JP2006178001A - 光路変換部材、多層プリント配線板および光通信用デバイス - Google Patents

光路変換部材、多層プリント配線板および光通信用デバイス Download PDF

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Abstract

【課題】 光学素子と光導波路との間での伝送損失を低減することができ、光通信用デバイス全体の伝播損失が小さくすることができる光通信用デバイスを提供する。
【解決手段】 基板の少なくとも片面に、導体回路と絶縁層とが積層形成されるとともに、光配線と光信号伝送用光路と形成され、光学素子または光学素子が実装されたパッケージ基板が実装された光通信用デバイスであって、上記光学素子と上記光配線との間で光信号を伝送することができるように、上記光信号伝送用光路に、レンズと、入射面、出射面および反射面を有する光路変換ミラーとからなり、上記レンズが、上記入射面、上記出射面および上記光路変換ミラーの内部のうちの少なくとも一箇所に配設されている光路変換部材が配設されていることを特徴とする光通信用デバイス。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光路変換部材、多層プリント配線板および光通信用デバイスに関する。
近年、通信分野を中心として光ファイバに注目が集まっている。特にＩＴ（情報技術）分野においては、高速インターネット網の整備に、光ファイバを用いた通信技術が必要となる。
そして、このようなインターネット等のネットワーク通信においては、光ファイバを用いた光通信を、基幹網の通信のみならず、基幹網と端末機器（パソコン、モバイル、ゲーム等）との通信や、端末機器同士の通信にも用いることが提案されている。
このような光送受信システムの端末機器に用いることができる光通信用デバイスとして、本発明者等は、先に、光信号伝送用光路が形成されるとともに、一の面に光学素子が実装されたパッケージ基板と、少なくとも光導波路
が形成されたマザーボード用基板からなる光通信用デバイスを提案している（例えば、特許文献１参照）。
また、発光素子と受光素子とを光導波路が形成された配線板に実装して、発光素子と受光素子との間で光通信を行う場合には、光導波路の一端に発光素子からの光を入射し、光導波路の他端から受光素子に向って光信号を出射するために、所定の位置に、プリズム等の光路変換部材を埋設して光を反射させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、予め光路変換用のミラーとレンズとが形成された光導波路フィルムを、基板に張り付けた光電気配線板も開示されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−４４２７号公報 特開平０７−１５９６５８号公報 特開２００１−１６６１６７号公報
特許文献１に開示された光通信用デバイスは、光信号伝送能の点で改善の余地があった。特に、低損失化、高Ｓ／Ｎ比伝送について改善の余地があった。
また、特許文献２に開示された光路変換手段では、光信号が光導波路に出入射する際に、光が広がってしまうことに起因して、伝播損失が増大するという問題点があり、さらに、発光素子の発光エリアや受光素子の受光エリアと、光導波路の光軸と容易に位置合わせすることができないという問題点があった。
また、特許文献３に開示された光電気配線板では、レンズを形成した光導波路にダイシング加工で９０度カットすることにより、ミラー部分を形成しているため、レンズ部分とミラー部分との位置精度を出すことが困難であった。
また、この光電気配線板では、光導波路を配線板に張り合わせるとともに、光学素子の直下に位置させる必要があり、さらに、レンズとミラーとの距離を変更することが困難であるため、光導波路の配設位置が限定され、設計の自由度に欠けるという問題点があった。
そこで、本発明者は、より信頼性に優れた光通信を達成すべく鋭意検討を行い、光導波路と光学素子との光軸合わせが容易な光路変換部材と、この光路変換部材を用いた多層プリント配線板および光通信用デバイスを完成した。
本発明の光路変換部材は、レンズと、入射面、出射面および反射面を有する光路変換ミラーとからなり、上記レンズが、上記入射面、上記出射面および上記光路変換ミラーの内部のうちの少なくとも一箇所に配設されていることを特徴とする。
上記光路変換部材は、上記レンズと上記光路変換ミラーとが、一体成形されていることが望ましい。
上記光路変換部材は、上記反射面に金属蒸着層が形成されていることが望ましい。
また、上記光路変換部材には、つば部材が配設されていることが望ましい。
本発明の多層プリント配線板は、基板の少なくとも片面に、導体回路と絶縁層とが積層形成されるとともに、光配線と光信号伝送用光路とが形成された多層プリント配線板であって、
上記光信号伝送用光路に、本発明の光路変換部材が配設されていること特徴とする。
上記多層プリント配線板において、上記光路変換部材は、接着剤により上記光信号伝送用光路に固定されていることが望ましく、また、上記光路変換部材がガラス材料からなるものである場合には、上記光路変換部材の屈折率と上記接着剤の屈折率との比は、１．１０〜１．３５であることが望ましい。
さらに、上記光路変換部材が樹脂材料からなるものである場合には、上記光路変換部材の屈折率と上記接着剤の屈折率との比は、１．１０〜１．１８であることが望ましい。
また、上記接着剤には、粒子が配合されていることが望ましい。
上記多層プリント配線板においては、上記光路変換部材は、上記入射面および上記出射面のいずれかであって、上記光配線と対向する面と異なる方の面にレンズが配設されており、かつ、
上記レンズと対向するように、別のレンズ配設された光路部材が配設されていることが望ましい。
また、上記多層プリント配線板においては、上記光路変換部材は、上記入射面および上記出射面のいずれかであって、
上記光配線と対向する面にレンズが配設されていることも望ましい。
本発明の光通信用デバイスは、基板の少なくとも片面に、導体回路と絶縁層とが積層形成されるとともに、光配線と光信号伝送用光路と形成され、光学素子または光学素子が実装されたパッケージ基板が実装された光通信用デバイスであって、
上記光学素子と上記光配線との間で光信号を伝送することができるように、上記光信号伝送用光路に、本発明の光路変換部材が配設されていることを特徴とする光通信用デバイス。
上記光通信用デバイスにおいて、上記光路変換部材は、接着剤により上記光信号伝送用光路に固定されていることが望ましく、また、上記光路変換部材がガラス材料からなるものである場合には、上記光路変換部材の屈折率と上記接着剤の屈折率との比は、１．１０〜１．３５であることが望ましい。
さらに、上記光路変換部材が樹脂材料からなるものである場合には、上記光路変換部材の屈折率と上記接着剤の屈折率との比は、１．１０〜１．１８であることが望ましい。
また、上記接着剤には、粒子が配合されていることが望ましい。
本発明の光通信用デバイスにおいては、上記光路変換部材は、上記入射面および上記出射面のいずれかであって、上記光配線と対向する面と異なる方の面にレンズが配設されており、かつ、
上記レンズと対向するように、別のレンズ配設された光路部材が配設されていることが望ましい。
また、本発明の光通信用デバイスにおいては、上記光路変換部材は、上記入射面および上記出射面のいずれかであって、
上記光配線と対向する面にレンズが配設されていることが望ましい。
また、上記光路変換部材が、上記光学素子、上記光学素子が搭載されたサブマウント基板、または、上記光学素子が実装されたパッケージ基板に固定されていることが望ましい。また、上記光路部材が、上記光学素子、上記光学素子が搭載されたサブマウント基板、または、上記光学素子が実装されたパッケージ基板に固定されていることが望ましい。
本発明の光路変換部材では、レンズが、上記入射面、上記出射面および上記光路変換ミラーの内部のうちの少なくとも一箇所に配設されているため、レンズと光路変換ミラーとの間でズレが生じにくく、この光路変換部材を介して光信号を伝送する際に、光路変換部材の伝播損失を小さくすることができる。
本発明の多層プリント配線板では、光信号伝送用光路の一部に本発明の光路変換部材が配設されているため、この光路変換部材に形成されたレンズで光信号が集光されることとなり、上記光信号伝送用光路を介して、確実に光信号を伝送することができる。
本発明の光通信用デバイスでは、光学素子と光配線との間での光信号の伝送を本発明の光路変換部材を介して行うことができる。従って、光学素子と光導波路との間での伝播損失を低減することができ、光通信用デバイス全体の伝播損失を小さくすることができる。
また、上記伝播損失の低減した分を、光通信用デバイスを構成する他の部材の伝播損失分にまわすことができ、より信頼性に優れることとなる。
まず、本発明の光路変換部材について説明する。
本発明の光路変換部材は、レンズと入射面、出射面および反射面を有する光路変換ミラーとからなり、上記レンズが、上記入射面、上記出射面および上記光路変換ミラーの内部のうちの少なくとも一箇所に配設されている。
上記レンズは、光路変換ミラーに接着剤等を介して配設されていてもよいが、レンズとミラーとが一体成形されることにより、レンズが配設されていることが望ましい。
レンズと光路変換ミラーが一体成形されている場合には、レンズとミラーとの相対位置精度が向上することとなり、本発明の光路変換部材を光通信用デバイスに用いた場合に、レンズと光路変換ミラーとの間の接続損失を極めて小さくすることができるため、光通信用デバイス全体における光信号の伝播損失を低減することができる。
上記レンズの材質としては特に限定されず、光学ガラス、光学レンズ用樹脂等が挙げられる。具体的には、上記光学レンズ用樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の後述する本発明の多層プリント配線板において光信号伝送用光路に充填する樹脂組成物として説明するポリマー材料と同様のもの等が挙げられる。
上記接着剤としては特に限定されず、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーン樹脂系等の接着剤を用いることができる。
また、上記レンズの形状としては、例えば、片面にのみ凸面を有する凸形状レンズ等が挙げられる。上記レンズの形状は、凸形状レンズに限定されるわけではなく、光信号を所望の方向に集光することができる形状であればよい。
その他のレンズの具体例としては、例えば、球形状レンズ、回折格子型レンズ、屈折率分布型レンズ等の平坦レンズ、フレネルレンズ、凹形状レンズ等が挙げられる。
これらのなかで、回折格子型レンズ、フレネルレンズを用いた場合には，レンズ自体の厚さを薄くすることができる。
上記レンズおよび光路変換ミラーのそれぞれは、その通信波長光の透過率が６０％／ｍｍ以上であることが望ましい。
通信波長光の透過率が６０％／ｍｍ未満では、光信号の損失が大きく、光信号の伝送性の低下に繋がることがあるからである。上記透過率は、９０％／ｍｍ以上であることがより望ましい。
なお、本明細書において、通信波長光の透過率とは、長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率をいう。具体的には、例えば、強さＩ１の光がレンズに入射し、該レンズを１ｍｍ通過して出てきたとした際に、出てきた光の強さがＩ２である場合に下記式（１）により算出される値である。
透過率（％／ｍｍ）＝（Ｉ２／Ｉ１）×１００・・・（１）
なお、上記透過率とは、２５〜３０℃で測定した透過率をいう。
また、上記レンズには、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていてもよい。
粒子を含ませることにより、レンズの強度が向上し、形状がより確実に維持されることとなるからである。また、後述するように、本発明の光路変換部材を多層プリント配線板や光通信用デバイスに配設した場合には、基板や絶縁層との間で熱膨張係数を整合させることができ、熱膨張係数の差に起因したクラック等がより発生しにくくなるからである。
上記レンズに粒子が含まれている場合、該レンズの樹脂成分の屈折率と、上記粒子の屈折率とは同程度であることが望ましい。そのため、レンズに含まれる粒子は、屈折率の異なる２種類以上の粒子を混ぜ合わせて、粒子の屈折率が樹脂成分の屈折率と同程度になるようにしたものであることが望ましい。
具体的には、例えば、樹脂成分が屈折率１．５３のエポキシ樹脂である場合、レンズに含まれる粒子は、屈折率が１．４６のシリカ粒子と屈折率が２．６５のチタニア粒子とを混ぜ合わせて、溶解して粒子としたもの等が望ましい。
なお、粒子を混ぜ合わせる方法としては、混練する方法、２種類以上の粒子を溶かして混ぜ合わせた後、粒子状にする方法等が挙げられる。
上記粒子の具体例としては、例えば、無機粒子、樹脂粒子、金属粒子等が挙げられる。
上記無機粒子としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物、炭酸カリウム等のカリウム化合物、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム、タルク等のマグネシウム化合物、シリカ、ゼオライト等のケイ素化合物、チタニア等のチタン化合物等からなるものが挙げられる。また、少なくとも２種類の無機材料を混合、溶融した混合組成の粒子であってもよい。
上記樹脂粒子としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、具体的には、例えば、アミノ樹脂（メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂等）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等からなるものが挙げられる。
上記金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、スズ、亜鉛、ステンレス、アルミニウム、ニッケル、鉄、鉛等が挙げられる。上記金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていることが望ましい。
また、これらの粒子は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
上記粒子の粒子径は特に限定されないが、その上限は０．８μｍ、その下限は０．０１μｍが望ましい。
この範囲であれば、通常、粒子径が通信波長光よりも短く、光信号の伝送を阻害することがないからである。
また、上記粒径の下限は０．１μｍであることがより望ましい。
上記レンズに含まれる粒子の配合量の望ましい下限は５重量％であり、より望ましい下限は１０重量％である。一方、上記粒子の配合量の望ましい上限は６０重量％であり、より望ましい上限は５０重量％である。粒子の配合量が５重量％未満であると、粒子を配合させる効果が得られないことがあり、粒子の配合量が６０重量％を超えると、光信号の伝送が阻害されることがあるからである。
また、上記レンズの屈折率は特に限定されないが、上記光路変換ミラーの屈折率と同一であることが望ましく、通常、１．４〜１．６程度である。
上記レンズの屈折率と上記光路変換ミラーの屈折率とが同一である場合、両者の界面での反射に起因する伝播損失が発生しないからである。
上記光路変換ミラーは、入射面、出射面および反射面を有するものであれば特に限定されず、この光路変換ミラーにおいて変換される光の角度は特に限定されるものではない。従って、入射面と反射面とのなす角、および、出射面と反射面とのなす角は、それぞれ何度であってもよい。
また、上記反射面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。
上記光路変換ミラーの材質としては、例えば、上記レンズの材質と同様のもの等が挙げられる。また、上記光路変換ミラーにも粒子が配合されていてもよい。
また、上記レンズの材質と上記光路変換ミラーの材質とは、同一であることが望ましい。
両者の材質が同一である場合、屈折率が同一であるため、上述したように伝播損失を抑えることができるとともに、熱膨張係数等も同一であるため、変形等がより発生しにくいからである。
また、上記光路変換ミラーにおいて、反射面は、金属蒸着膜等が形成されていてもよいし、空気と接していてもよい。
上記光路変換ミラーには、つば部材が配設されていることが望ましい。つば部材が配設されている場合には、この光路変換部材を光通信用デバイス等に配設する場合に、その取り付けが容易になるとともに、取り付け後の位置ズレがより発生しにくくなるからである。また、光通信用デバイス等に配設する場合には、つば部の位置を基準に配設することもできる。
なお、つば部材の形状については後述する。
次に、本発明の光路変換部材の形状について、図面を参照しながら説明する。
図１−１〜１−５は、（ａ）〜（ｊ）のそれぞれが、本発明の光路変換部材の一例を模式的に示す斜視図および断面図である。
（ａ−１、２）に示す光路変換部材５００は、底面が台形で、入射面５０２と出射面５０３と反射面５０４として機能する側面を有する四角柱状の光路変換ミラーと、一方の面が平面で他方の面が凸面のレンズ５０１とからなり、４個のレンズ５０１が入射面５０２に直接配設されている。また、入射面５０２と反射面５０４、及び、出射面５０３と反射面５０４のそれぞれは、４５°の角度をなしている。
なお、（ａ−２）は、（ａ−１）のＡ−Ａ′線断面図である。
（ｂ−１、２）に示す光路変換部材５１０は、光路変換部材５００と比べて、レンズ５１１の配設位置が異なる以外は、その他の構成は同一である。
即ち、光路変換部材５１０では、４個のレンズ５１５が入射面５１２ではなく、出射面５１３に直接配設されている。
なお、（ｂ−２）は、（ｂ−１）のＢ−Ｂ′線断面図である。
（ｃ−１、２）に示す光路変換部材５２０は、光路変換部材５００と比べて、レンズの配設位置が異なる以外は、その他の構成は同一である。
即ち、光路変換部材５２０では、４個のレンズ５２１が入射面５１２に直接配設されているとともに、４個のレンズ５２５が出射面５１３にも直接配設されている。
なお、（ｃ−２）は、（ｃ−１）のＣ−Ｃ′線断面図である。
なお、図１−１に示したような位置にレンズが配設されている光路変換部材において、光路変換ミラーの底面形状は、図示したような形状に限定されず、例えば、後述する（ｇ−１、２）に示したような五角形であってもよい。
（ｄ−１、２）に示す光路変換部材５３０は、光路変換部材５００と比べて、反射面５３４の形状が異なる以外は、その他の構成は同一である。
即ち、光路変換部材５３０では、平面状の反射面ではなく、外側に凸の曲面であって、断面円弧状の反射面５３４が形成されている。
なお、（ｄ−２）は、（ｄ−１）のＤ−Ｄ′線断面図である。
なお、反射面は、曲面と平面とを組み合せて構成されていてもよい。
また、レンズは、出射面に配設されていてもよく、入射面と出射面との両方に配設されていてもよい。
（ｅ−１、２）に示す光路変換部材５４０は、底面が七角形で、入射面５４２と出射面５４３と反射面５４４として機能する側面を有する七角柱状の光路変換ミラーと、一方の面が平面で他方の面が凸面のレンズ５４１、５４５とからなり、レンズ５４１、５４５のそれぞれが、４個ずつ入射面５４２及び出射面５４３に直接配設されている。また、入射面５４２と反射面５４４、及び、出射面５４３と反射面５４４のそれぞれは、４５°の角度をなしている。
なお、（ｅ−２）は、（ｅ−１）のＥ−Ｅ′線断面図である。
このような形状であれば、反射面とレンズとの距離を調整することに、焦点距離を合わせやすくなる。
（ｆ−１、２）に示す光路変換部材５５０は、レンズ及び光路変換ミラーの形状は、（ｃ−１、２）の形状と同一であり、さらに反射面５５４の下部に、板状のつば部材５５６が取り付け部材５５６ａを介して配設されている。
このようなつば部材５５６が設けられている場合、本発明の光路変換部材は、光通信用デバイス等への配設が容易になる。
なお、（ｆ−２）は、（ｆ−１）のＦ−Ｆ′線断面図である。
（ｇ−１、２）に示す光路変換部材５６０は、入射面５６２と出射面５６３と反射面５６４として機能する側面を有する五角柱状の光路変換ミラーと、一方の面が平面で他方の面が凸面のレンズ５６１とからなり、４個のレンズ５６１が出射面５６３に直接配設されている。そして、反射面５６４と出射面５６３とに挟まれた面には、取り付け部材５６６ａ介して、板状のつば部材５６６が配設されている。そして、このつば部材５６６には、ガイドピン等（図示せず）を挿通するための貫通孔５６７が形成されている。
このようなつば部材５６６及び貫通孔５６７が設けられている場合、本発明の光路変換部材は、光通信用デバイス等への配設（固定および位置合わせ）が容易になる。
なお、（ｇ−２）は、（ｇ−１）のＧ−Ｇ′線断面図である。
（ｈ−１、２）に示す光路変換部材５７０は、底面が三角形で、側面が入射面５７２と出射面５７３と反射面５７４とからなる三角柱状の光路変換ミラーと、柱状体５７１ｂと凸状体５７１ａを組み合せたレンズ５７１とからなり、レンズ５７１が入射面５７２に直接配設されている。
なお、（ｈ−２）は、（ｈ−１）のＨ−Ｈ′線断面図である。
（ｉ−１、２）に示す光路変換部材５８０は、光路変換ミラーの形状が、（ｈ−１、２）に示した光路変換ミラーの形状と同一であり、この光路変換ミラーの入射面に、一方の面が平面で他方の面が凹面レンズ５８１が形成されている。
なお、（ｉ−２）は、（ｉ−１）のＩ−Ｉ′線断面図である。
（ｊ−１、２）には、光路変換ミラーの内部にレンズが配設されている光路変換部材５９０を示す。光路変換部材５９０は、図１−１（ａ−１、２）に示した光路変換部材と同様の形状を有する光路部材５９０ａと、四角柱状体の一の面に凸形状レンズ５９５が配設された光路部材５９０ｂとが、接着層５９６を介して一体化されている。図中、５９１はレンズ、５９２は入射面、５９３は出射面、５９４は反射面である。
このような光路変換ミラーの内部にレンズが配設された光路変換部材もまた、本発明の光路変換部材の実施形態の一つである。なお、（ｊ−２）は、（ｊ−１）のＪ−Ｊ′線断面図である。
なお、このような構成を有する光路変換部材５９０において、光路部材５９０ａ、５９０ｂ同士を一体化する接着層５９６は、その屈折率が、光路部材５９０ａ、５９０ｂの屈折率よりも小さいことが望ましい。
光路部材同士の間をコリメート光で伝送することができるからである。
また、光路変換ミラーの内部にレンズを配設する場合、その個数は特に限定されず、図示したように２個であってもよいし、１個や３個以上であってもよい。
本発明の光路変換部材の具体的な形状は、図１−１〜図１−５に示したような形状に限定されるわけではない。例えば、図示した光路変換部材では、４つの光路を有する光路変換部材が開示されているが、本発明の光路変換部材が有する光路の数は、４つに限定されるわけではなく、例えば、１〜３個であってもよいし、５個以上であってもよい。また、各光路に配設されるレンズの数もまた、特に限定されない。
次に、上記光路変換部材の製造方法について説明する。
上記光路変換部材は、例えば、従来公知の射出成形等により製造することができる。
具体的には、例えば、その材質が光学用途で使用される光学ガラス（軟化点温度：約４００〜８００℃）や低融点ガラス（軟化点温度：約２００〜５００℃）である場合には、その軟化点温度よりも１５０〜２５０℃程度高い温度をかけて、上記したガラス材料を溶融させる。
その後、溶融したガラスを金型（上金型と下金型とを合わせた状態）に流し込み、冷却することにより光路変換部材を製造することができる。
なお、両者のうちでは、加工温度の低い低融点ガラスが望ましい。
また、光路変換部材の材質が、光学用途で使用されるポリカーボネート樹脂（軟化点温度：１３０〜１４０℃）やアクリル樹脂（軟化点温度：約７０〜１００℃）等の熱可塑性樹脂である場合には、その軟化点温度よりも１５０〜２５０℃程度高い温度をかけて、上記した熱可塑性樹脂を溶融させる。
その後、溶融した樹脂を金型（上金型と下金型とを合わせた状態）に流し込み、冷却することにより光路変換部材を製造することができる
また、上記光路変換部材は、加熱プレス等によっても製造することができる。
具体的には、例えば、光路変換部材の材質が、光学用途で使用される光学ガラス（軟化点温度：約４００〜８００℃）や低融点ガラス（軟化点温度：約２００〜５００℃）である場合には、このガラス材料を軟化点付近に加熱し、上金型と下金型とでプレスすることにより光路変換部材を製造することができる。
また、上記光路変換部材の材質が、光学用途で使用されるポリカーボネート樹脂（軟化点温度：１３０〜１４０℃）やアクリル樹脂（軟化点温度：約７０〜１００℃）等の熱可塑性樹脂である場合には、この熱可塑性樹脂を軟化点付近に加熱し、上金型と下金型とでプレスすることにより光路変換部材を製造することができる。
また、上記光路変換部材の材質が、エポキシ樹脂（熱変形温度：５０〜２９０℃）やフェノール樹脂（熱変形温度：７５〜１２５℃）等の熱硬化性樹脂である場合には、熱変形温度範囲の温度に加熱し、上金型と下金型とでプレスすることにより光路変換部材を製造することができる。
また、上記光路変換部材は、軟化させたガラスや樹脂に金型を押しつけ、金型形状を転写するスタンピング成形を用いて製造することもできる。
上記金型の材料としては、高い面精度の加工が可能であること、成形温度において変形しないこと等の条件を満足するものであれば特に限定されず、具体的には、例えば、超硬合金のＷＣや、高温条件での使用に特に適するＳｉＣ等を用いることができる。また、プレス条件や成形品に応じて各種ＳＵＳを用いることもできる。
上記ＷＣとしては、例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ等をバインダとして用いたものや、耐食性を考慮して、さらに、微量のＴｉＣ、ＴａＣ等を使用して焼結させたものも用いることができる。
また、ＳｉＣからなる金型を使用する場合には、焼結後に表面を研磨するだけで使用してもよいし、焼結後、ＣＶＤ法等により表面空孔を埋め、表面精度を更に向上させて使用してもよい。
なお、上記金型の他の材質としては、超硬合金、Ｎｉ、Ａｌ、Ｎｉ合金、Ａｌ合金等の金属、ＧＣ（グラッシーカーボン）等のセラミック等が挙げられる。
また、金型を使用する場合、光路変換部材の材料となるガラスの種類によっては、１回または複数回成形を行った場合に、金型とガラスとが融着するとの問題が発生することがある。このようなガラスの融着が起こった場合には、金型の面精度が低下するため、設計通りに光路変換部材を製造することができなかったり、光路変換部材の生産自体が不能になったりする場合がある。
そこで、金型へのガラスの融着を防止すべく、金型表面には、離型膜を形成しておくことが望ましい。上記離型膜の材質としては、例えば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ等の純金属やこれらの合金、炭化物、カーボン、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ等が挙げられる。
なお、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いて、光路変換部材を製造する場合も、上記した離型膜を形成した金型を使用することができる。また、この場合、離型膜として、シリコーンを金型表面に塗布してもよい。
なお、上記光路変換部材は、レンズと光路変換ミラーとを別々に製造した後、両者を接着剤等で接着することにより製造したり、反射ミラーを先に製造しておき、レンズ部分をインクジエット、ディスペンス等で反射ミラーに直接形成することに製造したりしてもよいが、射出成形等により、レンズと光路変換ミラーとを一体成形することが望ましい。
上記光路変換部材を射出成形等により製造することにより、レンズと光路変換ミラーとの互いの位置精度のズレを５μｍ以下にすることが容易であり、上記光路変換部材の伝播損失を小さくすることができるとともに、上記光路変換部材を光導波路等の他の光学部品と接続する際の結合損失も小さくすることができるからである。
また、上記光路変換部材は、機械加工で所定の形状に切り出すことによっても製造することができる。
なお、ここまで説明した光路変換部材の製造方法は、主に、光路変換ミラーの入射面や反射面にレンズが配設された光路変換部材を製造する方法であり、光路変換ミラーの内部にレンズが配設された光路変換部材は、下記の方法等で製造することが望ましい。
例えば、図１−５（ｉ）に示したような形状の光路変換部材を製造した場合には、光路変換部材を構成する光路部材５９０ａ、５９０ｂを、上述したような射出成形、金型成形、プレス加熱等の方法を用いて個別に作製し、両者を箱型の治具内に収納し、両者の光軸を合せた後、両者の間に接着剤を充填し、その接着剤を硬化することにより光路部材５９０ａ、５９０ｂを接着剤を介して固定し、その後、必要に応じて、余分な接着剤を研磨除去することにより、光路変換ミラーの内部にレンズが配設された光路変換部材を製造することができる。
このような方法で光路変換部材を製造する場合、光路部材５９０ａ、５９０ｂ同士の光軸合わせは、光路変換部材の入射面となる面に対向するように光源を配置し、光路変換部材の出射面となる面に対向するように受光器を配置し、光量を検出することにより位置合わせを行うことができる。
また、光路部材５９０ａ、５９０ｂを接着、固定する接着剤としては、後述する本発明の多層プリント配線板の光信号伝送用光路内に充填する接着剤と同様のもの等を用いることができる。また、上記接着剤は、各光路部材よりも屈折率が小さいものであることが望ましい。
また、上記光路変換ミラーの反射面には、アルミニウム、金、銀、銅、チタン、クロム／金等の金属を蒸着してもよい。
また、上記金属蒸着層は、反射面のみならず、入射面および出射面を除く全ての面に形成してもよい。
また、上記光路変換部材を製造する際には、その屈折率を所定の値に調整しておく。
具体的な屈折率の調整方法としては、例えば、上記光路変換部材がガラス材料からなる場合には、屈折率の異なるガラス材料を所定の配合比で配合し、溶融することにより調整することができる。また、上記光路変換部材が樹脂材料からなる場合には、後述する接着剤の屈折率を調整する方法と同様の方法等を用いることができる。
次に、本発明の多層プリント配線板について説明する。
本発明の多層プリント配線板は、基板の少なくとも片面に、導体回路と絶縁層とが積層形成されるとともに、光配線と光信号伝送用光路とが形成された多層プリント配線板であって、
上記光信号伝送用光路に、上述した本発明の光路変換部材が配設されていること特徴とする。
本発明では、多層プリント配線板を構成する光信号伝送用光路に、本発明の光路変換部材が配設されているため、光信号伝送用光路を介して確実に光信号を伝送することができる。
本発明の多層プリント配線板では、通常、その両面に導体回路と絶縁層とが積層形成された基板の最外層にソルダーレジスト層が形成されている。
従って、以下、基板の両面に導体回路と絶縁層とが積層形成され、最外層にソルダーレジスト層が形成された実施形態の多層プリント配線板について説明する。
なお、導体回路と絶縁層とは必ずしも両面に積層形成されていなくてもよく、上記ソルダーレジスト層は必ずしも形成されていなくてもよい。
上記多層プリント配線板では、光信号伝送用光路に、上述した本発明の光路変換部材が配設されている。
また、上記光路変換部材は、伝送光に対して透明な接着剤を介して光路変換部材に配設されていることが望ましい。ここで、伝送光に対して透明であるとは、透過率が、６０％／ｍｍ以上であることをいう。
そして、光信号伝送用光路の光路変換部材が配設された部分以外の部分には、接着剤が充填されていることが望ましい。
上記接着剤の樹脂成分としては、通信波長帯での吸収が少ないものであれば特に限定されず、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等の感光性樹脂等を用いることができるが、熱硬化性および感光性を有する樹脂が望ましい。例えば、ＵＶ硬化性樹脂を用いた場合、光路変換部材を固定する際にＵＶ光があたらない部位が生じ、固定が不充分になる場合があり、熱硬化性樹脂を用いた場合、光路変換部材の光軸合わせを行いながら固定しようとする際に、光軸合わせを行いながら加熱固定することが困難で光路変換部材の固定が不充分になる場合があるのに対し、熱硬化性および光硬化性を有する樹脂を用いた場合には、光（ＵＶ等）で仮固定した後、別途オーブン等で本硬化することにより、光路変換部材を確実に所定の位置に固定することができるからである。
上記樹脂成分の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等を主成分とするものが挙げられる。
また、その他の樹脂成分としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
上記接着剤は、上記光路変換部材より屈折率が大きいものが望ましく、市販の接着剤の屈折率を所望の値に調整したものを用いることができる。屈折率の調製は、例えば、粒子を配合することにより行うことができる。また、接着剤材料の官能基に結合している、Ｈ（水素原子）、Ｄ（重水素原子）、Ｆ（フッ素原子）等の比率を変更したり、Ｈ、Ｄ、Ｆ等の結合比率を変えることにより屈折率を変更した同一種の材料の配合比を変更したりすることによっても接着剤の屈折率を調整することができる。
上記市販の接着剤としては、例えば、ダイキン工業社製のオプトダインシリーズや、ＮＴＴアドバンス社製の光路結合用接着剤等が挙げられる。
また、上記接着剤には、上記樹脂成分以外に、例えば、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていてもよい。これらの粒子を含ませることにより光信号伝送用光路と、基板、絶縁層、ソルダーレジスト層等との間で熱膨張係数の整合を図ることができる。
具体的には、例えば、エポキシ樹脂基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）は１０〜２０ｐｐｍ程度であり、ガラス材料からなる光路変換部材のＣＴＥは５〜２０ｐｐｍであり、樹脂材料からなる光路変換部材のＣＴＥは５０ｐｐｍ以上（例えば、６０〜８０ｐｐｍ程度）であり、これらの熱膨張係数の違いに起因して、光路変換部材を固定する接着剤にクラックが発生する場合があったが、上記接着剤に粒子を配合し、他の構成部材との間で熱膨張係数を整合させることにより、クラックの発生を抑制することができるのである。
上記粒子としては、例えば、上記レンズに含まれる粒子と同様のもの等が挙げられる。
上記接着剤に配合する粒子の粒子径は、（１）通信波長光（例えば、０．８５μｍ）よりも短いことが望ましく、０．１〜０．８μｍであることがより望ましく、０．２〜０．６μｍが更に望ましい。この範囲であれば粒子による伝播損失がなく、また、粒子を配合する目的を確実に達成することができるからである。
また、上記粒子径は、（２）下限が０．２μｍで上限が５０μｍであってもよい。但し、粒子径の小さい粒子が多いと、粘度がバラツキ易く、再現性よく接着剤を調製することが困難となり、粒子径の大きな粒子が多いと流動性が不充分で、光信号伝送用光路内に確実に充填することができない場合があるため、下限が１μｍで上限が２０μｍであることが望ましい。
なお、上記（２）の範囲の粒子を用いる場合、粒子径が通信波長よりも長い粒子が含まれる場合があるが、この場合、通信光に対して透明で、屈折率が樹脂成分と略同一の粒子を用いればよい。
また、光路変換部材を配設する際に、光路となる部分には、粒子を含有しない接着剤を使用し、光路とならない部分に粒子（透明か否かを問わない）を含有する接着剤を使用してもよい。
上記樹脂組成物が含有する粒子の配合量の下限は１０重量％が望ましく、上限は５０重量％が望ましい。粒子の配合量が１０重量％未満であると、粒子を配合させる効果が得られないことがあり、粒子の配合量が５０重量％を超えると、光信号伝送用光路内に充填しづらくなるからである。より望ましい上記粒子の配合量の下限は２０重量％であり、より望ましい上記粒子の配合量の上限は４０重量％である。
また、上記接着剤は、配設する光路変換部材の個数、形状、固定位置を考慮して、接着剤の屈折率、粘度、粒度性等を調整することにより、ボイドを発生することなく光路変換部材を確実に固定することができ、さらには、光信号伝送用光路内に確実に充填することができる。
また、上記光路変換部材がガラス材料からなるものである場合、上記光路変換部材の屈折率と上記接着剤の屈折率との比は、１．１０〜１．３５であることが望ましい。
また、上記光路変換部材が樹脂材料からなるものである場合、上記光路変換部材の屈折率と上記接着剤の屈折率との比は、１．１０〜１．１８であることが望ましい。
上記範囲内にあれば、光信号の高速伝送や、光配線の長さが比較的長い場合の信号伝送にも対応することができる。
具体的には、例えば、伝送速度が２．５Ｇｂｓ（信号波長０．８５μｍ）で、光伝送距離２０ｃｍ以上の光信号伝送が可能となる。
また、上記屈折率比が１．１４以上であれば、伝送速度が５Ｇｂｓ、１０Ｇｂｓと高速化したり、伝送距離が５０〜１００ｃｍ程度と、更に長くなっても光伝送を行うことが可能となる。
光配線と光信号伝送用光路とが形成された多層プリント配線板における、発光素子から受光素子への光信号伝送（発光素子→光信号伝送用光路→光配線→光信号伝送用光路→受光素子）では、下記の個所での伝播損失が大きくなる傾向にある、すなわち、（１）光配線における伝播損失（通常、０．５ｄＢ／ｃｍ以下）、（２）光路変換部における伝播損失、（３）発光素子や受光素子と、光信号伝送用光路との光結合損失である。そして、光配線には、作製の容易性、低コスト等の観点から有機系光導波路がよく使用されるが，この有機系光導波路では、光導波路自体の伝播損失の改善が困難な傾向にある。
これに対し、本発明の多層プリント配線板では、上記（２）、（３）の結合損失を低減すべく光路変換部材を多層プリント配線板内に配設した際の、光路変換部材と光路変換部材を固定する接着剤との望ましい屈折率比を上記範囲のように規定しているのである。
そして、光路変換部材と接着剤との屈折率比が、１．１０未満では、光路変換部材がガラス材料からなるものであるか、樹脂材料からなるものであるかを問わず、多層プリント配線板に２０ｃｍ以上の光路（発光素子と受光素子との距離）を形成した場合に、光信号を確実に伝送することができない場合があり、今後、光信号伝送が、高速化、長距離化していくことを予想すると不利である。
一方、上記屈折率比の上限は、ガラス材料や樹脂材料が通常有する屈折率による。
すなわち、光路変換部材のガラス材料としては、通常、屈折率が１．５〜２．０のものを入手することができ、光路変換部材の樹脂材料としては、通常、屈折率が１．４〜１．６のものを入手することができ、光路変換部材を固定する接着剤の材料としては、通常、屈折率が１．４〜１．６のものを入手することができるため、上記屈折率比の上限値が望ましい上限値となるのである。
勿論、光路変換部材の材料として、上記屈折率比が１．３５を超えるようなガラス材料や、上記屈折率比が１．１８を超えるような樹脂材料を用いることもできるが、入手が困難であり、コストの点で不利である。
また、樹脂材料として、上記屈折率比が１．１８を超えるものを用いる場合は、樹脂材料の粘度が高く、流動性が低いため、光路変換部材を作製する際に不都合（歩留まりが低い、寸法のバラツキが大きくなる等）が発生するものと予想される。
なお、光路変換部材の材料として、ガラス材料と樹脂材料との優劣は単純に比較することができないが、ガラス材料を用いる場合には、作製することができる光路変換部材の屈折率の範囲が広く、上記屈折率比の範囲も広くなるため、多層プリント配線板における光学設計の自由度を大きくすることができ、また、金型成形で、精度良く作ることができため、寸法精度に優れる光路変換部材を作製することができ、寸法バラツキを小さくすることができ、これにより、伝播損失を小さくすることができる。また、樹脂材料を用いる場合には、ガラス材料を用いる場合に比べ光学設計の自由度は小さくなるが、基板や絶縁層（主に、樹脂材料かちなるもの）、光路変換部材を固定するための接着剤との間で熱膨張係数を整合させやすくなるため、熱膨張係数の差異に起因したクラック等が発生しにくくなる。
従って、光路変換部材の材料として、ガラス材料を用いるか、樹脂材料を用いるかは、多層プリント配線板の設計に応じて適宜選択すればよい。
また、上記光路変換部材が樹脂材料からなるものである場合、その屈折率は、１．３８〜１．６４であることが望ましい。
上記樹脂材料の屈折率が１．３８未満では、硬化処理後の樹脂であっても柔らかく、光路変換部材に傷が付きやすい傾向にあり、一方、１．６４を超えると、屈折率を大きくするために、シリカ粒子等の配合量を増大させる必要が生じるが、粒子の配合量が増大すると、粘度が高くなり、樹脂組成物の流動性が増大するため、光路変換部材の成形性が低下する傾向にあるからである。
また、本発明の多層プリント配線板に配設される光路変換部材は、接着剤との密着性を向上させるべく、光路変換部材の表面にカップリング材を塗布したり、光路変換部材の表面にプラズマ処理を施したりしてもよい。
また、上記光信号伝送用光路には、上記光路変換部材とともに、反射面を有さない光路部材が、別途配設されていてもよい。
上記光路部材の具体例について、図面を参照しながら簡単に説明しておく。
図１６の（ａ）、（ｂ）は、光路部材の実施形態を模式的に示す斜視図および断面図である。
（ａ−１、２）に示す光路部材６００は、四角柱体の一面に、４個の凸状のレンズ６０１が配設されている。そして、この光路部材６００では、四角柱体のレンズ６０１が配説された面と対向する面６０２が、光信号の入射面または反射面として機能することとなる。
（ａ−２）は、（ａ−１）のＡ−Ａ′線断面図である。
なお、この光路部材６００は、図１−５（ａ−１、２）に示した光路変換部材５９０を構成する光路部材５９０ｂと同様の構成を有している。
なお、四角柱体の一面に配設されるレンズは、多層プリント配線板に光路部材を配設した際に、光路変換部材に対向する面に配設されていてもよいし、光路変換部材と対向する面と反対側の面に配設されていてもよい。
（ｂ−１、２）に示す光路部材６１０は、四角柱体の一面が、４個の凹状のレンズ６１１を有するように加工されている。そして、この光路部材６１０では、四角柱体のレンズ６１１が形成された面と対向する面６１２が、光信号の入射面または反射面として機能することとなる。なお、（ｂ−２）は、（ｂ−１）のＢ−Ｂ′線断面図である。
なお、四角柱体の一面に配設されるレンズは、多層プリント配線板に光路部材を配設した際に、光路変換部材に対向する面に配設されていてもよいし、光路変換部材と対向する面と反対側の面に配設されていてもよい。
また、本発明の多層プリント配線板に使用することができる光路部材は、図１６に示したものに限定されるわけではない。
また、上記光信号伝送用光路の壁面には、導体層が形成されていてもよい。
上記導体層を形成することにより、光信号伝送用光路の壁面での光の乱反射を低減し、光信号の伝送性を向上させることができる。また、上記導体層は、スルーホールとしての役目を果たすこともできる。
以下、本発明の多層プリント配線板について、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。なお、図２には、光学素子が実装がすでに実装された形態（光通信用デバイスとして機能する形態）の多層プリント配線板を示す。
図２に示すように、本発明の多層プリント配線板１００は、基板１２１の両面に導体回路１２４と絶縁層１２２とが積層形成され、基板１２１を挟んだ導体回路間、および、絶縁層１２２を挟んだ導体回路間は、それぞれ、非貫通バイアホール１２７により電気的に接続されている。また、最外層にはソルダーレジスト層１３４が形成されている。
また、基板を挟んだ一方の絶縁層１２２間には、コア１５１とクラッド１５２とからなる光導波路１５０が形成されている。
この多層プリント配線板１００では、基板１２１、絶縁層１２２、光導波路１５０およびソルダーレジスト層１３４を貫通するように光信号伝送用光路１４２が設けられている。
そして、光信号伝送用光路１４２には、光路変換部材１３６と光路部材１３５とが配設されており、これらは、光信号伝送用光路１４２内に充填された接着剤により固定されている。
光路変換部材１３６は、レンズ１３６ａおよび光路変換ミラー（反射面）１３６ｂを備えており、光路部材１３５は、レンズ１３５ａを備えている。
そして、光路変換部材１３６と光路部材１３５とは、レンズ同士が対向するように光信号伝送用光路に取り付けられており、さらに、光路変換部材１３６の光路変換ミラーが、光信号伝送用光路と光学素子との間で光信号を伝送することができるように位置するように取り付けられている。
なお、光路変換部材１３６では、光導波路１５０と対向する面が、入射面および出射面のいずれか一方を構成しており、レンズが配設された面が、入射面および出射面の他方を構成している。
このように、本発明の多層プリント配線板では、上記光路変換部材は、入射面および出射面のいずれかであって、光配線（光導波路）と対向する面と異なる方の面にレンズが配設されており、かつ、上記レンズと対向するように、別のレンズ配設された光路部材が配設されていることが望ましい。
このような構成にすることにより、光路変換部材と光路部材との間は、コリメート光で伝送することができ、伝送光の広がりを抑えることができるため、光信号の伝送性に優れることとなる。さらに、両者の間をコリメート光で伝送する設計とすることにより、光路変換部材と光路部材との位置ズレの許容値が大きくなる。
また、光信号伝送用光路１４２は、４チャンネルの光学素子からの光信号を伝送することができる大きさで、一括貫通孔構造の光信号伝送用光路１４２が形成されている。従って、光信号伝送用光路１４２に配設される光路変換部材１３６は、図１−１（ａ）に示したような４チャンネルの光信号を伝送することができる構造を有するものである。また、光路部材１３５は、図１６（ａ）に示したような４チャンネルの光信号を伝送することができる構造を有するものである。
また、図２に示したような構成を有する多層プリント配線板において、光路変換部材としては、図１−１（ａ−１、２）に示した光路変換部材５００に代えて、図１−１（ｃ−１、２）、図１−２（ｄ−１、２）（ｅ−１、２）、図１−３（ｆ−１、２）図１−４（ｈ−１、２）（ｉ−１、２）に示した光路変換部材を用いることもでき、また、光路部材としては、図１６（ａ−１、２）に示した光路部材６００に代えて、図１６（ｂ−１、２）に示した光路部材を用いることもできる。
また、図２に示したような光路変換部材を配設する場合、図１−５（ａ−１、２）に示したような、反射面を有する光路部材と、反射面を有さない光路部材とが一体化した光路変換部材を配設してもよい。
多層プリント配線板１００の一の面には、発光部１３８ａおよび受光部１３９ａのそれぞれが光信号伝送用光路１４２に対向するように、４チャンネルの発光素子１３８および受光素子１３９が、半田接続部１４４を介して表面実装されている。また、一の面には、半田接続部を介してＩＣチップを実装することもできる。また、多層プリント配線板１００では、受光素子や発光素子が実装された側と反対側の面のソルダーレジスト層にも、半田バンプ１３７が形成されていてもよい。
上記光信号伝送用光路の形状は、上記光路変換部材を配設することができる形状であれば特に限定されず、例えば、円柱、角柱、楕円柱、複数の円柱が並列に並べられ、互いに隣り合う円柱の側面の一部が繋がった形状、直線と円弧とで囲まれた底面を有する柱状体等が挙げられる。
また、光信号伝送用光路がマルチチャンネルの光学素子との間で光信号を伝送することができる形状である場合、マルチチャンネルの光信号を伝送することができる１個の光路変換部材が配設されていてもよいし、複数の光路変換部材が配設されていてもきよく、各チャンネルごとに光路変換部材が実装されていてもよい。
そして、光信号伝送用光路は、光路変換部材の形状に応じて、各チャンネルが繋がった一括貫通孔構造を有していてもよいし、各チャンネルごとに独立した個別貫通孔構造を有していてもよい。
図２に示した多層プリント配線板では、多層プリント配線板全体（基板、絶縁層、光導波路およびソルダーレジスト層）を貫通する光信号伝送用光路が形成されているが、上記光信号伝送用光路は、必ずしも多層プリント配線板全体を貫通している必要はないが、光路変換部材および光路部材を配設する必要があることを考慮すると、位置合わせが容易になる等の理由で、多層プリント配線板全体を貫通する貫通孔が形成されていることが望ましい。
図３は、パッケージ基板として用いることができる本発明の多層プリント配線板の別の一実施形態を模式的に示す断面図である。なお、図３には、光学素子が実装がすでに実装された形態（光通信用デバイスとして機能する形態）の多層プリント配線板を示す。
図３に示すように、多層プリント配線板２００は、基板２００の両面に導体回路２２４と絶縁層２２２とが積層形成され、基板２２１を挟んだ導体回路間、および、絶縁層２２２を挟んだ導体回路間は、それぞれ、非貫通バイアホール２２７により電気的に接続されている。また、最外層にはソルダーレジスト層２３４が形成されている。
また、基板を挟んだ一方の絶縁層２２２間には、コア２５１とクラッド２５２とからなる光導波路２５０が形成されている。
この多層プリント配線板２００では、基板２２１、絶縁層２２２の一部、光導波路２５０およびソルダーレジスト層２３４を貫通するように光信号伝送用光路２４２が設けられている。
そして、光信号伝送用光路２４２には、光路変換部材２３６と光路部材２３５とが配設されており、これらは、光信号伝送用光路２４２内に充填された接着剤により固定されている。
光路変換部材２３６は、レンズ２３６ａおよび光路変換ミラー（反射面）２３６ｂを備えている。
そして、光路変換部材２３６は、光路変換ミラー２３６ｂを介して、光信号伝送用光路と光学素子との間で光信号を伝送することができる位置に取り付けられている。
なお、光路変換部材２３６では、光導波路２５０と対向する面が、入射面および出射面のいずれか一方を構成しており、レンズが配設された面が、入射面および出射面の他方を構成している。
このように、本発明の多層プリント配線板では、上記光路変換部材は、入射面および出射面のいずれかであって、光配線（光導波路）と対向する面にレンズが配設されていることも望ましい。
このような構成にすることにより、図２に示したような光路変換部材と光路部材とが配設された多層プリント配線板に比べて、部品点数が少なくなるため安価に製造することができ、また、光路変換部材と光路部材との位置合わせが不要となるため、光路変換部材の位置合わせが容易になる。
また、上述したように、光信号伝送用光路２４２は、基板２２１、絶縁層２２２の一部、光導波路２５０、および、一方のソルダーレジスト層２３４を貫通するように形成されており、多層プリント配線板全体を貫通しているわけではない、このような構成の光路を形成した場合、絶縁層の光信号伝送用光路が貫通していない部分には、導体回路を形成することができる。そのため、設計の自由度が高く、高密度配線に有利である。
但し、多層プリント配線板全体を貫通する形状の光信号伝送用光路と、貫通しない形状の光信号伝送用光路とを比較した場合、光路変換部材を固定する接着剤の充填性の観点では、多層プリント配線板全体を貫通する光信号伝送用光路のほうが望ましい。
なお、図３に示した多層プリント配線板では、光信号伝送用光路は多層プリント配線板全体を貫通していないが、上述したように、光信号伝送用光路は、多層プリント配線板全体を貫通していてもよい。
また、光信号伝送用光路２４２は、４チャンネルの光学素子からの光信号を伝送することができる大きさで、一括貫通孔構造の光信号伝送用光路２４２が形成されている。従って、光信号伝送用光路２４２に配設される光路変換部材２３６は、図１−１（ｂ）に示したような４チャンネルの光信号を伝送することができる構造を有するものである。
また、図３に示したような構成を有する多層プリント配線板において、光路変換部材としては、図１−１（ｂ−１、２）に示した光路変換部材５１０に代えて、図１−１（ｃ−１、２）、図１−２（ｄ−１、２）（ｅ−１、２）、図１−３（ｆ−１、２）（ｇ−１、２）に示した光路変換部材を用いることもできる。
多層プリント配線板２００の一の面には、発光部２３８ａおよび受光部２３９ａのそれぞれが光信号伝送用光路２４２に対向するように、４チャンネルの発光素子２３８および受光素子２３９が半田接続部２４４を介して表面実装されている。また、一の面には、半田接続部を介してＩＣチップを実装することもできる。また、多層プリント配線板２００では、受光素子や発光素子が実装された側と反対側の面のソルダーレジスト層にも、半田バンプ２３７が形成されていてもよい。
図２、３には、光配線として、光導波路が形成された多層プリント配線板を示したが、本発明の多層プリント配線板では、光配線として光ファイバシートが形成されていてもよい。
また、本発明の多層プリント配線板に配設される光路変換部材は、図１−１（ａ）、（ｂ）に示したものに限定されるわけではなく、図１−１から１−４に示したような光路変換部材が配設されていてもよく、これらの光路変換部材に図２に示した光路部材１３５等が組み合せて用いられていてもよく、また、図１−５に示したような光路部材が組み合わせれ、その内部にレンズが配設された光路変換部材が用いられていてもよい。
また、上記多層プリント配線板では、複数チャンネルの光信号を伝送することができるマルチチャンネルに対応したアレイ状の光路変換部材が１個配設されていてもよいし、単チャンネルの光信号に対応した光路変換部材やアレイ状の光路変換部材が１個または複数個配設されていてもよい。
また、図２、３に示した多層プリント配線板は、多層プリント配線板内での信号伝送を光信号により行うことができるものであるが、本発明の多層プリント配線板は、多層プリント配線板に実装される光学素子と、他の外部基板との間での信号伝送を光信号により行うことができる構成を有するものであってもよい。この場合は、例えば、光配線の端部を多層プリント配線板の側面に露出させておき、光路変換部材を、光信号が多層プリント配線板の側面に向かって伝送されるように取り付ければよい。
次に、本発明の多層プリント配線板の製造方法について工程順に説明する。
上記多層プリント配線板の製造方法では、まず、基板の片面または両面に導体回路と絶縁層とが積層形成された多層配線板を製造する。上記多層配線板は、セミアディテブ法、フルアディテブ法、サブトラクティブ法、一括積層法、コンフォーマル法等を用いて製造することができる。ここでは、セミアディテブ法を例に多層配線板の製造方法を説明する。
（１）絶縁性基板を出発材料とし、まず、該絶縁性基板上に導体回路を形成する。
上記絶縁性基板としては特に限定されず、例えば、ガラスエポキシ基板、ビスマレイミド−トリアジン（ＢＴ）樹脂基板、銅張積層板、ＲＣＣ基板等の樹脂基板、窒化アルミニウム基板等のセラミック基板、シリコン基板等が挙げられる。
上記導体回路は、例えば、上記絶縁性基板の表面に無電解めっき処理等によりベタの導体層を形成した後、エッチング処理を施すことにより形成することができる。
また、上記絶縁性基板を挟んだ導体回路間を接続するための非貫通バイアホールを形成してもよい。また、導体回路を形成した後には、必要に応じて、導体回路の表面にエッチング処理等により粗化面を形成してもよい。
（２）次に、導体回路を形成した基板上に、バイアホール用開口を有する絶縁層を形成する。
上記絶縁層は、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂や、これらと熱可塑性樹脂と含む樹脂複合体等を用いて形成すればよい。
具体的には、まず、未硬化の樹脂をロールコーター、カーテンコーター等により塗布したり、樹脂フィルムを熱圧着したりすることにより樹脂層を形成し、その後、必要に応じて、硬化処理を施すとともに、レーザ処理や露光現像処理によりバイアホール用開口を形成することにより絶縁層を形成することができる。
また、上記熱可塑性樹脂からなる樹脂層は、フィルム状に成形した樹脂成形体を熱圧着することにより形成することができる。
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
上記感光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。
また、上記熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂としては、例えば、上記した熱硬化性樹脂の熱硬化基とメタクリル酸やアクリル酸とをアクリル化反応させたもの等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルフォン（ＰＰＳ）ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）ポリエーテルイミド（ＰＩ）等が挙げられる。
また、上記絶縁層は、粗化面形成用樹脂組成物を用いて形成してもよい。
上記粗化面形成用樹脂組成物とは、例えば、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に対して難溶性の未硬化の耐熱性樹脂マトリックス中に、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に対して可溶性の物質が分散されたものである。
なお、上記「難溶性」および「可溶性」という語は、同一の粗化液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」といい、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
上記耐熱性樹脂マトリックスとしては、絶縁層に上記粗化液を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持することができるものであればよく、例えば、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。
上記可溶性の物質は、無機粒子、樹脂粒子および金属粒子から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
上記レーザ処理に使用するレーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、紫外線レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。バイアホール用開口を形成した後、必要に応じて、デスミア処理を施してもよい。
また、この工程では、必要に応じて、スルーホール用貫通孔を形成してもよい。
（３）次に、バイアホール用開口の内壁を含む絶縁層の表面に導体回路を形成する。
すなわち、まず、絶縁層の表面に、無電解めっきやスパッタリング等により薄膜導体層を形成し、次いで、その表面の一部にめっきレジストを形成した後、めっきレジスト非形成部に電解めっき層を形成する。次に、めっきレジストと、該めっきレジスト下の薄膜導体層とを除去し、導体回路（非貫通バイアホールを含む）を形成する。
上記薄膜導体層の材質としては、例えば、銅、ニッケル、スズ、亜鉛、コバルト、タリウム、鉛等が挙げられる。電気特性、経済性等に優れる点から銅や銅およびニッケルからなるものが望ましい。
また、上記薄膜導体層形成前には、絶縁層の表面に粗化面を形成しておいてもよい。
上記めっきレジストは、例えば、感光性ドライフィルムを張り付けた後、露光現像処理を施すことにより形成することができる。
上記めっきレジストの除去は、例えば、アルカリ水溶液等を用いて行えばよく、上記薄膜導体層の除去は、硫酸と過酸化水素との混合液、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄、塩化第二銅等のエッチング液を用いて行えばよい。
（４）さらに、必要に応じて、（２）および（３）の工程を繰り返すことにより、絶縁層と導体回路とを積層形成してもよい。
このような（１）〜（４）の工程を行うことにより、基板の少なくとも片面に導体回路と絶縁層とが積層形成された多層配線板を製造することができる。
また、絶縁層間に光配線を形成する場合には、絶縁層を形成した後、下記の方法により導体回路を形成し、その後、さらに絶縁層を積層形成すればよい。
まず、光配線として、光導波路を形成する方法について説明する。
上記光導波路の形成は、その材料に石英ガラス等の無機材料を用いて行う場合、予め、所定の形状に成形しておいた光導波路を接着剤を介して取り付けることにより行うことができる。
また、上記無機材料からなる光導波路は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等の無機材料を液相エピタキシヤル法、化学堆積法（ＣＶＤ）、分子線エピタキシヤル法等により成膜させることにより形成することができる。
また、ポリマー材料からなる光導波路を形成する方法としては、（１）予め離型フィルム上等にフィルム状に成形しておいた光導波路形成用フィルムを絶縁層上に張り付ける方法や、（２）絶縁層上に下部クラッド、コア、上部クラッドを順次積層形成していくことにより、上記絶縁層等上に直接光導波路を形成する方法等が挙げられる。
なお、光導波路の形成方法としては、離型フィルム上に光導波路を形成する場合も、絶縁層等上に光導波路を形成する場合も同様の方法を用いて行うことができる。
具体的には、反応性イオンエッチングを用いた方法、露光現像法、金型形成法、レジスト形成法、これらを組み合せた方法等を用いることができる。
上記反応性イオンエッチングを用いた方法では、（ｉ）まず、離型フィルムや絶縁層等（以下、単に離型フィルム等という）の上に下部クラッドを形成し、（ii）次に、この下部クラッド上にコア用樹脂組成物を塗布し、さらに、必要に応じて、硬化処理を施すことによりコア形成用樹脂層とする。（iii）次に、上記コア形成用樹脂層上に、マスク形成用の樹脂層を形成し、次いで、このマスク形成用の樹脂層に露光現像処理を施すことにより、コア形成用樹脂層上にマスク（エッチングレジスト）を形成する。
（iv）次に、コア形成用樹脂層に反応性イオンエッチングを施すことにより、マスク非形成部分のコア形成用樹脂層を除去し、下部クラッド上にコアを形成する。（ｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この反応性イオンエッチングを用いた方法は、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
また、露光現像法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ii）次に、この下部クラッド上にコア用樹脂組成物を塗布し、さらに、必要に応じて、半硬化処理を施すことによりコア形成用樹脂組成物の層を形成する。
（iii）次に、上記コア形成用樹脂組成物の層上に、コア形成部分に対応したパターンが描画されたマスクを載置し、その後、露光現像処理を施すことにより、下部クラッド上にコアを形成する。（iv）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この露光現像法は、工程数が少ないため、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、また、加熱工程が少ないため、光導波路に応力が発生しにくい。
また、上記金型形成法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ii）次に、下部クラッドに金型形成によりコア形成用の溝を形成する。（iii）さらに、上記溝内にコア用樹脂組成物を印刷により充填し、その後、硬化処理を施すことによりコアを形成する。（iv）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この金型形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
また、上記レジスト形成法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ii）さらに、この下部クラッド上にレジスト用樹脂組成物を塗布した後、露光現像処理を施すことにより、上記下部クラッド上のコア非形成部分に、コア形成用レジストを形成する。
（iii）次に、下部クラッド上のレジスト非形成部分にコア用樹脂組成物の塗布し、（iv）さらに、コア用樹脂組成物を硬化した後、上記コア形成用レジストを剥離することにより、下部クラッド上にコアを形成する。（ｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
このレジスト形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
これらの方法を用いてポリマー材料からなる光導波路を形成する場合において、コアに粒子が配合された光導波路を形成する場合には、露光現像法に比べて、金型形成法が望ましい。その理由は以下のとおりである。
すなわち、下部クラッドに金型形成によりコア形成用の溝を形成し、その後、この溝内にコアを形成する金型形成法でコアを形成した場合には、コアに配合される粒子は全部、コア中に入ってしまうこととなるため、コアの表面は平坦で光信号の伝送性に優れるのに対し、露光現像法でコアを形成した場合には、現像後のコアにおいて、コア表面から粒子の一部が突出していたり、コア表面に粒子がとれた窪みが形成されていたりして、コアの表面に凹凸が形成されることがあり、この凹凸によって光が所望の方向に反射しなくなり、その結果、光信号の伝送性が低下することがあるからである。
また、光導波路を形成する絶縁層上に導体回路が形成する場合には、ポリマー材料からなる光導波路を絶縁層等上に直接形成することが望ましく、さらに、下部クラッドの厚さが導体回路の厚さよりも厚くなるように形成することが望ましい。
導体回路の存在に起因したうねりが光導波路に発生することがなく、光導波路における信号伝送性に優れることとなるからである。
また、下部クラッドの形成に際して、クラッド用樹脂組成物をスピンコータで塗布する場合には、塗布量を多くして、回転速度の調整を行うことにより、導体回路間に充分に樹脂組成物を供給し、表面の平坦な下部クラッドを形成することができる。また、下部クラッド形成時には、クラッド用樹脂組成物を塗布後、フィルムを載置し、さらに平板を介して圧力を付加する等の平坦化処理を施してもよい。
なお、光導波路用樹脂組成物（クラッド用樹脂組成物、コア用樹脂組成物）の塗布は、スピンコータ以外に、ロールコーター、バーコーター、カーテンコーター等を用いることができる。
また、光導波路として、光ファイバシートを形成する場合には、予め作製しておいた光ファイバシートを接着剤等を介して、所定の位置に張り付ければよい。
また、光ファイバシートは、ポリイミド樹脂等からなるベースフィルム（カバー樹脂層）上に、必要本数の光ファイバを光ファイバ布線装置を用いて布線した後、その周囲をポリイミド樹脂等からなる保護フィルム（カバー樹脂層）で被覆することにより形成することができる。なお、市販の光ファイバシートを用いることもできる。
（５）次に、必要に応じてソルダーレジスト層を形成する。また、ソルダーレジスト層を形成する際には、同時にソルダーレジスト層に半田バンプ形成用開口（ＩＣチップや光学素子を実装するための開口）を形成してもよい。
具体的には、例えば、下記（ａ）および（ｂ）の工程を行うことによりソルダーレジスト層を形成することができる。
（ａ）まず、多層配線板の最外層にソルダーレジスト組成物の層を形成する。
上記ソルダーレジスト組成物の層は、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなるソルダーレジスト組成物を用いて形成することができる。また、市販のソルダーレジスト組成物を用いることもできる。
上記ソルダーレジスト組成物の層は、上記ソルダーレジスト組成物からなるフィルムを圧着して形成してもよい。
（ｂ）次に、上記ソルダーレジスト組成物の層に、半田バンプ形成用開口を形成する。
具体的には、例えば、露光現像処理やレーザ処理等により形成することができる。
このような（ａ）および（ｂ）の工程を経ることにより、半田バンプ形成用開口を有するソルダーレジスト層を形成することができる。
また、ソルダーレジスト層を形成する際に、予め、所望の位置に開口を有する樹脂フィルムを作製し、該樹脂フィルムを張り付けることにより、半田バンプ形成用開口を有するソルダーレジスト層を形成してもよし、（ａ）の工程において、光路用開口となる部分以外の部分にのみソルダーレジスト組成物の層を形成してもよい。
また、半田バンプ形成用開口を形成した場合には、この半田バンプ形成用開口内に半田パッドを形成してもよい。
（６）次に、光信号伝送用光路を形成する。
上記光路用貫通孔の形成は、例えば、ドリル加工やルータ加工、レーザ加工等により行う。
上記レーザ処理において使用するレーザとしては、上記バイアホール用開口の形成において使用するレーザと同様のもの等が挙げられる。
上記ドリル加工においては、多層配線板（またはソルダーレジスト層）の認識マークを読み、加工位置を補正してドリル加工を行う認識マークの認識機能付き装置を用いることが望ましい。
また、この工程で光信号伝送用光路を形成する場合、光信号伝送用光路は、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層を全て貫通するように形成してもよいし（図２参照）、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層の一部のみを貫通するように形成してもよい（図３参照）。
上記光路用貫通孔の形成位置や大きさは特に限定されず、導体回路の設計、ＩＣチップや光学素子等の実装位置等を考慮して適宜選択すればよい。
上記光路用貫通孔は、受光素子や発光素子等の光学素子ごとに形成することが望ましい。また、信号波長ごとに形成してもよい。
また、光路用貫通孔を形成した後、必要に応じて、光路用貫通孔の壁面にデスミア処理を行ってもよい。
上記デスミア処理は、例えば、過マンガン酸溶液による処理や、プラズマ処理、コロナ処理等を用いて行うことができる。なお、上記デスミア処理を行うことにより、光路用貫通孔内の樹脂残り、バリ等を除去することができ、完成した光信号伝送用光路における壁面での光の乱反射に起因した光信号の伝播損失の増加を防止することができる。
また、光路用貫通孔を形成した後、必要に応じて、光路用貫通孔の壁面に研磨処理を行ってもよい。
上記研磨処理は、例えば、光路用貫通孔と略同一の形状か、または、光路用貫通孔よりも小さい形状を有する壁面研磨用のドリルを用いて行うことができる。なお、光路用貫通孔よりも小さい形状の壁面研磨用のドリルを用いる場合は、当該ドリルを移動させればよい。
また、上記研磨処理は、光路用貫通孔の壁面であって、光配線が露出している部分にのみ施してもよいし、光路用貫通孔の壁面全体に施してもよい。
上記壁面研磨用のドリルとしては、例えば、少なくとも一面が平坦な柱状で、研磨部分に従来公知の研磨材が接着されたものを用いることができ、また、研磨材に代えて、研磨紙や研磨布が接着されたものを用いることもできる。
また、研磨時には、アルミナ等の微粒子が含有された研磨材や、水等を併用して研磨処理をなってもよい。
また、研磨処理を行う場合、上記デスミア処理は行ってもよいし、行わなくてもよい。
また、光路用貫通孔形成後、下記の工程で導体層を形成したり、未硬化の樹脂組成物を充填したりする前に、必要に応じて、光路用貫通孔の壁面を粗化面とする粗化面形成工程を行ってもよい。導体層や樹脂組成物との密着性の向上を図ることができるからである。
上記粗化面の形成は、例えば、硫酸、塩酸、硝酸等の酸；クロム酸、クロム硫酸、過マンガン酸塩等の酸化剤等により行うことができる。また、プラズマ処理やコロナ処理等により行うこともできる。
上記光路用貫通孔を形成した後には、必要に応じて、上記光路用貫通孔の壁面に導体層を形成してもよい。上記導体層の形成は、例えば、無電解めっき、スパッタリング、真空蒸着等の方法により行うことができる。
（７）次に、光信号伝送用光路に光路変換部材を配設する。光路変換部材の配設は、例えば、下記の方法により行うことができる。
すなわち、光路変換部材を吸引冶具を用いて、光信号伝送用光路に挿入し、位置合わせを行い、接着剤で固定することにより、配設することができる。ここで、接着剤で固定する際には、一端仮固定した後、本固定することが望ましい。
また、上記光路変換部材の実装は、高精度フリップチップ実装装置を用いて、光学素子を実装するためのアライメントマークを用いて位置合わせを行いながら、光路変換部材を取り付け、接着剤で固定することにより配設することもできる。本発明の光路変換部材を金型成形で、レンズおよび光路変換ミラーを一体的に作製している場合には、レンズ中心と外形までの距離が精度よく仕上っているため、パッシブアライメントで位置合わせを行いながら実装することができるのである。
また、図２に示した多層プリント配線板のように、光路変換部材とともに光路部材を実装する場合には、予め、光路変換部材と光路部材とを接着剤を介して一体化しておくことが望ましい。
というのは、光路変換部材と光路部材とを別々に実装する場合、実装に時間が掛かるからであり、また、一方の部材を固定（仮固定も含む）した後、他方の部材を固定する場合において、両者の間を接着剤で充填する場合、接着剤を充填する際に一方の部材が固定されていることに起因して、両部材の間に空気が入り込んでしまうことがあり、この場合、空気と接着剤との屈折率の差異により光が設計外の方向に屈折してしまい、その結果、光信号の伝播損失が増大してしまうことがあるからである。
上記光路変換部材と上記光路部材とを一体化させる場合には、例えば、まず箱型の冶具に光路変換部材と光路部材とを入れ、両者の間に接着剤を充填し、光軸を合わせながら、接着剤を硬化し、その後、余分な部分を研磨除去することにより一体化すればよい。
また、光路変換部材の位置合わせの精度を向上させるという観点からは、図１−３の（ｆ）や（ｇ）に示したような、つば部材を有する光路変換部材を用いることも望ましい。
（８）最後に、半田ペーストを印刷し、リフロー処理を施すことにより半田バンプを形成する。なお、半田バンプの形成は、光路変換部材を配設する前に行ってもよい。
このような工程を経ることにより本発明の多層プリント配線板を製造することができる。
また、本発明の多層プリント配線板として、基板と絶縁層との間や絶縁層間に光配線が形成された実施形態の多層プリント配線板を製造する場合には、例えば、以下の方法を用いて製造することもできる。
すなわち、導体回路が形成された基板、導体回路が形成された絶縁層、光配線等の多層プリント配線板の構成部材を、別々に作製・準備し、これらをプレプレグを介して積層し、その後、ソルダーレジスト層の形成や光信号伝送用光路の形成、光路変換部材の配設等を行うことにより製造することができる。
また、導体回路が形成された絶縁層にかえて、銅張プリプレグを積層し、積層後、エッチング処理により導体回路を形成するようにしてもよい。
次に、本発明の光通信用デバイスについて説明する。
本発明の光通信用デバイスは、基板の少なくとも片面に、導体回路と絶縁層とが積層形成されるとともに、光配線と光信号伝送用光路とが形成され、光学素子または光学素子が実装されたパッケージ基板が実装された光通信用デバイスであって、
上記光学素子と上記光配線との間で、光信号を伝送することができるように本発明の光路変換部材が配設されていることを特徴とする。
すなわち、本発明の光通信用デバイスは、上述した本発明の多層プリント配線板に、光学素子または光学素子が実装されたパッケージ基板（以下、光学素子実装パッケージ基板等ともいう）が実装されているのである。
本発明の光通信用デバイスでは、多層プリント配線板を構成する光信号伝送用光路に、本発明の光路変換部材が配設されているため、光信号伝送用光路を介して光学素子間で、確実に光信号を伝送することができる。
そして、本発明の光路変換部材が配設されているため、光学素子と光導波路との間での伝播損失を低減することができ、伝播損失の低減した分を光通信用デバイスを構成する他の部材の伝播損失分にまわすことができる。従って、例えば、光導波路の総長を短くすること、発光素子の出力を低出力として発光素子の寿命を延長すること、感度の低い受光素子でも用いることができること等が可能となる。
これについて、以下、簡単に説明しておく。
光通信用デバイスにおいて、基板の表面に光学素子実装パッケージ基板等を実装するとともに、光配線を設け、両者の間を光信号伝送用光路を介して光信号を伝送する構造とする場合、通常、光配線の端部に、９０°光路変換ミラーを形成する必要がある。また、光配線として、５０〜７５μｍ角のコアを有する光導波路を用いる場合、コアに低損失で光信号を入射するには、通常、レンズを介して光信号を入射させる必要がある。
ここで、レンズおよび光配線のそれぞれを、光通信用デバイスを製造する工程において別々に形成しようとした場合、レンズと光導波路との間で数１０μｍの設計からのズレが生じることは避けることができなかった。
具体的には、例えば、５０〜７５μｍ角のコアを有する光導波路と、レンズとを形成した場合、平均１５μｍ程度の設計からのズレを生じることとなり、この場合、設計値に対して４ｄＢ程度、伝播損失が増大することとなる。
一方、光通信用デバイスにおける発光素子→受光素子間での２．５Ｇｂｐｓ伝送において、誤り訂正符合技術によりエラーフリーとなるビットエラーレート（ＢＥＲ）１０−１２ を実現するには、光通信用デバイス全体での伝播損失は、１８ｄＢ以下であることが必要とされる。
また、バックプレーンボート等において、５０ｃｍ〜１ｍ程度の比較的長い距離を光信号伝送する場合には、レンズや光路変換ミラーでの伝播損失をより低減する必要があり、さらに、短距離間での光信号伝送においても、伝播損失は小さければ小さいほど、信頼性マージンを充分に確保することができる点で望ましい。
従って、光通信用デバイスにおいては、レンズと光導波路との間での設計からのズレが、光通信用デバイスの全体損失に大きな影響を及ぼすこととなる。そのため、レンズと光導波路との間での設計からのズレを小さくすることが必要であり、上述した本発明の光通信用デバイスでは、レンズと光導波路との間でのズレを小さくするという課題を解決することができ、上述した効果を享受することができるのである。
本発明の光通信用デバイスでは、本発明の多層プリント配線板に、光学素子実装パッケージ基板等が実装されている。上記多層プリント配線板については、上述した通りであるので、ここではその説明を省略する。
上記光学素子としては、例えば、例えば、受光素子や発光素子等が挙げられる。
これらは、光通信用デバイスの構成や、要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
上記受光素子の材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ等が挙げられる。これらのなかでは、受光感度に優れる点からＩｎＧａＡｓが望ましい。
上記受光素子としては、例えば、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等が挙げられる。
上記発光素子としては、例えば、ＬＤ（半導体レーザ）、ＤＦＢ−ＬＤ（分布帰還型−半導体レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、インフラ型または酸化狭窄型のＶＣＳＥＬ（面発光半導体レーザ）等が挙げられる。
これらは、光通信用デバイスの構成や要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
上記発光素子の材料としては、ガリウム、砒素およびリンの化合物（ＧａＡｓＰ）、ガリウム、アルミニウムおよび砒素の化合物（ＧａＡｌＡｓ）、ガリウムおよび砒素の化合物（ＧａＡｓ）、インジウム、ガリウムおよび砒素の化合物（ＩｎＧａＡｓ）、インジウム、ガリウム、砒素およびリンの化合物（ＩｎＧａＡｓＰ）等が挙げられる。
これらは、通信波長を考慮して使い分ければよく、例えば、通信波長が０．８５μｍ帯の場合にはＧａＡｌＡｓを使用することができ、通信波長が１．３μｍ帯や１．５５μｍ帯の場合には、ＩｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰを使用することができる。
なお、本発明の光通信用デバイスでは、基板内での光信号伝送や、基板間の比較的長い距離での光信号伝送（基板内に比べてという意味であり、概ね１００ｃｍ以下）を、簡単な構成で、かつ、低コストで行うことを目的としているため、伝送光としては、光結合部分の位置合わせが容易な通信波長が０．８５μｍ帯の伝送光を用いることが望ましい。
また、受光素子や発光素子等の光学素子は、マルチチャンネルの光学素子であってもよく、そのチャンネル数は特に限定されない。
また、上記光学素子は、上記外部電極を介してフリップチップボンディングにより実装されるものでもよく、ワイヤボンディングにより実装されるものでもよい。
また、上記光学素子は、外部電極が形成された面（以下、外部電極形成面ともいう）を平面視した場合、その平面形状を均等に２分割する中心線を挟んで一方の領域に偏在するように上記外部電極が形成されていてもよい。
このように、外部電極が偏在している場合、上記光学素子とパッケージ基板やマザーボード用基板に実装される駆動ＩＣやアンプＩＣ等のＩＣチップとを直線的で、かつ、等長な導体回路を介して接続することができ、その結果、設計の自由度に優れるとともに、スキュー（信号のズレ）等の発生を抑えることができるため光信号伝送に係る信頼性にも優れることとなるからである。
また、外部電極が偏在している場合には、上記外部電極形成面において、外部電極が形成された一方の領域と、中心線を挟んだ反対側の他方の領域にはダミー電極等の水平保持部材が形成されていることが望ましい。
特に、上記光学素子が、フリップチップボンディングによりフェイスダウン実装するタイプのものである場合には、水平保持部材が形成されていることが望ましい。水平保持部材が形成されていないと、実装時に光学素子が傾いてしまい光信号伝送を伝送することができない場合があるからである。
なお、上記ダミー電極とは、光学素子の設計上、電流が流れることがない以外は、上記外部電極と同様の構成を有するものをいう。
以下、本発明の光通信用デバイスの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
ここでは、本発明の多層プリント配線板を説明する際に説明した図２、３を参照しながら説明する。なお、図２、３には、光学素子を実装した多層プリント配線板（すなわち、光通信用デバイス）を示している。
図２、３に示した多層プリント配線板の構成については、既に説明した通りであるので、その説明を省略する。
そして、図２に示した、４チャンネルの発光素子１３８および受光素子１３９が実装された多層プリント配線板（光通信用デバイス）では、発光素子１３８からの光信号を、光信号伝送用光路１４２（光路変換部材１３６および光路部材１３５を含む）ならびに光導波路１５０を介して、受光素子１３９に伝送することができる。ここで、光信号伝送用光路に光路変換部材が配設されているため、発光素子からの光信号を受光素子へ確実に伝送することができるのである。
また、このようなマルチチャンネルのアレイ素子が実装された光通信用デバイスにおいて、光信号伝送用光路に配設する光路変換部材のレンズの径は、アレイ素子における各チャンネル間のピッチに応じて適宜決定すればよく、例えば、２５０μｍピッチのアレイ素子を用いる場合には、１００〜２４０μｍが望ましく、１８０〜２３０μｍがより望ましい。また、例えば、５００μｍピッチのアレイ素子を用いる場合には、１００〜４９０μｍが望ましく、１８０〜４８０μｍがより望ましい。
また、図３に示した、４チャンネルの発光素子２３８および受光素子２３９が実装された多層プリント配線板（光通信用デバイス）においても同様に、発光素子２３８からの光信号を、光信号伝送用光路２４２（光路変換部材２３６を含む）および光導波路２５０を介して、受光素子２３９に伝送することができる。ここで、光信号伝送用光路に光路変換部材が配設されているため、発光素子からの光信号を受光素子へ確実に伝送することができるのである。
また、図３に示した光通信用デバイスに配設された光路変換部材の望ましいレンズ径も、上記と同様である。
また、本発明の光通信用デバイスでは、ＩＣチップに近い位置に実装された発光素子において、光／電気信号変換を行うことが可能となるため、電気信号の伝送距離が短く、信号伝送の信頼性に優れ、より高速通信に対応することができる。
また、上記光通信用デバイスにおいて、ソルダーレジスト層１３４に金属めっき層を介して半田バンプ１３７が形成されている場合には、この半田バンプを介して、他の外部基板と電気的に接続することができる。
また、本発明の光通信用デバイスでは、ＩＣチップに近い位置に実装された発光素子において、光／電気信号変換を行うことが可能となるため、電気信号の伝送距離が短く、信号伝送の信頼性に優れ、より高速通信に対応することができる。
また、図２、３を参照しながら説明した本発明の光通信用デバイスは、本発明の多層プリント配線板に光学素子が実装された形態を有するものであるが、本発明の光通信用デバイスは、上記多層プリント配線板に光学素子が実装されたパッケージ基板が実装された形態を有するものであってもよい。
具体的には、例えば、図４に示したような実施形態が挙げられる。
図４は、本発明の光通信用デバイスの実施形態を模式的に示す断面図である。
図４に示す光通信用デバイスでは、図２に示した光通信用デバイスと比べて、光学素子に代えて、光学素子が実装されたパッケージ基板が実装されている以外は、その構成は同一である。
すなわち、発光素子１３８に代えて、発光素子１１３８が実装されたパッケージ基板１１２０が実装されており、受光素子１３９に代えて、受光素子１２３９が実装されたパッケージ基板１２２０が実装されている。
パッケージ基板１１２０は、基板１１２１の両面に導体回路１１２４と絶縁層１１２２とが積層され、最外層にソルダーレジスト層１１３４が形成されており、絶縁層およびソルダーレジスト層の一部に凹部形状の光信号伝送用光路１１４２が形成されている。そして、光信号伝送用光路１１４２内には、ワイヤボンディングにより発光素子１１３８が実装されている。
また、パッケージ基板１２２０は、基板１２２１の両面に導体回路１２２４と絶縁層１２２２とが積層され、最外層にソルダーレジスト層１２３４が形成されており、さらに、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層を貫通する光信号伝送用光路１２４２が形成され、受光素子１２３９が実装されている。また、光信号伝送用光路１２４２の一部には、樹脂組成物１２４７が充填されている。
なお、図４に示した光通信用デバイスでは、受光素子を実装するパッケージ基板として、凹部形状の光信号伝送用光路を有するパッケージ基板が実装されており、発光素子を実装するパッケージ基板として、多層プリント配線板全体を貫通する光信号伝送用光路を有するパッケージ基板が実装されているが、本発明の光通信用デバイスに実装され得るパッケージ基板はこのような組合せに限定されるわけではなく、受光素子および発光素子の両者ともに、凹部形状の光信号伝送用光路を有するパッケージ基板に実装されていてもよいし、多層プリント配線板全体を貫通する光信号伝送用光路を有するパッケージ基板に実装されていてもよい。
また、パッケージ基板も図４に示したものに限定されるわけではなく、多層プリント配線板に所望の光信号を伝送することができる形態を有するものであればよい。
また、本発明の光通信用デバイスは、光信号伝送用光路に光路変換部材が配設された態様を有するものであり、図２〜４は、光路変換部材の配設に際して、光路変換部材を光信号伝送用光路に接着剤を介して固定する態様を有するものである。
しかしながら、本発明の光通信用デバイスにおいて、光路変換部材を配設する場合、該光路変換部材は、光学素子や、サブマウント基板に固定されていてもよい。
このような形態について、図面を参照しながら説明する。
図１５−１（ａ）は、本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図であり、図１５−２（ｂ）、（ｃ）は、本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す部分断面図である。
（ａ）に示す光通信用デバイス４００では、図３に示した多層プリント配線板２００に受光素子４３９および発光素子４３８が半田接続部２４４を介して搭載されるとともに、図３に示した光路変換部材と略同形状を有する光路変換部材４３６が配設されている。
光路変換部材４３６は、伝送光に対して透明な接着剤４６１を介して、光学素子（受光素子４３９や発光素子４３８）に固定されている。さらに、光路変換部材４３６の光学素子に固定された側と反対側には、光路変換ミラー４３６ｂが形成されており、さらに、光路変換部材４３６の光導波路４５０と対向する面には、レンズ４３６ａが形成されている。
この光通信用デバイス７４００においても、発光素子４３８と受光素子との間で光信号の伝送を行うことができる。
なお、光路変換部材４６２の多層プリント配線板に挿入された部分は、光信号伝送用光路の壁面にも接着剤を介して固定されていてもよい。
上記接着剤としては、光路変換部材を光信号伝送用光路に配設する際に用いるものとは同様のものを用いることができる。
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、図４に示したように、光学素子が実装されたパッケージ基板を実装する場合には、パッケージ基板に接着剤を介して光路変換部材が固定されていてもよく、具体的には、凹部形状の光信号伝送用光路を有するパッケージ基板（図４のパッケージ基板１１２０参照）では、光信号伝送用光路の外部に露出した部分に光路変換部材が固定されていてもよく、また、パッケージ基板を全体を貫通する光信号伝送用光路を有するパッケージ基板（図４のパッケージ基板１２２０参照）では、光信号伝送用光路の光学素子を実装する側と反対側の端部に固定されていてもよい。
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、光路変換部材を配設する場合、図１５−２（ｂ）、（ｃ）に示すように光路変換部材はサブマウト基板を介して配設されていてもよい。
（ｂ）に示す例では、ソルダーレジスト層４３４上に接着剤４７５を介して、サブマウント基板４７１が固定され、このサブマウント基板４７１上に形成されたパッド４７２を介して、半田４７３により受光素子４２９が搭載されている。そして、パッド４７２と多層プリント配線板の導体回路４７５とがワイヤボンディング４７４により接続されている。
また、サブマウント基板４７１には、光路用貫通孔４７１ａが形成され、サブマウント基板４７１の受光素子４３９が実装された側と反対側には、接着剤４６１を介して、光路変換部材４３６が固定されている。
また、サブマウント基板４７１、受光素子４３９およびワイヤボンディングを覆うように、伝送光に対して透明な樹脂材料４７８により樹脂封止がなされている。
このように、本発明の光通信用デバイスでは、サブマウント基板を介して光路変換部材が配設されていてもよい。
なお、光路変換部材４３６の多層プリント配線板に挿入された部分は、光信号伝送用光路の壁面にも接着剤を介して固定されていてもよい。
また、（ｃ）に示す例では、ソルダーレジスト層４３４上にサブマウント基板４７１が載置され、このサブマウント基板４７１上に形成されたパッド４７２を介して、半田４７３により受光素子４２９が搭載されている。そして、パッド４７２がサブマウント基板の側面にも延設されており、この側面のバッドと多層プリント配線板の導体回路４７５とが半田４７６により接続されている。なお、サブマウント基板自体もまた半田４７６により固定されている。
また、サブマウント基板４７１には、光路用貫通孔４７１ａが形成され、サブマウント基板４７１の受光素子４３９が実装された側と反対側には、接着剤４６１を介して光路変換部材４３６が固定されている。
本発明の光通信用デバイスにおいて、サブマウント基板を介して光路変換部材が配設された形態は、図１５−２（ｃ）に示したような形態であってもよい。
上記サブマウント基板としては特に限定されず、例えば、ガラス基板、セラミック基板、樹脂基板等が挙げられる。
また、図示したサブマウント基板では、光路用貫通孔を形成しているが、サブマウント基板自体が、伝送光に対して透明である場合には、この光路用貫通孔は形成しなくてもよい。また、光路用貫通孔内には、樹脂組成物が充填されていてもよい。
また、図１５−２（ｂ）、（ｃ）では、ワイヤボンディングや、サブマウント基板の側面になされた半田付けにより、光学素子と多層プリント配線板との導通が図られているが、サブマウント基板を多層プリント配線板に取りつける場合には、予め、サブマウント基板の光学素子を実装する側と反対側の面に、光学素子を実装するためのパッドとスルーホールを介して接続されたパッドを形成しておき、このバッドを介して、ＢＧＡやＣＳＰ等の半田接続の技術を用いて多層プリント配線板に半田接続し、光学素子と多層プリント配線板との導通を図ってもよい。
次に、本発明の光通信用デバイスの製造方法について説明する。
本発明の光通信用デバイスは、本発明の多層プリント配線板を製造した後、この多層プリント配線板に半田等を介して、光学素子や、光学素子が実装されたパッケージ基板を実装することにより製造することができる。
具体的には、まず、光学素子やパッケージ基板と、半田バンプが形成されたマザーボード用基板とをそれぞれ所定の位置に、所定の向きで対向配置し、その後、リフローすることにより両者を接続する。
また、光学素子やパッケージ基板を実装した後には、必要に応じて、アンダーフィルを形成してもよい。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
Ａ．光路変換部材及び光路部材の作製
８５０nm光の透過率９９％／１０mm、屈折率１．８９、軟化点温度４９８℃の光学ガラスを使用し、射出成形機を用いて、光路変換部材と光路部材とを製造した。
具体的には、上記光学ガラスを６５０℃で溶融させて、ＳｉＣ製の上金型と下金型とを合わせた状態で、射出速度１００ｍｍ／ｓｅｃで溶融ガラスを充填し、充填後、室温まで冷却した。その後、金型から取り外し、余分な部分を研磨し、光路変換部材１３６と光学部材１３５とを作製した（図２参照）。
Ｂ．絶縁層用樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９、油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５、大日本インキ化学工業社製 エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０、大日本インキ化学工業社製 フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製 デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコーン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
Ｃ．貫通孔充填用樹脂組成物の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０、ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ２球状粒子（アドマテック社製、ＣＲＳ １１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製 ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４５〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填材を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。
Ｄ．光通信用デバイスの製造
（１）厚さ０．４ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板２１の両面に１８μｍの銅箔２８がラミネートされている銅張積層板を出発材料とした（図５（ａ）参照）。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板２１の両面に導体回路２４と非貫通バイアホール２７とを形成した。
（２）非貫通バイアホール２７と導体回路２４とを形成した基板を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ２（４０ｇ／ｌ）、Ｎａ３ＰＯ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、非貫通バイアホール２７を含む導体回路２４の表面に粗化面（図示せず）を形成した（図５（ｂ）参照）。
（３）上記Ｂに記載した樹脂充填材を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、非貫通バイアホール２７内および基板２１の片面の導体回路非形成部と導体回路２４の外縁部とに樹脂充填材３０′の層を形成した。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させた。次に、導体回路非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路非形成部にも樹脂充填材を充填し、１００℃、２０分の条件で乾燥させることにより樹脂充填材３０′の層を形成した（図５（ｃ）参照）。
（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路２４の表面や非貫通バイアホール２７のランド表面に樹脂充填材３０′が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って樹脂充填材層３０を形成した。
このようにして、非貫通バイアホール２７や導体回路非形成部に形成された樹脂充填材３０の表層部および導体回路２４の表面を平坦化し、樹脂充填材３０と導体回路２４の側面とが粗化面（図示せず）を介して強固に密着し、また、非貫通バイアホール２７の内壁面と樹脂充填材３０とが粗化面（図示せず）を介して強固に密着した絶縁性基板を得た（図５（ｄ）参照）。この工程により、樹脂充填材層３０の表面と導体回路２４の表面とが同一平面となる。
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹き付けて、導体回路２４の表面と非貫通バイアホール２７のランド表面と内壁とをエッチングすることにより、導体回路２４の全表面に粗化面（図示せず）を形成した。エッチング液として、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部を含むエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用した。
（６）次に、上記Ａで作製した基板より少し大きめの絶縁層用樹脂フィルムを基板上に載置し、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネータ装置を用いて貼り付けることにより絶縁層２２を形成した（図５（ｅ）参照）。
すなわち、絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度６５Ｐａ、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させた。
（７）次に、絶縁層２２上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長１０．４μｍのＣＯ２ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で絶縁層２２に、直径８０μｍのバイアホール用開口２６を形成した（図６（ａ）参照）。
（８）バイアホール用開口２６を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、絶縁層２２の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口２６の内壁面を含むその表面に粗化面（図示せず）を形成した。
（９）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に触媒核を付着させた（図示せず）。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ２）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に、基板を浸漬し、絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に厚さ０．６〜３．０μｍの薄膜導体層（無電解銅めっき膜）３２を形成した（図６（ｂ）参照）。
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ４ ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル １００ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３０℃の液温度で４０分
（１１）次に、薄膜導体層（無電解銅めっき膜）３２が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト２３を設けた（図６（ｃ）参照）。
（１２）ついで、基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解めっきを施し、めっきレジスト２３非形成部に、電解銅めっき膜３３を形成した（図６（ｄ）参照）。
〔電解めっき液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ２
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
（１３）さらに、めっきレジスト２３を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト２３下の薄膜導体層を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、薄膜導体層（無電解銅めっき膜）と電解銅めっき膜とからなる導体回路２４（非貫通バイアホール２７を含む）を形成した（図７（ａ）参照）。なお、薄膜導体層と電解銅めっき膜とからなる導体回路は１層で示してある。
（１４）次に、上記（５）の工程で用いたエッチング液と同様のエッチング液を用いて、導体回路２４の表面に粗化面（図示せず）を形成し、さらに、上記（６）および（７）の工程と同様にして、バイアホール用開口（図示せず）を有する絶縁層２２を積層した（図７（ｂ）参照）。
（１５）次に、一方（図中下側）の絶縁層上に４つのコアが並列に配設された光導波路５０を下記の方法により形成した（図７（ｃ）参照）。
まず、コア形成用樹脂としてアクリル系樹脂（屈折率１．５２、透過率９１％／ｍｍ）を、クラッド形成用樹脂としてアクリル系樹脂（屈折率１．５０、透過率９１％／ｍｍ）を準備した。
次に、スピンコータ（３００ｒｐｍで１０秒および３０００ｒｐｍで２秒）を用いてクラッド形成用樹脂を塗布し、１００℃で１０分間のプリベーク、２０００ｍＪの露光処理、１５０℃で１時間のポストベークを行い、厚さ７５μｍの下部クラッド５２を形成した。
次に、下部クラッド上に、スピンコータ（３００ｒｐｍで１０秒および３０００ｒｐｍで２秒）を用いてコア形成用樹脂を塗布し、１００℃で１０分間のプリベーク、１０００ｍＪの露光処理、１％ＴＭＡＨ水溶液の現像処理、１５０℃で１時間のポストベークを行い、幅７５μｍ×厚さ７５μｍのコア５１を４列形成した。
次に、スピンコータ（３００ｒｐｍで１０秒および３０００ｒｐｍで２秒）を用いてクラッド形成用樹脂を塗布し、１００℃で１０分間のプリベーク、２０００ｍＪの露光処理、１５０℃で１時間のポストベークを行い、コア上での厚さが５０μｍの上部クラッド５２を形成し、コアとクラッドとからなる全体の厚さが１７５μｍの光導波路５０とした。
（１６）次に、上記（６）〜（１３）の工程と同様の方法を用いて、絶縁層２２、導体回路２４およびバイアホール（図示せず）を積層形成した（図８（ａ）〜９（ａ）参照）。
さらに、上記（５）の工程で用いた方法と同様の方法で、酸化還元処理を行い、導体回路２４の表面を粗化面（図示せず）とした。
（１７）次に、基板の両面の絶縁層上に、ソルダーレジスト組成物（ＲＰＺ−１ 日立化成社製）を塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジスト組成物の層３４′を形成した（図９（ｂ）参照）。
（１８）次いで、半田バンプ形成用開口が描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをＩＣチップ実装側のソルダーレジスト組成物の層３４′に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、開口を形成した。
さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物の層を硬化させ、光信号伝送用光路４２と、所定の形状の半田バンプ形成用開口４８を有し、ソルダーレジスト層３４を形成した。
（１９）次に、基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、半田バンプ形成用開口４８に厚さ５μｍのニッケルめっき層を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層を形成し、半田パッド４１とした（図１０（ａ）参照）。
（２０）次に、ドリル加工により、基板２１、絶縁層２２およびソルダーレジスト層３４を貫通する光路用貫通孔３１（平面視形状が角部円弧の長方形（縦２２０μｍ×横１２００μｍ）を形成し、さらに、光路用貫通孔３１の壁面にデスミア処理を施した（図１０（ｂ）参照）。この場合、一括貫通孔構造の光路用貫通孔３１が形成されることとなる。
（２１）次に、光路変換部材３６を吸引冶具を用いて、位置合わせを行いながら、光路用貫通孔３１内に取り付け、さらに、その周囲に、ＵＶ硬化型のエポキシ樹脂系接着剤（屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍ）を塗布し、ＵＶ光を照射することにより仮固定した。
なお、位置合わせは各光路用貫通孔（後工程でＶＣＳＥＬを実装する側の光路用貫通孔およびＰＤを実装する側の光路用貫通孔）ごとに下記の方法により行った。
すなわち、まず、ＶＣＳＥＬ側の光路用貫通孔に、ＶＣＳＥＬを実装するパッドの位置を基準に、光路変換部材を挿入し、この光路変換部材に光を入射し、光導波路を介して出てきた光をＰＤ側の光路用貫通孔に取り付けた受光器で受光して、ＶＣＳＥＬ側の光路用貫通孔に配設する光路変換部材の位置決めを行った。その後ＰＤ側の光路用貫通孔に光路変換部材を挿入し、再度、ＶＣＳＥＬ側から光を入射して、ＰＤ側の光路用貫通孔に挿入した光路変換部材を介して光を受光することにより、ＰＤ側の光路用貫通孔に配設する光路変換部材の位置決めを行った。
その後、上記と同様の方法を用いて、光路部材３５を光路用貫通孔３１内に仮固定し、その後、上記エポキシ樹脂系接着剤を光路用貫通孔３１内全体に充填し、さらに、１５０℃で１時間の加熱処理を行うことにより、接着剤を完全に硬化させた（図１１（ａ）参照）。
（２２）次に、ソルダーレジスト層３４に形成した半田バンプ形成用開口４７に半田ペーストを印刷し（図１１（ｂ）参照）、さらに、発光素子３８の発光部３８ａの位置合わせを行いながら取り付け、２００℃でリフローすることにより、発光素子３８と受光素子３９を実装するとともに、半田バンプ形成用開口４８に半田バンプ３７を形成した。
このような工程を経ることにより、光通信用デバイスを得た（図２参照）。
なお、発光素子３８としては３．１２５Ｇｂｐｓで駆動可能な、２５０μｍピッチ、４チャンネルのＶＣＳＥＬを用い、受光素子としては３．１２５Ｇｂｐｓで駆動可能な、２５０ピッチ、４チャンネルのＰＤを用いた。
また、多層プリント配線板全体の厚さは、０．７３ｍｍであり、多層プリント配線板の光学素子を実装した側の表面からコアまでの距離は、０．６ｍｍである。
（実施例２）
Ａ．光路変換部材及び光路部材の作製
８５０nm光の透過率９９％／１０mm、屈折率１．８９、軟化点温度４９８℃の光学ガラスからなるガラス片を用意し、金型プレスにより、実施例１と同様の形状の光路変換部材と光路部材とを製造した。
具体的には、上記光学ガラス片を５００℃に加熱し、ＳｉＣ製の上金型と下金型とでプレス（圧力、１２ｋＮ）した後、室温まで冷却した。その後、金型から取り外し、余分な部分を研磨し、光路変換部材と光学部材とを作製した。
Ｂ．光通信用デバイスの製造
上記Ａの工程で作製した光路変換部材及び光路部材を用いた以外は、実施例１のＤの工程と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
（実施例３）
実施例１のＤの（２１）の工程において、光路変換部材および光路部材を取り付ける際に、これらの側面にのみ接着剤を塗布して、光路変換部材と光路部材とを取り付けた以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙が空気（屈折率１．０、光路変換部材との屈折率差０．８９）で構成されていることとなる。
（実施例４）
実施例１のＡの工程において、８５０nm光の透過率９９％／１０ｍｍ、屈折率１．６３、軟化点温度３４３℃の光学ガラスを使用して、溶融温度５５０℃で、光路変換部材と光路部材とを作製し、さらに、実施例１のＤの（２１）の工程において、光路変換部材および光路部材を取り付ける際に、これらの側面にのみ接着剤を塗布して、光路変換部材と光路部材とを取り付けた以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙が空気（屈折率１．０、光路変換部材との屈折率差０．６３）で構成されていることとなる。
（実施例５）
実施例１のＤの（２１）の工程において、屈折率１．３８、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．５１である。
（実施例６）
実施例１のＤの（２１）の工程において、屈折率１．４４、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．４５である。
（実施例７）
実施例１のＤの（２１）の工程において、屈折率１．５７、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．３２である。
（実施例８）
実施例１のＡの工程において、８５０nm光の透過率９９％／１０ｍｍ、屈折率１．６３、軟化点温度３４３℃の光学ガラスを使用し、溶融温度５５０℃で、光路変換部材と光路部材とを作製し、さらに、実施例１のＤの（２１）の工程において、屈折率１．４２、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．２１である。
（実施例９）
屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例８と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．２０である。
（実施例１０）
屈折率１．４４、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例８と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１９である。
（実施例１１）
屈折率１．４５、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例８と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１８である。
（実施例１２）
実施例１のＡの工程において、８５０nm光の透過率９９％／１０ｍｍ、屈折率１．５７、軟化点温度３４３℃の光学ガラスを使用して、溶融温度５５０℃で、光路変換部材と光路部材とを作製し、さらに、実施例１のＤの（２１）の工程において、屈折率１．４０、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１７である。
（実施例１３）
屈折率１．４７、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例８と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１６である。
（実施例１４）
実施例１のＡの工程において、８５０nm光の透過率９９％／１０ｍｍ、屈折率１．５３、軟化点温度２８５℃の光学ガラスを使用して、溶融温度５００℃で、光路変換部材と光路部材とを作製し、さらに、実施例１のＤの（２１）の工程において、屈折率１．３８、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１５である。
（実施例１５）
屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１２と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１４である。
（実施例１６）
屈折率１．４０、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１４と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１３である。
（実施例１７）
屈折率１．４５、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１４と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．０８である。
（実施例１８）
Ａ．光路変換部材及び光路部材の作製
８５０nm光の透過率９３％／１mm、屈折率１．６４、熱変形温度５０〜２９０℃の熱硬化性エポキシ樹脂からなる樹脂片を使用し、ガラス素子成形装置を用いて、実施例１と同様の形状の光路変換部材と光路部材とを製造した。
具体的には、上記樹脂片を２２０℃に加熱し、ＳｉＣ製の上金型と下金型とでプレス（圧力、１７ｋＮ）した後、室温まで冷却した。その後、金型から取り外し、余分な部分を研磨し、光路変換部材と光学部材とを作製した。
Ｂ．光通信用デバイスの製造
上記Ａの工程で作製した光路変換部材及び光路部材を用い、これらを固定するための接着剤として、屈折率１．３８、透過率９０％／ｍｍのものを用いた以外は、実施例１のＤの工程と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
（実施例１９）
Ａ．光路変換部材及び光路部材の作製
８５０nm光の透過率９１％／１mm、屈折率１．６１、軟化点温度８０℃の熱可塑性アクリル樹脂を使用し、射出成形機を用いて、実施例１と同様の形状の光路変換部材と光路部材とを製造した。
具体的には、上記アクリル樹脂を１７０℃で溶融させて、ＳｉＣ製の上金型と下金型とを合わせた状態で、射出速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで溶融樹脂を充填し、充填後、室温まで冷却した。その後、金型から取り外し、余分な部分を研磨し、光路変換部材と光学部材とを作製した。
Ｂ．光通信用デバイスの製造
上記Ａの工程で作製した光路変換部材及び光路部材を用い、これらを固定するための接着剤として、屈折率１．３９、透過率９０％／ｍｍのものを用いた以外は、実施例１のＤの工程と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
（実施例２０）
屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１８と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．２１である。
（実施例２１）
屈折率１．４４、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１８と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．２０である。
（実施例２２）
屈折率１．４５、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１８と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１９である。
（実施例２３）
Ａ．光路変換部材及び光路部材の作製
８５０nm光の透過率９３％／１mm、屈折率１．５７、熱変形温度５０〜２９０℃の熱硬化性エポキシ樹脂からなる樹脂片を使用し、ガラス素子成形装置を用いて、実施例１と同様の形状の光路変換部材と光路部材とを製造した。
具体的には、上記樹脂片を２２０℃に加熱し、ＳｉＣ製の上金型と下金型とでプレス（圧力、１７ｋＮ）した後、室温まで冷却した。その後、金型から取り外し、余分な部分を研磨し、光路変換部材と光学部材とを作製した。
Ｂ．光通信用デバイスの製造
上記Ａの工程で作製した光路変換部材及び光路部材を用い、これらを固定するための接着剤として、屈折率１．３９、透過率９０％／ｍｍのものを用いた以外は、実施例１のＤの工程と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
（実施例２４）
屈折率１．４４、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例１９と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１７である。
（実施例２５）
屈折率１．４０、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例２３と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１７である。
（実施例２６）
屈折率１．４１、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例２３と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１６である。
（実施例２７）
屈折率１．４２、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例２３と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１５である。
（実施例２８）
屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例２３と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１４である。
（実施例２９）
屈折率１．４４、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例２３と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．１３である。
（実施例３０）
Ａ．光路変換部材及び光路部材の作製
８５０nm光の透過率９３％／１mm、屈折率１．５２、熱変形温度５０〜２９０℃の熱硬化性エポキシ樹脂からなる樹脂片を使用し、ガラス素子成形装置を用いて、実施例１と同様の形状の光路変換部材と光路部材とを製造した。
具体的には、上記樹脂片を２２０℃に加熱し、ＳｉＣ製の上金型と下金型とでプレス（圧力、１７ｋＮ）した後、室温まで冷却した。その後、金型から取り外し、余分な部分を研磨し、光路変換部材と光学部材とを作製した。
Ｂ．光通信用デバイスの製造
上記Ａの工程で作製した光路変換部材及び光路部材を用い、これらを固定するための接着剤として、屈折率１．４０、透過率９０％／ｍｍのものを用いた以外は、実施例１のＤの工程と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
（実施例３１）
屈折率１．４５、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例３０と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．０７である。
（実施例３２）
Ａ．光路変換部材及び光路部材の作製
８５０nm光の透過率９９％／１０mm、屈折率１．６３、軟化点温度３４３℃の光学ガラスを使用し、射出成形機を用いて、光路変換部材を製造した。
具体的には、上記光学ガラスを５５０℃で溶融させて、ＳｉＣ製の上金型と下金型とを合わせた状態で、射出速度１００ｍｍ／ｓｅｃで溶融ガラスを充填し、充填後、室温まで冷却した。その後、金型から取り外し、余分な部分を研磨し、光路変換部材を作製した（図３参照）。
Ｂ．絶縁層用樹脂フィルムの作製
実施例１と同様にして、絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
Ｃ．貫通孔充填用樹脂組成物の調製
実施例１と同様にして、貫通孔充填用樹脂組成物を調製した。
Ｄ．光通信用デバイスの製造
（１）厚さ０．４ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板７２１の両面に１８μｍの銅箔がラミネートされている銅張積層板を出発材料として、実施例１の（１）〜（１３）の工程と同様にして、基板の両面に導体回路７２４と絶縁層７２２とを積層形成した（図１２（ａ）参照）。なお、ここでは、基板の一方の面（図中、上側）には、２層の導体回路を形成し、他方の面（図中下側）には、１層の導体回路を形成した。
（２）次に、片面（図中下側）の絶縁層上に光導波路７５０を形成した。なお、光導波路の形成は、実施例１の（１５）の工程と同様の方法を用いて行った（図１２（ｂ）参照）。
（３）次に、実施例１の（６）〜（１３）の工程と同様の工程を繰り返し行うことにより、絶縁層７２２と導体回路７２４（非貫通バイアホール７２７含む）とを積層形成し、その後、実施例１の（２）の工程で用いた方法と同様の方法を用いて、導体回路の表面に粗化面を形成した（図１２（ｃ）参照）。
（４）実施例１の（１７）、（１８）の工程と同様にして、ソルダーレジスト層７３４を形成し、さらに、実施例（１９）の工程と同様にして、半田パッド７４１を形成した（図１３（ａ）参照）。
（５）次に、ドリル加工により、基板７２１、絶縁層７２２およびソルダーレジスト層７３４を貫通する光路用有底孔７３１（平面視形状が角部円弧の長方形（縦２２０μｍ×横１２００μｍ）を形成し、さらに、光路用有底孔７３１の壁面にデスミア処理を施した（図１３（ｂ）参照）。この場合、一括貫通孔構造の光路用有底孔７３１が形成されることとなる。
（６）次に、光路変換部材７３６を吸引冶具を用いて、位置合わせを行いながら、光路用有底孔７３１０内に取り付け、さらに、その周囲に、ＵＶ硬化型のエポキシ樹脂系接着剤（屈折率１．４２、透過率９０％／ｍｍ）を塗布し、ＵＶ光を照射することにより仮固定した。
なお、位置合わせは各光路用貫通孔（後工程でＶＣＳＥＬを実装する側の光路用貫通孔およびＰＤを実装する側の光路用貫通孔）ごとに行った。
その後、上記エポキシ樹脂系接着剤を光路用有底孔７３１内全体に充填し、さらに、１５０℃で１時間の加熱処理を行うことにより、接着剤を完全に硬化させた（図１４（ａ）参照）。
（７）最後に、実施例１の（２２）の工程と同様にして、半田バンプを形成するとともに、ＶＣＳＥＬとＰＤとを実装し、光通信用デバイスを得た（図１４（ｂ）参照）。
なお、多層プリント配線板全体の厚さは、０．６ｍｍであり、多層プリント配線板の光学素子を実装した側の表面からコアまでの距離は、０．４ｍｍである。
（実施例３３）
実施例３２のＡの工程において、実施例１８と同様の方法を用いて、図３に示した形状の光路変換部材を作製し、さらに、実施例３２のＤの（６）の工程において、屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例３２と同様にして、光通信用デバイスを製造した。
本参考例で製造した光通信用デバイスでは、光路変換部材と光路部材との間隙に充填された接着剤と光路変換部材との屈折率差が０．２１である。
（実施例３４）
実施例３２のＡの工程と同様の方法を用いて、図１−３（ｆ）に示した形状の光路変換部材５５０を作製した。
その後、この光路変換部材５５０を取り付けた以外は、実施例８と同様にして光通信用デバイスを製造した。
なお、光路変換部材５５０を取り付けるにあたっては、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層の全体を貫通する光路用貫通孔を形成しておき、この光路用貫通孔内に，光路変換部材５５０を取り付けた。
なお、本実施例で用いたようなつば部を有する光路変換部材は、作製時に取り付け部材の長さを所定の長さにしておけば、配設時にＺ軸方向の位置合わせを行う必要がなく、ＸＹ方向の調芯のみで所定の位置に配設することができる。
（実施例３５）
実施例１８と同様の方法を用いて、図１−３（ｆ）に示した形状の光路変換部材５５０を作製し、この光路変換部材を固定する接着剤として、屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例３４と同様にして光通信用デバイスを製造した。
（実施例３６）
実施例３２のＡの工程と同様の方法を用いて、図１−３（ｇ）に示した形状の光路変換部材５６０を作製した。
なお、ガイド孔の直径は０．７mmとした。
その後、この光路変換部材５６０を取り付けた以外は、実施例８と同様にして光通信用デバイスを製造した。
なお、光路変換部材５６０を取り付けるにあたっては、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層の全体を貫通する光路用貫通孔を形成しておき、この光路用貫通孔内に，光路変換部材５６０を取り付けた。また、光路用貫通孔を形成する際に、同時に基板側のガイド孔を形成しておいた。
なお、本実施例のように、ガイドピンで光路変換部材を取り付ける場合には、パッシブアライメントで光路変換部材を所定の位置に配設することができる。
（実施例３７）
実施例１８と同様の方法を用いて、図１−３（ｇ）に示した形状の光路変換部材５６０を作製し、この光路変換部材を固定する接着剤として、屈折率１．４３、透過率９０％／ｍｍの接着剤を用いた以外は、実施例３６と同様にして光通信用デバイスを製造した。
（実施例３８）
ＶＣＳＥＬおよびＰＤに代えて、ＶＣＳＥＬを実装したパッケージ基板およびＰＤを実装したパッケージ基板を実装した以外は実施例８と同様にして光通信用デバイスを得た。
なお、パッケージ基板としては、図４に示した基板１２２１の両面に導体回路１２２４と絶縁層１７２２とが積層され、最外層にソルダーレジスト層１２３４が形成されており、さらに、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層を貫通する光信号伝送用光路１２４２が形成されているパッケージ基板１２２０を使用した。
（実施例３９）
ＶＣＳＥＬおよびＰＤに代えて、ＶＣＳＥＬを実装したパッケージ基板およびＰＤを実装したパッケージ基板を実装した以外は実施例２０と同様にして光通信用デバイスを得た。
なお、パッケージ基板としては、図４に示した基板１２２１の両面に導体回路１２２４と絶縁層１７２２とが積層され、最外層にソルダーレジスト層１２３４が形成されており、さらに、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層を貫通する光信号伝送用光路１２４２が形成されているパッケージ基板１２２０を使用した。
（実施例４０）
ＶＣＳＥＬおよびＰＤに代えて、ＶＣＳＥＬを実装したパッケージ基板およびＰＤを実装したパッケージ基板を実装した以外は実施例８と同様にして光通信用デバイスを得た。
なお、パッケージ基板としては、図４に示した基板１１２１の両面に導体回路１１２４と絶縁層１１２２とが積層され、最外層にソルダーレジスト層１１３４が形成されており、絶縁層およびソルダーレジスト層の一部に凹部形状の光信号伝送用光路１１４２が形成されているパッケージ基板１１２０を使用した。
（実施例４１）
ＶＣＳＥＬおよびＰＤに代えて、ＶＣＳＥＬを実装したパッケージ基板およびＰＤを実装したパッケージ基板を実装した以外は実施例２０と同様にして光通信用デバイスを得た。
なお、パッケージ基板としては、図４に示した基板１１２１の両面に導体回路１１２４と絶縁層１１２２とが積層され、最外層にソルダーレジスト層１１３４が形成されており、絶縁層およびソルダーレジスト層の一部に凹部形状の光信号伝送用光路１１４２が形成されているパッケージ基板１１２０を使用した。
実施例１〜４１に係る光通信用デバイスのそれぞれについて、ＶＣＳＥＬとＰＤとの間の光信号の伝送距離が、１０、２０、３０、４０、５０ｃｍとなるように設計し、各伝送距離のサンプルを３つずつ作製した。
そして、これらの光通信用デバイスについて、パルスジェネレータの信号を光通信用デバイスに設けておいたテストコネクタに入力し、ドライバーＩＣを駆動させ、ＶＣＳＥＬで電気光変換した後、光信号を光信号伝送用光路（光路部材および光路変換部材）、光導波路、および、光信号伝送用光路（光路変換部材および光路部材）を介して、ＰＤに伝送し、ＰＤで光電気変換を行い、電気信号をアンプＩＣで増幅し、テストコネクタを介して出力された信号について、オシロスコープを用いて波形を確認した。
ここでは、２．５Ｇｂｐｓの伝送速度で出力された波形をアイパターンのマスク評価を行うことにより、伝送が正常に行うことができたか否かで信号伝送能を判断した。
なお、各光通信用デバイスの詳細な設計（基板や絶縁層の厚さ、光信号伝送用光路や光路変換部材、光路部材の寸法、光路変換部材に配設したレンズの大きさや曲率半径等の信号伝送時に必要な各寸法）は、光線追跡法を用いたシミュレーションを行うことにより、各実施例で最適な値を決定した。
結果を表１、２に示した。
Figure 2006178001
Figure 2006178001
なお、表１、２に示した光信号の伝送能の評価では、全てのサンプルで光信号を伝送することができた場合には「○」、一部のサンプルで光信号を伝送することができなかった場合には「△」、全てのサンプルで光信号を伝送することができなかった場合には「×」と示した。
表１、２に示した結果から明らかなように、光路変換部材がガラス材料であるか樹脂材料であるかを問わず、屈折率比が１．０６以上であれば、発光素子と受光素子との間の伝送距離が１０ｃｍ以上であっても光信号伝送が可能であり、屈折率比が１．１０（屈折率差で概ね０．１５）以上であれば、光導波路の伝送距離２０ｃｍ以上であっても光信号伝送が可能であり、屈折率の差が１．１４（屈折率差で約０．２）以上であれば、光導波路の伝送距離４０ｃｍ以上であっても光信号伝送が可能となる。
そして、この結果から、更に伝送速度が速く（例えば、５Ｇｂｐｓや１０Ｇｂｐｓ）なったり、更に光導波路の伝送距離が長く（例えば、１００ｃｍ）なったりした場合でも、屈折率比が１．１４以上であれば光伝送を行うことが可能になると推測できる。
また、実施例１において、光路変換部材と光路部材との代わりに、光路変換部材として図１−５（ｊ）に示したような一体型の光路変換部材を用いた場合も、光信号の伝送能について同様の結果が得られた。
（実施例４２）
実施例３２のＡの工程と同様の方法で、光路変換部材を製造し、実施例３２のＤの（５）の工程で、基板、絶縁層およびソルダーレジスト層の全体を貫通する光路用貫通孔を形成し、（６）の工程で下記の接着剤を用いて光路変換部材を取り付けた以外は、実施例３２と同様にして多層プリント配線板を製造した。なお、光学素子は実装しなかった。
光路変換部材を固定する接着剤としては、エポキシ系樹脂（屈折率１．５５、８５０ｎｍ光の透過率９０％／mm、ＣＴＥ７２ｐｐｍ）で、粘度を２００〜１０００ｃｐｓに調整したものを用い、この接着剤を注射器で光路用貫通孔内に塗布し、さらに光路変換部材を取り付けて、１２０℃／１時間および１５０℃／２時間の条件で硬化処理を施して固定した。
そして、硬化後、光路用貫通孔から飛び出している接着剤を♯３０００研磨紙で研磨し、さらに、０．０５μｍのアルミナ粒子で研磨することにより、光信号伝送用光路の端部を平坦化した。
なお、本実施例で配設した光路変換部材のＣＴＥは、１２ｐｐｍである。
（実施例４３〜４７）
実施例４２において、接着剤に粒度分布０．２〜０．６μｍの球状シリカ粒子（アドマテック社製のＳＯ−Ｅ１（粒度分布０．２〜０．４μｍ）とＳＯ−Ｅ２（粒度分布０．４〜０．６μｍ）とを混合したもの）を、それぞれ、５、１０、２０、５０、６０重量％配合した以外は、実施例４２と同様にして、多層プリント配線板を製造した。なお、各接着剤のＣＴＥは、表３に示したとおりである。
（実施例４８）
実施例４２において、接着剤に粒度分布１〜２０μｍの粉砕形状のシリカ粒子を、２０重量％配合した以外は、実施例４２と同様にして、多層プリント配線板を製造した。なお、接着剤のＣＴＥは、表３に示したとおりである。
（実施例４９）
実施例４２において、実施例４２で調製した接着剤とは別に、接着剤に粒度分布１〜２０μｍの粉砕形状のシリカ粒子を、４０重量％配合した接着剤を別に調製した。
実施例４２と同様にして多層プリント配線板を製造する際に、光路用貫通孔の光路変換部材のレンズや反射面が位置することとなる領域には、実施例４２で調製した粒子を含有していない接着剤を充填し、その他の領域（光路変換部材の側面等）には、上記した粒子を含む接着剤を充填した以外は、実施例４２と同様にして多層プリント配線板を製造した。なお、接着剤のＣＴＥは、表３に示したとおりである。
（実施例５０）
実施例４２において、下記の方法で作製した光路変換部材を用いた以外は、実施例４２と同様にして多層プリント配線板を製造した。
光路変換部材は、８５０nm光の透過率９３％／ｍｍ、屈折率１．６１、熱変形温度５０〜２９０℃の熱硬化性エポキシ樹脂を使用し、実施例１８のＡの工程と同様の方法を用いて作製した。なお、この光路変換部材のＣＴＥは、７２ｐｐｍである。
（実施例５１〜５５）
実施例４６において、接着剤に粒度分布０．２〜０．６μｍの球状シリカ粒子（アドマテック社製のＳＯ−Ｅ１（粒度分布０．２〜０．４μｍ）とＳＯ−Ｅ２（粒度分布０．４〜０．６μｍ）とを混合したもの）を、それぞれ、５、１０、２０、５０、６０重量％配合した以外は、実施例５０と同様にして、多層プリント配線板を製造した。なお、各接着剤のＣＴＥは、表３に示したとおりである。
実施例４２〜５５で作製した多層プリント配線板について、接着剤の充填性および温度サイクル試験後における接着剤でのクラックの発生の有無を観察した。結果を表３に示した。
接着剤の充填性は、多層プリント配線板をクロスカットし、その切断面を顕微鏡観察することにより行った。
また、クラックの発生の有無は、−５５℃で３分間および１２５℃で３分間を１サイクルとする温度サイクル試験を、２５０サイクル、５００サイクルおよび１０００サイクル行い、それぞれのサイクル終了後の多層プリント配線板をクロスカットし、その切断面を顕微鏡観察することにより行った。
なお、各評価のサンプル数は３とした。そして、１個のサンプルでも、未充填のものやクラックが発生しているものが観察された場合は、その評価は×とした。
Figure 2006178001
表３の結果から明らかなように、接着剤に１０〜５０重量％の粒子を配合した場合（ＣＴＥ３５〜５６ｐｐｍの場合）に、充填性および耐クラック性において、良好な結果が得られた。これは、多層プリント配線板の他の構成部材（基板や光路変換部材）とのＣＴＥが５０ｐｐｍ以下であるからと考えられる。
また、光路変換部材が樹脂材料からなる場合（実施例５０〜５５）の場合は、光路変換部材と基板との中間程度のＣＴＥを有する接着剤を用いることにより、良好な結果が得られると考えられる。
本発明の光路変換部材の実施形態を模式的に示す斜視図および断面図である。 本発明の光路変換部材の実施形態を模式的に示す斜視図および断面図である。 本発明の光路変換部材の実施形態を模式的に示す斜視図および断面図である。 本発明の光路変換部材の実施形態を模式的に示す斜視図および断面図である。 本発明の光路変換部材の実施形態を模式的に示す斜視図および断面図である。 本発明の多層プリント配線板（光通信用デバイス）の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板（光通信用デバイス）の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の光通信用デバイスの一例を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。 本発明の光通信用デバイスの一例を模式的に示す断面図である。 本発明の光通信用デバイスの一例を模式的に示す部分断面図である。 光路部材の実施形態を模式的に示す斜視図および断面図である。
符号の説明
１００、２００ 多層プリント配線板
３００ 光通信用デバイス
１２１、２２１、３２１ 基板
１２２、２２２、３２２ 絶縁層
１２４、２２４、３２４ 導体回路
１２７、２２７、３２７ 非貫通バイアホール
１３４、２３４、３３４ ソルダーレジスト層
１３５ 光路部材
１３６、２３６ 光路変換部材
１３８、２３８ 発光素子
１３９、２３９ 受光素子
１４２、２４２ 光信号伝送用光路
１５０、２５０ 光導波路
５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０ 光路変換部材
５０１、５１１、５２１、５３１、５４１、５５１、５６１、５７１、５８１、５９１ レンズ
５５６、５６６ つば部

Claims (20)

  1. レンズと、入射面、出射面および反射面を有する光路変換ミラーとからなり、前記レンズが、前記入射面、前記出射面および前記光路変換ミラーの内部のうちの少なくとも一箇所に配設されていることを特徴とする光路変換部材。
  2. 前記レンズと前記光路変換ミラーとが、一体成形されている請求項１に記載の光路変換部材。
  3. 上記反射面に金属蒸着層が形成されている請求項１または２に記載の光路変換部材。
  4. つば部材が配設されている請求項１〜３のいずれかに記載の光路変換部材。
  5. 基板の少なくとも片面に、導体回路と絶縁層とが積層形成されるとともに、光配線と光信号伝送用光路とが形成された多層プリント配線板であって、
    前記光信号伝送用光路に、請求項１〜４のいずれかに記載の光路変換部材が配設されていること特徴とする多層プリント配線板。
  6. 前記光路変換部材は、接着剤により前記光信号伝送用光路に固定されている請求項５に記載の多層プリント配線板。
  7. 前記光路変換部材がガラス材料からなるものであり、前記光路変換部材の屈折率と前記接着剤の屈折率との比が、１．１０〜１．３５である請求項６に記載の多層プリント配線板。
  8. 前記光路変換部材が樹脂材料からなるものであり、前記光路変換部材の屈折率と前記接着剤の屈折率との比が、１．１０〜１．１８である請求項６に記載の多層プリント配線板。
  9. 前記接着剤には、粒子が配合されている請求項６〜８に記載の多層プリント配線板。
  10. 前記光路変換部材は、前記入射面および前記出射面のいずれかであって、前記光配線と対向する面と異なる方の面にレンズが配設されており、かつ、
    前記レンズと対向するように、別のレンズ配設された光路部材が配設されている請求項５〜９に記載の多層プリント配線板。
  11. 前記光路変換部材は、前記入射面および前記出射面のいずれかであって、
    前記光配線と対向する面にレンズが配設されている請求項５〜９に記載の多層プリント配線板。
  12. 基板の少なくとも片面に、導体回路と絶縁層とが積層形成されるとともに、光配線と光信号伝送用光路と形成され、光学素子または光学素子が実装されたパッケージ基板が実装された光通信用デバイスであって、
    前記光学素子と前記光配線との間で光信号を伝送することができるように、前記光信号伝送用光路に、請求項１〜４のいずれかに記載の光路変換部材が配設されていることを特徴とする光通信用デバイス。
  13. 前記光路変換部材は、接着剤により前記光信号伝送用光路に固定されている請求項１２に記載の光通信用デバイス。
  14. 前記光路変換部材がガラス材料からなるものであり、前記光路変換部材の屈折率と前記接着剤の屈折率との比が、１．１０〜１．３５である請求項１３に記載の光通信用デバイス。
  15. 前記光路変換部材が樹脂材料からなるものであり、前記光路変換部材の屈折率と前記接着剤の屈折率との比が、１．１０〜１．１８である請求項１３に記載の光通信用デバイス。
  16. 前記接着剤には、粒子が配合されている請求項１３〜１５に記載の光通信用デバイス。
  17. 前記光路変換部材は、前記入射面および前記出射面のいずれかであって、前記光配線と対向する面と異なる方の面にレンズが配設されており、かつ、
    前記レンズと対向するように、別のレンズ配設された光路部材が配設されている請求項１２〜１６に記載の光通信用デバイス。
  18. 前記光路変換部材は、前記入射面および前記出射面のいずれかであって、
    前記光配線と対向する面にレンズが配設されている請求項１２〜１６に記載の光通信用デバイス。
  19. 前記光路変換部材が、前記光学素子、前記光学素子が搭載されたサブマウント基板、または、前記光学素子が実装されたパッケージ基板に固定されている請求項１２〜１６のいずれか、または、請求項１８に記載の光通信用デバイス。
  20. 前記光路部材が、前記光学素子、前記光学素子が搭載されたサブマウント基板、または、前記光学素子が実装されたパッケージ基板に固定されている請求項１７に記載の光通信用デバイス。
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