(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部または受光部を備える光素子が、光を伝送するコア部を備える光導波路基板に接続用基板を介して接続された光導波路モジュールであって、
前記光導波路基板は、前記光の光路を変更する光路変更部を有し、
前記接続用基板は、前記光が透過可能な平板状の基部と、該基部の前記光導波路基板側の面に設けられ、前記光が通過可能な第１の開口部を備える第１の金属層と、前記基部の前記光素子側の面に設けられ、前記光が通過可能な第２の開口部を備える第２の金属層とを有し、
前記第１の金属層の前記第１の開口部内に、樹脂組成物を充填することにより形成された充填部を備え、
前記充填部は、前記発光部または受光部に対応して設けられ、前記光素子と前記光路変更部との間で前記光を導く導光部と、前記導光部の外周部に設けられ、前記導光部より屈折率が低い低屈折率部とを有しており、
前記導光部は、その中心軸に対してほぼ垂直な方向での断面の面積が、前記中心軸に沿った方向で変化していることを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項２】
前記接続用基板は、前記光導波路基板に接合層を介して接合され、
前記第１の金属層の平均厚さをＡ［μｍ］とし、前記接合層の平均厚さをＢ［μｍ］としたとき、２Ｂ≦Ａなる関係を満足する請求項１に記載の光導波路モジュール。
【請求項３】
前記接合層は、前記樹脂組成物を用いて、前記充填部と一体的に形成されている請求項２に記載の光導波路モジュール。
【請求項４】
前記第１および第２の金属層は、それぞれ、所定のパターンで形成された配線部を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【請求項５】
前記接続用基板は、前記基部を貫通して設けられ、前記配線部同士を電気的に接続する接続部を備える請求項４に記載の光導波路モジュール。
【請求項６】
前記コア部の中心軸と前記導光部の中心軸とのなす角度は、８０〜１００°である請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【請求項７】
前記光素子は、受光部を備える受光素子であり、
前記導光部は、その中心軸に対してほぼ垂直な方向での断面の面積が、前記受光部に向かって減少している請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【請求項８】
前記光素子は、発光部を備える発光素子であり、
前記導光部は、その中心軸に対してほぼ垂直な方向での断面の面積が、前記光路変更部に向かって減少している請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【請求項９】
前記樹脂組成物は、ベースポリマーと、該ベースポリマーより屈折率の高いモノマーとを含み、感光用光の作用による前記モノマーの反応により屈折率が高くなるよう変化する感光性樹脂組成物であり、
前記充填部は、前記感光用光を前記感光性樹脂組成物に透過させて、前記感光用光が透過した透過領域内において、前記モノマーの反応を進行させることにより、前記感光用光が透過されない非透過領域から、未反応の前記モノマーを前記透過領域に拡散させ、結果として、前記透過領域の屈折率を前記非透過領域の屈折率より高くして、前記導光部を形成することにより得られたものである請求項１ないし８のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【請求項１０】
前記第２の開口部を含む前記光素子と前記接続用基板との間隙には、アンダーフィル材が充填されている請求項１ないし９のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の光導波路モジュール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、光導波路モジュールおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。
【０００３】
各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。
【０００４】
一方、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。
【０００５】
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伝送（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。
【０００６】
このような光導波路で信号処理基板内の電気配線を置き換えることにより、前述したような電気配線の問題が解消され、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。
【０００７】
例えば、特許文献１には、プリント基板上に、光送信用ＩＣ（発光素子）、光受信用ＩＣ（受光素子）および光導波路が設けられた構成の装置が開示されている。かかる装置では、プリント基板と各ＩＣとの間に形成された空隙や、プリント基板に形成されたスルーホール内に、空気が存在する。このため、光通信に用いる光が、空気を介して各種基板間を透過する際に、基板の表面で反射が生じることにより減衰し、光の伝送損失が高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、光の伝送損失が小さく、信頼性の高い光導波路モジュール、およびかかる光導波路モジュールを備える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】
【００１０】
このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１）  発光部または受光部を備える光素子が、光を伝送するコア部を備える光導波路基板に接続用基板を介して接続された光導波路モジュールであって、
前記光導波路基板は、前記光の光路を変更する光路変更部を有し、
前記接続用基板は、前記光が透過可能な平板状の基部と、該基部の前記光導波路基板側の面に設けられ、前記光が通過可能な第１の開口部を備える第１の金属層と、前記基部の前記光素子側の面に設けられ、前記光が通過可能な第２の開口部を備える第２の金属層とを有し、
前記第１の金属層の前記第１の開口部内に、樹脂組成物を充填することにより形成された充填部を備え、
前記充填部は、前記発光部または受光部に対応して設けられ、前記光素子と前記光路変更部との間で前記光を導く導光部と、前記導光部の外周部に設けられ、前記導光部より屈折率が低い低屈折率部とを有しており、
前記導光部は、その中心軸に対してほぼ垂直な方向での断面の面積が、前記中心軸に沿った方向で変化していることを特徴とする光導波路モジュール。
【００１１】
（２）  前記接続用基板は、前記光導波路基板に接合層を介して接合され、
前記第１の金属層の平均厚さをＡ［μｍ］とし、前記接合層の平均厚さをＢ［μｍ］としたとき、２Ｂ≦Ａなる関係を満足する上記（１）に記載の光導波路モジュール。
【００１２】
（３）  前記接合層は、前記樹脂組成物を用いて、前記充填部と一体的に形成されている上記（２）に記載の光導波路モジュール。
【００１３】
（４）  前記第１および第２の金属層は、それぞれ、所定のパターンで形成された配線部を含む上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【００１４】
（５）  前記接続用基板は、前記基部を貫通して設けられ、前記配線部同士を電気的に接続する接続部を備える上記（４）に記載の光導波路モジュール。
【００１８】
（６）  前記コア部の中心軸と前記導光部の中心軸とのなす角度は、８０〜１００°である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【００１９】
（７）  前記光素子は、受光部を備える受光素子であり、
前記導光部は、その中心軸に対してほぼ垂直な方向での断面の面積が、前記受光部に向かって減少している上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【００２０】
（８）  前記光素子は、発光部を備える発光素子であり、
前記導光部は、その中心軸に対してほぼ垂直な方向での断面の面積が、前記光路変更部に向かって減少している上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【００２１】
（９）  前記樹脂組成物は、ベースポリマーと、該ベースポリマーより屈折率の高いモノマーとを含み、感光用光の作用による前記モノマーの反応により屈折率が高くなるよう変化する感光性樹脂組成物であり、
前記充填部は、前記感光用光を前記感光性樹脂組成物に透過させて、前記感光用光が透過した透過領域内において、前記モノマーの反応を進行させることにより、前記感光用光が透過されない非透過領域から、未反応の前記モノマーを前記透過領域に拡散させ、結果として、前記透過領域の屈折率を前記非透過領域の屈折率より高くして、前記導光部を形成することにより得られたものである上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【００２２】
（１０）  前記第２の開口部を含む前記光素子と前記接続用基板との間隙には、アンダーフィル材が充填されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【００２３】
（１１）  上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光の光路の途中において、本来、空隙が形成される部分をなくしたので、光通信における光の伝送損失を特に小さくすることができる。このため、信頼性の高い光導波路モジュールおよび電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態の概略を示す側面図である。
【図２】図１に示す光導波路モジュールを部分的に拡大して示す縦断面図である。
【図３】第２実施形態の光導波路モジュールを部分的に拡大して示す縦断面図である。
【図４】第３実施形態の光導波路モジュールを部分的に拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の光導波路モジュール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。
【００２７】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態の概略を示す側面図、図２は、図１に示す光導波路モジュールを部分的に拡大して示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図１および図２中の上側を「上」といい、下側を「下」という。
【００２９】
図１に示す光導波路モジュール１は、主に、光導波路基板２と、この光導波路基板２の上面に間隔を空けて接合された配線基板３ａ、３ｂと、一方の配線基板３ａ上に搭載された発光素子４および発光素子用ＩＣ４０と、他方の配線基板３ｂ上に搭載された受光素子５および受光素子用ＩＣ５０とを有する。すなわち、配線基板３ａ、３ｂは、発光素子４または受光素子５を光導波路基板２に接続するための接続用基板を構成している。
【００３０】
発光素子４からの光Ｌは、光導波路基板（光回路）２内を伝送され、受光素子５により受光される。すなわち、光導波路基板２を介して、発光素子４と受光素子５との間において、光通信がなされる。
【００３１】
光導波路基板２は、図２に示すように、光導波路２０と、この光導波路２０の上下面にそれぞれ設けられた保護層２９とを備える。
【００３２】
光導波路２０は、線状のコア部２１と、コア部２１の周囲を覆うように設けられた筒状のクラッド部２２とを有しており、コア部２１の一端に入射された光Ｌをコア部２１とクラッド部２２との界面で反射させ、他端に伝送（伝搬）することができる。
【００３３】
光導波路２０の横断面形状は、好ましくは正方形または矩形（長方形）のような四角形とされる。コア部２１の幅および高さは、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く、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００３４】
また、コア部２１とクラッド部２２とは、互いに光の屈折率が異なり、その屈折率の差は、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝送する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。
【００３５】
なお、前記屈折率差とは、コア部２１の屈折率をＡ、クラッド部２２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
【００３６】
コア部２１、クラッド部２２の各構成材料は、それぞれ上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、具体的には、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、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。
【００３７】
保護層２９は、光導波路２０の上下面を保護する機能を有する。
この保護層２９の平均厚さは、特に限定されないが、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、保護層２９は、光導波路２０を保護する機能を十分に発揮することができる。また、光導波路基板２全体として可撓性を付与する場合には、その可撓性が低下するのを防止することができる。
【００３８】
保護層２９の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルイミドおよびポリイミドエーテル等が挙げられる。
【００３９】
また、本実施形態では、光導波路基板２は、その下面からコア部２１を超えて、上側の保護層２９に至るまでの部分を欠損させることにより形成された欠損部２８ａ、２８ｂを備える。少なくともコア部２１の欠損部２８ａ、２８ｂに臨む面は、それぞれ、コア部２１と欠損部２８ａ、２８ｂ内の空気との屈折率差に基づいて光を反射するミラー（光の光路を変更する光路変更部）２３ａ、２３ｂを構成している。
【００４０】
また、欠損部２８ａ、２８ｂは、光導波路基板２の縦断面において直角三角形状をなすように形成されており、ミラー２３ａ、２３ｂは、コア部２１の中心軸に対してほぼ４５°で傾斜している。したがって、図２中の矢印で示すように、発光素子４から下方に向かって発せられた光Ｌは、その直下のミラー２３ａにより、その光路がほぼ９０°で変更（屈曲）された後、コア部２１内を伝送され、受光素子５の直下のミラー２３ｂで上方に向かって光路がほぼ９０°で変更された後、受光素子５に入射する。
【００４１】
このようなミラー２３ａ、２３ｂを設けることにより、光導波路基板２の主面（上面および／または下面）を発光素子４および受光素子５を搭載する領域として用いることができるので、光導波路モジュール１の小型化を図ることができるとともに、高密度実装にも寄与する。
【００４２】
このような光導波路基板２の上面には、接着剤層（接合層）６を介して、配線基板３ａ、３ｂが接合されている。この接着剤層６には、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、シアネート樹脂系接着剤、マレイミド樹脂系接着剤等で構成されるシート材が用いられている。
【００４３】
この接着剤層６の平均厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１〜２５μｍ程度であるのが好ましく、１〜１０μｍ程度であるのがより好ましい。
【００４４】
配線基板３ａ、３ｂは、それぞれ、光が透過可能な平板状の基部３１と、この基部３１の下面（光導波路基板２側の面）に設けられた第１の金属層３２と、上面（発光素子４または受光素子５側の面）に設けられた第２の金属層３３とを備える。
【００４５】
基部３１は、透過性および絶縁性を有する材料で構成されている。この基部３１は、可撓性を有していてもよく、剛性を有するもののいずれであってもよい。
【００４６】
可撓性を有する基部３１は、例えば、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の各種樹脂材料で構成することができるが、なかでもポリイミド系樹脂を主材料として構成するのが好ましい。この場合、耐熱性が高く、優れた可撓性を有する基部３１が得られる。
【００４７】
一方、剛性を有する基部３１は、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等のコア材に、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て構成することができる。
【００４８】
基部３１の平均厚さは、特に限定されないが、光導波路モジュール１の薄型化の観点から、好ましくは５〜５００μｍ程度、より好ましくは１０〜２００μｍ程度とされる。
【００４９】
各金属層３２、３３は、所定のパターンで形成された配線部（導体部）を含んでおり、基部３１を貫通して設けられた導体ポスト３４を介して、互いに電気的に接続されている。これにより、光導波路モジュール１内に、電気回路が構築されている。
【００５０】
各金属層３２、３３の構成材料としては、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材料が挙げられる。各金属層３２、３３の平均厚さは、特に限定されないが、通常、３〜１２０μｍ程度が好ましく、５〜７０μｍ程度がより好ましい。
【００５１】
このような配線基板３ａの金属層３２、３３には、発光素子４からの光Ｌの光路に対応する部分に、それぞれ、第１の開口部３２ａおよび第２の開口部３３ａが金属層３２、３３を除去して形成されている。一方、配線基板３ｂの金属層３２、３３には、受光素子５への光Ｌの光路に対応する部分に、それぞれ、第１の開口部３２ｂおよび第２の開口部３３ｂが金属層３２、３３を除去して形成されている。
【００５２】
前述したように、配線基板３ａには、発光素子４と発光素子用ＩＣ４０とが配線部に電気的に接続されるように搭載され、配線基板３ｂには、受光素子５と受光素子用ＩＣ５０とが配線部に電気的に接続されるように搭載されている。
【００５３】
発光素子４は、発光部４１１を備える素子本体４１とバンプ４２とを備え、バンプ４２が配線基板３ａの金属層３２（配線部の端子）に接合されている。また、発光素子用ＩＣ４０は、所定の回路が形成された素子本体４０１とバンプ４０２とを備え、バンプ４０２が配線基板３ａの金属層３２（配線部の端子）に接合されている。これにより、発光素子４は、発光素子用ＩＣ４０と金属層３２を介して電気的に接続され、その動作が発光素子用ＩＣ４０により制御される。
【００５４】
受光素子５は、受光部５１１を備える素子本体５１とバンプ５２とを備え、バンプ５２が配線基板３ｂの金属層３２（配線部の端子）に接合されている。また、受光素子用ＩＣ５０は、所定の回路が形成された素子本体５０１とバンプ５０２とを備え、バンプ５０２が配線基板３ｂの金属層３２（配線部の端子）に接合されている。これにより、受光素子５は、受光素子用ＩＣ５０と金属層３２を介して電気的に接続され、受光素子用ＩＣ５０は、受光素子５による検出信号を増幅するよう動作する。
【００５５】
したがって、光導波路モジュール１では、これらの光素子（発光素子４および受光素子５）と電気素子（発光素子用ＩＣ４０および受光素子用ＩＣ５０）とが協調して動作することにより、光信号と電気信号の相互変換が確実に行われ、高速かつ低ノイズでの信号処理を容易に行うことができる。
【００５６】
このような光導波路モジュール１において、配線基板３ａ、３ｂを接着剤層６を介して光導波路基板２に接合すると、通常、第１の開口部３２ａ、３２ｂの部分に空隙が形成される。
【００５７】
前述したように、かかる空隙には、空気が存在し、光通信に用いる光が、この空隙を介して配線基板３ａ、３ｂと光導波路基板２との間を通過する際に、基板２、３ａ、３ｂと空隙との界面で反射が生じ、これに起因して、光の伝送損失が高くなる。特に、光導波路基板２側の表面に接着剤層６が形成されていると、この接着剤層６の表面が平坦でないため、この表面で光の散乱および屈折が生じ、その結果、光の伝送損失がより高くなる。
【００５８】
特に、本実施形態では、かかる空隙は、気密的に封止される気密空間を構成する。このような気密空間が形成されていると、半田リフロー工程等のような熱履歴が生じる工程が施されると、気密空間における空気の熱膨張が生じ、これに起因して、配線基板３ａ、３ｂおよび光導波路基板２等に変形、破損等が生じたり、配線基板３ａ、３ｂからの金属層３２の剥離が生じるという問題もある。
【００５９】
このような不都合を回避するためには、配線基板３ａ、３ｂを接着剤層６を介して光導波路基板２に接合する際に、この接着剤層６の一部を第１の開口部３２ａ、３２ｂ内に充填することが考えられる。
【００６０】
しかしながら、接着剤層６の可撓性（粘度）や、第１の開口部３２ａ、３２ｂの高さ（金属層３２の厚さ）、この高さと接着剤層６との厚さの関係等によっては、接着剤層６を第１の開口部３２ａ、３２ｂ内に充填することが困難であったり、不十分となることがある。特に、金属層３２に配線部を形成する際の加工性等を考慮すると、金属層３２の厚さをある程度大きくせざるを得ず、この場合、接着剤層６により、第１の開口部３２ａ、３２ｂを充填することが極めて困難となる。
【００６１】
そこで、本発明では、第１の開口部３２ａ、３２ｂ内に、それぞれ、樹脂組成物を充填することにより形成された充填部７ａ、７ｂを設けることにした。これにより、接合の際に形成される空隙（気密空間）内に存在する空気中の水分等により、光通信に用いられる光Ｌが、例えば、吸収、乱反射等されることにより減衰することを防止または抑制することができる。したがって、光導波路モジュール１は、光の伝送損失が小さく、信頼性の高いものとなる。
【００６２】
本実施形態の場合、金属層３２の平均厚さをＡ［μｍ］とし、接着剤層６の平均厚さをＢ［μｍ］としたとき、２Ｂ≦Ａなる関係、特に、３．５Ｂ≦Ａなる関係を満足する際に、接着剤層６により、第１の開口部３２ａ、３２ｂを充填することが困難となる傾向が強い。換言すれば、かかる関係を満足する金属層３２と接着剤層６とを組み合わせて用いる際に、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【００６３】
かかる樹脂組成物としては、例えば、各種アクリル系樹脂、各種ポリカーボネート系樹脂、各種エポキシ系樹脂、各種シリコーン系樹脂、各種ノルボルネン系樹脂等が挙げられる。
【００６４】
充填部７ａ、７ｂは、例えば、樹脂組成物を、例えば、液滴吐出法、ディスペンス法、スクリーン印刷法のような各種塗布法等を用いて、第１の開口部３２ａ、３２ｂ内に充填し、必要に応じて、熱処理（例えば、乾燥、重合処理等）することにより、容易に形成することができる。
【００６５】
また、第２の開口部３３ａを含む発光素子４と配線基板３ａとの間の間隙、発光素子用ＩＣ４０と配線基板３ａとの間の間隙、第２の開口部３３ｂを含む受光素子５と配線基板３ｂとの間の間隙、および、受光素子用ＩＣ５０と配線基板３ｂとの間の間隙には、それぞれ、アンダーフィル材８が充填されている。
【００６６】
これにより、素子本体４１、４０１、５１、５０１の下面に形成された回路や、バンプ４２、４０２、５２、５０２の酸化による劣化を防止する効果の他、前述したように、光通信に用いられる光Ｌの減衰を防止する効果も得られる。
【００６７】
かかるアンダーフィル材８には、例えば、充填部７ａ、７ｂの充填に用いた前記樹脂組成物を用いることができる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の光導波路モジュールの第２実施形態について説明する。
図３は、第２実施形態の光導波路モジュールを部分的に拡大して示す縦断面図である。
【００６９】
以下、第２実施形態の光導波路モジュールについて、第１実施形態の光導波路モジュール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。
【００７０】
第２実施形態の光導波路モジュール１では、配線基板３ａ、３ｂと光導波路基板２との接合方法が異なること以外は、前記第１実施形態の光導波路モジュール１と同様である。
【００７１】
すなわち、図３に示すように、前記第１実施形態の充填部７ａ、７ｂの形成に用いた樹脂組成物を用いて、接着剤層６と、充填部７ａ、７ｂとが一体的に形成された接続部９ａ、９ｂで構成されている。
【００７２】
このような構成においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。特に、第２実施形態では、接続部９ａ、９ｂを形成することで、充填部７ａ、７ｂの形成と一括して接着剤層６に相当する部分を形成することができ、当該接続部９ａ、９ｂを用いて、光導波路基板２と接合できるため、製造工程の簡略化およびコストの削減に寄与する。
【００７３】
この場合、樹脂組成物の粘度は、特に限定されないが、例えば、５０〜５０００ｍＰａ程度であるのが好ましく、３００〜４０００ｍＰａ程度であるのがより好ましい。
【００７４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態について説明する。
図４は、第３実施形態の光導波路モジュールを部分的に拡大して示す縦断面図である。
【００７５】
以下、第３実施形態の光導波路モジュールについて、第１実施形態の光導波路モジュール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。
【００７６】
第３実施形態の光導波路モジュール１では、充填部７ａ、７ｂの構成が異なること以外は、前記第１実施形態の光導波路モジュール１と同様である。
【００７７】
すなわち、充填部７ａは、発光素子４の発光部４１１に対応して設けられた中心部７１ａと、この中心部７１ａの外側に設けられ、中心部７１ａより屈折率が低い外周部（低屈折率部）７２ａとで構成されている。同様に、充填部７ｂは、受光素子５の受光部５１１に対応して設けられた中心部７１ｂと、この中心部７１ｂの外側に設けられ、中心部７１ｂより屈折率が低い外周部（低屈折率部）７２ｂとで構成されている。
【００７８】
各充填部７ａ、７ｂをかかる構成とすることにより、光通信に用いられる光Ｌは、中心部７１ａ、７１ｂ内を導かれるようになり、充填部７ａ、７ｂ外に漏出するのを確実に防止または抑制することができる。このため、光導波路モジュール１における光通信の確実性をより高めることができる。
【００７９】
すなわち、中心部７１ａは、発光素子４から発せられた光Ｌをミラー２３ａに導く導光部を構成し、中心部７１ｂは、コア部２１を伝送され、ミラー２３ｂで反射された（光路が変更された）光Ｌを受光素子５に導く導光部を構成する。
【００８０】
特に、本実施形態では、図４に示すように、中心部７１ａは、その横断面の面積が、発光部４１１からミラー２３ａに向かう方向に沿って漸減するような円錐台形状（逆円錐台形状）をなしており、一方、中心部７１ｂは、その横断面の面積が、ミラー２３ｂから受光部５１１に向かう方向に沿って漸減するような円錐台形状をなしている。
【００８１】
このような構成により、各中心部７１ａ、７１ｂがレンズのような機能を発揮する。すなわち、中心部７１ａは、発光素子４の発光部４１１から発せられた光Ｌを集めて、ミラー２３ａに集光するように働き、中心部７１ｂは、ミラー２３ｂで反射された光Ｌを集めて、受光部５１１に集光するように働く。したがって、光Ｌの拡散を防止して、光の伝送損失をより確実に低減することができる。
【００８２】
なお、図示の構成では、各中心部７１ａ、７１ｂの中心軸Ｏａ、Ｏｂとコア部２１の中心軸Ｏｃとのなす角度θａ、θｂは、ほぼ９０°をなしているが、発光素子４や受光素子５を搭載する位置、ミラー２３ａ、２３ｂのコア部２１の中心軸Ｏｃに対する傾き等によっては、角度θａ、θｂは、８０〜１００°程度の範囲で設定することもできる。これにより、光導波路モジュール１の構成の幅が広がる。
【００８３】
ただし、角度θａ、θｂをほぼ９０°とすること、すなわち、光通信に用いる光Ｌの光路を光導波路基板２の上面と直交するようにすることにより、各中心部７１ａ、７１ｂと光導波路基板２との界面における光Ｌの不要な反射等を防止することができる。その結果、光の伝送損失をより低減することができる。
【００８４】
このような充填部７ａ、７ｂは、それぞれ、中心部７１ａと外周部７２ａとが一体的に形成され、中心部７１ｂと外周部７２ｂとが一体的に形成されている。かかる充填部７ａ、７ｂは、例えば、感光用光の作用（露光）により屈折率が変化する感光性樹脂組成物を用いることにより形成することができる。
【００８５】
なお、中心部７１ａと外周部７２ａとが別体で、中心部７１ｂと外周部７２ｂとが別体で構成されていてもよい。この場合、各部は、例えば、コア部２１およびクラッド部２２の構成材料として挙げた材料を組み合わせて形成することができる。
このような充填部７ａ、７ｂは、例えば、次のようにして形成することができる。
【００８６】
ここでは、一例として、感光性樹脂組成物として、感光用光の作用により屈折率が高くなるよう変化するものを用いる場合について説明する。かかる感光性樹脂組成物としては、例えば、特殊な配合の樹脂組成物を用いることができる。
【００８７】
この樹脂組成物には、ベースポリマーと、このベースポリマーより屈折率の高いモノマーとを含み、感光用光を透過させた透過領域内において、モノマーの反応を進行させることにより、感光用光を透過させない非透過領域から、未反応のモノマーを透過領域に拡散させ、結果として、透過領域の屈折率が非透過領域の屈折率より高くなるようなものがある。
【００８８】
ベースポリマーとしては、例えば、ノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、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、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体など）用いることができる。
【００８９】
これらの中でも、特に、環状オレフィン系樹脂を主とするものが好ましい。ベースポリマーとして環状オレフィン系樹脂を用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有する中心部７１ａを形成することができる。
【００９０】
さらに、環状オレフィン系樹脂としては、耐熱性、透明性等の観点から、ノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。また、ノルボルネン系樹脂は、高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難い中心部７１ａを形成することができる。
【００９１】
一方、モノマーとしては、ベースポリマーより屈折率が高いものであれば如何なるものも使用することができ、例えば、ノルボルネンモノマー系、アクリルモノマー系、メタクリルモノマー系、エポキシモノマー系およびスチレンモノマー系のものの他、下記式（１）で表わされる単官能オキセタン（３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン；ＰＯＸ）、キシリレンビスオキセタン等が挙げられ、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。
【００９２】
【化１】
0005760365.tif 000002
【００９３】
なお、特に好ましいベースポリマーとモノマーとの組み合わせとしては、ノルボルネン系樹脂と、上記式（１）で表わされる単官能オキセタンの組み合わせや、ノルボルネン系樹脂とノルボルネンモノマー系、ノルボルネン系樹脂とアクリルモノマー系、ノルボルネン系樹脂とメタクリルモノマー系、ノルボルネン系樹脂とエポキシモノマー系、ノルボルネン系樹脂とスチレンモノマー系との組み合わせ等が挙げられる。これらの組み合わせによれば、特に優れた光伝送性能や耐熱性を有する中心部７１ａを形成することができる。
【００９４】
かかる感光性樹脂組成物を、第１の開口部３２ａ、３２ｂ内に充填し、感光性樹脂組成物に対して、感光用光を照射する。これにより、透過領域が、それぞれ、中心部７１ａ、７１ｂとなり、非透過領域が、それぞれ、外周部７２ａ、７２ｂとなる。
【００９５】
本実施形態では、中心部７１ａを形成する場合には、発光素子４（発光部４１１）に向かって発散するような感光用光を、中心部７１ｂを形成する場合には、受光素子５（受光部５１１）に向かって集光するような感光用光を用いる。これにより、図４に示すような円錐台形状の中心部７１ａ、７１ｂを形成することができる。
【００９６】
ここで、用いる感光用光の波長は、発光素子４が発する光Ｌの波長と異なるのが好ましい。これにより、光導波路モジュール１を使用している際に、充填部７ａ、７ｂ内で感光性樹脂組成物の屈折率の変化が生じるのを防止することができる。その結果、光導波路モジュール１の光通信における特性が変化するのを防止して、その信頼性を高めることができる。
【００９７】
具体的には、感光用光の波長は、１５０〜９００ｎｍ程度であるのが好ましく、２５０〜６００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００９８】
また、感光性樹脂組成物として、前述したような特殊な配合の樹脂組成物を用いると、次のような効果も得られる。
【００９９】
この場合、透過領域内の中心軸（光軸）およびその近傍からモノマーの反応（ペースポリマーの架橋、モノマーの重合等）が始まるため、透過領域内においても、モノマー濃度の差が生じ、中心軸に向かって未反応のモノマーが集まる。また、これとほぼ同時に、非透過領域からは、透過領域に未反応のモノマーが集まってくる。このようなことから、形成された中心部７１ａ、７１ｂにおいては、中心軸から外周部７２ａ、７２ｂに向かって連続的に低くなるような屈折率分布が形成される。
【０１００】
したがって、このような中心部７１ａ、７１ｂでは、その中心軸および近傍において、光Ｌが集中的に導光（伝送）されるようになる。このため、中心部７１ａ、７１ｂから外周部７２ａ、７２ｂへの光の漏出が低減され、光の伝送損失をより確実に防止することができる。
【０１０１】
このような構成においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、中心部（導光部）７１ａ、７２ｂが円錐台形状をなしている場合、すなわち、中心部の横断面形状が円形の場合について示したが、これに限定されない。中心部の横断面形状は、楕円形、長円形、正方形、四角形、帯状、三角形、五角形、六角形等であってもよい。
【０１０３】
さらに、中心部７１ａ、７２ｂは、その中心軸に対してほぼ垂直な方向での断面（横断面）の面積が、中心軸に沿った方向で変化していなくてもよい。
【０１０４】
本発明の光導波路モジュールは、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルータ装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。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モジュール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るため、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、基板内の集積度が高められるとともに、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、本発明の光導波路モジュールおよび電子機器の実施形態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い。
【０１０７】
例えば、光導波路モジュールを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１０８】
また、本発明の光導波路モジュールでは、前記第１〜第３実施形態の任意の構成を組み合わせることもできる。
【０１０９】
また、前記各実施形態では、発光素子および受光素子がそれぞれ１つずつ設けられた構成について説明したが、発光素子および受光素子は、それぞれ複数設けられていてもよい。この場合、光導波路には、複数のコア部が設けられる。
【符号の説明】
【０１１０】
１              光導波路モジュール
２              光導波路基板
２０            光導波路
２１            コア部
２２            クラッド部
２３ａ、２３ｂ  ミラー
２８ａ、２８ｂ  欠損部
２９            保護層
３ａ、３ｂ      配線基板
３１            基部
３２、３３      金属層
３２ａ、３２ｂ  第１の開口部
３３ａ、３３ｂ  第２の開口部
３４            導体ポスト
４              発光素子
４１            素子本体
４１１          発光部
４２            バンプ
４０            発光素子用ＩＣ
４０１          素子本体
４０２          バンプ
５              受光素子
５１            素子本体
５１１          受光部
５２            バンプ
５０            受光素子用ＩＣ
５０１          素子本体
５０２          バンプ
６              接着剤層
７ａ、７ｂ      充填部
７１ａ、７１ｂ  中心部
７２ａ、７２ｂ  外周部
８              アンダーフィル材
９ａ、９ｂ      接続部
Ｌ              光
Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃ  中心軸
θａ、θｂ      角度
【図１】
0005760365.tif 000003
【図２】
0005760365.tif 000004
【図３】
0005760365.tif 000005
【図４】
0005760365.tif 000006