JP2015060134A - 光導波路の製造方法、光導波路および反射面形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一度に複数の反射面を形成することができ、かつ、反射面の形成精度の高い光導波路の製造方法、光導波路および反射面形成方法を提供すること。
【解決手段】本発明の光導波路の製造方法は、Ｘ方向に間隔を隔てて並設された複数のコア部１４を備える光導波路１Ａの一方の面側に、Ｘ方向に沿って並設され、Ｘ方向の長さがＹ方向に沿って連続的に変化する部分を備えた複数の開口３１０を有する可動マスク３００を配置する配置工程と、可動マスク３００の開口３１０を介して光導波路１ＡにレーザーＬＬを照射するとともに、可動マスク３００をＸ方向に移動させることにより、光導波路１Ａにミラー７を有する複数の切り欠き部７０をコア部１４に対応して形成する形成工程と、を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、光導波路の製造方法、光導波路および反射面形成方法に関するものである。

従来では、反射面を有する光導波路の製造方法として、先端がテーパ状に形成されたダイシングソーによって光導波路を切削加工することにより、反射面を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ダイシングソーによる加工は、反射面の形成精度（平坦度など）が悪く、反射面でも光損失が大きいという問題ある。また、一度に複数の反射面を形成するもの困難であるという問題もある。

特開２００８−３０４８７０号公報

本発明の目的は、一度に複数の反射面を形成することができ、かつ、反射面の形成精度の高い光導波路の製造方法、光導波路および反射面形成方法を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１） 第１方向に間隔を隔てて並設された複数のコア部を備える層状の光導波路の一方の面側に、前記第１方向に沿って並設され、前記第１方向の長さが前記第１方向と直交する第２方向に沿って連続的に変化する部分を備えた複数の開口を有する可動マスクを配置する配置工程と、
前記可動マスクの開口を介して前記光導波路にレーザーを照射するとともに、前記可動マスクを前記第１方向に移動させることにより、前記光導波路に、前記一方の面に対して傾斜する反射面を有する複数の切り欠き部を前記複数のコア部に対応して形成する形成工程と、を有していることを特徴とする光導波路の製造方法。

（２） 前記配置工程では、さらに、前記第１方向に沿って並設され、各前記切り欠き部の形成領域を規定する複数の開口を有する固定マスクを、前記光導波路の一方の面側に前記可動マスクと重なるように配置し、
前記形成工程では、前記固定マスクの開口および前記可動マスクの開口を介して前記光導波路にレーザーを照射する上記（１）に記載の光導波路の製造方法。

（３） 前記可動マスクの複数の前記開口は、前記固定マスクの複数の前記開口に対応して形成されており、
前記形成方法では、前記可動マスクの前記移動によって、前記可動マスクの各前記開口が、前記固定マスクの対応する前記開口を前記第１方向に跨ぐように移動する上記（２）に記載の光導波路の製造方法。

（４） 前記可動マスクの各前記開口の前記第１方向の最大長さは、前記固定マスクの隣り合う一対の前記開口の離間距離よりも短い上記（２）または（３）に記載の光導波路の製造方法。

（５） 前記配置工程では、前記可動マスクと前記固定マスクが接して配置される上記（２）ないし（４）のいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。

（６） 前記配置工程では、前記固定マスクが前記可動マスクよりも前記光導波路側に位置している上記（２）ないし（５）のいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。

（７） 前記固定マスクの各前記開口の輪郭は、矩形であり、前記第１方向に延在する一対の辺と、前記第２方向に延在する一対の辺とを有している上記（２）ないし（６）のいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。

（８） 前記可動マスクの各前記開口の輪郭は、三角形または台形をなしている上記（２）ないし（７）のいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。

（９） 上記（１）ないし（８）のいずれか一項に記載の光導波路の製造方法によって製造されたことを特徴とする光導波路。

（１０） 第１方向に間隔を隔てて並設された複数のコア部を備える層状の光導波路の一方の面側に、前記第１方向に沿って並設され、前記第１方向の長さが前記第１方向と直交する第２方向に沿って連続的に変化する部分を備えた複数の開口を有する可動マスクを配置する配置工程と、
前記可動マスクの開口を介して前記光導波路にレーザーを照射するとともに、前記可動マスクを前記第１方向に移動させることにより、前記光導波路に、前記一方の面に対して傾斜する反射面を有する複数の切り欠き部を前記複数のコア部に対応して形成する形成工程と、を有していることを特徴とする反射面形成方法。

本発明によれば、一度に複数の反射面を形成することができ、かつ、反射面の形成精度の高い光導波路の製造方法となる。
また、本発明によれば、信頼性の高い光導波路が得られる。

本発明によれば、一度に複数の反射面を形成することができ、かつ、反射面の形成精度の高い反射面形成方法となる。

本発明の光導波路を適用した光電気混載基板の好適な実施形態を示す縦断面図である。 図１に示す光導波路の一部を拡大して示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。 図１に示す光導波路の製造方法を説明する断面図である。 図１に示す光導波路の製造方法を説明する断面図である。 図４に示す固定マスクを説明する断面斜視図である。 図４に示す可動マスクを説明する平面図である。 図６に示す可動マスクの移動を説明する平面図である。 図１に示す光導波路の製造方法を説明する断面図である。 図６に示す可動マスクの変形例を示す平面図である。 図６に示す可動マスクの変形例を示す平面図およびこれを用いて形成される切り欠き部の断面図である。

以下、光導波路の製造方法、光導波路および反射面形成方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の光導波路を適用した光電気混載基板の好適な実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示す光導波路の一部を拡大して示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図、図３および図４は、それぞれ、図１に示す光導波路の製造方法を説明する断面図、図５は、図４に示す固定マスクを説明する断面斜視図、図６は、図４に示す可動マスクを説明する平面図、図７は、図６に示す可動マスクの移動を説明する平面図、図８は、図１に示す光導波路の製造方法を説明する断面図、図９は、図６に示す可動マスクの変形例を示す平面図、図１０は、図６に示す可動マスクの変形例を示す平面図およびこれを用いて形成される切り欠き部の断面図である。

１．光電気混載基板
図１に示す光電気混載基板１００は、光導波路（本発明の光導波路）１と、その下面に積層された電気配線基板５と、これらの間に介挿され両者を接着する接着シート９とを有している。以下、光電気混載基板１００の各部の構成について順次説明する。

（光導波路）
光導波路１は、光信号を伝送し得る部材である。また、光導波路１は、層状をなしている。また、図２に示すように、光導波路１は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２が下方からこの順で積層されてなる積層体と、この積層体の下面に積層された支持フィルム２と、この積層体の上面に積層されたカバーフィルム３と、支持フィルム２の下面側からクラッド層１２の上面にかけて形成されたミラー（光路変換部）７と、を有している。

また、コア層１３は、図２に示すように、平面視において並列に設けられた複数の長尺状のコア部１４と、各コア部１４にそれぞれ隣接して併設され（すなわち、コア層１３においてコア部１４の間を埋めるように設けられ）、コア部１４より屈折率の低い側面クラッド部１５と、を有している。これにより、コア部１４はクラッド部（側面クラッド部１５および各クラッド層１１、１２）で囲まれることとなり、コア部１４によって光を伝搬することができる。

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いが、その差は０．３％以上であるのが好ましく、０．５％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いが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率差が前記下限値未満の場合、光を伝搬する効果が低下するおそれがあり、一方、屈折率差が前記上限値を上回る場合、光の伝送効率のそれ以上の向上は期待できない。

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、次式で表される。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００

また、コア部１４の横断面における屈折率分布は、いかなる形状の分布であってもよい。例えば、屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。ＳＩ型の分布であれば屈折率分布の形成が容易であり、ＧＩ型の分布であれば屈折率の高い領域に信号光が集まる確率が高くなるため伝送効率が向上する。

なお、ＧＩ型の屈折率分布は、屈折率が連続的に変化している分布であるが、例えばコア層１３中の屈折率について、コア部１４の幅方向の位置を横軸、屈折率を縦軸にとったとき、コア部１４の中心付近に極大を有する連続曲線からなる分布であるのが好ましい。このような屈折率分布を有するコア部１４では、光信号がコア部１４の中心付近を伝搬することとなる。このため、上述したように伝送効率が向上する。また、後述するようにコア部１４同士が交差している場合、交差部において光信号の混信を抑制することができる。このため、コア部１４が複数の交差部を通過するよう構成されている場合でも、光通信の品質が低下し難いため、光回路の設計自由度を特に高めることができるという利点がある。

さらに、上記連続曲線は、コア部１４と側面クラッド部１５との境界付近に極小を有する曲線であるのが好ましい。このような屈折率分布によれば、コア部１４の中心付近と側面クラッド部１５との境界付近との屈折率差が特に大きくなるため、コア部１４の中心付近に光信号を閉じ込める作用が特に増強される。その結果、伝送効率が特に高くなるとともに、交差部において光信号の混信を特に抑制することができる。

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

また、コア部１４の幅および高さ（コア層１３の厚さ）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、１０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつコア部１４の高密度化を図ることができる。

また、コア部１４は、平面視で直線状または曲線状であってもよい。さらに、コア部１４は、途中で分岐または交差していてもよい。

複数のコア部１４が並列しているとき、コア部１４同士の間に位置する側面クラッド部１５の幅は、５〜２５０μｍ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く、１０〜１２０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア部１４同士の間で光信号が混在（クロストーク）するのを防止しつつコア部１４の高密度化を図ることができる。

また、複数のコア部１４が並列している部分では、コア部１４の幅ＷＣＯと側面クラッド部の幅ＷＣＬとの比（ＷＣＯ／ＷＣＬ）が０．１〜１０の範囲内であるのが好ましく、０．１〜５の範囲内にあるのがより好ましく、０．２〜４の範囲内にあるのがさらに好ましい。このようにＷＣＯとＷＣＬの比を最適化することにより、伝送効率の低下抑制とコア部１４の高密度化とを特に高度化することができる。

上述したようなコア層１３の構成材料（主材料）は、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができる。なお、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。

また、これらの中でも特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種が好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。これらの樹脂材料は、光の透過性が高いことから、特に伝送損失の小さい光導波路１が得られる。

一方、クラッド層１１、１２は、コア層１３の下部および上部に位置する。
クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さの０．０５〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．１〜１．２５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド部としての機能が確保される。

また、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（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。

また、光導波路１の横断面の厚さ方向の屈折率分布についても、ＳＩ型、ＧＩ型の分布であってもよい。このうち、ＧＩ型の分布は、光導波路１の厚さ方向の位置を縦軸、屈折率を横軸にとったとき、コア部１４の中心付近に極大を有する連続曲線からなる分布であるのが好ましい。さらに、上記連続曲線は、コア部１４とクラッド層１１、１２との境界付近に極小を有する曲線であるのが好ましい。このような曲線からなる屈折率分布によれば、光導波路１の伝送効率が特に高くなるとともに、交差部において光信号の混信を特に抑制することができる。

また、図１に示すように、光導波路１の下面には支持フィルム２が、上面にはカバーフィルム３が、それぞれ設けられていてもよい。なお、これらは必要に応じて設けられればよく、省略することもできる。

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

また、支持フィルム２およびカバーフィルム３の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、外力や外部環境からコア層１３やクラッド層１１、１２を確実に保護することができる。

また、図１に示すように、光導波路１には支持フィルム２の下面側からクラッド層１２の上面にかけて空洞部（切り欠き部）７０が形成されている。そして、この空洞部７０の内面のうち、コア部１４を横断する領域は、コア部１４の光路を変換するミラー（反射面）７となる。

空洞部７０は、支持フィルム２の下面から掘り込み加工等により形成されたものであり、図１の場合、縦断面形状が三角形をなしている。また、ミラー７は、コア部１４の途中を斜めに横断する平面であり、コア部１４の光軸に対して４５°傾斜している。そのため、コア部１４を伝搬してきた光は、ミラー７により反射され、その光路が上方に９０°変換される。また、図１の上方から伝搬してきた光は、ミラー７で反射されコア部１４に入射される。

なお、ミラー７とコア部１４の光軸とがなす角度は、上記の４５°に限定されず、コア部１４の光路を変換して光導波路１の外部と光接続し得る角度であればよい。例えば、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４２〜４７°程度であるのがより好ましい。

また、必要に応じて、空洞部７０の内面に反射膜が成膜されていてもよい。この反射膜としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜や、コア部１４より低屈折率の材料の膜等が挙げられる。金属膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着のような物理蒸着法、ＣＶＤのような化学蒸着法、めっき法等が挙げられる。

また、ミラー７はコア部１４の途中ではなく、側面クラッド部１５内であってコア部１４の延長線上に設けられてもよい。

なお、空洞部７０には、必要に応じて、何らかの材料が充填されていてもよい。この場合、充填される材料の屈折率は、コア部１４の屈折率より小さいのが好ましい。

（電気配線基板）
図１に示す電気配線基板５は、コア基板５１とその両面に積層されたビルドアップ層５２とを備えた多層基板５０と、この多層基板５０の下面に設けられたバンプ５３と、を有している。このような電気配線基板５は、このバンプ５３を介して他の回路に実装可能なインターポーザーとして用いられる。

コア基板５１は、電気配線基板５を支持する基板であり、その構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。この他、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたもの、具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等であってもよい。

また、コア基板５１には貫通孔５１１が設けられており、貫通孔内にはコア基板５１の両面に積層されたビルドアップ層５２同士を電気的に接続する貫通配線が形成されている。

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

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

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

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

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

また、光電気混載基板１００が備える電気配線基板は、上述した電気配線基板５のような多層基板を含むものに限定されず、例えば多層基板を単層の電気配線基板（リジッド基板）で代替したものであってもよく、ポリイミド基板、ポリエステル基板、アラミドフィルム基板のような各種フレキシブル基板で代替したものであってもよい。また、多層基板５０は、コア基板５１を含まないコアレスの多層基板で代替することもできる。

また、図１に示す電気配線基板５は、多層基板５０の上面に設けられたソルダーレジスト層５４を有している。ソルダーレジスト層５４を設けることにより、電気配線基板５の導体層５２２を酸化や腐食等から保護するとともに、多層基板５０の上面の平滑化を図り、接着シート９と多層基板５０との密着性を高めることができる。なお、ソルダーレジスト層５４のうち、導体層５２２との接続部には図示しない開口が形成されている。

ソルダーレジスト層５４は、各種樹脂材料で構成され、必要に応じて無機フィラーを含む。ソルダーレジスト層５４の平均厚さは、特に限定されないが５〜１００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０μｍ程度であるのがより好ましく、２０〜４０μｍ程度であるのがさらに好ましい。ソルダーレジスト層５４の厚さを前記範囲内に設定することにより、導体層５２２の保護や多層基板５０の上面の平滑化を図りつつ、ソルダーレジスト層５４の十分な光透過性を確保することができる。すなわち、ソルダーレジスト層５４の平均厚さが前記下限値を下回る場合、導体層５２２の保護が不十分になったり、多層基板５０の上面を十分に平滑化させることができず接着シート９の密着性が低下するおそれがあったりする。一方、ソルダーレジスト層５４の平均厚さが前記上限値を上回る場合、ソルダーレジスト層５４の光透過性が低下し、多層基板５０の上面の視認性が低下して、電気配線基板５を視認しつつ光導波路１に対して正確な加工を施すのが困難になるおそれがある。

なお、この電気配線基板５には、図示しない電気素子が搭載されていてもよい。電気素子としては、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が挙げられる。

（接着シート）
接着シート９は、熱硬化性樹脂を主材料とするシートであって、硬化により電気配線基板５と光導波路１とを接着する。

接着シート９を構成する材料は、例えば、熱硬化性樹脂を主成分とするものである。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂のようなビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のようなノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂のほか、ポリイミド、ポリアミドイミドのようなイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、接着シート９の構成材料は、上記の熱硬化性樹脂の他に、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、反応性末端カルボキシル基ＮＢＲ（ＣＴＢＮ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ビニルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。これらのゴム成分および熱可塑性樹脂の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜２００質量部程度であるのが好ましく、２０〜１５０質量部程度であるのがより好ましい。

さらに、接着シート９の構成材料は、必要に応じて、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤のような各種硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、フィラー等の添加物を含んでいてもよい。これらの添加物の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して０．０５〜５０質量部程度であるのが好ましく、０．１〜３０質量部程度であるのがより好ましい。

２．光導波路の製造方法
次に、光導波路１の製造方法（本発明の光導波路の製造方法および本発明の反射面形成方法）について、その一例を挙げて具体的に説明する。

光導波路１の製造方法は、複数のコア部１４を有する光導波路１Ａを得る第１の工程と、光導波路１Ａにミラー（反射面）７を形成して光導波路１を得る第２の工程とを有している。

（第１の工程）
まず、図３（ａ）に示すように、支持フィルム２を用意し、用意した支持フィルム２上にクラッド層１１を形成する。具体的には、まず、クラッド層形成用樹脂組成物をドクターブレードにより支持フィルム２上に均一に塗布する。次に、クラッド層形成用樹脂組成物を乾燥させて溶媒を除去する。次に、クラッド層形成用樹脂組成物を硬化させる。これにより、クラッド層１１が形成される。

次に、図３（ｂ）に示すように、クラッド層１１上にコア層１３を形成する。具体的には、まず、クラッド層１１上に感光性樹脂組成物をドクターブレードにより均一に塗布する。次に、感光性樹脂組成物を乾燥させて溶媒を除去して被膜とする。次に、得られた被膜上に紫外線をパターン照射（露光）したのち、皮膜を硬化させる。これにより、紫外線の照射パターンに対応してコア部１４と側面クラッド部１５とが形成されたコア層１３が形成される。なお、感光性樹脂組成物の材料により、紫外線を照射した部分が側面クラッド部１５となり、紫外線を照射しない部分がコア部１４となる場合と、反対に、紫外線を照射した部分がコア部１４となり、紫外線を照射しない部分が側面クラッド部１５となる場合とがある。

なお、コア部１４の形状、本数および配置は、特に限定されないが、以下では、説明の便宜上、直線状の４本のコア部１４が並設されている場合について代表して説明する。また、以下では、４本のコア部１４の並設方向を「Ｘ方向（第１方向）」と言い、コア層１３の平面視にてＸ方向に直交する方向、すなわち各コア部１４の延在方向を「Ｙ方向（第２方向）」と言う。

次に、図３（ｃ）に示すように、クラッド層１１の形成と同様にして、コア層１３上にクラッド層１２を形成する。次に、クラッド層１２上にカバーフィルム３を配置する。以上により、ミラー７が形成されていない状態の光導波路１Ａが得られる。

（第２の工程）
第２の工程は、光導波路１Ａの上面（一方の面）側に、可動マスクおよび固定マスクを配置する配置工程と、可動マスクおよび固定マスクを介して光導波路１Ａにレーザーを照射してミラー７を形成する形成工程と、を有している。

−配置工程−
まず、図４に示すように、光導波路１Ａに対して移動可能な可動マスク３００と、光導波路１Ａに対して固定的に設けられる固定マスク４００とを光導波路１Ａの上側（支持フィルム２側）に配置する。また、マスク３００、４００の上方に図示しないレーザー光源を配置し、マスク３００、４００と光導波路１Ａの間にレーザーＬＬを集束させるレンズ５００を配置する。なお、この工程は、例えば、可動マスク３００、固定マスク４００、レーザー光源およびレンズ５００が予め所定の位置にセットされている装置（レーザー加工装置）に、光導波路１Ａを配置することにより行うことができる。

なお、使用するレーザーＬＬとしては、特に限定されず、例えば、可視光レーザー、赤外線レーザー、紫外線レーザー等を用いることができる。これらの中でも、レーザーとしては、特に、紫外線レーザーを用いるのが好ましい。紫外線レーザーは、加工材料の吸収係数が高いため、加工を制御することが容易となる。また、使用するレーザーとしては、エキシマレーザー（ＸｅＣｌレーザー、ＫｒＦレーザー、ＡｒＦレーザー、Ｆ２レーザーなど）が適している。

また、レーザーＬＬは、パルスレーザー、連続レーザーのいずれであってもよいが、パルスレーザーであるのが好ましい。パルスレーザーであれば、ショット数で積算光量（加工深さ）を制御することができるため、精度の良い加工を行うことができる。

固定マスク４００は、光導波路１Ａと離間して配置されている。また、固定マスク４００は、レーザーＬＬ照射中、光導波路１Ａに対して不動である（すなわち、相対的な位置関係が維持される）。また、図６に示すように、固定マスク４００には４つの開口４１０が形成されている。これら４つの開口４１０は、コア部１４の配列方向と同じＸ方向に並んでおり、４つのコア部１４に対応して形成されている。そして、これら各開口４１０は、対応するコア部１４（または対応するコア部１４の延長線上）に形成する切り欠き部７０の形成領域Ｓ１および輪郭形状を規定する。すなわち、固定マスク４００を有することによって、切り欠き部７０の形成精度が向上するとともに、光導波路１Ａの不本意な加工を効果的に防止することができる。

各開口４１０の輪郭形状は、Ｘ方向に延在する一対の辺４１１、４１２と、Ｙ方向に延在する一対の辺４１３、４１４を有する略矩形となっている。これにより、切り欠き部７０の輪郭形状およびミラー７の輪郭形状をそれぞれ略矩形とすることができる。そのため、ミラー７をその用途に適した形状とすることができるとともに、切り欠き部７０の省スペース化を図ることができる。なお、各開口４１０の輪郭形状は、矩形に限定されず、例えば、三角形、円形、異形等であってもよい。

また、各開口４１０の幅（Ｘ方向の長さ）は、形成される切り欠き部７０の幅（Ｘ方向の長さ）が対応するコア部１４の幅（Ｘ方向の長さ）とほぼ等しいか、若干大きくなるように設計されている。これにより、ミラー７をその用途において十分な大きさとすることができるとともに、切り欠き部７０の過度な大型化（幅の増加）を防止でき、光導波路１Ａの小型化を図ることができる。また、切り欠き部７０の多少の位置ずれも許容することができる。

可動マスク３００は、固定マスク４００と重ね合わさっている。すなわち、可動マスク３００は、その下面が固定マスク４００の上面と接触するようにして配置されている。これにより、レーザーＬＬの回折を効果的に防止することができるため、切り欠き部７０の形成精度が向上する。ただし、可動マスク３００と固定マスク４００は、離間していてもよい。

また、可動マスク３００は、固定マスク４００の上側（光導波路１Ａと反対側）に位置している。このように、光導波路１Ａに対して固定的な固定マスク４００を可動マスク３００よりも光導波路１Ａ側に位置させることにより、レーザーＬＬの回折をより効果的に防止することができる。ただし、可動マスク３００は、固定マスク４００の下側（光導波路１Ａ側）に位置していてもよい。

図６に示すように、可動マスク３００には固定マスク４００の各開口４１０に対応した４つの開口３１０がＸ方向に並んで形成されている。各開口３１０は、対応する開口４１０上を通過することによって、開口４１０を通って光導波路１Ａに照射されるレーザーＬＬの積算光量を制御する機能を有している。

ここで、各開口３１０は、その機能を発揮するために、その幅（Ｘ方向の長さ）がＹ方向に沿って連続的に変化（漸増または漸減）する部分を有する必要がある。そこで、本実施形態では、各開口３１０の輪郭形状を、Ｘ方向に延在する１つの辺３１１と、Ｙ方向に延在する１つの辺３１２と、Ｘ、Ｙ両方向に対して傾斜する１つの辺３１３とを有し、辺３１１、３１２の長さがほぼ同じの略直角二等辺三角形としている。このような形状によれば、より簡単な形状で、上記の条件を満たすことができる。また、各開口３１０を略三角形とすることによって、レーザーＬＬ照射中のデブリ（ゴミ）の発生を抑制することもできる。また、幅を規定する２つの辺３１２、３１３が直線で構成されているため、開口３１０の幅の変化率が一定となり、確実かつ容易に、平坦なミラー７を形成することができる。また、略直角二等辺三角形とすることにより、言い換えれば、辺３１３のＸ方向に対する傾きをほぼ４５°とすることにより、形成されるミラー７の角度をほぼ４５°とすることができる。

また、各開口３１０の幅（最大幅）は、その開口３１０に対応する開口４１０と、当該開口４１０と隣り合う開口４１０との離間距離以下に設定されている。具体的には、図６に示すように、所定の開口３１０ａの幅をＷ１とし、開口４１０ａ、４１０ｂの離間距離をＤ１、開口４１０ａ、４１０ｃの離間距離をＤ２としたとき、Ｗ１は、Ｗ１≦Ｄ１、Ｄ２なる関係を満足するように設定されている。これにより、後述するように、初期状態および移動完了状態において、可動マスク３００によって開口４１０を塞いだ状態とすることができる。そのため、不本意なレーザー照射を防止することができ、切り欠き部７０（ミラー７）の形成精度がより向上する。

また、各開口３１０の長さ（最大長さ）Ｌ_１は、対応する開口４１０の長さＬ_２以上に設計されている。そして、最大長さＬ_１の部分が開口４１０と重なった状態では、少なくとも最大長さの部分において、開口３１０から開口４１０のＹ方向の全域が開放する。これにより、切り欠き部７０の輪郭形状を規定するという開口４１０の機能が確実に発揮され、切り欠き部７０の形成精度が向上する。なお、本実施形態では、Ｌ_１＝Ｌ_２となっている。

以上のような構成の可動マスク３００は、固定マスク４００（光導波路１Ａ）に対してＸ方向に可動可能となっている。具体的に説明すると、可動マスク３００は、初期状態にて、図７（ａ）に示すように、開口３１０が対応する開口４１０の左側に位置し、全ての開口４１０が塞がれている。そして、可動マスク３００は、初期状態から、図７（ｂ）に示すように、開口３１０が対応する開口４１０を跨いで右側に移動する。そして、最終的に、図７（ｃ）に示すように、開口３１０が対応する開口４１０の右側に位置する状態（移動完了状態）となる。この状態では、開口３１０が対応する開口４１０の左側に位置し、全ての開口４１０が塞がれている。

このような可動マスク３００の移動によれば、開口４１０を介して光導波路１Ａに照射されるレーザーＬＬの積算光量（パルス数）を形成領域Ｓ内で変化させることが容易となる。そのため、後述するように、ミラー７を簡単に形成することができる。

以上、可動マスク３００および固定マスク４００の構成について説明した。これらマスク３００、４００としては、耐レーザーＬＬ性を有していれば良く、例えば、石英、フッ化カルシウム等の各種メタルマスクを用いることができる。

−形成工程−
まず、可動マスク３００を初期状態（図７（ａ）の状態）とし、マスク３００、４００の上方から光導波路１Ａに向けてレーザーＬＬを照射する。この状態では、前述したように、開口４１０が可動マスク３００によって塞がれているため、レーザーＬＬは光導波路１Ａに到達しない。

次に、可動マスク３００を固定マスク４００（光導波路１Ａ）に対してＸ方向へ一定速度で移動させる。すると、移動中に開口３１０が開口４１０を跨ぎ（例えば、図７（ｂ）の状態）、開口４１０の解放された領域（開口３１０と重なり合った領域）を介してレーザーＬＬが光導波路１Ａに照射される。ここで、開口３１０は、前述したように三角形をなし、その幅が−Ｙ方向に漸増しているため、開口４１０の開放時間も−Ｙ方向に漸増する。これに伴って、形成領域Ｓ１でのレーザーＬＬの積算照射光量（パルス数）が−Ｙ方向に沿って漸増し、形成領域Ｓ１では、−Ｙ方向側程深く加工される。

そして、可動マスク３００が移動完了状態まで移動しきると、再び、開口４１０が可動マスク３００によって塞がれて光導波路１Ａの加工が終了する。これにより、図８に示すように、各形成領域Ｓ１に、ミラー７を有する切り欠き部７０が形成され、光導波路１が得られる。

以上、光導波路１の製造方法を説明した。このような製造方法によれば、複数のミラー７を同時に形成することができるため、光導波路１の製造効率を高めることができる。また、レーザーＬＬを出射しながら可動マスク３００を移動させるだけという簡単かつ単純な動作でミラー７を形成することができるため、形成されるミラー７の形成精度が向上する。

なお、前述した方法では、可動マスク３００に形成された各開口３１０の輪郭形状が略三角形（直角二等辺三角形）であり、Ｘ方向に延在する辺と、Ｙ方向に延在する辺と、Ｘ、Ｙ両方向に傾斜する辺とを有する場合について説明したが、各開口３１０の輪郭形状や配置は、これに限定されない。

例えば、図９に示すように、開口３１０Ａの輪郭形状が台形であってもよい。この場合には、一対の辺（上底および下底）３１１Ａ、３１２ＡがそれぞれＸ方向に沿って延在し、これら辺を一対の辺３１３Ａ、３１４ＡがそれぞれＸ、Ｙ両方向に対して傾斜した方向に延在している。このような形状の開口３１０Ａによっても、前述した三角形と同様に、ミラー７を形成することができるとともに、デブリの発生を効果的に抑えることができる。

また、図１０（ａ）に示すように、開口３１０Ｂの輪郭形状が三角形（好ましくは直角二等辺三角形）であってもよい。この場合には、１つの辺３１１ＢがＹ方向に延在し、残りの２つの辺３１２Ｂ、３１３ＢがＸ、Ｙ方向に対して傾斜した方向に延在している。このような形状の開口３１０Ｂを用いた場合には、図１０（ｂ）に示すように、切り欠き部７０内に、Ｙ方向に対向配置された一対のミラー７を形成することができる。このような方法によれば、例えば、１つのコア部１４を２つのコア部に分割することができ、それぞれ異なる信号を伝搬させることができるようになる。

また、上述の構成では、可動マスク３００に複数の開口３１０がＸ方向に一列に並んで形成されているが、これ限定されず、例えば、Ｘ方向に並んだ複数の開口３１０が、Ｙ方向に複数列形成されていてもよい。固定マスク４００の開口４１０についても、これと同様である。これにより、同時に形成することのできるミラー７の数をより多くすることができる。

＜電子機器＞
上述したような光電気混載基板は、前述したように、電気配線基板を基準にしつつ光導波路に正確な加工を容易に施し得るものであるため、例えば光電気混載基板に光素子を搭載する場合、光素子と電気配線基板とを導通抵抗の増大や断線等を招くことなく確実に接続することができる。その結果、信頼性の高い光モジュールを効率よく製造することができる。また、このような光電気混載基板を備えることにより、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器が得られる。

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

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、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、本発明の光導波路の製造方法、光導波路および反射面形成方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、光導波路の製造方法において、固定マスクは、省略してもよい。この場合、固定マスクを用いた場合と比較して、切り欠き部の形成領域が大きくなるが、ミラーの形成精度は等しく保つことができる。

１ 光導波路
１Ａ 光導波路
１００ 光電気混載基板
１１ クラッド層
１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
２ 支持フィルム
３ カバーフィルム
５ 電気配線基板
５０ 多層基板
５１ コア基板
５１１ 貫通孔
５２ ビルドアップ層
５２１ 絶縁層
５２２ 導体層
５３ バンプ
５４ ソルダーレジスト層
７ ミラー
７０ 空洞部
９ 接着シート
３００ 可動マスク
３１０ 開口
３１０ａ 開口
３１０Ａ 開口
３１０Ｂ 開口
３１１ 辺
３１２ 辺
３１３ 辺
３１１Ａ 辺
３１２Ａ 辺
３１３Ａ 辺
３１４Ａ 辺
３１１Ｂ 辺
３１２Ｂ 辺
３１３Ｂ 辺
４００ 固定マスク
４１０ 開口
４１０ａ 開口
４１０ｂ 開口
４１０ｃ 開口
４１１ 辺
４１２ 辺
４１３ 辺
４１４ 辺
５００ レンズ
Ｄ１、Ｄ２ 離間距離
Ｌ１、Ｌ２ 長さ
ＬＬ レーザー
Ｗ１ 幅
Ｓ１ 形成領域

Claims (10)

1. 第１方向に間隔を隔てて並設された複数のコア部を備える層状の光導波路の一方の面側に、前記第１方向に沿って並設され、前記第１方向の長さが前記第１方向と直交する第２方向に沿って連続的に変化する部分を備えた複数の開口を有する可動マスクを配置する配置工程と、
   前記可動マスクの開口を介して前記光導波路にレーザーを照射するとともに、前記可動マスクを前記第１方向に移動させることにより、前記光導波路に、前記一方の面に対して傾斜する反射面を有する複数の切り欠き部を前記複数のコア部に対応して形成する形成工程と、を有していることを特徴とする光導波路の製造方法。
2. 前記配置工程では、さらに、前記第１方向に沿って並設され、各前記切り欠き部の形成領域を規定する複数の開口を有する固定マスクを、前記光導波路の一方の面側に前記可動マスクと重なるように配置し、
   前記形成工程では、前記固定マスクの開口および前記可動マスクの開口を介して前記光導波路にレーザーを照射する請求項１に記載の光導波路の製造方法。
3. 前記可動マスクの複数の前記開口は、前記固定マスクの複数の前記開口に対応して形成されており、
   前記形成方法では、前記可動マスクの前記移動によって、前記可動マスクの各前記開口が、前記固定マスクの対応する前記開口を前記第１方向に跨ぐように移動する請求項２に記載の光導波路の製造方法。
4. 前記可動マスクの各前記開口の前記第１方向の最大長さは、前記固定マスクの隣り合う一対の前記開口の離間距離よりも短い請求項２または３に記載の光導波路の製造方法。
5. 前記配置工程では、前記可動マスクと前記固定マスクが接して配置される請求項２ないし４のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。
6. 前記配置工程では、前記固定マスクが前記可動マスクよりも前記光導波路側に位置している請求項２ないし５のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。
7. 前記固定マスクの各前記開口の輪郭は、矩形であり、前記第１方向に延在する一対の辺と、前記第２方向に延在する一対の辺とを有している請求項２ないし６のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。
8. 前記可動マスクの各前記開口の輪郭は、三角形または台形をなしている請求項２ないし７のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法によって製造されたことを特徴とする光導波路。
10. 第１方向に間隔を隔てて並設された複数のコア部を備える層状の光導波路の一方の面側に、前記第１方向に沿って並設され、前記第１方向の長さが前記第１方向と直交する第２方向に沿って連続的に変化する部分を備えた複数の開口を有する可動マスクを配置する配置工程と、
    前記可動マスクの開口を介して前記光導波路にレーザーを照射するとともに、前記可動マスクを前記第１方向に移動させることにより、前記光導波路に、前記一方の面に対して傾斜する反射面を有する複数の切り欠き部を前記複数のコア部に対応して形成する形成工程と、を有していることを特徴とする反射面形成方法。

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