(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なう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を、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、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ともに該第２の伝送端まで滑らかな曲線を描くように架け渡す光伝送路架橋工程と、
前記第１の光伝送端と前記第２の光伝送端との間に架け渡された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】
前記光伝送路架橋工程が、前記第１の光伝送端に供給した光伝送路形成材料に連続する光伝送路形成材料の供給を続けながら該光伝送路形成材料を前記第２の光伝送端まで架け渡す工程であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路形成方法。
【請求項３】
前記光伝送路架橋工程が、前記第１の光伝送端に供給した光伝送路形成材料を曳糸しながら前記第２の光伝送端まで架け渡す工程であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路形成方法。
【請求項４】
前記光伝送路架橋材料を前記第１の光伝送端から前記第２の光伝送端まで架け渡す途中もしくは架け渡した後の、前記光伝送路を形成する光伝送路形成材料に、該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記載の光伝送路形成方法。
【請求項５】
前記光伝送路架橋工程が、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架橋方法であって、
前記光伝送路架橋工程が、流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料を、流動状態にある、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を架け渡す工程であることを特徴とする請求項１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、
前記光伝送路架橋工程が、流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料を架け渡す工程であって、前記第２の接続工程終了後に、流動状態にある凝固性の第２の材料で、前記第１の光伝送端と前記第２の光伝送端との間に架け渡された前記第１の材料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記載の光伝送路形成方法。
【請求項８】
前記光伝送路を形成した後に、前記光伝送路を前記光伝送路の外光から遮光する遮光材で該光伝送路を覆う遮光工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の光伝送路形成方法。
【請求項９】
前記光伝送端が、発光側の光伝送端と受光側の光伝送端とに役割分担がなされている場合に、発光側の光伝送端および受光側の光伝送端を、それぞれ前記第１の光伝送端および前記第２の光伝送端として、前記第１の光伝送端から前記第２の光伝送端へと光伝送路を形成することを特徴とする請求項１記載の光伝送路形成方法。
【請求項１０】
前記第２の接続工程が、前記第２の光伝送端に前記光伝送路形成材料を付着させた後、前記第２の光伝送端近傍の光伝送路形成材料を、前記第２の光伝送端への信号光の入力および／または出力に適合する形状に形成する工程であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路形成方法。
【請求項１１】
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なう光伝送端を有する光伝送路被形成体の、該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、前記光伝送路被形成体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前記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、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、流動状態にある光伝送路形成材料を、該第１の光伝送端から、前記光伝送路のうちの第２の光伝送端まで、該第１の光伝送端では該第１の光伝送端と対する光の進行方向に沿って延びるとともに該第２の伝送端まで滑らかな曲線を描きながら架け渡すように、前記ノズルを、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、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１２】
前記光伝送路形成材料を前記第１の光伝送端から前記第２の光伝送端まで架け渡す途中もしくは架け渡した後に、前記光伝送路を形成する光伝送路形成材料に、該光伝送路形成材料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１１記載の光伝送路形成装置。
【請求項１３】
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装置であって、
前記ノズルが、流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料と、該第１の材料を取り巻く、流動状態にある、クラッドを形成する凝固性の第２の材料とを射出する二重管構造を有するものであることを特徴とする請求項１１記載の光伝送路形成装置。
【請求項１４】
前記ノズルは、前記光伝送路形成材料を、前記第２の光伝送端への信号光の入力および／または出力に適合する形状に成形するための型部を有し、
前記制御手段は、前記第２の光伝送端に前記光伝送路材料を付着させた後、前記型部を前記第２の光伝送端近傍の光伝送路形成材料に押し付けるように前記ノズルを制御するものであることを特徴とする請求項１１記載の光伝送路形成装置。
【請求項１５】
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なう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を、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、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ともに該第２の伝送端まで滑らかな曲線を描くように架け渡す光伝送路架橋工程と、前記第１の光伝送端と前記第２の光伝送端との間に架け渡された光伝送路形成材料を、該第２の光伝送端に接続する第２の接続工程とを経て形成されたことを特徴とする光回路。
【請求項１６】
請求項１５記載の光回路を備え、前記光回路を用いて信号処理を行な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その光伝送路を経由する光伝送を行なう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、その方法の実施に用いる装置、その方法により形成された光回路、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取られているが、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・発光面がダイ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】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、光伝送端どうしを光伝送路で接続するに際し、破断が生じたり剪断応力が残存することが防止された、信頼性の高い光伝送路形成方法、その方法の実施に好適な装置、その方法により形成された光回路、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。
【０００７】
【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その接続された光伝送路を経由する光伝送を行なう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、その第１の光伝送端に、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を、その第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、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ともに該第２の伝送端まで滑らかな曲線を描くように架け渡す光伝送路架橋工程
（３）上記第１の光伝送端と上記第２の光伝送端との間に架け渡された光伝送路形成材料を、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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
ここで、本発明の光伝送路形成方法は、上記光伝送路架橋工程が、上記第１の光伝送端に供給した光伝送路形成材料に連続する光伝送路形成材料の供給を続けながらその光伝送路形成材料を上記第２の光伝送端まで架け渡す工程であってもよく、あるいは、上記光伝送路架橋工程が、上記第１の光伝送端に供給した光伝送路形成材料を曳糸しながら上記第２の光伝送端まで架け渡す工程であってもよい。
【００１０】
また、上記本発明の光伝送路形成方法は、上記光伝送路形成材料を上記第１の光伝送端から上記第２の光伝送端まで架け渡す途中もしくは架け渡した後の、光伝送路を形成する光伝送路形成材料に、その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、上記光伝送路架橋工程が、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も好ましい態様である。
【００１１】
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、
上記光伝送路架橋工程が、流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料を流動状態にある、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、二重構造の光伝送路形成材料を架け渡す工程であることが好ましい。
【００１２】
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、
上記光伝送路架橋工程が、流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料を掛け渡す工程であって、
上記第２の接続工程終了後に、流動状態にある、凝固性の第２の材料で、上記第１の光伝送端と上記第２の光伝送端との間に架け渡された上記第１の材料を覆うクラッド形成工程を備えたものであってもよい。
【００１３】
さらに、本発明の光伝送路形成方法は、上記光伝送路を形成した後に、その光伝送路をその光伝送路以外の光から遮光する遮光材でその光伝送路を覆う遮光工程を備えることが好ましい。
さらに、本発明の光伝送路形成方法では、上記光伝送端が、発光側の光伝送端と受光側の光伝送端とに役割分担がなされている場合に、発光側の光伝送端および受光側の光伝送端を、それぞれ上記第１の光伝送端および上記第２の光伝送端として、上記第１の光伝送端から上記第２の光伝送端へと光伝送路を形成することが好ましい。
【００１４】
さらに本発明の光伝送路形成方法は、上記第２の接続工程が、上記第２の光伝送端に上記光伝送路形成材料を付着させた後、その第２の光伝送端近傍の光伝送路形成材料を、その第２の光伝送端への信号光の入力および／または出力に適合する形状に形成する工程であることが好ましい。
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その接続された光伝送路を経由する光伝送を行なう光伝送端を有する光伝送路被形成体の、それら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、上記光伝送路被形成体に対し相対的に三次元方向に移動させる移動手段
（３）流動状態ある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上記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、そのノズルから第１の光伝送端に流動状態にある光伝送路形成材料を供給してその第１の光伝送端に光伝送路形成材料を接続し、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を、その第１の光伝送端から、上記光伝送路のうちの第２の光伝送端まで、該第１の光伝送端では該第１の光伝送端と対する光の進行方向に沿って延びるとともに該第２の伝送端まで滑らかな曲線を描きながら架け渡すように、上記ノズルを、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、光伝送路形成材料をその第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。
【００１５】
ここで、上記本発明の光伝送路形成装置は、上記光伝送路形成材料を第１の光伝送端から前記第２の光伝送端まで架け渡す途中もしくは架け渡した後に、その光伝送路を形成する光伝送路形成材料に、その光伝送路形成材料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。
【００１６】
また、上記本発明の光伝送路形成装置が、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装置である場合に、上記ノズルが、流動状態にある、コアを形成する凝固性の第１の材料と、その第１の材料を取り巻く、流動状態にある、クラッドを形成する凝固性の第２の材料とを射出する二重管構造を有するものであることが好ましい。
【００１７】
さらに、上記本発明の光伝送路形成方法において、上記ノズルは、光伝送路形成材料を、上記第２の光伝送端への信号光の入力および／または出力に適合する形状に成形するための型部を有し、上記制御手段は、その第２の光伝送端に光伝送路材料を付着させた後、上記型部を第２の光伝送端近傍の光伝送路形成材料に押し付けるように上記ノズルを制御するものであることも好ましい形態である。
【００１８】
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。
【００１９】
さらに、本発明の光回路は、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なう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、その第１の光伝送端に、光伝送路形成材料を接続する第１の接続工程と、
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、上記光伝送端のうちの第２の光伝送端まで架け渡す光伝送路架橋工程と、
上記第１の光伝送端と上記第２の光伝送端との間に架け渡された光伝送路形成材料を、第２の光伝送端に接続する第２の接続工程とを経て形成されたことを特徴とする。
【００２０】
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。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の、以下に説明する各実施形態に共通の光インターコネクションの要部を示す斜視図である。
ガラスもしくはＬｉＮｂＯ3 等の基板１に、Ｓｉウェア、ＧａＡｓウエハ等の上に形成された、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。基板１には、第１の光・電子集積回路の光出力端より他の光・電子集積回路の光入力端に信号を伝送するための光導波路３ａが形成されている。光導波路３ａは、ガラス等へのＣｓ+ 、Ｒｂ+ 、Ｌｉ+ 、Ａｇ+ 等のイオン交換、もしくはＬｉＮｂＯ3 等へのＶ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ等のイオン拡散により形成される。また、Ｓｉウェハ、ＧａＡｓウエハ等の上には、例えばＣＶＤ、スパッタリングによる、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の酸化膜、窒化膜の形成、イオン注入、電子ビームによるＡｌＧａＡｓエピタキシャル成長等により、堆積、エッチングが繰返され、これにより光導波路３ｂが形成されている。光導波路３ａと光導波回路３ｂは、本発明の特徴である、流動状態にある伝送路形成材料により接続されその接続された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４で光学的に結合されており、一方、各電気接続端子は、金線など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５で電気的に結合されている。
【００２２】
図２は、以下に説明する実施形態に共通の光伝送路形成装置の概略構成図である。
光電子集積回路２を搭載した基板１が、基板載置台８に載置されている。この装置１０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１１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）１２が備えられている。キャピラリ１２の上部には、キャピラリ１２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。
【００２３】
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１２の横に、冷風ないし温風をあてるノズル（図３のノズル３０参照）、ないし光照射用の光源が備えられる。
このキャピラリ１２には、アーム１３を介して、キャピラリ１２を、アーム１３を水平に回動させるＸ方向、アーム１３を伸縮させるＹ方向、およびアーム１３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１１４が連結されている。基板１を大きく移動させる場合は、基板載置台８の方が移動する。カメラ１１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１１５に入力され、その制御回路１１５により、その画像信号により光伝送路で接続すべき点（光伝送端）の位置が自動認識され、キャピラリ１２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１１４を制御する。また、この制御回路１１５は、後述する、キャピラリ１２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１４１（図４参照）の回転の制御も行なう。制御回路１１５による、キャピラリ駆動部１１４を介してのキャピラリ１２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。
【００２４】
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１２の上部には、タンク１１が備えられ、そのタンク１１とキャピラリ１２は、光伝送路形成材料２０を移送するための移送管１３で連結されている。また、この移送管１３の途中には、光伝送路形成材料２０をキャピラリ１２に移送する量を制御する移送量制御部１４が備えられている。
【００２５】
図４は、移送量制御部の模式断面図である。
移送量制御部１４の内部にはボールねじ状のスクリュー１４１が備えられており、このスクリュー１４１の回転軸にはモータ１５が連結されている。このモータ１５は、図２に示す制御回路１１５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１４による光伝送路形成材料２０の、キャピラリ１２への移送量は、このモータ１５の回転に応じて定められる。
【００２６】
図３に戻って説明を続ける。
タンク１１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１１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１６およびその加圧配管１６を導通、遮断するバルブ１６１が備えられている。またこれと同様に、タンク１１の上部には、タンク１１内部を減圧するための真空配管１７およびそのバルブ１７１が備えられている。
【００２７】
さらに、後述する実施形態によっては、キャピラリ１２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３０が備えられるとともに、そのノズル３０にガスや温風等を供給する配管３１およびそのバルブ３１１が備えられている。
以下では、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、光伝送路架橋工程、および第２の接続工程について説明し、次いで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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、ＰＭＭＡのような低融点の材料では、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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 〜１０5 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。
【００３３】
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。
【００３４】
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の接着性の良いものを選択することが好ましい。
【００３５】
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。
【００３６】
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１２を移動させることにより行なうことができる。
【００３７】
また、接続部での接合性を高めるためには、光伝送端に光伝送路形成材料が接続された時に過剰に急冷されてはならない。過剰に急冷されると光伝送路形成材料先端部がのみ凝固して接続部に気泡が形成されてしまい、入出光を散乱してしまう恐れがある。
従って、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、図２に示す装置１０の基板載置台８をヒータで加熱したり、接続部周辺の雰囲気が加熱される。接続部周辺の雰囲気を加熱する場合には、基板１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１２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１２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１２を移動している途中で、キャピラリ１２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。
【００３８】
なお、雰囲気を加熱しない時にはキャピラリ１２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。
（光伝送路架橋工程）
光伝送路架橋工程においては、光伝送性が保証された既製の光ファイバの端部を光伝送端に整合させるのではなく、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。
【００３９】
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路であり、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。このようにすることで、光伝送路への入射光は確実に光伝送路内に導かれていくこととなる。
【００４０】
次に、第２の光伝送端に向かって光伝送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。
例えば、第２の光伝送端が受光素子であって光検知方向に広い指向性をもっている場合は光伝送路の形状が周知の導波路設計方法によって決定される形状になるよう、キャピラリを移動させればよい。
【００４１】
しかし、入射方向に指向性がある受光素子や基板上に予め形成された導波路へ接続する場合には、光伝送路からの出射光の出射方向がその導波路等の入射方向に整合するように光伝送路を形成しなければならない。
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。
【００４２】
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。
【００４３】
光伝送路を形成しながら光接続を行う場合には、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形成材料の側面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、入射側と出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。
（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。
【００４４】
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、光が光伝送路から第２の光伝送端に良好に伝送されるように、第２の光伝送端においては光伝送路側面が光導波路断面側（即ち光の通過面）となるようにキャピラリの移動制御を行うか、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。
【００４５】
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７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過程を示す、それぞれ前段部分、中段部分、後段部分の工程図である。
以下、図１〜図４とともに、図５〜図７を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。
【００４６】
先ず、光伝送路形成材料２０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１１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３００℃に加熱する。その後、バルブ１７１を開き、その光伝送路形成材料２０に巻き込まれている空気が抜かれる。
次いで、バルブ１７１を閉めた後、今度はバルブ１６１を開き、タンク１１内を加圧し、さらにモータ１５を回転させて、移送量制御部１４内部のスクリュー１４１（図４参照）を、光伝送路形成材料２０をキャピラリ１２１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２０が、タンク１１からキャピラリ１２に向けて押し出される。
【００４７】
キャピラリ１２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１２の先端径は直径４０μｍ程度に設計される。
先ず、第１の光伝送端２１である発光素子の直上の位置にキャピラリ１２を移動し、その第１の光伝送路２０の直上で、２７０℃〜３００℃に加熱された光伝送路形成材料２０をキャピラリ１２から押し出す（図５ステップ（Ａ））。その光伝送路形成材料２０がキャピラリ１２から一部押し出された状態で、キャピラリ１２を降下させる（ステップ（Ｂ））。光伝送路形成材料２０の先端が第１の光伝送端２１に押し当てられると、その材料２０の先端の一部は周辺に押しつぶされて拡がり、その材料２０の先端は、第１の光伝送端２１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。接着強度を増やすには接着面積を大きくすればよいから、従来の金線のワイヤボンダがボールをつぶして接着面積を大きくしている第１ボンティングのように、実際には第１の光伝送端２１で押し当てる時に時間をやや大きく設定して第１の光伝送端２１での材料供給を多めにすることで接着面積を大きくして接着強度を増すことができる。但し、供給量が多すぎるとその光伝送路への入射光がはみ出し部分で散乱や反射となって光結合性が低下するから、光伝送路が第１の光伝送端２１を形成する発光素子の発光面積よりも十分大きい場合には特に考慮する必要はないが、光伝送路径がその発光面積と同程度かあるいは小さい場合には、はみ出し幅が光伝送路径の２０％以下になるように材料を供給する方が良い。
【００４８】
その後、光伝送路形成材料２０に加圧を続けることでその光伝送路形成材料２０を押し出しながらキャピラリ１２がゆっくりと上昇し、第２の光伝送端２２である受光素子に向かって円弧を描くように移動する（図６ステップ（Ｄ））。
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２１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、第２の光伝送端２２に向けて、第１の光伝送端２１と第２の光伝送端２２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１２を移動し、これにより光伝送路のアウトラインを形成しながら、しかも凝固させながら光伝送路を形成する。したがって、位置合わせは光伝送端２１，２２に関するものだけとなるので位置合わせコストを大幅に低減することができる。キャピラリ１２は先端部まで加熱されており、光伝送路形成材料２０はキャピラリ１２の先端部において溶融状態にある。なお、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２０の粘度は、望ましくは１０2 〜１０5 ポアズ程度に調整される。
【００４９】
上述の、第１の光伝送端２１ヘの接続工程において、光伝送路形成材料２０は、キャピラリ１２から出るとすぐに、１５０〜１７５℃に加熱された第１の光伝送端２１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１２の移動速度に合わせてキャピラリ１２から射出された光伝送路形成材料２０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１２の移動軌跡に沿った形状の光伝送路が形成される。
【００５０】
したがって、接続しようとする２点間の座標を図２に示す装置１０に入力すれば、従来の金線を用いたワイヤボンダで採用されているループコントロールと同様のループコントロール（形状コントロール）が可能である。しかしながら従来の、金線を用いたワイヤボンダで行なわれているループコントロールがループの頂点を低く抑えようとしているのに対し、ここでは、ループの形状ができるだけ滑らかな曲線を描くように制御しなければならない。また、従来の金線のワイヤボンダは直線状の金線を所望の形状になるように折曲げるため、複雑な制御をしているのに対し、この光伝送路形成装置１０では、光伝送端における光の受・発光がその受・発光面に対し垂直である場合には、２つの光伝送端を結ぶ距離を直径とする半円を描くように光伝送路を形成する。
【００５１】
また、例えば、第１の光伝送端２１が回路基板の上面から上方（回路基板に対して垂直方向）に光を射出するデバイスであって、第２の光伝送端２２が回路基板上に形成された、その回路基板の表面に沿って延びる薄膜導波路のような場合には、第２の光伝送端２２側では光の進行方向が水平方向となるため、光伝送路は、第１の光伝送端２１の上面から上方に向けては２点間を結ぶ距離の１／２を直径とする上に凸の半円を描き、途中からは下に凸であって、第２の光伝送端２２が円弧の接点、すなわち、回路基板上に形成された薄膜導波路が接線となり、上述の円弧と滑らかに接続するような曲線を描くようにキャピラリ１２の移動軌跡をコントロールすれば良い。
【００５２】
一方、端面発光型のレーザーダイオードのように第１の光伝送端２１に対し側方に発光するようなデバイスでは、キャピラリ１２自体を９０°回転させて第１の光伝送端２１と光伝送路形成材料２０との接続を行なう。その後、例えば第２の光伝送端２２が回路基板上の薄膜導波路のような場合には、キャピラリ１２を９０°回転させてもとに戻しながら第２の光伝送端２２へ移動し、下に凸で、かつ第２の光伝送端２２が円弧の接点、すなわち、回路基板上の導波路が接線となり、第１の光伝送端２１から水平に延ばした線と滑らかに接続するように形成すればよい。もちろん、回路基板側を垂直に立てて、第１の光伝送端２１ではキャピラリ１２を垂直に保って接続し、回路基板側の接続に向かってキャピラリを９０度回転させてもよい。このように、光伝送路の形状をキャピラリ１２の移動軌跡によってコントロールすることで、どのような光伝送端２１，２２どうしの接続も可能となる。
【００５３】
キャピラリ１２が、上記のような軌跡を描きながら、基板１側の第２の光伝送端２２の位置まで移動しキャピラリ１２の先端を第２の光伝送端２２に接触させる（ステップ（Ｅ））。
この時点で、光伝送路形成材料２０への加圧制御を停止するとともにスクリュー１４１を一瞬逆回転し、その直後にキャピラリ１２を上昇させることで、曵糸を防ぎながら第２の光伝送端２２での光伝送路形成材料２０の切断を行ない（図７ステップ（Ｆ））。これにより、第１の光伝送端２１と第２の光伝送端２２との間に光伝送路が形成される（ステップ（Ｇ））。
【００５４】
尚、第２の光伝送端２２にキャピラリ１２を接触させた後、上記のように、光伝送路形成材料２０の供給停止とキャピラリ１２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２２側の端部にひげのようなものが残ってしまうおそれがあり、そのようなものが残ってしまうと、光伝送路内を伝搬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２２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１２の先端部の形状は図に示すように、配線基板１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２２の接続部分の形状をコントロールし、図８に示すように、基板１の方向に光路を曲げる機能を持たせている。このようにキャピラリ１２の先端形状を第２の光伝送端２２の仕様に応じて変えることで光伝送路の形状をコントロールすることが可能である。例えば、第２の光伝送端２２が受光素子である場合には光伝送路を通ってきた光が第２の光伝送端２２に垂直に導かれるように４５°に近いテーパを持たせるとよいし、水平方向に伸びた導波路へ接続するにはテーパの角度を１０〜３０°とすることで配線基板上の導波路ヘの接続性を高めることができる。
【００５５】
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、電気接続および光接続双方が終了した後、基板１は基板記載台８から外され、冷却されて光伝送路形成材料であるポリアリレートが凝固し、図８に示す形状の光伝送路４０が完成する。
【００５６】
尚、上記第１実施形態では、光伝送路形成材料２０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。
【００５７】
この第２実施形態も、上述した第１実施形態と同様、図１〜図４に加え、図５〜図８がそのまま参照され、第１実施形態との相違点は以下の通りであって、以下の相違点以外の点は上述した第１実施形態と同一である。
この第２実施形態では、光伝送路形成材料２０として高粘度シリコーン樹脂（例えば、東レ・ダウ・コーニング・シリコーン社製のＪＣＲ６１２６）が用いられる。
【００５８】
このシリコーン樹脂で形成された光伝送路は、加熱乾燥されることにより凝固する。
（第３実施形態）
図９〜図１１は、本発明の光伝送路形成方法の第３実施形態における光伝送路を形成する過程を示す、それぞれ前段部分、中段部分、後段部分の工程図である。
【００５９】
以下、図１〜図４ととも、図９〜図１１を参照しながら本発明の第３実施形態について説明する。
まず、光伝送路形成材料２０としてポリアリレートを、温度コントロール装置の付いたヒータ付きの溶融タンク１１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。溶融タンク１１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バルブ１７１を開き原材料に巻き込まれた空気が抜かれる。次いで、流動性を持ったポリアリレートは配管１６およびバルブ１６１を含む加圧手段およびスクリュー１４１によって溶融タンク１１からキャピラリ１２に向けて押し出される。この押出し経路は、溶融タンク１１からキャピラリ１２に向かって徐々に温度が下がるように温度制御されており、キャピラリ１２の周囲も温度調整用のヒータ２９（図９〜図１１参照）が備えられている。この温度低下により、光伝送路形成材料２０が所要の高粘度に調整される。
【００６０】
基板１および、基板１に搭載された光・電子集積回路２は、１５０℃ないし１８０℃に制御された基板載置台８上に固定されている。
キャピラリ１２は、第１の光伝送端２１、すなわち、受光部あるいは発光部の上部まで移動し（図９ステップ（Ａ））、第１の光伝送端２１の真上まで下降しながら、タンク１１内の光伝送路形成材料２０への加圧制御が働きゆっくりと光伝送路形成材料２０が押し出され（ステップ（Ｂ））、その押し出された光伝送路形式材料２０の先端が第１の光伝送端２１に接触する（ステップ（Ｃ））。その後、キャピラリ１２は、光伝送路形成材料２０であるポリアリレートに加圧を続けることでポリアリレートを押し出しながらゆっくりと上昇し、第２の光伝送端２２へ向かって円弧を描くように移動する（図１０ステップ（Ｄ））。キャピラリ１２の先端が第２の光伝送端２２と接触した時点（ステップ（Ｅ））で、ポリアリレートへの加圧制御を停止し、スクリュー１４は一瞬逆回転し、直後に、キャピラリ１２を上昇させることで、曳糸を防ぎながら、第２の光伝送端２２の端部でのポリアリレートの切断を終了し（図１１ステップ（Ｆ））、これにより、第１の光伝送端２１と第２の光伝送端２２との間に光伝送路４０が形成される（ステップ（Ｇ））。
【００６１】
この、一連の光伝送路４０を形成する工程の後、あるいはその工程以前に、各電気接続端子には従来どおりの金網などを用いたワイヤボンディングによる電気接続がなされる。
このように、電気および光相互接続が終了した後で、基板１は基板載置台８から外され、冷却されて光伝送路形成に使用されたポリアリレートが凝固する。
【００６２】
上記第３実施形態の変形例として、キャピラリ１２の先端部近傍に、空気又は窒素等の気体を噴射し、光伝送路形成材料を強制的に冷却する機構（例えば図３に示すノズル３０等からなる）を具備することも可能である。冷却媒体としては気体に限らず、液体を使用することも可能である。このように強制的に冷却して、光透過性材料の凝固を促進することにより、光伝送路の形状制御が容易となり、また光伝送効率の光伝送路のばらつきを押えることができる。
（第４実施形態）
第４実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００６３】
まず、光伝送路形成材料２０としてポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート）を、溶媒としてのジクロロメタンに溶解し、所望の粘度を調整する。その後溶液中に含まれる空気を脱泡し、溶液タンク１１に入れる。
この実施形態の場合、光伝送路形成材料２０は、脱泡した後にタンク１１に入れられるため、図３に示す真空配管１７およびそれに付随する設備はタンク１１に連結されている必要はない。
【００６４】
光伝送路形成材料２０としてのポリエステル溶液は、バルブ１６１を含む加圧手段およびスクリュー１４１の回転により、溶液タンク１１内からキャピラリ１２に向けて押し出される。キャピラリ１２は第１の光伝送端２１、すなわち、受光部あるいは発光部の直上まで移動し、ここで、ポリエステル溶液の加圧制御が働きゆっくりとポリエステル溶液が押し出され、押し出されたポリエステル溶液先端が第１の光伝送端２１に接触する。その後、キャピラリ１２は、ポリエステル溶液に加圧を続けることでポリエステル溶液を押し出しながら、かつ、図３に示すノズル３０から温風を吹き出すことによりキャピラリ１２から押し出されたポリエステル溶液の凝固を促進しながらゆっくりと上昇し、第２の光接触端２２へ向かって円弧を描くように移動する。
キャピラリ１２の先端が第２の光伝送端２２と接触した時点で、ポリエステル溶液への加圧制御を停止し、キャピラリ１２を上昇し、それと同時に、サックバック機構により、曳糸を防ぎ第２の光伝送端２２でのポリエステル溶液の切断を終了し、これにより第１と第２の光伝送端２１，２２をつなぐ光伝送路が形成される。
【００６５】
この一連の工程後、あるいはそれ以前に各電気接続端子には従来どおりの金などを用いたワイヤボンディングによる電気接続がなされる。
尚、ここでは光伝送路を形成する光伝送路形成材料２０に温風を吹き付けることによりその光伝送路形成材料２０の凝固を促進しているが、温風に限らず、その光伝送路形成材料の種類等に応じ、加熱し、もしくは常温の風を送風してもよい。
【００６６】
尚、上記実施形態では、光伝送路形成材料としてポリエステル溶液について示したが、アクリル、ポリアミド（ナイロン６６等）、ポリスチレン等、光透過性を有する材料であればいずれでも良く、溶媒としてジクロロメタンに限らず、ヘキサン、ベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム等が使用可能である。またこれらの材料は単独又は混合しての使用も可能である。
【００６７】
尚、上記の第４実施形態の変形例として、重合反応、付加反応あるいは縮合反応により凝固する光伝送路形成材料を使用し、形成途中もしくは形成終了後の光伝送路に、熱エネルギーあるいは光エネルギーを与えて、その凝固反応を促進させてもよい。
（第５実施形態）
図１２〜図１４は、第５実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す。それぞれ前段部分、中段部分、後端部分の工程図である。
【００６８】
図１〜図４および図１２〜図１４を参照して第５実施形態について説明する。まず、光伝送路形成材料２０としてポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート）を、溶媒としてジクロロメタンに溶解し、所望の粘度に調整する。その後溶液中に含まれる空気を脱泡し、溶液タンク１１に入れる。光伝送路形成材料２０としてのポリエステル溶液は、バルブ１６１を含む加圧手段およびスクリュー１４１により、溶液タンク１１内からキャピラリ１２に向けて押し出される。キャピラリ１２は第１の光伝送端２１、すなわち、受光部あるいは発光部の直上まで移動し、ここで、ポリエステル溶液の加圧制御が働きゆっくりとポリエステル溶液が押し出され、第１の光伝送端２１に接触する。その後、ポリエステル溶液の加圧を停止し、キャピラリ１２はゆっくりと上昇し、第２の光伝送端１２へ向かって円弧を描くように移動する。この移動の間は、ポリエステル溶液は供給されず、キャピラリ１２は、第１の光伝送端２１に接触したポリエステ溶液を曳糸して第２の光伝送端２２と接触し、第１の光伝送端２１と第２の光伝送端２２との光接続を終える。
【００６９】
この一連の工程の後、あるいはそれ以前に各電気接続端子には従来どおりの金などを用いたワイヤボンディングによる電気接続がなされる。
このように曳糸を利用して光伝送路を形成してもよい。
また、この第５実施形態の変形例として、ポリエステル溶液を第１の光伝送端２１に滴下し、その後曳糸用針または曳糸用毛細管等を用い、上述の第５実施形態と同様に、ポリエステル溶液を曳糸し第２の光伝送端２２と接触することで光接続を行うことも可能である。曳糸用針及び曳糸用毛細血管の形状は、曳糸作業が行える限り任意である。
（第６実施形態）
図１５は、第６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。ここでは、２つのタンク１１Ａ，１１Ｂに付属する各要素を、タンク１１Ａ，１１Ｂと同様の添字Ａ，Ｂで区別している。
【００７０】
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１２１の先端が、図１５（Ｂ）に示すように二重管構造になっており、タンク１１Ａからの、コアを形成する光伝送路形成材料２０Ａと、タンク１１Ｂからの、クラッドを形成する光伝送路形成材料２０Ｂとの二層構造の光伝送路形成材料がキャピラリ１２１の先端から押し出される点にある。
【００７１】
図１６〜図１８は、この第６実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す。それぞれ前段部分、中段部分、後段部分の工程図である。
まず、コア用の光伝送路形成材料２０Ａ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１１Ａ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１１Ａにはポリアリレート（２０）の脱泡用にタンク１１Ａ内の気圧を下げる真空配管１７Ａおよびバルブ１７１Ａが接続してあり、タンク１１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２０Ｂとして作用するシリコーン樹脂がタンク１１Ｂに入れられ、そのタンク１１Ｂ内も、真空配管１７Ｂおよびバルブ１７１Ｂにより減圧されて脱泡される。キャピラリ１２１は、内側にポリアリレートの出口１２１ａを持ち、それを取り囲むようにシリコーン樹脂の出口１２１ｂを持つ。
【００７２】
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１６１Ａ，１６１Ｂ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１１Ａ，１１Ｂからキャピラリ１２１に向けて押し出される。この押出し経路は、タンク１１Ａ，１１Ｂからキャピラリ１２１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１２１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１２１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１２１周囲には温度調整用のヒータ２９（図９〜図１１参照。図１５〜図１８では図示省略）を備えている。
【００７３】
基板１および基板１に搭載された光電子集積回路２は、１５０℃ないし１８０℃に制御された基板載置台８上に固定されている。
キャピラリ１２１は第１の光伝送端２１、すなわち、受光部あるいは発光部の直上まで移動し、ここで、ポリアリレートおよびシリコーン樹脂の加圧制御が働き、ゆっくりとポリアリレートおよびシリコーン樹脂が押し出され、第１の光伝送端２１に接触する。その後、キャピラリ１２１は、ポリアリレートおよびシリコーン樹脂に加圧を続けることでポリアリレートおよびシリコーン樹脂を押し出しながらゆっくりと上昇し、第２の光伝送端２２へ向かって円弧を描くように移動する。
【００７４】
キャピラリ１２１が第２の光伝送端２２に接する直前にシリコーン樹脂への加圧制御を停止し、第２の光伝送端２２でのポリアリレートと第２の光伝送端２２との管にシリコーン樹脂が入り込むのを防ぐ。キャピラリ１２１が第２の光伝送端２２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、キャピラリ１２１を上昇させることで、曳糸を防ぎながら、第２の光伝送端２２でのポリアリレート（２０）の切断を終了し、これにより、第１の光伝送端２１と第２の光伝送端２２との間とのコア部の光接続を終える。
【００７５】
この後で、第２の光伝送端２２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、クラッド材料としてのシリコーン樹脂２０Ｃ（図１８（Ｇ）参照）を塗布し、１２０℃ないは１５０℃のベーク炉中で加熱硬化させることで、クラッドコートを完成させる。
上記の第６実施形態の変形例として、上記のようにディスペンサ等を用意して第２の光伝送端２２にクラッドとしてのシリコーン樹脂を供給する代わりに、コア部の光接続を終えた後にシリコーン樹脂への加圧制御を再開して、第２の光伝送端２２でのポリアリレートをシリコーン樹脂で包みこみ、その後、再び、シリコーン樹脂への加圧制御を停止し、スクリューを一瞬逆回転し、その直後に、キャピラリ１２１を上昇させることで、曳糸を防ぎながら、第２の光伝送端２２でのシリコーン樹脂の切断を終了し、第１の光伝送端２１と第２の光伝送端２２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。
【００７６】
この一連の工程の後、あるいはそれ以前に、各電気接続端子には従来どおりの金などを用いたワイヤボンディングによる電気接続がなされる。
尚、ここでは、第２の光伝送端２２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２１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。
【００７７】
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。
このように光伝送路にクラッド層を設けることにより、光伝送路内のクロストークを低減することができる。
（第７実施形態）
図１９は、第７実施形態により形成された光伝送路を示す模式図である。
【００７８】
キャピラリを用いた光伝送路の形成工程では、図３に示す構造の光伝送路形成材料移送部を用いて、ポリアリレートにより、光伝送路のコア部４０ａのみ形成し、その後、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により、コア部４０ａのみからなる光伝送路に、クラッド材としてのシリコーンを各光伝送路毎に塗布し、１２０℃ないし１５０℃のベーク炉内で加熱硬化させることで、コア部４０ａとクラッド部４０ｂとからなる光伝送路４０を完成させる。このようにコアとクラッドは別々の工程で形成してもよい。
【００７９】
図２０は、第７実施形態のもう１つの変形例を示した模式図である。
ここではクラッド部４０ｂは、１本１本のコア部４０ａについてではなく、複数本のコア部４０ａを全体的に覆うように形成されている。
図２２、図２３は、遮光層を形成した例を示す模式図である。
上記のようにしてコア部４０ａを覆うクラッド部４０ｂを形成した後、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クラッド部４０ｂを覆い、遮光層５０を形成する。こうすることにより、光伝送路内のクロストークをさらに低減することができる。
（第８実施形態）
図２３は、第８実施形態における光伝送路形成材料移送部の概略構造図である。
【００８０】
まず、先端部に温度調整用のヒータ２９１を備えたキャピラリ１２２に、粉体状のポリアリレート２０ｄを導入する。キャピラリ１２２には、超音波振動装置２９３が具備されており、キャピラリ１２２の入口から供給された粉体状のポリアリレート２０ｄは、超音波振動によりキャピラリ１２２先端部まで緻密に充填される。
【００８１】
次に、キャピラリ１２２の先端部を２７０〜３５０℃程度に加熱することにより、粉体状のポリアリレート２０ｄを所定の粘度に溶融する。溶融されたポリアリレートは流動性を持ちキャピラリ１２２の先端部より若干押し出された形態となる。キャピラリ１２２を、第１の光伝送端、すなわち受光部あるいは発光部の直上まで移動し、キャピラリ１２２の先端部を第１の光伝送端に接触する。その後、キャピラリ１２２の先端部は加熱による流動性ポリアリレートの供給を続けることで、ポリアリレートをキャピラリ１２２の先端部より吐出しながら、ゆっくりと上昇し、第２の光伝送端へ向かって円弧を描くように移動する。第２の光伝送端と接触した時点で、キャピラリ１２２への加熱を停止する（あるいは停止、冷却機構によって若干温度を下げる）。キャピラリ１２２の加熱を停止することで、融解されたポリアリレートは流動性を失い、第２の光伝送端側の端部で切断される。
【００８２】
粉体状のポリアリレートの溶融による、あるいはキャピラリ１２２先端部からの溶融されたポリアリレートの供給によるキャピラリ内部の密度の減少分は、次の第１の光伝送端（次のボンディング部）にキャピラリ１２２が移動する間に、超音波振動によりキャピラリ１２２の入口から随時補充し充填される。
キャピラリ１２２の形状や、基板１および基板１に搭載された光電子集積回路２の加熱工程等は、前述した他の実施形態と同様であり、ここでは説明は省略する。また、粉体状のポリアリレートの代わりにポリアリレートの線材をキャピラリの先端部に供給して融解させて使用しても同様に光接続することが可能である。
【００８３】
図２４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。光ＭＣＭ４０４は、ＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）４０５、メモリー４０６、半導体レーザアレイ４０７、フォトダイオードアレイ４０９、レーザドライバ４０８、及びフォトダイオードドライバ４１０で構成され、他の光ＭＣＭ又は光ＩＣとの間で、光導波路４０３を経由して信号の送受信を行なう。
【００８４】
ここで、半導体レーザアレイ４０７およびフォトダイオードアレイ４０９と、光導波路４０３との間には、本発明の、流動状態にある、凝固性の光伝送路形成材料により形成された光伝送路４２０が備えられており、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４２０を経由し光導波路４０３に入り、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、光導波路４０３から本発明の光伝送路４２０を経由しフォトダイオードアレイ４０９に入り再び電気信号に変換される。また、この光ＭＣＭ４０４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。
【００８５】
【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。また、本発明では、従来の電気回路におけるワイヤボンディングと同様な工程が採用されているため、従来どおりの金線などを用いたワイヤボンディング同様に位置決めを含む接続工程全体を自動化することができる。このため、従来提案されている光ファイバを用いて接続する方法と比べて、組立工数および調整工数も短縮され、安価で信頼性の高い光接続が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態の共通の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】各実施形態に共通の光伝送路形成装置の概略構成図である。
【図３】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。
【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過程を示す前段部分の工程図である。
【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過程を示す中段部分の工程図である。
【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過程を示す後段部分の工程図である。
【図８】形成された光伝送路およびその光伝送路内を光が伝搬する様子を示した模式図である。
【図９】本発明の光伝送路形成方法の第３実施形態における光伝送路を形成する過程を示す前段部分の工程図である。
【図１０】本発明の光伝送路形成方法の第３実施形態における光伝送路を形成する過程を示す中段部分の工程図である。
【図１１】本発明の光伝送路形成方法の第３実施形態における光伝送路を形成する過程を示す後段部分の工程図である。
【図１２】第５実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す前段部分の工程図である。
【図１３】第５実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す中段部分の工程図である。
【図１４】第５実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す後端部分の工程図である。
【図１５】第６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１６】第６実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す前段部分、中段部分、後段部分の工程図である。
【図１７】第６実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す中段部分の工程図である。
【図１８】第６実施形態における、光伝送路を形成する過程を示す後段部分の工程図である。
【図１９】第７実施形態の変形例を示した模式図である。
【図２０】第７実施形態の変形例を示した模式図である。
【図２１】遮光層を形成した例を示す模式図である。
【図２２】遮光層を形成した例を示す模式図である。
【図２３】第８実施形態における光伝送路形成材料移送部の概略構造図である。
【図２４】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  基板
２  光・電子集積回路
３ａ，３ｂ  光導波路
４  光伝送路
５  ワイヤ
８  基板載置台
１１，１１Ａ，１１Ｂ  タンク
１２  キャピラリ
１３，１３Ａ，１３Ｂ  移送管
１４，１４Ａ，１４Ｂ  移送量制御部
１５  モータ
１６，１６Ａ，１６Ｂ  加圧配管
１７，１７Ａ，１７Ｂ  真空配管
２０，２０Ａ，２０Ｂ  光伝送路形成材料
２１  光伝送端
２２  光伝送端
２９  ヒータ
４０  光伝送路
４０ａ  コア部
４０ｂ  クラッド部
５０    斜光層
１００  光伝送路形成装置
１１１  カメラ
１１３  アーム
１１４  キャピラリ駆動部
１１５  制御回路
１２１  キャピラリ
１２２  キャピラリ
１４１  スクリュー
４０４  光ＭＣＭ
４０７  半導体レーザアレイ
４０９  フォトダイオード
４２０  光伝送路
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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