(57)【要約】【課題】光導波路と光学素子との間の光接続構造を改良することにより、接続損失を低減して、光結合特性に優れた光デバイスおよびその製造方法を提供する。【解決手段】光導波路１１と光学素子２２，２３との間に光硬化材料、または光硬化材料および熱硬化材料からなる樹脂層３４が配設され、かつ、樹脂層内に、光導波路と光学素子とを光学的に接続する、周囲より高屈折率の光接続部３４ａが形成されている。光デバイスの製造方法において、光導波路と光学素子との間に光硬化材料を充填した後、光硬化材料に対する部分的な光照射により光接続部を硬化形成し、次いで、光硬化材料全体に対する２次的な光照射により樹脂層全体を硬化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路と光学素子との間に光硬化材料からなる樹脂層が配設され、かつ、該樹脂層内に、前記光導波路と光学素子とを光学的に接続する、周囲より高屈折率の光接続部が形成されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記光硬化材料が２種類以上の光重合開始剤を含む請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記光硬化材料が、近赤外またはそれより長波長の領域に吸収を有する色素を１種類以上含む請求項１記載の光デバイス。
【請求項４】
光導波路と光学素子との間に光硬化材料および熱硬化材料からなる樹脂層が配設され、かつ、該樹脂層内に、前記光導波路と光学素子とを光学的に接続する、周囲より高屈折率の光接続部が形成されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項５】
前記光硬化材料が１種類以上の光重合開始剤を含み、かつ、前記熱硬化材料が１種類以上の熱重合開始剤を含む請求項４記載の光デバイス。
【請求項６】
前記光硬化材料が、近赤外またはそれより長波長の領域に吸収を有する色素を１種類以上含む請求項４記載の光デバイス。
【請求項７】
前記光学素子が、前記光導波路が形成された配線板に、はんだボールを介して実装されている請求項１〜６のうちいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項８】
前記光学素子が発光素子または受光素子である請求項１〜７のうちいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項９】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載の光デバイスの製造方法において、前記光導波路と光学素子との間に光硬化材料を充填した後、該光硬化材料に対する部分的な光照射により前記光接続部を硬化形成し、次いで、該光硬化材料全体に対する２次的な光照射により前記樹脂層全体を硬化させることを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項４〜６のうちいずれか一項記載の光デバイスの製造方法において、前記光導波路と光学素子との間に光硬化材料および熱硬化材料の混合物を充填した後、該混合物に対する部分的な光照射により前記光接続部を硬化形成し、次いで、該混合物全体に対する熱処理により前記樹脂層全体を硬化させることを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記部分的な光照射を、前記光学素子が発する光により行う請求項９または１０記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記部分的な光照射を、外部光源により発生し、前記光導波路を介して前記光学素子まで伝播する光により行う請求項９または１０記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記部分的な光照射を、前記光学素子が発する光と、外部光源により発生し、前記光導波路を介して前記光学素子まで伝播する光と、により同時に行う請求項９または１０記載の光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光デバイスおよびその製造方法に関し、詳しくは、光導波路および光学素子を少なくとも備え、両者間の光接続構造の改良を図った光デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器内の電気配線板においては、信号の伝送速度向上を目的として、光配線の技術が導入されてきている。具体的には、配線板内に光配線として光導波路が適用され、電気配線層と積層して使用されている。このような、電気配線と光配線との混載により構成された配線板は、一般に、光電気混載配線板と呼ばれる。
【０００３】
図２に、かかる光電気混載配線板の一例を示す。図示する光電気混載配線板２００は、光導波路１１が形成されたプリント配線板１０上に、面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）２２およびフォトダイオード（ＰＤ）２３が実装されたＩＣチップ実装基板２０が、突起電極３１およびはんだボール３２を介してフリップチップ実装されてなる。この光電気混載配線板２００は、コネクター４０を介して光ファイバ（図示せず）と接続されて光デバイスとして使用される。このような光デバイスにおいては、光学部品間の接続損失を低減することが重要となる。
【０００４】
このような光デバイスに係る改良技術としては、例えば、特許文献１、２に、光学部品間の接続損失が低く、接続信頼性に優れた光通信用デバイスを実現するために、光導波路と光学素子とを、光路用樹脂充填層または光信号伝送用行路を介して光信号を伝達するよう構成する技術が記載されている。また、特許文献３には、面発光素子と光導波路との間を光学的に結合する信号光の光路中にマイクロレンズを設けることで、光損失の低減を図る技術が記載されている。さらに、直角変換素子を使用して低損失化を図る方法も知られている。
【特許文献１】特開２００４−４４２６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００４−４４２７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００１−１８５７５２号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、光導波路と光学素子との間を低損失で結合するための技術としては種々提案されてきているが、マイクロレンズや直角変換素子を使用する方法は、光電気混載配線板の実装工程において、マイクロレンズや直角変換素子を実装する位置決めが難しく、また、光学素子を実装する際に、別途実装されたマイクロレンズや直角変換素子の位置に合わせた実装が必要となるため、結果として、実装に多大な工数が必要となるという問題があった。さらに、信号光の光路中に異物が混入して伝送を阻害し、光損失を引き起こすという問題もあった。
【０００６】
また、上記公報に記載されているように、光路用樹脂充填層または光信号伝送用行路を介して光導波路と光学素子との間の光信号の伝達を行う技術もあるが、十分なものではなく、より低損失で光結合を図ることのできる技術が求められていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、光導波路と光学素子との間の光接続構造を改良することにより、接続損失を低減して、光結合特性に優れた光デバイスおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意検討した結果、光導波路と光学素子との間に樹脂層を設けるとともに、この樹脂層内に所定の光接続部を形成することにより、従来になく低損失で両者間の光結合を行うことが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、上記課題を解決するために、本発明の光デバイスは、光導波路と光学素子との間に光硬化材料からなる樹脂層が配設され、かつ、該樹脂層内に、前記光導波路と光学素子とを光学的に接続する、周囲より高屈折率の光接続部が形成されていることを特徴とするものである。この場合、前記光硬化材料には、２種類以上の光重合開始剤、または、近赤外またはそれより長波長の領域に吸収を有する色素を１種類以上、含有させることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の他の光デバイスは、光導波路と光学素子との間に光硬化材料および熱硬化材料からなる樹脂層が配設され、かつ、該樹脂層内に、前記光導波路と光学素子とを光学的に接続する、周囲より高屈折率の光接続部が形成されていることを特徴とするものである。この場合、好適には、前記光硬化材料が１種類以上の光重合開始剤を含み、かつ、前記熱硬化材料が１種類以上の熱重合開始剤を含む。また、前記光硬化材料が近赤外またはそれより長波長の領域に吸収を有する色素を１種類以上含むことも好ましい。
【００１１】
本発明の光デバイスにおいては、前記光学素子が、前記光導波路が形成された配線板に、はんだボールを介して実装されていることが好ましい。また、前記光学素子は、好適には、発光素子または受光素子である。
【００１２】
また、本発明の光デバイスの製造方法は、上記光デバイスの製造方法において、前記光導波路と光学素子との間に光硬化材料を充填した後、該光硬化材料に対する部分的な光照射により前記光接続部を硬化形成し、次いで、該光硬化材料全体に対する２次的な光照射により前記樹脂層全体を硬化させることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の他の光デバイスの製造方法は、上記光デバイスの製造方法において、前記光導波路と光学素子との間に光硬化材料および熱硬化材料の混合物を充填した後、該混合物に対する部分的な光照射により前記光接続部を硬化形成し、次いで、該混合物全体に対する熱処理により前記樹脂層全体を硬化させることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の製造方法においては、前記部分的な光照射を、前記光学素子が発する光により行うことが好ましく、また、外部光源により発生し、前記光導波路を介して前記光学素子まで伝播する光により行うことも好ましい。より好ましくは、前記部分的な光照射を、前記光学素子が発する光と、外部光源により発生し、前記光導波路を介して前記光学素子まで伝播する光と、により同時に行う。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上記構成としたことにより、光導波路と光学素子との間における光損失を従来になく低減して、光結合特性に優れた光デバイスおよびその製造方法を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の光デバイスの概略断面図を示す。図示するように、本発明の光デバイス１００は、光導波路１１が形成されたプリント配線板１０上に、面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）２２およびフォトダイオード２３が実装されたＩＣチップ実装基板２０が、突起電極３１およびはんだボール３２を介してフリップチップ実装されてなる点については、従来構造と同様である。
【００１７】
本発明においては、プリント配線板１０とＩＣチップ２０との間、即ち、光導波路１１と光学素子２２，２３との間に、光硬化材料、または光硬化材料および熱硬化材料からなる樹脂層（アンダーフィル材料）３４が配設され、かつ、この樹脂層３４内に、光導波路１１と光学素子２２，２３とを光学的に接続する、周囲より高屈折率の光接続部３４ａが形成されている。光接続部３４ａを、その周囲の領域３４ｂより高屈折率とすることで、樹脂層３４内に、光接続部３４ａをコアとする光導波路構造を形成することができ、これにより、光導波路１１と光学素子２２，２３との間で、光の損失を防止しつつ光を伝播させることが可能となる。また、この光の損失をより低減する目的で、光接続部３４ａとその周囲領域３４ｂのそれぞれの屈折率を調整することにより、任意の開口数（ＮＡ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）を適宜選択することも可能である。
【００１８】
本発明において、かかる樹脂層３４は、上記したように、光硬化材料、または光硬化材料および熱硬化材料からなる。このうち、光硬化材料としては、（ａ）重クロム酸塩系感光性樹脂、（ｂ）光分解型感光性樹脂、（ｃ）光二量化型感光性樹脂、（ｄ）光重合型感光性樹脂に分類される。
【００１９】
（ａ）重クロム酸塩系感光性樹脂としては、ゼラチン、グルー、卵白、アラビアゴム、セラミックなどの天然高分子、あるいは、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ポリアクリルアミドのような合成高分子に、重クロム酸アンモニウムあるいは重クロム酸カリウムを加えたものを挙げることができる。また、（ｂ）光分解型感光性樹脂としては、芳香族ジアゾニウム塩系樹脂、ｏ−キノンジアジド類樹脂、アジド化合物含有樹脂があり、（ｃ）光二量化型感光性樹脂としては、桂皮酸エステル系樹脂が挙げられる。
【００２０】
さらに、（ｄ）光重合型感光性樹脂としては、不飽和二重結合のラジカル重合反応を利用した光ラジカル重合系組成物、二重結合へのチオール基の付加反応を利用した光付加反応系組成物、および、エポキシ基の開環付加反応（カチオン重合）を利用した光カチオン重合系組成物等が挙げられる。光重合型感光性樹脂は、一般に、光重合性官能基を有する反応性ポリマー、光重合性官能基（好ましくは（メタ）アクリロイル基）を有する化合物（モノマーおよびオリゴマー）、光重合開始剤、および、所望により他の添加剤から構成される。
【００２１】
光重合性官能基を有する反応性ポリマーとしては、例えば、アルキルアクリレート（メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等）および／またはアルキルメタクリレート（メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等）から得られる単独重合体または共重合体（即ち、アクリル樹脂）であって、かつ、主鎖または側鎖に光重合性官能基を有するものを挙げることができる。このような重合体は、例えば、１種以上の（メタ）アクリレートと、ヒドロキシル基等の官能基を有する（メタ）アクリレート（２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等）とを共重合させ、得られた重合体とイソシアナトアルキル（メタ）アクリレートなどの、重合体の官能基と反応しかつ光重合性基を有する化合物と反応させることにより得ることができる。従って、光重合性官能基をウレタン結合を介して有するアクリル樹脂が好ましい。
【００２２】
かかる反応性ポリマーは、光重合性官能基を通常１〜５０モル％、特には５〜３０モル％含むことが好ましい。この光重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基が好ましく、特にアクリロイル基、メタクリロイル基が好ましい。また、この反応性ポリマーのガラス転移温度は、一般に２０℃以下であり、数平均分子量は通常５０００〜１００００００、好ましくは１００００〜３０００００であり、また、重量平均分子量は通常５０００〜１００００００、好ましくは１００００〜３０００００である。
【００２３】
光重合性官能基を有する化合物の具体例としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルポリエトキシ（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、フェニルオキシエチル（メタ）アクリレート、トリシクロデカンモノ（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、２−ヒドロキシ−３−フェニルオキシプロピル（メタ）アクリレート、ｏ−フェニルフェニルオキシエチル（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジプロポキシジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリス〔（メタ）アクリロキシエチル〕イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレートモノマー類、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，９−ノナンジオール、２−エチル−２−ブチル−１，３−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，４−ジメチロールシクロヘキサン、ビスフェノールＡポリエトキシジオール、ポリテトラメチレングリコール等のポリオール類、前記ポリオール類とコハク酸、マレイン酸、イタコン酸、アジピン酸、水添ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の多塩基酸またはこれらの酸無水物類との反応物であるポリエステルポリオール類、前記ポリオール類とε−カプロラクトンとの反応物であるポリカプロラクトンポリオール類、前記ポリオール類と前記多塩基酸またはこれらの酸無水物類のε−カプロラクトンとの反応物、ポリカーボネートポリオール、ポリマーポリオール等）と有機ポリイソシアネート（例えば、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジシクロペンタニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４'−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，２’−４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等）と水酸基含有（メタ）アクリレート（例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェニルオキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキサン−１，４−ジメチロールモノ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリ���ールトリ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート等）の反応物であるポリウレタン（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応物であるビスフェノール型エポキシ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレートオリゴマー類等を挙げることができる。これら光重合可能な官能基を有する化合物は１種又は２種以上、混合して使用することができる。
【００２４】
光重合開始剤としては、公知のどのような光重合開始剤でも使用することができるが、配合後の貯蔵安定性の良いものが望ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オンなどのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、２−４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、アシルホスフィンオキサイド系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレートなどが使用できる。特に好ましくは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オン、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、４−ジメチルアミノ安息香酸などの安息香酸系または、第３級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の１種または２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみを１種または２種以上混合して使用することができる。光重合開始剤は、光重合型感光性樹脂中に、通常０．１〜２０質量％、特には１〜１０質量％含有させることが好ましい。
【００２５】
光重合開始剤のうち、アセトフェノン系重合開始剤としては、上記の他、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン等が挙げられ、ベンゾフェノン系重合開始剤としては、上記の他、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。また、アシルホスフィンオキサイド系としては、例えば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイド等の化合物が挙げられる。
【００２６】
上記アセトフェノン系重合開始剤の中でも、特に、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オンが好ましい。また、上記ベンゾフェノン系重合開始剤の中でも、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチルが好ましい。
【００２７】
さらに、第３級アミン系の光重合促進剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４，４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン、２−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎ−ブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシルなどが使用できる。特に好ましくは、光重合促進剤としては、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎ−ブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシルなどが挙げられる。以上のように、光重合開始剤は、通常、上記３成分を組み合わせることにより使用する。
【００２８】
光重合型感光性樹脂における上記反応性ポリマー：光重合可能な官能基を有する化合物：光重合開始剤の質量比は、通常４０〜１００：０〜６０：０．１〜１０、特には６０〜１００：０〜４０：１〜１０である。
【００２９】
また、カチオン重合系の化合物として、オキセタン環を１個有する重合性モノマーの具体例としては、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−（メタ）アリルオキシメチル−３−エチルオキセタン、（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチルベンゼン、４−フルオロ−〔１−（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕ベンゼン、４−メトキシ−〔１−（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕ベンゼン、〔１−（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）エチル〕フェニルエーテル、イソブトキシメチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、イソボルニルオキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、イソボルニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−エチルヘキシル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、エチルジエチレングリコール（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンタジエン（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンテニルエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、テトラヒドロフルフリル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、テトラブロモフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−テトラブロモフェノキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、トリブロモフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−トリブロモフェノキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−ヒドロキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−ヒドロキシプロピル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ブトキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ペンタクロロフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ペンタブロモフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ボルニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル等が挙げられる。オキセタン環を２個有する重合性モノマーの具体例としては、１，４−ビス｛〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕メチル｝ベンゼン、ビス｛〔（１−エチル）３−オキセタニル〕メチル｝エーテル、１，４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕ベンゼン、１，３−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕ベンゼン、３，７−ビス（３−オキセタニル）−５−オキサ−ノナン、１，４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕ベンゼン、１，２−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕エタン、１，２−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕プロパン、エチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンテニルビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、トリエチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、テトラエチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレンビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、１，４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕ブタン、１，６−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕ヘキサン、ポリエチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＥＯ変性ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＰＯ変性ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＥＯ変性水添ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＰＯ変性水添ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＥＯ変性ビスフェノールＦビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル等が挙げられる。オキセタン環を３乃至５個有する重合性モノマーの具体例としては、トリメチロールプロパントリス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ペンタエリスリトールトリス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル等が挙げられる。
【００３０】
また、グリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、例えば、芳香族核を有する多価フェノール類またはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、脂肪族多価アルコールまたはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル等が挙げられる。具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、水添ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＦ、水添ビスフェノールＳ、ビスフェノールフルオレンまたはこれらフェノール類のアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル；エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールまたはそのアルキレンオキサイド付加体等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル；ネオペンチルグリコール、ジブロモネオペンチルグリコールまたはこれらグリコールのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル；トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリンまたはこれら３価アルコールのアルキレンオキサイド付加体のジまたはトリグリシジルエーテル；ペンタエリスリトールのジ、トリまたはテトラグリシジルエーテル等の多価アルトールまたはそのアルキレンオキサイド付加体のポリグリシジルエーテル；ノボラック型エポキシ樹脂；クレゾールノボラック樹脂；並びにこれら化合物の芳香族核がハロゲン置換された化合物；などが挙げられる。
【００３１】
さらに、脂環式エポキシ化合物としては、例えば、シクロへキセンまたはシクロペンテン環等のシクロアルケン環を有する化合物を、過酸化水素や過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキサイドまたはシクロペンテンオキサイド含有化合物等が挙げられる。具体的には、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３'，４'−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル−３'，４'−エポキシ−６'−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールのジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、エポキシ化テトラベンジルアルコール、ラクトン変性３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ラクトン変性エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール、シクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。また、カチオン重合系の化合物としては、スピロオルトカーボネート化合物も使用可能である。
【００３２】
カチオン重合系の光重合開始剤の市販品としては、例えば、ユニオンカーバイド社製のＵＶＩ−６９５０、ＵＶＩ−６９７０（ビス［４−（ジ（４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル）スルホニオ）−フェニルスルフィド］、ＵＶＩ−６９７４（ビス［４−ジフェニルスルホニオ］−フェニル）スルフィドビスヘキサフルオロアンチモネートとジフェニル−４−チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートとの混合物）、ＵＶＩ−６９９０（ＵＶＩ６９７４のヘキサフルオロホスフェイトの塩）、旭電化工業（株）製のアデカオプトマーＳＰ−１５１、ＳＰ−１７０（ビス［４−（ジ（４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル）スルホニオ）−フェニルスルフィド］、ＳＰ−１５０（ＳＰ−１７０のヘキサフルオロホスフェイト）、チバガイギー社製のＩｒｇａｃｕｒｅ ２６１（η5−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）［（１，２，３，４，５，６−η）−（１−メチルエチル）ベンゼン］−鉄（１＋）−ヘキサフルオロフォスフェート（１−））、日本曹達（株）製のＣＩ−２４８１、ＣＩ−５１０２、ＣＩ−２８５５、ＣＩ−２０６４、サートマー社製のＫＩ８５、ＣＤ−１０１０、ＣＤ−１０１１、ＣＤ−１０１２（４−（２−ヒドロキシテトラデカニルオキシ）ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート）、みどり化学（株）製のＤＴＳ−１０２、ＤＴＳ−１０３、ＮＡＴ−１０３、ＮＤＳ−１０３（（４−ヒドロキシナフチル）−ジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート）、ＴＰＳ−１０２（トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェイト）、ＴＰＳ−１０３（トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート）、ＭＤＳ−１０３（４−メトキシフェニル−ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート）、ＭＰＩ−１０３（４−メトキシフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート）、ＢＢＩ−１０１（ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムテトラフルオロボレート）、ＢＢＩ−１０２（ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート）、ＢＢＩ−１０３（ビス（４−ｔｅｒｔ−フェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート）、デグサ社製のＤｅｇａｃｕｒｅ Ｋ１２６（ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）−フェニル］スルフィドビスヘキサフルオロホスフェイト）、ローディア社製のロードシルフォトイニシエータ２０７４等の商品名で入手できるものが挙げられる。これらは、１種単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
光重合型感光性樹脂中には、さらに、所望に応じ熱可塑性樹脂を添加してもよく、他の添加剤として、例えば、紫外線吸収剤、老化防止剤、染料、加工助剤等を含有していてもよい。
【００３４】
また、熱硬化材料としては、シリコン系材料、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、（メタ）アクリル系樹脂、フッ素化（メタ）アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素化ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート樹脂、フッ素系樹脂、これら樹脂の重水素化物などが挙げられる。これらの材料は、単品もしくはブレンドして用いてもよく、ブレンドの場合には、ブレンドされる各々の材料の３次元網目構造が相互貫通している構造（ＩＰＮ構造）をとってもよい。上記材料の成分をブロックとして、共重合体としてもよい。また、熱硬化材料中には、熱重合開始剤（熱硬化剤）として、例えば、有機過酸化物を含有させることができ、かかる有機過酸化物としては、例えば、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、ブチルハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、クロロヘキサノンパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、クミルパーオキシオクトエート、サクシニックアシッドパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキサノエート）、ｍ−トルオイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。有機過酸化物としては、これらのうちの少なくとも１種が単独または混合して用いられ、その添加量は、通常、前記ポリマー１００重量部に対し、０．１〜１０重量部とする。
【００３５】
ここで、本発明において、樹脂層３４を光硬化材料のみから形成する場合には、好適には、かかる光硬化材料中に、異なる波長の光に対応した２種類以上の光重合開始剤を含有させることが好ましい。少なくとも２種類の光重合開始剤を用いて、少なくとも２種類の異なる波長の照射光により硬化を行うことで、光接続部３４ａとその周囲の領域３４ｂとの間で所望の屈折率差を形成することが可能となる。一方、樹脂層３４を光硬化材料および熱硬化材料から形成する場合には、光硬化材料中に１種類以上の光重合開始剤を含有させるとともに、熱硬化材料中に１種類以上の熱重合開始剤を含有させることが好ましく、この場合も同様の効果を得ることができる。
【００３６】
また、光硬化材料中に、近赤外またはそれより長波長の領域、具体的には、およそ７６０ｎｍ以上の波長領域に吸収を有する色素を１種類以上含有させることも好ましい。かかる色素としては、例えば、特定波長の光を吸収して熱を発生する、いわゆる光熱変換色素を用いることができ、加熱により分解して、当該波長における吸収が低下するものを好適に用いることができる。具体的には例えば、波長８５０ｎｍの光を吸収し、熱を発生して加熱により分解する光熱変換色素として、シアニン系色素、フタロシアニン系色素などが挙げられる。
【００３７】
本発明の光デバイス１００においては、光導波路１１と光学素子２２，２３との間に上記のような光接続部３４ａを設けた点のみが重要であり、その他の部分の具体的な構造や材料等については特に制限されるものではない。
【００３８】
例えば、本発明における光導波路１１には、クラッド上またはクラッド間にコアが形成されてなるもののみならず、基板上に光ファイバが並行に配列されて導波路状に形成されているものも含まれる。従って、クラッドおよびコアの平面および断面形状についても特に制限はない。また、光導波路１１の材料としては、通常この分野においてコアまたはクラッド材料として用いられる公知の有機材料および無機材料（先に挙げた各種光硬化材料および熱硬化材料を含む）を用いることが可能であり、透明性に優れ、使用する信号波長帯域における損失が少ないものが好ましい。具体的には例えば、光硬化材料、熱硬化材料、熱可塑性材料等の各種モノマー（溶液も含む）、オリゴマー（溶液も含む）、ポリマー溶液のうちより、透明性や耐熱性等のその要求特性等の観点から、適宜選択して用いることができる。特には、取り扱いや加工が容易であるなどの点から、有機系のポリマ−材料を用いたフィルム導波路とすることが好ましい。なお、コアは、クラッドよりも高屈折率にて形成することが必要となるので、互いの層の材料との関連で選択することを要する。
【００３９】
上記のうちモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸およびこれらの低級アルコールエステル、下記一般式（１）、
2007183522.tif 000003
（式中、Ｒ1は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ2は炭素数８〜２０のアルキル基を表す）で表される化合物、ジ（メタ）アクリルエステル、トリ（メタ）アクリルエステル、さらには、スチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマーなどを挙げることができる。
【００４０】
アクリル酸およびメタクリル酸の低級アルコールエステルの低級アルコールとしては、炭素数１〜５、好ましくは１〜３の１価アルコール、より好ましくはメタノールが挙げられる。
【００４１】
また、前記一般式（１）で表される化合物において、炭素数８〜２０の高級アルキル基を示すＲ2の好ましい炭素数は１０〜１６、より好ましくは１２〜１４である。この高級アルキル基Ｒ2は、単独アルキル基であっても混合アルキル基であってもよいが、最も好ましくは炭素数１２と１３との混合アルキル基である。この場合、炭素数１２のアルキル基のものと炭素数１３のアルキル基のものとの割合、即ち、ドデシル（メタ）アクリレートとトリデシル（メタ）アクリレートとの割合は、重量比として通常２０：８０〜８０：２０であり、特に４０：６０〜６０：４０であることが好ましい。
【００４２】
ジ（メタ）アクリルエステルとしては、エチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのジエステル、ポリエチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのジエステル、アルキル鎖の炭素数が３〜６のジオールと（メタ）アクリル酸とのジエステルが挙げられる。また、トリ（メタ）アクリルエステルとしては、アルキル鎖の炭素数が３〜６のトリオールと（メタ）アクリル酸とのトリエステルが挙げられる。なお、ポリエチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのジエステルを構成するポリエチレングリコールとしては、下記一般式（２）、
2007183522.tif 000004
において、ｎが１〜１５、特に１〜１０のものが好ましい。
【００４３】
上記モノマーを重合あるいは共重合させて層を形成するための方法としては、熱や光による硬化方法が一般的であるが、特に制限されるものではない。一般的には、熱硬化の場合には、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジーｔ−ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジミリスチルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキサノエート）、クミルパーオキシオクトエートなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンニトリルなどのアゾ化合物等の重合開始剤を添加し、５０〜１２０℃で１〜２０時間重合させる方法を採用することができる。また、光硬化の場合の重合開始剤としては、ベンジルメチルケタール、アセトフェノンジエチルケタールなどのケタール系化合物、α−ヒドロキシケトン、ミヒラーズケトン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのケトン系化合物、ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、メタロセンなどのメタロセン系化合物、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン化合物などが好適に用いられる。
【００４４】
なお、上記モノマーとともに、リン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステル、グリコール類及びグリコール（メタ）アクリレート類の１種または２種以上をブレンドして用いることが、高温高湿下に長期間放置した場合の白濁を防止する点から好ましい。
【００４５】
また、ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂（（メタ）アクリル酸のエステル）、フッ素化（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂（結晶、非結晶）、ポリシラン、ポリエーテルスルホン、ポリノルボルネン、エポキシ系樹脂、例えば、ビスフェノールＡ型、ノボラック型のエポキシ樹脂とポリアミノアミド、変性ポリアミノアミド、変性芳香族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、変性脂環族ポリアミン，フェノールなどの活性水素を持つ硬化剤との混合硬化物、ポリアリール、ポリイミド（ＰＩ）、フッ素化ポリイミド、ポリカルボジイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリアミド（ＰＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）、メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ＭＳ、ＭＭＡ−Ｓｔ）、スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）等のスチレン系樹脂（中でも、ＳＢＳ、ＡＢＳは耐衝撃性に優れる利点を備える）、ポリフェニレンエーテル等のポリアリーレンエーテル、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトンやポリエーテルケトンケトン等のポリエーテルケトン類、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロックポリマー（ＳＥＢＳ）、フッ化ビニリデン系樹脂、ヘキサフルオロプロピレン系樹脂、ヘキサフルオロアセトン系樹脂等のフッ素系樹脂などを挙げることができ、中でも、（メタ）アクリル系樹脂が好ましい。
【００４６】
透明樹脂としては、他に、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シクロオレフィンポリマー（商品名：アートン（ＪＳＲ（株））、ゼオネックス（日本ゼオン（株）等）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、フェノール樹脂、ポリサルフォン（ＰＳＦ）樹脂等が挙げられる。上記のうち、モノマーあるいは低分子材料から出発できるものとしては、スチレン系樹脂、特にはＭＳ樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂がある。
【００４７】
さらに、アクリル酸、メタクリル酸およびこれらの低級アルコールエステルとスチレン系モノマーとの共重合体の他、前述したモノマー類の一部または全ての水素原子をフッ素原子に置き換えたモノマーを用いた透明樹脂などを用いることもできる。かかるコアおよびクラッドの材料は、単独または２種以上を適宜混合して使用することが可能である。なお、コアを上下クラッドにより挟持する構造の光導波路の場合には、伝送損失の低減の観点から、上下クラッドを同一の材料を用いて形成することが好ましい。
【００４８】
光導波路１１の製造方法としては、例えば、下部のクラッドを形成した後、コア材料を塗工してマスク露光によりコアを形成し、その上面および側面にさらに上部のクラッドを塗工形成する直接露光法や、下部クラッドの形成後、コア材料を塗工して、電子線や紫外線、レーザ光などの放射線の照射による直接描画によりコアを形成する方法、多層押出しを用いる方法など、公知の手法を適宜用いることができ、特に制限されるものではないが、いわゆるインプリント法（ホットエンボス法またはナノインプリント法とも称する）を用いる方法が好適である。
【００４９】
インプリント工程においては、下部クラッドの材料として、熱可塑性材料または熱硬化性材料を用いる熱インプリント法、または、光硬化材料を用いる光インプリント法のいずれかを、好適に採用することができる。このうち、熱可塑性材料を用いる場合には、そのガラス転移点以上の温度でモールドのプレスを行った後、モールドからの離型前に下部クラッドの冷却硬化を行うことにより、形状精度良くモールドのパターンを形成した下部クラッドを形成することができる。また、熱硬化材料を用いた場合には、プレス後、モールドからの離型前に下部クラッドの熱硬化を行い、光硬化材料を用いた場合には、同様にプレス後、モールドからの離型前に、下部クラッドの光硬化を行えばよい。いずれの場合においても、モールドからの離型前に下部クラッドを硬化させることができるため、所望のパターン形状のコアを、歪みを生ずることなく形成することができる。
【００５０】
インプリント法では、従来のリソグラフィー法に必要な現像作業が不要であり、簡易な工程で効率良く製造を行うことができるメリットがある。また、ビーム系が不要であるため装置コストが抑制でき、化学増幅系などの高価なレジスト材料が不要となる点でもコストの低減に寄与することができる。さらに、インプリント法では、パターンの形状をそのまま転写することができるため、設計通りの３次元形状を容易に得ることができるとともに、従来のリソグラフィー法では対応できなかった曲面などの多様な断面形状にも、光導波路を形成することが可能となるという利点もある。但し、インプリント法では、熱収縮や光硬化収縮により寸法変化が生ずるため、使用する材料に応じて変化量をあらかじめ予測して、光導波路を設計する必要がある。また、解像度がモールドで定まってしまう点、モールド内に樹脂の残膜が発生する場合がある点にも注意を要する。
【００５１】
また、本発明においては、図示するように、光導波路１１の、光学素子２２，２３との間で信号光のやり取りをする部分には、ミラー５０、光ピン、またはそれに準ずるスリット構造を設けて光の進行方向を変えることが必要となる。ミラー５０は、光の進行方向に対しある程度の角度をもって、例えば、４５°をなす方向に設けることができる。ミラー５０は、ブレードによるダイシング法、レーザー法等による加工により作製することができ、また、金などをコーティングしてもよい。さらに、図示はしないが、光導波路１１の表面には、所望に応じハードコートや吸湿防止層などを積層して用いることもできる。
【００５２】
本発明において光学素子とは、ＶＣＳＥＬ２２等の発光素子およびＰＤ２３等の受光素子の双方を含むものであり、図示する例では、光ファイバ（図示せず）およびコネクター４０を介して外部から送られてきた信号光は、光導波路１１を伝播し、ミラー５０を介してＰＤ２３に入力した後、ＰＤ２３で電気信号に変換されて、ＩＣチップ実装基板２０に送られることとなる。
【００５３】
ここで、図示するように、ＩＣチップ実装基板２０を、光導波路１１が形成されたプリント配線板１０上に、突起電極３１およびはんだボール３２を介してフリップチップ実装することにより、接合部の信頼性や耐熱性を確保することができる。この場合、ＩＣチップ実装基板２０と、プリント配線板１０とは、はんだボール３２を介して電気的に接続されることになる。はんだボール３２を用いることで、はんだの有するセルフアライメント機能により、実装の位置ずれ誤差を許容範囲内とすることができ、接続損失の低減にも寄与できる。はんだ付けの工程にはいくつかあるが、本発明では、リフロー工程によりはんだ付けを行うことが好ましい。
【００５４】
本発明の光デバイスを製造するに際しては、常法に従い光導波路１１が形成されたプリント配線板１０上にＩＣチップ実装基板２０をフリップチップ実装した後、プリント配線板１０とＩＣチップ２０との間に、光硬化材料、または光硬化材料および熱硬化材料からなる樹脂層３４を配設し、さらに、この樹脂層３４内に、光接続部３４ａを形成する。
【００５５】
具体的には、樹脂層３４を光硬化成分のみから形成する場合には、光導波路１１と光学素子２２，２３との間に光硬化材料を充填した後、この光硬化材料に対する部分的な光照射により光接続部３４ａを硬化形成し、次いで、光硬化材料全体に対する２次的な光照射により樹脂層３４全体を硬化させる。ここで、樹脂層３４全体を硬化させる際には、光照射と併せ、必要に応じ加熱を行ってもよい。また、樹脂層３４を光硬化成分および熱硬化成分から形成する場合には、光導波路１１と光学素子２２，２３との間に光硬化材料および熱硬化材料の混合物を充填した後、この混合物に対する部分的な光照射により光接続部３４ａを硬化形成し、次いで、混合物全体に対する熱処理により樹脂層３４全体を硬化させる。
【００５６】
なお、光硬化材料中に、近赤外またはそれより長波長の領域に吸収を有する色素を１種類以上含有する場合には、まず、近赤外またはそれより長波長領域の光を照射することにより、光接続部３４ａを周囲より高屈折率に形成し、次いで、可視光若しくは紫外線の照射、または加熱処理を行うことにより、光接続部３４ａを硬化させ、その後、別途樹脂層３４全体に対し２次的な光照射および加熱処理、または、加熱処理を施すことにより、樹脂層３４全体の硬化を行うこともできる。
【００５７】
ここで、光接続部３４ａを形成するための部分的な光照射は、光学素子２２，２３が発する光か、または、レーザ等の外部光源により発生し、光導波路１１を介して光学素子２２，２３まで伝播する光により行うことができる。このような手法を用いることで、光接続部３４ａを精確に光導波路−光学素子間の光路に一致させることができ、両者間の光接続を確実かつ低損失で行うことが可能となる。より好ましくは、光学素子が発する光と、外部光源により発生し、光導波路１１を介して光学素子まで伝播する光とを、同時に用いて光接続部３４ａの形成を行う。双方向に伝播する光を併用することで、光路のセルフアライメント効果を得ることができ、より接続信頼性に優れた光デバイスを実現することが可能となる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
最初に、光導波路１１と光学素子とを光結合させるために、光導波路１１の、ＩＣチップ実装基板２０上に実装された光学素子（ＶＣＳＥＬ，ＰＤ）２２，２３に対応する部位に、予めダイシング加工により４５°のミラー５０を形成した。その後、この光導波路１１とプリント配線板（ＦＲ４）１０とをエポキシ系接着剤により貼り合わせて、光導波路１１が中間層として形成されたプリント基板を作製した。また、プリント配線板１０の、光導波路１１とＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３との間の光路に相当する部位には、ドリルマシンを用いて上孔を形成した。このプリント配線板１０上には予め電極パターンが形成されており、この電極３１と、ＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３が実装された基板２０の下側に配置したはんだボール３２とを用いて、実装を行った。加熱には、はんだリフロー炉を用いた。最高到達温度は３００℃であった。このはんだ接合により、ＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３を、プリント配線板１０上に比較的簡単に実装できた。
【００５９】
次いで、光導波路１１の４５°ミラー５０と実装したＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３間の隙間を埋めるために、２種類の光重合開始剤を混合した光硬化材料からなるエポキシ系アンダーフィル材料を用いて、ディスペンサー塗布を行った。
【００６０】
充填された光硬化材料に対し、ＶＣＳＥＬ２２から波長８５０ｎｍの光を５分間発振するとともに、外部レーザ光源により発振させた波長８５０ｎｍの光を光導波路１１を介して５分間ＰＤ２３まで伝播させることにより、光硬化材料の一部を硬化させて、光接続部３４ａをコアとする光導波路構造（コア径６０μｍ）を形成した。さらに、光硬化材料全体に波長４５０ｎｍの光を１０分間照射することにより、樹脂層３４全体を硬化させた。
【００６１】
このようにして形成された光接続部３４ａの光損失は１．２ｄＢであり、良好な光結合特性を示すことが確認された。
【００６２】
（実施例２）
実施例１と同様にしてＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３をプリント配線板１０上に実装した後、引き続き、光導波路１１の４５°ミラー５０と実装したＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３間の隙間を埋めるために、光硬化材料および熱硬化材料からなるエポキシ系アンダーフィル材料を用いて、ディスペンサー塗布を行った。
【００６３】
充填された光硬化材料および熱硬化材料の混合物に対し、ＶＣＳＥＬ２２から波長８５０ｎｍの光を５分間発振するとともに、外部レーザ光源により発振させた波長８５０ｎｍの光を光導波路１１を介して５分間ＰＤ２３まで伝播させることにより、光硬化材料の一部を硬化させて、光接続部３４ａをコアとする光導波路構造（コア径６０μｍ）を形成した。さらに、光硬化材料全体に対し１５０℃、３０分間の熱処理を行うことにより、樹脂層３４全体を硬化させた。
【００６４】
このようにして形成された光接続部３４ａの光損失は１．０ｄＢであり、良好な光結合特性を示すことが確認された。
【００６５】
（比較例）
実施例１および２と同様にしてＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３をプリント配線板１０上に実装し、その後、光導波路１１の４５°ミラー５０と実装したＶＣＳＥＬ２２，ＰＤ２３間の隙間にアンダーフィル材を充填せずに光損失特性を測定したところ、１８ｄＢであった。
【００６６】
以上の結果から、本発明に係る光接続部を設けた光デバイスにおいては、設けない場合に比し、大幅な光損失特性の向上が図れることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の光デバイスの一好適構成例を示す概略断面図である。
【図２】従来の光デバイスの一好適構成例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  プリント配線板
１１  光導波路
２２  面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）
２３  フォトダイオード（ＰＤ）
２０  ＩＣチップ実装基板
３１  突起電極
３２  はんだボール
３４  樹脂層
３４ａ  光接続部
３４ｂ  周囲領域
４０  コネクター
５０  ミラー
１００、２００  光デバイス（光電気混載配線板）
【図１】
2007183522.tif 000005
【図２】
2007183522.tif 000006