(57)【要約】【課題】製造しやすくて低コスト化に向く光導波路構造体を提供すること。【解決手段】本発明の光導波路構造体２０は、第１基材３１、第２基材２１、管状光導波路３５等を備える。第１基材３１は、第１接合面３２及びその第１接合面３２に沿って延びる溝部３６を有する。第２基材２１は、第１接合面３２と接合される第２接合面２２を有する。管状光導波路３５は、溝部３６を構成要素とし、内壁面にて光を反射可能となっている。管状光導波路３５の内壁面には、金属層３４が形成されている。管状光導波路３５を構成する溝部３６の端部には、第１接合面３１に対して傾斜した光路変換部３３が形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１接合面及びその第１接合面に沿って延びる溝部を有する第１基材と、
前記第１接合面と接合される第２接合面を有する第２基材と、
前記溝部を構成要素とし、内壁面にて光を反射可能な管状光導波路とを備えたことを特徴とする光導波路構造体。
【請求項２】
前記管状光導波路の内壁面には、金属層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路構造体。
【請求項３】
前記管状光導波路を構成する前記溝部の端部には、前記第１接合面に対して傾斜した光路変換部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路構造体。
【請求項４】
第１接合面及びその第１接合面に沿って延びる溝部を有する第１基材と、前記第１接合面と接合される第２接合面を有する第２基材と、前記溝部を構成要素とし、内壁面にて光を反射可能な管状光導波路とを備えた光導波路構造体の製造方法において、
光を反射する内壁面を有する溝部を前記第１基材の前記第１接合面に形成する工程と、
前記第１基材の前記第１接合面及び前記第２基材の前記第２接合面を接合して前記管状光導波路を形成する工程とを含むことを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
一般的な光導波路としては、光信号が伝搬する光路となるコアを上部クラッドと下部クラッドとの間に配置したものが従来よく知られており（例えば、特許文献１，２参照）、大別すると無機系のものと有機系のものとがある。有機系の光導波路は、例えば、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製造される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８９９１１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２３７６８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の光導波路の製造方法は、下部クラッド、コア及び上部クラッドを順に形成する必要があるため、工数が多くて製造しにくく、低コスト化には向かなかった。また、コアとクラッドとからなる従来タイプの光導波路では、コア側からクラッド側へ光が漏れることがあり、光の伝送ロスが大きくなりやすいという構造上の欠点があった。
【０００７】
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、製造しやすくて低コスト化に向く光導波路構造体及びその製造方法を提供することにある。また、本発明のさらなる目的は、光の伝送ロスが小さい光導波路構造体及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【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、第１接合面及びその第１接合面に沿って延びる溝部を有する第１基材と、前記第１接合面と接合される第２接合面を有する第２基材と、前記溝部を構成要素とし、内壁面にて光を反射可能な管状光導波路とを備えたことを特徴とする光導波路構造体がある。
【０００９】
従って、この発明によれば、基本的に上部クラッド及び下部クラッドの間にコアを配置するという構成を採っていないため、従来の光導波路よりも構造が単純になる。ゆえに、従来の光導波路に比べて簡単に製造可能な光導波路構造体となり、低コスト化を達成するうえで好適なものとなる。また、管状光導波路の内壁面にて光が反射するので、管状光導波路を伝搬する光が外部に漏れにくくなり、結果として光の伝送ロスが極めて少なくなる。
【００１０】
本発明の光導波路構造体を構成する第１基材及び第２基材としては、例えば、樹脂基材、セラミック基材、金属基材などを主材料とする基材を用いることができる。これらの基材は、コスト性、溝加工の容易性などを考慮して適宜選択される。
【００１１】
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）等からなる基材を挙げることができる。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。セラミック基材としては、例えば、アルミナ、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基材を挙げることができる。金属基材としては、例えば、銅や銅合金、銅以外の金属単体や銅以外の合金からなる基材を挙げることができる。
【００１２】
ここで第１基材及び第２基材は可撓性を有していても、有していなくてもよい。また、第１基材及び第２基材は同種の材料を用いて形成されていてもよく、異種の材料を用いて形成されていてもよい。なお、本発明の光導波路構造体は、１枚の第１基材と１枚の第２基材とを接合した構造であってもよいほか、例えば、１枚の第１基材を２枚の第２基材で挟み込むようにして接合した構造であってもよい。
【００１３】
前記第１基材は第１接合面及び溝部を有している。第１接合面は平坦な面であることが好ましい。また、前記第２基材は第１接合面と接合される第２接合面を有している。第２接合面も第１接合面と同様に平坦な面であることが好ましい。
なお、第１基材の第１接合面と第２基材の第２接合面とは、例えば接着やロウ付け等といった従来公知の手法により互いに接合される。
【００１４】
本発明の光導波路構造体は、溝部を構成要素とし、内壁面にて光を反射可能な管状光導波路を備えている。
【００１５】
ここで溝部とは、第１接合面に沿って延びる溝部を指し、第１接合面に沿って延びていないもの（例えば第１接合面に略直交する方向に延びるようなもの）は含まない。第１接合面に沿って延びる溝部とは、具体的には第１接合面にて開口するとともに第１接合面に対して略平行に延びる溝部のことを指す。かかる溝部の断面形状は特に限定されるべきではなく、例えば、断面略矩形状、断面略半円形状、断面略三角形状などとすることができる。管状光導波路についても、例えば、断面略矩形状、断面略円形状、断面略三角形状などとすることができる。
【００１６】
管状光導波路の平面形状についても特に限定されるべきではなく、例えば、単純な直線状であってもよいほか、部分的または全体的に曲がりを有する形状であってもよい。かかる管状光導波路は光導波路構造体に１つのみ形成されていてもよく、あるいは複数形成されていてもよい。管状光導波路が複数形成されている場合、各々の管状光導波路は同じ方向に沿って略平行に延びていてもよいが、必ずしもそうでなくてもよい。また、管状光導波路の幅及び深さは特に限定されるべきではないが、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上６０μｍ以下に設定されることがよい。
【００１７】
前記管状光導波路の内部には、例えば樹脂等のような光透過性の材料が充填されていてもよく、特に何も充填されていなくてもよい。なお、管状光導波路の内部に何も充填しない構成のほうが、構造が簡単になるため、低コスト化を達成するうえで好都合となる。
【００１８】
前記管状光導波路はその内壁面にて光を反射可能である。この場合、管状光導波路はその内壁面にて光を７０％以上反射することが好ましく、さらには光を９０％以上反射することがより好ましく、特には光を９５％以上反射（即ち略全反射）することが最も好ましい。光反射率が高くなればそれだけ光が外部に漏れにくくなり、光の伝送ロスの低減につながるからである。
【００１９】
前記管状光導波路の内壁面には、光を反射しうる材料からなる光反射層が形成されていることがよく、特には光を反射しうる金属層が形成されていることが望ましい。かかる金属層があると、光を殆ど透過させずに全反射に近い状態で反射することが可能となり、管状光導波路外部への光の漏れを確実に防止することができるからである。
【００２０】
前記金属層の厚さは、光を反射可能な範囲で任意に設定することができるが、好ましくは０．０１μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲内で設定されることがよい。金属層が薄すぎると、管状光導波路の内壁面全体に均一に金属層を形成することが困難になり、結果として管状光導波路外部への光の漏れを確実に防止できなくなるおそれがあるからである。一方、金属層を必要以上に厚く形成したとしても、光反射率の向上につながらないばかりか、かえってコスト性を低下させるおそれがあるからである。
【００２１】
前記金属層を構成する金属材料としては、光沢を有する金属（例えば、金、銀、銅、ニッケル、ロジウム等）が好適であり、コスト性を優先するような場合には銅等の安価な材料を選択することが特に好適である。なお、金属層は１種の金属からなるものでもよいほか、２種以上の金属からなるものでもよい。
【００２２】
前記金属層の表面は、凹凸が少ない鏡面及びそれに近い状態であることが好ましい。この場合には当該表面にて光を効率よく反射することができるため、管状光導波路外部への光の漏れを確実に防止することができる。また、前記金属層は、管状光導波路の一部を構成する溝部の内壁面のみに形成されていてもよいほか、第１接合面全体に形成されていてもよい。さらに金属層は、第２基材の第２接合面において溝部に対応した箇所に形成されていてもよく、第２接合面全体に形成されていてもよい。
【００２３】
前記管状光導波路を構成する前記溝部の端部には、前記第１接合面に対して傾斜した光路変換部が形成されていることがよい。ここで光路変換部とは、管状光導波路に入射（または管状光導波路から出射）する光の方向を変換する反射面を有する部分のことをいう。光路変換部は、具体的には、溝部の端部に向かうほど深さが浅くなる傾斜を有していることがよい。第１接合面に対する光路変換部の傾斜角度は例えば約４５°に設定され、この場合には光路を約９０°変換することができる。もっとも、光路変換部による光路変換角度は約９０°に限定されず、例えば約６０°、約４５°等であっても構わない。また、前記光路変換部は溝部底面の一部分でもよく、あるいは、第１基材と別体の部材を溝部底面に設けたものでもよい。
【００２４】
第１基材及び第２基材のいずれかにおいて前記溝部の端部がある箇所には、光路の一部をなす貫通孔が、基材厚さ方向に沿って延びるように設けられることが好ましい。そして、この貫通孔の内側開口部近傍には上記の光路変換部が配置され、外側開口部近傍には光学素子の発光部または受光部が配置されることがよい。
【００２５】
本発明の光導波路構造体は、単体で使用されてもよく、支持体に設けた状態で使用されてもよい。後者の場合にあっては、光導波路構造体は支持体の表面上または内部に設けられる。前記支持体としては、導体回路を有する配線基板が好適である。配線基板上または光導波路構造体上には光学素子や電子部品などが実装され、これにより光電気複合実装配線基板が構成される。
【００２６】
前記光学素子は、配線基板上または光導波路構造体上に、ワイヤボンディングやフリップチップボンディング等の手法、異方導電性材料を用いた手法等により実装される。発光部を有する光学素子（即ち発光素子）としては、例えば、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）、半導体レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  ；ＬＤ）、面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ；ＶＣＳＥＬ）等を挙げることができる。これらの発光素子は、入力した電気信号を光信号に変換した後、その光信号を管状光導波路の端部に向けて発光部から出射する機能を備えている。一方、受光部を有する光学素子（即ち受光素子）としては、例えば、ｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ；ｐｉｎ  ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等を挙げることができる。これらの受光素子は、管状光導波路の端部から出射された光信号を受光部にて入射し、その入射した光信号を電気信号に変換して出力する機能を有している。従って、発光素子の発光部や受光素子の受光部は、管状光導波路に対して光学的に接続（即ち、互いの光軸を合わせた状態で接続）される必要がある。なお、光学素子は発光部及び受光部の両方を有するものであってもよい。光学素子に使用する好適な材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓなどを挙げることができる。
【００２７】
前記電子部品としては、例えば、発光素子を動作させるドライバＩＣとして機能する半導体集積回路チップや、受光素子を動作させるレシーバＩＣとして機能する半導体集積回路チップなどを挙げることができる。これ以外の電子部品としては、例えば、半導体パッケージやチップ部品（例えばチップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップキャパシタ、チップコイルなど）などでもよい。実装される電子部品は、能動部品であっても受動部品であってもよい。これらの電子部品は、いずれも配線基板の有する導体回路に対して電気的に接続されている。
【００２８】
また、上記課題を解決するための別の手段としては、第１接合面及びその第１接合面に溝部を有する第１基材と、前記第１接合面と接合される第２接合面を有する第２基材と、前記溝部を構成要素とし、内壁面にて光を反射可能な管状光導波路とを備えた光導波路構造体の製造方法において、光を反射する内壁面を有する溝部を前記第１基材の前記第１接合面に形成する工程と、前記第１基材の前記第１接合面及び前記第２基材の前記第２接合面を接合して前記管状光導波路を形成する工程とを含むことを特徴とする光導波路構造体の製造方法がある。
【００２９】
従って、この製造方法によると、管状光導波路を形成するにあたり、光を反射する内壁面を有する溝部の形成をあらかじめ行ってから、第１基材及び第２基材を接合するプロセスを採用している。そのため、所望形状の溝部を比較的簡単に形成することができる。よって、光導波路構造体の製造コストを低減することができる。
【００３０】
本発明の光導波路構造体は、前記第１基材の前記第１接合面に前記溝部を加工形成した後、少なくとも前記溝部の内壁面に前記金属層を形成する工程と、前記第２基材の前記第２接合面において少なくとも前記溝部に対応した箇所に前記金属層を形成する工程と、前記第１基材の前記第１接合面及び前記第２基材の前記第２接合面を接合して前記管状光導波路を形成する工程とを経て製造されてもよい。
【００３１】
そしてこの製造方法では、溝部の形成及び溝部内壁面に対する金属層の形成をあらかじめ行ってから、第１基材及び第２基材を接合するプロセスを採用している。そのため、例えば第１基材及び第２基材の接合後に溝部及び金属層の形成を行うプロセスに比べて、溝部及び金属層を簡単にかつ確実に形成することができる。よって、光導波路構造体の製造コストを低減することができる。
【００３２】
第１基材の第１接合面に溝部を加工形成する方法としては特に限定されず、第１基材の材質等に応じて、例えば、レーザ加工、プレス加工、ダイシング加工などの従来公知の手法を採用することができる。
【００３３】
少なくとも溝部の内壁面に金属層を形成する方法としては、例えば、めっき、スパッタ、真空蒸着、ＣＶＤ、金属ペーストの印刷などの方法が採用可能である。なかでも金属ペーストの印刷という方法は、実施の際に大掛かりな装置を必要としないので、低コスト化に有利である。第２基材の第２接合面において少なくとも溝部に対応した箇所に金属層を形成する場合についても、同様のことが言える。
【００３４】
第１基材の第１接合面及び第２基材の第２接合面を接合する手法は、第１基材及び第２基材の材質等に応じて適宜選択されることができる。例えば、第１基材及び第２基材のうちの少なくともいずれかが熱に弱い樹脂材料からなる場合には、例えば接着剤を用いて両者を接着することがよい。第１基材及び第２基材が比較的熱に強いセラミック材料や金属材料からなる場合には、接着剤を用いて両者を接着してもよく、ロウ材を用いて両者を接合してもよい。
【００３５】
また、本発明の光導波路構造体は、未硬化状態の樹脂基材に金属層が設けられた金属張積層板を用意し、その金属張積層板の金属層側の面を成形型で熱プレスすることにより、内壁面が前記金属層で覆われた溝部を一括して形成する工程と、前記第２基材の前記第２接合面において少なくとも前記溝部に対応した箇所に前記金属層を形成する工程と、前記第１基材の前記第１接合面及び前記第２基材の前記第２接合面を接合して前記管状光導波路を形成する工程とを経て製造されてもよい。
【００３６】
そしてこの製造方法では、内壁面が金属層で覆われた溝部を一括して形成するプロセスを採用しているため、例えば溝部の形成と溝部内壁面に対する金属層の形成とを別個に行うプロセスに比べて工数を減らすことができ、光導波路構造体の製造コストを低減することができる。また、樹脂基材に金属層が設けられた金属張積層板は比較的安価な材料であるため、これを第１基材として用いて光導波路構造体を製造すれば、製造コストを低減することができる。
【００３７】
未硬化状態の樹脂基材に金属層が設けられた金属張積層板としては、例えば、未硬化状態の樹脂基材に銅箔を貼着してなる銅張積層板が、コスト性の観点から好適である。銅箔の代わりに銀箔や金箔などの金属箔を使用することも許容される。樹脂基材としては、未硬化状態の熱硬化性樹脂を主体とする基材が好適である。そして、金属張積層板の金属層側の面を成形型で熱プレスする手法によれば、溝部の内壁面に均一な厚さの金属層を確実に形成することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
【００３９】
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７に基づき詳細に説明する。
【００４０】
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。
【００４１】
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「ＶＣＳＥＬ４１」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５１、レシーバＩＣ１７が、それぞれ表面実装されている。なお、ＶＣＳＥＬ４１、ドライバＩＣ１５、フォトダイオード５１、レシーバＩＣ１７は、はんだバンプ１８を下面側に備えている。それらのはんだバンプ１８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。
【００４２】
図１，図２に示されるように、ＶＣＳＥＬ４１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３つ）の発光部４２をその発光面内に有している。従って、これらの発光部４２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。図１に示されるように、フォトダイオード５１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３つ）の受光部５２をその受光面内に有している。従って、これらの受光部５２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。
【００４３】
図１に示されるように、セラミック基材１１の上面１２には、長方形状の光導波路構造体２０が図示しない接着剤を用いて接着されている。この光導波路構造体２０は、第１基材３１と第２基材２１とを接合した構造を有する厚さ２００μｍ〜３００μｍ程度の板状部材である。第１基材３１及び第２基材２１はともにエポキシ樹脂製である。第１基材３１の第１接合面３２には、複数本（ここでは３本）の溝部３６が第１接合面３２に沿って延びるように形成されている。これら溝部３６はいずれも直線的であって、互いに平行な位置関係を保っている。
【００４４】
溝部３６の内壁面及び第１接合面３２全体には、厚さ１８μｍ前後の銅箔３４（金属層）が形成されている。一方、第２基材２１の第２接合面２２全体にも、厚さ１８μｍ前後の銅箔３４（金属層）が形成されている。そして、銅箔３４を有する第１接合面３２と銅箔３４を有する第２接合面２２とは、図示しない接着剤を介して互いに接着されている。これにより、第１基材３１第２基材２１とが一体化される結果、空洞状の管状光導波路３５が形成されている。なお、本実施形態の管状光導波路３５は断面略矩形状であって、４０μｍ〜５０μｍ程度の幅及び深さを有している。これら管状光導波路３５の内壁面は全体的に銅箔３４で覆われているため、当該内壁面にて光をほぼ全反射することが可能な状態となっている。
【００４５】
図１に示されるように、各々の管状光導波路３５の端部には、光路変換斜面３３（光路変換部）が形成されている。本実施形態の光路変換斜面３３は、管状光導波路３５を構成する溝部３６の底面の一部分であり、第１接合面３２に対して約４５°の傾斜角度を有している。図１，図２に示されるように、第２基材２１において溝部３６の端部がある箇所には、光路の一部をなす貫通孔２３が、基材厚さ方向に沿って延びるように設けられている。これらの貫通孔２３は、第２基材２１の第２接合面２２とその反対側面とを連通させている。
【００４６】
図１に示されるように、ＶＣＳＥＬ４１は、光導波路構造体２０の左端を上方から跨ぐようにして実装されている。ＶＣＳＥＬ４１の有する各々の発光部４２は、各々の貫通孔２３の外側開口部に臨むようにしてその近傍に配置されている。一方、フォトダイオード５１は、光導波路構造体２０の右端を上方から跨ぐようにして実装されている。フォトダイオード５１の有する各々の受光部５２は、各々の貫通孔２３の外側開口部に臨むようにしてその近傍に配置されている。
【００４７】
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。
【００４８】
ＶＣＳＥＬ４１及びフォトダイオード５１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ＶＣＳＥＬ４１に電気信号が出力されると、ＶＣＳＥＬ４１は入力した電気信号を光信号（レーザ光）に変換した後、その光信号を管状光導波路３５の光路変換斜面３３に向けて、発光部４２から出射する。発光部４２から出射した光信号は、光導波路構造体２０の上面側から貫通孔２３を介してその内部に入射し、光路変換斜面３３に到る。光路変換斜面３３に到った光信号は、そこで反射されて進行方向を９０°変更する。このため、光信号は管状光導波路３５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、管状光導波路３５の右端に到った光信号は、今度はそこに設けられている光路変換斜面３３に到る。光路変換斜面３３に到った光信号は、そこで反射されて進行方向を再び９０°変更する。このため、光信号は貫通孔２３を介して光導波路構造体２０の上面側から出射し、さらにフォトダイオード５１の受光部５２に入射する。フォトダイオード５１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。
【００４９】
次に、上記構成の光導波路基板１０の製造方法を図３〜図７に基づいて説明する。
【００５０】
まず、あらかじめ以下の手順によりセラミック基材１１を作製しておく。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。
【００５１】
次に、光導波路構造体２０の製造手順について述べる。
【００５２】
未硬化状態のエポキシ樹脂基材の片面に銅箔３４を貼着してなる銅張積層板６３を、第１基材３１の形成のための材料として用意する（図３参照）。この銅張積層板６３を銅箔３４側の面（即ち第１接合面３２）を上に向けてプレス成形装置にセットし、凸部６２を有する成形型６１を用いて銅箔３４側の面を熱プレスする（図４参照）。その結果、第１接合面３２に凸部６２の形状が転写され、所定深さ及び幅の溝部３６が形成された第１基材３１が作製される（図５参照）。なお、このときに加わる熱の作用によって、未硬化状態であったエポキシ樹脂が本硬化する。また、銅箔３４も溝部３６の内壁面に追従して変形した状態となる。一方、完全硬化状態のエポキシ樹脂基材の片面（第２接合面２２）に銅箔２４を貼着してなる銅張積層板６４を、第２基材２１の形成のための材料として用意し、これに対してドリル加工を施す。その結果、所定箇所に貫通孔２３を有する第２基材２１を作製する（図６参照）。なお、貫通孔２３の形成に際して、レーザ加工、パンチング加工、エッチング加工などを行ってもよい。次に、第１基材３１の第１接合面３２と第２基材２１の第２接合面２２とを対向させて配置し（図７参照）、第１接合面３２と第２接合面２２とを（正確には第１接合面３２上の銅箔３４と第２接合面２２上の銅箔２４とを）接着剤によって接合する。その結果、第１接合面２２と第２接合面３２との境界部分に管状光導波路３５を形成し、光導波路構造体２０を完成させる。
【００５３】
続いて、上記のようにして製造された光導波路構造体２０を、セラミック基材１１の上面１２に接着剤を用いて接着する。このとき、上側に第２基材２１を配置し、下側（即ちセラミック基材１１側）に第１基材３１を配置するようにする。そして、ＶＣＳＥＬ４１、ドライバＩＣ１５、フォトダイオード５１及びレシーバＩＣ１７を、はんだバンプ１８を介してセラミック基材１１上のパッド１４に接合する。その結果、所望の光導波路基板１０が完成する。
【００５４】
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。
【００５５】
（１）本実施形態の光導波路構造体２０は、上部クラッド及び下部クラッドの間にコアを配置するという構成を採用していないことから、従来の光導波路よりも構造が単純である。ゆえに、従来の光導波路に比べて製造が簡単な光導波路構造体２０となり、低コスト化を達成するうえで好適なものとなる。また、管状光導波路３５の内壁面にて光が反射するので、管状光導波路３５を伝搬する光が外部に漏れにくくなり、結果として光の伝送ロスが極めて少なくなる。
【００５６】
（２）本実施形態では、溝部３６の形成及び溝部３６内壁面に対する銅箔３４（金属層）の形成をあらかじめ行ってから、第１基材３１及び第２基材２１を接合するプロセスを採用している。そのため、例えば第１基材３１及び第２基材２１の接合後に溝部３６及び金属層を形成するプロセスに比べて、溝部３６及び金属層を簡単にかつ確実に形成することができる。つまり、第１接合面３２に沿って延びる溝部３６を基材接合後に形成することは困難で、その際の加工方法についても制約を受けるが、本実施形態の製造方法によればこの種の問題を解消することができる。また、基材接合後に溝部３６内壁面に対して金属層を形成することは困難であり、形成できたとしても金属層の厚さが不均一になりやすく、光の伝送ロスの増大が避けられないが、本実施形態の製造方法によればこの種の問題を解消することができる。よって、本実施形態の製造方法によれば、光導波路構造体２０の製造コストを低減することができる。
【００５７】
しかも、本実施形態では、内壁面が銅箔３４（金属層）で覆われた溝部３６を一括して形成するプロセスを採用している。そのため、例えば、溝部３６の形成と溝部３６内壁面に対する金属層の形成とを別個に行うプロセスに比べて、工数を減らすことができる。このことは、光導波路構造体２０の製造コストの低減に確実に寄与する。また、銅張積層板は比較的安価な材料であるため、これを第１基材３１及び第２基材２１として用いて光導波路構造体２０を製造すれば、製造コストの低減を達成することができる。
［第２の実施の形態］
【００５８】
次に、図８〜図１０に基づいて第２の実施形態における光導波路基板１０の製造方法について説明する。ここでは、光導波路構造体２０の一部分である第１基材２１を、第１の実施形態とは異なるプロセスにより作製している。
【００５９】
まず、図８に示すような樹脂基材６７を用意する。かかる樹脂基材６７は完全硬化状態にあり、銅箔等は特に設けられていない。次に、この樹脂基材６７をダイシング加工装置にセットし、ダイシングブレード６６を第１接合面３２に対して摺接させる。その結果、樹脂基材６７の第１接合面３２に所定形状の溝部３６が形成される（図９参照）。次に、第１接合面３２に対する銅のスパッタリングを行うことによって、溝部３６の内壁面及び第１接合面３２の全体に厚さ０．１μｍ〜１μｍ程度の銅スパッタ層６８（金属層）を形成する（図１０参照）。この後、第１基材３１を第２基材２１に接合して管状光導波路３５を形成し、光導波路構造体２０を完成させる。
【００６０】
そして、本実施形態の製造方法では、溝部３６の形成及び溝部３６内壁面に対する銅スパッタ層６８（金属層）の形成をあらかじめ行ってから、第１基材３１及び第２基材２１の接合を行っている。そのため、第１基材３１及び第２基材２１の接合後に溝部３６及び金属層の形成を行うプロセスに比べて、溝部３６及び金属層を簡単にかつ確実に形成することができる。よって、光導波路構造体２０の製造コストを確実に低減することができる。
［第３の実施の形態］
【００６１】
次に、図１１〜図１３に基づいて第３の実施形態の光導波路構造体７０及びその製造方法について説明する。
【００６２】
図１３に示されるように、本実施形態の光導波路構造体７０では、第１実施形態のものと構造が若干異なっており、具体的にいうと溝部３６の内壁面に厚さ数十μｍ〜数百μｍの銅ペースト層７１（金属層）が形成されている。このような光導波路構造体７０は例えば以下の手順で作製される。
【００６３】
まず、樹脂基材６７に対するダイシング加工を行って第１接合面３２に溝部３６を形成する（図１１参照）。次に、従来公知の手法によって第１接合面３２に対して銅ペーストを印刷することにより、溝部３６の内壁面及び第１接合面３２の全体に銅ペースト層７１（金属層）を形成する（図１２参照）。そして、この第１基材３１を第２基材２１に接合して管状光導波路３５を形成し、光導波路構造体７０を完成させる（図１３参照）。
【００６４】
本実施形態の製造方法では、溝部３６の形成及び溝部３６内壁面に対する銅ペースト層７１（金属層）の形成をあらかじめ行ってから、第１基材３１及び第２基材２１の接合を行っている。そのため、第１基材３１及び第２基材２１の接合後に溝部３６及び金属層の形成を行うプロセスに比べて、溝部３６及び金属層を簡単にかつ確実に形成することができる。よって、光導波路構造体７０の製造コストを確実に低減することができる。しかも、銅ペーストの印刷という方法は、実施の際に大掛かりな装置を必要としないので、低コスト化に有利である。
［第４の実施の形態］
【００６５】
次に、図１４，図１５に基づいて第４の実施形態の光導波路構造体８０及びその製造方法について説明する。
【００６６】
図１５に示されるように、本実施形態の光導波路構造体８０は、１枚の第１基材３１を２枚の第２基材３１で挟み込むようにして接合した構造を有している。第１基材３１には表裏面を貫通する溝部３６が形成されている。このような光導波路構造体８０は、あらかじめ第１基材３１に溝部３６を形成し、次いでめっきによって銅めっき層８１（金属層）を形成した後、第１基材３１と第２基材２１とを接合するプロセスを経て製造される（図１４参照）。その結果、第２基材２１の間に挟み込まれた第１基材３１内に、管状光導波路３５が形成される。
【００６７】
そして、本実施形態の光導波路構造体８０も、従来の光導波路に比べて単純な構造を有しているため、製造が比較的簡単であり低コスト化に向いている。また、管状光導波路３５の内壁面にて光が反射するので、管状光導波路３５を伝搬する光が外部に漏れにくくなり、結果として光の伝送ロスが極めて少なくなる。また、上記の製造方法によれば、溝部３６及び銅めっき層８１（金属層）を簡単にかつ確実に形成することができ、光導波路構造体８０の製造コストを確実に低減することができる。
【００６８】
なお、本発明の実施形態は第１〜第４の実施形態のみに限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で任意に変更できることは言うまでもない。
【００６９】
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。
【００７０】
（１）前記光路変換部は、前記溝部の底面に一体的に設けられた光路変換斜面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光導波路構造体。
【００７１】
（２）前記第２基材の前記第２接合面において少なくとも前記溝部に対応した箇所には、金属層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３、前記（１）のいずれか１項に記載の光導波路構造体。
【００７２】
（３）第１接合面及びその第１接合面に沿って延びる溝部を有する第１基材と、前記第１接合面と接合される第２接合面を有する第２基材と、前記溝部を構成要素とし、金属層を内壁面に有する管状光導波路とを備えた光導波路構造体の製造方法において、前記第１基材の前記第１接合面に前記溝部を加工形成した後、少なくとも前記溝部の内壁面に前記金属層を形成する工程と、前記第２基材の前記第２接合面において少なくとも前記溝部に対応した箇所に前記金属層を形成する工程と、前記第１基材の前記第１接合面及び前記第２基材の前記第２接合面を接合して前記管状光導波路を形成する工程と、を含むことを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
【００７３】
（４）前記第１基材の前記第１接合面に前記溝部を加工形成した後、少なくとも前記溝部の内壁面に前記金属層を形成する工程において、金属ペーストの印刷を行うことを特徴とする前記（３）に記載の光導波路構造体の製造方法。
【００７４】
（５）第１接合面及びその第１接合面に沿って延びる溝部を有する第１基材と、前記第１接合面と接合される第２接合面を有する第２基材と、前記溝部を構成要素とし、金属層を内壁面に有する管状光導波路とを備えた光導波路構造体の製造方法において、未硬化状態の樹脂基材に金属層が設けられた金属張積層板を用意し、その金属張積層板の金属層側の面を成形型で熱プレスすることにより、前記溝部を形成する工程と、前記第２基材の前記第２接合面において少なくとも前記溝部に対応した箇所に前記金属層を形成する工程と、前記第１基材の前記第１接合面及び前記第２基材の前記第２接合面を接合して前記管状光導波路を形成する工程と、を含むことを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の光導波路構造体を備える光導波路基板を示す全体概略断面図。
【図２】第１実施形態の光導波路構造体を示す部分拡大断面図。
【図３】第１実施形態の光導波路構造体の製造プロセスにおいて、第１接合面に金属層を有する第１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、第１接合面に熱プレスによって溝部を形成する際の様子を示す要部拡大断面図。
【図５】前記製造プロセスにおいて、第１接合面に溝部が形成された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、貫通孔が形成された第２基材を示す要部拡大断面図。
【図７】前記製造プロセスにおいて、第１基材の第１接合面と第２基材の第２接合面とを接合する際の様子を示す要部拡大断面図。
【図８】第２実施形態の光導波路構造体の製造プロセスにおいて、溝部を形成する前の第１基材を示す要部拡大断面図。
【図９】前記製造プロセスにおいて、ダイシング加工により第１接合面に溝部を形成する際の様子を示す要部拡大断面図。
【図１０】前記製造プロセスにおいて、溝部が加工形成された第１接合面に金属層を形成した状態を示す要部拡大断面図
【図１１】第３実施形態の光導波路構造体の製造プロセスにおいて、第１接合面に溝部が形成された第１基材を示す要部拡大断面図。
【図１２】前記製造プロセスにおいて、第１接合面に銅ペーストを印刷した状態を示す要部拡大断面図。
【図１３】第３実施形態の光導波路構造体を示す要部拡大断面図。
【図１４】第４実施形態の光導波路構造体の製造プロセスにおいて、第２基材間に第１基材を挟み込んで接合する際の様子を示す要部拡大断面図。
【図１５】第４実施形態の光導波路構造体を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
２０，７０，８０…光導波路構造体
２１…第２基材
２２…第２接合面
３１…第１基材
３２…第１接合面
３３…光路変換部としての光路変換斜面
３４…金属層としての銅箔
３５…管状光導波路
３６…溝部
６８…金属層としての銅スパッタ層
７１…金属層としての銅ペースト層
８１…金属層としての銅めっき層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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