(57)【要約】【課題】発光素子の発熱による温度上昇を効率的に抑制するとともに、発光素子の発光特性を改善することを可能とし、それと同時に、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性があるフレキシブルなベルト状のフィルム内に形成された光導波路を介して光信号の送受信を行うことを可能とした光送受信モジュールを提供する。【解決手段】双方向光送受信モジュール１０は、光送受信部２０側の電鋳プロセスで作製したサブマウント２４と光送受信部２１側の電鋳プロセスで作製したサブマウント２５とに高分子光導波路フィルム１１の端部を載置すると共に、発光素子２２から射出された光が反射面１５を介して送信用光導波路に入射されるように発光素子２２を配置し、受信用光導波路からの光が反射面１５を介して受光されるように受光素子２３を配置している。【選択図】図１
2008046334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、
発光素子、電鋳プロセスで作製した第１のサブマウント、及び前記光導波路の一端部に設けられた光路変換用の第１の反射面を備え、前記第１のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの一端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記第１の反射面で光路を変換されて前記光導波路内に入射されるように前記発光素子を配置した構成の光送信部と、
受光素子、電鋳プロセスで作製した第２のサブマウント、及び前記光導波路の他端部に設けられた光路変換用の第２の反射面を備え、前記第２のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの他端部を載置すると共に、前記光送信部からの光が前記第２の反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置した構成の光受信部とを備えてなることを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項２】
送信用光導波路及び受信用光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、
前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路を介して双方向に光信号を送受信する一対の光送受信部とを備え、
前記一対の光送受信部のそれぞれは、発光素子及び受光素子と、電鋳プロセスで作製したサブマウントと、前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路の端部に設けられた光路変換用の反射面とを有し、前記サブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記反射面で光路を変換されて前記送信用光導波路に入射されるように前記発光素子を配置し、且つ前記受信用光導波路からの光が前記反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置してなることを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項３】
前記高分子光導波路フィルムの厚さが、５０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信モジュール。
【請求項４】
前記高分子光導波路フィルムは、許容曲げ半径が３ｍｍ以下の可とう性を有する透明樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光送受信モジュール。
【請求項５】
前記光導波路のコア部を取り囲むクラッド部は、主鎖にノルボルネン構造を有し且つ側鎖に極性基を有する脂環式オレフィン樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光送受信モジュール。
【請求項６】
前記高分子光導波路フィルムのフィルム面が、前記サブマウントの主面と接合されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光送受信モジュール。
【請求項７】
前記光導波路のコア部は、シリコーン樹脂製の鋳型を用いて複製されてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光送受信モジュール。
【請求項８】
前記反射面は、光進行方向を９０度折り曲げる４５度ミラー面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信モジュール。
【請求項９】
前記サブマウント上に電気配線のための電極パターンが形成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信モジュール。
【請求項１０】
前記発光素子及び前記受光素子が、前記光導波路のコア部を構成する樹脂と同じ樹脂を介して前記サブマウント上に固定されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム内に形成された光導波路を介して光信号の送受信を行う光送受信モジュールに係わり、特に、放熱特性及び発光特性の向上を図った光送受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高分子光導波路の製造方法の一例としては、例えば
（１）フィルムにモノマーを含浸させ、コア部を選択的に露光し、屈折率を変化させてフィルムを張り合わせる方法（選択重合法）、
（２）コア層及びクラッド層を塗布後、反応性イオンエッチングを用いてクラッド部を形成する方法（ＲＩＥ法）、
（３）高分子材料中に感光性の材料を添加した紫外線硬化樹脂をフォトリソグラフィーにより露光・現像する方法（直接露光法）、
（４）射出成形を利用する方法、
（５）コア層及びクラッド層を塗布後、コア部を露光してコア部の屈折率を変化させる方法（フォトブリーチング法）等の各種の製法が提案されている。
【０００３】
しかしながら、上記（１）の選択重合法は、フィルムの張り合わせに問題がある。上記（２）のＲＩＥ法、及び上記（３）の直接露光法は、フォトリソグラフィー法を使うためコスト高になる。上記（４）の射出成形法は、得られるコア径の精度に課題がある。上記（５）のフォトブリーチング法は、コア層とクラッド層の屈折率差を十分にとれないという問題がある。実用的な製法としては、上記（２）のＲＩＥ法や上記（３）の直接露光法を挙げることができるが、上述したように作製コストに問題がある。そして、上記（１）〜（５）のいずれの製法にあっても、大面積であり、かつ、フレキシブルなプラスチック基材に高分子光導波路を形成するには実用的に馴染まない。
【０００４】
一方、上記従来の製造方法とは全く異なった高分子光導波路の製法の一例として、例えばマイクロモールド法と称する鋳型を用いて高分子光導波路を製造する方法がある（例えば、特許文献１〜３参照。）。これらの特許文献１〜３に記載された高分子光導波路の製造方法によれば、極めて簡便に低コストで光導波路を量産することが可能である。また、簡便な製法であるにもかかわらず、光導波損失が小さい光導波路を安定して作製することができる。更には、従来では作製が困難であったフレキシブルなプラスチック基材上にも、光導波路を作製することが可能である。なお、上記特許文献１〜３に記載された高分子光導波路の製造方法は、本出願人等が先に提案したものである。
【０００５】
ところで、最近、ＩＣ技術やＬＳＩ技術において、動作速度や集積度向上のために、高密度に電気配線を行なう代わりに、機器装置間、機器装置内のボード間、チップ内において光配線を行なうことが注目されている。特に、省電力化や面アレイ化に有利な面発光型レーザ、面受光素子であるフォトダイオードを用いた光配線のための素子が、種々提案されている。
【０００６】
このような素子の一例として、例えばコアとコアを包囲するクラッドとを有する高分子光導波路のコア・クラッド積層方向に発光素子及び受光素子を備え、更に発光素子からの光をコアに入射させるための入射側ミラーと、コアからの光を受光素子に出射させるための出射側ミラーとを有する光学素子であって、発光素子から入射側ミラー及び出射側ミラーから受光素子に至る光路に相当する箇所において、クラッド層を形成し、発光素子からの光及び出射側ミラーからの光を収束させた光学素子が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００７】
また、コアとコアを包囲するクラッドとを有する高分子光導波路のコア端面に発光素子からの光を入射させる光学素子において、コアの光入射端面を発光素子に向かって凸面となるように形成し、発光素子からの光を収束させて導波損失を抑えた光学素子が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００８】
更に、電子素子と光素子とを集積化した光電融合回路基板上に高分子光導波路回路が直接組み付けられた光電子集積回路が提案されている（例えば、特許文献６参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２９５０７号公報
【特許文献２】特開２００４−８６１４４号公報
【特許文献３】特開２００４−１０９９２７号公報
【特許文献４】特開２０００−３９５３０号公報
【特許文献５】特開２０００−３９５３１号公報
【特許文献６】特開２０００−２３５１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、これまでに提案されている光配線の方法は、いずれも光導波路が受発光素子やミラーとともに、基板上に固定されており、ワイヤーによる電気配線と比較すると、配線の自由度が小さく、ヒンジ部の光配線として、折り畳むことが多い携帯電話や薄型パソコン等のモバイル装置に応用し難いという問題があった。
【００１０】
一方、樹脂コーティングした光ファイバーの素線を数本集めてテープ状にした光ファイバー・テープが光配線に利用されているが、光ファイバーは石英ガラス製で曲げに弱く、上記と同様に配線の自由度が小さいという問題があった。
【００１１】
また、光実装用には、シリコーン（Ｓｉ）サブマウントを用いる方法があるが、ＳｉのＲＩＥプロセスを用いた加工プロセスは基板の大きさに制限があることなどから、コスト高になる。また、Ｓｉ基板を用いると、放熱性や高周波特性等の点で金属に比較して特性が悪い。
【００１２】
本発明は、発光素子の発熱による温度上昇を効率的に抑制するとともに、発光素子の発光特性を改善することを可能とし、それと同時に、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性があるフレキシブルなベルト状の高分子光導波路フィルム内に形成された光導波路を介して光信号の送受信を行うことを可能とした光送受信モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
［１］本発明は、光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、発光素子、電鋳プロセスで作製した第１のサブマウント、及び前記光導波路の一端部に設けられた光路変換用の第１の反射面を備え、前記第１のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの一端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記第１の反射面で光路を変換されて前記光導波路内に入射されるように前記発光素子を配置した構成の光送信部と、受光素子、電鋳プロセスで作製した第２のサブマウント、及び前記光導波路の他端部に設けられた光路変換用の第２の反射面を備え、前記第２のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの他端部を載置すると共に、前記光送信部からの光が前記第２の反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置した構成の光受信部とを備えてなることを特徴とする光送受信モジュールにある。
【００１４】
［２］更に本発明は、送信用光導波路及び受信用光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路を介して双方向に光信号を送受信する一対の光送受信部とを備え、前記一対の光送受信部のそれぞれは、発光素子及び受光素子と、電鋳プロセスで作製したサブマウントと、前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路の端部に設けられた光路変換用の反射面とを有し、前記サブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記反射面で光路を変換されて前記送信用光導波路に入射されるように前記発光素子を配置し、且つ前記受信用光導波路からの光が前記反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置してなることを特徴とする光送受信モジュールにある。
【００１５】
［３］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記高分子光導波路フィルムの厚さが、５０μｍ〜２００μｍであることを特徴としている。
【００１６】
［４］上記［１］〜［３］のいずれかに記載の発明にあって、前記高分子光導波路フィルムは、許容曲げ半径が３ｍｍ以下の可とう性を有する透明樹脂フィルムであることを特徴としている。
【００１７】
［５］上記［１］〜［４］のいずれかに記載の発明にあって、前記光導波路のコア部を取り囲むクラッド部は、主鎖にノルボルネン構造を有し且つ側鎖に極性基を有する脂環式オレフィン樹脂からなることを特徴としている。
【００１８】
［６］上記［１］〜［５］のいずれかに記載の発明にあって、前記高分子光導波路フィルムのフィルム面が、前記サブマウントの主面と接合されてなることを特徴としている。
【００１９】
［７］上記［１］〜［６］のいずれかに記載の発明にあって、前記光導波路のコア部は、シリコーン樹脂製の鋳型を用いて複製されてなることを特徴としている。
【００２０】
［８］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記反射面は、光進行方向を９０度折り曲げる４５度ミラー面であることを特徴としている。
【００２１】
［９］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記サブマウント上に電気配線のための電極パターンが形成されてなることを特徴としている。
【００２２】
［１０］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記発光素子及び前記受光素子が、前記光導波路のコア部を構成する樹脂と同じ樹脂を介して前記サブマウント上に固定されてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、発光素子の発熱を効率的に安定して放熱することができるとともに、発光素子の特性劣化や寿命の低下を確実に防止することができるようになり、合わせて、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性があるフレキシブルなベルト状の高分子光導波路フィルムを用いているので、フィルムが変形した状態でも、高分子光導波路フィルム内に形成された光導波路を介して光信号の送受信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】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２５】
（光送受信モジュールの構成）
図１は、本発明における典型的な実施の形態である双方向光送受信モジュールの一構成例を模式的に示す斜視図である。なお、この実施の形態にあっては、双方向光送受信モジュールを例示して説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば一方向光送受信モジュールに使用することができることは勿論である。
【００２６】
同図において、符号１０は、双方向光送受信モジュールの外観構成を示している。この双方向光送受信モジュール１０の基本構成は、図１に示すように、ベルト状の高分子光導波路フィルム１１と、この高分子光導波路フィルム１１内に形成された送信用の光導波路及び受信用の光導波路を介して双方向に光信号を送受信する第１及び第２の光送受信部２０，２１とにより構成されている。この光送受信部２０，２１のそれぞれは、発光素子である面発光型半導体レーザダイオード（ＬＤ）２２と、受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）２３と、金属製の光部品実装用の第１のサブマウント２４又は第２のサブマウント２５とを備えており、高分子光導波路フィルム１１の両端部は、サブマウント２４，２５上にそれぞれ保持されている。
【００２７】
（高分子光導波路フィルム）
高分子光導波路フィルム１１は、図１に示すように、許容曲げ半径が３ｍｍ以下の可とう性を有する透明樹脂フィルム材からなり、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性を有している。かかる構成により、高分子光導波路フィルム１１が変形した状態でも、第１の光送受信部２０のＬＤ２２から送信された光信号を、高分子光導波路フィルム１１の光導波路を導波して、第２の光送受信部２１のＰＤ２３により受信することができる。
【００２８】
高分子光導波路フィルム１１は、変形に対する追従性を高めるために、フィルムの厚さを５０μｍ〜３００μｍの範囲内に設定することが好ましく、７０μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することがより好ましい。また、同様の理由から、フィルムの幅としては、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に設定することが好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内とすることが更に望ましい。
【００２９】
図２は、高分子光導波路フィルムの端部の一構成例を模式的に示している。図２（ａ）は、ダイシング前の高分子光導波路フィルムの部分断面図であり、図２（ｂ）は、ダイシング後の高分子光導波路フィルムの部分断面図である。
【００３０】
高分子光導波路フィルム１１は、図２に示すように、フィルム長さ方向に延在する口型のコア部１２と、このコア部１２を包囲するクラッド部１３とで構成されている。高分子光導波路フィルム１１内には、複数のコア部１２がフィルム幅方向に並列に配置され、フィルム内に複数の光導波路１４が形成されている。本発明は特に限定されるものではないが、フィルム内には、ＬＤ２２及びＰＤ２３に対応して２本の光導波路１４が形成されている。
【００３１】
高分子光導波路フィルム１１は、フィルム長さ方向の両側ともに同様の構造からなる。高分子光導波路フィルム１１の一端部には、図２（ｂ）に示すように、光導波路１４の光軸に対して４５度に傾斜した第１の反射面（ミラー面）１５がフィルム幅方向にわたって形成されている。光導波路１４の他端部には、第１のミラー面１５とは相互に異なる方向に向けて下傾斜する４５度の第２のミラー面１５がフィルム幅方向にわたって形成されている。このミラー面１５としては、フィルムの下面に直交する垂直面からなるサブマウント当て付け面１６が形成されるようにダイシングすることができる。ミラー面１５は、入出射した光の光路を変換する光路変換面として機能する。
【００３２】
（サブマウント付き光送受信部）
図３は、サブマウントを備えた光送受信部の一構成例を模式的に示している。図３（ａ）は、光送受信部の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線の矢視部分断面図である。第１及び第２の光送受信部２０，２１は、図１に示すように、ＬＤ２２及びＰＤ２３の設置位置を除いて、両側ともに同一構造からなる。このため、本実施の形態では片側の第１の光送受信部２０のみを説明する。
【００３３】
サブマウント２４の特徴部とするところは、図３に示すように、電鋳によって金属層を一様に積層形成した略直方体からなる金属基板により構成されていることにある。サブマウント２４の作製プロセスとしては、一般的な電鋳プロセスを用いて作製することができる。その一例としては、例えば超精密エッチング方式の一種であるエレクトロファインフォーミング方式を挙げることができる。かかる構成によれば、ＬＤ２２を搭載している部材の下面に金属製の放熱板を取り付ける必要がなくなり、ＬＤ２２から発生する熱を効率よく外部に逃すことができる。このため、消費電力を抑えることができると共に、高輝度の発光が可能となる。
【００３４】
この金属製のサブマウント２４の基本構成は、図３に示すように、高分子光導波路フィルム１１の端部が載置されるフィルム載置面２４ａと、ＬＤ２２及びＰＤ２３が載置される素子載置面２４ｂと、電極膜が形成される電極形成面２４ｃとを備えている。このサブマウント２４のフィルム載置面２４ａ及び素子載置面２４ｂとしては、例えばサブマウント２４の金属基板の表面を切削することで形成することができる。
【００３５】
本発明は特に限定されるものではないが、フィルム載置面２４ａは、電極形成面２４ｃの主面から下方に向けて高分子光導波路フィルム１１の厚さ分程度に低く形成された凹部形状をなしている。そのフィルム載置面２４ａを形成する凹部のフィルム先端面側は、フィルム幅方向の側面から内方に向かう支持面を有する係合段部２４ｄをもって形成されており、その支持面が、高分子光導波路フィルム１１のサブマウント当て付け面１６に当接するようにしている。これにより、サブマウント２４に対してフィルムの位置合わせが容易となり、高分子光導波路フィルム１１の実装を簡単に行うことができる。一方の素子載置面２４ｂは、互いに交差する方向に開口した凹部形状をなしており、高分子光導波路フィルム１１の下端面がＬＤ２２及びＰＤ２３の上面と接合するようにフィルム載置面２４ａよりも低く形成されている。素子載置面２４ｂを形成する凹部は、高分子光導波路フィルム１１の４５度ミラー面１５の真下に空間を有しており、フィルム載置面２４ａの空間の周面と一致している。
【００３６】
ＬＤ２２及びＰＤ２３のそれぞれは、図３に示すように、発光面及び受光面を高分子光導波路フィルム１１の４５度ミラー面１５の下方に対向して、接着剤を介してサブマウント２４のフィルム載置面２４ａ上に固着されている。その接着剤としては、紫外線硬化性樹脂等の光硬化性接着剤、又は熱硬化性接着剤等を用いることができるが、光損失を低減するためには、高分子光導波路フィルム１１のコア部１２と同じ屈折率を有する材料を用いることが有利である。コア部１２と同じ屈折率を有する材料を用いることで、ＬＤ２２及びＰＤ２３の拡がり角が小さくなり、サブマウント２４に効果的に実装することができる。
【００３７】
双方向光送受信モジュール１０は、例えば高分子光導波路フィルム１１の厚さを制御することで、マイクロレンズを用いることなく、ＬＤ２２の発光面から射出された光は、送信用光導波路１４の４５度ミラー面１５で反射されてコア部１２に入射し、受信用光導波路１４のコア部１２内を導波する光は、４５度ミラー面１５で反射されてＰＤ２３の受光面に受光されるように、アライメントして実装することで、簡単に組み立てることができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、光送受信部２０，２１の実装について説明する。図４は、サブマウントを備えた光送受信部の一実装例を模式的に示す平面図である。この図示例にあっても、第２の光送受信部２１の図示を省略している。なお、図４において上記図示例と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００３９】
双方向光送受信モジュール１０の実装時においては、図４に示すように、電鋳プロセスで作製したサブマウント２４上には、ＬＤ２２、ＰＤ２３、及び高分子光導波路フィルム１１が保持される。高分子光導波路フィルム１１をサブマウント２４のフィルム載置面２４ａで保持することで、フレキシブルな高分子光導波路フィルム１１を安定して保持することができるようになる。
【００４０】
更に双方向光送受信モジュール１０では、図４に示すように、セラミック基板３０の載置面上にサブマウント２４が固定されている。本発明は特に限定されるものではないが、セラミック基板３０の上面には、例えば熱伝導性が良好な金めっきが施されている。セラミック基板３０には、ＬＤ２２のカソード及びアノード電極と配線される２個の電極パッド３１、ＰＤ２３のカソード及びアノード電極と電気的に接続されるフォトダイオード用アンプ３２、そのアンプ３２と電気的に接続される３個の電極パッド３３がそれぞれ実装されている。図示例では、サブマウント２４にはパターニングが不要となる。なお、サブマウント２４の表面には、ＬＤ２２及びＰＤ２３に対して電気的な配線を行うための電極を設けることができる。双方向光送受信モジュール１０をパッケージに格納する場合は、ＬＤ２２及びＰＤ２３に対する電気的な配線の自由度を向上させることができる。
【００４１】
上記構成によると、ＬＤ２２からの発熱が、サブマウント２４により効果的に放熱されるので、デバイス温度が上昇して、ＬＤ２２の特性に影響を与え、ノイズなどの特性低下やばらつきを生じるのを防止することができる。それに加えて、光送受信部２０とセラミック基板３０とを非接触状態で実装しているため、ＬＤ２２で生じた熱がセラミック基板３０側へ伝播しない。その結果、セラミック基板３０への影響を最小限に抑えることができるようになり、サブマウント２４によって安定して放熱できる。また、アンプ３２の作動時に発生する熱をサブマウント２４及びセラミック基板３０で協働して放熱性を高めることもできる。従って、双方向光送受信モジュール１０の雑音特性や信頼性を改善することが可能となる。
【００４２】
（双方向光送受信モジュールの動作）
以上のように構成された双方向光送受信モジュール１０では、高分子光導波路フィルム１１の一端部に設けられた第１の光送受信部２０から高分子光導波路フィルム１１の他端部に設けられた第２の光送受信部２１に光信号を送信する場合は、第１の光送受信部２０のサブマウント２４に保持されたＬＤ２２の発光面から射出された光が、クラッド１３を通して４５度ミラー面（入射端面）１５の真下から入射する。その光は、４５度ミラー面１５により反射されて９０度の光路変換を受け、送信用光導波路１４のコア部１２内を導波することとなる。その光は、第２の光送受信部２１側の送信用光導波路１４の４５度ミラー面（出射端面）１５において導波方向を垂直に変換され、クラッド１３を通して第２の光送受信部２１のサブマウント２５に保持されたＰＤ２３の受光部に受光されることとなる。
【００４３】
第２の光送受信部２１から送信された光信号を第１の光送受信部２０で受信する場合には、第２の光送受信部２１におけるＬＤ２２の発光面から射出された光が、クラッド１３を通して４５度ミラー面（入射端面）１５の真下から入射する。その光は、４５度ミラー面１５により反射されて９０度の光路変換を受け、受信用光導波路１４のコア部１２内を導波することとなる。その光は、第１の光送受信部２０側の受信用光導波路１４の４５度ミラー面（出射端面）１５において伝播方向を垂直に変換され、クラッド１３を通してＰＤ２４の受光部に受光されることとなる。
【００４４】
本実施の形態に係る光送受信モジュール１０では、上述したように、一組の光送受信部２０，２１の間で双方向の光通信が行われるが、フレキシブルなベルト状の高分子光導波路フィルム１１は、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性を有しているので、フィルムが変形した状態でも、高分子光導波路フィルム１１に形成された光導波路１４を介して光信号の送受信を行うことができる。従って、折り畳むことが多い携帯電話や薄型パソコン等のモバイル装置の光配線にも効果的に使用することが可能となる。
【００４５】
（他のモジュール構成）
上記実施の形態では、ＬＤ２２及びＰＤ２３の両方を実装した光送受信部２０，２１の間で双方向の光通信を行う双方向光送受信モジュール１０について説明したが、本発明は特に限定されるものではなく、例えばＬＤ２２を備えた光送信部とＰＤ２３を備えた光受信部との間で一方向の光通信を行う一方向光送受信モジュールとしてもよい。また、ＬＤ２２及びＰＤ２３としては、例えばバンプ等により電極膜と電気的に接続されるフリップチップ型の素子を用いてもよい。フリップチップ型の素子を用いることで、ワイヤーボンディングする必要がなくなり、実装が簡単になる。これにより、量産性に優れたモジュールを提供することができる。
【００４６】
（高分子光導波路フィルムの作製方法）
上記の高分子光導波路フィルム１１は、以下の（１）〜（６）の工程により効率的に作製することができる。
（１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、光導波路のコア凸部に対応する凹部と、凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する２以上の貫通孔とが設けられた鋳型を準備する工程
（２）鋳型に対して、その鋳型との密着性が良好なクラッド用可撓性フィルム基材を密着させる工程
（３）クラッド用可撓性フィルム基材を密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を鋳型の凹部に充填する工程
（４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、鋳型をクラッド用可撓性フィルム基材から剥離する工程
（５）コアが形成されたクラッド用可撓性フィルム基材上にクラッド層を形成する工程
（６）ダイシングにより高分子光導波路フィルムの端面を形成する工程
【００４７】
これらの（１）〜（６）の各工程は、本出願人等が先に提案した上記特許文献１〜３に記載された高分子光導波路などの製造技術と実質的に同じ製法によって効果的に得ることができる。
【００４８】
高分子光導波路から作製される光学素子は、種々の階層における光配線に用いることができる。クラッド用可撓性フィルム基材の材料は、光学素子の用途に応じ、屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、鋳型との密着性、フレキシビリティー等を考慮して選択される。そのフィルムとしては、脂環式アクリル樹脂フィルム、脂環式オレフィン樹脂フィルム、三酢酸セルロースフィルム、エポキシ樹脂フィルム、含フッ素樹脂フィルム等が挙げられる。また、フィルム基材の厚さは、フレキシビリティーと剛性や取り扱いの容易さ等を考慮して適切に選ばれ、一般的には０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度が好ましい。
【００４９】
コア形成用硬化性樹脂としては、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂を用いることができる。その中でも紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が好適である。コア形成用の紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、例えば紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が好ましく用いられる。また、紫外線硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。
【００５０】
コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は、クラッドとなるフィルム基材より大きいことが必要であり、クラッドとコアの屈折率の差は、０．０１以上、好ましくは０．０３以上である。
【００５１】
クラッド用硬化性樹脂としては、例えば紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。また、クラッドの屈折率をフィルム基材の屈折率と同じにすることが、光の閉じ込めの点からみて好ましい。
【００５２】
高分子光導波路フィルムの製造方法によると、製造工程が極めて単純化され、高分子光導波路フィルムを容易に作製することができる。従って、従来の高分子光導波路フィルムの製造方法と比較し、極めて低コストで高分子光導波路フィルムを作製することが可能になる。更には、簡便な方法でありながら、得られる高分子光導波路フィルムの導波損失が少なくなり、高精度であり、各種機器への自由な装填が可能である。
【００５３】
以下に、本実施の形態の更に具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００５４】
（高分子光導波路フィルムの作製）
Ｓｉ基板に厚膜レジスト（マイクロケミカル（株）製、ＳＵ−８）をスピンコート法で塗布した後、８０℃でプリベークし、フォトマスクを通して露光し、現像して、断面が正方形をなす２本の凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、長さ：８０ｍｍ）を形成した。凸部と凸部の間隔は２５０μｍとした。次に、これを１２０℃でポストベークして、高分子光導波路作製用の原盤を作製した。
【００５５】
次に、この原盤に離型剤を塗布した後、熱硬化性液状ジメチルシロキサンゴム（ダウ・コウニングアジア社製：ＳＹＬＧＡＲＤ１８４、粘度５０００ｍＰａ．ｓ）及びその硬化剤を混合したものを流し込み、１２０℃で３０分間加熱して硬化させた後、剥離して、断面が矩形である凸部に対応する凹部を持った型（型の厚さ：５ｍｍ）を作製した。
【００５６】
更に、平面形状が円形である鋳型における厚さ方向の断面形状がテーパー状である貫通孔を、凹部の一端及び他端において、凹部と連通するように、打ち抜きにより形成して鋳型を作製した。
【００５７】
この鋳型と、鋳型より一回り大きい膜厚５０μｍのクラッド用フィルム基材（アートンフィルム、ＪＳＲ（株）製、屈折率１．５１０）を密着させた。次に、鋳型の進入側貫通孔に、粘度が５００ｍＰａ．ｓの紫外線硬化性樹脂を数滴落とし、排出側（減圧吸引側）貫通孔から減圧吸引したところ、１０分で凹部内に紫外線硬化性樹脂が充填された。次いで、５０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を鋳型の上部から５分間照射して紫外線硬化させた。鋳型をアートンフィルムから剥離したところ、アートンフィルム上に原盤凸部と同じ形状のコアが形成された。
【００５８】
次に、アートンフィルムのコア形成面に、硬化後の屈折率がアートンフィルムと同じ１．５１０である紫外線硬化性樹脂を塗布した後、５０μｍのクラッド用フィルム基材を張り合わせ、５０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を５分間照射して紫外線硬化させることで、２枚のフィルムを接着させ、幅１．５ｍｍ、膜厚１５０μｍのベルト状の高分子光導波路フィルムとした。
【００５９】
次に、４５度の角度付きブレードを備えたダイシングソーを用いて、高分子導波路フィルムの両端を光軸に対して４５度の角度で切断し、両端部に４５度ミラー面を備えた高分子光導波路フィルムを得た。
【００６０】
（サブマウントの作製）
厚さ４５０μｍのＮｉ製サブマウントを電鋳プロセスを用いて形成した。
【００６１】
（モジュールの実装）
高分子光導波路フィルムの両端部の各々を、位置合せを行った後、異なるＮｉサブマウントの載置面に載置し、コア部用の紫外線硬化性樹脂を用いてサブマウントに固定した。
【００６２】
次に、フリップチップ型ＶＣＳＥＬ素子のカソード及びアノード電極と、Ｓｉサブマウント上の電極パッドとの間を各々フリップチップ・ボンディングすると共に、フォトダイオード素子のカソード及びアノード電極と、Ｓｉサブマウント上の電極パッドとの間を各々フリップチップ・ボンディングした。これにより、ＶＣＳＥＬ素子及びフォトダイオード素子が電極パッドと電気的に接続され、一対の光送受信部と高分子光導波路フィルムとを備えた双方向光送受信モジュールを得た。
【００６３】
（通信性能の評価）
光送受信の性能をサンプリング・オシロスコープ（アジレントテクノロジー製：Ａｇｉｌｅｎｔ・８６１００Ｃ）とパルスパターンジェネレーターを用いて性能評価を行ったところ、３．１２５Ｇｂｐｓまで良好なアイパターンを測定することができた。
【実施例２】
【００６４】
（高分子光導波路フィルムの作製）
上記実施例１と同様に、４５度の角度付きブレードを備えたダイシングソーを用いて、導波路端面の切断を行い、４５度ミラー付きの導波路フィルムを作製した。
【００６５】
（サブマウントの作製）
上記実施例１と同様の方法で、Ｎｉサブマウントを作製した。
【００６６】
（モジュールの実装）
Ｎｉサブマウント上にＶＣＳＥＬ素子とフォトダイオード素子を埋め込んだ後、受発光素子の電極を、Ａｕワイヤーを用いてパッケージにボンディングして電気的に接続した。次に、高分子光導波路フィルムの両端部の各々を、位置合せを行った後、異なるＮｉサブマウントの載置面に載置し、コア部用の紫外線硬化性樹脂を用いてサブマウントに固定した。これにより、一対の光送受信部と高分子光導波路フィルムとを備えた双方向光送受信モジュールを得た。
【００６７】
（通信性能の評価）
光送受信の性能をサンプリング・オシロスコープ（アジレントテクノロジー製：Ａｇｉｌｅｎｔ・８６１００Ｃ）とパルスパターンジェネレーターを用いて、性能評価を行ったところ、３．１２５Ｇｂｐｓまで良好なアイパターンを測定することができた。
【００６８】
なお、本発明に係る光送受信ジュールは、上記実施の形態、実施例及び図示例に限定されるものではなく、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で様々な設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明における典型的な実施の形態である双方向光送受信モジュールの一構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の双方向光送受信モジュールに適用される高分子光導波路フィルムの端部の一構成例を模式的に示す部分断面図である。
【図３】本発明の双方向光送受信モジュールに適用されるサブマウントを備えた光送受信部の一構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図４】本発明の双方向光送受信モジュールに適用されるサブマウントを備えた光送受信部の一実装例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０          双方向光送受信モジュール
１１          高分子光導波路フィルム
１２          コア部
１３          クラッド部
１４          光導波路
１５          反射面
１６          サブマウント当て付け面
２０，２１    第１，第２の光送受信部
２２          発光素子
２３          受光素子
２４，２５    第１，第２のサブマウント
２４ａ        フィルム載置面
２４ｂ        素子載置面
２４ｃ        電極形成面
２４ｄ        係合段部
３０          セラミック基板
３１，３３    電極パッド
３２          アンプ
【図１】
2008046334.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008046334.tif 000005
【図４】
2008046334.tif 000006