JP6364884B2 - 光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器に関するものである。

光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に伝送（搬送）される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。

このような光導波路と発光素子または受光素子とを光結合させるにあたり、光導波路のコア部に形成したミラーを介してコア部の光路を変換し、光導波路の主面に垂直な方向に光路を導くことによって光結合させる構造が検討されている。例えば特許文献１には、ビルドアップ基板と、ビルドアップ基板上に設けられた光導波路と、光導波路上に配置された発光素子と、を有する光モジュールが開示されており、このうち、発光素子と光導波路内のコアとが、光導波路に形成されたミラーを介して光学的に接続されている。

かかる構造の光モジュールについては、小型化の要請があるため、光導波路中に並列配置された複数のコアの間隔を狭めることにより、コアの高密度化を図る試みがなされている。これにより、光モジュールの単位面積当たりの伝送容量については増大が図られ、小型化が可能になる。しかしながら、コアの間隔を狭めると、コアに合わせてミラーを形成したとき、ミラーを形成するスペースの確保が困難になるという課題がある。ミラーの大きさは、ミラーを介したコアと光素子との光結合効率を左右するため、一定の大きさを確保する必要がある。

特開２００６−１４５７８９号公報

本発明の目的は、コア部の高密度化と、外部に設けられた光学部品との高い光結合効率と、を両立し得る光導波路、かかる光導波路を備え、高品質の光通信が可能な光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
（１） Ｘ軸方向に延在し、前記Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向に並ぶ第１コア部および第２コア部と、
前記第１コア部の長手方向の途中または延長線上に設けられた前記第１コア部より幅が広い第１ミラーであって、該第１ミラーから−Ｘ側に延在する第１光路を変換する第１ミラーと、
前記第２コア部の長手方向の途中または延長線上に、前記第１ミラーよりも−Ｘ側にずれるように設けられた前記第２コア部より幅が広い第２ミラーであって、該第２ミラーから−Ｘ側に延在する第２光路を変換する第２ミラーと、
を有し、
前記第１コア部は、広幅部と、前記広幅部よりも狭くなるように幅が徐々に変化している第１変幅部と、前記広幅部より幅が狭い狭幅部と、前記狭幅部よりも広くなるように幅が徐々に変化している第２変幅部と、をこの順で備えており、前記Ｘ軸方向の位置において前記第２ミラーと前記狭幅部とが対応していることを特徴とする光導波路。

（２） 前記広幅部の外縁を仮想的に延長する仮想線を引いたとき、前記仮想線と前記第２ミラーとが重なるように構成されている上記（１）に記載の光導波路。

（３） 前記第１コア部の平面視形状は、その幅の中心を通り前記Ｘ軸に対して平行な軸線について線対称の関係を有する形状である上記（１）または（２）に記載の光導波路。

（４） 前記第１ミラーの幅および前記第２ミラーの幅は、それぞれ、前記第１コア部の幅の中心と前記第２コア部の幅の中心との距離より広く、前記距離の２倍より狭い上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。

（５） 前記第１コア部および前記第２コア部は、それぞれエネルギー線の照射により屈折率が変化し得る部材に対して、エネルギー線を照射することにより形成されたものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路。

（６） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路を備えることを特徴とする光電気混載基板。

（７） 上記（６）に記載の光電気混載基板と、光素子と、を備えることを特徴とする光モジュール。

（８） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、コア部の高密度化と、外部に設けられた光学部品との高い光結合効率と、を両立し得る光導波路が得られる。

また、本発明によれば、かかる光導波路を備え、高品質の光通信が可能な光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器が得られる。

本発明の光導波路の第１実施形態を示す平面図である。 図１に示す光導波路の部分拡大平面図である。 図１に示す光導波路のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す光導波路の部分拡大斜視図である。 本発明の光導波路の第２実施形態を示す平面図である。 図５に示す光導波路のＡ−Ａ線断面図である。 図５に示す光導波路の部分拡大斜視図である。 本発明の光導波路の第３実施形態を示す断面図である。 本発明の光導波路の第３実施形態を示す断面図である。 本発明の光導波路の第４実施形態を示す平面図である。 本発明の光導波路の第５実施形態を示す平面図である。 本発明の光導波路の第５実施形態を示す平面図である。 本発明の光導波路の第５実施形態を示す平面図である。 本発明の光導波路の第６実施形態を示す平面図である。 本発明の光電気混載基板の実施形態および本発明の光モジュールの実施形態を示す縦断面図である。

以下、本発明の光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜光導波路＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光導波路の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の光導波路の第１実施形態を示す平面図である。図２は、図１に示す光導波路の部分拡大平面図である。図３は、図１に示す光導波路のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１に示す光導波路の部分拡大斜視図である。なお、図１、２、４では、それぞれ説明の便宜上、クラッド層等の陰に隠れている部分を透視するように図示している。また、各図では、コア部に対してドットを付している。また、以下の説明では、説明の便宜上、図３の上方を「上」、下方を「下」として説明する。

図１に示す光導波路１は、シート状をなしており、光入射部と光出射部との間で光信号を伝送し、光通信を行う。

光導波路１は、図３に示すように、下からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を積層してなる積層体１０を備えている。コア層１３中には、複数の長尺状のコア部１４（図１では８本のコア部１４）とその側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５とが形成されている。なお、図１〜３に示す光導波路１では、それぞれ各図の左右方向にコア部１４が延在しており、図１〜３にはその長手方向の端部近傍のみが図示されている。そして、図示されていない端部の構成については特に限定されないが、各図に図示されている構成と同じであることが好ましい。なお、図１〜３の左右方向をＸ軸方向とし、図１、２の上下方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向をＺ軸方向（図３の上下方向）とする。また、以下の説明では、図１における右向きを＋Ｘ側とし、左向きを−Ｘ側とする。さらに、図１における上向きを＋Ｙ側とし、下向きを−Ｙ側とする。

また、図１、２に示すコア層１３では、その長手方向の外縁よりも内側に各コア部１４の右側の端部が位置するように、各コア部１４が形成されている。そして、各コア部１４の端部とコア層１３の外縁との間は、側面クラッド部１５で占められている。

コア部１４の幅（Ｙ軸方向の長さ）および高さ（コア層１３の厚さ）は、特に限定されないが、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、コア部１４の伝送効率を高めつつコア部１４の高密度化を図ることができる。すなわち、単位面積当たりに敷設可能なコア部１４の数を多くすることができるので、小面積であっても大容量の光通信を行うことができる。

また、光導波路１の幅方向における屈折率分布および厚さ方向における屈折率分布は、それぞれ、屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。

また、コア部１４は、平面視で直線状であっても曲線状であってもよい。さらに、コア部１４は、途中で分岐していたり互いに交差していたりしてもよい。

さらに、コア部１４の横断面形状は、特に限定されず、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよいが、四角形（矩形状）であることにより、安定した品質のコア部１４を効率よく製造することができる。

一方、クラッド層１１は、コア層１３の下方に設けられ、クラッド層１２は、コア層１３の上方に設けられている。

クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さの０．０５〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．１〜１．２５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド部としての機能が確保される。

なお、クラッド層１１、１２は、必要に応じて設けられればよく、省略することもできる。この場合でも、例えば外気がクラッド層として機能する。

光導波路１には、積層体１０の一部を除去することによって形成された凹部１７０が設けられている。すなわち、光導波路１は、積層体１０とそれに形成された凹部１７０とを備えている。図１に示す凹部１７０は、コア部１４の長手方向の端部、すなわちコア部１４の延長線上に位置している。凹部１７０の内側面の一部は、コア部１４の軸線に対して傾斜している傾斜面１７１になっている。

また、凹部１７０内は、空洞になっている。換言すれば、凹部１７０は、コア部１４より屈折率が低い空気で満たされているといえる。したがって、傾斜面１７１は、空気と積層体１０の構成材料との界面に相当し、高屈折率側である積層体１０側を伝搬する光は、傾斜面１７１において反射される。したがって、傾斜面１７１は、コア部１４の光路を変換するミラーとして機能する。すなわち、傾斜面１７１は、例えばコア部１４内において図３の左端から入射して右方に向かう光を、下に向けて反射することで、その光路を変換することができる。

図３に示す凹部１７０の縦断面形状は、上底が下底より長い台形をなしている。なお、この縦断面形状は、特に限定されず、例えば三角形や平行四辺形等であってもよい。

また、傾斜面１７１は、図３、４に示すように、クラッド層１２からコア層１３を経てクラッド層１１の途中に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。また、凹部１７０の内側面のうち、傾斜面１７１に対向する位置には、直立面１７２が設けられている。直立面１７２は、コア部１４の軸線に対して直交する面である。また、この直立面１７２も、傾斜面１７１と同様、クラッド層１２からコア層１３を経てクラッド層１１の途中に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。

一方、凹部１７０の内側面のうち、コア部１４の軸線とほぼ平行な２つの面も、それぞれクラッド層１２の上面に対してほぼ垂直な直立面１７３、１７４になっている。

上述したような傾斜面１７１と、３つの直立面１７２、１７３、１７４とにより、凹部１７０の内側面が構成されている。

また、凹部１７０の開口の形状は、図２に示すように長方形をなしている。なお、この開口の形状は、特に限定されず、例えばその他の四角形、五角形、六角形のような多角形であってもよく、長円形のような円形であってもよい。

なお、傾斜面１７１とクラッド層１２の上面とが接してなる線分（稜線）は、凹部１７０の長方形をなす開口の短辺に相当する。一方、直立面１７２、１７３および１７４とクラッド層１２の上面とがそれぞれ接してなる線分（稜線）は、いずれも凹部１７０の長方形をなす開口の長辺に相当する。

傾斜面１７１は、上述したように、コア部１４の軸線に対して傾斜しているが、傾斜面１７１の傾斜角度に応じて光軸の変換方向が変わることになる。このため、傾斜面１７１の傾斜角度は、光導波路１の外部に設けられる光学部品の位置に応じて適宜設定される。

ここで、複数のコア部１４のうち、図２に示すコア部１４を特に「コア部１４ａ」とし、コア部１４ａに隣り合うコア部１４を特に「コア部１４ｂ」とする。そして、コア部１４ａが「第１コア部」に相当するとき、コア部１４ｂが「第２コア部」に相当する。

また、コア部１４ａの右端に設けられた傾斜面１７１を特に「傾斜面１７１ａ」とし、コア部１４ｂの右端に設けられた傾斜面１７１を特に「傾斜面１７１ｂ」とする。そして、傾斜面１７１ａが「第１ミラー」に相当するとき、傾斜面１７１ｂが「第２ミラー」に相当する。

さらに、各コア部１４の光路であって、傾斜面１７１ａで変換される光路を特に「光路１４０ａ」とし、傾斜面１７１ｂで変換される光路を特に「光路１４０ｂ」とする。光路１４０ａは、傾斜面１７１ａよりも−Ｘ側に延在しており、同様に、光路１４０ｂは、傾斜面１７１ｂよりも−Ｘ側に延在している。なお、図２では、図示の便宜上、コア部１４ａの幅の中心を通る線を「光路１４０ａ」とし、コア部１４ｂの幅の中心を通る線を「光路１４０ｂ」として図示している。

図２では、傾斜面１７１ｂが傾斜面１７１ａよりも−Ｘ側にずれるように設けられている。このため、傾斜面１７１ａと傾斜面１７１ｂとが干渉し合うことが防止され、傾斜面１７１ａおよび傾斜面１７１ｂがそれぞれ十分な面積を確保することができる。これにより、傾斜面１７１ａおよび傾斜面１７１ｂにおける反射損失を十分に抑えることができる。その結果、外部の光学部品と光学的に接続される際、光結合効率の高い光導波路が得られる。

また、コア部１４ａは、Ｚ軸方向から見たときの平面視において、相対的に幅の広い広幅部１４１ａと、広幅部１４１ａより幅が狭い狭幅部１４２ａと、を備えている。狭幅部１４２ａは、広幅部１４１ａよりも右側に位置している。すなわち、広幅部１４１ａと傾斜面１７１ａとの間に狭幅部１４２ａが位置しているといえる。

このようなコア部１４ａに隣り合うコア部１４ｂでは、その右端に設けられた傾斜面１７１ｂが、Ｘ軸方向の位置においてコア部１４ａの狭幅部１４２ａに対応する位置に設けられている。換言すれば、傾斜面１７１ｂがＸ軸方向において占める範囲と、コア部１４ａの狭幅部１４２ａがＸ軸方向において占める範囲とが、少なくとも一部で重複している。Ｘ軸方向において占める範囲を傾斜面１７１ｂと狭幅部１４２ａとでこのように重複させることにより、コア部１４ａとコア部１４ｂとのピッチＰ（図２参照）を狭くした場合でも、傾斜面１７１ｂとコア部１４ａとの干渉を防止することができる。すなわち、コア層１３に形成されるコア部１４の形成密度を高めた場合でも、傾斜面１７１ｂとコア部１４ａとの干渉を避けながら、傾斜面１７１ｂの十分な面積を確保することが可能になる。したがって、コア部１４の高密度化と、外部の光学部品との高い光結合効率と、を両立させることができる。

一方、傾斜面１７１ｂに対応する位置以外では、できるだけ幅を広くする、すなわち広幅部１４１ａを配置することにより、その部位での伝送効率を高めることができる。また、コア部１４ｂのうち、傾斜面１７１に露出する部分に広幅部１４１ａを適用することによって、傾斜面１７１に露出するコア部１４ｂの面積を広く確保することができる。その結果、傾斜面１７１における光結合効率をより高めることができる。

また、コア部１４ａは、広幅部１４１ａと狭幅部１４２ａとの間に位置し、＋Ｘ側に向かうにつれて幅が徐々に狭くなるように構成された変幅部１４３ａ（第１変幅部）と、狭幅部１４２ａと傾斜面１７１ａとの間に位置し、＋Ｘ側に向かうにつれて幅が徐々に広がるように構成された変幅部１４４ａ（第２変幅部）と、を備えている。変幅部１４３ａを備えることにより、広幅部１４１ａと狭幅部１４２ａとの間で幅の変化が緩やかになる。このため、幅の変化に伴ってコア部１４ａから側面クラッド部１５へと光が漏れ出る確率を低下させることができ、伝送効率の低下を抑制することができる。また、変幅部１４４ａを備えることにより、変幅部１４４ａを設けない場合に比べて、傾斜面１７１ａに露出するコア部１４ａの面積をより広くすることができる。これにより、変幅部１４４ａを設けない場合に比べて、傾斜面１７１ａにおいて反射した光がコア部１４ａに入射する確率を高めることができ、外部の光学部品との光結合効率をより高めることができる。

一方、本実施形態では、コア部１４ｂも、平面視において、相対的に幅の広い広幅部１４１ｂと、広幅部１４１ｂより幅が狭い狭幅部１４２ｂと、を備えている。狭幅部１４２ｂは、広幅部１４１ｂよりも右側に位置している。

そして、コア部１４ｂも、広幅部１４１ｂと狭幅部１４２ｂとの間に位置し、＋Ｘ側に向かうにつれて幅が徐々に狭くなる変幅部１４３ｂと、狭幅部１４２ｂと傾斜面１７１ｂとの間に位置し、＋Ｘ側に向かうにつれて幅が徐々に広がるように構成された変幅部１４４ｂと、を備えている。

このようなコア部１４ｂに対し、コア部１４ａとは反対側に隣り合うコア部１４では、その右端に設けられた傾斜面１７１が、やはりＸ側方向の位置においてコア部１４ｂの狭幅部１４２ｂに対応する位置に設けられている。これにより、コア部１４ｂとそれに隣り合うコア部１４とでピッチを狭くした場合でも、傾斜面１７１とコア部１４ｂとの干渉を防止することができる。

以上のことから、コア部１４ａとそれに隣り合うコア部１４ｂの右端に設けられた傾斜面１７１ｂとの間で満足する上述したような関係を他のコア部１４と傾斜面１７１にも同様に適用することで、３本以上のコア部１４を有する光導波路１においても、それぞれ隣り合うコア部１４同士でピッチを狭めつつ、傾斜面１７１とコア部１４との干渉を防止することができる。その結果、３本以上のコア部１４が高密度に形成されている場合でも、傾斜面１７１とコア部１４との干渉を避けながら、傾斜面１７１の十分な面積を確保することができ、コア部１４の高密度化と、外部の光学部品との高い光結合効率と、を両立させることができる。

また、傾斜面１７１ａの幅（Ｙ軸方向における長さ）は、コア部１４ａの幅より広くなっている。このため、傾斜面１７１ａでは、コア部１４ａを伝搬する光を十分に広い面積で反射することができるので、反射損失を十分に抑えることができる。なお、傾斜面１７１ａの幅がコア部１４ａの幅より広いとは、コア部１４ａの最大幅（Ｙ軸方向における最大長さ）より広いことをいう。

同様に、傾斜面１７１ｂの幅（Ｙ軸方向における長さ）は、コア部１４ｂの幅より広くなっている。このため、傾斜面１７１ｂでは、コア部１４ｂを伝搬する光を十分に広い面積で反射することができるので、反射損失を十分に抑えることができる。なお、傾斜面１７１ｂの幅がコア部１４ｂの幅より広いとは、コア部１４ｂの最大幅（Ｙ軸方向における最大長さ）より広いことをいう。

なお、コア部１４ａの広幅部１４１ａでは、その幅がほぼ一定であることから、本実施形態に係る傾斜面１７１ａの幅は、広幅部１４１ａの幅より広いと言い換えることができる。

幅Ｗ２は、幅Ｗ１の２０〜９５％程度であるのが好ましく、３０〜８０％程度であるのがより好ましい。幅Ｗ２が前記下限値を下回ると、幅Ｗ２が狭くなり過ぎるため、狭幅部１４２ａを伝搬する光の伝送効率が低下し、コア部１４ａ全体の伝送効率の低下を招くおそれがある。一方、幅Ｗ２が前記上限値を上回ると、狭幅部１４２ａの幅Ｗ２と広幅部１４１ａの幅Ｗ１との差がわずかになるため、その分、傾斜面１７１ｂと狭幅部１４２ａとの離間距離に余裕がなくなり、コア部１４ａとコア部１４ｂとのピッチＰを十分に狭めることが難しくなるため、コア部１４の高密度化が難しくなるおそれがある。

なお、コア部１４ａとコア部１４ｂとのピッチＰとは、コア部１４ａの幅Ｗ１の中心とコア部１４ｂの幅Ｗ２の中心との距離のことである。

ここで、広幅部１４１ａの外縁を図２のＸ軸方向に沿って仮想的に延長した仮想線を引いた場合について考える。このうち、狭幅部１４２ａと対応する位置に引かれた仮想線Ｌは、図２に示すように、平面視において傾斜面１７１ｂと重なっているのが好ましい。このように仮想線Ｌと傾斜面１７１ｂとが重なることにより、コア部１４ａとコア部１４ｂとのピッチＰを十分に短くするのと同時に、傾斜面１７１ｂの幅を十分に広くすることができる。すなわち、狭幅部１４２ａを設けなかった場合には存在し得ない幅の傾斜面１７１ｂを、ピッチＰを変えることなく実現することができるので、特に外部の光学部品との光結合効率を高める観点から有用である。

このとき、Ｙ軸方向における傾斜面１７１ｂとコア部１４ａとの最短距離Ｓ（図２参照）は、コア部１４と側面クラッド部１５との屈折率差によっても異なるものの、０．１×｛（Ｗ１−Ｗ２）／２｝以上０．９×｛（Ｗ１−Ｗ２）／２｝以下であるのが好ましく、０．２×｛（Ｗ１−Ｗ２）／２｝以上０．８×｛（Ｗ１−Ｗ２）／２｝以下であるのがより好ましい。これにより、傾斜面１７１ｂと狭幅部１４２ａとが近接し過ぎることによる不具合（例えばクロストーク）の増大を抑制しつつ、ピッチＰを最大限に狭めるとともに傾斜面１７１ｂの幅を最大限に広げることができる。

また、傾斜面１７１ａの幅および傾斜面１７１ｂの幅は、それぞれ好ましくは、ピッチＰより広く、かつ、ピッチＰの２倍より狭くなるように設定される。このように設定すれば、コア部１４に対して十分な面積を有する傾斜面１７１ａおよび傾斜面１７１ｂが得られる。そして、このような面積を有する傾斜面１７１ａおよび傾斜面１７１ｂは、過酷な環境下でも反射損失の増大を招き難いものとなる。すなわち、例えば高温下で光導波路１が使用される場合、光導波路１の熱膨張に伴って傾斜面１７１ａおよび傾斜面１７１ｂが歪み、反射損失が増大し易い傾向にあるものの、傾斜面１７１ａの幅および傾斜面１７１ｂの幅が前記範囲内にあることで、かかる歪みを抑えることができる。これにより、反射損失の増大を最小限に抑え、過酷な環境下でも外部の光学部品との光結合効率の低下が抑えられた光導波路１が得られる。

なお、傾斜面１７１ａの幅および傾斜面１７１ｂの幅は、それぞれより好ましくは、ピッチＰの１．１〜１．９倍とされ、さらに好ましくは、ピッチＰの１．２〜１．８倍とされる。

また、ピッチＰは、コア部１４の幅に応じて適宜設定されるものの、１０〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、２０〜５００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、コア部１４が十分に高い密度で形成された光導波路１が得られる。このような光導波路１は、幅が狭いものであっても十分な伝送容量を有するものとなる。

また、コア部１４の平面視形状は、特に限定されないものの、その幅の中心を通りＸ軸に対して平行な軸線に対して線対称の関係を有する形状であるのが好ましい。このような形状のコア部１４は、伝送効率の低下を抑えることができる。

なお、凹部１７０内には、必要に応じて、コア部１４より屈折率が低い材料（低屈折率材料）が充填されていてもよい。この場合でも、傾斜面１７１では、凹部１７０の構成材料とコア部１４の構成材料との屈折率差に基づいて光が反射する。また、低屈折率材料が固体である場合、凹部１７０内に異物が侵入するのを防止したり、光導波路１の外部環境の影響が直接凹部１７０近傍に及び難くなるので、光導波路１の耐候性を高めることができる。

低屈折率材料は、コア部１４の屈折率に応じて適宜選択され、何ら限定されないが、例えば、シリコーン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。低屈折率材料の屈折率は、コア部１４の屈折率より低ければ低いほどよく、０．０１以上低いことが好ましい。

また、傾斜面１７１には、必要に応じて、光反射性を有する材料、例えば金属光沢を有する金属材料等が成膜されていてもよい。この場合は、凹部１７０内に各種材料が充填されていてもよく、その材料の屈折率等は特に限定されない。

金属材料としては、例えば、アルミニウム、銀、ニッケルのような金属の単体または化合物等が挙げられる。

また、傾斜面１７１は、前述したようにコア部１４と光学的に接続される光学部品の位置に応じて適宜設定されるが、コア層１３の下面を基準面としたとき、基準面と傾斜面１７１とがなす角度は、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４０〜５０°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、傾斜面１７１においてコア部１４の光路を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。なお、基準面と傾斜面１７１とがなす角度とは、基準面と傾斜面１７１とで形成される内角の角度のうち、凹部１７０側とは反対側にできる内角の角度のことをいう。

一方、基準面と直立面１７２、１７３、１７４とがなす角度は、それぞれ好ましくは６０〜９０°程度とされ、より好ましくは７０〜９０°程度とされ、さらに好ましくは８０〜９０°程度とされる。基準面と直立面１７２、１７３、１７４とがなす角度を前記範囲内に設定することにより、特にクラッド層１１とコア層１３との界面にかかる応力をより小さく抑えることができ、この応力によって傾斜面１７１の反射損失が増大するのを抑制することができる。なお、各図では、基準面と直立面１７２、１７３、１７４とがなす角度をほぼ９０°として図示している。また、基準面と直立面１７２、１７３、１７４とがなす角度とは、基準面と直立面１７２、１７３、１７４とで形成される内角の角度のうち、凹部１７０側とは反対側にできる内角の角度のことをいう。

なお、凹部１７０の最大深さは、積層体１０の厚さから適宜設定されるものであり、特に限定されないが、光導波路１の機械的強度や可撓性といった観点から、好ましくは１〜５００μｍ程度とされ、より好ましくは５〜４００μｍ程度とされる。そして、凹部１７０は、少なくともコア層１３に達していればよく、クラッド層１１には達していなくてもよい。

上述したようなコア層１３およびクラッド層１１、１２の構成材料（主材料）は、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等を用いることができる。なお、環状オレフィン系樹脂としては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが用いられる。

また、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。これらは、比較的加工が容易であるため、凹部１７０が形成されるコア層１３やクラッド層１１、１２の構成材料として好適である。

なお、光導波路１のうち、図示されていない左端の構成については特に限定されず、前述したように、右端の構成と同じであってもよいし、光コネクター等が装着されていてもよい。また、光導波路１が途中で分岐しているような場合も、少なくとも１つの端部において、各図の構成が適用されていればよく、その他の端部の構成については特に限定されない。

また、光導波路１に形成されるコア部１４の本数は、特に限定されないが、例えば１〜１００本程度とされる。

また、コア層１３中にコア部１４と側面クラッド部１５とを形成する方法としては、例えば、成膜工程とフォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを組み合わせたパターニング工程とを繰り返し行う方法や、成膜工程とインプリント技術によるパターニング工程とを繰り返し行う方法、エネルギー線の照射により屈折率が変化する屈折率変調能（例えばフォトブリーチングやモノマーディフュージョンによる屈折率変調）を有する組成物を用い、この組成物からなる部材に所望のパターンでエネルギー線を照射する方法等が挙げられる。なお、フォトブリーチングとは、エネルギー付与に伴って分子中の結合が切れることにより屈折率が変化する現象であり、モノマーディフュージョンとは、互いに屈折率が異なるポリマーとモノマーとを用い、エネルギー付与に伴って、ポリマー中に分散したモノマーを偏在させて屈折率の分布を形成する現象のことである。この他、屈折率変調の原理には、光異性化、光二量化等が挙げられる。

このうち、屈折率変調能を有する組成物からなる部材にエネルギー線を照射する方法を用いて、コア部１４および側面クラッド部１５を形成するのが好ましい。この方法によれば、ピッチＰが狭い場合でも、高い寸法精度でコア部１４を形成することができる。特に、コア部１４ａが変幅部１４３ａおよび変幅部１４４ａを備えているとき、滑らかな形状を形作ることができるので、変幅部１４３ａおよび変幅部１４４ａにおける光の漏れを抑制することができる。その結果、より伝送効率の高いコア部１４を形成することができる。
エネルギー線としては、例えば、可視光、紫外線、レーザー、電子線等が挙げられる。

ここで、モノマーディフュージョンを生じる材料としては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。

一方、フォトブリーチング、光異性化および光二量化といった原理による屈折率変調の場合、照射するエネルギー線の照射量に応じて屈折率の変化量を調整することができる。フォトブリーチングでは、エネルギー線の照射によって材料中の分子構造が切断され、離脱性基が主鎖から離脱する。これにより材料の屈折率を変化させる。また、光異性化および光二量化では、エネルギー線の照射によって材料の光異性化または光二量化を生じ、材料の屈折率が変化する。

フォトブリーチングを生じる材料としては、例えば、特開２００９−１４５８６７号公報に記載されたコアフィルム材料等が挙げられる。

また、光異性化を生じる材料としては、例えば、特開２００５−１６４６５０号公報に記載されたノルボルネン系樹脂等が挙げられる。

また、光二量化を生じる材料としては、例えば、特開２０１１−１０５７９１号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。

なお、照射するエネルギー線の照射量を徐々に変化させることにより、形成される屈折率分布も滑らかな屈折率変化を伴うものとなる。照射するエネルギー線の照射量を徐々に変化させる方法としては、例えば、グレイトーンマスクやハーフトーンマスクといった多階調マスクを用いる方法、光強度に分布があるエネルギー線を走査する方法、領域ごとの照射時間を変化させつつ照射する方法等が挙げられる。

また、エネルギー線の照射に用いる装置としては、形成すべき導波路パターンに対応したフォトマスクを介してエネルギー線を照射する装置を用いるようにしてもよいが、エネルギー線を照射する領域を細かく制御し、フォトマスクを用いることなく照射すべき領域のみにエネルギー線を選択的に照射する装置（マスクレス照射装置）を用いるのが好ましい。これにより、高い空間分解能でかつ効率よくエネルギー線照射処理を施すことができる。また、フォトマスクが不要になるので、エネルギー線照射処理の低コスト化が図られるとともに、異なる導波路パターンにも速やかに切り替えることができるので、多品種少量生産が可能になる。

マスクレス照射装置としては、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）のような反射型空間光変調素子、液晶表示素子（ＬＣＤ）のような透過型空間光変調素子といった各種の空間光変調素子を利用し、発生源からのエネルギー線を空間変調したビームとして出射するものが挙げられる。
このうち、発生源としては、例えばランプ、レーザー光源、ＬＥＤ等が用いられる。

また、上記以外の空間光変調素子としては、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）のようなＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）方式の空間光変調素子、ＰＬＺＴ素子のような電気光学効果により透過光を変調する空間光変調素子、液晶光シャッター等が挙げられる。

さらには、発生源として複数の発光点を格子状に配列させたもの、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）アレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ、有機ＥＬアレイ等もこの露光処理に用いることができる。このような発生源を用いた場合には、空間光変調素子を省略することもできる。

なお、マスクレス照射装置は、発生源や空間光変調素子以外に、被処理物を駆動するＸＹＺステージ、各種光学系、発生源や空間光変調素子の動作を制御する制御部等を有していてもよい。

また、凹部１７０は、積層体１０の一部を除去し得る各種の加工方法により形成することができる。かかる加工方法としては、例えば、切削のような機械加工、レーザー加工、電子線加工、インプリント加工等が挙げられる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第２実施形態について説明する。

図５は、本発明の光導波路の第２実施形態を示す平面図である。図６は、図５に示す光導波路のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図５に示す光導波路の部分拡大斜視図である。なお、図５、７では、それぞれ説明の便宜上、クラッド層等の陰に隠れている部分を透視するように図示している。また、各図では、コア部に対してドットを付している。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第２実施形態に係る光導波路１は、凹部の縦断面形状が異なる以外、第１実施形態に係る光導波路１と同様である。

すなわち、図５に示す凹部１７０の縦断面形状は、図６に示すように、上底が下底より長い台形をなしている。そして、第１実施形態では、傾斜面１７１に対向する面が「直立面１７２」であったのに対し、本実施形態では、「傾斜面１７２’」になっている点で相違している。ただし、傾斜面１７１については第１実施形態と相違ない。

このような傾斜面１７２’を備える凹部１７０は、開口部のＸ軸方向における長さが第１実施形態よりも長くなっている。すなわち、傾斜面１７１のＸ軸方向における長さには変化がないものの、傾斜面１７２’が設けられた分だけ、凹部１７０がＸ軸方向において占める範囲が長くなっている。このため、例えば傾斜面１７１ｂに対応して設けられるコア部１４ａの狭幅部１４２ａがＸ軸方向において占める範囲も、その分だけ、長くなっている。

このように凹部１７０の開口部が長くなっても、第１実施形態と同様、Ｘ軸方向の位置において傾斜面１７１ｂと狭幅部１４２ａとが対応している。このため、コア部１４ａとコア部１４ｂとのピッチを狭くした場合でも、傾斜面１７１ｂとコア部１４ａとの干渉を防止することができる。すなわち、コア層１３に形成されるコア部１４の形成密度を高めた場合でも、傾斜面１７１ｂとコア部１４ａとの干渉を避けながら、傾斜面１７１ｂの十分な面積を確保することが可能になる。したがって、コア部１４の高密度化と、外部の光学部品との高い光結合効率と、を両立させることができる。

また、コア層１３の下面を基準面としたとき、基準面と傾斜面１７２’とがなす角度は、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４０〜５０°程度であるのがより好ましい。これにより、凹部１７０近傍に応力が発生し難くなり、応力集中に伴う傾斜面１７１の反射損失の増大を抑制することができる。なお、基準面と傾斜面１７２’とがなす角度とは、基準面と傾斜面１７２’とで形成される内角の角度のうち、凹部１７０側とは反対側にできる内角の角度のことをいう。
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。

≪第３実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第３実施形態について説明する。

図８、９は、それぞれ本発明の光導波路の第３実施形態を示す断面図である。なお、図８、９では、コア部に対してドットを付している。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１、２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第３実施形態に係る光導波路１は、コア部に対する凹部の形成位置が異なる以外、第１、２実施形態に係る光導波路１と同様である。

すなわち、図８に示す凹部１７０は、コア部１４の右端から離れた位置に形成されている。このため、第１、２実施形態では、凹部１７０の傾斜面１７１にコア部１４が露出しているのに対し、本実施形態では、コア部１４の右端を囲むように形成されている側面クラッド部１５が露出している点で相違する。

このような図８に示す光導波路１においても、第１、２実施形態に係る光導波路１と同様の作用、効果が得られる。

加えて、第１、２実施形態では、傾斜面１７１にコア部１４と側面クラッド部１５の双方が露出するのに対し、本実施形態では側面クラッド部１５のみが露出する。したがって、各種加工方法によって凹部１７０を形成する際には、滑らかな傾斜面１７１を形成し易くなる。このため、傾斜面１７１の反射損失をより小さく抑えることが可能になる。

一方、図９に示す凹部１７０は、コア部１４の途中に形成されている。すなわち、第１〜３実施形態では、コア部１４の長手方向の延長線上に傾斜面１７１が形成されているのに対し、本実施形態では、コア部１４の長手方向の途中に傾斜面１７１が形成されている点で相違する。

このような図９に示す光導波路１においても、第１、２実施形態に係る光導波路１と同様の作用、効果が得られる。

≪第４実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第４実施形態について説明する。

図１０は、本発明の光導波路の第４実施形態を示す平面図である。なお、図１０では、コア部に対してドットを付している。

以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、第１〜３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第４実施形態に係る光導波路１は、コア部１４の平面視形状が異なる以外、第１〜３実施形態に係る光導波路１と同様である。

すなわち、第１実施形態に係る光導波路１では、コア部１４の平面視形状が、その幅の中心を通りＸ軸に対して平行な軸線に対して線対称の関係を有する形状であるのに対し、本実施形態に係る光導波路１では、コア部１４の平面視形状が、前記軸線に対して線対称ではない点で相違している。

具体的には、本実施形態では、コア部１４のうち、隣り合うコア部１４の傾斜面１７１と干渉するおそれがない部分では、幅を変化させないようにコア部１４の形状が設定されている。したがって、隣り合うコア部１４の傾斜面１７１が干渉するおそれがないコア部１４については、狭幅部が形成されていない。コア部１４のうち、＋Ｙ側には傾斜面１７１が近接している一方、−Ｙ側には傾斜面１７１が近接していない場合には、そのコア部１４の＋Ｙ側の外縁形状を変化させる一方、−Ｙ側の外縁形状は変化させないことで、結果的に狭幅部を形成している。このようなパターンでコア部１４の平面視形状が設定されているため、本実施形態に係る光導波路１では、コア部１４の平面視形状が、前記軸線に対して線対称ではない部分を含んでいる。

しかしながら、このような本実施形態に係る光導波路１においても、第１〜３実施形態に係る光導波路１と同様の作用、効果が得られる。

≪第５実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第５実施形態について説明する。

図１１〜１３は、それぞれ本発明の光導波路の第５実施形態を示す平面図である。なお、図１１〜１３では、コア部に対してドットを付している。

以下、第５実施形態について説明するが、以下の説明では、第１〜４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第５実施形態に係る光導波路１は、凹部１７０の近傍に設けられた貫通孔１８を有する以外、第１〜４実施形態に係る光導波路１と同様である。

すなわち、図１１に示す光導波路１は、平面視において凹部１７０の長方形をなす開口部の角部と重なるように設けられた貫通孔１８を有する。この貫通孔１８は、開口の平面視形状が円形をなし、積層体１０を厚さ方向に貫通している。このような貫通孔１８を設けることにより、凹部１７０近傍において応力が発生したとき、その応力によって傾斜面１７１の反射損失が増大するのを抑制することができる。

なお、貫通孔１８は、凹部１７０の長方形をなす開口部が備える４つの角部のうち、少なくとも一部と重なるように設けられていればよい。例えば、図１１に示すように、傾斜面１７１ａを含む凹部１７０の開口部が備える４つの角部には、それぞれ貫通孔１８が形成されているものの、傾斜面１７１ｂを含む凹部１７０の開口部が備える４つの角部には、コア部１４ａとは反対側に位置する２つの角部のみと重なるように貫通孔１８が形成されており、残る２つの角部には貫通孔１８が形成されていない。このような場合であっても、上述したような効果を奏する。

また、貫通孔１８の平面視形状は、図１１に示す真円に限定されないが、好ましくは楕円、長円のような丸みを帯びた形状であるのが好ましい。

なお、凹部１７０の開口部と貫通孔１８との位置関係や貫通孔１８の形状は、図１１に示すものに限定されない。

例えば、図１２（ａ）に示す光導波路１は、平面視において凹部１７０の長方形をなす開口部の近傍であって、開口部の対角線の延長線上に設けられた貫通孔１８を有する。貫通孔１８と凹部１７０とは離間している。また、図１２（ａ）に示す貫通孔１８は、図１１に示す貫通孔１８と同様、開口の平面視形状が真円をなしている。

一方、図１２（ｂ）に示す光導波路１も、平面視において凹部１７０の長方形をなす開口部の近傍であって、開口部の対角線の延長線上に設けられた貫通孔１８を有する。貫通孔１８と凹部１７０とは離間している。また、図１２（ｂ）に示す貫通孔１８は、開口の平面視形状が楕円形をなしており、その長軸と前記対角線の延長線とがほぼ直交するように配置されている。

さらに、図１２（ｃ）に示す光導波路１も、平面視において凹部１７０の長方形をなす開口部の近傍であって、開口部の対角線の延長線上に設けられた貫通孔１８を有する。貫通孔１８と凹部１７０とは離間している。また、図１２（ｃ）に示す貫通孔１８は、開口の平面視形状が線状をなしており、その線分と前記対角線の延長線とがほぼ直交するように配置されている。

また、図１３に示す光導波路１は、平面視において凹部１７０の長方形をなす開口部の長辺と、光導波路１の外縁と、を結ぶように設けられた貫通孔１８を有する。図１３に示す貫通孔１８は、開口の平面視形状が線状をなしており、その線分と前記長辺とがほぼ直交するように配置されている。

このような図１２、１３に示す光導波路１においても、上述したように、凹部１７０近傍において応力が発生したとき、その応力によって傾斜面１７１の反射損失が増大するのを抑制することができる。

その他、本実施形態に係る光導波路１においても、第１〜４実施形態に係る光導波路１と同様の作用、効果が得られる。

≪第６実施形態≫
次に、本発明の光導波路の第６実施形態について説明する。

図１４は、本発明の光導波路の第６実施形態を示す平面図である。なお、図１４では、コア部に対してドットを付している。

以下、第６実施形態について説明するが、以下の説明では、第１〜５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第６実施形態に係る光導波路１は、前述したモノマーディフュージョンを生じる材料により形成されており、かつ、凹部１７０の近傍に設けられたモノマー高濃度部１９を有する以外、第１〜５実施形態に係る光導波路１と同様である。

すなわち、図１４に示す光導波路１は、前述したように、屈折率変調能を有する組成物としてモノマーディフュージョンを生じる材料を用い、かかる材料からなる部材にエネルギー線を照射することによってコア部１４および側面クラッド部１５を形成してなるものである。かかる部材は、互いに屈折率が異なるポリマーとモノマーとを含んでおり、例えば側面クラッド部１５を形成すべき領域にエネルギー線を照射することで、その領域に存在するモノマーを重合させるとともに、非照射領域からのモノマーの移動を誘起することによって、モノマーの濃度差を形成し、もって屈折率差を形成することが可能である。したがって、エネルギー線の照射量に応じて、モノマーの濃度に差をつけることができる。

本実施形態に係る光導波路１は、平面視において凹部１７０の長方形をなす開口部の近傍であって、開口部の対角線の延長線上に設けられたモノマー高濃度部１９を有する。モノマー高濃度部１９は、モノマーの濃度がその周囲の側面クラッド部１５よりも高くなっている。これにより、モノマー高濃度部１９の局所的な弾性率は、その周囲の側面クラッド部１５の弾性率よりも大きくなっている。その結果、凹部１７０近傍において応力が発生したとき、その応力によって傾斜面１７１の反射損失が増大するのを抑制することができる。

なお、モノマー高濃度部１９に高濃度に集積したモノマーは、その後の工程において重合し、モノマー由来のポリマーとなる。したがって、最終的には、モノマー高濃度部１９においては、その周囲の側面クラッド部１５よりも、濃度差に基づいて移動したモノマー由来のポリマーの濃度が高いことになる。モノマー高濃度部１９におけるこの「モノマー由来のポリマー」の濃度は、その周囲の側面クラッド部１５よりも１０質量％以上高いのが好ましい。これにより、上述した効果がより顕著に発揮される。

また、モノマー高濃度部１９の平面視形状としては、特に限定されず、図１４に示す楕円の他、真円、長円のような円形、三角形、四角形、五角形、六角形のような多角形、平行四辺形、菱形、その他の異形状等が挙げられる。

その他、本実施形態に係る光導波路１においても、第１〜５実施形態に係る光導波路１と同様の作用、効果が得られる。

＜光電気混載基板および光モジュール＞
次に、本発明の光電気混載基板の実施形態および本発明の光モジュールの実施形態について説明する。

図１５は、本発明の光電気混載基板の実施形態および本発明の光モジュールの実施形態を示す縦断面図である。

図１５に示す光電気混載基板１００は、光導波路１と、その上方に積層された電気配線基板５と、これらの間に介挿され両者を接着する接着層９０と、を有している。以下、光電気混載基板１００の各部の構成について順次説明する。

なお、図１５に示す光導波路１は、積層体１０に加え、積層体１０の下方に設けられた支持フィルム２と、積層体１０の上方に設けられたカバーフィルム３と、を備えている。これらのフィルムを設けることで、積層体１０を外部環境や外力から保護することができ、光導波路１の信頼性をより高めることができる。

支持フィルム２およびカバーフィルム３の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料が挙げられる。

また、支持フィルム２およびカバーフィルム３の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、外力や外部環境から積層体１０をより確実に保護することができる。

図１５に示す電気配線基板５は、コア基板５１とその両面に積層されたビルドアップ層５２とを備えた多層基板５０と、この多層基板５０を貫通する貫通孔５３と、を有している。

コア基板５１の構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。この他、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたもの、具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等であってもよい。

また、コア基板５１には、その両面に積層されたビルドアップ層５２同士を電気的に接続する貫通配線が形成されている。

一方、ビルドアップ層５２は、絶縁層５２１と導体層５２２とを交互に積層することにより形成される。導体層５２２にはパターニングが施され、電気配線が形成されている。また、絶縁層５２１には、その両面に設けられた電気配線同士を接続する貫通配線が形成されている。

これらの導体層５２２および貫通配線は、それぞれ、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀のような金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金等の導電性材料で構成される。

また、絶縁層５２１は、酸化ケイ素、窒化ケイ素のようなケイ素化合物、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂のような樹脂材料等により構成される。

このようにして、ビルドアップ層５２内には、面方向のみでなく厚さ方向にも広がる電気回路を構築することができ、電気回路の高密度化を図ることができる。

なお、このような多層基板５０は、いかなる工法で形成されたものであってもよいが、一例としてアディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法等の各種ビルドアップ工法により形成される。

また、本発明の光電気混載基板が備える電気配線基板は、上述した電気配線基板５のような多層基板を含むものに限定されず、例えば多層基板を単層の電気配線基板（リジッド基板）で代替したものであってもよく、ポリイミド基板、ポリエステル基板、アラミドフィルム基板のような各種フレキシブル基板で代替したものであってもよい。また、多層基板５０は、コア基板５１を含まないコアレスの多層基板で代替することもできる。なお、フレキシブル基板の場合、それ自体が十分な光透過性を有しているので、光スルーホールとして機能する貫通孔５３は形成されていなくてもよい。

また、図１に示す電気配線基板５は、多層基板５０の上面に設けられたソルダーレジスト層５４を有している。なお、ソルダーレジスト層５４のうち、導体層５２２との接続部には開口が形成されている。

ソルダーレジスト層５４は、各種樹脂材料で構成され、必要に応じて無機フィラーを含む。ソルダーレジスト層５４の平均厚さは、特に限定されないが１０〜１００μｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。

以上のような光導波路１と電気配線基板５とが接着層９０を介して接着されることにより、光電気混載基板１００が得られる。

また、この光電気混載基板１００に光素子６を搭載することにより、光モジュール（本発明の光モジュール）１０００が得られる。図１５に示す光素子６は、素子本体６０と、素子本体６０の下面に設けられた受発光部６１および端子６２と、端子６２から下方に突出するよう設けられたバンプ６３と、を有している。なお、受発光部とは、受光部または発光部、あるいはその双方の機能を有するものを指す。

光素子６は、受発光部６１の光軸とコア部１４の光軸とが傾斜面１７１を介して一致するよう配置されている。これにより、光導波路１と光素子６とが光学的に接続され、光導波路１を伝搬する光信号を光素子６に受光させたり、光素子６から出射された光信号を光導波路１に入射したりすることができる。

また、バンプ６３は、導体層５２２に接続されている。これにより、光素子６が機械的に固定されるとともに、光素子６の端子６２と導体層５２２とが電気的に接続され、光素子６の動作を電気配線基板５側から制御し得るよう構成されている。

光素子６としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子等の発光素子、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子が挙げられる。

また、図１５に示す光電気混載基板１００には、図示しない電気素子が搭載されていてもよい。電気素子としては、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が挙げられる。

なお、接着層９０は、光路上にあるため、透光性を有しているものが好ましい。接着層９０の構成材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。

このような光電気混載基板１００および光モジュール１０００では、傾斜面１７１を介して受発光部６１とコア部１４との光学的に接続する際、光結合効率を高めることができる。また、光導波路１は、コア部１４の高密度化が図られ、伝送容量が大きいものであるため、光電気混載基板１００および光モジュール１０００は、通信容量の大きいものとなる。これにより、光通信におけるＳ／Ｎ比の低下を抑制し、高品質で大容量の光通信を実現することができる。したがって、光電気混載基板１００および光モジュール１０００は、信頼性の高いものとなる。

＜電子機器＞
上述したような本発明に係る光導波路は、外部の光学部品に対する光結合効率が高いものとなる。このため、本発明の光導波路を備えることにより、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器（本発明の電子機器）が得られる。

本発明の光導波路を備える電子機器としては、例えば、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類が挙げられる。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が図られ、また、電子機器の低コスト化に貢献することができる。

さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。

以上、本発明の光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、前記各実施形態に係る光導波路、光電気混載基板および光モジュールには、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明の光導波路の実施形態は、前記各実施形態のうち任意の２つ以上を組み合わせたものであってもよい。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．光導波路の製造

（実施例１）
（１）ノルボルネン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも１ｐｐｍ以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）７．２ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン１２．９ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬバイアル瓶に計量し、脱水トルエン６０ｇと酢酸エチル１１ｇを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。

次に、１００ｍＬバイアルビン中にＮｉ触媒１．５６ｇ（３．２ｍｍｏｌ）と脱水トルエン１０ｍＬを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。

このＮｉ触媒溶液１ｍＬをシリンジで正確に計量し、上記２種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で１時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。

１００ｍＬビーカーに無水酢酸９．５ｇ、過酸化水素水１８ｇ（濃度３０％）、イオン交換水３０ｇを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて１２時間撹拌してＮｉの還元処理を行った。

次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの３０％水溶液を１００ｍＬ加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で３回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、６０℃に設定した真空乾燥機中で１２時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー＃１を得た。ポリマー＃１の分子量分布は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１０万、Ｍｎ＝４万であった。また、ポリマー＃１中の各構造単位のモル比は、ＮＭＲによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が５０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５０ｍｏｌ％であった。

（２）コア層形成用組成物の製造
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（東亜合成製 ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇ、重合開始剤（光酸発生剤） ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（０．０２５ｇ、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄なコア層形成用組成物を得た。

（３）クラッド層形成用組成物の製造
精製した上記ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位８０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位２０ｍｏｌ％にそれぞれ変更したものを、前記ポリマー＃１に代えて用いるようにした以外はコア層形成用組成物と同様にしてクラッド層形成用組成物を得た。

（４）第１クラッド層の作製
離型層を形成した基材フィルム上に、（３）で製造したクラッド層形成用組成物をドクターブレードにより均一に塗布した後、５０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を完全に除去した後、ＵＶ露光機で全面に紫外線を照射し、塗布した組成物を硬化させた。これにより、厚さ１０μｍの無色透明な第１クラッド層を得た。なお、紫外線の積算光量は５００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

（５）コア層の作製
離型層を形成した基材フィルム上に、コア層樹脂組成物をドクターブレードにより均一に塗布した後、５０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンが全面に描かれたフォトマスクを圧着した。そして、フォトマスク上から平行露光機により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は１３００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

次いで、フォトマスクを取り去り、１５０℃のオーブンに３０分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、得られたコア部の厚さは５０μｍとし、コア部の本数は８本とした。また、コア部のピッチＰは、表１に示す通りである。

なお、コア部には、広幅部と狭幅部とを形成した。広幅部の幅Ｗ１および狭幅部の幅Ｗ２は、それぞれ表１に示す通りである。

（６）第２クラッド層の作製
離型層を形成した基材フィルム上に、（４）と同様にしてクラッド層形成用組成物を塗布し、厚さ１０μｍの無色透明な第２クラッド層を得た。

（７）積層体の製造
次いで、第１クラッド層上にコア層を重ねた。そして、コア層に付いていた基材フィルムを剥離した。

次いで、コア層上に第２クラッド層を重ねた。そして、第２クラッド層に付いていた基材フィルムを剥離した。

その後、第１クラッド層、コア層および第２クラッド層を加圧し、各層を互いに圧着した。これにより、積層体を得た。

（８）凹部の形成
次に、レーザー加工によりコア部の両端部にそれぞれ凹部を形成した。これにより、全長１０ｃｍの光導波路を得た。なお、形成した凹部の形状は、図１〜４に示す通りである。また、コア部と、そのコア部に隣り合うコア部の端部に形成された凹部との最短距離Ｓは、表１に示す通りである。さらに、凹部（傾斜面）の幅は、表１に示す通りである。

（実施例２〜４）
コア層の作製に際し、紫外線を照射するのに用いるフォトマスクを変更し、コア部の形状および凹部の配置を表１に示す通りに変更した以外は、それぞれ実施例１と同様にして光導波路を得た。

（実施例５）
形成した凹部の形状を、図５〜７に示すように変更するとともに、製造条件を表１に示すように変更した以外は、それぞれ実施例２と同様にして光導波路を得た。

（実施例６）
図１１に示すような貫通孔をさらに形成するようにした以外は、実施例２と同様にして光導波路を得た。

（実施例７）
図１２（ａ）に示すような貫通孔をさらに形成するようにした以外は、実施例２と同様にして光導波路を得た。

（実施例８）
図１２（ｂ）に示すような貫通孔をさらに形成するようにした以外は、実施例２と同様にして光導波路を得た。

（実施例９）
図１２（ｃ）に示すような貫通孔をさらに形成するようにした以外は、実施例２と同様にして光導波路を得た。

（実施例１０）
図１３に示すような貫通孔をさらに形成するようにした以外は、実施例２と同様にして光導波路を得た。

（実施例１１）
図１４に示すようなモノマー高濃度部をさらに形成するようにした以外は、実施例２と同様にして光導波路を得た。

（実施例１２）
（１）クラッド層形成用樹脂組成物の製造
ダイセル化学工業（株）製の脂環式エポキシ樹脂、セロキサイド２０８１ ２０ｇ、（株）ＡＤＥＫＡ製のカチオン重合開始剤、アデカオプトマーＳＰ−１７０ ０．６ｇ、およびメチルイソブチルケトン８０ｇを撹拌混合して溶液を調製した。

次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄で無色透明なクラッド層形成用樹脂組成物を得た。

（２）感光性樹脂組成物の製造
エポキシ系ポリマーとして新日鐵化学（株）製のフェノキシ樹脂、ＹＰ−５０Ｓ ２０ｇ、光重合性モノマーとしてダイセル化学工業（株）製のセロキサイド２０２１Ｐ ５ｇ、および重合開始剤として（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカオプトマーＳＰ−１７０ ０．２ｇを、メチルイソブチルケトン８０ｇ中に投入し、撹拌溶解して溶液を調製した。

次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄で無色透明な感光性樹脂組成物を得た。

（３）下側クラッド層の作製
クラッド層形成用樹脂組成物をドクターブレードにより厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に均一に塗布した後、５０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を完全に除去した後、ＵＶ露光機で全面に紫外線を照射し、塗布した樹脂組成物を硬化させた。これにより、厚さ１０μｍの無色透明な下側クラッド層を得た。なお、紫外線の積算光量は５００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

（４）コア層の作製
作製した下側クラッド層上に感光性樹脂組成物をドクターブレードにより均一に塗布した後、４０℃の乾燥機に５分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンを描くように、マスクレス露光装置により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は１０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

次いで、露光後の被膜を１５０℃のオーブンに３０分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には鮮明な複数の導波路パターンが現れているのが確認された。また、得られたコア部の厚さは５０μｍとし、コア部の本数は８本とした。また、コア部のピッチＰは、表２に示す通りである。

なお、コア部には、広幅部と狭幅部とを形成した。広幅部の幅Ｗ１および狭幅部の幅Ｗ２は、それぞれ表２に示す通りである。

（５）上側クラッド層の作製
作製したコア層上に、（３）と同様にしてクラッド層形成用樹脂組成物を塗布し、厚さ１０μｍの無色透明な上側クラッド層を得た。

（６）凹部の形成
次に、レーザー加工によりコア部の両端部にそれぞれ凹部を形成した。これにより、全長１０ｃｍの光導波路を得た。なお、形成した凹部の形状は、図１〜４に示す通りである。また、コア部とそのコア部に隣り合うコア部の端部に形成された凹部との最短距離Ｓは、表２に示す通りである。さらに、凹部（傾斜面）の幅は、表２に示す通りである。

（実施例１３）
形成した凹部の形状を、図５〜７に示すように変更するとともに、製造条件を表２に示すように変更した以外は、実施例１２と同様にして光導波路を得た。

（比較例１）
コア部に狭幅部を形成しないようにするとともに、それに応じて、コア部と凹部（傾斜面）とが干渉しないように凹部の幅を狭くした以外は、実施例１２と同様にして光導波路を得た。

（比較例２）
コア部に狭幅部を形成しないようにするとともに、それに応じて、コア部と凹部（傾斜面）とが干渉しないように凹部の幅を狭くした以外は、実施例１３と同様にして光導波路を得た。

２．光導波路の評価
２．１ 挿入損失およびミラー損失の評価
各実施例および各比較例で得られた光導波路について、社団法人 日本電子回路工業会が規定した「高分子光導波路の試験方法（ＪＰＣＡ−ＰＥ０２−０５−０１Ｓ−２００８）」の４．６．１挿入損失の測定方法に準拠して傾斜面（ミラー）を介した光路の挿入損失を測定した。

次いで、各実施例および各比較例で得られた光導波路について、上記試験方法の４．６．２単位長さあたりの光伝搬損失の測定方法に準拠して光伝搬損失（伝送損失）を測定した。

その結果、各実施例および各比較例で得られた光導波路のいずれにおいても、光伝搬損失はほぼ同等であることが認められた。

光導波路の挿入損失は、光伝搬損失とミラー損失との和であると考えられることから、各実施例および各比較例で得られた光導波路についてミラー損失を求めた。そして、求めたミラー損失は、以下の評価基準にしたがって評価した。

＜ミラー損失の評価基準＞
Ａ：ミラー損失が非常に小さい（０．２ｄＢ未満）
Ｂ：ミラー損失が小さい（０．２ｄＢ以上０．５ｄＢ未満）
Ｃ：ミラー損失がやや小さい（０．５ｄＢ以上１．０ｄＢ未満）
Ｄ：ミラー損失がやや大きい（１．０ｄＢ以上１．５ｄＢ未満）
Ｅ：ミラー損失が大きい（１．５ｄＢ以上２ｄＢ未満）
Ｆ：ミラー損失が非常に大きい（２ｄＢ以上）
以上の評価結果を表１、２に示す。

２．２ 温度に対する耐久性の評価
各実施例および各比較例で得られた光導波路を温度サイクル試験に供した。なお、温度サイクル試験の試験条件は以下に示す通りである。

＜温度サイクル試験の試験条件＞
・温度 ：−４０〜１２５℃
・サイクル数 ：５００サイクル（高温、低温各３０分間）
・評価特性 ：挿入損失

次いで、試験前と試験後とで挿入損失を比較した。そして、試験後の挿入損失の増分を以下の評価基準にしたがって評価した。なお、試験後の被検体について、単位長さあたりの光伝搬損失を測定したところ、試験前とほとんど変化が認められなかったことから、挿入損失の増分のほとんどはミラー損失の増加によるものと考えられる。

＜温度サイクル試験による挿入損失の増分の評価基準＞
Ａ：増分が非常に小さい（０．２ｄＢ未満）
Ｂ：増分が小さい（０．２ｄＢ以上０．５ｄＢ未満）
Ｃ：増分がやや小さい（０．５ｄＢ以上１．０ｄＢ未満）
Ｄ：増分がやや大きい（１．０ｄＢ以上１．５ｄＢ未満）
Ｅ：増分が大きい（１．５ｄＢ以上２ｄＢ未満）
Ｆ：増分が非常に大きい（２ｄＢ以上）
以上の評価結果を表１、２に示す。

表１、２から明らかなように、各実施例で得られた光導波路は、コア部のピッチＰを十分に小さく（例えば１００μｍ以下に）しても、ミラー損失が比較的小さく、また、温度サイクル試験のような過酷な環境下に曝された後でもミラー損失の増加量が比較的小さいことが認められた。

一方、比較例１、２で得られた光導波路は、相対的にミラー損失が大きいことが認められた。これは、コア部との干渉を考慮して実施例２よりも凹部（傾斜面）の幅を狭めざるを得なかったため、光の反射に有効な面積が実施例２に比べて相対的に小さいことが起因しているものと考えられる。また、有効面積が小さいことで、温度サイクル試験に対する耐久性もやや低下したものと推察される。

１ 光導波路
２ 支持フィルム
３ カバーフィルム
５ 電気配線基板
６ 光素子
１０ 積層体
１１ クラッド層
１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１４ａ コア部
１４ｂ コア部
１５ 側面クラッド部
１８ 貫通孔
１９ モノマー高濃度部
５０ 多層基板
５１ コア基板
５２ ビルドアップ層
５３ 貫通孔
５４ ソルダーレジスト層
６０ 素子本体
６１ 受発光部
６２ 端子
６３ バンプ
９０ 接着層
１００ 光電気混載基板
１４０ａ 光路
１４０ｂ 光路
１４１ａ 広幅部
１４１ｂ 広幅部
１４２ａ 狭幅部
１４２ｂ 狭幅部
１４３ａ 変幅部
１４３ｂ 変幅部
１４４ａ 変幅部
１４４ｂ 変幅部
１７０ 凹部
１７１ 傾斜面
１７１ａ 傾斜面
１７１ｂ 傾斜面
１７２ 直立面
１７２’ 傾斜面
１７３ 直立面
１７４ 直立面
５２１ 絶縁層
５２２ 導体層
１０００ 光モジュール
Ｌ 仮想線
Ｐ ピッチ
Ｓ 最短距離

Claims (8)

1. Ｘ軸方向に延在し、前記Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向に並ぶ第１コア部および第２コア部と、
   前記第１コア部の長手方向の途中または延長線上に設けられた前記第１コア部より幅が広い第１ミラーであって、該第１ミラーから−Ｘ側に延在する第１光路を変換する第１ミラーと、
   前記第２コア部の長手方向の途中または延長線上に、前記第１ミラーよりも−Ｘ側にずれるように設けられた前記第２コア部より幅が広い第２ミラーであって、該第２ミラーから−Ｘ側に延在する第２光路を変換する第２ミラーと、
   を有し、
   前記第１コア部は、広幅部と、前記広幅部よりも狭くなるように幅が徐々に変化している第１変幅部と、前記広幅部より幅が狭い狭幅部と、前記狭幅部よりも広くなるように幅が徐々に変化している第２変幅部と、をこの順で備えており、前記Ｘ軸方向の位置において前記第２ミラーと前記狭幅部とが対応していることを特徴とする光導波路。
2. 前記広幅部の外縁を仮想的に延長する仮想線を引いたとき、前記仮想線と前記第２ミラーとが重なるように構成されている請求項１に記載の光導波路。
3. 前記第１コア部の平面視形状は、その幅の中心を通り前記Ｘ軸に対して平行な軸線について線対称の関係を有する形状である請求項１または２に記載の光導波路。
4. 前記第１ミラーの幅および前記第２ミラーの幅は、それぞれ、前記第１コア部の幅の中心と前記第２コア部の幅の中心との距離より広く、前記距離の２倍より狭い請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。
5. 前記第１コア部および前記第２コア部は、それぞれエネルギー線の照射により屈折率が変化し得る部材に対して、エネルギー線を照射することにより形成されたものである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光導波路。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする光電気混載基板。
7. 請求項６に記載の光電気混載基板と、光素子と、を備えることを特徴とする光モジュール。
8. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

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