層１３の下面を基準面とするとき、その基準面と直立面１７３、１７４とがなす角度（鋭角側）は、それぞれ好ましくは６０〜９０°程度とされる。各図では、ほぼ９０°として図示している。このような空洞部１７０は、その占める幅が最小限に抑えられるので、複数の空洞部１７０を隣り合わせて形成したとき、その間隔を最小化することができる。したがって、基準面と直立面１７３、１７４とがなす角度を前記範囲内に収めることは、狭いピッチで併設されたコア部１４に対しても空洞部１７０を高密度に配置し得るという点で有用である。また、基準面と直立面１７３、１７４とがなす角度を前記範囲内に収めることにより、直立面１７３、１７４近傍において各層を構成する材料の物性差による応力集中が特に抑えられる。その結果、層間剥離が特に生じ難くなるため、光導波路１の信頼性を特に高めることができる。
【００６５】
なお、空洞部１７０の最大深さは、積層体１０の厚さから適宜設定されるものであり、特に限定されないが、光導波路１の機械的強度や可撓性といった観点から、好ましくは１〜５００μｍ程度とされ、より好ましくは５〜４００μｍ程度とされる。
【００６６】
また、空洞部１７０の最大長さ、すなわち図５における空洞部１７０のＹ方向の最大長さは、特に限定されないが、クラッド層１１、１２やコア層１３の厚さや傾斜面１７１の傾斜角度との関係から、好ましくは２〜１２００μｍ程度とされ、より好ましくは１０〜１０００μｍ程度とされる。
【００６７】
さらに、空洞部１７０の最大幅、すなわち図５における空洞部１７０のＸ方向の最大長さは、特に限定されず、コア部１４の幅等に応じて適宜設定されるが、好ましくは２０〜３０００μｍ程度とされ、より好ましくは４０〜２０００μｍ程度とされる。
【００６８】
なお、空洞部１７０は、１本のコア部１４に対して１つ設けられていてもよいが、複数本のコア部１４に対してこれらに跨るように１つの空洞部１７０が設けられていてもよい。
【００６９】
また、複数個の空洞部１７０を形成する場合、それらの形成位置は、Ｙ方向において互いに同じ位置であっても、互いにずれていてもよい。
【００７０】
図６は、図１に示す空洞部の内壁面上に反射膜を設けた変形例を示す縦断面図である。
図６に示す光導波路１は、空洞部１７０の内壁面上に反射膜１７６が設けられている以外は、図１に示す光導波路１と同様である。
【００７１】
このような反射膜１７６を設けることにより、傾斜面１７１における反射特性を特に高めることができる。反射膜１７６としては、例えば、金属膜、炭素膜、樹脂膜、セラミック膜、シリコン膜等が挙げられる。このうち、金属膜が好ましく用いられる。金属膜によれば、金属特有の光沢による反射率の高い反射膜１７６が得られる。金属膜の構成材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、クロム、ニッケル、銅、亜鉛、銀、白金、金、鉛等が挙げられる。
【００７２】
反射膜１７６の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜５００μｍ程度であるのが好ましく、０．５〜３００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、十分な反射率を有するとともに、剥がれ難い反射膜が得られる。なお、反射膜１７６は、少なくともコア部１４上に設けられていればよく、クラッド層領域１１１、１２１や側面クラッド部１５上には設けられていなくてもよい。
【００７３】
反射膜１７６の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法のような物理蒸着法、ＣＶＤ法のような化学蒸着法、めっき法、熱転写法、金属箔転写法、印刷法、塗布法等が挙げられる。なお、反射膜１７６は、前述した傾斜面１７２の粗面化の後に形成することが好ましい。
【００７４】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の光導波路の第２実施形態を示す平面図である。
【００７５】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点について説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００７６】
図７に示す第２実施形態に係る光導波路１は、空洞部１７０の形成位置が異なる以外、第１実施形態に係る光導波路１と同様である。
【００７７】
すなわち、図７に示す空洞部１７０は、コア部１４の延長線上の側面クラッド部１５に形成されている。このような空洞部１７０は、その形成にあたって、クラッド層１２、コア層１３およびクラッド層１１を加工することになるが、このうち、コア層１３の加工位置は側面クラッド部１５の構成材料のみで構成された部位であるので、その加工の際、加工レート等の加工条件がほぼ等しくなる。その結果、コア層１３において高い加工精度で加工を施すことができ、形成される空洞部１７０の寸法精度を特に高めることができる。したがって、本実施形態によれば、寸法精度の高い空洞部１７０を備え、傾斜面１７１における反射効率が高く、高品質な光通信を行い得る光導波路１が得られる。
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００７８】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の光導波路の第３実施形態を示す断面図である。
【００７９】
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点について説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００８０】
図８に示す光導波路１では、図２に示す光導波路１において、傾斜面１７２に代えて、軸線Ａに対してほぼ直交している平坦な直立面１７２’を備えている。本実施形態に係る光導波路１は、この点で相違している以外、第１実施形態に係る光導波路１と同様である。
このような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００８１】
≪第４実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第４実施形態について説明する。
図９は、本発明の光導波路の第４実施形態を示す断面図である。
【００８２】
以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点について説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００８３】
図９に示す光導波路１は、さらに、クラッド層１１の下面に積層された支持フィルム２と、クラッド層１２の上面に積層されたカバーフィルム３と、を備えている以外、第１実施形態に係る光導波路１と同様である。
【００８４】
また、空洞部１７０は、カバーフィルム３を貫通するよう構成されている。したがって、傾斜面１７１は、カバーフィルム３からクラッド層１２およびコア層１３をそれぞれ経てクラッド層１１の途中に至るまでの間に連続して形成された面となる。
このような第４実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００８５】
また、支持フィルム２およびカバーフィルム３を用いることで、積層体１０を外力や異物付着、汚染等から保護することができる。
【００８６】
≪第５実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第５実施形態について説明する。
図１０は、本発明の光導波路の第５実施形態を示す断面図である。
【００８７】
以下、第５実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点について説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００８８】
図１０に示す光導波路１の傾斜面１７２は、傾斜面１７１と同じ方向側に傾斜している。本実施形態に係る光導波路１は、この点で相違している以外、第１実施形態に係る光導波路１と同様である。
【００８９】
このような傾斜面１７１と同じ方向側に傾斜した傾斜面１７２は、不要な光Ｌ２を反射しても、その反射方向を、傾斜面１７１が正規の光Ｌ１を反射する方向とは反対側の方向とすることができる。
【００９０】
したがって、本実施形態では、仮に傾斜面１７２が粗面化されていなくても、通常、光Ｌ２が傾斜面１７２で反射することによるクロストークの問題は生じない。しかし、仮に傾斜面１７２が粗面化されていないと、例えば、光Ｌ２の一部が傾斜面１７２を透過した際に、その透過光のほとんどが傾斜面１７１に到達し傾斜面１７１で反射したり傾斜面１７１を透過してコア部１４の傾斜面１７１側の部分に入射したりして特性を低下させるおそれがある。
【００９１】
そこで、本実施形態では、傾斜面１７１と同じ方向側に傾斜した傾斜面１７２を粗面化している。これにより、光Ｌ２が傾斜面１７２を透過するのを防止または抑制し、あるいは、光Ｌ２が傾斜面１７２を透過しても、その透過光を拡散させることができる。その結果、前述したような特性の低下を防止することができる。
【００９２】
なお、図１０では、傾斜面１７１、１７２が互いに平行となるように形成されているが、傾斜面１７１、１７２が平行でなくてもよい。
【００９３】
＜光導波路の製造方法＞
次に、本発明の光導波路を製造する方法の一例について説明する。以下では、図２に示す光導波路１を製造する場合を例に説明する。
【００９４】
図２に示す光導波路１は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を順次積層して積層体１０を得る工程と、空洞部１７０を形成する工程と、を有する方法により製造することができる。
【００９５】
以下、各工程について順次説明する。
［１］まず、（ａ）クラッド層１１を形成するための組成物、コア層１３を形成するための組成物、およびクラッド層１２を形成するための組成物を、順次成膜して製造する方法、（ｂ）各組成物を用いてクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をそれぞれ形成した後、積層する方法、（ｃ）３種の組成物を同時に押出成形して積層体を製造する方法等により、コア層形成層またはコア層形成層を含む多層構造を得る。
【００９６】
この際、コア層１３を形成するための組成物として、露光により屈折率が変化する屈折率変調能を有するものを用いれば、このコア層形成層に露光処理を施すことのみで、所望のパターンで敷設されたコア部１４を含むコア層１３を得ることができる。
【００９７】
なお、コア層１３の製造方法は、このような方法に限定されない。例えば成膜工程と、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを組み合わせたパターニング工程と、を繰り返し行うことにより、所望のパターンで敷設されたコア部１４を含むコア層１３を得ることができる。
【００９８】
［２］次に、空洞部１７０を形成する。これにより、光導波路１が得られる。空洞部１７０の形成方法には様々な方法が挙げられる。例えば、切削加工や研削加工といった機械加工法の他、レーザー加工法、電子線加工法、インプリント法等が挙げられる。このうち、レーザー加工法またはインプリント法によれば、寸法精度の高い空洞部１７０を比較的容易に形成することができる。以下、代表的にインプリント法によって空洞部１７０を形成する方法について説明する。
【００９９】
図１１は、本発明の光導波路をインプリント法により製造する方法を説明するための図である。
【０１００】
まず、図１１（ａ）に示すように、前述したようにして得られた積層体１０を用意する。
【０１０１】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、インプリント用型９００の成形面９０１、９０２を有する部分が積層体１０に埋まるように、インプリント用型９００を積層体１０に押圧する。この際、必要に応じて、加熱処理を行ってもよい。
【０１０２】
ここで、インプリント用型９００は、空洞部１７０の内壁面に合致した外形を有する。すなわち、インプリント用型９００は、傾斜面１７１、１７２を成形する成形面９０１、９０２を有する。
【０１０３】
成形面９０１は、傾斜面１７１を成形する第１成形面であり、成形面９０２は、傾斜面１７２を成形する第２成形面である。そして、成形面９０２は、粗面化されており、成形面９０１よりも表面粗さが大きい。
このような成形面９０１、９０２には、必要に応じて離型処理が施される。
【０１０４】
その後、インプリント用型９００を積層体１０から離型し、図１１（ｃ）に示すように、光導波路１を得る。
【０１０５】
このようなインプリント用型９００を用いた光導波路１の製造方法によれば、前述したような傾斜面１７１を簡単かつ高精度に形成することができる。
【０１０６】
＜光電気混載基板＞
次に、本発明の光電気混載基板の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の光電気混載基板の実施形態を示す縦断面図である。
【０１０７】
図１２に示す光電気混載基板１００は、光導波路（本発明の光導波路）１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。
【０１０８】
図１２に示す電気配線基板５は、コア基板５１とその両面に積層されたビルドアップ層５２とを備えた多層基板５０と、この多層基板５０の下面に設けられた貫通孔５３と、を有している。
【０１０９】
コア基板５１は、電気配線基板５を支持する基板であり、その構成材料としては、例えば、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
また、図１２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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
また、図１２に示す光電気混載基板１００は、電気配線基板５上に搭載された光素子６を有している。
【０１１８】
図１２に示す光素子６は、素子本体６０と、素子本体６０の下面に設けられた受発光部６１および端子６２と、端子６２から下方に突出するよう設けられたバンプ６３と、を有している。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。
【０１１９】
光素子６は、受発光部６１の光軸が光導波路１の空洞部１７０の傾斜面１７１（ミラー）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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
＜電子機器＞
上述したような本発明に係る光導波路は、伝送効率が高く、かつ他の光学部品との光結合効率に優れたものである。このため、本発明の光導波路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。
【０１２２】
本発明の光導波路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導波路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ことから、電子機器の低コスト化に貢献することができる。
【０１２３】
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。
【０１２４】
以上、本発明の光導波路、光電気混載基板および電子機器について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば光導波路には、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１２５】
また、傾斜面１７１を光入射側ミラーとして用いた場合、光出射側はコア部１４の端面からコア部１４の光軸に沿って光を出射させるようにしてもよく、その際、出射端にはコネクターが装着されていてもよい。一方、傾斜面１７１を光出射側ミラーとして用いた場合、光入射側はコア部１４の端面からコア部１４の光軸に沿って光を入射するようにしてもよく。その際、入射端にはコネクターが装着されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１                  光導波路
２                  支持フィルム
３                  カバーフィルム
５                  電気配線基板
５０                多層基板
５１                コア基板
５２                ビルドアップ層
５２１              絶縁層
５２２              導体層
５３                貫通孔
５４                ソルダーレジスト層
６                  光素子
６０                素子本体
６１                受発光部
６２                端子
６３                バンプ
１０                積層体
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
９                  接着シート
１００              光電気混載基板
１１１、１２１      クラッド層領域
１４１              コア層領域
１７０              空洞部
１７１              傾斜面（ミラー面）
１７１ａ、１７２ａ  傾斜面上端
１７２              傾斜面
１７２’            直立面
１７３、１７４      直立面
１７３ａ、１７４ａ  直立面上端
１７５              開口部
１７６              反射膜
９００              インプリント用型
９０１              成形面
９０２              成形面
Ａ                  軸線
θ１                傾斜角度
θ２                傾斜角度
Ｌ１、Ｌ２          光
【図１】
2015087712.tif 000003
【図２】
2015087712.tif 000004
【図３】
2015087712.tif 000005
【図４】
2015087712.tif 000006
【図５】
2015087712.tif 000007
【図６】
2015087712.tif 000008
【図７】
2015087712.tif 000009
【図８】
2015087712.tif 000010
【図９】
2015087712.tif 000011
【図１０】
2015087712.tif 000012
【図１１】
2015087712.tif 000013
【図１２】
2015087712.tif 000014