JP2013088678A - 光導波路モジュール、光導波路モジュールの製造方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光素子と光導波路とを容易かつ正確に結合可能であり、高品質で安定した光通信を行い得る光導波路モジュール、かかる光導波路モジュールを効率よく製造可能な光導波路モジュールの製造方法、および、前記光導波路モジュールを備える信頼性の高い電子機器を提供すること。
【解決手段】光導波路モジュール１０は、光導波路１と、その上方に設けられた回路基板２と、回路基板２上に搭載された発光素子３と、回路基板２と発光素子３との間隙に設けられた透明な光透過部６１、および、光透過部６１と一体的に形成されており、発光素子３の本体の外縁と当接する当接部６２を備えた素子実装部６と、を有している。当接部６２に対して発光素子３の本体の外縁を当接させることにより、発光素子３の位置が正確に規制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光導波路モジュール、光導波路モジュールの製造方法および電子機器に関するものである。

近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。

各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。

一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。

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により信号処理基板内の電気配線を置き換えられると、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。

ところで、電気配線を光導波路に置き換える際には、電気信号と光信号との相互変換を行うべく、発光素子と受光素子とを備え、これらの間を光導波路で光学的に接続してなる光導波路モジュールが用いられる。

この光導波路モジュール内において光導波路と発光素子および受光素子とを結合するためには、位置合わせを厳密に行う必要がある。例えば、特許文献１には、溶融した半田が電極を引き寄せるセルフアライメント作用を利用して、実装基板に設けられた電極パターンと発光素子に設けられた電極とを目標位置で接合することが開示されている。

しかしながら、このようなセルフアライメント作用を発現させるためには、実装基板の電極パターンと発光素子の電極とが平面視において同一形状でなければならない。このため、実装基板や発光素子の構造に制約が生じ、設計の自由度および実装基板や発光素子の汎用性が低下する。また、半田材料や実装プロセスにも制約が生じることとなる。

また、発光素子を実装した後、発光強度を確保し、また、素子の接合部を保護するため、実装基板と発光素子との間には透明樹脂が充填される。この充填作業は、実装基板と発光素子との間隙に対して透明樹脂が確実に供給されるように行う必要がある。しかし、間隙が小さい場合には、透明樹脂が入り込めないこともあるため、発光強度が低下したり、接合部の保護がなされず、不良品となってしまう。

一方、アクティブアライメントによる位置合わせの方法も知られている。この方法では、発光素子を発光させ、発光部や実装基板に対して位置を合わせつつ発光素子を配置するが、このような位置合わせを高精度に行うためには、位置調整に時間がかかるため、生産性が低下する。

特開２００７−２８８０９７号公報

本発明の目的は、光素子と光導波路とを容易かつ正確に結合可能であり、高品質で安定した光通信を行い得る光導波路モジュール、かかる光導波路モジュールを効率よく製造可能な光導波路モジュールの製造方法、および、前記光導波路モジュールを備える信頼性の高い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）〜（９）の本発明により達成される。
（１） 光導波路と、
光素子と、
前記光導波路と前記光素子との間に設けられた基板と、
前記光素子を当接させることで前記光素子の位置を規制する当接部と、前記光素子の光路上に設けられた光透過部と、を備え、前記当接部および前記光透過部が同一の材料で一体的に形成されてなる素子実装部と、
を有することを特徴とする光導波路モジュール。

（２） 前記光素子は、光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられた通電端子と、を備えるものであり、
前記当接部は、前記光素子を収容可能であるとともに、内壁面が前記光素子本体の外面と当接するよう構成された凹部の前記内壁面である上記（１）に記載の光導波路モジュール。

（３） 前記光素子は、光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられた通電端子と、を備えるものであり、
前記当接部は、内壁面が前記通電端子の外面と当接するよう構成された凹部の前記内壁面である上記（１）に記載の光導波路モジュール。

（４） 前記通電端子は、前記光素子本体の外面から突出するよう構成されており、
前記未硬化または半硬化の光透過部を貫通させて前記通電端子と前記基板とを接触させ、その後、前記光透過部を硬化させてなるものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（５） 光導波路と、
光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられ、前記光素子本体の外面から突出するよう構成された通電端子と、を備える光素子と、
前記光導波路と前記光素子との間に設けられた基板と、を有する光導波路モジュールの製造方法であって、
基板の一方の面側に未硬化または半硬化の樹脂層を成膜する工程と、
前記未硬化または半硬化の樹脂層に凹部を形成する工程と、
前記凹部の底部を貫通させて前記通電端子と前記基板とを接触させるように前記光素子を実装する工程と、
前記未硬化または半硬化の樹脂層を本硬化させる工程と、を有することを特徴とする光導波路モジュールの製造方法。

（６） 光導波路と、
光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられ、前記光素子本体の外面から突出するよう構成された通電端子と、を備える光素子と、
前記光導波路と前記光素子との間に設けられた基板と、を有する光導波路モジュールの製造方法であって、
剥離基材上に未硬化または半硬化の樹脂層を成膜する工程と、
前記未硬化または半硬化の樹脂層に凹部を形成する工程と、
前記剥離基材から剥離させた前記未硬化または半硬化の樹脂層を前記基板の一方の面側に積層する工程と、
前記凹部の下面を貫通させて前記通電端子と前記基板とを接触させるように前記光素子を実装する工程と、
前記未硬化または半硬化の樹脂層を本硬化させる工程と、を有することを特徴とする光導波路モジュールの製造方法。

（７） 前記凹部は、前記光素子本体を挿入し得るよう構成されている上記（５）または６）に記載の光導波路モジュールの製造方法。

（８） 前記凹部を、成形型を用いた成形法により形成する上記（５）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路モジュールの製造方法。

（９） 上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路モジュールを有することを特徴とする電子機器。

本発明によれば、光素子と光導波路とを容易に結合可能であり、光通信を安定的に行い得る光導波路モジュールが得られる。

本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２の部分拡大図である。 図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。 本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す縦断面図である。 本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す縦断面図である。 本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す縦断面図である。 図２に示す光導波路モジュールを製造する第１の方法を説明するための図（縦断面図）である。 図２に示す光導波路モジュールを製造する第１の方法を説明するための図（縦断面図）である。 図２に示す光導波路モジュールを製造する第２の方法を説明するための図（縦断面図）である。

以下、本発明の光導波路モジュール、光導波路モジュールの製造方法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。

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

図１は、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図２の部分拡大図である。なお、各図では、厚さ方向を強調して描いている。

図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と、その上方に設けられた回路基板２（基板）と、回路基板２上に搭載された発光素子３（光素子）と、を有している。

光導波路１は、長尺の帯状をなしており、回路基板２および発光素子３は、光導波路１の一方の端部（図２の左側の端部）に設けられている。

発光素子３は、電気信号を光信号に変換し、発光部３１から光信号を出射して光導波路１に入射させる素子である。図２に示す発光素子３は、その下面に設けられた発光部３１と、発光部３１に通電する電極３２とを有している。発光部３１は、図２の下方に向けて光信号を出射する。なお、図２に示す矢印は、発光素子３から出射した信号光の光跡の例である。

また、回路基板２と発光素子３との間隙には、光透過部６１が配置されている。この光透過部６１は、発光素子３の外側まで延伸しており、発光素子３の外側ではその厚さが光透過部６１よりも厚くなっていて段差を形成している。この段差部分は発光素子３の外縁と当接する当接部６２となる。光透過部６１および当接部６２は、同一の材料で一体的に形成された素子実装部６を構成している。なお、図１では、素子実装部６の図示を省略している。

一方、光導波路１のうち、発光素子３の位置に対応してミラー（光路変換部）１６が設けられている。このミラー１６は、図２の左右方向に延伸する光導波路１の光路を、光導波路１の外部へと変換するものであり、図２では、発光素子３の発光部３１と光学的に接続されるよう、光路を９０°変換する。このようなミラー１６を介することにより、発光素子３から出射した信号光を光導波路１のコア部１４に入射させることができる。また、図１、２には図示しないものの、光導波路１の他方の端部には、受光素子が設けられる。この受光素子も光導波路１と光学的に接続されており、光導波路１に入射された信号光は受光素子に到達する。その結果、光導波路モジュール１０において光通信が可能になる。

ここで、回路基板２に対して発光素子３を実装する際には、発光部３１の光軸とミラー１６の光軸とが一致するように、発光素子３の位置を厳密に合わせる必要がある。光導波路モジュール１０では、素子実装部６を設けることにより、発光素子３の本体の外縁と当接部６２とが当接するため、発光素子３の位置を容易かつ正確に合わせつつ、発光素子３を固定することができる。その結果、光導波路１と発光素子３との間の光結合効率が高い光導波路モジュール１０が得られる。

また、この当接部６２と一体的に形成されている光透過部６１は、発光部３１とミラー１６とを繋ぐ光路上に配置されており、発光部３１とミラー１６との間において実質的に気固界面をなくし、この界面における光散乱を抑制して光結合効率を高めることができる。また、発光部３１やミラー１６を外部環境から保護するとともに、発光部３１を確実に固定する。本発明では、当接部６２による発光素子３の位置合わせおよび固定と、光透過部６１による光路の保護および発光部３１の固定と、を１つの光素子実装部６によって同時に行うことができる。このため、発光素子３の位置ずれを容易かつ確実に防止し、位置ずれに伴う光結合効率の低下を防止することができる。その結果、高品質な光通信を安定的に行い得る光導波路モジュール１０が得られる。

以下、光導波路モジュール１０の各部について詳述する。
（光導波路）
図１に示す光導波路１は、下方からクラッド層１１、コア層１３、およびクラッド層１２をこの順で積層してなる帯状の積層体を有している。このうちコア層１３には、図１に示すように、平面視で直線状をなす１本のコア部１４と、このコア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５とが形成されている。コア部１４は、帯状の積層体の長手方向に沿って延伸しており、かつ、積層体の幅のほぼ中央に位置している。なお、図１において、コア部１４にはドットを付している。

図２に示す光導波路１では、ミラー１６を介して入射された光を、コア部１４とクラッド部（各クラッド層１１、１２および各側面クラッド部１５）との界面で反射させ、他方の端部に伝搬させることができる。これにより、出射端で受光した光の明滅パターンおよび光の強弱パターンの少なくとも一方に基づいて光通信を行うことができる。

コア部１４とクラッド部との界面で反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。コア部１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は特に限定されないものの、クラッド部の屈折率の０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。

なお、前記屈折率差とは、コア部１４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表わされる。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００

また、図１に示す構成では、コア部１４は平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等していてもよく、その形状は任意である。

また、コア部１４の横断面形状は、正方形または矩形（長方形）のような四角形であるのが一般的であるが、特に限定されず、真円、楕円のような円形、菱形、三角形、五角形のような多角形であってもよい。

コア部１４の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、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く、２０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。

コア層１３の構成材料は、上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、具体的には、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、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の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等である。

また、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。ノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。

一方、各クラッド層１１、１２は、それぞれ、コア層１３の下部および上部に位置している。このような各クラッド層１１、１２は、各側面クラッド部１５とともに、コア部１４の外周を囲むクラッド部を構成し、これにより光導波路１は信号光を漏出させることなく伝搬させることができる導光路として機能する。

クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さ（各コア部１４の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．２〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ通常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が必要以上に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。

また、各クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。

また、コア層１３の構成材料およびクラッド層１１、１２の構成材料を選択する場合、両者の間の屈折率差を考慮して材料を選択すればよい。具体的には、コア層１３とクラッド層１１、１２との境界において光を確実に反射させるため、コア層１３の構成材料の屈折率がクラッド層１１、１２の屈折率に比べ十分に大きくなるように材料を選択すればよい。これにより、光導波路１の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、コア部１４からクラッド層１１、１２に光が漏れ出るのを抑制することができる。

なお、光の減衰を抑制する観点からは、コア層１３の構成材料とクラッド層１１、１２の構成材料との密着性（親和性）が高いことも重要である。

また、図２に示す光導波路１は、さらに、クラッド層１１の下面に設けられた支持フィルム１８およびクラッド層１２の上面に設けられたカバーフィルム１９を有している。これらの支持フィルム１８およびカバーフィルム１９は、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。

このような支持フィルム１８およびカバーフィルム１９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等が挙げられる。

また、支持フィルム１８およびカバーフィルム１９の各平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、支持フィルム１８およびカバーフィルム１９は、適度な剛性を有するものとなるため、光導波路１の柔軟性を阻害し難くなる。また、カバーフィルム１９は、光透過を阻害し難くなる。

なお、支持フィルム１８とクラッド層１１との間、および、カバーフィルム１９とクラッド層１２との間は、接着または接合されているが、その方法としては、熱圧着、接着剤または粘着剤による接着等が挙げられる。

このうち、接着層としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が好ましく用いられる。このような材料で構成された接着層は、比較的柔軟性に富んでいるため、光導波路１の形状が変化したとしても、その変化に自在に追従することができる。その結果、形状変化に伴う剥離を確実に防止し得るものとなる。

このような接着層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。

また、前述したように、光導波路１の途中には、ミラー１６が設けられている（図２参照）。このミラー１６は、光導波路１の途中に掘り込み加工を施し、これにより得られた空間（空洞）の内壁面で構成される。この内壁面の一部は、コア部１４を斜め４５°に横切る平面であり、この平面がミラー１６となる。ミラー１６を介して、光導波路１と発光部３１とが光学的に結合されている。

なお、ミラー１６には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。

また、ミラー１６は、例えばコア部１４の光軸を９０°曲げる屈曲導波路等の光路変換手段で代替することもできる。

（発光素子）
発光素子３は、前述したように、下面に発光部３１と電極３２とを有するものであるが、具体的には、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような半導体レーザーや、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子である。

一方、図１、２に示す光導波路モジュール１０の回路基板２上には、発光素子３に隣り合うように半導体素子４が搭載されている。半導体素子４は、発光素子３の動作を制御する素子であり、下面には電極４２を有している。かかる半導体素子４としては、例えば、ドライバーＩＣや、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）等を含むコンビネーションＩＣの他、各種ＬＳＩ、ＲＡＭ等が挙げられる。

なお、発光素子３と半導体素子４は、後述する回路基板２により電気的に接続されており、半導体素子４により発光素子３の発光パターンおよび発光の強弱パターンを制御し得るよう構成されている。

（回路基板）
光導波路１の上方には、回路基板２が設けられており、回路基板２の下面と光導波路１の上面とは接着層５を介して接着されている。

回路基板２は、図２に示すように、絶縁性基板２１と、その下面に設けられた導体層２２と、上面に設けられた導体層２３と、を有している。回路基板２上に搭載された発光素子３と半導体素子４とは、導体層２３を介して電気的に接続されている。

図２に示す絶縁性基板２１は、透光性を有している。このため、発光素子３から出射した信号光を光導波路１に導くことができる。なお、信号光の光路に合わせて絶縁性基板２１に貫通孔が設けられていてもよく、この場合は、絶縁性基板２１が不透明であってもよい。

また、絶縁性基板２１は可撓性を有しているのが好ましい。可撓性を有する絶縁性基板２１は、回路基板２と光導波路１との密着性向上に寄与するとともに、形状変化に対する優れた追従性を有するものとなる。その結果、光導波路１が可撓性を有している場合には、光導波路モジュール１０全体も可撓性を有するものとなり、実装性に優れたものとなる。また、光導波路モジュール１０を湾曲させた際には、絶縁性基板２１と導体層２２、２３との剥離や、回路基板２と光導波路１との剥離を確実に防止することができ、剥離に伴う絶縁性の低下や伝送効率の低下を防止する。

絶縁性基板２１のヤング率（引張弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で１〜２０ＧＰａ程度であるのが好ましく、２〜１２ＧＰａ程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、絶縁性基板２１は、上述したような効果を得る上で十分な可撓性を有するものとなる。

このような絶縁性基板２１を構成する材料としては、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が、中でもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐熱性が高く、優れた透光性および可撓性を有していることから、絶縁性基板２１の構成材料として特に好適である。

なお、絶縁性基板２１の具体例としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等に使用されるフィルム基板が挙げられる。

また、絶縁性基板２１の平均厚さは、５〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの絶縁性基板２１であれば、その構成材料によらず、十分な可撓性を有するものとなる。また、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、光導波路モジュール１０の薄型化が図られる。

さらには、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、信号光の発散によって伝送効率が低下するのを防止することができる。例えば、発光素子３の発光部３１から出射した信号光は、一定の出射角で発散しつつ回路基板２を透過してミラー１６に入射するが、発光部３１とミラー１６との離間距離が大き過ぎる場合、信号光が発散し過ぎてしまい、ミラー１６に到達する光量が減少するおそれがある。これに対し、絶縁性基板２１の平均厚さを前記範囲内とすることにより、発光部３１とミラー１６との離間距離を確実に小さくすることができるため、信号光は広く発散してしまう前にミラー１６に到達する。その結果、ミラー１６に到達する光量の減少を抑制し、発光素子３と光導波路１との光結合に伴う損失（光結合損失）を確実に低下させることができる。

なお、絶縁性基板２１は、上述した可撓性基板以外に、比較的剛性の高い剛性基板であってもよい。

このような絶縁性基板２１は、耐屈曲性が高くなり、屈曲に伴う発光素子３の損傷を防止する。

この場合、絶縁性基板２１のヤング率（引張弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で５〜５０ＧＰａ程度であるのが好ましく、１２〜３０ＧＰａ程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、絶縁性基板２１は、上述したような効果をより確実に発揮することができる。

このような剛性の高い絶縁性基板２１を構成する材料としては、例えば、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が挙げられる。

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が挙げられる。

なお、絶縁性基板２１は、１枚の基板であってもよいが、複数層の基板を積層してなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。この場合、多層基板の層間には、パターニングされた導体層を含み、この導体層には任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、絶縁性基板２１中に高密度の電気回路を構築することができる。

また、絶縁性基板２１には、厚さ方向に貫通する１つまたは複数の貫通孔が設けられていてもよく、これらの貫通孔には導電性材料が充填されているか、または、貫通孔の内壁面に沿って導電性材料の被膜が成膜されていてもよい。この導電性材料は、絶縁性基板２１の両面の間を電気的に接続する貫通ビアとなる。

また、絶縁性基板２１に設けられた導体層２２および導体層２３は、それぞれ導電性材料で構成されている。各導体層２２、２３には、所定のパターンが形成されており、このパターンは配線として機能する。絶縁性基板２１に貫通ビアが形成されている場合、貫通ビアと各導体層２２、２３とが接続され、これにより、導体層２２と導体層２３との導通が図られる。

各導体層２２、２３に用いられる導電性材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の各種金属材料またはその合金が挙げられる。

なお、このような配線パターンは、例えば、一旦全面に形成された導体層をパターニングする（例えば、銅張基板の銅箔を部分的にエッチングする）方法、別途用意した基板上にあらかじめパターニングされた導体層を転写する方法等により形成される。

また、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との間は、各種ハンダ、各種ろう材等で構成されたバンプ（通電端子）８を介して電気的かつ機械的に接続される。

ハンダおよびろう材としては、例えば、Ａｕ、Ｃｕのような導電性金属や、Ｓｎ−Ｐｂ系の鉛ハンダの他、Ａｕ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系の各種鉛フリーハンダ、ＪＩＳに規定された各種低温ろう材等が挙げられる。

また、発光素子３や半導体素子４としては、例えばＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプやＬＧＡ(Land Grid Array)タイプ等のパッケージ仕様の素子が用いられるが、好ましくはバンプ８が各素子の下面から突出するように配置されたものが用いられる。

なお、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との電気的接続は、上述したような接続方法の他、ワイヤーボンディング、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）等を用いた製造方法で行われてもよい。

また、回路基板２と光導波路１との間は接着層５により接着されているが、接着層５を構成する接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。

なお、光導波路モジュール１０は、光導波路１の他方の端部にも、回路基板２を有していてもよく、他の光学部品との接続を担うコネクター等を有していてもよい。

図４は、図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。
図４（ａ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の双方の端部の上面に回路基板２が設けられている。図４（ａ）の右側に設けられた回路基板２上には、受光素子７と半導体素子４とが搭載されている。また、光導波路１には、受光素子７の受光部７１の位置に対応してミラー１６が形成されている。

このような光導波路モジュール１０では、光導波路１からミラー１６を介して出射した信号光が、受光素子７の受光部７１に到達すると、光信号から電気信号への変換がなされる。このようにして光導波路１における光通信が行われる。

一方、図４（ｂ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の他方の端部に、他の光学部品との接続を担うコネクター２０が設けられている。コネクター２０としては、光ファイバーとの接続に用いられるＰＭＴコネクター等が挙げられる。コネクター２０を介して光導波路モジュール１０を光ファイバーに接続することで、より長距離の光通信が可能になる。

なお、図４では、光導波路１の一方の端部と他方の端部とで１対１の光通信を行う場合について説明したが、光導波路１の他方の端部には、光路を複数に分岐することができる光スプリッターを接続するようにしてもよい。

（素子実装部）
素子実装部６は、前述したように、回路基板２と発光素子３との間隙に設けられた光透過部６１と、発光素子３の本体の外縁と当接する当接部６２と、を有し、これらが同一の材料で一体的に形成されてなるものである。

また、図２に示す素子実装部６は、さらに半導体素子４側にも延伸されており、回路基板２と半導体素子４との間隙を充填する充填部６３と、半導体素子４の本体の外縁と当接する当接部６４と、を有し、これらも同一の材料で一体的に形成されている。

このような素子実装部６によれば、当接部６２が設けたことにより、この当接部６２に対して発光素子３の本体の外縁を沿わせることによって、発光素子３の位置を確実に規制することができる。このため、当接部６２を高い位置精度で形成しておくことにより、自ずと発光素子３の位置精度も高めることができ、ひいては、発光部３１の光軸とミラー１６の光軸とを高度に一致させることができる。その結果、光結合効率を確実に高めることができる。

なお、当接部６２は、いかなる方法で形成されたものでもよいが、このような当接部６２を形成する工程は、アクティブアライメントに比べて格段に容易であり、原理上その位置精度も容易に高くすることができる。このため、当接部６２を利用して発光素子３の位置合わせをすることが有用である。例えば、シート状の素子実装部６と回路基板２とを高い位置精度で積層することは、通常の大量生産技術で容易に実現可能であり、量産化および低コスト化を図り易い。

また、光透過部６１は、当接部６２と一体的に形成されていることから、回路基板２と発光素子３との間隙に異物や水分等が侵入したり、ボイドの発生により光結合効率が低下したり、振動や外力等により発光素子３が脱落したりするのを防止する。これにより、光導波路モジュール１０は、高品質で安定した光通信を行い得るものとなる。

なお、このような光透過部６１と同等の機能は、従来アンダーフィルと呼ばれるもので実現されており、回路基板に発光素子を実装した後、回路基板と発光素子との間隙に液状の透明樹脂を充填する方法で形成されることが多かった。しかしながら、間隙に対して透明樹脂を充填する作業は、機械的に煩雑な位置合わせを伴うことから多くの手間を要していた。しかも光導波路モジュールの小型化に伴って間隙が小さくなったため、透明樹脂が入り込めないこともあった。

これに対し、光透過部６１および当接部６２を有する素子実装部６によれば、当接部６２に沿って発光素子３を実装することで自ずと、回路基板２と発光素子３との間隙に光透過部６１を配置することができる。これにより、アンダーフィルが備えていた機能を簡単に実現することができる。そして、回路基板２と発光素子３との間隙が小さい場合でも、光透過性を有する材料によって確実に充填することができる。したがって、回路基板２と発光素子３との間隙にボイドが発生することが防止される。

また、素子実装部６の構成材料を選定する際には、アンダーフィルのような流動性は必要ないことから、光透過性、耐候性、機械的特性等の各種特性を最優先にして選定することができる。このため、光透過部６１における光透過性および耐候性と、当接部６２における耐候性および機械的特性とを両立した素子実装部６が得られる。

以上のように、素子実装部６を備える光導波路モジュール１０によれば、発光素子３と光導波路１とを容易かつ正確に結合可能であり、高品質で安定した光通信を実現し得るものとなる。

また、素子実装部６は、さらに、前述した充填部６３と当接部６４とを有している。このため、当接部６４によって半導体素子４の位置精度を高めることができ、充填部６３によって回路基板２と半導体素子４との間隙に異物や水分等が侵入したり、振動や外力等により半導体素子４が脱落したりするのを防止することができる。

このような素子実装部６の構成材料は、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、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の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料等が挙げられる。このうち、成形型等を用いて容易に成形可能であり、かつ、熱や光を用いて容易に硬化するという観点から、樹脂材料が好ましく用いられる。樹脂材料によれば、素子実装部６を高精度に形成することが容易なので、光導波路モジュール１０の製造プロセスの簡略化を図ることができる。また、樹脂材料としては、特に、国際公開番号ＷＯ０１／０４７６６０に開示されている硬化性フラックスが好ましく用いられる。

これらの中でも特に光透過性を有する材料であれば、素子実装部６において光の透過損失の発生が抑えられるので好ましい。

一方、光透過性を有さない材料であっても、発光素子３の光軸に合わせて小さな貫通孔が形成されていれば、素子実装部６（光透過部６１）は光の透過損失を抑えつつ上述したような効果を奏するものとなる。なお、この貫通孔は、レーザー加工や各種機械加工等により形成することができる。

また、素子実装部６は、当接部６２で囲まれた領域の内側に凹部６５を有しており、この凹部６５内に発光素子３を嵌め込むことによって容易かつ高精度に位置合わせをすることができる。また、発光素子３の外縁は当接部６２によって囲まれることから、発光素子３は確実に固定されるとともに、外力から確実に保護される。なお、当接部６２は発光素子３の外縁全体を囲んでいる必要はなく、一部が欠落しているような構成であっても前述したような効果は損なわれない。

同様に、素子実装部６は、当接部６４で囲まれた領域の内側に凹部６６を有しており、この凹部６６内に半導体素子４を嵌め込むことによって容易に固定することができる。また、半導体素子４は当接部６４によって外力から確実に保護される。

また、凹部６５の底部（光透過部６１）には、発光素子３の電極３２の位置に合わせて貫通孔６５１が形成されている。この貫通孔６５１に差し込まれたバンプ８を介して電極３２と導体層２３とが電気的および機械的に接続されている。同様に、凹部６６の底部（充填部６３）には、半導体素子４の電極４２の位置に合わせて貫通孔が形成されており、この貫通孔に差し込まれたバンプ８を介して電極４２と導体層２３とが電気的および機械的に接続されている。なお、バンプ８の外縁は、貫通孔６５１の内面に当接することから、この内面も発光素子３の位置を規制する当接部となり得る。すなわち、本実施形態では、発光素子３の本体の外縁およびバンプ８の外縁を異なる位置にある当接部に当接させることによって発光素子３の位置合わせをすることができる。

光透過部６１の平均厚さ（貫通孔６５１の平均深さ）は、回路基板２と発光素子３との間隙に依存するが、一例として５〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、光透過性を損なうことなく、十分な耐候性が確保される。なお、充填部６３の平均厚さも、光透過部６１と同様に設定される。

一方、当接部６２の平均厚さは、特に限定されないが、回路基板２の上面から発光素子３の上面までの距離を１としたとき、０．２〜２程度であるのが好ましく、０．３〜１．５程度であるのがより好ましい。これにより、光導波路モジュール１０の薄型化を妨げることなく、発光素子３を確実に固定し保護することができる。

なお、素子実装部６は、受光素子７側にも設けられていてもよい。
また、本実施形態および図１では、シングルチャンネル（コア部１４の数が１つ）の光導波路１に対して１つの発光素子３を光結合した光導波路モジュール１０について説明しているが、本発明は、マルチチャンネル（コア部１４の数が複数）の光導波路に対して複数の発光素子３を光結合した光導波路モジュールについても適用可能である。すなわち、マルチチャンネルの光導波路の場合、チャンネル間に跨るように素子実装部６を配置し、これに複数の凹部６５を形成することによって、複数の発光素子３の位置を同時に高精度に合わせることができる。特に凹部６５は、発光素子３の実装前にあらかじめ精度よく形成することが可能であるので、位置精度を特に高めることができる。その結果、チャンネル間における通信品質の均一性を確保することができる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路モジュールの第２実施形態について説明する。
図５、６は、本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す縦断面図である。

以下、第２実施形態について説明するが、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。なお、図５、６において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示す光導波路モジュール１０は、素子実装部６の形状が異なる以外、第１実施形態と同様である。

本実施形態では、発光素子３として下面から突出するように設けられた半球状のバンプ８を備えたものを用いる。そして、図５に示す素子実装部６が備える当接部６２に対してバンプ８の外縁を当接させることにより、発光素子３の位置を確実に規制することができる。

また、当接部６２で囲まれた領域の内側に凹部６５’が設けられており、この凹部６５’内にバンプ８を差し込むことによって発光素子３の位置合わせを容易かつ高精度に行うことができる。

また、凹部６５’の底部には、バンプ８の先端部の位置に合わせて貫通孔６５１が形成されている。この貫通孔６５１に差し込まれたバンプ８を介して電極３２と導体層２３とが電気的および機械的に接続されている。

なお、発光素子３を素子実装部６に実装した際、凹部６５’にはバンプ８の基端側が嵌め込まれ、貫通孔６５１にはバンプ８の先端側が差し込まれた状態となる。すなわち、本実施形態では、バンプ８の基端側の外縁およびバンプ８の先端側の外縁をそれぞれ異なる位置にある当接部６２に当接させることによって発光素子３の位置合わせをすることができる。

以上のように、図５に示す光導波路モジュール１０は、発光素子３の外縁ではなくバンプ８の外縁を当接部６２に当接させることにより、発光素子３の位置を規制するよう構成されている。このため、バンプ８の配置が同じであれば、発光素子３の外形を問わず、異なる種類の発光素子３について位置合わせを行うことができる。

また、素子実装部６は、図５に示すように発光素子３や半導体素子４の外縁を超えて延伸していてもよいが、図６に示すように、その外形が発光素子３の外形とほぼ同じになるよう構成されていてもよい。これにより、素子実装部６のサイズを最小化することができ、光導波路モジュール１０の小型化に寄与する。

≪第３実施形態≫
次に、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態について説明する。
図７は、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す縦断面図である。

以下、第３実施形態について説明するが、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。なお、図７において、第１、２実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７に示す光導波路モジュール１０は、素子実装部６の形状が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図７に示す素子実装部６は、発光素子３の本体を嵌め込むための凹部６５と、バンプ８を差し込むための凹部６５’と、凹部６５’の底部を貫通する貫通孔６５１と、を有している。したがって、当接部６２に対して発光素子３の外縁、バンプ８の基端側の外縁、およびバンプ８の先端側の外縁の３か所を当接させることによって発光素子３の位置合わせをすることができる。

以上のように、図７に示す光導波路モジュール１０は、発光素子３の３か所を当接部６２に当接させるようにしたことから、発光素子３の位置合わせを確実に行うとともに、発光素子３の固定機能および保護機能をより高めることができる。

＜光導波路モジュールの製造方法＞
次に、上述したような光導波路モジュールを製造する方法（本発明の光導波路モジュールの製造方法）の一例について説明する。

図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１、回路基板２、素子実装部６等を積層するとともに、発光素子３、半導体素子４等を実装することにより製造される。

このうち、回路基板２は、例えば、絶縁性基板２１の両面を覆うように導体層を形成した後、不要部分を除去（パターニング）し、配線パターンを含む導体層２２、２３を残存させることで形成される。

導体層の製造方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、電解めっき、無電解めっき等のめっき法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等が挙げられる。

また、導体層のパターニング方法としては、例えばフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。
この他、一般的な回路パターン形成方法により製造可能である。

次に、光導波路の製造方法の一例について説明する。
光導波路１は、下方から支持フィルム１８、クラッド層１１、コア層１３、クラッド層１２およびカバーフィルム１９をこの順で積層してなる積層体と、この積層体の一部を除去することで形成されたミラー１６と、を有している。

積層体のうち、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の３層は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を順次成膜して形成する方法、あるいは、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をあらかじめ基材上に成膜した後、それぞれを基板から剥離して貼り合わせる方法等により製造される。

一方、支持フィルム１８およびカバーフィルム１９は、上述したようにして製造された３層に対して貼り合わせる方法により製造される。

クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の各層は、それぞれ形成用の組成物を基材上に塗布して液状被膜を形成した後、液状被膜を均一化するとともに揮発成分を除去することにより形成される。

塗布方法としては、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。

また、液状被膜中の揮発成分を除去するには、液状被膜を加熱したり、減圧下に置いたり、あるいは乾燥ガスを吹き付けたりする方法が用いられる。

なお、各層の形成用組成物としては、例えば、クラッド層１１、コア層１３またはクラッド層１２の構成材料を各種溶媒に溶解または分散してなる溶液（分散液）が挙げられる。

ここで、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、フォトブリーチング法、フォトリソグラフィー法、直接露光法、ナノインプリンティング法、モノマーディフュージョン法等が挙げられる。これらの方法はいずれも、コア層１３の一部領域の屈折率を変化させる、あるいは、一部領域の組成を異ならせることにより、相対的に屈折率の高いコア部１４と相対的に屈折率の低い側面クラッド部１５とを作り込むことができる。以上のようにして、前記積層体が得られる。

次いで、積層体に対して支持フィルム１８の下面側から一部を除去する掘り込み加工を施す。これにより得られた空間（空洞）の内壁面がミラー１６となる。

積層体に対する掘り込み加工は、例えば、レーザー加工法、ダイシングソーによるダイシング加工法等により行うことができる。
以上のようにして、光導波路１が得られる。

≪第１製造方法≫
図８、９は、図２に示す光導波路モジュールを製造する第１の方法を説明するための図（縦断面図）である。

図２に示す光導波路モジュール１０を製造する第１の方法は、［１］回路基板２の一方の面側に未硬化または半硬化の樹脂層６０を成膜する工程と、［２］未硬化または半硬化の樹脂層６０に凹部６５、６６を形成する工程と、［３］発光素子３および半導体素子４の下面から突出するように設けられたバンプ８を凹部６５、６６の底面に押圧し、底部を貫通させてバンプ８と回路基板２とを接触させるようにして発光素子３および半導体素子４を実装する工程と、［４］未硬化または半硬化の樹脂層６０を本硬化させる工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。

［１］まず、回路基板２を用意する。回路基板２には、絶縁性基板２１の表面に導体層２２および導体層２３が形成されている（図８（ａ））。

次いで、図８（ｂ）に示すように、回路基板２上に樹脂層６０を形成する。樹脂層６０は、前述した素子実装部６の構成材料の未硬化物または半硬化物で構成される。これを各種塗布法により回路基板２上に成膜する。塗布法としては、特に限定されないが、例えば、ドクターブレード法、バーコート法、ダイコート法等が挙げられる。なお、樹脂層６０には、必要に応じて硬化剤を添加しておく。これにより、光や熱等の付与に伴い、樹脂層６０を速やかに硬化させることができ、製造効率を高めることができる。

また、樹脂層６０を成膜する方法以外に、別に用意した剥離基板上に樹脂層６０を成膜しておき、剥離基板から剥離させた樹脂層６０を回路基板２上に貼り合わせるようにしてもよい。

［２］次に、凹部６５、６６の形状に対応した成形型６００を用意し、これを図８（ｃ）に示すように樹脂層６０に押し当てる。これにより、成形型６００の形状が樹脂層６０に転写され、樹脂層６０に凹部６５、６６が形成される。この成形の際には、樹脂層６０の温度を上げることで、樹脂層６０を軟化させ、成形性を高めるように」してもよい。その後、必要に応じて樹脂層６０の温度を下げる等の半硬化処理を行い、樹脂層６０が本硬化しない程度に硬化させてもよい。これにより、成形型６００から樹脂層６０を離型しても、転写された形状を維持することができる。なお、この際の樹脂層６０の硬度は、転写された形状を維持しつつ、後述する工程においてバンプ８の押圧によって凹部６５、６６の底部が貫通させられる程度に設定される。

このような凹部６５、６６の形成は、あらかじめ高い寸法精度で型が形成されている成形型６００を用い、回路基板２の端面等を基準点にして位置合わせを行うことができるため、比較的高い位置精度で行うことができる。また、光導波路１がマルチチャンネルの場合には、チャンネル間に跨るように形成された樹脂層６０に対して複数の凹部６５を形成する必要があり、通信品質の均一性の確保等の観点からはこれらの凹部６５の相互の位置精度も重要である。この場合に、あらかじめ高い寸法精度が保たれている成形型６００を用いることにより、凹部６５同士の位置精度を極めて高くすることができる。その結果、凹部６５に嵌め込まれる発光素子３の位置精度も高めることができる。さらには、チャンネル数が多く、多数の凹部６５、６６を形成しなければならない場合でも、成形型６００を用いることにより、１回の成形プロセスで短時間に形成することができる。

また、成形型６００を押し当てる以外の方法で凹部６５、６６を形成するようにしてもよい。この方法としては、例えば、回路基板２上に成形型６００を保持し、回路基板２と成形型６００との間隙に前記未硬化物または半硬化物を充填した後、硬度をやや高め、その後成形型６００を離型する方法等が挙げられる。さらに、機械加工、レーザー加工、電子線加工、ウォータージェット加工、サンドブラスト加工、ショットブラスト加工等の各種加工方法により、樹脂層６０の一部を除去することにより凹部６５、６６を形成する方法も用いられる。

［３］次に、電極３２に固着するバンプ８が設けられた発光素子３および電極４２に固着するバンプ８が設けられた半導体素子４をそれぞれ用意する。そして、樹脂層６０に形成された凹部６５内に発光素子３を嵌め込み（図９（ｄ））、バンプ８を底面に押圧する（図９（ｅ））。同様に、凹部６６内に半導体素子４を嵌め込み、バンプ８を底面に押圧する。この押圧により、バンプ８は樹脂層６０を押し退けるようにして凹部６５、６６の底部を貫通し、回路基板２の上面に接触する（図９（ｆ））。その結果、凹部６５、６６の底部には、貫通孔６５１、６６１が形成される。この場合も、前述したように樹脂層６０の温度を上げるようにしてもよい。また、バンプ８の押圧は、発光素子３の自重を利用したものであってもよい。

ここで、発光素子３の実装は、凹部６５に嵌め込んだ状態で行われるため、凹部６５を囲うように位置する当接部６２に沿って発光素子３の位置合わせを行いさえすれば、回路基板２の面方向における位置ずれが起き難い。このため、発光素子３を容易に高い位置精度で実装することができる。これは、前述したように、成形型６００を用いた凹部６５の形成が、原理上、高い位置精度で行い得ることに起因している。

一方、この押圧により、凹部６５の底部は、発光素子３と回路基板２との間隙に充填されることとなる。その結果、図２に示す光透過部６１が形成されることとなる。この光透過部６１は、樹脂層６０の押圧によって前記間隙を充填するようにして形成されるため、従来のアンダーフィルと同様の機能を有する。すなわち、発光素子３と回路基板２との光結合効率を高めるとともに発光素子３の固定、保護等が図られる。

また、このようにして形成される素子実装部６は、従来のアンダーフィルに比べて吸湿性が低く、耐候性の高いものとなるため、高品質で安定した光通信を実現可能な光導波路モジュール１０が得られる。さらには、間隙に樹脂を充填する作業が不要なため、ボイド残りが発生し難いという利点もある。

なお、貫通孔６５１、６６１の形成方法は上記の方法に限定されず、例えば、発光素子３や半導体素子４の実装に先立ち、各種加工方法によって凹部６５、６６の底部の一部を除去する方法等も用いられる。このような方法によれば、例えばバンプ８が発光素子３の下面に固着されているものでなくても、素子実装部６に対して実装可能である。

［４］次に、未硬化または半硬化の樹脂層６０を本硬化させる。これにより、発光素子３および半導体素子４が確実に固定される。これにより、発光素子３および接合部の保護がなされるとともに、発光素子３の発光強度（発光素子３と回路基板２との光結合効率）が確保される。

以上のようにして発光素子３および半導体素子４を実装した後、回路基板２の下面に接着層５を介して光導波路１を接着する。これにより、光導波路モジュール１０が製造される。

なお、図５〜７に示す光導波路モジュール１０も、上記第１製造方法と同様にして製造可能である。

また、光導波路１をあらかじめ回路基板２に接着した後、素子実装部６を形成するようにしてもよい。

≪第２製造方法≫
以下、図２に示す光導波路モジュールを製造する第２の方法について説明するが、第１製造方法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。

図１０は、図２に示す光導波路モジュールを製造する第２の方法を説明するための図（縦断面図）である。

図２に示す光導波路モジュール１０を製造する第２の方法は、［１］剥離基材１００上に未硬化または半硬化の樹脂層６０を形成する工程と、［２］樹脂層６０に凹部６５、６６を形成する工程と、［３］発光素子３および半導体素子４の下面から突出するバンプ８を凹部６５、６６の底面に押圧し、底部を貫通させる工程と、［４］樹脂層６０を剥離基材１００から剥離し、回路基板２に貼り付ける工程と、［５］未硬化または半硬化の樹脂層６０を本硬化させる工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。

［１］まず、剥離基材１００を用意する。剥離基材１００の上面には、必要に応じて剥離処理を施しておく。これにより、剥離基材１００の上面に成膜された樹脂層６０を容易に剥離することができる。

剥離処理としては、例えば、基材上に剥離層を成膜する処理が挙げられる。剥離層の構成材料としては、例えば、フッ素系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。
次いで、剥離基材１００上に樹脂層６０を形成する（図１０（ａ））。

［２］次に、第１製造方法と同様にして、樹脂層６０に凹部６５、６６を形成する（図１０（ｂ））。

［３］次に、凹部６５内に発光素子３を、凹部６６内に半導体素子４をそれぞれ嵌め込み、バンプ８を底面に押圧する。これにより、凹部６５、６６の底部をバンプ８により貫通させる（図１０（ｃ））。

［４］次に、凹部６５、６６内に発光素子３、半導体素子４を嵌め込んだ状態で樹脂層６０を剥離基材１００から剥離し、回路基板２の上面に貼り付ける（図１０（ｄ））。

［５］次に、未硬化または半硬化の樹脂層６０を本硬化させる。その後、回路基板２の下面に光導波路１を接着し、光導波路モジュール１０が得られる。

このような第２製造方法によれば、樹脂層６０に対して発光素子３の位置を正確に合わせることができる。したがって、樹脂層６０と回路基板２との位置合わせを行いさえすれば、回路基板２の面方向における位置ずれが起き難い。このため、容易に発光素子３を実装することができ、その位置精度は高いものとなる。これは、前述したように、樹脂層６０に形成した凹部６５の形成が、原理上、高い位置精度で行い得ることに起因している。

なお、図５〜７に示す光導波路モジュール１０も、上記第２製造方法と同様にして製造可能である。

＜電子機器＞
本発明の光導波路モジュールを備える電子機器（本発明の電子機器）は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器への適用が好適である。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モジュール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るため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。

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、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、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、本発明の光導波路モジュール、光導波路モジュールの製造方法および電子機器の実施形態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、例えば光導波路モジュールを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよく、複数の実施形態同士を組み合わせるようにしてもよい。

また、図１では、チャンネル（コア部）の数が１つの光導波路を図示しているが、本発明の光導波路モジュールが備える光導波路のチャンネル数は２つ以上であってもよい。この場合、チャンネル数に応じてミラー、レンズ、発光素子、受光素子等の数を設定すればよく、さらに素子実装部に形成する凹部、貫通孔等の数もチャンネル数に応じて設定される。したがって、例えばチャンネル数が２つの場合、素子実装部６には凹部６５と凹部６６とがそれぞれ２つずつ形成されているのが好ましい。

また、発光素子および受光素子については、１つの素子に複数の発光部または複数の受光部を備えたものを用いるようにしてもよい。この場合、１つの凹部６５に対して３個以上の貫通孔６５１が形成される。

１ 光導波路
１０ 光導波路モジュール
１１、１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１６ ミラー
１８ 支持フィルム
１９ カバーフィルム
２ 回路基板
２０ コネクター
２１ 絶縁性基板
２２、２３ 導体層
３ 発光素子
３１ 発光部
３２ 電極
４ 半導体素子
４２ 電極
５ 接着層
６ 素子実装部
６０ 樹脂層
６００ 成形型
６１ 光透過部
６２ 当接部
６３ 充填部
６４ 当接部
６５、６６ 凹部
６５’ 凹部
６５１、６６１ 貫通孔
７ 受光素子
７１ 受光部
８ バンプ
１００ 基材

Claims (9)

1. 光導波路と、
   光素子と、
   前記光導波路と前記光素子との間に設けられた基板と、
   前記光素子を当接させることで前記光素子の位置を規制する当接部と、前記光素子の光路上に設けられた光透過部と、を備え、前記当接部および前記光透過部が同一の材料で一体的に形成されてなる素子実装部と、
   を有することを特徴とする光導波路モジュール。
2. 前記光素子は、光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられた通電端子と、を備えるものであり、
   前記当接部は、前記光素子を収容可能であるとともに、内壁面が前記光素子本体の外面と当接するよう構成された凹部の前記内壁面である請求項１に記載の光導波路モジュール。
3. 前記光素子は、光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられた通電端子と、を備えるものであり、
   前記当接部は、内壁面が前記通電端子の外面と当接するよう構成された凹部の前記内壁面である請求項１に記載の光導波路モジュール。
4. 前記通電端子は、前記光素子本体の外面から突出するよう構成されており、
   前記未硬化または半硬化の光透過部を貫通させて前記通電端子と前記基板とを接触させ、その後、前記光透過部を硬化させてなるものである請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路モジュール。
5. 光導波路と、
   光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられ、前記光素子本体の外面から突出するよう構成された通電端子と、を備える光素子と、
   前記光導波路と前記光素子との間に設けられた基板と、を有する光導波路モジュールの製造方法であって、
   基板の一方の面側に未硬化または半硬化の樹脂層を成膜する工程と、
   前記未硬化または半硬化の樹脂層に凹部を形成する工程と、
   前記凹部の底部を貫通させて前記通電端子と前記基板とを接触させるように前記光素子を実装する工程と、
   前記未硬化または半硬化の樹脂層を本硬化させる工程と、を有することを特徴とする光導波路モジュールの製造方法。
6. 光導波路と、
   光素子本体と、前記光素子本体に設けられた受発光部と、前記光素子本体に設けられ、前記光素子本体の外面から突出するよう構成された通電端子と、を備える光素子と、
   前記光導波路と前記光素子との間に設けられた基板と、を有する光導波路モジュールの製造方法であって、
   剥離基材上に未硬化または半硬化の樹脂層を成膜する工程と、
   前記未硬化または半硬化の樹脂層に凹部を形成する工程と、
   前記剥離基材から剥離させた前記未硬化または半硬化の樹脂層を前記基板の一方の面側に積層する工程と、
   前記凹部の下面を貫通させて前記通電端子と前記基板とを接触させるように前記光素子を実装する工程と、
   前記未硬化または半硬化の樹脂層を本硬化させる工程と、を有することを特徴とする光導波路モジュールの製造方法。
7. 前記凹部は、前記光素子本体を挿入し得るよう構成されている請求項５または６に記載の光導波路モジュールの製造方法。
8. 前記凹部を、成形型を用いた成形法により形成する請求項５ないし７のいずれかに記載の光導波路モジュールの製造方法。
9. 請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路モジュールを有することを特徴とする電子機器。

Images