(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路を形成する光伝送路形成方法において、
前記光伝送端のうちの第１の光伝送端に、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を供給して、該第１の光伝送端に、該光伝送路形成材料を接続する第１の接続工程と、
前記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、前記基板上ないしは前記基板に固定された部材上の、前記第２の光伝送端に向かう途中位置まで、該第１の光伝送端では該第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、該途中位置まで円弧を描くように架け渡し、該架け渡しに連続して該第２の光伝送端まで該基板上ないしは該基板に固定された部材上に這わせた線路を形成する線路形成工程と、
前記第１の光伝送端と前記第２の光伝送端との間に線路を形成してなる光伝送路形成材料を、該第２の光伝送端に接続する第２の接続工程とを備えたことを特徴とする光伝送路形成方法。
【請求項２】
光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路を形成する光伝送路形成方法において、
前記光伝送端のうちの第１の光伝送端に、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を供給して、該第１の光伝送端に、該光伝送路形成材料を接続する第１の接続工程と、
前記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、前記基板上ないしは前記基板に固定された部材上の、前記第２の光伝送端に向かう途中の第１の位置まで該第１の光伝送端では該第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、該第１の位置まで円弧を描くように架け渡し、該架け渡しに連続して該第２の光伝送端に向かう途中の第２の位置まで該基板上ないしは該基板に固定された部材上に這わせ、次いで該第２の位置から該第２の光伝送端まで円弧を描くように架け渡された線路を形成する線路形成工程と、
前記第１の光伝送端と前記第２の光伝送端との間に線路を形成してなる光伝送路形成材料を、該第２の光伝送端に接続する第２の接続工程とを備えたことを特徴とする光伝送路形成方法。
【請求項３】
前記基板ないしは前記基板に固定された部材は、前記光伝送路を案内する案内溝が形成されたものであって、
前記線路形成工程が、前記光伝送路形成材料で、該基板ないしは該基板に固定された部材の該溝内を這う線路を形成する工程であることを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送路形成方法。
【請求項４】
前記光伝送路形成材料で、前記第１の光伝送端と前記第２の光伝送端との間に線路を形成する途中もしくは形成した後に前記光伝送路を形成する光伝送路形成材料の凝固を促進させる凝固促進工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送路形成方法。
【請求項５】
前記線路形成工程が、前記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を、該第１の光伝送端から前記第２の光伝送端まで前記光伝送路形成材料を凝固させながら架け渡す工程であることを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送路形成方法。
【請求項６】
前記光伝送路として、コアとクラッドからなる二層構造の光伝送路を形成する光伝送路形成方法であって、
前記線路形成工程が、いずれも流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料をクラッドを形成する凝固性の第２の材料で取り巻いた状態の二層構造の光伝送路形成材料で、該第１の光伝送端から、前記光伝送端のうちの第２の光伝送端まで、途中の少なくとも一部を前記基板上ないしは前記基板に固定された部材上に這わせた線路を形成する工程であることを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送路形成方法。
【請求項７】
前記光伝送路として、コアとクラッドからなる二層構造の光伝送路を形成する光伝送路形成方法であって、
前記線路形成工程がコアを形成する材料で前記線路を形成する工程であって、流動状態にある、クラッドを形成する材料で、前記線路を覆うクラッド形成工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送路形成方法。
【請求項８】
前記線路を外光から遮光する遮光材で該線路を覆う遮光工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の光伝送路形成方法。
【請求項９】
光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路を形成する光伝送路形成装置において、
流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を射出するノズルと、
前記ノズルを、前記基板に対し相対的に三次元方向に移動させる移動手段と、
流動状態にある前記光伝送路形成材料を、前記ノズルから、射出、停止自在に射出する射出手段と、
前記移動手段および射出手段を制御することにより、前記ノズルを、前記光伝送端のうちの第１の光伝送端の位置に移動させ、該ノズルから該第１の光伝送端に流動状態にある前記光伝送路形成材料を供給して該第１の光伝送端に該光伝送路形成材料を接続し、該第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、該第１の光伝送端から、前記基板上ないしは前記基板に固定された部材上の、前記第２の光伝送端に向かう途中位置まで該第１の光伝送端では該第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、該途中位置まで円弧を描くように架け渡し、該架け渡しに連続して該第２の光伝送端まで該基板上ないしは該基板に固定された部材上に這わせた線路が形成されるように、該ノズルを、該第１の光伝送端の位置から該第２の光伝送端の位置まで移動させて、該光伝送路形成材料を該第２の光伝送端に接続させる制御手段とを備えたことを特徴とする光伝送路形成装置。
【請求項１０】
光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路を形成する光伝送路形成装置において、
流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を射出するノズルと、
前記ノズルを、前記基板に対し相対的に三次元方向に移動させる移動手段と、
流動状態にある前記光伝送路形成材料を、前記ノズルから、射出、停止自在に射出する射出手段と、
前記移動手段および射出手段を制御することにより、前記ノズルを、前記光伝送端のうちの第１の光伝送端の位置に移動させ、該ノズルから該第１の光伝送端に流動状態にある前記光伝送路形成材料を供給して該第１の光伝送端に該光伝送路形成材料を接続し、該第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、該第１の光伝送端から、前記基板上ないしは前記基板に固定された部材上の、前記第２の光伝送端に向かう途中の第１の位置まで該第１の光伝送端では該第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、該第１の位置まで円弧を描くように架け渡し、該架け渡しに連続して該基板上ないしは該基板に固定された部材上の、該第２の光伝送端に向かう途中の第２の位置まで該基板上ないしは該基板に固定された部材上を這い、次いで該第２の位置から該第２の光伝送端まで円弧を描くように架け渡された線路が形成されるように、該ノズルを、該第１の光伝送端の位置から該第２の光伝送端の位置まで移動させて、該光伝送路形成材料を該第２の光伝送端に接続させる制御手段とを備えたことを特徴とする光伝送路形成装置。
【請求項１１】
前記光伝送路形成材料で、前記線路を形成する途中もしくは形成した後において該線路の凝固を促進させる凝固促進手段を備えたことを特徴とする請求項９又は１０記載の光伝送路形成装置。
【請求項１２】
光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路が形成されてなる光回路において、
前記光伝送路が、流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料によって形成された、該光伝送路によって接続される２つの光伝送端どうしを結ぶ線路であって、かつ、該２つの光伝送端のうちの一方である第１の光伝送端では該第１の光伝送端に対する光の進行方向に延びると共に、前記基板上ないしは該基板に固定された部材上の、前記２つの光伝送端のうちの他の一方である第２の光伝送端に向かう途中位置まで円弧を描くように掛け渡され、該架け渡しに連続して該第２の光伝送端まで該基板上ないしは該基板に固定された部材上を這う線路が凝固してなるものであることを特徴とする光回路。
【請求項１３】
請求項１２記載の光回路を備え、前記光回路を用いて信号処理を行うことを特徴とする信号処理装置。
【請求項１４】
光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路が形成されてなる光回路において、
前記光伝送路が、流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料によって形成された、該光伝送路によって接続される２つの光伝送端どうしを結ぶ線路であって、かつ、該２つの光伝送端のうちの一方である第１の光伝送端では該第１の光伝送端に対する光の進行方向に延びると共に、前記基板上ないしは該基板に固定された部材上の、前記２つの光伝送端のうちの他の一方である第２の光伝送端に向かう第１の位置まで円弧を描くように架け渡され、該架け渡しに連続して該第２の光伝送端に向かう途中の第２の位置まで該基板上ないしは該基板に固定された部材上を這い、次いで該第２の位置から該第２の光伝送端まで円弧を描くように架け渡された線路が凝固してなるものであることを特徴とする光回路。
【請求項１５】
請求項１４記載の光回路を備え、前記光回路を用いて信号処理を行うことを特徴とする信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路を形成する光伝送路形成方法、その方法を実施する光伝送路形成装置、その方法により形成された光伝送路を有する光回路、およびその光回路を備えた信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子回路の接続方法として電気配線によるものが知られている。しかし、近年の回路処理速度の高速化に伴い、電気配線では遅延や波形の歪み等が生じ正確な信号伝送ができないことから、電気信号を光に置き換えて、光伝送路により信号を伝達する、いわゆる光インターコネクション技術が提案されている。しかしながら光インターコネクション技術は、発光素子と受光素子または光導波路との結合のための光軸合わせに数μｍ以下の精度を必要とするため、実装組立てが困難であるという問題がある。
【０００３】
また、光導波路を発光素子などに接続する方法として、直接結合させるのでなく、空間に光を伝播させて間接的に接続を行う非接触型の光結合器も提案されている。ただし、このような非接触型の光結合器では結合損失を小さくするために、さらに発光部に対向する光ファイバの端部をレンズ状に加工する等の対策が採られているが、実装（位置合わせ）工程をより複雑にしている。従来の光ファイバと受・発光素子との光接続はその受・発光面が基板面の上面にあり上方からの光、あるいは上方への光と結合する必要があるため、光ファイバの端部を４５度に切断・研磨しておりファイバの光軸回りの回転と軸合わせのＸＹθの３軸に関して同時に制御する必要があって、位置合わせコストが実装コストの大半を占めることになる。
【０００４】
これを解決するために特開平１−２６９９０３号公報、特開平５−８８０２８号公報には、光ファイバをワイヤボンディング式により素子と直接接続することによって、素子間を光結合する方式が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光半導体装置では、光信号の送信端もしくは受信端となる光伝送端間の光伝送路形成にあたり光ファイバを用いており、ワイヤボンディングと同様の実装方法を採用すると、光ファイバは数μｍから数ｍｍの長さの間を接続するワイヤボンディングを自由に行なうことができるほどの柔軟性を持たないことから、ワイヤボンディングを行なおうとして光ファイバを屈曲させると光ファイバがその屈曲部で破断してしまい、接続は事実上不可能に近い。また、破断せずにワイヤボンディングを行なうことができたとしても、光伝送端、すなわち発光素子と受光素子又は光導波路との結合部に常に剪断応力が加わるために接着剥離を起こす恐れが大きいという、信頼性上の問題点もある。
【０００６】
また、特公平８−１２３０３号公報には、光導波管材料のポリマーをノズルから押し出すことによりチップとチップの間に光導波管を形成する方法が開示されている。しかし、この公報には、チップ上に光導波管を形成する際の、チップと光導波管との接続に関する具体的方法が開示がされておらず、チップ上方のノズルからポリマーを押し出して光導波管を形成しその光導波管をチップ端面で光軸合わせを行うことは非常に困難である。また、上記公報に記載された図面では、チップの端面に光導波管を接続するため、光導波管をＬ字型に屈曲させて形成しなくてはならないが、光導波管にこのような屈曲部が存在すると、その屈曲部から光が外部に抜け出てしまい光導波管による光伝送が不可能となる恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、光伝送端どうしを光伝送路で接続する際に、破断が生じたり剪断応力が残存することが防止され、かつ所望の経路を通るように光伝送路が形成される光伝送路形成方法、その方法を実施する光伝送路形成装置、その方法により形成された光伝送路を有する光回路、および、その光回路を備えた信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の光伝送路形成方法は、
光伝送路により接続されて該光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路を形成する光伝送路形成方法において、
（１）上記光伝送端のうちの第１の光伝送端に、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を供給して、この第１の光伝送端に、この光伝送路形成材料を接続する第１の接続工程
（２）上記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、この第１の光伝送端から、上記光伝送端のうちの第２の光伝送端まで、上記基板上ないしは上記基板に固定された部材上に途中の少なくとも一部を這わせた線路を形成する線路形成工程
（３）上記第１の光伝送端と上記第２の光伝送端との間に線路を形成してなる光伝送路形成材料を、この第２の光伝送端に接続する第２の接続工程
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、本発明において「流動状態」とは、光伝送路形成材料が凝固する前の流動性を有する状態をいい、この流動状態には、溶融状態、すなわち、加熱により被加熱材料（ここでは光伝送路形成材料）を軟化させ、この軟化により被加熱材料に流動性を持たせた状態、および、溶解状態、すなわち溶質（ここでは光伝送路形成材料）を溶媒に溶かし、これによりその溶質に流動性を持たせた状態の双方が含まれる。
【００１０】
本発明の光伝送路形成方法は、流動状態にある光伝送路形成材料で光伝送路を形成し、その形成中もしくは形成後に凝固させるものであるため、破断や剪断応力の発生が防止され、信頼性の高い光伝送路形成が行なわれる。
また本発明の光伝送路形成方法は、線路形成工程で、形成される線路の途中の少なくとも一部を、基板上ないし基板に固定された部材上に這わせている。つまり、線路の、基板にないしは部材上に這う部分は、基板ないし部材により支えられるため、光伝送路により接続される２つの光伝送端間の距離が長くなっても所望の経路を通るように光伝送路を形成しやすく、さらに信頼性の高い光伝送路形成が行なわれる。
【００１１】
ここで、本発明の光伝送路形成方法は、上記線路形成工程が、上記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、
基板上ないしは基板に固定された部材上の、第２の光伝送端に向かう途中位置まで、第１の光伝送端では第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、上記途中位置まで円弧を描くように架け渡し、その架け渡しに連続して第２の光伝送端まで基板上ないしは基板に固定された部材上に這わせた線路を形成する工程であってもよく、あるいは上記線路形成工程が、上記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、基板上ないしは基板に固定された部材上の、第２の光伝送端に向かう途中の第１の位置まで第１の光伝送端ではその第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、上記第１の位置まで円弧を描くように架け渡し、その架け渡しに連続して該第２の光伝送端に向かう途中の第２の位置まで基板上ないしは基板に固定された部材上に這わせ、次いでその第２の位置から第２の光伝送端まで円弧を描くように架け渡す線路を形成する工程であってもよい。
【００１２】
また、本発明の光伝送路形成方法は、上記基板ないしは上記基板に固定された部材に、上記光伝送路を案内する案内溝が形成され、上記線路形成工程が、上記光伝送路形成材料で、この基板ないしはこの基板に固定された部材のこの溝内を這う線路を形成する工程であることが好ましい。
案内溝を形成すると、さらに確実に所望の経路を通る光伝送路を形成しやすい。
【００１３】
また本発明の光伝送路形成方法は、上記光伝送路形成材料で、上記第１の光伝送端と上記第２の光伝送端との間に線路を形成する途中もしくは形成した後に、上記光伝送路を形成する光伝送路形成材料の凝固を促進させる凝固促進工程を備えることも好ましい。この凝固促進工程では、光伝送路形成材料を凝固させるために、例えば熱エネルギー、光エネルギー等が光伝送路形成材料に与えられ、あるいは、例えば熱エネルギー等が光伝送路形成材料から奪われる。
あるいは、本発明の光伝送路形成方法において、上記線路形成工程が、上記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を、その第１の光伝送端から上記第２の光伝送端まで光伝送路形成材料を凝固させながら架け渡す工程であってもよい。
【００１４】
さらに、上記本発明の光伝送路形成方法が、上記光伝送路として、コアとクラッドからなる二層構造の光伝送路を形成する光伝送路形成方法である場合に、
上記線路形成工程が、いずれも流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料をクラッドを形成する凝固性の第２の材料で取り巻いた状態の二層構造の光伝送路形成材料で、この第１の光伝送端から、上記光伝送端のうちの第２の光伝送端まで、途中の少なくとも一部を上記基板上ないしは上記基板に固定された部材上に這わせた線路を形成する工程であることが好ましい。
【００１５】
あるいは、上記本発明の光伝送路形成方法は、上記光伝送路として、コアとクラッドからなる二層構造の光伝送路を形成する光伝送路形成方法である場合に、
上記線路形成工程がコアを形成する材料で上記線路を形成する工程であって、流動状態にある、クラッドを形成する材料で、上記線路を覆うクラッド形成工程を備えたものであってもよい。
【００１６】
さらに、本発明の光伝送路形成方法は、上記線路を外光から遮光する遮光材でこの線路を覆う遮光工程を備えることが好ましい。
また、上記本発明の光伝送路形成方法の実施に好適な本発明の光伝送路形成装置は、光伝送路により接続されてこの光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路を形成する光伝送路形成装置において、
（１）流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を射出するノズル
（２）上記ノズルを、上記共通の基板ないしは互いに固定された基板に対し相対的に三次元方向に移動させる移動手段
（３）流動状態にある上記光伝送路形成材料を、上記ノズルから、射出、停止自在に射出する射出手段
（４）上記移動手段および射出手段を制御することにより、上記ノズルを、上記光伝送端のうちの第１の光伝送端の位置に移動させ、このノズルからこの第１の光伝送端に流動状態にある上記光伝送路形成材料を供給してこの第１の光伝送端にこの光伝送路形成材料を接続し、この第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある光伝送路形成材料で、この第１の光伝送端からこの第２の光伝送端まで、上記基板上ないしは上記基板に固定された部材上に途中の少なくとも一部を這わせた線路が形成されるように、このノズルを、この第１の光伝送端の位置からこの第２の光伝送端の位置まで移動させ、この光伝送路形成材料をこの第２の光伝送端に接続させる制御手段を備えたことを特徴とする。
ここで、本発明の光伝送路形成装置において、上記制御手段は、第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、第１の光伝送端から、基板上ないしは基板に固定された部材上の、第２の光伝送端に向かう途中位置まで第１の光伝送端ではその第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、上記途中位置まで円弧を描くように架け渡し、その架け渡しに連続して該第２の光伝送端まで基板上ないしは基板に固定された部材上に這わせた線路が形成されるように、ノズルを、第１の光伝送端の位置から第２の光伝送端の位置まで移動させて、光伝送路形成材料を第２の光伝送端に接続させるのであってもよく、あるいは、上記制御手段は、第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料で、第１の光伝送端から、基板上ないしは基板に固定された部材上の、前記第２の光伝送端に向かう途中の第１の位置まで第１の光伝送端ではその第１の光伝送端に対する光の進行方向に沿って延びると共に、上記第１の位置まで円弧を描くように架け渡し、その架け渡しに連続して基板上ないしは基板に固定された部材上の、第２の光伝送端に向かう途中の第２の位置まで基板上ないしは基板に固定された部材上を這い、次いで上記第２の位置から第２の光伝送端まで円弧を描くように架け渡された線路が形成されるように、ノズルを、第１の光伝送端の位置から第２の光伝送端の位置まで移動させて、光伝送路形成材料を第２の光伝送端に接続させるものであってもよい。
【００１７】
また、光伝送路形成装置は、上記光伝送路形成材料で、上記線路を形成する途中もしくは形成した後においてこの線路の凝固を促進させる凝固促進手段（例えば加熱手段、光照射手段、冷却手段、送風手段等）を備えたものであってもよい。
上記ノズルは、凝固性の光伝送路形成材料をそのノズルから射出する際に、その光伝送路形成材料が流動状態にあれば特にその構成が限定されるものではなく、ノズルないしその近傍に加熱手段を設け、そのノズルの入口までは凝固した状態、例えば粉体ないし線材としての光伝送路形成材料を供給し、そのノズルで加熱することにより、そのノズルから射出する際に流動状態にあるように構成してもよく、あるいは、ノズルとは別に光伝送路形成材料を流動状態におくためのタンクを備え、そのタンク内の光伝送路形成材料に熱を加えることにより、そのタンク内の光伝送路形成材料を流動状態とし、その流動状態にある光伝送路形成材料をノズルに供給してもよい。さらに、その光伝送路形成材料は、加熱することにより流動状態となるものである必要はなく、例えば常温で流動状態にある、熱凝固性の光伝送路形成材料をノズルから射出して光伝送路を形成し、その光伝送路に熱を与えることによって凝固させてもよい。さらに、その光伝送路形成材料は、熱エネルギーにより流動状態となり、あるいは熱エネルギーにより凝固するものである必要はなく、例えば溶媒中にあるときに流動状態にあり、その溶媒を熱ないし風等で除去することにより凝固するものであってもよく、流動状態にある光伝送路形成材料に光エネルギーを与えることにより凝固するものであってもよい。上記ノズルは、要するに、光伝送路の形成に使用しようとする光伝送路形成材料を流動状態で射出できるものであればよく、使用しようとする光伝送形成材料の性質に応じ種々に構成されるものである。
【００１８】
さらに、本発明の光回路のうちの第１の光回路は、光伝送路により接続されてこの光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路が形成されてなる光回路において、
上記光伝送路が、流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料によって形成された、この光伝送路によって接続される２つの光伝送端どうしを結ぶ線路であって、かつ、それら２つの光伝送端のうちの一方である第１の光伝送端ではその第１の光伝送端に対する光の進行方向に延びると共に、基板上ないしは基板に固定された部材上の、上記２つの光伝送端のうちの他の一方である第２の光伝送端に向かう途中位置まで円弧を描くように掛け渡され、その架け渡しに連続して第２の光伝送端まで基板上ないしは基板に固定された部材上を這う線路が凝固してなるものであることを特徴とする。
また、本発明の光回路のうちの第２の光回路は、光伝送路により接続されてこの光伝送路を経由する光伝送を行う、共通の基板ないしは互いに固定された基板上の光伝送端相互間に、光伝送路が形成されてなる光回路において、
上記光伝送路が、流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料によって形成された、この光伝送路によって接続される２つの光伝送端どうしを結ぶ線路であって、かつ、それら２つの光伝送端のうちの一方である第１の光伝送端ではその第１の光伝送端に対する光の進行方向に延びると共に、基板上ないしは基板に固定された部材上の、上記２つの光伝送端のうちの他の一方である第２の光伝送端に向かう第１の位置まで円弧を描くように架け渡され、その架け渡しに連続して第２の光伝送端に向かう途中の第２の位置まで基板上ないしは基板に固定された部材上を這い、次いで第２の位置から第２の光伝送端まで円弧を描くように架け渡された線路が凝固してなるものであることを特徴とする。
さらに、本発明の信号処理装置のうちの第１の信号処理装置は、本発明の第１の光回路を備え、その光回路を用いて信号処理を行なうことを特徴とする。
さらに、本発明の信号処理装置のうちの第２の信号処理装置は、本発明の第２の光回路を備え、その光回路を用いて信号処理を行なうことを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の信号処理装置は、本発明の光回路を備え、その光回路を用いて信号処理を行なうことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、後述する本発明の第１実施形態の光インターコネクションの要部を示す斜視図である。
ガラス、ガラスエポキシ、もしくはＳｉ等の基板１に、Ｓｉや、ＧａＡｓ等のウエハの上に形成された、発光、受光素子及び電子回路を有する光・電子集積回路２が搭載されている。図１には、２つの光・電子集積回路２が示されている。一方の光・電子集積回路２上の発光素子３と、他方の光・電子集積回路２上の受光素子４は、本発明の特徴である、流動状態にある光伝送路形成材料が凝固することにより形成された光伝送路５で光学的に結合されている。一方、各電気的配線６の端子は、金線等を用いた従来どおりのワイヤボンディング法によるワイヤ７で電気的に結合されている。
【００２１】
図２は、以下に説明する実施形態に共通の、本発明の光伝送路形成装置の概略構成図である。
２つの光電子集積回路１０を搭載した基板１１が、基板載置台１２に載置されており、基板１１上には１本の光伝送路１３が形成されている。また、この図に示す光伝送路形成装置１４は、光伝送路を形成する部分を撮影して画像信号を得るカメラ１５と、流動状態にある光伝送回路形成材料を射出するキャピラリ（本発明にいうノズルの一例）１６が備えられている。キャピラリ１６の上部には、キャピラリ１６に光伝送路形成材料を供給するための光伝送路形成材料移送部等が備えられているが、この図２では図示省略されている。
【００２２】
また、この図２には示されていないが、後述する実施形態によっては、キャピラリ１６の横に、冷風ないし温風をあてるノズル（図３のノズル２６参照）、ないし光照射用の光源が備えられる。
このキャピラリ１６には、アーム１７を介して、キャピラリ１６を、アーム１７を水平に回動させるＸ方向、アーム１７を伸縮させるＹ方向、およびアーム１７を上下に回動させるＺ方向の三次元方向に自在に移動させるキャピラリ駆動部１８が連結されている。基板１１を大きく移動させる場合は、基板載置台１２の方が移動する。カメラ１５で得られた画像信号は、例えばマイクロコンピュータ等からなる制御回路１９に入力される。この制御回路１９は、その画像信号により光伝送路で接続すべき点（光伝送端）の位置を自動認識し、キャピラリ１６が光伝送端に応じた位置に移動するようキャピラリ駆動部１８を制御する。また、この制御回路１９は、後述する、キャピラリ１６からの光伝送路形成材料の射出、停止を行なうボールねじ状のスクリュー３０（図４参照）の回転の制御も行なう。制御回路１９による、キャピラリ駆動部１８を介してのキャピラリ１６の移動制御、および光伝送路形成材料の供給、停止の制御の詳細については後述する。
【００２３】
図３は、図２で図示省略されていた、キャピラリ上部の光伝送路形成材料移送部の概略構成図である。
キャピラリ１６の上部には、タンク２０が備えられ、そのタンク２０とキャピラリ１６は、光伝送路形成材料２１を移送するための移送管２２で連結されている。また、この移送管２２の途中には、光伝送路形成材料２１をキャピラリ１６に移送する量を制御する移送量制御部２３が備えられている。
【００２４】
図４は、移送量制御部の模式断面図である。
移送量制御部２３の内部にはボールねじ状のスクリュー３０が備えられており、このスクリュー３０の回転軸にはモータ３１が連結されている。このモータ３１は、図２に示す制御回路１９からの指令により、その回転、停止が制御され、この移送量制御部２３による光伝送路形成材料２１の、キャピラリ１６への移送量は、このモータ３１の回転に応じて定められる。
【００２５】
図３に戻って説明を続ける。
タンク２０の上部は開閉自在に密封されており、その上部には、タンク２０内部を加圧するための空気ないし所定のガスを送り込む加圧配管２４、およびその加圧配管２４を導通、遮断するバルブ２４１が備えられている。またタンク２０の上部には、このタンク２０内部を減圧するための真空配管２５およびそのバルブ２５１が備えられている。
【００２６】
さらに、実施形態によっては、キャピラリ１６の横に、実施形態に応じた冷却用ガスや温風等の吹き出し用のノズル２６が備えられるとともに、そのノズル２６にガスや温風等を供給する配管２７およびそのバルブ２７１が備えられている。
以下に、本発明における重要な要素である光伝送路形成材料、第１の接続工程、線路形成工程、および第２の接続工程について、必要に応じて図２を参照しながら説明する。尚、この説明に当たり、第１の接続工程の実行により光伝送路形成材料が接続される光伝送端を第１の光伝送端と呼び、第２の接続工程の実行により光伝送路形成材料が接続される光伝送端を第２の光伝送端と呼ぶこととする。この説明をした後、具体的な各実施形態について説明する。
（光伝送路形成材料）
光伝送路形成材料（以下、単に材料と略することがある）の選択においては、透明性や屈折率は言うまでもなく、融点又はガラス転移点が重要なポイントとなる。
【００２７】
光伝送路形成材料により接続される光伝送端がＬＥＤや受光素子あるいは光導波路等、使用時の温度上昇が顕著でない箇所については、比較的低融点の材料を用いることができる。例えば、ＰＭＭＡ（ガラス転移点１１０℃、屈折率１．４９）はプラスチック製光ファイバの材料として利用されており、光導波路としての信頼性も高い。
【００２８】
しかし、例えばＬＤなどの発光素子に接続する場合には、発光素子の駆動によって発生する温度の上昇を考慮する必要がある。面発光レーザ等のＬＤでは、表面温度が１５０℃程度まで上昇することがあり、低融点の材料では、形成された光伝送路が熱変形したり、接続箇所での光伝送路と光伝送端との位置ずれや切断が発生するおそれがあるなど、信頼性が低下する場合がある。
【００２９】
従って、溶融性の材料を使用する時には、接続箇所の温度上昇を考慮して、高融点材料を選択しなければならない。また、逆にあまり高融点の材料を用いると、光伝送路の形成時に、接続される側の光導波路や光回路を破壊してしまうおそれがある。
また、光伝送路を形成している時の材料の粘度があまりに高いと、光伝送路自体や光伝送端において材料の供給ムラやヒゲが残ったまま凝固してしまい、光の逆行や散乱が発生するなど光伝送性能が低下してしまう。逆に粘度が低いときは、光伝送路の形成速度を遅くする必要があるが、材料自身の表面張力によって表面が滑らかになり、光伝送性は向上する。
【００３０】
即ち、溶融性の材料は、光伝送端の最大上昇温度、ボンディング中での材料の温度、その時の粘度に基づいて選択される必要がある。
なお、溶融の恐れのない熱硬化性材料などで光伝送路を形成する場合には、特に接続対象の温度上昇を考慮する必要はないが、熱分解などの恐れがあるため、やはり耐熱性の高い材料を使用する必要がある。
【００３１】
後述する第１実施形態では、発光部における温度の上昇を考慮し、高融点材料の中からポリアリレートが選択されている。ポリアリレートとしては、例えばユニチカ（株）社製のＵポリマ（商品名）が材料として入手可能である。材料特性は、透過率：９０％、屈折率：１．６０、ガラス転移点：１９３℃、熱変形温度：１７５℃である。粘度は溶融温度により変化する。２７０〜３５０℃程度で、粘度は１０2 〜１０6 ポアズである。尚、他にも高融点材料として、ポリサルフォン、ポリエーテルサルホン（ガラス転移点：２２４℃）があげられる。
【００３２】
ところで、光伝送路形成材料とその材料と接続される光伝送端の相性について、何らの処理を行なうことなく、溶融した光伝送路形成材料が光伝送端に接続されれば問題はないが、相性が悪い場合はプライマ材を用いることも可能である。プライマ材としては東レ・ダウ・コーニング・シリコーン製のプライマＡ等を用いれば良い。
【００３３】
但し、その場合、プライマ材を光伝送端に供給するための工程が必要となることから、プライマ材を使用する代わりに、接続される基板を加熱したり、接続箇所での雰囲気温度を高めにして接着性を向上させる方が好ましい。また光伝送路形成材料としても、その材料で接続しようとしている光回路のパッシベーション膜である、例えばリン酸ガラスや低融点ガラスＳｉＯ2 、ＳＯＧと接着性の良いものを選択することが好ましい。
【００３４】
従って、以下に説明する第１実施形態においては、ボンディング作業を、およそ１７０〜２２０℃の雰囲気中で行っている。
（第１の接続工程）
第１の接続工程、および後述する第２の接続工程では、その光伝送端での光の入出力性能が重要である。
【００３５】
即ち、接続箇所における光伝送路形成材料と、光伝送端である光導波路や発光素子あるいは受光素子との整合性と共に、接合部での入出光の散乱や屈折によって光伝送性が低下しないように接続を行う必要がある。
接合部の位置決めについては、従来ワイヤボンディングで行われているように、位置決めマークを回路基板に設けるとともに、予め記憶させた接合箇所へとキャピラリ１６を移動させることにより行なうことができる。
【００３６】
また、接続部での接合性を高めるためには、光伝送端はあらかじめ加熱されている方が好ましい。光伝送端を加熱するには、基板載置台１２をヒータで加熱したり、接続部周辺の雰囲気を加熱すればよい。接続部周辺の雰囲気を加熱する場合には、基板１１全体が一様に加熱されることになるので、接続される光回路へのダメージも少なくなり、またキャピラリ１６から供給された光伝送路形成材料も急冷されないのでキャピラリ１６での材料の目づまりを防止でき、第１の接続工程開始前のキャピラリ１６を移動している途中で、キャピラリ１６の先端部の光伝送路形成材料が凝固してしまうのを防止できる点でも有効である。
【００３７】
なお、雰囲気を加熱しない時にはキャピラリ１６自体の温度を上昇させればキャピラリ先端部の凝固を防止できるが、その分材料自体の温度が上昇するので凝固が遅れる他、空気に触れている表面と内部とで凝固速度が大きく変化してしまうおそれがあり、意図しない屈折率分布やその他の光伝送特性のばらつきを生じないよう注意を要する。
（線路形成工程）
線路形成工程においては、凝固前の光伝送路形成材料で光伝送路を形成していくために、凝固により形成された光伝送路が実際に光伝送路として機能するようにしなければならない。即ち、光伝送端から光伝送路内に入射した光が光伝送路内で反射を繰り返しながら、他方の光伝送端へと確実に出射するように光伝送路を形成する必要があり、逆行、散乱、透過などが発生して光伝送性が損なわれないように、その形状を決定しなければならない。
【００３８】
そこで、第１の光伝送端が、発光部など光伝送路に光を入射させる側の光伝送端であり、この発光部側から光伝送路を形成していく場合には、まず第１の光伝送端における光の進行方向に沿って光伝送路が形成されていくようにキャピラリ１２を移動していく。
また、線路形成工程においては、線路を形成していくのであるが、この時に第２の光伝送端の形状や接続対象に応じて光伝送路の曲率を調整する必要がある。
【００３９】
尚、上記の例では理解しやすいように第１の光伝送端側から光伝送路に光が入射されるものとしたが、逆の場合、すなわち第１の光伝送端が受光側の場合も同様の思想で光伝送路の形成方向を決定すればよい。また、１つの光伝送端で入出射双方を行う場合には、双方の条件を満足するように形成する必要がある。
光伝送路形成材料の接続対象である光回路や発光素子からの光の出射方向精度は比較的ばらつきが少ないため、光伝送路をその出射方向に沿って形成すれば光伝送路内に光を確実に入射させることができる。従って、光伝送路の入射側の方が出射側より接続位置合わせ精度が低くてよい。一方、出射側は、上述のように、その光の出射方向が光伝送路の形状に大きく依存する場合が多いので、光伝送路形成の際により高い精度を必要とする。
【００４０】
光伝送路を形成しながら光接続を行う場合、第１の光伝送端での接続のコントロールは行いやすい反面、第２の光伝送端での接続はキャピラリから射出された光伝送路の側面付近で行うことになるため、その接続コントロールが難しい。従って、出射側と入射側が予め決まっている場合には、出射側（光伝送路の入射側）を第１の光伝送端とし、入射側（光伝送路の出射側）を第２の光伝送端とするほうがコントロールしやすい。
【００４１】
また、この線路形成工程においては、第２の光伝送端に向かって、途中の少なくとも一部が基板等を這うように線路が形成される。ここでは、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料を用いて線路が形成されるため、特にその線路が長いと、基板等に支えられていない場合、その線路が途中で重力で垂れ下がってしまうなど、所望の線路からずれ、その線路がずれたこと自身により、あるいはその線路がずれて他の線路とのクロストークが発生することにより、設計通りの光伝達特性が得られない恐れがある。ここでは線路の少なくとも一部分が基板等の上を這うように形成されるため、当初設計した通りの経路を有する線路の形成が容易となり、所望の光伝達特性を得ることができる。
（第２接続工程）
第２の接続工程においては、やはり光伝送端の光の入出射方向と、形成された光伝送路の形状との整合が必要である。
【００４２】
光伝送路を形成しながらその光伝送路と第２の光伝送端とを接続するには、光伝送路の側面側を接続箇所に押しつけなければならない。
従って、例えば、光伝送路形成材料の切断面が光入出方向の反射面として機能するように形成する必要がある。尚、反射面を形成するのにキャピラリの側面を押しつける方法の他、別工程を設けて反射部を形成してもよい。
【００４３】
以下、以上説明した基本的考え方に沿う各種実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図５〜図１２は、本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する工程を示す断面図である。
以下、図２〜図４とともに、図５〜図１２を参照しながら第１実施形態について説明する。
【００４４】
尚、以下に示す各実施形態では、本発明の光伝送端形成方法により形成された光伝送路で互いに接続される光伝送端のうちの、最初に光伝送路形成材料が接続される光伝送端を第１の光伝送端と呼び、最後に光伝送路形成材料が接続される光伝送端を第２の光伝送端と呼ぶ。
先ず、光伝送路形成材料２１としてのポリアリレートを、図３に示す、温度コントロール用のヒータ付きのタンク２０に入れて、ポリアリレートが十分に溶融し所望の粘度となる温度、例えば３５０℃に加熱する。その後、バルブ２５１を開き、その光伝送路形成材料２１に巻き込まれている空気が抜かれる。
【００４５】
次いで、バルブ２５１を閉めた後、今度はバルブ２４１を開き、タンク２０内を加圧し、さらにモータ３１を回転させて、移送量制御部２３内部のスクリュー３０（図４参照）を、光伝送路形成材料２１をキャピラリ１６に供給する側に回転させる。すると、流動性を持った光伝送路形成材料２１が、タンク２０からキャピラリ１６に向けて押し出される。このキャピラリ１６の先端径は所望の光伝送路径よりもやや太く設計されている。例えば、接続しようとしている発光素子の発光部の寸法が直径１０μｍであれば、直径２５μｍ程度の光伝送路が形成され、これに対しキャピラリ１６の先端径は直径４０μｍ程度に設計される。
【００４６】
また、図５に示すように、第１，第２の光伝送端４３，４４は、それぞれ光・電子集積回路４１，４２に搭載されており、この光・電子集積回路４１，４２は、基板４０に搭載されている。この基板４０は、図２に示す基板載置台１２に固定されている。この第１実施形態では、第１，第２の光伝送端４３，４４は、それぞれ発光素子，受光素子である。この第１の光伝送端４３と、キャピラリ１６から押し出される光伝送路形成材料２１との接続にあたっては、先ず、第１の光伝送端４３の直上の位置にキャピラリ１６を移動し、この第１の光伝送端４３の直上で、２７０℃〜３５０℃に加熱された光伝送路形成材料２１をキャピラリ１６から押し出し、その光伝送路形成材料２１がキャピラリ１６から一部押し出された状態で、図５に示すように、キャピラリ１６を降下させる。光伝送路形成材料２１の先端が第１の光伝送端４３に押し当てられると、図６に示すように、その材料２１の先端の一部は押しつぶされて周辺に拡がり、その材料２１の先端は、第１の光伝送端４３との接触によって冷却されて凝固するとともに接着力を有するようになる。
【００４７】
その後、光伝送路形成材料２１に加圧を続けることでその光伝送路形成材料２１を押し出しながらキャピラリ１６がゆっくりと上昇し、図７に示すように、基板４０表面の、第１の光伝送端４３に近い位置（図７の点Ａの位置に相当し、以下第１の位置と呼ぶ）に向かって円弧を描くように移動する。これにより、図８に示すように、第１の光伝送端４３から基板４０上の第１の位置まで、光伝送路形成材料２１が架け渡される。
【００４８】
次に、この光伝送路形成材料２１の架渡しに連続して、図９に示すように、基板４０上の第２の光伝送端４４に近い位置（図９の点Ｂの位置に相当し、以下第２の位置と呼ぶ）まで、基板４０表面を直線状に這うような線路が形成されるように、キャピラリ１６が基板４０表面に沿って移動する。
本実施形態においては、発光素子は回路基板に垂直な方向に光を射出し、したがって第１の光伝送端４３から垂直な方向に延伸するように光伝送路を形成するとともに、基板４０上の第１の位置（点Ａ）に向けて、第１の光伝送端４３と基板４０上の第１の位置との２点間を結ぶ距離を直径とするような緩やかな曲率半径となるようにキャピラリ１６を移動する。キャピラリ１６は先端部まで加熱されており、光伝送路形成材料２１はキャピラリ１６の先端部において溶融状態にある。尚、光伝送路の形状をコントロールするには、光伝送路形成材料２１の粘度は、望ましくは１０2 〜１０6 ポアズ程度に調整される。
【００４９】
上述の、第１の光伝送端４３ヘの接続工程において、光伝送路形成材料２１は、キャピラリ１６から出るとすぐに、１７０℃〜２２０℃に加熱された第１の光伝送端４３に接触し、この接触により冷却されると同時に接着される。その後、キャピラリ１６の移動速度に合わせてキャピラリ１６から射出された光伝送路形成材料２１は、射出されると同時に雰囲気空気（１７５℃以下）によって冷却され凝固（高粘度化）しながらキャピラリ１６の移動軌跡に沿った形状の光伝送路が形成される。
【００５０】
図９に示す第２の位置まで線路が形成された後、キャピラリ１６がゆっくりと上昇し、第２の光伝送端４４まで円弧を描くように移動し、図１０に示すように、キャピラリ１６の先端を光伝送端に接触させる。
この時点で、光伝送路形成材料２１への加圧制御を停止するとともにスクリュー３０を一瞬逆回転し、その直後にキャピラリ１６を上昇させることで、図１１に示すように、曵糸を防ぎながら第２の光伝送端４４での光伝送路形成材料２１の切断を行なう。これにより、基板４０表面の第２の位置から第２の光伝送端４４まで光伝送路形成材料２１が架け渡され、図１２に示すように、第１の光伝送端４３と第２の光伝送端４４との間に光伝送路４５が形成される。
尚、第２の光伝送端４４にキャピラリ１６を接触させた後、上記のように、光伝送路形成材料２１の供給停止とキャピラリ１６の上昇との間に時間差をもたせるだけでは、光伝送路の、第２の光伝送端４４側の端部にひげ状の残渣が残ってしまうおそれがあり、残渣が残ってしまうと、光伝送路内を伝播してきた光がそこで反射してしまい、光伝送路と第２の光伝送端４４との間の光結合特性が悪いものとなってしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、キャピラリ１６の先端部の形状は図１０に示すように、基板４０の面に対してテーパを持つ形状とし、これにより、光伝送路の第２の光伝送端４４の接続部分の形状をコントロールしている。
【００５１】
上記の、一連の光伝送路形成工程が終了した後、もしくはその一連の光伝送路形成工程に先立って、各電気接続端子には、従来どおりの、金線などを用いたワイヤボンデンィング法による電気的な接続が行なわれる。
このようにして形成された光伝送路４５は、図１２に示すように、基板４０表面に這うように形成されているため、光伝送路の長さが長くても所望の経路を通る光伝送路を形成しやすく、信頼性の高い光伝送路が形成される。
【００５２】
尚、上記第１実施形態では、光伝送路形成材料２１としてポリアリレートについて示していたが、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、アモルファスポリオレフィン等、光透過性を有する材料であればいずれでも良く、有機高分子材料に限らずガラス等の無機材料でも作製可能である。
（第２実施形態）
この第２実施形態以降の各実施形態では、上述した第１実施形態と同様の点は説明を省略する場合がある。
【００５３】
図１３は、共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第２実施形態により形成された光伝送路を示す断面図、図１４はその平面図である。
尚、図１３に示す点Ａ，点Ｂは、それぞれ、基板上の、第１，第２の光伝送端に近い位置を示す点であり、図１４に示す点Ａ、点Ｂの位置は、それぞれ図１３に示す点Ａ、点Ｂの位置と同一の位置である。
【００５４】
上述した第１実施形態と同様に、図５〜図８に示す手順で第１の光伝送端５１（発光素子）から基板５０表面の第１の位置（点Ａ）まで光伝送路形成材料を架け渡し、この架渡しに連続して、基板５０上の、第１の位置（点Ａ）から第２の位置（点Ｂ）まで、基板５０表面を図１４に示すように曲線状に這うような線路が形成されるようにキャピラリが移動し、図９〜図１２に示す手順で基板５０の第２の位置（点Ｂ）から第２の光伝送端５２まで光伝送路形成材料が架け渡されて、光伝送路５３が形成される。
【００５５】
光伝送路は、この図１４に示すように基板上を曲線状に這うように形成されてもよい。
（第３実施形態）
図１５は、共通の基板上に搭載された、発光素子と光ファイバケーブルとを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第３実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【００５６】
この第３実施形態では、第２の光伝送端５５は、光ファイバケーブル５４の光伝送端であり、光伝送路５６は、基板５０上を直線状に這うように形成されている。
このように、発光素子と光ファイバケーブルとを接続してもよい。
（第４実施形態）
図１６は、共通の基板上に搭載された、発光素子と光ファイバケーブルとを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第４実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。上述した第３実施形態との相違点のみについて説明する。
【００５７】
この第４実施形態では、第１の光伝送端５１である発光素子から基板５０上の第１の位置まで架け渡された光伝送路形成材料に連続して、基板５０上の第１の位置から、第２の光伝送端５５である、光ファイバケーブル５４の光伝送端まで、光伝送路形成材料を基板上に這わせることにより光伝送路５７が形成されている。
【００５８】
光伝送路を伝播して光ファイバケーブルの光伝送端の近傍まで伝播した光の、この光伝送路を出射する信号光の出射方向と、光ファイバケーブルに入射する入射光の入射方向とを整合させることができるのであれば、図１６に示すように、光伝送路形成材料を基板上の第１の位置から第２の光伝送端まで這わせて光伝送路を形成してもよい。
（第５実施形態）
図１７は、第５実施形態における光伝送路形成材料移送部の概略構成図、図１８は、キャピラリの先端部の拡大図である。ここでは、２つのタンク２０Ａ，２０Ｂに付属する要素を、タンク２０Ａ，２０Ｂと同様の添字Ａ，Ｂで区別している。
【００５９】
図３に示す光伝送路形成材料移送部との主な相違点は、キャピラリ１６１の先端が、図１８に示すように二重管構造になっており、タンク２０Ａからの、コアを形成する光伝送路形成材料２１Ａと、タンク２０Ｂからの、クラッドを形成する光伝送路形成材料２１Ｂとの二層構造の光伝送路形成材料がキャピラリ１６１の先端から押し出される点にある。
【００６０】
図１９〜図２７は、この第５実施形態における、光伝送路を形成する工程を示す断面図である。
まず、コア用の光伝送路形成材料２１Ａとしてのポリアリレートを、温度コントロール装置の付いたヒーター付きのタンク２０Ａに入れる。ポリアリレートが十分に溶融し、粘度が所望の粘度となる温度、例えば、３００℃に加熱する。このタンク２０Ａにはポリアリレートの脱泡用にタンク２０Ａ内の気圧を下げる真空配管２５Ａおよびバルブ２５１Ａが接続してあり、タンク２０Ａ内のポリアリレートが溶融し、粘度が下がって流動性を持つ間にそのポリアリレートに巻き込まれた空気が抜かれる。同様に、クラッド用の光伝送路形成材料２１Ｂとして作用するシリコーン樹脂がタンク２０Ｂに入れられ、そのタンク２０Ｂ内も、真空配管２５Ｂおよびバルブ２５１Ｂにより減圧されて脱泡される。キャピラリ１６１は、図１８に示すように、内側にポリアリレートの出口１６１ａを持ち、それを取り囲むようにシリコーン樹脂の出口１６１ｂを持つ。
【００６１】
流動性を持ったポリアリレートとシリコーン樹脂は、各バルブ２４１Ａ，２４１Ｂを含む各加圧手段、各スクリュー（図４参照）によってタンク２０Ａ，２０Ｂからキャピラリ１６１に向けて押し出される。この押出し経路は、タンク２０Ａ，２０Ｂからキャピラリ１６１に向かって徐々に温度が下がるように温度制御されている。キャピラリ１６１の先端径は所望の光伝送端径よりもやや太く設計されている。例えば、発光素子の発光部の寸法が直径１０μｍであれば、光伝送路のコア部の直径は２５μｍ程度が使用され、クラッド部はそれを取り囲むように直径３５μｍ程度が使用される。キャピラリ１６１の先端径はコア部直径４０μｍ、クラッド部直径５０μｍ程度に設計される。また、キャピラリ１６１周囲には温度調整用のヒータ（図示せず）を備えている。
【００６２】
また、図１９に示すように、第１，第２の光伝送端６１，６２は、基板６０に搭載されている。この第５実施形態では、第１，第２の光伝送端６１，６２は、それぞれ発光素子，受光素子である。この第１の光伝送端６１と、キャピラリ１６１から押し出される光伝送路形成材料２１Ａ，２１Ｂとの接続にあたっては、先ず、第１の光伝送端６１の直上の位置にキャピラリ１６１が移動し、ここで、ポリアリレートおよびシリコーン樹脂（以下、コア・クラッド材料と呼ぶ）の加圧制御が働き、ゆっくりとコア・クラッド材料が押し出され、図１９に示すように、キャピラリ１６１が降下する。その後、キャピラリ１６１の先端から押し出されたコア・クラッド材料が、図２０に示すように、第１の光伝送端６１に接触する。
【００６３】
その後、キャピラリ１６１は、コア・クラッド材料に加圧を続けることでコア・クラッド材料を押し出しながらゆっくりと上昇し、図２１に示すように、基板６０表面の、第１の光伝送端６１に近い位置（図２１の点Ａの位置に相当し、以下第１の位置と呼ぶ）に向かって円弧を描くように移動する。
これにより、図２２に示すように、第１の光伝送端６１から基板６０表面の第１の位置まで、コア・クラッド材料が架け渡される。
【００６４】
次に、コア・クラッド材料の架渡しに連続して、図２３に示すように、基板６０上の第２の光伝送端６２に近い位置（図２３の点Ｂの位置に相当し、以下第２の位置と呼ぶ）まで、基板６０表面を直線上に這うような線路が形成されるように、キャピラリ１６１が基板６０表面に沿って移動する。
次に、キャピラリ１６１がゆっくりと上昇し、第２の光伝送端６２まで円弧を描くように移動し、図２４に示すように、キャピラリ１６１の先端を第２の光伝送端６２に接触させるのであるが、キャピラリ１６１が第２の光伝送端６２に接する直前にシリコーン樹脂への加圧制御を停止する。加圧制御を停止することにより、コア材料であるポリアリレートと第２の光伝送端６２との間にシリコーン樹脂が入り込むことが防止される。キャピラリ１６１が第２の光伝送端６２と接触した時点で、ポリアリレートへの加圧制御を停止し、スクリュー（図４参照）の回転は一瞬逆回転し、その直後に、図２５に示すように、キャピラリ１６１を上昇させることで、曳糸を防ぎながら、第２の光伝送端６２でのポリアリレートの切断を終了し、これにより、第１の光伝送端６１と第２の光伝送端６２との間とのコア部の光接続を終える。
【００６５】
この後で、第２の光伝送端６２の端部に、図３に示す光伝送路形成材料移送部と同様な構造のディスペンサ等を用いて、図２６に示すように、クラッド材料としてのシリコーン樹脂２１Ｃを塗布し、加熱硬化させることで、クラッドコートとしてもよい。
その後、遮光性の樹脂、例えばシリコーン樹脂に黒色顔料を混合したものをディスペンサから供給して、図２７に示すように、クラッドを覆うように、遮光層６３を形成する。
【００６６】
上記のように構成すれば、コアとクラッドを同時に形成しながら、光接続を行なうことができる。
この第５実施形態では、クラッドおよび遮光層を設けているため、光伝送路内のクロストークを低減することができる。
尚、ここでは、第２の光伝送端６２における、コア材料とクラッド材料の供給制御について述べたが、第１の光伝送端６１においても、必要であれば、クラッド材料の供給を一旦停止した後クラッド材料の供給を再開する手法を採ってもよい。
【００６７】
尚、この第５実施形態の変形例として、コア部の光接続を終えた後にクラッド材であるシリコーン樹脂への加圧制御し、コア材であるポリアリレートをシリコーン樹脂で包みこみ、第１の光伝送端６１と第２の光伝送端６２との間のコア部の光接続およびクラッドコートの塗布を終えるようにしてもよい。
（第６実施形態）
図２８は、共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第６実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【００６８】
この第６実施形態は、基板６０上の、第１の光伝送端６１である発光素子の側端部から、第２の光伝送端６２である受光素子の側端部まで、第１のクラッド６４が形成され、図３に示す光伝送路形成装置を用いて、この第１のクラッド６４上を這うようにコア６５が形成され、第１のクラッド６４との間でコア６５を挟むように第２のクラッド６６が形成され、次いで、第１のクラッド６４、コア６５、第２のクラッド６６を覆うように遮光層６７が形成されている。
【００６９】
このように、クラッドとコアを別々に形成してもよい。尚、この実施形態では、第１のクラッド６４が、コア６５を形成する際の、本発明に言う「基板上に固定された部材」に相当する。
また、第１のクラッド６４の表面の第１の光伝送端６１と第２の光伝送端６２との間には案内溝が形成されてもよい。
【００７０】
（第７実施形態）
図２９は、共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第７実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
基板７０の表面には、エッチング等により２つの凹部７１，７２が形成され、凹部７１に第１の光伝送端７３である発光素子が搭載され、凹部７２に第２の光伝送端７４である受光素子が搭載されている。図３に示す光伝送路形成装置を用いて、光伝送路形成材料を第１の光伝送端７３から基板７０上の第１の位置（点Ａ）まで架け渡し、この架渡しに連続して、基板７０の表面に形成された案内溝の中を、基板７０上の第１の位置（点Ａ）から第２の位置（点Ｂ）まで這わせ、次いで第２の位置（点Ｂ）から第２の光伝送端７４まで架け渡すことにより光伝送路７５が形成されている。
【００７１】
このように、第１、第２の光伝送端の位置よりも高い位置を這うように光伝送路を形成すると、例えば第２実施形態（図１３参照）と比較して、第１の光伝送端と基板上の第１の位置（点Ａ）との間、または第２の光伝送端と基板上の第２の位置（点Ｂ）との間で、緩やかな曲率半径となるカーブを描くように光伝送路が形成される。また、基板７０の表面の、２つの凹部７１，７２の間には、案内溝を形成してもよい。
【００７２】
（第８実施形態）
図３０は、共通の基板上に搭載された、発光素子と光ファイバケーブルとを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第８実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。第７実施形態との相違のみについて説明する。
基板８０表面にはエッチング等により２つの凹部８１，８２が形成されており、凹部８１には、第１の光伝送端８３である発光素子が搭載され、凹部８２には、第２の光伝送端８４を有する光ファイバケーブル８５が固定されている。光伝送路８６は、第１の光伝送端８３と第２の光伝送端８４とを接続している。
【００７３】
（第９実施形態）
図３１は、共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第９実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
基板９０上に搭載された、第１の光伝送端９１（発光素子）と第２の光伝送端９２（受光素子）との間に、シリコーン樹脂等により凸部９３が形成されている。光伝送路９４は、第１の光伝送端９１に光伝送路形成材料を接続し、この光伝送路形成材料を凸部９３に架け渡し、この架渡しに連続して凸部９３上を這うようにして線路を形成し、さらに第２の光伝送端９２に光伝送路形成材料を架け渡して形成されたものである。
【００７４】
このように基板上に凸部を形成し、この凸部を這うように線路を形成してもよい。
（第１０実施形態）
図３２は、共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第１０実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。図９実施形態との相違点のみについて説明する。
【００７５】
基板９０上に搭載された、第１の光伝送端９１（発光素子）と第２の光伝送端９２（受光素子）との間に、第１の光伝送端９１の側端部から第２の光伝送端９２の側端部に渡って、シリコーン樹脂等により凸部９５が形成されており、光伝送路９６は、第１の光伝送端９１から第２の光伝送端９２まで、凸部９５を這うように形成されている。
【００７６】
このように、光伝送路全体が凸部を這うように、この凸部を形成してもよい。図３３は、本発明の信号処理装置の一実施形態である半導体レーザモジュールを示す図である。
半導体レーザモジュール１００は、半導体レーザアレイ１０１、レーザドライバ１０２、信号制御用ＩＣ１０３、ファイバリボンケーブル１０４で構成され、本発明の光伝送路形成方法により形成された光伝送路１０５により半導体レーザアレイ１０１とファイバリボンケーブル１０４は接続されている。
【００７７】
半導体レーザアレイ１０１により電気信号が光信号に変換されると、この光信号は、光伝送路１０５を経由し、ファイバリボンケーブル１０４に伝送される。
図３４は、本発明の信号処理装置の一実施形態である光ＭＣＭ（マルチ・チップ・モジュール）を示す図である。
この図に示す光ＭＣＭ２００は、ＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）２０１、メモリー２０２、半導体レーザアレイ２０３、フォトダイオードアレイ２０４、レーザドライバ２０５、及びフォトダイオードドライバ２０６で構成されている。この光ＭＣＭ２００は、他の光ＭＣＭ又は光ＩＣと、本発明の光伝送路形成方法により形成された光伝送路２０７を経由して光学的に接続されており、電気信号が半導体レーザにより光信号に変換され、光伝送路２０７を経由して、他の光ＭＣＭ又は光ＩＣに伝送される。また、他の光ＭＣＭ又は光ＩＣからの光信号は、光伝送路２０７を経由しフォトダイオードアレイ２０４に入り再び電気信号に変換される。また、この光ＭＣＭ２００を複数用い、光並列処理を行なうことにより、より高速の画像処理装置として使用することも可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、流動状態にある光伝送路形成材料により光伝送路を形成するため、光伝送路形成材料が屈曲部で破断することがなく、また光伝送端に剪断方向の応力が加わることもないので接着剥離も防ぐことができる。
【００７９】
また、本発明によれば、少なくとも一部が基板等の上を這うように光伝送路を形成するため、形成が容易で、信頼性の高い光伝送路が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】光インターコネクションの要部を示す斜視図である。
【図２】本発明の光伝送路形成装置の概略構成図である。
【図３】光伝送路形成材料移送部の概略構成図である。
【図４】移送量制御部の模式断面図である。
【図５】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第１の工程を示す断面図である。
【図６】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第２の工程を示す断面図である。
【図７】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第３の工程を示す断面図である。
【図８】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第４の工程を示す断面図である。
【図９】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第５の工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第６の工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第７の工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の光伝送路形成方法の第１実施形態における光伝送路を形成する第８の工程を示す断面図である。
【図１３】共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第２実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図１４】共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第２実施形態により形成された光伝送路を示す上面図である。
【図１５】共通の基板上に搭載された、発光素子と光ファイバケーブルとを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第３実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図１６】共通の基板上に搭載された、発光素子と光ファイバケーブルとを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第４実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図１７】第５実施形態における光伝送路形成材料移送部の概略構成図である。
【図１８】図１７に示すキャピラリの先端部の拡大図である。
【図１９】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第１の工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第２の工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第３の工程を示す断面図である。
【図２２】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第４の工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第５の工程を示す断面図である。
【図２４】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第６の工程を示す断面図である。
【図２５】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第７の工程を示す断面図である。
【図２６】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第８の工程を示す断面図である。
【図２７】本発明の光伝送路形成方法の第５実施形態における光伝送路を形成する第９の工程を示す断面図である。
【図２８】共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第６実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図２９】共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝路形成方法の第７実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図３０】共通の基板上に搭載された、発光素子と光ファイバケーブルとを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第８実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図３１】共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第９実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図３２】共通の基板上に搭載された、発光素子と受光素子とを接続する、本発明の光伝送路形成方法の第１０実施形態により形成された光伝送路を示す断面図である。
【図３３】本発明の信号処理装置の一実施形態である半導体レーザモジュールを示す図である。
【図３４】本発明の信号処理装置の一実施形態である光ＭＣＭ（マルチ・チップ・モジュール）を示す図である。
【符号の説明】
１，１１，４０，５０，６０，７０，８０，９０  基板
２，１０，４１，４２  光・電子集積回路
３  発光素子
４  受光素子
５，１３，５３，５６，５７，７５，８６，９４，９６  光伝送路
６  電気的配線
７  ワイヤ
１２  基板載置台
１４  光伝送路形成装置
１５  カメラ
１６，１６１  キャピラリ
１７  アーム
１８  キャピラリ駆動部
１９  制御回路
２０，２０Ａ，２０Ｂ  タンク
２１，２１Ａ，２１Ｂ  光伝送路形成材料
２１Ｃ  シリコーン樹脂
２２，２２Ａ，２２Ｂ  移送管
２３，２３Ａ，２３Ｂ  移送量制御部
２４，２４Ａ，２４Ｂ  加圧配管
２５，２５Ａ，２５Ｂ  真空配管
２６  ノズル
２４１，２５１，２７１，２４１Ａ，２４１Ｂ，２５１Ａ，２５１Ｂ  バルブ
３０  スクリュー
３１  モータ
４３，５１，６１，７３，８３，９１  第１の光伝送端
４４，５２，５５，６２，７４，８４，９２  第２の光伝送端
５４，８５  光ファイバケーブル
１６１ａ，１６１ｂ  出口
６３，６７  遮光層
６４，６６  クラッド層
６５  コア層
７１，７２，８１，８２  凹部
９３，９５  凸部
【図１】
0003831070.tif 000002
【図２】
0003831070.tif 000003
【図３】
0003831070.tif 000004
【図４】
0003831070.tif 000005
【図５】
0003831070.tif 000006
【図６】
0003831070.tif 000007
【図７】
0003831070.tif 000008
【図８】
0003831070.tif 000009
【図９】
0003831070.tif 000010
【図１０】
0003831070.tif 000011
【図１１】
0003831070.tif 000012
【図１２】
0003831070.tif 000013
【図１３】
0003831070.tif 000014
【図１４】
0003831070.tif 000015
【図１５】
0003831070.tif 000016
【図１６】
0003831070.tif 000017
【図１７】
0003831070.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
0003831070.tif 000020
【図２０】
0003831070.tif 000021
【図２１】
0003831070.tif 000022
【図２２】
0003831070.tif 000023
【図２３】
0003831070.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
0003831070.tif 000026
【図２６】
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【図２７】
0003831070.tif 000028
【図２８】
0003831070.tif 000029
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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