(57)【要約】【課題】光の伝送ロスが小さいため高品質であり、しかも信頼性に優れた光路変換部付きの光導波路構造体を、効率よく低コストで得ることができる製造方法を提供すること。【解決手段】この光路変換部付きの光導波路構造体４０は、光導波路層４１と反射体４５とを備える。光導波路層４１は、光路となるコア４３及びそのコア４３を挟んで配置されるクラッド４２，４４を有する。反射体４５は反射面４６を有する。反射体４５は、コア４３を横切る状態でその少なくとも一部が光導波路層４１内に挿入配置されている。このような光導波路構造体４０を製造する場合には、光導波路層４１よりも相対的に硬質の反射体４５を、光導波路層４１に対して直接挿入する工程を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、
前記光導波路層よりも相対的に硬質の反射体を、前記光導波路層に対して直接挿入する工程を含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法。
【請求項２】
光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、
半硬化状態の光導波路層を形成する工程と、
前記半硬化状態の光導波路層よりも相対的に硬質の反射体を前記半硬化状態の光導波路層に対して直接挿入する工程と、
前記反射体を直接挿入した後、前記半硬化状態の光導波路層を完全に硬化させる工程と
を含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法。
【請求項３】
光路となるコア、前記コアを挟んで配置される第１クラッド及び第２クラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、
前記第１クラッドを形成する工程と、
前記第１クラッドの表面上に前記コアを形成する工程と、
前記コアよりも相対的に硬質の反射体を、前記コアに対して直接挿入する工程と、
前記反射体を直接挿入した後、前記コアの表面上及び前記第１クラッドの表面上に前記第２クラッドを形成する工程と
を含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法。
【請求項４】
前記光導波路層は複数のコアを有し、前記反射体を前記複数のコアを横切る状態で直接挿入することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法。
【請求項５】
前記反射体を複数個保持しうる反射体挿入治具を用いて、前記反射体を複数個同時に直接挿入することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法。
【請求項６】
光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備え、前記反射体の外表面と前記光導波路層との間には隙間が存在しないことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体。
【請求項７】
光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備え、前記クラッドの一部が前記反射体の外表面と前記コアとの間を埋めていることとを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体。
【請求項８】
光路となる複数のコア及び前記複数のコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記複数のコアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えたことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア及びクラッドを有する光導波路層に反射体を配設した光路変換部付きの光導波路構造体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットに代表される情報通信技術の発達や、情報処理装置の処理速度の飛躍的向上などに伴って、画像等の大容量データを送受信するニーズが高まりつつある。かかる大容量データを情報通信設備を通じて自由にやり取りするためには１０Ｇｂｐｓ以上という情報伝達速度が望ましく、そのような高速通信環境を実現しうる技術として光通信技術に大きな期待が寄せられている。一方、機器内の配線基板間での接続、配線基板内の半導体チップ間での接続、半導体チップ内での接続など、比較的短い距離における信号伝達経路に関しても、高速で信号を伝送することが近年望まれている。このため、従来一般的であった金属ケーブルや金属配線から、光ファイバや光導波路を用いた光伝送へと移行することが理想的であると考えられている。
【０００３】
特に光導波路は、光ファイバと比較して配線自由度が高い等の利点を有することから、近年注目を集めている。それゆえ最近では、光導波路を基材の表面に対してほぼ平行な状態で接合した構造の光導波路基板が提案されるに至っている。この種の光導波路基板においては、通常、基材の表面に光学素子（発光素子や受光素子）が搭載される。そして、かかる光導波路基板においては、光学素子との間で効率よく光が伝わるように、光導波路内を伝搬する光を基材に対して垂直な方向に進路変換させる光路変換部が光導波路に配設される。
【０００４】
ここで、上記のような光路変換部付きの光導波路構造体としては、光導波路層を構成するコアを斜めに横切る状態で板状の反射体を挿入配置することにより、前記反射体を光路変換部として機能させるものが従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような光導波路構造体を製造する場合、まず、周知の手法に従ってコア及びクラッドを有する光導波路層を形成する。次に、光導波路層の上部クラッドにて開口する反射体挿入溝を斜め方向に加工形成する。そして、この反射体挿入溝に反射体を挿入するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
２００２年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会  講演要旨集  Ｃ−３−１３６（２３６ページ）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１の製造方法では、あらかじめ反射体挿入溝を形成してからその中に反射体を挿入する方法であるため、反射体挿入溝と反射体との間に隙間が生じる可能性があり、反射体の固定状態が不安定であった。従って、この場合には反射体のガタつき等によって傾斜角度がばらつき、光の伝送ロスが大きくなる結果、高品質化を達成できないという問題があった。
【０００７】
それゆえ、従来においては反射体のガタつきという問題を未然に防ぐために、光導波路用材料とは別の充填材料を用いて隙間を埋めるプロセスを行う必要があり、このことが生産性やコスト性を低下させる原因となっていた。また、高精度の溝加工についても技術的に難しいことから、これも同様に生産性やコスト性を低下させる原因となっていた。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の伝送ロスが小さいため高品質であり、しかも信頼性に優れた光路変換部付きの光導波路構造体を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記の優れた光路変換部付きの光導波路構造体を効率よく低コストで得ることができる製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そして上記課題を解決するための手段としては、光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、前記光導波路層よりも相対的に硬質の反射体を、前記光導波路層に対して直接挿入する工程を含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法がある。
【００１０】
従って、この製造方法によると、反射体挿入溝のような凹部をあらかじめ形成することなく反射体を光導波路層に対して直接挿入することから、反射体の外表面に隙間が生じる可能性は極めて小さい。よって、反射体挿入溝を形成してからその中に反射体を挿入する従来方法とは異なり、反射体が安定的に固定される。その結果、反射体の傾斜角度が揃いやすく、光の伝送ロスが小さくなる結果、高品質の光導波路構造体を実現することができる。また、溝加工プロセスや、充填材料を用いて隙間を埋めるプロセスが不要になるため、光導波路構造体を効率よく低コストで得ることができる。なお、反射体は前記光導波路層よりも相対的に硬質であるため、反射体を光導波路層に対して比較的容易にかつ反射体の変形等を伴うことなく挿入することが可能である。よって、反射体の変形に起因する光の伝送ロスの増大を未然に防止することができる。
【００１１】
なお「前記光導波路層よりも相対的に硬質の反射体を、前記光導波路層に対して直接挿入する」とは、直接挿入を行う時点での前記光導波路層よりも相対的に硬質の反射体を、前記光導波路層に対して直接挿入する、の意である。ゆえに、直接挿入後における光導波路層の硬さについては問わず、例えば反射体と同等の硬さになっていてもよく、あるいは反射体よりも相対的に硬質になっていてもよい。
【００１２】
上記課題を解決するための別の手段としては、光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、半硬化状態の光導波路層を形成する工程と、前記半硬化状態の光導波路層よりも相対的に硬質の反射体を、前記半硬化状態の光導波路層に対して直接挿入する工程と、前記反射体を直接挿入した後、前記半硬化状態の光導波路層を完全に硬化させる工程とを含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法がある。
【００１３】
従って、この製造方法によると、反射体挿入溝のような凹部をあらかじめ形成することなく反射体を光導波路層に対して直接挿入することから、反射体の外表面に隙間が生じる可能性は極めて小さい。よって、反射体挿入溝を形成してからその中に反射体を挿入する従来方法とは異なり、反射体が安定的に固定される。その結果、反射体の傾斜角度が揃いやすく、光の伝送ロスが小さくなる結果、高品質の光導波路構造体を実現することができる。また、溝加工プロセスや、充填材料を用いて隙間を埋めるプロセスが不要になるため、光導波路構造体を効率よく低コストで得ることができる。
【００１４】
しかも、この製造方法では、半硬化状態の光導波路層に対して反射体を直接挿入することから、挿入時に大きな力を要さず、反射体を光導波路層に対して比較的容易にかつ反射体の変形等を伴うことなく挿入することができる。よって、反射体の変形に起因する光の伝送ロスの増大を未然に防止することができる。また、反射体の直接挿入時において光導波路層に応力が加わりにくいため、光導波路層におけるクラックの発生が防止され、信頼性の向上を図ることができる。
【００１５】
上記課題を解決するためのさらに別の手段としては、光路となるコア、前記コアを挟んで配置される第１クラッド及び第２クラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、前記第１クラッドを形成する工程と、前記第１クラッドの表面上に前記コアを形成する工程と、前記コアよりも相対的に硬質の反射体を前記コアに対して直接挿入する工程と、前記反射体を直接挿入した後、前記コアの表面上及び前記第１クラッドの表面上に前記第２クラッドを形成する工程とを含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法がある。
【００１６】
従って、この製造方法によると、反射体挿入溝のような凹部をあらかじめ形成することなく反射体をコアに対して直接挿入することから、反射体の外表面に隙間が生じる可能性は極めて小さい。よって、反射体挿入溝を形成してからその中に反射体を挿入する従来方法とは異なり、反射体が安定的に固定される。その結果、反射体の傾斜角度が揃いやすく、光の伝送ロスが小さくなる結果、高品質の光導波路構造体を実現することができる。また、溝加工プロセスや、充填材料を用いて隙間を埋めるプロセスが不要になるため、光導波路構造体を効率よく低コストで得ることができる。
【００１７】
しかも、この製造方法では、反射体を直接挿入した後に第２クラッドを形成して光導波路層を形成しているため、万が一反射体の外表面に隙間が生じたとしても、その隙間は第２クラッドによって埋められることで解消されてしまう。従って、反射体を安定的に固定することができる。
【００１８】
上記の前記光路変換部付きの光導波路構造体を構成する反射体は、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有する部材である。前記反射面は平坦面であっても湾曲面であってもよい。特に凹状の湾曲面とした場合には集光作用が得られるので、光の伝送ロスをより小さくすることが可能となる。また、前記反射体の反射面は光を９０％以上反射することがよく、特には光を全反射することがよい。
【００１９】
前記反射体の形状については特に限定されないが、光導波路層に対して直接挿入しやすい形状であることが好ましい。ここで、直接挿入しやすい形状の反射体としては、例えば、板状または棒状の反射体を挙げることができる。即ち、板状の反射体であれば、その面方向に沿って平行移動させることにより、当該反射体を光導波路層に対して比較的小さな力で直接挿入することが可能だからである。また、棒状の反射体であれば、その長さ方向に沿って平行移動させることにより、当該反射体を光導波路層に対して比較的小さな力で直接挿入することが可能だからである。この場合、前記板状または前記棒状の反射体は、その挿入端側が相対的に薄く、または細くなっていてもよい。このような形状の反射体であると、直接挿入時に要する力がいっそう小さくて済む。
【００２０】
前記反射体は例えば金属材料を用いて形成される。ここで、反射体を形成する金属材料としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、ロジウム等のような、光沢を有する金属であることが好ましい。光沢を有する金属は光を効率よく反射しうるため、光路変換部としての用途に適するからである。なお、金属以外の材料（例えば樹脂、ガラス、セラミックなど）からなる部材の表層に金属膜を形成した構造の反射体を用いることも可能である。内部に光を反射しない材料が配置されていたとしても、表層に光を反射する材料が配置されていれば、光路変換部として十分機能しうるからである。ただし、低コスト化を図るためには、金属材料のみからなる反射体を使用することがよい。また、直接挿入時における反射体の変形等を確実に回避するためには、硬質の材料（光導波路層よりも硬質の材料）を用いることが好ましい。
【００２１】
前記反射体の大きさは特に限定されないが、少なくともコアの幅と同程度またはそれ以上の幅を有していることがよい。また、板状の反射体を用いる場合において、その幅を複数本のコアを横切る（跨ぐ）ことが可能な程度に長く設定してもよい。このような構成であれば、１枚の反射体により複数のコアについて光路変換を達成することができる。
【００２２】
上記の前記光路変換部付きの光導波路構造体を構成する光導波路層は、光路となるコア、並びに、そのコアを挟んで配置されるクラッド（第１クラッド及び第２クラッド）を有する。かかる光導波路層は、無機材料を用いて構成された無機系光導波路層であってもよく、有機材料を用いて構成された有機系光導波路層であってもよい。また、かかる光導波路層は、支持体なしで単独で存在するものであってもよいほか、基材のような支持体上に支持された状態で存在するものであってもよい。前記無機系光導波路層の例としては、石英等からなる光導波路層がある。前記有機系光導波路層の例としては、感光性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などのポリマ材料からなる光導波路層がある。前記ポリマ材料の具体例としては、フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化性エポキシ樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂などを挙げることができる。コアを形成する材料及びクラッドを形成する材料はいずれも透光性を有することが好ましい。コアを形成するポリマ材料は、クラッドを形成するポリマ材料よりも数％ほど屈折率が高くなるように設定される。また、コア及びクラッドの厚さは数μｍ〜数十μｍ程度に設定されることがよい。上記のような有機系光導波路層は、周知の手法（選択混合法、ＲＩＥ法、直接露光法、射出成形利用法、フォトブリーチング法など）によって形成されることができる。
【００２３】
そして、反射体挿入工程では、光導波路層よりも相対的に硬質の反射体を、光導波路層に対して斜め方向から直接挿入する。即ち、反射体挿入溝のような凹部を光導波路層にあらかじめ設けることなく、前記反射体を斜め方向から挿入する。この場合、反射体の一部または全部が、光導波路層内に挿入配置されて光導波路層のコアを横切った状態となる。反射体の反射面は、コアの延びる方向を基準として所定角度だけ傾斜した状態となる。なお、反射面の傾斜角度は、光路変換の角度に応じて任意に設定することができる。
【００２４】
前記光導波路層が複数のコアを有している場合、前記反射体を前記複数のコアを横切る状態で直接挿入することが好ましい。この方法によれば、複数のコアについて個々に反射体を直接挿入する場合に比べて、部品点数が少なくて済むため、低コスト化を図ることができる。
【００２５】
また、前記反射体挿入工程では、例えば、反射体を保持しうる反射体挿入治具を用いて、反射体を光導波路層に対して直接挿入してもよい。この場合、前記反射体を複数個保持しうる反射体挿入治具を用いて、前記反射体を複数個同時に直接挿入することがよい。この方法によれば、１回の挿入動作によって複数の反射体を同時に直接挿入することが可能なため、１個ずつ直接挿入する場合に比べて、確実に生産性の向上を図ることができる。しかも、複数の反射体について傾斜角度が高度に揃った状態とすることができる。
【００２６】
また、上記課題を解決するための手段としては、光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備え、前記反射体の外表面と前記光導波路層との間には隙間が存在しないことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体がある。また、別の手段として、光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備え、前記クラッドの一部が前記反射体の外表面と前記コアとの間を埋めていることとを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体がある。
【００２７】
従って、これらの構造によれば、反射体の外表面と光導波路層（特にコア）との間に隙間が存在しなくなることから、光導波路層に対して反射体が安定的に固定される。その結果、反射体の傾斜角度が揃いやすく、光の伝送ロスが小さくなる結果、高品質の光導波路構造体を実現することができる。
【００２８】
また、上記課題を解決するための手段としては、光路となる複数のコア及び前記複数のコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記複数のコアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えたことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体がある。
【００２９】
従って、この構成によれば、複数のコアについて個々に反射体を直接挿入する場合に比べて部品点数が少なくて済むため、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
【００３１】
以下、本発明を具体化した一実施形態の光導波路基板１０を図１〜図８に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１には、本実施形態の光導波路基板１０が示されている。この光導波路基板１０を構成するセラミック基材１１は、上面１２及び下面１３を有する略矩形状の板部材である。かかるセラミック基材１１はいわゆる多層配線基板であって、上面１２及び内層に金属配線層からなる導体回路１６を備えている。このセラミック基材１１はビアホール導体（図示略）も備えており、層の異なる導体回路１６同士はビアホール導体を介して層間接続されている。
【００３３】
セラミック基材１１の上面には、各種の電子部品が表面実装されている。より詳細にいうと、発光素子（光学素子）の一種である面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ、以下「ＶＣＳＥＬ２１」とする。）、ドライバＩＣ１５、受光素子（光学素子）の一種であるフォトダイオード３１、レシーバＩＣ１７が、それぞれ表面実装されている。なお、ＶＣＳＥＬ２１、ドライバＩＣ１５、フォトダイオード３１、レシーバＩＣ１７は、はんだバンプ２３を下面側に備えている。それらのはんだバンプ２３は、セラミック基材１１の上面１２に設けられた複数のパッド１４に対して接合されている。前記パッド１４には図示しない他の電子部品も接合されている。つまり、本実施形態の光導波路基板１０は光電気複合実装配線基板である。
【００３４】
前記ＶＣＳＥＬ２１は、発光面を下方に向けた状態で搭載されていて、一列に並べられた複数（ここでは４つ）の発光部２２をその発光面内に有している。従って、これらの発光部２２は、セラミック基材１１の上面１２に対して直交する方向（即ち図１，図２の下方向）に、所定波長のレーザ光を出射するようになっている。フォトダイオード３１は、受光面を下方に向けた状態で搭載されていて、一列に並べられた複数（ここでは４つ）の受光部３２をその受光面内に有している。従って、これらの受光部３２は、図１の下側から上側に向かうレーザ光を受けやすいような構成となっている。
【００３５】
図１，図２に示されるように、セラミック基材１１の上面１２には、長尺状を呈する有機系の光導波路層４１が積層形成されている。この光導波路層４１は、下部クラッド４２（第１クラッド）、コア４３及び上部クラッド４４（第２クラッド）を有している。前記コア４３は、実質的に光信号が伝搬する光路となる部分であって、下部クラッド４２及び上部クラッド４４により取り囲まれている。本実施形態の場合、下部クラッド４２、コア４３及び上部クラッド４４は、屈折率等の異なる透明なポリマ材料、具体的には屈折率等の異なるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）により形成されている。かかるＰＭＭＡは熱硬化性を有している。光路となるコア４３は４つであって、それらは直線的にかつ平行に延びるように形成されている（図２参照）。コア４３を形成する材料は、下部クラッド４２及び上部クラッド４４を形成する材料よりも数％ほど屈折率が高くなるように設定される。下部クラッド４２、コア４３及び上部クラッド４４の厚さは、それぞれ数十μｍ程度に設定されている。
【００３６】
光導波路層４１において各発光部２２の下方位置及び各受光部３２の下方位置には、いずれも金属反射板４５（反射体）が挿入配置されている。前記金属反射板４５は光導波路層４１内に完全に挿入されているわけではなく、後端部（上端部）のみが上部クラッド４４から突出している。本実施形態の金属反射板４５は、光沢を有する金属である金の単体からなる。かかる金属反射板４５は、セラミック基材１１の上面１２（即ちコア４３の延びる方向）に対して、約４５°の角度をもって傾斜している。そして、このように傾斜した金属反射板４５における上側の面が、光を反射する反射面４６として機能する。前記反射面４６は平坦面であるとともに、光を透過することなく全反射する性質がある。かかる金属反射板４５の幅方向の寸法（即ち図２における左右方向の寸法）は、コア４３の幅に比べて相当大きく、光導波路層４１の幅より若干小さい程度となっている。従って、金属反射板４５は、平行に延びる４本のコア４３を横切る（跨ぐ）状態で挿入配置されている（図２参照）。
【００３７】
このように構成された光導波路基板１０の一般的な動作について簡単に述べておく。
【００３８】
ＶＣＳＥＬ２１及びフォトダイオード３１は、セラミック基材１１の導体回路１６を介した電力供給により、動作可能な状態となる。ドライバＩＣ１５からＶＣＳＥＬ２１に電気信号が出力されると、ＶＣＳＥＬ２１は入力した電気信号を光信号（レーザ光）に変換した後、その光信号を金属反射板４５の反射面４６に向けて、発光部２２から出射する。発光部２２から出射した光信号は、光導波路層４１の上面側から入射して、金属反射板４５の反射面４６に入射する。前記反射面４６に入射した光信号は、そこで進行方向を９０°変更する。このため、光信号はコア４３の内部をその長手方向に沿って伝搬することとなる。そして、コア４３の右端に到った光信号は、今度はそこに設けられている金属反射板４５の反射面４６に入射する。反射面４６に入射した光信号は、そこで進行方向を９０°変更する。このため、光信号は光導波路層４１の上面側から出射し、さらにフォトダイオード３１の受光部３２に入射する。フォトダイオード３１は受光した光信号を電気信号に変換してレシーバＩＣ１７に出力する。レシーバＩＣ１７は、それを元の電気信号の状態に戻してセラミック基材１１側に出力するようになっている。
【００３９】
次に、上記構成の光導波路基板１０の製造方法を図３〜図８に基づいて説明する。
【００４０】
まず、以下の手順によりセラミック基材１１を作製する。アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤などを均一に混合・混練してなる原料スラリーを作製し、この原料スラリーを用いてドクターブレード装置によるシート成形を行って、所定厚みのグリーンシートを形成する。グリーンシートにおける所定部分にはパンチ加工を施し、形成された穴の中にビアホール導体形成用の金属ペーストを充填する。また、グリーンシートの表面に金属ペーストを印刷することにより、後に導体回路１６となる印刷層を形成する。そして、これら複数枚のグリーンシートを積層プレスして一体化し、グリーンシート積層体とする。このグリーンシート積層体を、周知の手法に従って乾燥、脱脂、焼成することにより、セラミック基材１１とする（図３参照）。
【００４１】
上記のセラミック基材１１の上面１２における所定箇所に、周知の手法によって下部クラッド４２用の樹脂材料（ＰＭＭＡ）を５０μｍ〜７０μｍほど塗布しかつ乾燥させて、まず下部クラッド４２を形成する。同様の手法によって、下部クラッド４２の表面上にコア４３を塗布形成し、さらにコア４３及び下部クラッド４２の表面上に上部クラッド４２を塗布形成する（図４参照）。この後、セラミック基材１１全体を所定温度で所定時間加熱して、光導波路層４１を構成する下部クラッド４２、コア４３及び上部クラッド４４を半硬化させる。
【００４２】
次に、図５，図６に示すような反射板挿入治具５１を用いて１枚の金属反射板４５の後端部を挟持するとともに、前記反射板挿入治具５１を傾けた状態にして光導波路層４１の上方位置に配置する。そして、図示しない治具駆動手段を動作させ、反射板挿入治具５１を図６の斜め４５°下方向に前進させる。言い換えると、金属反射板４５を、その厚さ方向に直交する方向に沿って平行移動させる。すると、金属反射板４５の先端部（下端部）が上部クラッド４４の表面から光導波路層４１の内部に入り込み、最終的には下部クラッド４２の深さにまで到達する（図７参照）。
【００４３】
この時点で光導波路層４１は未硬化状態であり、金属反射板４５のほうが光導波路層４１よりも相対的に硬質である。ゆえに、それほど大きな力を要することなく光導波路層４１に対して金属反射板４５を比較的容易に直接挿入することが可能である。勿論、直接挿入を行ったとしても金属反射板４５に変形等は生じない。また、直接挿入時において光導波路層４１には応力が加わりにくいため、光導波路層４１におけるクラックの発生も防止される。
【００４４】
この後、セラミック基材１１全体を所定温度で所定時間加熱して、光導波路層４１を構成する下部クラッド４２、コア４３及び上部クラッド４４を完全に硬化させる。その結果、挿入された金属反射板４５が光導波路層４１内にて確実に固定保持され、所望の光路変換部付きの光導波路構造体４０が完成する。そして、セラミック基材１１上のパッド１４上にＶＣＳＥＬ２１等の光学素子を位置合わせして実装すれば（図８参照）、所望の光導波路基板１０を得ることができる。
【００４５】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４６】
（１）本実施形態の製造方法によると、反射体挿入溝のような凹部をあらかじめ形成することなく金属反射板４５を光導波路層４１に対して直接挿入することを特徴とする。ゆえに、金属反射板４５の外表面に隙間が生じない。よって、反射体挿入溝を形成してからその中に反射体を挿入する従来方法とは異なり、金属反射板４５が安定的に固定される。その結果、金属反射板４５の傾斜角度が揃いやすく、光の伝送ロスが小さくなる。その結果、高品質の光導波路構造体４０、ひいては高品質の光導波路基板１０を実現することができる。また、溝加工プロセスや、充填材料を用いて隙間を埋めるプロセスが不要になるため、光導波路構造体４０を効率よく低コストで得ることができる。
【００４７】
（２）しかも本実施形態の製造方法では、半硬化状態の光導波路層４１に対して金属反射板４５を直接挿入する方法を採用している。それゆえ、挿入時に大きな力を要さず、金属反射板４５を光導波路層４１に対して比較的容易にかつ金属反射板４５の変形等を伴うことなく挿入することができる。よって、金属反射板４５の変形に起因する光の伝送ロスの増大を未然に防止することができる。また、金属反射板４５を直接挿入しても光導波路層４１にクラックが発生しないため、信頼性の向上を図ることができる。
【００４８】
（３）本実施形態では、光沢を有する板状の金属材料単体からなり、反射面４６にて光を全反射する金属反射板４５を、反射体として用いている。従って、小さい力であっても光導波路層４１に確実に直接挿入することができる。また、光を極めて効率よく反射することができ、光の伝送ロスを確実に低減することができる。さらに、複数種の材料を用いて形成されているわけではないので、構成が簡単でありかつ安価である。
【００４９】
（４）本実施形態では、金属反射板４５が、４本のコア４３を横切る状態で直接挿入されている。従って、各コア４３について個々に反射体を直接挿入する場合に比べて、部品点数が少なくて済むため、低コスト化を図ることができる。
［第２の実施の形態］
【００５０】
次に、図９，図１０に基づいて、第２の実施形態の光導波路基板１０及びその製造方法について説明する。ここでは、第１の実施形態と相違する点について説明する反面、第１の実施形態と同じ点については共通の部材番号を付すのみとする。
【００５１】
第１の実施形態では、幅広の金属反射板４５が４本のコアを横切る状態で直接挿入された構造であった。これに対して本実施形態では、幅狭の金属反射板６１を用いるとともに、個々のコア４３について当該金属反射板６１を直接挿入した構造を採用している（図９参照）。かかる金属反射板６１は反射面６２を有するとともに、コア４３の幅よりも若干大きな幅寸法を有している。
【００５２】
このような構造の光導波路基板１０の製造においても、基本的には第１の実施形態の製造方法が適用される。即ち、半硬化状態の光導波路層４１をあらかじめ形成し、次に反射体挿入工程を行った後、光導波路層４１を完全硬化させる。ただし反射体挿入工程では、上述した反射体挿入治具５１を用いて４つの金属反射板６１を等間隔を隔てて挟持し、４つの金属反射板６１を同時に光導波路層４１に直接挿入するようにする（図１０参照）。
【００５３】
従って、本実施形態の製造方法であっても、光の伝送ロスが小さいため高品質であり、しかも信頼性に優れた光路変換部付きの光導波路構造体１０を効率よく低コストで得ることができる。これに加えて、１回の挿入動作によって複数の金属反射板６１を同時に直接挿入することが可能なため、１個ずつ直接挿入する場合に比べて、確実に生産性の向上を図ることができる。しかも、複数の金属反射板６１について傾斜角度が高度に揃った状態とすることができる。
［第３の実施の形態］
【００５４】
次に、図１１〜図１４に基づいて、第３の実施形態の光導波路基板１０の製造方法について説明する。ここでは、第１の実施形態と相違する点について説明する反面、第１の実施形態と同じ点については共通の部材番号を付すのみとする。
【００５５】
前記第１の実施形態では３層構造の光導波路層４１が完成した段階で反射体挿入工程を実施していたが、本実施形態では光導波路層４１が完成する前の段階で反射体挿入工程を実施する点が異なっている。具体的には、まず、第１の実施形態の手法に準じて下部クラッド４２を塗布形成し、さらに下部クラッド４２の表面上にコア４３を塗布形成する（図１１参照）。下部クラッド４２及びコア４３はこの時点で半硬化状態とされている。次に、かかる半硬化状態の下部クラッド４２及びコア４３に対して、金属反射板４５を直接挿入する（図１２参照）。この後、第１の実施形態の手法に準じて、コア４３の表面上及び下部クラッド４２の表面上に上部クラッド４４を塗布形成する（図１３参照）。そして、セラミック基材１１全体を所定温度で所定時間加熱して、光導波路層４１を構成する下部クラッド４２、コア４３及び上部クラッド４４を完全に硬化させる。その結果、挿入された金属反射板４５を光導波路層４１内にて確実に固定保持させる。
【００５６】
従って、本実施形態の製造方法であっても、光の伝送ロスが小さいため高品質であり、しかも信頼性に優れた光路変換部付きの光導波路構造体１０を効率よく低コストで得ることができる。これに加えて本実施形態では、金属反射板４５を直接挿入した後に上部クラッド４４を形成して光導波路層４１を形成する、という方法を採用している。よって、万が一金属反射板４５の外表面に隙間が生じたとしても、その隙間は上部クラッド４４によって埋められることで解消されてしまう（図１４において符号４８で示した箇所を参照）。従って、金属反射板４５を安定的に固定することができる。
【００５７】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００５８】
・前記各実施形態では、光導波路基板１０を構成する基材として、アルミナからなるセラミック基材１１を用いていたが、これに限定されることはない。例えば、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ほう素、ベリリア、ムライト、低温焼成ガラスセラミック、ガラスセラミック、ムライト等からなるセラミック基材１１を用いてもよい。さらには、樹脂基材や金属基材などを用いてもよい。樹脂基材としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等からなる基材が好適である。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる基材を使用してもよい。金属基材としては、例えば、銅板や銅合金板、銅以外の金属単体や銅以外の合金からなる基材が好適である。
【００５９】
・前記各実施形態の光導波路基板１０では、光学素子としてＶＣＳＥＬ２１、フォトダイオード３１を備えていたが、これら以外の光学素子を用いて光導波路基板１０を構成することも可能である。例えば、発光素子として、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）や、半導体レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  ；ＬＤ）等を用いてもよい。
【００６０】
・前記第１の実施形態等では、セラミック基材１１という支持体上に光導波路層４１を積層形成した状態で反射体挿入工程を行っていた。しかし、これに限定されることはなく、例えば、フィルム状光導波路層を形成してそれに対して反射体の直接挿入をあらかじめ行った後、そのフィルム状光導波路層を基材上に貼り付けるようにしてもよい。
【００６１】
・前記各実施形態では、金属反射板４５，６１の先端部（下端部）が下部クラッド４２に到達する程度の深さであったが、先端部が基材側に到達する程度の深さにしてもよい。また前記実施形態では、金属反射板４５，６１の後端部（上端部）が上部クラッド４４から突出していたが、当該後端部（上端部）を上部クラッド４４内に完全に埋め込んでもよい。
【００６２】
・例えば、次のような製造方法を採用してもよい。まず光導波路層を形成し、その光導波路層を加熱して軟化させた後に、反射体挿入工程を行う。この方法であっても、光導波路層よりも相対的に反射体を硬質にすることが可能なため、反射体挿入工程を比較的容易に行うことができる。あるいは、まず光導波路層を形成しておき、その光導波路層に対して、加熱した反射体を直接挿入する。この方法であると、加熱された反射体が光導波路層に接触することにより、光導波路層が部分的に加熱されて軟化する。よって、同様に反射体挿入工程を比較的容易に行うことができる。
【００６３】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記反射体は金属材料からなること。
（２）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記反射体は光沢を有する金属材料からなること。
（３）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記反射体は光沢を有する金属材料単体からなること。
（４）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記反射体は光沢を有する板状の金属材料からなること。
（５）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記反射体は光沢を有する棒状の金属材料からなること。
（６）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記反射体の前記反射面の反射率は９０％以上であること。
（７）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記反射体の前記反射面は光を全反射すること。
（８）請求項１乃至８のいずれか１項において、前記コア及び前記クラッドは熱硬化性樹脂からなること。
（９）請求項１乃至５のいずれか１項において、板状の反射体を、その厚さ方向に直交する方向に沿って平行移動させることにより、前記光導波路層の主面に対して斜め方向から挿入すること。
（１０）光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、前記光導波路層を形成する工程と、前記光導波路層を加熱して軟化させる工程と、軟化した光導波路層に対して前記反射体を直接挿入する工程とを含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法。
（１１）光路となるコア及びそのコアを挟んで配置されるクラッドを有する光導波路層と、光を反射して光路を所望の方向に変換する反射面を有し、前記コアを横切る状態でその少なくとも一部が前記光導波路層内に挿入配置された反射体とを備えた、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法において、前記光導波路層を形成する工程と、前記反射体を加熱する工程と、加熱した前記反射体を前記光導波路層に対して直接挿入する工程とを含むことを特徴とする、光路変換部付きの光導波路構造体の製造方法。
（１２）主面を有する基材と、前記主面上に設けられた請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光路変換部付きの光導波路構造体と、前記基材及び前記光導波路構造体のうちの少なくともいずれかの上に実装され、前記光導波路構造体の光導波路層と光学的に接続される光学素子とを備えたことを特徴とする光導波路基板。
（１３）主面を有する基材と、前記基材に形成され、電気信号が伝搬する導体回路と、前記基材上に実装され、前記導体回路に電気的に接続される電子部品と、前記主面上に設けられた請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光路変換部付きの光導波路構造体と、前記基材及び前記光導波路構造体のうちの少なくともいずれかの上に実装され、前記光導波路構造体の光導波路層と光学的に接続される光学素子とを備えたことを特徴とする光電気複合実装配線基板。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光路変換部付きの光導波路構造体を具体化した第１の実施形態の光導波路基板を示す全体概略断面図。
【図２】前記光導波路基板におけるＡ−Ａ線における要部拡大断面図。
【図３】第１の実施形態の光導波路基板の製造プロセスにおいて、光路変換部付きの光導波路構造体を形成する前のセラミック基材を示す要部拡大断面図。
【図４】前記製造プロセスにおいて、光導波路層を形成した状態を示す要部拡大断面図。
【図５】前記製造プロセスにおいて、反射体挿入治具によって反射体を直接挿入する前の状態を示す要部拡大断面図。
【図６】前記製造プロセスにおいて、反射体挿入治具によって反射体を直接挿入する前の状態を異なる断面にて示した要部拡大断面図。
【図７】前記製造プロセスにおいて、反射体が挿入された状態を示す要部拡大断面図。
【図８】前記製造プロセスにおいて、光学素子を実装する際の様子を示す要部拡大断面図。
【図９】第２の実施形態の光導波路基板を示す要部拡大断面図。
【図１０】第２の実施形態の光導波路基板の製造プロセスにおいて、反射体挿入治具によって複数の反射体を同時に直接挿入する前の状態を示す要部拡大断面図。
【図１１】第３の実施形態の光導波路基板の製造プロセスにおいて、下部クラッド及びコアを形成した状態を示す要部拡大断面図。
【図１２】前記製造プロセスにおいて、反射体が挿入された状態を示す要部拡大断面図。
【図１３】前記製造プロセスにおいて、上部クラッドを形成した状態を示す要部拡大断面図。
【図１４】前記製造プロセスにおいて、上部クラッドの形成により隙間が埋められた状態を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
４０…光路変換部付きの光導波路構造体
４１…光導波路層
４２…第１クラッドとしての下部クラッド
４３…コア
４４…第２クラッドとしての上部クラッド
４５，６１…反射体としての金属反射板
４６，６２…反射面
５１…反射体挿入治具
【図１】
2004309555.tif 000003
【図２】
2004309555.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004309555.tif 000008
【図７】
2004309555.tif 000009
【図８】
2004309555.tif 000010
【図９】
2004309555.tif 000011
【図１０】
2004309555.tif 000012
【図１１】
2004309555.tif 000013
【図１２】
2004309555.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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