(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴と、穴に挿入され穴の深さ方向に延びるコアとクラッドを備えた第１の光導波路と、面内方向に延びるコアを有す第２の光導波路とを備え、第１の光導波路の外表面の一面と前記穴の一壁面にはそれぞれ凹または凸形状の位置あわせガイドが形成されており、第１の光導波路の光路を第２の光導波路の光路に方向変換する反射面を備え、
前記反射面が、前記第２の光導波路に、前記第２の光導波路の光軸に対して傾斜して形成されていることを特徴とする光配線基板。
【請求項２】
穴の一壁面に形成されている前記位置あわせガイドが突起であり、第１の光導波路に形成されている前記位置あわせガイドが第１の凹みであり、さらに第１の光導波路のコアとクラッドの境界面に第２の凹みが形成されていて、第１の凹みは第２の凹みの直上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光配線基板。
【請求項３】
穴の一壁面に形成されている前記位置あわせガイドが凹みであり、第１の光導波路に形成されている前記位置あわせガイドが突起であり、突起は第１の光導波路のコアの直上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光配線基板。
【請求項４】
前記穴の壁面および第１の光導波路の外表面に形成されたそれぞれ凹または凸形状の位置あわせガイドがコアと異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光配線基板。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の光配線基板と、これと積層された電気配線基板とからなる光電気混載基板。
【請求項６】
コアおよびクラッドを有する第１の光導波路を備えた光ピンと、面内方向に延びるコアを有する第２の光導波路を備え、穴の形成された光配線板とを含む光配線基板であって、
前記光ピンは前記穴に挿入され、
前記穴は前記第２の光導波路の途中に形成され、
前記コアおよびクラッドを有する第１の光導波路は前記穴の深さ方向に延び、前記第１の光導波路の光軸と前記第２の光導波路の光軸とが交差し、
前記光ピンの外表面の一面と前記穴の一壁面にはそれぞれ凹または凸形状の位置あわせガイドが形成されており、
前記第１の光導波路の光路を前記第２の光導波路に方向変換する反射面を前記第２の光導波路に備え、
前記反射面が、前記第２の光導波路に、前記第２の光導波路の光軸に対して傾斜して形成されている光配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高分子光導波路を用い、光配線基板内での光の導波や光路変換を行う光ピンの位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光部品、あるいは光ファイバの基材としては、光伝搬損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴を有する石英ガラスや多成分ガラス等の無機系の材料が広く使用されているが、最近では高分子系の材料も開発され、無機系材料に比べて加工性や価格の点で優れていることから、光導波路用材料として注目されている。例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、あるいは、ポリスチレンのような透明性に優れた高分子をコアとし、そのコア材料よりも屈折率の低い高分子をクラッド材料としたコア-クラッド構造からなる平板型光導波路が提案されている（特許文献１）。これに対して耐熱性の高い透明性高分子であるポリイミドを用いて低損失の平板型光導波路が実現されている（特許文献２）。  【０００３】
高分子光導波路の用途の一つとして、光電気混載基板が考えられる。プリント配線板上層、下層、あるいは内層に光導波路層が形成されている基板である。このとき、重要なのは、光電気混載基板に搭載される面型光素子と光導波路層間の光結合方法の開発である。面型光素子の光軸と光導波路層の光軸とは９０度異なるために、９０度光路変換を行う必要がある。この光路変換方法として、面型光素子と光導波路層間を短い光ファイバや短い光導波路（それぞれを総称して光ピンと呼ぶ）で結ぶことが提案されている（非特許文献１）。光ピンを用いる場合、光ピンと光導波路層間の位置合わせ精度が重要となる。そこで位置あわせのために、コネクタのように、光ピンのコアの位置とは別の位置に高精度に位置合わせガイドを用意しておき、ガイドを頼りに位置合わせする手法が考えられる。しかしながら、光ピンの長さ精度、ガイドとガイド孔の各寸法精度、ガイドとコアの位置精度などが高精度に要求され、ガイドを形成するコストが上がる可能性がある。また、光ピンをコネクタ形状にしてしまうと、上に面型光素子やその他の素子の実装が困難となってしまう。    
【特許文献１】特開平３-１８８４０２号公報
【特許文献２】特開平４-９８０７２号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会論文誌  2001/9  Vol.J84-C  No.9  724頁〜725    頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題を回避すべく、単純な構成で容易に光ピンのコアと光導波路層のコアの位置合わせが可能な光配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、穴と、穴に挿入され穴の深さ方向に延びるコアとクラッドを備えた第１の光導波路と、面内方向に延びるコアを有す第２の光導波路とを備え、第１の光導波路の外表面の一面には凹または凸形状の一方が、前記穴の一壁面には凹または凸形状の他方が、位置あわせガイドとして形成されており、第１の光導波路の光路を第２の光導波路の光路に方向変換する反射面を備え、前記反射面が、前記第２の光導波路に、前記第２の光導波路の光軸に対して傾斜して形成されていることを特徴とする光配線基板である。また、本発明は、コアおよびクラッドを有する第１の光導波路を備えた光ピンと、面内方向に延びるコアを有する第２の光導波路を備え、穴の形成された光配線板とを含む光配線基板であって、前記光ピンは前記穴に挿入され、前記穴は前記第２の光導波路の途中に形成され、前記コアおよびクラッドを有する第１の光導波路は前記穴の深さ方向に延び、前記第１の光導波路の光軸と前記第２の光導波路の光軸とが交差し、前記光ピンの外表面の一面と前記穴の一壁面にはそれぞれ凹または凸形状の位置あわせガイドが形成されており、前記第１の光導波路の光路を前記第２の光導波路に方向変換する反射面を前記第２の光導波路に備え、前記反射面が、前記第２の光導波路に、前記第２の光導波路の光軸に対して傾斜して形成されている光配線基板である。これにより、片方の凹と他方の凸が相俟って位置あわせガイドとなり、第１の光導波路である光ピンをガイドの形成された壁面に押し付けながら光配線基板の穴に挿入するだけで位置が定まる。光ピンの凹みまたは凸の位置はコアの位置でもよいし、コアから離れた位置でもよい。また前記穴は光配線基板を貫通する穴でもよいし、一方が閉塞した穴でもよい。さらに光ピンのコアの両端面はコアの光軸に対して直角でもよいし、少なくとも片方の端面がコアの光軸に対して傾斜してもよい。前者の場合光配線基板の両面間の光導波をおこなうことができ、後者の場合光路変換が可能となる。
【０００６】
本発明において、穴の一壁面に形成されている前記位置あわせガイドが突起であり、第１の光導波路に形成されている前記位置あわせガイドが第１の凹みであり、さらに第１の光導波路のコアとクラッドの境界に第２の凹みが形成されていて、第１の凹みは第２の凹みの直上に形成されていることが好ましい。  【０００７】
このとき位置あわせの対象であるコアの位置に凹みが形成されているので、第１の光導波路である光ピン側の寸法誤差はきわめて小さくなる。またこの第１および第２の凹みは、製造プロセスによって容易にコアの位置に形成できるという利点がある。  【０００８】
また本発明において、穴の一壁面に形成されている前記位置あわせガイドが凹みであり、第１の光導波路に形成されている前記位置あわせガイドが突起であり、突起は第１の光導波路のコアの直上に形成されていることが好ましい。このとき位置あわせの対象であるコアの位置に突起が形成されているので、第１の光導波路である光ピン側の寸法誤差はきわめて小さくなる。またこの突起は、製造プロセスによって容易にコアの位置に形成できるという利点がある。  【０００９】
さらに本発明において、第２の光導波路が基板面に平行に形成されていて、第２の光導波路の光軸が第１の光導波路の光軸と交差しており、前記両光軸が交差する箇所には反射面となる第１の光導波路のコアの傾斜した端面が形成されていることが好ましい。これにより光配線基板内で光路を変換して基板の厚さ方向に導波できる。  【００１０】
また本発明は、以上の光配線基板と、これと積層された電気配線基板とからなる光電気混載基板である。【００１１】
以降この第１の光導波路を光ピンと称す。本発明者は、鋭意検討した結果、樹脂を溶液から塗布することによって得られる光導波路型の光ピンのコア位置に形成されたクラッドの凹みを利用し、光ピンを挿入する基板側にあらかじめこの凹みと嵌合する形状を組み込んだ空間を光ピンと光導波路層の間に形成することによって、容易に位置あわせができることを見出し、それを発展させて本発明を完成させたものである。  【００１２】
ここで光配線基板とは少なくとも光導波路を備えたリジッドまたはフレキシブルな光配線層の単層あるいは積層体である。光配線層には必要に応じて電気配線がなされ、また用途に応じて回路素子や受光素子または発光素子が搭載されてもよい。これらの光配線基板と電気配線基板とを積層したものが光電気混載基板となる。また光ピンが挿入される穴は、レーザ加工により形成されたものであることが好ましい。これにより精度よくガイドを形成することができる。そして第１の光導波路のコアおよびクラッドは樹脂からなることが好ましい。また位置あわせガイドの形成された面は、位置あわせガイドの凹または凸箇所以外は平面であることが、製造しやすく好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による光配線基板は、光配線層に設けられた穴に光ピンを挿入するだけでコアの位置あわせができ、たとえば同一基板に設けられた面型光素子と光導波路層間の光結合が安価でかつ容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかわる光配線基板および光ピンの一例を示す斜視図。
【図２】本発明にかかわる光ピンの断面構造の一例を示す図。
【図３】本発明にかかわる光配線基板および光ピンの一例を示す斜視図。
【図４】本発明にかかわる光ピンの断面構造の一例を示す図。
【図５】本発明に用いられる光ピンの製造プロセスの一例を示す図。
【図６】本発明に用いられる光路変換用反射面が形成された光ピンの一例を示す図。
【図７】本発明にかかわる光電気混載基板の一例を示す図。
【図８】本発明に係わる光配線板に形成された穴と光ピン位置合わせの例を示す図。
【図９】光電気混載基板を用いた光信号伝送形態の一例を示す図。
【図１０】本発明に用いられる光ピンの製造プロセスの概略を示す図。
【図１１】本発明にかかわる光ピンと光配線基板を示す図。
【図１２】本発明にかかわる光電気混載基板の製造の一部を示す図。
【図１３】本発明にかかわる光電気混載基板の製造の一部を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図を用いて詳細に説明する。ここでは、光配線層としてポリイミド光導波路、電気配線層として銅張ポリイミドフィルムを例に挙げて説明するが、光導波路および電気配線層の材料としてポリイミド以外の樹脂を用いることももちろん可能である。また、光導波路層と電気配線層とが積層している構造だけでなく、光導波路に直接電気配線が施されている場合や、更には、光導波路単体の場合も適用可能である。  【００１６】
図１に、光導波路型光ピン３２と、光ピンが挿入される穴３４を備えた光配線板３１の斜視図を示す。ここでは光ピンには２本のコア２が形成されている。そして光ピンの１表面には、コアの位置に対応して溝状の凹み５が形成されている。光配線板３１には２本の導波路３５が形成されており、それぞれは途中で穴３４により切断されている。そして穴の1つの壁面で導波路に対応した箇所に突起からなるガイド構造３３が形成されている。光ピンを穴３４に挿入するときに、光ピンの溝状の凹み５を穴の壁面に形成されているガイド構造３３である突起にあわせることにより、コアの位置あわせができる。光ピンのコアの下端部をあらかじめ４５度で切断して反射面を形成すれば（図示せず）、９０度の光路変換ができるので、光ピンのコアと光配線板の導波路との光接続ができる。図２に光配線基板に設けた穴に挿入する光導波路型光ピンの１例の断面を示した。クラッド１に溝が形成されており、溝にコア２が埋め込まれている。その上をさらにクラッド４で覆って、光導波路を形成する。ここでコア２とクラッド４との境界に凹み３が形成されており、その直上でクラッド４の表面にも凹み５が形成されている。  【００１７】
この光ピンは含フッ素ポリイミドからなり公知のフォトリソグラフィと酸素プラズマエッチングによって作製される。すなわち、まずクラッドとなるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液をシリコンウェハなどの基板上にコートする。その後、加熱イミド化する。そしてフォトレジストを塗布して露光によるパターニングを行い、フォトレジストをマスクにして酸素プラズマエッチングを行い、図５(a)に示すようにクラッド１に溝状の凹みを形成する。その凹みにコア２となる前駆体溶液をスピンコートなどにより埋め込み加熱イミド化する（図５(b)）その上からクラッド４の前駆体溶液を塗布して加熱イミド化することにより埋め込み型の光導波路が得られる(図５(c))。  【００１８】
このとき、コア２を形成するためにポリアミド酸溶液をスピンコートなどで塗布した場合、図５(b)に示すようにコア２の表面に溝状の凹み３が生じる。これは、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液が７０％あるいはそれ以上に溶剤を含ませることにより、多量の溶剤が揮発するときに凹みが生じるものである。同様に、コアだけでなく上から覆うクラッド４についてもポリイミドの前駆体溶液を用いた場合、光ピンの最表面にコア上面の凹みを反映した溝状の凹み５が生じる。なおコア材であるポリイミドは、図２のように塗布方法によりコアの両側に染み出す場合もあるが、厚さが薄いので問題にならない。  【００１９】
光配線層と光素子間の光結合するための光ピンとしてこの光導波路を用いる場合、この凹み５が基板の穴の壁面に形成するガイド構造と相俟って位置合わせ用ガイドとなる。この場合ガイドとなる凹みはコアとクラッドの境界に形成される凹みの直上に形成されるので、ガイドとなる凹みはコアの位置そのものを示すことになる。そしてこの光導波路をコアが延びている方向に直角に、所望の間隔で切断することにより、光ピンを多数個得ることができる。  【００２０】
このような凹みが自然には形成されない製造プロセスによって製造される光導波路に対しては、フォトリソグラフィと酸素プラズマエッチングによる加工、あるいはダイシング加工など機械加工を用いて凹みを作製しても良い。この場合は図４に示すようにコア２の位置とは別の場所に凹み６を形成してもよい。そしてこの光導波路をコアが延びている方向に直角に、所望の間隔で切断することにより、光ピンを多数個得ることができる。このタイプの光ピン３２と穴３４を備えた光配線板３１の斜視図を図３示した。ここで光ピン３２のコア２の下端部をあらかじめ４５度で切断して反射面（図示せず）を形成すればよい。【００２１】
位置あわせ用凹みは溝状であることが好ましい。これにより光ピンを穴に挿入するときに、穴の壁面の突起と凹みがあわさったまま光ピンを上下にスライドできるので、位置あわせがやりやすくなる。さらに溝状の凹みは光ピン内のコアと平行な面内でコアパターン方向に延びるように形成されていることが好ましい。  【００２２】
光ピンと光配線板の穴壁面に形成されるガイド構造は、光ピンが凸で穴壁面が凹でもよい。光ピンに位置あわせ用突起を形成する方法を説明する。クラッドとなるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液をシリコンウェハなどの基板上にコートする。その後、加熱イミド化する。その上にコアを形成するためにポリアミド酸溶液をスピンコートなどで塗布し加熱して硬化イミド化する。その上にフォトレジストを塗布して露光によるパターニングを行い、フォトレジストをマスクにして酸素プラズマエッチングを行い、図10(a)に断面を示すようにコア２となるストライプ状の突起を形成する。その上からクラッド４の前駆体溶液を塗布して加熱イミド化することにより光導波路が得られる(図10(b))。このとき、図10(b)に示すようにコア２の上部にコアのストライプ状突起を反映した突起１３が生じる。これが位置あわせ用ガイドとなる。なお、位置あわせ用ガイドとして光ピンのガイドが突起である場合、光導波路層の穴の壁面には凹みを設けるが、その形成方法は穴の壁面に突起を設ける方法を、形状を変えるだけで用いることができる。  【００２３】
光ピンには光路変換機能を付与することができる。図６に光路変換用微小鏡の付いた光導波路型光ピンの例を示した。光ピンの端部にダイシング加工、あるいはエキシマレーザを照射することにより、コア２にかかるように４５度で切削して４５度傾斜した端面１１を設けることができる。このコア端面がそのまま反射鏡となる。この４５度端面には図６(b)に断面で示すように、金などの金属膜１２でコーティングされていることが好ましい。また光配線板の上下２面間を垂直に光ピンで光導波させる場合は、この４５度端面を設ける必要はなく、互いに平行な２面にコア端面が設けられている直方体の光ピンでよい。  【００２４】
これ以降、光配線基板として、光配線と電気配線を含む光電気混載基板について記載するが、電気配線層を用いず、シリコン基板、樹脂基板などの上に形成された通常の光導波路についても本発明は適用可能である。 【００２５】
図７に光電気混載基板の斜視図（図７(a)）と断面図(図７(b))を示した。これは、光導波路機能を有すコア２５（図では５本のコア）を備えた光配線層２１と、銅張積層板からなる電気配線層２２を積層したものである。ここでは光配線層を２枚の電気配線層ではさみ、間に熱可塑性ポリイミドやエポキシ樹脂などを接着層２３として、積み重ね、熱プレスによって光電気混載基板２４を作製する。この光電気混載基板に図１または図３に示すような穴を形成する。穴（図示せず）は、光ピンと光接続が必要なコアだけにかかるように穴あけ形成すればよい。  【００２６】
光電気混載基板にガイド構造付きの穴を形成する際に、ガイド構造と光電気混載基板に存するコアとの相互の位置精度が非常に重要となる。光配線層が電気配線層にはさまれている光電気混載基板の場合、穴あけのための位置あわせの時に、光導波路のコア位置を観察するためには、あらかじめ、電気配線層側に穴を明けておき、光導波路側のマーカを見えるようにすればよい。あるいは、電気配線層が薄いあるいは比較的透明の場合、銅箔の無い箇所は光導波路コアあるいは光導波路に形成されたマーカを見ることができる。あらかじめ一部銅箔をエッチングしておくこと、あるいは、銅箔のパターンニングが施された後に、コアやマーカの位置を確認しながら、ガイド構造の位置を決めることが出来る。  【００２７】
ガイド構造は、レーザ加工やドリル加工などで穴あけと同時に形成する。レーザ加工の場合使用する光学マスクにガイド構造を含めた形状を付与すればよい。電気配線層として銅張ポリイミドフィルムを用いた場合、ガイド構造を備えた穴形状が形成された光学マスクを通してレーザを照射することによって、光ピンの凹みまたは凸に嵌合しやすい形状の凸または凹みのガイド構造を備えた穴を簡単に加工できる。  【００２８】
図８に穴に光ピンを嵌合させる方法を示した。光電気混載基板４９に形成された穴４１に光ピン４２を挿入する。このとき、光ピン側の凹み４３に基板側に形成された突起状ガイド構造４４をあわせて、光ピンを壁面に押し当てて接着固定する。これによりコアの位置決めが可能である。穴の突起部４４の寸法および突起部以外の寸法を光ピンの外観形状、寸法に合わせることによって穴の寸法が決定される。  【００２９】
深さ方向の位置決めは次のような方法を用いればよい。図11に位置合わせの概念図を示した。例えば、レーザ加工により１端面が４５度鏡面加工されている光ピン４７の場合、光ピンの全長ｍと光電気混載基板４９の厚みｎ、光電気混載基板の光導波路層のコア５０の底面からの高さｏを求めておくことにより、鏡面の位置を決めることができる。光ピンの４５度鏡面加工の位置高さｐをその基板のコア位置に対応させてレーザ加工する。光ピンを収める光電気混載基板を平板上に載せておくと、光ピンを基板に挿入するだけで、基板の深さ方向の位置合せが可能となる。なおガイド構造と光ピン側のガイドは互いにきつく嵌めあう寸法や形状でもよいが、必ずしも互いに嵌合する形状である必要はなく、異なる形状で遊びがあって一方の突起の一部が他方の凹みの一部に突き当たる形で位置あわせされてもよい。  【００３０】
このようにして得られる光電気混載基板を用いた光伝送形態を図９に示す。光配線層６０と積層された電気配線基板６４上に、発光素子６１と受光素子６２をはんだボール６５によって実装した。光ピン６３は、位置合わせガイドにより位置決めされており、光ピン６３の上部と発光素子や受光素子の間の空間を発光素子の発振波長に対して透明な樹脂６６で埋めた。光ピンのコア端部と受発光素子との間には隙間があってもよい。このような光電気混載基板を用い、発光素子と受光素子間を光路６７（点線で表示）を通って光信号を伝送することができる。  【００３１】
ところで、光路変換用の反射面である微小鏡は光ピンに形成しないで、光配線層側に設けることもできる。図12に光配線層に光路変換用の微小鏡を形成する加工方法の一例を示した。図の光電気混載基板は、コア７２とクラッド７３からなる光導波路を備えた光配線層を接着層７４を介して電気配線板７１で挟んで積層したものである（図12(a)）。電気配線板７１の上からエキシマなどのレーザ加工によって、接着層を貫通してクラッド層に達する穴７５をあける（図12(b)）。レーザ照射時間を調整することにより、形成する穴の深さを制御できる。穴の壁面には凸または凹のガイド構造が形成されている。この穴を通して光配線層のコアが見えてくる。その後その穴から斜めにコア７２に向けてレーザ照射を行い、コア端面に４５度微小鏡面７７を形成する（図12(c)）。必要であれば、微小鏡面に金属膜を蒸着などでコートする。その後、ガイドに合わせ、短い光導波路型光ピン７６を挿入し接着剤で固定する（図12(d)）。光導波路長は電気配線板厚、接着層厚、基板と光素子間距離から計算して決める。このときの光路は光ピン、クラッド層、コア層４５度微小鏡面、コア層となる。  【００３２】
また、光ピンを挿入する穴を形成するときに電気配線層、接着層が不透明であり、上から光配線層のコア位置が見にくい場合は、図13(a)のように、あらかじめ、電気配線板７１、接着層７４を貫通してクラッド層７３に達する穴７５をレーザ加工などにより形成する。この穴を通して、光配線層のコア７２が見えてくる。その後コア７２に向けて、レーザ加工などによりガイド構造を備えた穴７７を形成する（図13(b)）。その後、ガイドに合わせて光ピン７６をこの穴７７に挿入し、接着固定をする（図13(c)）。このとき、光ピンには予めレーザ加工やダイシング加工などにより、コアを４５度に貫通する穴を形成してその端面に鏡面を形成しておく。これにより図13(d)に示すような光路７８が形成され、電気配線板、接着層が透明でなく、光配線層のコアが見にくい場合でも、実施可能である。
【実施例】
【００３３】
２，２-ビス（３，４-ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）と２，２-ビス（トリフルオロメチル）-４, ４' -ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）から形成されるポリイミドをクラッドとして、６ＦＤＡとＴＦＤＢおよび６ＦＤＡと４, ４' -オキシジアニリン（ＯＤＡ）の共重合ポリアミド酸溶液から形成されるポリイミドをコアとして用い、これらを５インチシリコンウェハ上でフォトリソグラフィとドライエッチング技術により加工して埋め込み型光導波路フィルムを形成した。まず、シリコンウエハ上に前述のポリイミド前駆体溶液を塗布し加熱してポリイミド化して得られたクラッド層に、幅６０μｍ、深さ４８μｍの凹みを公知のフォトリソグラフィとドライエッチングにより形成した。その後、コアとなる前述の溶液をスピンコートしてその凹みに埋め込んだ。加熱してイミド化した後、さらにその上からクラッドとなる溶液をスピンコートして加熱イミド化してクラッドを形成した。このとき、クラッド表面でコアの上部には、約２０μｍの溝状の凹みが生じた。その後、このシリコンウェハ上の光導波路を５ｗｔ％のフッ酸水溶液中に浸漬させ、シリコンウェハから光導波路を剥し、フィルム光導波路を作製した。フッ素化ポリイミド光導波路のフィルム厚は７０μｍ、コアサイズは幅６０μｍで高さは最低部で２５μｍであった。その後、フッ素化ポリイミドの両面に接着を向上させるために、熱可塑性ポリイミドをそれぞれ１μｍの厚みだけ、スピンコートおよび熱処理をして形成した。この熱可塑性ポリイミドはオキシジフタル酸ニ無水物(ODPA)とアミノフェノキシベンゼン(APB)からなるポリイミドを用いた。  【００３４】
次に、光電気混載基板を作製するために、銅張ポリイミドフィルム（三井化学（株）製ＮＥＸ）の片面の銅層をエッチングした片面銅箔付ポリイミドフィルムを二枚用意した。あらかじめアプリケータによってＰＥＴフィルム上にエポキシ樹脂を２５μｍの厚みになるように塗工し、１４０℃で乾燥させた。このエポキシ樹脂膜を光導波路両面にラミネータによって１００℃でラミネートした。このあとＰＥＴフィルムを剥がした。この２５μｍの厚みのエポキシ樹脂（三井化学（株）製エポックス（登録商標）ＡＨ３５７）を接着層とし、二枚の片面銅箔付ポリイミドフィルムを光導波路フィルムのポリイミドフィルム面両側に加熱プレスにより接着固定した。プレス温度１７０℃、プレス圧力２ＭＰａ、プレス時間８０分で実施した。銅箔も含めたトータルの厚みは約１６０μｍであった。これにより光配線基板となる積層体が得られた。次に、電気回路配線用の銅箔のパターンニングを行った。このとき、光電気混載基板の端の銅箔をエッチングし、光導波路にあらかじめ付けられたマーカを観察した。このマーカを頼りに光導波路コアに対して、精度良く銅パターンニングを行った。  【００３５】
次に、光の入出力部の穴をエキシマレーザ加工により形成した。ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用い、２００Ｈｚのパルスで、光配線基板となる積層体に対して照射エネルギー密度１Ｊ／（ｃｍ２・パルス）、４秒間照射し、穴を形成した。穴の形状は、図１および図３に示したように、光ピンとなる光導波路に形成されている凹みに対応する突起を設けた形状とした。この形状の穴を形成するために、レーザ照射時にこの形状の光学マスクを用いた。穴に設けられた突起部の寸法は、４０μｍ×４０μｍとした。穴全体の寸法は、１１００μｍ×２００μｍとした。光導波路層のコア中心位置は、裏面銅箔の底から上に８３μｍであった。  【００３６】
次に、先に作製した光ピンとなる凹みつきの光導波路を長さ２００μｍでダイシング加工によって切断した。幅は１ｍｍとした。端から８３μｍがコアの鏡面中心になるように位置決めをして、エキシマレーザで斜めに加工した。レーザ加工には、２００μｍ角のマスクを用いた。次に、加工面のみに金薄膜を約３００μｍ蒸着した。得られた面の角度を４５度とし、光路変換用の微小鏡が作成された。このようにして、光路変換用微小鏡のついた光ピンが作製できた。  【００３７】
次に、この光ピンを光電気混載基板の形成したガイド付穴に挿入した。穴に接着剤を塗布しておいた。光ピンを底に突き当てることによって、高さ方向の位置合せが完了した。このとき、光ピンは、40μｍ上部に突き出したが、面受発光素子およびそれらを搭載した基板がはんだ実装される場合、はんだの高さだけ光電気混載基板から上に受発光素子が位置することになる。光ピンを突き出すことにより、受発光素子の直前まで光導波路で光を導くことが出来る。１５０℃／１時間で接着剤を加熱硬化させた。凹みが形成された面側とは逆側の隙間も同様にエポキシ系接着剤で埋め込み、硬化させた。このようにして、光ピンと光導波路層との位置合せが簡単に可能となった。このようにして発光側、受光側両方に光ピンを形成し、発光側から光を導入したところ、受光側から光信号を取り出すことが可能であった。光ピンを穴に挿入する際に、光ピンの凹みが形成された面と穴のガイドが形成された壁面とを押し付けることで、光ピンの煽りは無視が可能な２°以下に小さくできる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、光集積回路、光インターコネクション用光学部品、光電気混載板等に適用できる。
【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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