JP2011112973A - 光導波路部材 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、信号伝送特性を向上させる要求に応える光導波路部材を提供するものである。
【解決手段】本発明の一形態にかかる光導波路部材６は、上記課題を解決するため、第１クラッド層１５ａと、該第１クラッド層１５ａ上面に積層された第２クラッド層１５ｂと、第１クラッド層１５ａ及び第２クラッド層１５ｂに取り囲まれ、第１クラッド層１５ａ及び第２クラッド層１５ｂよりも屈折率が高いコア層１６と、を備え、コア層１６は、第１クラッド層１５ａ上面に面当接する第１当接面１６ａ１を有する下面と、第２クラッド層１６ａ２に面当接し、第１当接面１６ａ１と少なくとも一部が平面視で重畳する第２当接面１６ａ２を有する上面と、第１当接面１６ａ１及び第２当接面１６ａ２よりも外側に突出した突出部１６ｂを有する側面と、を有するものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子機器（たとえば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器及びその周辺機器）等に使用される光導波路部材に関するものである。

近年、光半導体素子及び光配線基板を含む光配線モジュールが電子機器に用いられることがある。該光配線基板は、配線の一部として光信号を伝送する光導波路部材を含む。

特許文献１には、下クラッド層（第１クラッド層）と、前記下クラッド層上面に積層された上クラッド層（第２クラッド層）と、前記下クラッド層及び前記上クラッド層に取り囲まれ、前記下クラッド層及び前記上クラッド層よりも屈折率が高いコア層と、を備え、前記コア層は、長手方向に直行する断面が矩形状である光導波路部材が記載されている。

ところで、光信号は、コア層とクラッド層との界面で反射を繰り返しながらコア層内を長手方向に沿って進行する。それ故、コア層が長手方向に直行する断面にて矩形状であると、該断面における対角線の長さが上下面の距離よりも大きいため、光信号の進行経路によって進行距離が異なることとなり、進行経路の異なる光信号に位相差が生じて光信号が減衰し、光導波路部材の信号伝送特性が低下しやすくなる。

特開２００３−１６１８５３号公報

本発明は、信号伝送特性を向上させる要求に応える光導波路部材を提供するものである。

本発明の一形態にかかる光導波路部材は、第１クラッド層と、該第１クラッド層上面に積層された第２クラッド層と、前記第１及び第２クラッド層に取り囲まれ、前記第１及び第２クラッド層よりも屈折率が高いコア層と、を備え、前記コア層は、前記第１クラッド層上面に面当接する第１当接面を有する下面と、前記第２クラッド層に面当接し、前記第１当接面と少なくとも一部が平面視で重畳する第２当接面を有する上面と、前記第１及び第２当接面よりも外側に突出した突出部を有する側面と、を有する。

本発明の一形態にかかる光導波路部材によれば、コア層が突出部を有することにより、コア層の上面及び下面の幅を小さくすることができるため、コア層の長手方向に直交する断面にて対角線の長さを短くし、該対角線と上下面の距離との長さの差を低減できる。したがって、光信号の進行経路によって異なる進行距離の差を低減することにより、信号伝送特性に優れた光導波路部材を得ることができる。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる光配線モジュールを厚み方向に切断した、コア層の長手方向に平行な断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した光配線モジュールのＲ１部分を拡大して示した断面図である。 図２（ａ）は、図２（ａ）をI−I線に沿った切断した、コア層の長手方向に直交する断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）をII−II線に沿って切断し、コア層を透視した、平面方向に平行な断面図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、図１（ａ）に示す光配線モジュールの製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。 図４（ａ）は、図１（ａ）に示す光配線モジュールの製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図であり、図４（ｂ）は、図１（ａ）に示す光配線モジュールの製造工程を説明するＲ１部分を拡大して示した断面図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、図１（ａ）に示す光配線モジュールの製造工程を説明する、図４（ｂ）をIII−III線に沿った切断した断面図である。 図６（ａ）は、図１（ａ）に示す光配線モジュールの製造工程を説明する、図４（ｂ）をIII−III線に沿った切断した断面図であり、図６（ｂ）は、図１（ａ）に示す光配線モジュールの製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、図１（ａ）に示す光配線モジュールの製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。 本発明の他の一実施形態にかかる光配線モジュールの図２（ａ）に対応する部分の断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る光導波路部材を含む光配線モジュールを、図面に基づいて詳細に説明する。

図１（ａ）に示した光配線モジュール１は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置又はその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この光配線モジュール１は、光半導体素子２及び該光半導体素子２が搭載される光配線基板３を含んでいる。

光半導体素子２は、例えば発光素子又は受光素子として機能するものであり、光配線基板３上面に半田等の導電材料を含むバンプ４を介してフリップチップ実装されており、バンプ４を介して光配線基板３と電気的に接続されている。発光素子は、光配線基板３から供給された電気信号を光信号に変換し、該光信号を光配線基板３に供給するものであり、例えば面発光型半導体レーザー等を用いることができる。また、受光素子は、光配線基板３から供給された光信号を電気信号に変換し、該電気信号を光配線基板３に供給するものであり、例えばフォトダイオード等を用いることができる。この光半導体素子２は、母材が例えばシリコン等の半導体材料により形成されており、厚みの平均値、すなわち平均厚みが例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されているものを使用することができる。

光配線基板３は、配線基板５及び該配線基板５上面に形成された光導波路部材６を含んでいる。

配線基板５は、光配線基板３の剛性を高めつつ電気信号を伝送するものであり、コア基板７と該コア基板７の上下面に形成された一対の配線層８とを含んでいる。

コア基板７は、配線基板５の剛性を高めつつ一対の配線層８間の導通を図るものであり、平均厚みが例えば０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に形成されている。このコア基板７は、基体９、スルーホール導体１０及び絶縁体１１を含んでいる。

基体９は、コア基板７の剛性を高めるものであり、例えば樹脂材料及び樹脂材料に被覆された基材を含む。この樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等を使用することができる。また、基材としては、ガラス繊維又炭素繊維等により構成された織布若しくは不織布又は繊維を一方向に配列したものを使用することができる。また、基体９は、酸化ケイ素又は窒化ケイ素等の無機絶縁材料により形成された無機絶縁フィラーを含有していることが望ましい。

スルーホール導体１０は、一対の配線層８を電気的に接続するものであり、銅等の導電材料を含み、基体９を厚み方向（Ｚ方向）に貫通した円柱状のスルーホールの内壁に沿って円筒状に形成されている。また、円筒状に形成されたスルーホール導体８の中空部には、エポキシ樹脂等の樹脂材料を含む絶縁体１１が柱状に形成されている。

配線層８は、配線基板５の電気配線密度を高めるものであり、樹脂層１２、導電層１３及びビア導体１４を含んでいる。導電層１３及びビア導体１４は、互いに電気的に接続されており、接地用配線、電力供給用配線及び／又は信号用配線を含む電気配線を構成している。

樹脂層１２は、導電層１３を支持する支持部材、及び導電層１３同士の短絡を抑制する絶縁部材として機能するものであり、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等の樹脂材料により形成されたものを使用することができ、平均厚みが例えば３μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。また、樹脂層１２は、酸化ケイ素又は窒化ケイ素等の無機絶縁材料により形成された無機絶縁フィラーを含有していることが望ましく、該無機絶縁フィラーは、樹脂層１２の３０体積％以上７０体積％以下含まれていることが望ましい。

導電層１３は、接地用電力、電源電力又は電気信号を伝送するものであり、基体９又は樹脂層１２上に形成され、基体９又は樹脂層１２を介して厚み方向に互いに離間しており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料により形成されたものを使用することができ、平均厚みが３μｍ以上２０μｍ以下に設定されている。

ビア導体１４は、厚み方向に互いに離間した導電層１３同士を電気的に接続するものであり、コア基板７に向って幅狭となる柱状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロムの導電材料により形成されたものを使用することができる。

一方、配線基板５上面には光導波路部材６が形成されており、該光導波路部材６上面には光半導体素子２が搭載されている。この光導波路部材６は、光信号を伝送する機能を有し、クラッド層１５、コア層１６、切り欠き部Ｃ、ミラー１７、接続パッド１８及び貫通導体１９を含んでいる。コア層１６、切り欠き部Ｃ及びミラー１７は、光信号を伝送する光配線を構成している。

クラッド層１５は、コア層１６の保護部材としての機能やコア層１６内に光信号を閉じ込める機能を有するものであり、コア層１６を取り囲みつつ平板状に形成されており、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリシラノール樹脂、ポリシラン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリキノリン系樹脂、ポリキノキサリン系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリベンゾチアゾール系樹脂又はポリベンゾイミダゾール系樹脂等の透光性材料により形成されたものを使用することができる。

このクラッド層１５は、光信号の透過率が例えば９０％以上１００％以下に設定され、厚みが例えば３０μｍ以上２００μｍ以下に設定されている。なお、透過率はＩＳＯ１３４６８‐１：１９９６に準ずる方法により測定される。

また、クラッド層１５は、平板状の第１クラッド層１５ａと、該第１クラッド層１５ａ上面に積層された平板状の第２クラッド層１５ｂと、を含んでいる。この第１クラッド層１５ａ及び第２クラッド層１５ｂは、同一の透光性材料により形成されたものを使用することが望ましい。また、第１クラッド層１５ａは、厚みが例えば１０μｍ以上１００μｍ以下に設定されている。

コア層１６は、光信号を伝送するものであり、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、第１クラッド層１５ａ及び第２クラッド層１６ｂに取り囲まれるように長手方向（Ｘ方向）を有する細長形状に形成されており、屈折率がクラッド層１５よりも高い。それ故、光信号をコア層１６とクラッド層１５との界面で全反射させて、該反射を繰り返させることにより、コア層１６内にて光信号を長手方向に沿って伝送させることができる。

このコア層１６は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリシラノール樹脂、ポリシラン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリキノリン系樹脂、ポリキノキサリン系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリベンゾチアゾール系樹脂又はポリベンゾイミダゾール系樹脂等の透光性材料により形成されたものを使用することができる。また、コア層１６は、光信号の透過率が例えば９０％以上１００％以下に設定され、屈折率が例えばクラッド層１５の１．０００１倍以上１．１倍以下に設定され、幅が例えば１０μｍ以上１００μｍ以下に設定され、厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下に設定されている。なお、屈折率は、ＩＳＯ４８９：１９９９に準ずる方法により測定される。

また、コア層１６は、例えば、第１クラッド層１５ａ上面に部分的に形成され、下面が第１クラッド層１５ａに当接し、側面及び上面が第２クラッド層１５ｂに当接していることが望ましい。また、コア層１６は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、最上層の導電層１３と平面視で重畳することが望ましく、なかでも、コア層１６全体が最上層の導電層１３と平面視で重畳することが望ましい。

クラッド層１５及びコア層１６には、クラッド層１５の上面から厚み方向に沿って窪んで成る切り欠き部Ｃが形成されている。切り欠き部Ｃは、コア層１６の長手方向に対して垂直な垂直断面と、コア層１６の幅方向（Ｙ方向）を回転軸として該垂直断面を傾斜させて成る傾斜面と、により囲まれた空間である。垂直断面は、光信号が通過するコア層１６の端面を含み、厚み方向に沿った長さが２０μｍ以上２００μｍ以下に設定されている。また、傾斜面は、光半導体素子２の受発光部の直下に形成されており、クラッド層１５下面に対する傾斜角が例えば４０°以上５０°以下に設定されている。なお、図示しないが、切り欠き部Ｃは、例えば透光性樹脂を含むアンダーフィルにより封止される。

傾斜面の表面には、ミラー１７が形成されている。このミラー１７は、光信号の伝送方向を変換する機能を有している。具体的には、光半導体素子２が発光素子である場合、ミラー１７は、該発光素子の発光部から傾斜面に向って伝送された光信号を反射することにより、光信号の伝送方向を厚み方向から長手方向に変換し、光信号をコア層１６へ伝送することができる。また、例えば光半導体素子２が受光素子である場合、ミラー１７は、コア層１６から傾斜面に向って伝送された光信号を反射することにより、光信号の伝送方向を長手方向から厚み方向に変換し、光信号を受光素子の受光部へ伝送することができる。ミラー１７は、金等の金属材料により形成されており、傾斜面に対する厚みが例えば１００ｎｍ以上５μｍ以下に設定されている。

一方、クラッド層１５上面には、接続パッド１８が形成されている。この接続パッド１８は、バンプ４が電気的に接続されるものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料により形成されたものを使用することができ、平均厚みが３μｍ以上２０μｍ以下に設定されている。

貫通導体１９は、接続パッド１８及び導電層１３を電気的に接続するものであり、接続パッド１８の直下でクラッド層１５を厚み方向に貫通する円柱状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料により形成されたものを使用することができる。

かくして、上述した光配線モジュール１は、スルーホール導体１０、導電層１３、ビア導体１４、貫通導体１９、接続パッド１８及びバンプ４を介して電気信号を伝送し、光半導体素子２において電気信号及び光信号を変換し、切り欠き部Ｃ、ミラー１７及びコア層１６を介して光信号を伝送することにより、所望の機能を発揮する。

一方、本実施形態の光導波路部材６においては、図２（ａ）に示すように、コア層１６は、第１クラッド層１５ａ上面に面当接する第１当接面１６ａ１を有する下面と、第２クラッド層１５ｂに面当接し、第１当接面１６ａ１と少なくとも一部が平面視で重畳する第２当接面１６ａ２を有する上面と、第１当接面１６ａ１及び第２当接面１６ａ２よりも外側に突出した突出部１６ｂを有する側面と、を有する。

その結果、コア層１６が突出部１６ｂを有することにより、コア層１６の長手方向に垂直な断面にて幅の最大値に対する上面及び下面の幅を小さくすることができるため、下面及び側面の間に位置する第１角部１６ｃ１と上面及び側面の間に位置する第２角部１６ｃ２とを結ぶ対角線Ｌ１の長さを短くし、対角線Ｌ１と上下面の距離Ｌ２との長さの差を低減できる。したがって、長手方向に垂直な断面が矩形状のコア層と比較して、光信号の進行経路によって異なる進行距離の差を低減することにより、進行経路の異なる光信号の位相差に起因した光信号の減衰を低減し、信号伝送特性に優れた光導波路部材６を得ることができる。

また、コア層１６が第１当接面１６ａを有することにより、コア層１６下面及び第１クラッド層１５ａ上面の接着強度を高めることができるため、光配線基板３に応力が印加された場合、第１クラッド層１５ａ上面及び第２クラッド層１５ｂ下面の境界面１５ｃに生じる剥離に起因したコア層１６下面及び第１クラッド層１５ａ上面の剥離を低減することができる。同様に、コア層１６が第２当接面１６ｂを有することにより、コア層１６上面及び第２クラッド層１５ｂ下面の接着強度を高めることができるため、コア層１６上面及び第２クラッド層１５ｂの剥離を低減することができる。したがって、コア層１６及びクラッド層１５の剥離を低減することにより、コア層１６の歪みやクラックを低減して光信号の散乱及び漏洩を低減し、光信号の損失を低減することができるため、信号伝送特性に優れた光導波路部材６を得ることができる。

また、コア層１６が突出部１６ｂを有することにより、アンカー効果によってコア層１６側面とクラッド層１５との接着強度を高めることができるため、第１クラッド層１５ａ上面及び第２クラッド層１５ｂ下面の境界面１５ｃに生じる剥離に起因したコア層１６の側面とクラッド層１５との剥離を低減することができる。

なお、第１当接面１６ａ１及び第２当接面１６ａ２の幅は、１０μｍ以上１００μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、突出部１６ｂと第１角部１６ｃ１との幅方向に沿った距離、及び突出部１６ｂと第２角部１６ｃ２との幅方向に沿った距離は、５μｍ以上３０μｍ以下に設定されていることが望ましく、第１当接面１６ａ１及び第２当接面１６ａ２の幅の５％以上５０％以下に設定されていることが望ましい。

コア層１６の側面は、第１角部１６ｃ１及び第２角部１６ｃ２から突出部１６ｂに向って突出量が増加していることが望ましい。また、コア層１６の側面は、突出部１６ｂと第１当接面１６ａ１の第１角部１６ｃ１とを接続する第１側面ｄ１と、突出部１６ｂと第２当接面１６ａ２の第２角部１６ｃ２とを接続する第２側面ｄ２と、を有することが望ましい。その結果、コア層１６の長手方向に直交する断面を六角形状とし、光信号の進行経路によって異なる進行距離の差を低減することができる。

また、コア層１６の第１側面ｄ１及び第２側面ｄ２は、コア層１６内部に窪んだ凹曲面状であることが望ましい。その結果、該凹曲面によるアンカー効果によって、コア層１６側面とクラッド層１５との接着強度を高めることができる。

第１当接面１６ａ１は、第１クラッド層１５ａ及び第２クラッド層１５ｂの境界面１５ｃとの厚み方向に沿った距離が第２当接面１６ａ２よりも小さく、且つ、幅が第２当接面１６ａ２よりも大きいことが望ましい。特に、第１当接面１６ａ１は、該境界面１５ｃと同一面を成していることが望ましい。その結果、第１当接面１６ａ１は該境界面１５ｃとの厚み方向に沿った距離が第２当接面１６ａ２より小さい場合において、該境界面１５ｃにおける剥離の影響を受け易い第１当接面１６ａ１及び第１クラッド層１５ａ上面の接着強度を高め、第１当接面１６ａ１及び第１クラッド層１５ａ上面の剥離を低減することができる。さらに、第１当接面１６ａ１は、第１クラッド層１５ａ上面との接着強度の観点から、幅が第１側面１６ｄ１及び第２側面１６ｄ２よりも大きいことが望ましい。なお、第１当接面１６ａ１の幅は、第２当接面１６ａ２の１．１倍以上２倍以下に設定されていることが望ましく、第１側面１６ｄ１及び第２側面１６ｄ２の１．１倍以上２倍以下に設定されていることが望ましい。

また、第１当接面１６ａ１は、突出部１６ｂとの厚み方向に沿った距離が第２当接面１６ａ２よりも小さいことが望ましい。その結果、第１当接面１６ａ１は該境界面１５ｃとの厚み方向に沿った距離が第２当接面１６ａ２よりも小さい場合において、コア層１６側面及びクラッド層１５の第１当接面１６ａ１側における接着強度を高めることにより、該境界面１５ｃに生じる剥離に起因して第１当接面１６ａ１側から生じるコア層１６の側面とクラッド層１５との剥離を低減することができる。なお、第１当接面１６ａ１と突出部１６ｂとの距離は、第２当接面１６ａ２と突出部１６ｂとの距離の０．５倍以上０．９倍以下に設定されていることが望ましい。

また、第１当接面１６ａ１、第２当接面１６ａ２及び突出部１６ｂは、コア層１６の長手方向に沿って連続的に形成されていることが望ましい。その結果、コア層１６の長手方向全体に渡って信号伝送特性及び信号伝送信頼性に優れた光導波路部材６を得ることができる。

次に、上述した光配線モジュール１の製造方法を、図３から図７に基づいて説明する。

（配線基板５の作製）
（１）コア基板７を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、例えば未硬化樹脂と基材とを含む複数の樹脂シートを積層し、加熱加圧して未硬化樹脂を硬化させることにより、基体９を作製する。なお、未硬化は、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ‐ステージ又はＢ‐ステージの状態である。次に、例えばドリル加工やレーザー加工等により、基体９を厚み方向に貫通したスルーホールを形成する。次に、例えば無電解めっき法、電気めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により、スルーホールの内壁に導電材料を被着させて、円筒状のスルーホール導体１０を形成する。また、基体９の上面及び下面に導電材料を被着させて、導電材料層を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体１０の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体１１を形成する。次に、導電材料を絶縁体１１の露出部に被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング等により、導電層材料層をパターニングして導電層１３を形成する。

以上のようにして、コア基板７を作製することができる。

（２）コア基板７の両側に一対の配線層８を形成し、配線基板５を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、未硬化の樹脂を導電層１３上に配置し、樹脂を加熱して流動密着させつつ、更に加熱して樹脂を硬化させることにより、導電層１３上に樹脂層１２を形成する。次に、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置により、樹脂層１２にビア孔を形成し、ビア孔内に導電層１３の少なくとも一部を露出させる。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により、ビア孔にビア導体１３を形成するとともに樹脂層１２の上面に導電層１３を形成する。かかる工程を繰り返すことにより、配線層８を形成することができる。

以上のようにして、図３（ａ）に示す配線基板５を作製することができる。

（光配線基板２の作製）
（３）図３（ｂ）に示すように、配線基板５上面に第１クラッド層１５ａを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。

未硬化の第１クラッド層前駆体を配線基板５上面に塗布し、該第１クラッド層前駆体を露光して硬化させることにより、配線基板５上面に第１クラッド層１５ａを形成する。

塗布は、スピンコーター、バーコーター、ロールコーター又はスプレーコーター等を用いて行われる。また、露光は、例えば波長帯域が２５０ｎｍ以上４００ｍｍ以下の紫外光を用いて行われ、露光量は、例えば５００ｍＪ以上２０００ｍＪ以下に設定されている。また、露光量は、光量計により測定される。

（４）図４（ａ）に示すように、第１クラッド層１５ａ上面にコア層１６を部分的に形成する。具体的には、例えば以下のように行う。

図４（ｂ）乃至図６（ａ）に示すように、未硬化のコア層前駆体１６ｘを第１クラッド層１５ａ上面に塗布し、細長形状の透過領域Ｔを有するマスク２０を用いてコア層前駆体１６ｘを部分的に露光して硬化させ、未硬化の部分をエッチングすることにより、第１クラッド層１５ａ上面にコア層１６を部分的に形成する。

塗布及び露光は、第１クラッド層１５ａと同様に行うことができる。また、エッチングは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を含む溶液等を用いて行うことができる。

ここで、マスク２０として、透過領域Ｔ内にて内部Ｔ１の透過率が周辺部Ｔ２よりも高いグレートーンマスクを用いるとともに、透過領域Ｔを導電層１３直上に配することにより、上述した形状のコア層１６を形成することができる。

すなわち、第１クラッド層１５ａ上面でコア層１６を形成するため、第１当接面１６ａ１を形成することができる。また、透過領域内部Ｔ１は透過率が高いことから、コア層前駆体１６ｘは、透過領域内部Ｔ１に平面視で重畳する領域が厚み方向に渡って硬化することによりエッチングが抑制されるため、コア層１６上面に第２当接面１６ａ２を形成することができる。なお、透過領域内部Ｔ１の透過光は透過領域Ｔの外側に向かって拡散するため、露光量を調整することにより、第１当接面の幅を第２当接面１６ａ２よりも大きく形成することができる。

また、透過領域周辺部Ｔ２は透過率が低く、透過領域Ｔが導電層１３直上に配されているため、コア層前駆体１６ｘを露光する際、上方からの照射光及び導電層１３による反射光により、コア層前駆体１６ｘの透過領域周辺部Ｔ２に平面視で重畳する領域は、厚み方向における中央部のみが硬化する。さらに、コア層前駆体１６ｘの透過領域周辺部Ｔ２に平面視で重畳する領域において、該照射光及び該反射光が透過領域Ｔの外側に向かって低くなるため、厚み方向にて中央部に位置する硬化領域の厚みが透過領域Ｔの外側に向かって小さくなることにより、第１側面１６ｄ１及び第２側面１６ｄ２を形成することができる。このように、第１側面１６ｄ１及び第２側面１６ｄ２を形成することにより、突出部１６ｂを形成することができる。また、突出部１６ｂは、透過領域内部Ｔ１の透過光の拡散と、導電層１３からの反射光の拡散と、によって形成されるため、第１当接面１６ａ１との距離が第２当接面１６ａ２よりも小さくなるように形成することができる。また、透過領域Ｔの透過率を適宜調整することにより、第１側面１６ｄ１及び第２側面１６ｄ２を凹曲面に形成することができる。なお、透過領域周辺部Ｔ２は、透過率が透過領域Ｔの外側に向かって小さくなっていることが望ましい。

透過領域内部Ｔ１の透過率は、例えば９０％以上１００％以下に設定され、透過領域周辺部Ｔ２の透過率は、例えば１０％以上９０％以下に設定されている。また、透過領域内部Ｔ１の透過率は、透過領域周辺部Ｔ２の例えば１．１倍以上１０倍以下に設定されている。

（５）図６（ｂ）に示すように、第１クラッド層１５ａ上面に第２クラッド層１５ｂを形成し、コア層１６を取り囲むクラッド層１５を形成する。具体的には、例えば以下のように行う。

未硬化の第２クラッド層前駆体を第１クラッド層１５ａ上面に塗布し、第２クラッド層前駆体でコア層１６の側面及び上面を取り囲み、該第２クラッド層前駆体を露光して硬化させることにより、第１クラッド層１５ａ上面に第２クラッド層１５ｂを形成する。塗布及び露光は、第１クラッド層１５ａと同様に行うことができる。

（６）図７（ａ）に示すように、クラッド層１５及びコア層１６に貫通導体１８を形成するとともに、クラッド層１５上面に接続パッド１９を形成する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、例えばドリル加工やレーザー加工等により、クラッド層１５及びコア層１６を厚み方向に貫通した貫通孔を形成する。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により、貫通孔に貫通導体１８を形成するとともにクラッド層１５上面に接続パッド１９を形成する。

（７）図７（ｂ）に示すように、クラッド層１５及びコア層１６に切り欠き部Ｃを形成し、該切り欠き部Ｃの傾斜面にミラー１７を形成することにより、光導波路部材６を形成し、光配線基板３を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、例えば先端部が所望の形状に設定されたダイシングブレードを用いて、第２クラッド層１５ｂ表面から第１クラッド層１５ａに向かって切り込みを入れることにより、切り欠き部Ｃを形成する。次に、例えば無電解めっき法、電気めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により、ミラー１７を形成する。

以上のようにして、配線基板５上面に光導波路部材６を形成し、光配線基板３を作製することができる。

（光配線モジュール１の作製）
（８）バンプ４を介して光配線基板３に光半導体素子２をフリップチップ実装することにより、図１に示した光配線モジュール１を作製することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。

例えば、上述した本発明の実施形態は、配線層にて樹脂層を２層積層した構成を例に説明したが、樹脂層は何層積層しても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、配線基板として樹脂基板を用いた構成を例に説明したが、配線基板として、金属板を樹脂で被覆したメタルコア基板やセラミック基板を用いても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、第１側面及び第２側面がコア層内部に窪んだ凹曲面状である構成を例に説明したが、図８に示すように、コア層１６Ａは、第１側面１６ｄ１Ａ及び第２側面１６ｄ２Ａが平面状に形成されていても構わない。この場合、信号伝送特性を高めることができる。

また、上述した本発明の実施形態は、第１当接面、第２当接面及び突出部を有するコア層を長手方向に沿って連続的に形成した構成を例に説明したが、第１当接面、第２当接面及び突出部はコア層の少なくとも一部に形成されていればよく、コア層は、一部分の長手方向に沿った断面形状が矩形状に形成されていても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、切り欠き部の傾斜面にミラーが形成されている構成を例に説明したが、ミラーは形成されていなくても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、（３）、（４）及び（５）の工程にて樹脂を露光により硬化させて、第１クラッド層、コア層及び第２クラッド層を形成する構成を例に説明したが、該樹脂を硬化させる手段としては他の手段を用いてもよく、例えば該樹脂を加熱により硬化させても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、（４）の工程にて配線基板上面の導電層直上にコア層を形成した構成を例に説明したが、配線基板上面に位置する樹脂層に白色系無機絶縁フィラーを３０体積％以上７０体積％含ませ、コア層前駆体露光時における該樹脂層の反射率を高めることにより、第１当接面、第２当接面及び突出部を有するコア層を導電層直上以外の領域に形成しても構わない。

１ 光配線モジュール
２ 光半導体素子
３ 光配線基板
４ バンプ
５ 配線基板
６ 光導波路部材
７ コア基板
８ 配線層
９ 基体
１０ スルーホール導体
１１ 絶縁体
１２ 樹脂層
１３、１３Ａ 導電層
１４ ビア導体
１５、１５Ａ クラッド層
１５ａ、１５ａＡ 第１クラッド層
１５ｂ、１５ｂＡ 第２クラッド層
１５ｃ、１５ｃＡ 境界面
１６、１６Ａ コア層
１６ａ１、１６ａ１Ａ 第１当接面
１６ａ２、１６ａ２Ａ 第２当接面
１６ｂ、１６ｂＡ 突出部
１６ｃ１、１６ｃ１Ａ 第１角部
１６ｃ２、１６ｃ２Ａ 第２角部
１６ｄ１、１６ｄ１Ａ 第１側面
１６ｄ２、１６ｄ２Ａ 第２側面
１７ ミラー
１８ 貫通導体
１９ 接続パッド
２０ マスク
Ｃ 切り欠き部
Ｌ１ 対角線
Ｌ２ 対向する面同士の距離

Claims (8)

1. 第１クラッド層と、該第１クラッド層上面に積層された第２クラッド層と、前記第１及び第２クラッド層に取り囲まれ、前記第１及び第２クラッド層よりも屈折率が高いコア層と、を備え、
   前記コア層は、前記第１クラッド層上面に面当接する第１当接面を有する下面と、前記第２クラッド層に面当接し、前記第１当接面と少なくとも一部が平面視で重畳する第２当接面を有する上面と、前記第１及び第２当接面よりも外側に突出した突出部を有する側面と、を有することを特徴とする光導波路部材。
2. 請求項１に記載の光導波路部材において、
   前記第１当接面は、前記第１及び第２クラッド層の境界面との厚み方向に沿った距離が前記第２当接面よりも小さく、且つ、幅が前記第２当接面よりも大きいことを特徴とする光導波路部材。
3. 請求項１に記載の光導波路部材において、
   前記第１当接面は、前記第１及び第２クラッド層の境界面との厚み方向に沿った距離が前記第２当接面よりも小さく、且つ、前記突出部との厚み方向に沿った距離が前記第２当接面よりも小さいことを特徴とする光導波路部材。
4. 請求項１に記載の光導波路部材において、
   前記側面は、前記突出部と前記第１当接面とを接続する第１側面と、前記突出部と前記第２当接面とを接続する第２側面と、を有することを特徴とする光導波路部材。
5. 請求項４に記載の光導波路部材において、
   前記第１当接面は、前記第２当接面よりも前記第１及び第２クラッド層の境界面に厚み方向にて隣接しており、
   前記第１当接面は、幅が前記第２当接面、前記第１側面及び前記第２側面よりも大きいことを特徴とする光導波路部材。
6. 請求項４に記載の光導波路部材において、
   前記第１及び第２側面は、前記コア層内部に窪んだ凹曲面状であることを特徴とする光導波路部材。
7. 配線基板と、
   前記配線基板上に形成された、請求項１に記載の光導波路部材と、
   を備えた光配線基板。
8. 請求項７に記載の光配線基板と、
   前記光導波路部材上に搭載された光半導体素子と、
   を備えた光配線モジュール。

Images