JP4696647B2 - 光導波路形成基板 - Google Patents
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Description
本発明は、光導波路形成基板に関するものである。
近年注目されている光通信の分野における光部品として、光分岐結合器（光カプラ）、光合分波器等が挙げられ、これらに用いる光導波路型素子が有望視されている。この光導波路型素子としては、従来の石英系光導波路の他、製造（パターニング）が容易で汎用性に富むポリマー系光導波路があり、近年では後者の開発が盛んに行われている。
このような光導波路型素子（単に「光導波路」とも言う）は、通常、基板上に形成され、光導波路形成基板として取り扱われる。この光導波路形成基板としては、硬質の基板上に所定の配線回路と、コア部およびクラッド部で構成される光導波路とを形成し、さらにこの光導波路に発光素子および受光素子を取り付けたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献１に記載の光導波路形成基板では、次のような問題点がある。
１． 光導波路や配線回路は、すべて硬質の基板上に形成されているため、光導波路形成基板の一部をコネクタとして用いる場合などに、搭載する電子機器に対する光導波路形成基板の配置やコネクタの接続の位置決め、光導波路の配置、配線回路の配置等に制約を受け、構造上、光回路上、電気回路上の各々において、設計の自由度（許容範囲）が狭くなる。
２． 光導波路形成基板が硬質で、可撓性を有さないため、電子機器の固定部（例えば基台）と可動部（例えば光ピックアップ）とにまたがって搭載することができない。このようなことから、光導波路形成基板を適用できる対象範囲が狭い。
３． 光導波路の形成工程が複雑であり、コア部のパターン形状の設計、選択の自由度が狭い。しかも、コア部のパターン形状の精度が悪い。
４． 光導波路形成基板の厚さが厚く、また、製造工程が複雑で、歩留まりが低い。
５． 配線パターンの選択の幅が狭く、汎用性に乏しい。
５． 配線パターンの選択の幅が狭く、汎用性に乏しい。
そこで、光導波路形成基板に湾曲変形可能な可撓性部（フレキシブル部）を設け、この可撓性部に光導波路を設置することが考えられる。
しかしながら、従来の光導波路は、硬質の基板上に形成されることを前提として設計されているため、曲げ等の変形が生じた場合、特に、繰り返し曲げが作用した場合に、光導波路に欠陥が生じ易い。すなわち、光導波路のコア部とクラッド部との間に層間剥離が生じたり、コア部内に微小なクラック（マイクロクラック）が生じたりすることがあり、光の伝送に際しての損失が増大し、結果として、光伝送性能の低下または耐久性の低下が生じるという問題がある。
本発明の目的は、パターン形状の設計の自由度が広く、寸法精度の高いコア部を簡単な方法で形成することができ、曲げが作用した場合でも欠陥を生じることなく光伝送性能を維持し、耐久性に優れる光導波路を備えた光導波路形成基板を提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（６）に記載の本発明により達成される。
（１） 板状をなす光導波路形成基板であって、
互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有するコア層と該コア層の両面にそれぞれ形成されたクラッド層とで構成された光導波路と、前記各クラッド層のうちの一方のクラッド層上に形成された内側導体層と、該内側導体層上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に接着層を介して接着された硬質な基板と、該硬質な基板上に形成された外側導体層とを有する積層構造体を備え、
前記積層構造体は、前記硬質な基板をその長手方向の途中でその一部を除去することにより形成された、湾曲変形可能な可撓性部と、該可撓性部を除く残りの部分で構成された硬質部とに分けられ、
前記硬質部は、前記硬質な基板、前記接着層、前記絶縁層を一括して開口して形成された開口を有し、
前記開口には、板状をなし、その前記コア層側の面に配置された発光部または受光部を有する素子が設置され、
前記素子は、前記コア層側の面が前記光導波路と接していることを特徴とする光導波路形成基板。
（１） 板状をなす光導波路形成基板であって、
互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有するコア層と該コア層の両面にそれぞれ形成されたクラッド層とで構成された光導波路と、前記各クラッド層のうちの一方のクラッド層上に形成された内側導体層と、該内側導体層上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に接着層を介して接着された硬質な基板と、該硬質な基板上に形成された外側導体層とを有する積層構造体を備え、
前記積層構造体は、前記硬質な基板をその長手方向の途中でその一部を除去することにより形成された、湾曲変形可能な可撓性部と、該可撓性部を除く残りの部分で構成された硬質部とに分けられ、
前記硬質部は、前記硬質な基板、前記接着層、前記絶縁層を一括して開口して形成された開口を有し、
前記開口には、板状をなし、その前記コア層側の面に配置された発光部または受光部を有する素子が設置され、
前記素子は、前記コア層側の面が前記光導波路と接していることを特徴とする光導波路形成基板。
（２） 前記コア部は、環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とし、かつ活性エネルギー光線または電子線の照射により、またはさらに加熱することにより屈折率が変化する材料で構成されたコア層に対し前記活性エネルギー光線または電子線を選択的に照射することにより所望の形状に形成されたものである上記（１）に記載の光導波路形成基板。
（３） 前記光導波路のコア部は、平面視で前記発光部または受光部と重なるようなパターン形状をなしている上記（２）に記載の光導波路形成基板。
（４） 前記光導波路は、前記発光部または受光部に対応する部位に、前記光導波路の光路に対し傾斜する反射面を有する上記（３）に記載の光導波路形成基板。
（５） 前記環状オレフィン系樹脂は、ノルボルネン系樹脂を主とするものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路形成基板。
（６） 前記コア層の構成材料中に、０．５〜４０重量％の添加剤を含む上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路形成基板。
本発明によれば、湾曲変形可能な可撓性部を有し、該可撓性部に光導波路が形成されているため、光導波路形成基板の適用対象範囲や設計の自由度が広く、製造が容易な光導波路形成基板を提供することができる。かかる本発明の光導波路形成基板は、種々の電子部品、電子機器等に対し用いることができ、かつ、電気回路の設計、光回路（光導波路のパターン）等の設計の幅が広く、汎用性に富む。
そして、本発明によれば、活性エネルギー光線または電子線の照射という簡単な方法でコア部のパターニングをすることができ、コア部のパターン形状の設計の自由度が広く、しかも寸法精度の高いコア部が得られる。
また、コア層が環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とするため、光導波路が可撓性部とともに湾曲変形した場合、特に、繰り返し湾曲変形した場合でも、コア部とクラッド部との層間剥離や、コア部内にマイクロクラックが発生すること等の欠陥が生じ難く、その結果、光導波路の光伝送性能が維持され、耐久性に優れる。
また、本発明の光導波路形成基板は、素子（発光素子または受光素子）と光導波路とを有し、これらを光学的に接続することにより、素子の発光部から発せられた光を光導波路により他所へ導くことあるいは他所からの光を光導波路により素子の受光部へ導くことができ、小型で集積された光回路を形成することができる。
また、素子は、硬質部に搭載した場合には、素子の搭載を安定的かつ確実に行うことができ、素子の信頼性を維持することができる。
素子の発光部または受光部が表面に露出せず、光導波路形成基板の内部に位置するように設置されている場合には、発光部、受光部を汚れや傷、劣化等から有効に保護することができる。また、素子のほぼ全体が光導波路形成基板の内部に位置するように設置されている場合には、素子全体が保護され、前記と同様の効果が得られるとともに、光導波路形成基板の薄型化に寄与する。
また、導体層を形成した場合には、素子への配線が容易であるとともに、素子の種類（端子の設置箇所）等に係わらずそれに適した配線が可能となり、汎用性に富む。このような導体層は、硬質部と可撓性部とをまたがるように形成することもでき、この場合には、配線回路の構成の自由度（例えば、端子の設置箇所の選択の自由度）が広がる。
また、光導波路を硬質部および可撓性部のそれぞれに形成する場合には、前記利点を生かしつつ、光回路（光導波路のパターン）等の設計の幅が広くなり、汎用性に富む。
また、光導波路が可撓性部においてその内部に形成されている場合、特に、硬質部と可撓性部の双方でそれらの内部に形成されている場合には、前記利点を生かしつつ、光導波路を汚れや傷、劣化等から有効に保護することができ、信頼性の向上、長寿命化に寄与する。
コア層を構成する環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物が、ノルボルネン系樹脂を主とする樹脂組成物である場合には、コア部とクラッド部との屈折率の差をより大きくすることができ、また、耐熱性にも優れ、その結果、高性能な光導波路が得られる。
以上より、歩留まりが良く、光伝送性能を高く維持し、信頼性、耐久性に優れ、薄型化に有利で、汎用性に富む光導波路形成基板を提供することができる。
以下、本発明の光導波路形成基板について添付図面に示す好適実施形態に基づき詳細に説明する。
図１〜図２２は、それぞれ、本発明の光導波路形成基板の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。このうち、図２２が本発明の光導波路形成基板の実施形態を示す断面図である。以下これらの図を参照しつつ、光導波路形成基板の構成およびその製造方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、図８〜図２２中の上側を「上」または「上方」とし、下側を「下」または「下方」とする。また、各図は、層の厚さ方向（各図の上下方向）が誇張して描かれている。
図２２に示すように、光導波路形成基板１７は、面方向に見て、硬質の基板２および１２を有する硬質部（リジッド部）１７１、１７３と、それらの間に位置する可撓性部（フレキシブル部）１７５とを有している。面方向に見て、硬質部１７１と可撓性部１７５とは隣接しており、可撓性部１７５と硬質部１７３とは隣接している。
硬質部１７１は、硬質な基板２および１２と、それらの内側にそれぞれ接着層７および１４を介して形成された絶縁層６および１０と、それらの内側にそれぞれ形成された導体層５および１１（配線５１および１１１）と、それらの内側に形成された光導波路９と、基板２および１２の外側にそれぞれ形成された導体層３および１３（配線３１、３３および１３１）とを有し、これら各層が接合されたものである。
硬質部１７１には、発光素子または受光素子で構成される素子（素子１）が設置（搭載）されている。発光素子としては、上面側に少なくとも１つの発光部を有する素子、上面側に少なくとも１つの発光部と少なくとも１つの端子とを有する素子が挙げられる。受光素子としては、上面側に少なくとも１つの受光部を有する素子、上面側に少なくとも１つの受光部と少なくとも１つの端子とを有する素子が挙げられる。
発光素子における発光部は、１つの発光点で構成されているものの他、発光点が複数個集合したものでもよい。発光点が複数個集合したものとしては、例えば、発光点が列状（例えば発光点が１×４個、１×１２個）または行列状（例えば発光点がｎ×ｍ個：ｎ、ｍは２以上の整数）に配置されたものや、複数の発光点がランダム（不規則）に配置されたもの等が挙げられる。受光素子における受光部についても同様である。
本実施形態では、素子１として、代表的に発光素子について述べることとする。
素子１には、図２２中上面側に発光部１０１と端子１０３とが形成され、下面側に端子１０５が形成されている。端子１０３、１０５間に通電がなされると、発光部１０１が発光する。素子１の厚さは、通常は後述する基板２の厚さより厚い。この場合、素子１は、基板２、接着層７および絶縁層６にそれぞれ形成された開口２５、７３および６５に挿入されて設置されている。なお、本発明では、図示と異なり、上面側に発光部１０１はあるが、端子１０３がない素子１を用いてもよい。
素子１には、図２２中上面側に発光部１０１と端子１０３とが形成され、下面側に端子１０５が形成されている。端子１０３、１０５間に通電がなされると、発光部１０１が発光する。素子１の厚さは、通常は後述する基板２の厚さより厚い。この場合、素子１は、基板２、接着層７および絶縁層６にそれぞれ形成された開口２５、７３および６５に挿入されて設置されている。なお、本発明では、図示と異なり、上面側に発光部１０１はあるが、端子１０３がない素子１を用いてもよい。
素子１の厚さは、光導波路形成基板１７の硬質部１７１の厚さより薄く、素子１の全体が硬質部１７１の内部に位置しており（内蔵されており）、ほとんど表面に露出していない。特に、素子１は、その発光部１０１が硬質部１７１の内部に位置し、表面に露出しないように設置されている。これにより、素子１は、その全体、特に発光部１０１が、汚れ、損傷、酸化劣化等から保護され、電子部品の信頼性向上に寄与する。
素子１の端子１０３は、導体層５の所定部位（配線５１）との間で金属製のワイヤ８によりワイヤボンディングされて電気的に接続されている。また、素子１の端子１０５は、半田（ろう材）４により導体層３の所定部位（配線３１）に電気的に接続されている。
また、導体層３は、端子１０５に接続されている配線３１とは分離（絶縁）された配線３３を有する。配線５１と配線３１とは、基板２、接着層７および絶縁層６を貫通する金属材料（導体ポスト）１６により電気的に接続されている。
以上のような構成により、素子１の両端子１０３、１０５への通電は、光導波路形成基板１７の表面に露出した配線３３、３１間に通電することにより可能となる。
硬質部１７３の構成もほぼ同様とすることができるため、その説明は省略する。なお、硬質部１７３は、素子１を有さないものでもよく、あるいは、素子１として、受光部を有する受光素子（図示せず）が設置されているものでもよい。また、硬質部１７３は、コネクタ（特に光コネクタ）を構成するものでもよい。
可撓性部１７５は、例えば基板２および基板１２からそれらの一部である不要部２３および１２３が除去されて得られたものであり、光導波路９および配線５１、１１１が絶縁層６、１０間に挟まれた構成の積層構造体をなしている。これにより、この可撓性部１７５は、可撓性を有し、湾曲変形が可能である。この可撓性部１７５の湾曲変形により、それらの両端部にある硬質部１７１と１７３との位置関係を変化させることができ、その結果、光導波路形成基板１７の適用対象範囲、形状、設置箇所、設置姿勢等設計の自由度が拡大し、また、設置に際しての位置決めの精度も緩和される。また、硬質部１７１および１７３のうちの一方を電子機器の固定部（例えば本体部）、他方を可動部（例えばスライド部）に設置することもできる。
光導波路９は、可撓性部１７５に形成されており、本実施形態では、硬質部１７１と可撓性部１７５と硬質部１７３とにまたがって形成されている。これにより、光導波路９による光回路の回路パターンの設計の自由度が広がり、各種の電子部品や機器への適用範囲が拡大する。
光導波路９は、図２２中下側からクラッド層９１、コア層９３およびクラッド層９７をこの順に積層してなるものであり、コア層９３には、所定パターンのコア部９４とクラッド部９５とが形成されている。コア部９４は、平面視で発光部１０１と重なるような（すなわち、発光部１０１の真上を通過するような）パターン形状で形成されている。このコア部９４は、クラッド部９５に比べて屈折率が高い材料で構成され、また、クラッド層９１、９７に対しても屈折率が高い材料で構成されている。クラッド層９１および９７は、それぞれ、コア部９４の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部９４は、その外周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。
なお、クラッド層９１、クラッド部９５およびクラッド層９７の構成材料は、それぞれ、同一（同種）のものでも異なるものでもよいが、これらは、屈折率が同じかまたは近似しているものであるのが好ましい。クラッド層９１、９７およびコア層９３の構成材料の詳細については、後に説明する。
このような光導波路９は、コア部９４の発光部１０１の真上の位置に、反射面（ミラー面）９６を有している。この反射面９６は、光導波路９の光路、すなわちコア部９４の長手方向に対しほぼ４５°傾斜しており、光の全部または一部を反射する機能を有している。
光導波路９は、硬質部１７１および可撓性部１７５のそれぞれの内部に形成されている。すなわち、光導波路９は、硬質部１７１のみならず、可撓性部１７５においても、その両面が絶縁層６および１０により保護されているため、汚れ、損傷、変質、劣化等を防止することができ、信頼性の向上、長寿命化に寄与する。
本実施形態の光導波路形成基板１７では、前述したように、素子１の両端子１０３、１０５への通電（発光部１０１の点灯）を、光導波路形成基板１７の下面にそれぞれ並んで位置する配線３１、３３間への通電により行うことができる。素子１の端子１０３、１０５間へ通電がなされると、発光部１０１が点灯し、図２２中上方へ向かって発せられた光は反射面９６で反射されて９０°屈曲し、光導波路９のコア部９４に入り、クラッド部（クラッド層９１、９７、クラッド部９５）との界面で反射を繰り返しながら、コア部９４内をその長手方向に沿って進む。
図示の光導波路形成基板１７において、光導波路９は、硬質部１７１、可撓性部１７５および硬質部１７３のそれぞれにまたがって形成されており、しかも、そのほとんどの箇所が、硬質部１７１、可撓性部１７５および硬質部１７３の内部に形成されている。そのため、光導波路９は、耐久性、特性の安定性に優れ、電子部品の信頼性の向上、寿命化に寄与する。特に、可撓性部１７５が湾曲変形した場合（特に多数回繰り返し湾曲変形した場合）でも、光導波路９は損傷、劣化することはなく、導光特性に悪影響を及ぼすこともない。
また、導体層５、１１および１３（配線５１、１１１、１３１）のうちの少なくとも１つは、硬質部１７１と可撓性部１７５とにまたがって形成されている。これにより、電気回路における配線パターンの設計の自由度が広がり、各種の電子部品や機器への適用範囲が拡大する。特に、前述したように、光回路の設計の自由度の拡大と相まって、設計の自由度が格段に広がる。
次に、光導波路形成基板１７の製造方法の一例について説明する。
［１］ まず、素子１を基板２に組み込むための治具（作業台）１８を用意する。この治具１８は、図１に示すように、基板当て付け面１８０を有し、該基板当て付け面１８０側に素子１を挿入可能な凹部１８１と凸部１８３とが形成されている。
［１］ まず、素子１を基板２に組み込むための治具（作業台）１８を用意する。この治具１８は、図１に示すように、基板当て付け面１８０を有し、該基板当て付け面１８０側に素子１を挿入可能な凹部１８１と凸部１８３とが形成されている。
素子１の上面側（発光部１０１および端子１０３のある側）が凹部１８１の底面に当接するようにして素子１を凹部１８１内に挿入する（図２参照）。凹部１８１の平面形状は、素子１の平面形状とほぼ等しく、凹部１８１の深さは、素子１の厚さより若干浅い所定の値に設定されている。これにより、後述する工程で基板２に対する素子１の平面方向および厚さ方向の位置決めが適正になされる。凹部１８１内に素子１を挿入した状態では、素子１の下面側が基板当て付け面１８０より上方に突出している。
また、素子１の下面の端子１０５上には、半田ペースト４’を付与しておく。
また、素子１の下面の端子１０５上には、半田ペースト４’を付与しておく。
［２］ 未硬化の基板２’を用意する。この基板２’には、素子１に対応する形状の開口２５と、凸部１８３、１８３に対応する溝２１、２１とが形成されている（図２参照）。溝２１、２１間の部位は、後に除去される不要部（除去部）２３を構成する。
この基板２’を治具１８の基板当て付け面１８０に当て付ける。このとき、基板２’の開口２５に素子１の下面側の部分が挿入され、各溝２１に対応する凸部１８３が挿入される（図３参照）。これにより、基板２’に対する素子１の３次元方向、すなわち平面方向（平面上の直交する２方向）および厚さ方向の位置決めが適正になされる。基板２’の下面（図３中では上方の面）と素子１の下面とは一致しておらず、後述する半田４の厚さに相当する若干のギャップを有している。このギャップ内に半田４が挿入される。
［３］ 次に、基板２’の下面（図３中では上方の面）に導体層３を形成（接合）する。導体層３の形成方法としては、例えば、金属箔の接合（接着）、金属メッキ等の方法が挙げられる。また、導体層３を構成する材料は、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等の各種金属材料が挙げられる。導体層３の厚さは、特に限定されないが、通常、３〜１００μｍ程度が好ましく、５〜７０μｍ程度がより好ましい。
なお、本発明では、導体層３の形成後、該導体層３に対し所定のパターニングを施して、所望の形状の配線を形成してもよい。
［４］ 次に、熱処理を施して、基板２’を熱硬化させ、硬質の基板（硬化後）２を得る。また、この熱処理により、半田ペースト４’が溶融し、素子の端子１０５が半田（ろう材）４を介して導体層３の所定部位に電気的に接続される（図３参照）。
基板２の構成材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、トリアゾール樹脂、ポリシアヌレート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等が挙げられる。また、これらの材料は、単独で使用してもよく、複数を混合して使用してもよい。
基板２の厚さは、特に限定されないが、通常、５０〜１０００μｍ程度が好ましく、１００〜５００μｍ程度がより好ましい。
前記熱処理の条件としては、基板２の構成材料等により適宜決定されるが、通常は、８０〜３００℃で１０〜１８０分程度が好ましく、１２０〜２６０℃で６０〜１２０分程度がより好ましい。
以上の作業が終了したら、治具１８を取り外す（図４参照）。これにより、下面側に導体層３が形成された基板２の開口２５に素子１がその上面側が開口２５から突出するようにして固定され、かつ素子１の端子１０５と導体層３の所定部位とが導通したものが得られる。
なお、治具１８を取り外す際に治具１８と基板２との剥離性を向上するために、治具１８上に例えば離型処理されたアルミ箔等の離型シートを予め設置しておいてもよい。
［５］ 一方、絶縁層６と導体層５とを接合したものを用意する（図５参照）。導体層５は、後の工程を経て基板２の上面側に設置されるものである。また、絶縁層６は、導体層５に対する絶縁機能を有する他に、後述する可撓性部１７５を形成したときにその強度を担うものとなる。また、後に形成される光導波路９の下面側を保護する機能も有する。
絶縁層６としては、例えば、可撓性を有する樹脂製のフィルム（シート材）を用いることができ、その構成材料としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンサルファイド、ポリフェニレンサルフィド、ポリキノリン、ポリノルボルネン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、トリアゾール樹脂、ポリシアヌレート、ポリイソシアヌレート、ベンゾシクロブテン樹脂等が挙げられる。また、これらの材料は、単独で使用してもよく、複数を混合して使用してもよい。また、絶縁層６は、組成の異なる樹脂材料の層を複数積層した積層体であってもよい。
絶縁層６の厚さは、特に限定されないが、絶縁機能と強度とを考慮して、５〜１００μｍ程度が好ましく、１０〜８０μｍ程度がより好ましい。
導体層５は、前述した導体層３と同様のものを用いることができ、その好ましい形成方法、構成材料、厚さ等の条件もそれと同様である。
［６］ 絶縁層６に対し所定のパターニングを施す（図６参照）。その方法は特に限定されないが、例えばレーザ光の照射により溝６１を形成し、その内側を不要部（除去部）６３として除去し、素子１が挿入し得る開口６５を形成する（図６、図７参照）。この開口６５は、基板の開口２５とほぼ等しい形状または開口２５を包含する形状をなしている。
また、導体層５に対し所定のパターニングを施して、所望の形状の配線５１を形成する。このパターニングは、例えば、エッチングにより行うことができる。
また、このパターニングにより、導体層５の開口６５に対応する部位には、配線５１の形成と共に除去部５３が形成される。この除去部５３は、開口６５を包含する領域に形成され、除去部５３の縁部は開口６５の縁部より外側に位置している（図７参照）。これにより、導体層５が素子１と直接接触することが防止され（図９参照）、短絡等の可能性が防止される。
なお、絶縁層６と導体層５の積層、絶縁層６のパターニング、導体層５のパターニングは、上述した順序に限らず、任意の順序で図７に示すものを得ることができる。例えば、予めパターニングされた絶縁層６に導体層５を形成し、該導体層５にパターニングを施して配線５１とする方法でもよい。
［７］ 接着層７を用意する。この接着層７は、基板２と絶縁層６とを接着するものであり、基板２の溝２１および不要部２３に対応する形状の開口７１と、素子１が挿入し得る開口７３とが形成されている（図８参照）。開口７３は、基板の開口２５とほぼ等しい形状または開口２５を包含する形状をなしている。
接着層７としては、シート材（ボンディングシート）を用いることができ、その構成材料としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、シアネート樹脂系接着剤、マレイミド樹脂系接着剤等が挙げられる。特に、酸化防止等のために、フラックス活性を有する材料で構成されているのが好ましい。
なお、本発明では、接着層７としてシート材を用いず、基板２の上面または絶縁層６の下面に塗膜による接着層７を形成してもよい。また、接着層７は、２層以上を積層したものでもよい。
このような接着層７の厚さは、特に限定されないが、０．５〜１５０μｍ程度が好ましく、１０〜７０μｍ程度がより好ましい。
［８］ 前記工程［４］で得られた素子１が搭載された基板２を素子１の発光部１０１が上方に向くように載置し、その上に接着層７、配線５１が形成された絶縁層６および離型フィルム（リリースフィルム）１９を順次重ねる（図８参照）。このとき、素子１の開口２５からの突出部分が接着層７の開口７３および絶縁層６の開口に挿入され、基板２に対する接着層７および絶縁層６の平面方向の位置合わせがなされる。
離型フィルム１９は、次工程で加圧する際に、面方向に均一に加圧するために用いられるものであり、そのために離型フィルム１９の構成材料としては、緩衝機能（クッション性）を有するものが好ましい。さらに、接合する部位（配線５１で構成される導体層５および）に対する埋め込み性および離型性に優れるものが好ましい。
このような離型フィルム１９としては、緩衝層と、該緩衝層の下面側に接合され、導体層５に圧着される離型層とを有するものが好ましい。緩衝層の構成材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが挙げられ、離型層の構成材料としては、例えばポリメチルペンテンコポリマーが挙げられる。
［９］ 図９中の矢印で示すように、離型フィルム１９の上面側から加圧し、基板２と接着層７と配線５１付きの絶縁層６とを圧着する。これにより、基板２と配線５１付きの絶縁層６とが接着層７を介して接合、一体化される。この圧着作業は、加熱下で行われるのが好ましい。加熱の温度は、接着層７の構成材料等により適宜決定されるが、通常は、８０〜２００℃が好ましく、１２０〜１８０℃がより好ましい。
［１０］ 離型フィルム１９を剥離、除去する。これにより、最下層および最上層にそれぞれ導体層３および導体層５（配線５１）を有し、素子１を搭載した基板２が得られる（図１０参照）。この場合、図１０に示すように、導体層５（配線５１）の上面は、素子１の上面とほぼ同一面を形成している、すなわち、導体層５と素子１の上面同士が厚さ方向にほぼ一致している（高低差が例えば１０μｍ以下）のが好ましい。その理由は、次工程で説明する。
導体層５（配線５１）の上面と素子１の上面とをほぼ同一面とするには、導体層５の厚さ、絶縁層６の材質（圧着による収縮の度合い）、層数、厚さ、接着層７の材質（圧着による収縮の度合い）、層数、厚さ、加圧条件、加熱条件等の各条件を適宜選択して、圧着工程（工程［９］）後の導体層５、絶縁層６および接着層７の合計厚さが素子１の開口２５からの突出部分の高さ（厚さ）Ｈとほぼ等しくなるようにすればよい。
［１１］ 素子１の上面側の端子１０３を配線５１の所定部位に電気的に接続する。この方法は、金属製のワイヤ８によりワイヤボンディングすることにより行うのが好ましい（図１１参照）。電気接続の作業効率がよく、断線等が極めて少なく、信頼性が高いからである。
このワイヤボンディングに代表される電気接続作業に際しては、前述したように導体層５（配線５１）の上面と素子１の上面とがほぼ同一面を形成しているため、作業をより容易かつ確実に行うことができるとともに、ワイヤ８の両端部に段差（高さの差）を生じることなく接続（結線）することができるので、ワイヤ８の長さをより短くすることができる。
また、ワイヤ８が上方に向かって山形に湾曲突出する場合でも、その高さをできるだけ小さくすることができ、よって、結線部分の小スペース化が図れ、また、断線の防止にも寄与する。さらに、その上に形成される光導波路９を平坦な形状に形成することができるとともに、その厚さをできるだけ薄くすることができる。
［１２］ 次に、前記工程［１１］により得られた素子１が搭載された基板２の上面側、すなわち配線５１および素子１の上面上に、光導波路９を形成する。光導波路９は、互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有するものであり、以下に述べる複数の工程を経て形成される。以下、その工程を順次説明する。
まず、配線５１および素子１の上面上に、クラッド層（下部クラッド層）９１を形成する（図１２参照）。クラッド層９１の形成方法としては、別途製造されたシート材を接合する方法、クラッド材（クラッド部形成用材料）を含む樹脂組成物（ワニス等）を塗布し硬化（固化）させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化（固化）させる方法等、いかなる方法でもよい。
クラッド層９１の構成材料としては、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、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、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（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体、複合体（積層体）など）用いることができる。
これらのうち、特に耐熱性に優れるという点で、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、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、またはそれらを含むもの（主とするもの）を用いるのが好ましい。
クラッド層９１（クラッド層９７も同様）の材料として環状オレフィン系樹脂、特にノルボルネン系樹脂を主材料とする樹脂材料を用いた場合には、曲げ等の変形に対する耐性に優れ、特に可撓性部１７５が繰り返し湾曲変形した場合でも、クラッド層９１、９７とコア層９３との層間剥離が生じ難く、クラッド層９１、９７の内部にマイクロクラックが発生することも防止される。しかも、後述するコア層９３と同種の材料となるため、コア層９３との密着性がさらに高いものとなり、クラッド層９１、９７とコア層９３との間での層間剥離を防止する効果がさらに高いものとなる。このようなことから、光導波路の光伝送性能が維持され、耐久性に優れた光導波路９が得られる。
環状オレフィン系樹脂としては、例えば、不飽和オレフィン誘導体の環化付加重合体、環状オレフィンモノマーの（共）重合体、環状オレフィンモノマーとα−オレフィン類等の共重合可能な他のモノマーとの共重合体、およびこれらの共重合体の水素添加物等が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。これら環状オレフィン系樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法には付加重合法と開環重合法とが挙げられる。このうち、ノルボルネン型モノマーを重合（特に、付加（共）重合）することによって得られた重合体が好ましい。このものは、透明性、可撓性に富むことからも好ましい。ただし、本発明は、なんらこれに限定されるものではない。
前記環状オレフィン系樹脂の付加重合体としては、例えば、（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体等が挙げられる。これらの樹脂は、公知のすべての重合方法で得ることができる。
また、前記環状オレフィン系樹脂の開環重合体としては、例えば、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、公知のすべての重合方法で得ることができる。
クラッド層９１を塗布法で形成する場合、例えば、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。これは、後述するクラッド層９７の形成においても同様である。
［１３］ 次に、クラッド層９１上に、コア層９３を形成する（図１３参照）。コア層９３の形成方法としては、例えば、別途製造されたシート材を接合する方法、コア材（コア部形成用材料）を含む樹脂組成物（ワニス等）を塗布し硬化（固化）させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化（固化）させる方法が挙げられる。
コア層９３の構成材料としては、環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とし、活性エネルギー光線または電子線の照射により（あるいはさらに加熱することにより）屈折率が変化する材料とされる。環状オレフィン系樹脂としては、前述したベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等があげられるが、特にノルボルネン系樹脂が好ましい。
このような材料の好ましい例としては、（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂等の各種ノルボルネン系樹脂が挙げられる。
以上のような材料で構成されたコア層９３は、曲げ等の変形に対する耐性に優れ、特に可撓性部１７５が繰り返し湾曲変形した場合でも、コア部９４とクラッド部９５との剥離や、コア層９３とクラッド層９１、９７との層間剥離が生じ難く、コア部９４内やクラッド部９５内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路の光伝送性能が維持され、耐久性に優れた光導波路９が得られる。
また、コア層９３の構成材料には、例えば、酸化防止剤、屈折率調整剤、可塑剤、増粘剤、補強剤、増感剤、レベリング剤、消泡剤、密着助剤および難燃剤等の添加剤が含まれていてもよい。酸化防止剤の添加は、高温安定性の向上、耐候性の向上、光劣化の抑制という効果がある。このような酸化防止剤としては、例えば、モノフェノール系、ビスフェノール系、トリフェノール系等のフェノール系や、芳香族アミン系のものが挙げられる。また、可塑剤、増粘剤、補強剤の添加により、曲げに対する耐性をさらに増大させることもできる。
前記酸化防止剤に代表される添加剤の含有率は、コア層９３の構成材料全体に対し、０．５〜４０重量％程度が好ましく、３〜３０重量％程度がより好ましい。この量が少なすぎると、添加剤の機能を十分に発揮することができず、量が多すぎると、添加剤の種類や特性によっては、コア部９４を伝送する光（伝送光）の透過率の低下、パターニング不良、屈折率不安定等を生じるおそれがある。
コア層９３を塗布法で形成する場合、例えば、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。
［１４］ 前工程で得られたコア層９３に対し、マスク２０を用いて活性エネルギー光線または電子線を図１４中上方より選択的に照射し、所望の形状のコア部９４をパターニングする。コア部９４は、平面視で発光部１０１と重なるような（好ましくは発光部１０１を包含するような）パターン形状で形成される。
マスク２０には、形成すべきコア部９４のパターンと等価な開口（窓）２０１が形成されている（図１４参照）。この開口２０１は、照射する活性エネルギー光線または電子線が透過する透過部を形成するものである。
マスク２０は、予め形成（別途形成）されたもの（例えばプレート状のもの）でも、コア層９３上に例えば気相成膜法や塗布法により形成されたものでもよい。マスク２０として好ましいものの例としては、石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法（蒸着、スパッタリング等）により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。
また、図１４においては、形成すべきコア部９４のパターンと等価な開口（窓）２０１は、光照射部のパターンに沿ってマスクを部分的に除去したものを示したが、前記石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスクを用いる場合、該フォトマスク上に例えばクロム等の金属による遮蔽材で構成された活性エネルギー光線または電子線の遮蔽部を設けたものを用いることもできる。このマスクでは、遮蔽部以外の部分が前記窓（透過部）となる。
露光に用いる活性エネルギー光線は、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光等が挙げられる。また、電子線は、例えば５０〜２０００ＫＧｙ程度の照射量で照射することができる。
マスク２０の構成材料としては、照射する活性エネルギー光線または電子線により適宜選定される。活性エネルギー光線を照射する場合、その活性エネルギー光線を遮光し得る材料とされ、電子線を照射する場合、電子線を遮断する材料とされる。このような特性を有するものであれば、マスク２０の材料自体は、公知のいずれのものも使用することができる。
コア層９３において、活性エネルギー光線または電子線が照射された部位は、その屈折率が変化し（コア層９３の材料により、屈折率が増大する場合と減少する場合とがある）、活性エネルギー光線または電子線が照射されなかった部位との間で屈折率の差が生じる。図１４に示す例では、コア層９３の活性エネルギー光線または電子線が照射された部位（図１４中点線で示す）がコア部９４となり、照射されなかった部位がクラッド部９５となる。クラッド部９５の屈折率は、クラッド層９１および後述するクラッド層９７の屈折率とほぼ等しい。
コア部９４とクラッド部９５との屈折率の差は、特に限定されないが、０．３〜５．５％程度が好ましく、特に０．８〜２．２％程度が好ましい。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、前記上限値を超える場合は、電子線照射による分解反応が過剰に起こっている可能性が大きく、長期安定性が低下する場合がある（ただし、活性エネルギー光線の照射の場合には、かかる問題は生じない）。
なお、前記屈折率差とは、コア部９４の屈折率をＡ、クラッド部９５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
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
本工程において、コア層９３における活性エネルギー光線または電子線の照射部位の位置決め、すなわち、最上層にクラッド層９１を有する素子１搭載済みの基板２に対するマスク２０の位置合わせは、素子１の発光部１０１および端子１０３のうちの少なくとも一方を指標として行うのが好ましい。これにより、容易に正確な位置合わせを行うことができ、短い作業時間で高精度のパターニングが可能となる。
この位置合わせは、例えば、ＣＣＤカメラにより素子１の発光部１０１および／または端子１０３位置を把握し、この位置を基準（指標）にして、素子１搭載済みの基板２に対するマスク２０の位置（相対的な位置関係）を決定することにより行う。
位置決め方法の一例についてより詳細に説明すると、マスク２０を固定するとともにその上方に素子１を撮像し得るＣＣＤカメラ（図示せず）を固定し、一方、素子１搭載済みの基板２を例えばＸＹステージまたはロボットにより図１４中Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ移動し得るように支持し、ＣＣＤカメラで撮像し、把握（記憶）した発光部１０１の位置に開口２０１の箇所Ａが一致するように素子１搭載済みの基板２を２次元方向（Ｘ方向、Ｙ方向および回転（θ）方向）に適宜移動し、固定する。もちろん、素子１搭載済みの基板２側を固定し、マスク２０側を移動してもよいし、双方を移動してもよい（例えば、素子１搭載済みの基板２はＸ方向に移動し、マスク２０はＹ方向に移動する）。
このように、発光部１０１を基準として位置合わせをする場合、面方向においてマスク２０の開口２０１（コア部９４が形成されるべき部分）の所定部位が発光部１０１と重なるように位置合わせを行うが、端子１０３を基準として位置合わせを行うこともできる。すなわち、発光部１０１と端子１０３との位置関係は素子１に固有のものであり既知であるため、端子１０３の位置を基準とし、前記と同様にして、マスク２０の開口２０１の所定部位（箇所Ａ）が発光部１０１と重なるように、素子１搭載済みの基板２をマスク２０に対し２次元方向（Ｘ方向、Ｙ方向および回転（θ）方向）に相対的に移動して位置合わせを行うことができる。
また、発光部１０１と端子１０３の双方（２点）を基準として同様の位置合わせを行うこともできる。この場合には、平面上の２点を特定して位置合わせを行うことができるので、例えば素子１搭載済みの基板２のマスク２０に対する回転等のズレも補正することができ、より正確な位置合わせが可能となる。
また、さらに他の１または２点以上を基準点として位置合わせを行ってもよい。基板２に複数の素子１が搭載されている場合、すなわち、例えば発光素子と受光素子が１または２組以上搭載されている場合、１つの素子の発光部（または端子）と他の１つの素子の受光部（または端子）を指標（基準点）として位置合わせを行うことができる。この場合、各基準点はそれぞれ異なる素子上に形成されており、それらは相当距離離間しているため、さらに正確な位置合わせを行うことができる。
ここで、発光部１０１を基準として位置合わせを行う場合、発光部１０１全体を基準としても、発光部１０１の一部（例えば発光部１０１が複数の発光点を有する場合、それらのうちの所定の発光点）を基準としてもよい。
また、他の方法として、マスク２０を用いず、コア層９３に対し例えばレーザ光のような指向性の良い活性エネルギー光線（または電子線）を直接照射してコア部９４を形成してもよい。この場合でも、照射位置の設定には、前述したような位置合わせの方法、すなわち発光部１０１および／または端子１０３を基準として位置合わせを行うことができ、前記と同様の効果を奏する。
また、コア層９３に対し活性エネルギー光線または電子線を所定のパターンで照射し、加熱することにより、コア部９４を形成してもよい。例えば、コア層９３の主材料として前述したノルボルネン系樹脂を用いる場合、この加熱工程を付加することにより、コア層９３の構成材料中で重合が促進され、コア部９４とクラッド部９５との屈折率の差がより大きくなるので好ましい。加熱の温度は、例えば、４０〜１６０℃程度とすることができる。
形成されるコア部９４のパターン形状としては、特に限定されず、直線状、湾曲部を有する形状、分岐部または交差部を有する形状、集光部（幅等が減少している部分）または光拡散部（幅等が増大している部分）、あるいはこれらのうちの２以上を組み合わせた形状等、いかなるものでもよい。
なお、上記では、コア層９３に対しマスク２０を用いて活性エネルギー光線または電子線を所望のパターンで照射し、照射された部分をコア部９４とする場合について説明したが、これに限らず、形成すべきクラッド部９５と等価な開口（窓）を有するマスクまたは少なくとも形成すべきコア部９４と等価な遮蔽部が形成されたマスクを用いて、活性エネルギー光線または電子線を所望のパターンで照射し、照射された部分をクラッド部９５とすることによりコア部９４（照射されない部分）を形成してもよい。この場合でも、前記と同様の位置合わせ方法により位置合わせを行うことができる。
［１５］ 以上のようにしてコア層９３にコア部９４が形成されたら、コア部９４の発光部１０１の真上の位置に、反射面９６を形成する（図１５参照）。この反射面９６は、光導波路の光路、すなわちコア部９４の長手方向に対しほぼ４５°傾斜している。
反射面９６の形成方法としては、切削、レーザ光の照射等によりクラッド層９１およびコア層９３を部分的に除去する方法が挙げられる。また、さらに傾斜した面の表面に対し例えばアルミニウムのような金属材料の薄膜を蒸着等の方法（気相成膜法）により成膜したり、光学多層薄膜を同様の方法で形成したりすることも可能である。
反射面９６は、全反射するものに限らず、例えば、ハーフミラー、ダイクロイックミラー等のように、光の一部を反射し、残部を透過するようなものでもよい。
なお、反射面９６の形成に際しても、その位置合わせは、発光部１０１および／または端子１０３を基準（指標）として行うことができる。
［１６］ 絶縁層（可撓性を有する樹脂層）１０と導体層１１とを接合したものを用意する（図１６参照）。この絶縁層１０は、導体層１１に対する絶縁機能を有する他に、後述する可撓性部１７５を形成したときにその強度を担うものとなる。また、光導波路９の上面側を保護する機能も有する。
絶縁層１０の構成材料、層構成、厚さ等の条件は、前記絶縁層６と同様のものが挙げられる。導体層１１も、前述した導体層３、５と同様のものを用いることができ、その好ましい形成方法、構成材料、厚さ等の条件もそれらと同様である。
［１７］ 導体層１１に対し所定のパターニングを施して、所望の形状の配線１１１を形成する（図１７参照）。このパターニングは、例えばエッチングや印刷等の方法により行うことができる。
［１８］ 配線１１１が形成された絶縁層１０の下面にクラッド層（上部クラッド層）９７を形成する（図１８参照）。クラッド層９７の形成方法としては、別途製造されたシート材を接合する方法、クラッド材（クラッド部形成用材料）を含む樹脂組成物（ワニス等）を塗布し硬化（固化）させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化（固化）させる方法等、いかなる方法でもよい。
クラッド層９７の構成材料としては、前記クラッド層９１で挙げたものと同様のものが挙げられ、それらのうちの好ましい材料についても同様である。
［１９］ 上面に導体層１３が形成（接合）された硬化済みの基板（硬質の樹脂層）１２を用意する（図１９参照）。導体層１３は、前述した導体層３、５と同様のものを用いることができ、その好ましい形成方法、構成材料、厚さ等の条件もそれらと同様である。基板１２には、溝１２１、１２１が形成されおり、溝１２１、１２１間の部位は、後に除去される不要部（除去部）１２３を構成する。
なお、基板１２は、硬化済のものでも未硬化のものでもよいが、後者の場合、図２０に示す接合工程までの間に、加熱により硬化させておく。
［２０］ 接着層１４を用意する。この接着層１４は、基板１２と絶縁層１０とを接着するものであり、基板１２の溝１２１および不要部１２３に対応する形状の開口１４１が形成されている（図１９参照）。
接着層１４の形態、構成材料、厚さ等は、前記接着層７と同様のものが挙げられる。
接着層１４の形態、構成材料、厚さ等は、前記接着層７と同様のものが挙げられる。
［２１］ 図１９に示すように、素子１搭載済みの基板２のコア層９３上に、前記工程［１８］で得られたクラッド層９７、配線１１１および絶縁層１０の積層体を重ね、さらにその上に接着層１４を重ね、さらにその上に基板１２および導体層１３の積層体を重ねる。このとき、基板２の溝２１および不要部２３と、接着層１４の開口１４１と、基板１２の溝１２１および不要部１２３とが面方向で一致するように位置合わせを行う。
［２２］ 重ねられた素子１搭載済みの基板２と、クラッド層９７、配線１１１および絶縁層１０の積層体と、接着層１４と、基板１２および導体層１３の積層体とに、図２０中の矢印で示すように、導体層１３の上面側から加圧し、これらを圧着する。この圧着作業は、加熱下で行われるのが好ましい。加熱の温度は、コア層９３、クラッド層９７、接着層１４の構成材料等により適宜決定されるが、通常は、８０〜２００℃が好ましく、１２０〜１８０℃がより好ましい。
以上のような圧着作業により、接合体１７’が得られる。すなわち、コア層９３とクラッド層９７とが接合されて、クラッド層９１、９７間にコア層９３が介挿された光導波路９が得られ、また、接着層１４を介して絶縁層１０と基板１２とが接合された上部補強部が形成される。
この接合体１７’では、光導波路９および素子１は、いずれも、硬質の基板２、１２間に位置し、表面に露出せず、接合体１７’に内蔵された構成となっている（図２０〜図２２参照）。従って、接合体全体の厚さを薄くすることができるとともに、表面に露出することによる破損も防止され、電子部品の信頼性の向上に寄与する。
［２３］ 次に、接合体１７’の所定箇所に、ビアホール１５を形成する（図２１参照）。図示の例では、ビアホール１５は、配線５１と導体層３（後述する配線３３）とを電気的に接続するためのものである。
ビアホール１５の形成方法としては、例えば、ドリルによる穿設、レーザ光の照射が挙げられる。
ビアホール１５の形成位置、形成パターン、形成方法等は、特に限定されない。例えば、光導波路９を貫通するビアホールを設けてもよいし、接合体１７’全体を貫通するビアホールを設けてもよい。
［２４］ 次に、接合体１７’の両面にそれぞれ形成されている導体層３および１３に対し、それぞれ、所定のパターニングを施して、所望の形状の配線３１および１３１を形成する（図２２参照）。このとき、端子１０５に接続している配線３１とは分離（絶縁）された配線３３を形成する。
なお、この導体層３、１３へのパターニングは、前記導体層５、１１へのパターニングと同様の方法により行うことができる。
また、このパターニングにより、導体層３および１３の不要部２３および１２３を支持していた部分が除去され、その結果、不要部２３および１２３は分離され、除去される。そして、不要部２３および１２３が除去されることにより、可撓性部１７５が得られる。可撓性部１７５は、基板２および１２の一部である不要部２３および１２３を除去することにより形成されるので、可撓性部１７５を容易に形成することができる。
［２５］ また、ビアホール１５内に金属材料１６を充填する。これにより、配線５１と配線３３の所定部同士が電気的に接続される（図２２参照）。金属材料１６の充填方法は、特に限定されず、例えば、金属メッキ、金属ペーストやナノメタルインクの充填および加熱等の方法により行うことができる。
以上のようにして、本発明の光導波路形成基板１７が完成する。
なお、本発明において、光導波路形成基板の構造、層構成、硬質部と可撓性部のそれぞれの形状、数、配置等は、図示のものに限定されないことは言うまでもない。例えば、硬質部に設置される硬質の基板としては、上方の基板１２を有さず、基板２のみ、特に下方の不要部２３が除去された基板２のみを有する構造のものでもよい。さらに、可撓性部が２箇所以上形成されたものや、比較的広域に形成されたものでもよい。
なお、本発明において、光導波路形成基板の構造、層構成、硬質部と可撓性部のそれぞれの形状、数、配置等は、図示のものに限定されないことは言うまでもない。例えば、硬質部に設置される硬質の基板としては、上方の基板１２を有さず、基板２のみ、特に下方の不要部２３が除去された基板２のみを有する構造のものでもよい。さらに、可撓性部が２箇所以上形成されたものや、比較的広域に形成されたものでもよい。
また、光導波路形成基板の製造方法も、上述のものに限定されない。例えば、上記では後に不要部２３、１２３を除去して可撓性部１７５を形成したが、可撓性部１７５以外の箇所に基板２、１２を設置して、硬質部と可撓性部とを形成する方法を採用してもよい。
また、前述の実施形態において、素子１としては、発光素子を代表例として説明したが、受光部を有する受光素子であってもよい。この場合には、前記発光部１０１に代えて、コア部９４により形成される導光路を受光部へ導く構成とすることができる。
また、光導波路形成基板は、発光素子と受光素子の双方を少なくとも１組搭載するものでもよい。例えば、硬質部１７１および１７３の各々に発光素子および受光素子が設置され、それらの発光部と受光部とが光導波路の光路で接続されている構成のものでもよい。また、発光素子と受光素子の少なくとも一方（好ましくは双方）が上述した要件を満たすものであればよい。
以上、本発明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く、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができ、また、任意の構成が付加されていてもよい。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
（実施例１）
側鎖にブチル基を有するノルボルネンと、側鎖にトリエトキシシリル基を有するノルボルネンとの付加重合ホモポリマー（ガラス転移温度（Ｔｇ）２８０℃、重量平均分子量1００，０００）を合成し、このノルボルネン系樹脂９６重量％と、酸化防止剤（フェノール系酸化防止剤）としてＩＲＧＡＮＯＸ Ｂ２２５／ＦＦ（Ｃｉｂａ製）４重量％とをメシチレンに溶解し、塗布液を調整した。この塗布液をガラス基板上にバーコーター法で塗布し、８０℃、１時間乾燥し、厚さ５０μｍの樹脂膜（コア層）を得た。上記樹脂膜を、幅５０μｍの直線パターンを有するステンシルマスクで覆い、Ｍｉｎ−Ｅｂ Ｌａｂｏ ＳＣＡＮ（ＵＳＨＩＯ製）を用いて、加速電圧５５［ＫＶ］で電子線を照射（１，０００ＫＧｙ）して、照射部がコア部、未照射部がクラッド部となる樹脂膜を得た。
（実施例１）
側鎖にブチル基を有するノルボルネンと、側鎖にトリエトキシシリル基を有するノルボルネンとの付加重合ホモポリマー（ガラス転移温度（Ｔｇ）２８０℃、重量平均分子量1００，０００）を合成し、このノルボルネン系樹脂９６重量％と、酸化防止剤（フェノール系酸化防止剤）としてＩＲＧＡＮＯＸ Ｂ２２５／ＦＦ（Ｃｉｂａ製）４重量％とをメシチレンに溶解し、塗布液を調整した。この塗布液をガラス基板上にバーコーター法で塗布し、８０℃、１時間乾燥し、厚さ５０μｍの樹脂膜（コア層）を得た。上記樹脂膜を、幅５０μｍの直線パターンを有するステンシルマスクで覆い、Ｍｉｎ−Ｅｂ Ｌａｂｏ ＳＣＡＮ（ＵＳＨＩＯ製）を用いて、加速電圧５５［ＫＶ］で電子線を照射（１，０００ＫＧｙ）して、照射部がコア部、未照射部がクラッド部となる樹脂膜を得た。
一方、側鎖にブチル基を有するノルボルネンと、側鎖にトリエトキシシリル基を有するノルボルネンとの付加重合ホモポリマー（ガラス転移温度（Ｔｇ）２８０℃、重量平均分子量1００，０００）を合成し、このノルボルネン系樹脂で構成される厚さ５０μｍのクラッド層を前記樹脂膜（コア層）の両面にそれぞれ形成して、３層積層体による光導波路を得た。なお、クラッド層の形成は、前記ノルボルネン系樹脂をメシチレンに溶解して調整した塗布液をバーコーター法で塗布、乾燥することにより行った。
以上の方法により、コア部の厚さ５０μｍ、総厚１００μｍ、幅０．５ｃｍ、長さ１０ｃｍの直線状の光導波路（光導波路フィルム）を作製した。
以上の方法により、コア部の厚さ５０μｍ、総厚１００μｍ、幅０．５ｃｍ、長さ１０ｃｍの直線状の光導波路（光導波路フィルム）を作製した。
（比較例１／ポリシラン光導波路の作製）
下部クラッド層となる脂肪族炭化水素基を持った分岐型ポリシランワニスを離型処理済みのガラス基板の上に塗布し、８０℃、２０分乾燥させた後、その上にクラッド材よりも屈折率の高い芳香族炭化水素基を持った分岐型ポリフェニルシランワニスを塗布し、８０℃、２０分乾燥させた後、コア部となるところに遮蔽部が設けられたフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプにて露光し、２５０℃で熱処理してコア部を形成した。その上に、上部クラッド層となる前記と同じポリシランワニスを塗布し、３００℃で熱処理して、コア部の厚さ５０μｍ、総厚１００μｍ、幅０．５ｃｍ、長さ１０ｃｍの直線状の光導波路を作製した。それを前記ガラス基板から剥離し、光導波路（光導波路フィルム）を得た。
下部クラッド層となる脂肪族炭化水素基を持った分岐型ポリシランワニスを離型処理済みのガラス基板の上に塗布し、８０℃、２０分乾燥させた後、その上にクラッド材よりも屈折率の高い芳香族炭化水素基を持った分岐型ポリフェニルシランワニスを塗布し、８０℃、２０分乾燥させた後、コア部となるところに遮蔽部が設けられたフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプにて露光し、２５０℃で熱処理してコア部を形成した。その上に、上部クラッド層となる前記と同じポリシランワニスを塗布し、３００℃で熱処理して、コア部の厚さ５０μｍ、総厚１００μｍ、幅０．５ｃｍ、長さ１０ｃｍの直線状の光導波路を作製した。それを前記ガラス基板から剥離し、光導波路（光導波路フィルム）を得た。
（比較例２／エポキシ樹脂光導波路の作製）
離型処理したガラス基板上に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂ワニス（ＮＴＴ−ＡＴ製Ｅ３１２９）をスピンコートし、次いでＵＶ照射して硬化し、下部クラッド層を形成した。その上に、前記ＵＶ硬化型エポキシ樹脂よりも屈折率の高いコア用ＵＶ硬化型エポキシ樹脂（ＮＴＴ−ＡＴ製Ｅ３１３５）をスピンコートし、フォトリソグラフィー法により、直接コア部をパターニングした。その後、下部クラッド層を形成したものと同じＵＶ硬化型エポキシ樹脂ワニスをスピンコートし、次いでＵＶ照射して硬化し、上部クラッド層を形成して、コア部の厚さ５０μｍ、総厚１００μｍ、幅０．５ｃｍ、長さ１０ｃｍの直線状の光導波路を作製した。それを基板から剥離し、光導波路（光導波路フィルム）を得た。
離型処理したガラス基板上に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂ワニス（ＮＴＴ−ＡＴ製Ｅ３１２９）をスピンコートし、次いでＵＶ照射して硬化し、下部クラッド層を形成した。その上に、前記ＵＶ硬化型エポキシ樹脂よりも屈折率の高いコア用ＵＶ硬化型エポキシ樹脂（ＮＴＴ−ＡＴ製Ｅ３１３５）をスピンコートし、フォトリソグラフィー法により、直接コア部をパターニングした。その後、下部クラッド層を形成したものと同じＵＶ硬化型エポキシ樹脂ワニスをスピンコートし、次いでＵＶ照射して硬化し、上部クラッド層を形成して、コア部の厚さ５０μｍ、総厚１００μｍ、幅０．５ｃｍ、長さ１０ｃｍの直線状の光導波路を作製した。それを基板から剥離し、光導波路（光導波路フィルム）を得た。
１．曲げ損失値測定
試験片として、実施例１、比較例１および２でそれぞれ作製した長さ１０ｃｍのフィルム状の光導波路(以下単に「フィルム」または「光導波路フィルム」と言う)を用意するとともに、波長８３０ｎｍのレーザー光源（レーザダイオード）に接続した入射側マルチモードファイバと、光パワーメータに接続した出射側マルチモードファイバを用意し、これらを使用した(図２３参照)。
試験片として、実施例１、比較例１および２でそれぞれ作製した長さ１０ｃｍのフィルム状の光導波路(以下単に「フィルム」または「光導波路フィルム」と言う)を用意するとともに、波長８３０ｎｍのレーザー光源（レーザダイオード）に接続した入射側マルチモードファイバと、光パワーメータに接続した出射側マルチモードファイバを用意し、これらを使用した(図２３参照)。
まず、微動可能なステージ（微動ステージ）上に、伸ばした（曲げていない）状態の光導波路フィルムを載置し、そのコア部の一端に上記入射側マルチモードファイバを突き当て、コア部の他端に上記出射側マルチモードファイバを突き当て、マッチングオイルを用いて前記コア部とマルチモードファイバとの間隙を埋め、測定の準備をした(図２３参照)。
次に、レーザー光源を作動して波長８３０ｎｍのレーザー光を導入し、光パワーメータの出力値が最大となるよう微動ステージを調芯し、光パワーメータにて光強度を測定した(図２３参照)。このときの光強度をＰ０とする。その後、光導波路を任意の直径Ｘのステンレス棒に沿わせ、９０度に曲げて、前述の測定と同様に調芯し、光強度ＰＸを測定した(図２４参照)。
ステンレス棒直径Ｘが０．５ｃｍ（曲げ半径０．２５ｃｍ）のとき光強度をＰ０．５、Ｘが１ｃｍ（曲げ半径０．５ｃｍ）の時の光強度をＰ１、Ｘが２ｃｍ（曲げ半径１．０ｃｍ）のときの光強度をＰ２、同様に、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５とし、これらを下記式１に代入し、算出した値を曲げ損失ＬＸ［ｄＢ］とした。その結果を下記表１に示す。
２．屈曲試験
試験片として、実施例１、比較例１および２でそれぞれ作製した長さ１０ｃｍの光導波路フィルムを用意するとともに、２枚の金属板を一定のギャップＧに保つように配置し、一方の金属板は固定し、他方の金属板は横方向に移動できるようにした装置を使用した(図２５参照)。
試験片として、実施例１、比較例１および２でそれぞれ作製した長さ１０ｃｍの光導波路フィルムを用意するとともに、２枚の金属板を一定のギャップＧに保つように配置し、一方の金属板は固定し、他方の金属板は横方向に移動できるようにした装置を使用した(図２５参照)。
前記両金属板の内側に、前記光導波路フィルムをＵ字型になるように曲げて固定具により固定し、１．５ｃｍのストロークで可動金属板を往復移動させ、その往復回数が１０００回後の光導波路フィルムの状態を目視で観察し、耐屈曲性を調べた(図２６参照)。
フィルムに、剥離、クラック、破損等の欠陥が全く生じなかった場合を◎、ごく僅か生じた場合を○とし、以下、欠陥の程度が顕著になるにつれて順次△、×とした。
２枚の金属板間のギャップＧをそれぞれ０．５、１、２、３、４ｃｍに設定して、上記試験を行った。その結果を下記表２に示す。
３．屈曲試験後の増加損失値測定
試験片として、実施例１、比較例１および２でそれぞれ作製した長さ１０ｃｍの光導波路フィルムを用意し、前記曲げ損失値測定と同様の測定を行った。光パワーメータの出力値（光強度）が最大となるよう微動ステージを調芯したときの光強度をＰ’０とした(図２３参照)。
試験片として、実施例１、比較例１および２でそれぞれ作製した長さ１０ｃｍの光導波路フィルムを用意し、前記曲げ損失値測定と同様の測定を行った。光パワーメータの出力値（光強度）が最大となるよう微動ステージを調芯したときの光強度をＰ’０とした(図２３参照)。
次に、上記屈曲試験終了後、導波路フィルムを真っ直ぐに伸ばした状態で、前記の測定と同様に光パワーメータの出力値が最大となるよう微動ステージを調芯し、このときの光強度Ｐ’Ｙを測定した(図２３参照)。ここで、Ｙは、フィルムの湾曲部分の曲げ直径（＝ギャップＧ）であり、それぞれ０．５、１、２、３、４ｃｍについて測定した。これらの測定値を下記式２に代入し、算出した値を増加損失値Ｌ’Ｙ［ｄＢ］とした。その結果を下記表３に示す。
４．考察
表１〜３に示すように、本発明の実施例１では、曲げ損失値測定、屈曲試験および屈曲試験後の増加損失値測定共に、良好な結果が得られており、層間剥離やクラック等の欠陥の発生およびこれによる損失（光伝送性能の低下）が曲げ半径０．２５ｃｍまではほとんど無く、曲げ半径０．５ｃｍまでは全く無いことが確認された。
表１〜３に示すように、本発明の実施例１では、曲げ損失値測定、屈曲試験および屈曲試験後の増加損失値測定共に、良好な結果が得られており、層間剥離やクラック等の欠陥の発生およびこれによる損失（光伝送性能の低下）が曲げ半径０．２５ｃｍまではほとんど無く、曲げ半径０．５ｃｍまでは全く無いことが確認された。
これに対し、比較例２では、上記欠陥や損失は、曲げ半径０．５ｃｍまたは１．０ｃｍでも生じており、実施例１に比べて劣るものであった。また、比較例１では、曲げに対する耐性がほとんどなく、全ての曲げ半径に対しフィルムの破損が生じ、使用に耐え得るものではないことが確認された。
１ 素子（発光素子または受光素子）
１０１ 発光部（受光部）
１０３ 端子
１０５ 端子
２’ 基板（未硬化）
２ 基板（硬化後）
２１ 溝
２３ 不要部（除去部）
２５ 開口
３ 導体層
３１ 配線
３３ 配線
４’ 半田ペースト
４ 半田
５ 導体層
５１ 配線
５３ 除去部
６ 絶縁層
６１ 溝
６３ 不要部（除去部）
６５ 開口
７ 接着層
７１ 開口
７３ 開口
８ ワイヤ
９ 光導波路
９１ クラッド層
９３ コア層
９４ コア部
９５ クラッド部
９６ 反射面
９７ クラッド層
１０ 絶縁層
１１ 導体層
１１１ 配線
１２ 基板
１２１ 溝
１２３ 不要部（除去部）
１３ 導体層
１３１ 配線
１４ 接着層
１４１ 開口
１５ ビアホール
１６ 金属材料
１７’ 接合体
１７ 光導波路形成基板
１７１ 硬質部（リジッド部）
１７３ 硬質部（リジッド部）
１７５ 可撓性部（フレキシブル部）
１８ 治具
１８０ 基板当て付け面
１８１ 凹部
１８３ 凸部
１９ 離型フィルム
２０ マスク
２０１ 開口
１０１ 発光部（受光部）
１０３ 端子
１０５ 端子
２’ 基板（未硬化）
２ 基板（硬化後）
２１ 溝
２３ 不要部（除去部）
２５ 開口
３ 導体層
３１ 配線
３３ 配線
４’ 半田ペースト
４ 半田
５ 導体層
５１ 配線
５３ 除去部
６ 絶縁層
６１ 溝
６３ 不要部（除去部）
６５ 開口
７ 接着層
７１ 開口
７３ 開口
８ ワイヤ
９ 光導波路
９１ クラッド層
９３ コア層
９４ コア部
９５ クラッド部
９６ 反射面
９７ クラッド層
１０ 絶縁層
１１ 導体層
１１１ 配線
１２ 基板
１２１ 溝
１２３ 不要部（除去部）
１３ 導体層
１３１ 配線
１４ 接着層
１４１ 開口
１５ ビアホール
１６ 金属材料
１７’ 接合体
１７ 光導波路形成基板
１７１ 硬質部（リジッド部）
１７３ 硬質部（リジッド部）
１７５ 可撓性部（フレキシブル部）
１８ 治具
１８０ 基板当て付け面
１８１ 凹部
１８３ 凸部
１９ 離型フィルム
２０ マスク
２０１ 開口
Claims (6)
- 板状をなす光導波路形成基板であって、
互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有するコア層と該コア層の両面にそれぞれ形成されたクラッド層とで構成された光導波路と、前記各クラッド層のうちの一方のクラッド層上に形成された内側導体層と、該内側導体層上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に接着層を介して接着された硬質な基板と、該硬質な基板上に形成された外側導体層とを有する積層構造体を備え、
前記積層構造体は、前記硬質な基板をその長手方向の途中でその一部を除去することにより形成された、湾曲変形可能な可撓性部と、該可撓性部を除く残りの部分で構成された硬質部とに分けられ、
前記硬質部は、前記硬質な基板、前記接着層、前記絶縁層を一括して開口して形成された開口を有し、
前記開口には、板状をなし、その前記コア層側の面に配置された発光部または受光部を有する素子が設置され、
前記素子は、前記コア層側の面が前記光導波路と接していることを特徴とする光導波路形成基板。 - 前記コア部は、環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とし、かつ活性エネルギー光線または電子線の照射により、またはさらに加熱することにより屈折率が変化する材料で構成されたコア層に対し前記活性エネルギー光線または電子線を選択的に照射することにより所望の形状に形成されたものである請求項１に記載の光導波路形成基板。
- 前記光導波路のコア部は、平面視で前記発光部または受光部と重なるようなパターン形状をなしている請求項２に記載の光導波路形成基板。
- 前記光導波路は、前記発光部または受光部に対応する部位に、前記光導波路の光路に対し傾斜する反射面を有する請求項３に記載の光導波路形成基板。
- 前記環状オレフィン系樹脂は、ノルボルネン系樹脂を主とするものである請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路形成基板。
- 前記コア層の構成材料中に、０．５〜４０重量％の添加剤を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路形成基板。
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| JP2013137468A (ja) | 光電気複合配線板、及び光電気複合配線板の製造方法 |
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