JP4771924B2 - 光配線基板および光配線モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光信号を伝送するための光導波路部材を有する光配線基板および光配線モジュールの製造方法に関する。

近年、情報を伝達する媒体として、電気信号に代えて光信号が用いられる場合がある。光信号を伝送する手段として、光導波路が形成されている光導波路部材がある。

従来の技術の光導波路部材は、光を伝播するコア層と、該コア層を被覆する第１クラッド層および第２クラッド層とで構成されている。また光導波路部材の表面には、発光素子が設けられている。

従来の光導波路部材は、プリント配線基板などの支持基板に第１クラッド層、コア層および第２クラッド層を順次積層することにより製作される。コア層は、短冊状に形成され、その長手方向の一端部に傾斜面を有する。この傾斜面は、前記一端部に近づくにつれて前記第１クラッド層より離間するように傾斜されており、コア層の構成材料からなるコア材料層を第１クラッド層上に積層した後であって、第２クラッド層を積層する前に、前記コア材料層の一端部を、異方性エッチングを行なうなどによって形成される。
特開２００５−１４８１２９号公報（第１１頁、第２図）

従来技術の光導波路部材の製造方法では、コア層の傾斜面を形成するには、異方性のエッチングを用いる必要があり、傾斜面の形状を制御することが困難である。それ故、光導波路部材の製造工程が複雑になる。

本発明の目的は、上記問題点を解決した、光導波路部材、光導波路部材が含まれる光配線基板、光配線基板と光半導体素子とを含む光配線モジュール、及び光導波路部材が含まれる表示装置、並びに、光導波路部材および光配線基板の製造方法を提供することである。

本発明の光配線基板の製造方法は、転写シートおよび金属膜を有し、前記転写シートと前記金属膜とが剥離可能な状態に保持されている転写部材を準備する工程と、前記転写部材の前記金属膜上に第１クラッド層を形成する工程と、前記第１クラッド層上に光を伝播させるコア層を積層する工程と、前記コア層に前記光を反射させる傾斜面を形成する工程と、前記コア層上に、該コア層を被覆する第２クラッド層を積層することにより、前記第１クラッド層、前記コア層、および前記第２クラッド層を含んで構成される積層体を形成する工程と、前記転写部材上において、前記積層体を厚み方向に貫通して貫通孔を形成する工程と、前記転写部材上において、前記貫通孔内に貫通電極を形成する工程と、前記積層体を、前記第２クラッド層を配線基板に対して対向させるように前記配線基板に被着させ、前記貫通電極と前記配線基板の配線導体とを電気的に接続させる工程と、前記転写シ
ートを前記積層体および前記金属膜より剥離する工程と、前記転写シートを前記積層体および前記金属膜より剥離した後、前記金属膜の少なくとも一部を除去する工程と、を備えている。

さらに本発明の光配線モジュールの製造方法は、上述の光配線基板の製造方法によって作製された光配線基板に光半導体素子を実装し、該光半導体素子と前記貫通電極とを電気的に接続する工程を備えている。

本発明によれば、光配線基板や光配線モジュールを形成する際に、光導波路部材を配線基板に転写することにより、光導波路部材のコア層に設けられる傾斜面の形成が容易となり、生産性向上に貢献できる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。また実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１の実施形態）
図１Ａは、第１の実施形態に係る光配線モジュール１を示す斜視断面図である。

光配線モジュール１は、大略的に、光配線基板２と、該光配線基板２上に搭載される光半導体素子としての発光素子３と、を備えた構成を有している。また、光配線基板２は、配線基板としての支持基板５と、支持基板５上に配設され、表面に発光素子３が搭載される光導波路部材４によって構成される。

光配線モジュール１は、支持基板５より供給される電気信号を、光導波路部材４を介して発光素子３に供給し、その電気信号に基づいて発光素子３を発光させる。そして、発光素子３の光を光信号として光導波路部材４を介して光ファイバ等の外部接続部材に伝送する。

光配線基板２は、大略的に長方形状であって板状に形成されている。以下では、光配線基板２の厚み方向（図１Ａ〜図１Ｄの上下方向）をＺ１方向とし、長手方向（図１Ａ〜図１Ｄの左右方向）をＸ１方向とし、Ｚ１方向およびＸ１方向に垂直な方向（図１Ａ〜図１Ｄの奥行き方向）をＹ１方向と称する。

支持基板５は、配線導体を有する配線基板であり、たとえば、樹脂、アルミナ系セラミックまたはガラスセラミック等の絶縁材料により形成された絶縁基板と、該絶縁基板上に銅、金、銀またはアルミニウム等の導電材料からなる配線導体と、を有した構成を有している。支持基板５の配線構造は、単層配線でも多層配線であっても良い。このような支持基板５は、その上面で光導波路部材４を支持するとともに、配線導体が光導波路部材４に設けられる貫通電極１０を介して発光素子３に電気信号を供給する。なお、光配線モジュール１がコンピュータ等の計算機器に組み込まれる場合、支持基板５の配線導体は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：略称ＣＰＵ）などのＩＣ回路に電気的に接続される。

支持基板５上に搭載される光導波路部材４は、発光素子３側に配置される第１クラッド層６と、支持基板５に接する第２クラッド層８と、第１クラッド層６と第２クラッド層８との間に介在され、傾斜面１３を有する複数のコア層７と、傾斜面１３に被着される反射膜１４と、発光素子３と支持基板５の配線導体とを電気的に接続するための貫通電極１０と、を有している。また光導波路部材４は、Ｚ１方向の厚みが５０μｍ以上１００μｍ以下に形成されている。なお、光導波路部材１の両主面、すなわち、第１クラッド層６の表面と、第２クラッド層８の表面は平坦状に形成されている。

複数のコア層７は、Ｘ１方向に延びる帯状に形成され、互いに間隔をあけてＹ１方向に沿って配設されている。各コア層の断面形状（Ｙ１軸とＺ１軸に平行な断面の形状）は、長方形状もしくは正方形状に形成されている。また、コア層７のＸ１方向一端部には、傾斜面１３が形成されている。傾斜面１３は、第１クラッド層６側に位置するコア層７の表面４０と傾斜面１３との間の傾斜角度αが９０度よりも小さくなるようにＸ１方向に対して傾斜している。この傾斜面１３の傾斜角度αは、４１度以上４９度以下が好ましい（本実施形態では、傾斜角度αは４５度に設定されている）。傾斜角度αが４１度以上４９度以下であると、発光素子３の光をコア層７に向かって良好に伝送でき、光信号の伝送損失を良好に低減できる。ただし、傾斜角が４１度以上４９度以下の範囲以外の傾斜面であっても構わない。また、傾斜面１３は、必ずしもコア層７の一端部に形成されている必要はない。またこの傾斜面１３には、アルミニウム、ニッケル、クロム等の光を反射させることが可能な材料からなる反射膜１４が形成されている。

第１クラッド層６、コア層７および第２クラッド層８は、透光性材料により形成されており、第１および第２クラッド層６，８は、コア層７と異なる屈折率を有する透光性材料から成る。コア層７は、第１および第２クラッド層６，８の屈折率より高く、第１および第２クラッド層６，８と同じ透光性材料から成る。透光性材料としては、たとえばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリシラノール樹脂、ポリシラン、ポリシラザン系樹脂またはガラスが用いられる。ただし、コア層７、第１クラッド層６、および第２クラッド層８は、互いに同一の透光性材料から成ることに限定されず、コア層７の屈折率が第１および第２クラッド層６，８の屈折率よりも高ければ、互いに異なる透光性材料によって形成されてもよい。

一方、貫通電極１０は、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル、クロム、鉄、タングステンまたはモリブデン等の導電材料により円柱状に形成され、Ｙ１方向にわたって複数個配列されている。

ここで、貫通電極１０は、室温（２５℃）における熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、かつ電気抵抗率が１．０×１０^−７Ω・ｍ以下を満たすような材料により形成されることが好ましい。この場合、光導波路部材４に実装され、貫通電極１０に対して電気的に接続される発光素子４や他の電子素子は、動作中に発する熱が貫通電極１０を介して良好に放熱されることとなる。それ故、発光素子４や他の電子素子を安定的に動作させることが可能となる。

上述した貫通電極１０の材料であれば、銅、銀、金、アルミニウム、モリブデン、タングステンが好ましい。例えば、銅（熱伝導率：３９５Ｗ／ｍ・Ｋ、電気抵抗率：１．６９×１０^−８Ω・ｍ）、アルミニウム（熱伝導率２２３Ｗ／ｍ・Ｋ、電気抵抗率：２．６６×１０^−８Ω・ｍ）、金（熱伝導率：２９３Ｗ／ｍ・Ｋ、電気抵抗率：２．４４×１０^−８Ω・ｍ）、モリブデン（熱伝導率：１４７Ｗ／ｍ・Ｋ、電気抵抗率：５．７８×１０^−８Ω・ｍ）、タングステン（熱伝導率：１６７Ｗ／ｍ・Ｋ、電気抵抗率：５．５×１０^−８Ω・ｍ）である。

また、貫通電極１０は、コア層７と同一材料から成る電極形成層２８に設けられた貫通孔１６の内部に設けられており、ＸＹ平面に平行な断面における断面積が発光素子３側よりも支持基板５側で大きくなっている。なお、電極形成層２８は、発光素子３側の表面は一部が第１クラッド層６より露出しており、支持基板５側の表面は第２クラッド層８及び貫通電極１０で被覆された形に形成されている。すなわち、光導波路部材４の発光素子３側の表面は、第１クラッド層６、電極形成層２８及び貫通電極１０の表面が露出しており、該露出面は略平坦に形成されている。また、光導波路部材４の支持基板５側の表面は、第２クラッド層８及び貫通電極１０が露出しており、該露出面は略平坦に形成されている。

一方、光導波路部材４の第１クラッド層６上に搭載される複数の発光素子３は、例えば、面発光型半導体レーザ（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser：略称ＶＣＳＥＬ）により構成されている。各発光素子３は、一対の貫通電極１０に対してバンプ２４を介して電気的に接続されている。一方、各発光素子３が光導波路部材４に対して傾くことを防止するため、バンプ２４に対応させて一対のダミーバンプ２５が設けられている。なお、バンプ２４およびダミーバンプ２５は、たとえば金（Ａｕ）や半田等の導電材料により形成されている。

このような発光素子３は、そのレーザ光が光導波路部材４の傾斜面１３に入射可能な位置（例えば、傾斜面１３の直上位置）に配置されている。そして、支持基板５より貫通電極１０を介して電気信号が発光素子３に供給されると、該電気信号に基づいて発光素子３がレーザ光を傾斜面１３に向けて出射し、そのレーザ光が傾斜面１３に形成される反射膜１４でＸ１方向に向かって反射される。反射されたレーザ光はコア層７内を光信号として伝播することにより、電気信号が光信号へと変換されることとなる。

本実施の形態では、ＶＣＳＥＬを発光素子３として用いているが、必ずしもＶＣＳＥＬに限定されない。たとえば端面発光型レーザダイオードでもよく、レーザ光を照射可能なものであればよい。また発光素子３に代えて、受光素子４２を光配線基板２に配設してもよい。なお、受光素子４２を配設する場合、光導波路部材４から伝播した光信号が受光素子４２によって電気信号に変換される。すなわち、コア層７を伝播した光が傾斜面１３に入射し、該入射光が反射膜１４で受光素子４２に向かって反射される。反射された光は受光素子４２に入射され、該入射光に基づいて受光素子４２が貫通電極１０を介して支持基板５に電気信号を供給する。その結果、光信号が電気信号に変換されることとなる。

図２は、上述した光配線モジュール１の製造方法の各工程のフローチャートを示す図である。図３Ａ〜図３Ｎは、各工程で製造される部材を示す斜視断面図である。以下では、このようにして構成される光配線モジュール１の製造方法について図２に示すフローチャートに沿って説明する。

ステップｓ１は、まず、図３Ａに示す長方形状の転写部材２６を準備する。なお、以下では、転写部材２６の厚み方向をＺ２方向（図３Ａ〜図３Ｆにおいて、上下方向）とし、その長手方向をＸ２方向（図３Ａ〜図３Ｆにおいて左右方向）とし、Ｚ２方向とＸ２方向とに垂直な方向をＹ２方向（図３Ａ〜図３Ｆにおいて奥行き方向）と称する。

転写部材２６は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、プラスチック、ステンレス、ニッケル合金、アルミニウム、またはチタン等からなる転写シート２６ａ上に銅等の導電性材料から成る金属膜２６ｂを形成した構成を有しており、転写シート２６ａと金属膜２６ｂとが互いに剥離可能な接着力で接着されている。両者を剥離させやすくするためには、転写シート２６ａと金属膜２６ｂとの間に離型材を介在させても良い。

このような転写部材２６を用いて、転写部材２６の上に積層された光導波路部材４を支持基板５に転写する際、まず、転写部材２６と共に光導波路部材４を支持基板５に接着させる。次に、転写部材２６を構成する転写シート２６ａを金属膜２６ｂより剥離させる。そして、金属膜２６ｂをエッチングにより除去することによって光導波路部材４が支持基板５に転写される。なお、転写シート２６ａ上の金属膜２６ｂは、エッチングによる除去を容易にするため、３μｍ〜３５μｍの厚みが望ましい。

また、図３Ｎに示すように、転写シート２６ａは、前記金属膜２６ｂと接する面に銅等の導電材料からなる第２金属膜２６ａ’を有していても良い。この場合、金属膜２６ｂと第２金属膜２６ａ’とが互いに剥離されることとなるため、両金属膜２６ｂ、２６ａ’間に離型材を介在させても良い。

ステップｓ２においては、図３Ｂに示すように、転写部材２６の金属膜２６ｂ上に、第１クラッド層６を形成する。第１クラッド層６は、次のような工程を経て製作される。すなわち、まず、透光性材料を溶剤に溶かした液体が、スピンコーター、バーコーター、ドクターブレード、ダイコーターまたはディップコーターなどを用いて金属膜２６ｂ上に塗布される。次に、塗布された液体を乾燥させて第１クラッド材料層を転写部材２６にＺ２方向一方（図３Ａ〜図３Ｆにおいて上方）に積層する。この積層体をフォトリソグラフィ技術やエッチング等によって所定パターンに加工することにより、第１クラッド層６が形成される。なお、第１クラッド層６は、上述の第１クラッド材料層を型に入れて成形する方法等の種々の加工方法を使用できる。

ステップｓ３では、図３Ｃに示すように、第１クラッド層６上に複数のコア材料層２７および複数の電極形成層２８を形成する工程である。

まず、コア層７を構成する透光性材料を溶剤に溶かした液体が、スピンコーター、バーコーター、ドクターブレード、ダイコーターまたはディップコーターなどを用いて、転写部材２６および第１クラッド層６に塗布される。次に、塗布した液体を乾燥させることによって透光性材料層２９が形成される。次に、透光性材料層２９をフォトリソグラフィ技術やエッチング等を用いて所定パターンに加工することにより、複数のコア材料層２７および複数の電極形成層２８が形成される。

ステップｓ４では、図３Ｄに示すように、コア材料層２７を加工してコア層７を形成する工程である。まずコア材料層２７のＸ２方向一端部を砥石やダイヤモンド等の硬質材料からなる工具３２で押圧することによって、傾斜面１３を形成する。これによって傾斜面１３を容易に形成することができる。工具３２は、図３Ｄの仮想線で示すように、傾斜面１３に対応した先端形状を有している。工具３２は、具体的には、ナノインプリント、またはマイクロエンボスによって実現できる。なお、工具３２でコア材料層２７を押圧する時、コア材料層２７は完全硬化状態でも半硬化状態でもよいが、コア材料層２７は、完全硬化させた状態で工具３２を圧入すると、コア材料層２７にクラックが発生する場合があるため、コア材料層２７は半硬化状態で加工することが好ましい。ここで、半硬化状態とは、２５％以上８０％以下の樹脂が重合反応した状態である。

なお、本実施の形態では、傾斜面１３が機械加工によって形成されているけれども、必ずしもこれに限定されない。たとえばレーザ加工であってもよく、またエッチングであってもよい。またエッチングも、フォトリソグラフィ技術に限定されることなく、プラズマエッチングであってもよく、イオンビームによって除去させてもよい。

ステップｓ５では、傾斜面１３に反射膜１４を形成する工程である。物理蒸着（Physical Vapor Deposition：略称ＰＶＤ）法等の薄膜形成技術を用いて、傾斜面１３にアルミニウム、ニッケル、クロムなどの反射材料を蒸着し、傾斜面１３に反射膜１４を形成する。

ステップｓ６では、電極形成層２８に貫通孔１６を形成する工程である。貫通孔１６は、使用する光導波路材料の特性に合わせてフォトリソグラフィ技術、金型加工、エッチング技術等を採用することにより形成される。本実施の形態では、ステップｓ６はステップｓ５の後に行なっているが、ステップｓ６はステップｓ４とステップｓ５との間、ステップｓ３とステップｓ４の間、またはステップｓ7とステップｓ８との間にレーザを用いて加工を行なっても良い。フォトリソグラフィ技術や金型加工技術を用いると光導波路に対する貫通孔１６の位置精度を維持できる。また、レーザを用いて加工する方法は細く長い貫通孔１６を容易に加工できる特長がある。

ステップｓ７では、図３Ｅに示すように、第１クラッド層６およびコア層７に第２クラッド層８を積層する工程である。第２クラッド層の構成材料である透光性材料を溶剤に溶かした液体がスピンコーター、バーコーター、ドクターブレード、ダイコーターまたはディップコーターなどを用いて、第１クラッド層６、コア層７および電極形成層２８に塗布される。次に、塗布した液体を乾燥させて第２クラッド材料層が形成される。次に、第２クラッド材料層を所定パターンに加工することによって第２クラッド層８が形成される。第２クラッド材料層は表面を平坦化するために研磨してもよく、研磨方法としては、たとえばアルミナ、炭化ケイ素またはダイヤモンドなどの砥粒を含む砥石を用いて研磨する方法、前記砥粒を表面部に付着させ、ブラシによって研磨する方法、またはバフを用いて研磨する方法が用いられる。またダイヤモンドから成る切削具を用いて削り取る方法によって、第２クラッド層前駆体の前記表面部を平坦状に形成してもよい。

ステップｓ８では、図３Ｆに示すように、貫通孔１６内に貫通電極１０を形成する工程であり、貫通電極１０の形成によって転写部材２６上に光導波路部材４に相当する積層体が形成される。

貫通電極１０は、銅等からなる導電材料を電気めっきにより貫通孔１６に充填させることにより形成される。この場合、転写部材２６を構成する金属膜２６ｂの表面を光導波路部材４より露出させておくことにより、該露出させた金属膜２６ｂの表面より電気めっきのための通電を行なうことで、貫通電極１０の形成を容易に行える。

ステップｓ９では、図３Ｇに示すように、支持基板５に転写部材２６上に形成された光導波路部材４を転写する工程である。具体的には、第２クラッド層８が支持基板５に対して接するように、光導波路部材４を、接着剤を介して支持基板５に固着する。このとき、光導波路部材４の貫通電極１０と支持基板５に配設される配線導体とが電気的に接続されるようにする。

ステップｓ１０では、図３Ｈに示すように、転写部材２６を構成する転写シート２６ａを転写部材２６の金属膜２６ｂより剥離する工程である。

ステップｓ１１では、図３Ｉに示すように、第１クラッド層６上に残された転写部材２６を構成する金属膜２６ｂをエッチングによって除去する工程である。金属膜２６ｂをエッチングによって除去すると、第１クラッド層６および貫通電極１０が露出する。

ステップｓ１２では、図３Ｊに示すように、貫通電極１０上に複数の発光素子３を実装する工程である。具体的には、発光素子３をバンプ２４を介して貫通電極１０に接続するとともに、発光素子３をダミーバンプ２５を介して第１クラッド層６に接続する。バンプ２４やダミーバンプ２５を半田で形成する場合、貫通電極１０とバンプ２４とのセルフアライメント作用により、高精度で発光素子３が位置決めされて実装される。このようにして発光素子３を実装すると、光配線モジュール１が形成され、光配線モジュール製造処理が終了する。

このとき、バンプ２４が接続される貫通電極１０の表面に凹部を形成すれば、バンプ２４やダミーバンプ２５が凹部に向かってセルフアライメントされ易くなり、発光素子３の位置決めが容易となる。

以下では、このような製造方法が奏する効果について説明する。本実施の形態の製造方法によれば、光導波路部材を転写技術によって形成しているため、傾斜面１３の形成が容易である。また、本実施形態のようにコア層７を被覆する第２クラッド層８によって傾斜面１３を連続的に被覆することができ、傾斜面１３を良好に第２クラッド層で被覆することができる。なお、傾斜面１３を第１および第２のクラッド層とは異なる第３のクラッド層で被覆することを排除するものではない。

また、本実施形態の製造方法によれば、反射膜１４を形成する際に、傾斜面１３のみならずコア層７の表面も露出しているため、反射膜１４を傾斜面１３上に容易に形成でき、光導波路部材４、光配線基板２、及び光配線モジュール１の生産性を高く維持することが可能となる。

本実施形態の製造方法によれば、転写部材２６上に光導波路部材４を形成した後、光導波路部材４を支持基板５に固着するようにしているため、発光素子３の実装面である光導波路部材４の表面を極めて平坦にすることができる。したがって、発光素子３の実装の位置決め精度が高く、これによっても生産性向上に寄与することが可能となる。なお、発光素子３の光の許容誤差は、光を反射するミラーとなる傾斜面１３及び反射膜１４に対して±１μｍ以内とすることが好ましいため、このような許容誤差の範囲内で発光素子３が傾斜面１３等に位置合わせされる。

本実施形態の製造方法によれば、傾斜面１３に対して間隔をあけて貫通電極１０が形成されているため、支持基板５の配線導体及び発光素子を容易に電気的に接続することができる。また傾斜面１３に対して間隔をあけて貫通電極１０が形成されているので、発光素子３または受光素子４２を配設する際、貫通電極１０を発光素子３の位置決めマーカとして用いることができる。

本実施形態の製造方法によれば、貫通電極１０と転写部材２６を構成する前記金属膜２６ｂとを同一の導電性材料により形成することにより、貫通電極１０と金属膜２６ｂとの固着強度を高め、光導波路部材４を支持基板５に対して転写する前に光導波路部材４が転写部材２６から離脱することを防止できる。

なお、第１の実施形態では、発光素子３と光導波路部材４Ｄとの間には、空隙が形成されているが、図１Ｂに示すように、この空隙に発光素子３から出射されるレーザ光の通過領域を取り囲むように遮光部材６２を設けても良い。この場合、発光素子３から発せられる光が良好に外部と遮光される。その結果、発光素子３の光が不所望に他の発光素子や受光素子に出射されたりすることが良好に防止される。

この遮光部材６２は、非光透過性樹脂により形成されている。非光透過性樹脂の一例としては、たとえばエポキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはポリイミド樹脂などにカーボン粉末、グラファイト粉末などを混合した樹脂が考えられる。また、非光透過性樹脂の他の例としては、染色剤や着色剤を用いて黒くした樹脂材料や、エポキシ系樹脂にシリカ系フィラーおよびカーボン粉末を混合した樹脂が考えられる。

このような非光透過性樹脂は、使用する波長の光（たとえば８５０ｎｍ）に対する樹脂１ｃｍあたりの光投入量に対する光透過量の割合（光透過量／光投入量）が−３０ｄＢ以下のものであることが好ましく、さらに望ましくは−４０ｄＢ以下のものが良い。

光透過量は、例えば、第１及び第２の光ファイバを準備した後、両光ファイバ間に樹脂を介在させ、第１光ファイバから第２光ファイバにレーザやＬＥＤ等の光を伝送させ、第２光ファイバからの出射光の光量をパワーメータにて測定することにより求められる。他方、光投入量の測定方法としては、例えば、第１及び第２の光ファイバ間に樹脂を介在させずに直結させた状態で第１光ファイバから第２光ファイバに光を伝送させ、第２光ファイバからの出射光の光量をパワーメータにて測定することにより求められる。そして、この測定によって得られた２つの光量を用いて光投入量に対する光透過量の割合が求められる。

また本実施形態において、図１Ｃに示す如く、発光素子３と光導波路部材４との間に、光透過性樹脂から成る透光部材６３を設けてもよい。透光部材６３は、たとえば各発光素子３と光導波路部材４との両方に当接するように設けられる。これによって各発光素子３と光導波路部材４とが、より強固に透光部材６３によって機械的に接続される。

透光部材６３とは、使用する波長の光（たとえば８５０ｎｍ）に対する透光部材１ｃｍあたりの光投入量に対する光の減衰量(損失)の割合（光減衰量／光投入量）が６ｄＢ以下のものである。望ましくは３ｄＢ以下のものが好適に用いられ、最適には０．５ｄＢ以下がよい。

この光透過量は、例えば、第１及び第２の光ファイバを準備した上、両光ファイバ間に樹脂を介在させ、第１光ファイバから第２光ファイバにレーザやＬＥＤ等の光を伝送させ、第２光ファイバからの出射光の光量をパワーメータにて測定することにより求められる。一方、光減衰量は、まず、光投入量を求め、光投入量から光透過量を減じることで算出される。光投入量は、第１及び第２の光ファイバ間に樹脂を介在させずに直結させた状態で第１光ファイバから第２光ファイバに光を伝送させ、第２光ファイバからの出射光の光量をパワーメータにて測定することにより求められる。そして、この測定によって得られた２つの光量の比によって光投入量に対する光の減衰量(損失)の割合が求められる。

このような透光部材６３は、たとえばエポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコン樹脂などをディスペンサーなどで所定量注入して硬化させることにより形成される。

さらに本実施形態においては、図１Ｄに示す如く、傾斜面１３に反射膜１４を形成しているが、必ずしも形成する必要はない。たとえば反射膜１４に代えて、第２クラッド層８と傾斜面１３との間に空間Ｓを形成してもよい。空間Ｓにおける気体の屈折率がコア層７の屈折率より高い場合、傾斜面１３で反射するので、反射膜１４を設ける場合と同様の作用効果を奏する。

また本実施形態において、貫通電極１０の形成をステップｓ１１の後に行っても良い。この場合、配線基板の配線導体と貫通電極１０の接続が強固にできるが、貫通電極１０を形成するための電気めっきの作業性が悪い場合がある。したがって、この場合は、ステップｓ１１において金属膜２６ｂが除去されることで露出される第１クラッド層６の表面に、無電界めっき法あるいは蒸着法、スパッタ法などにより、銅、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、またはモリブデンなどの導電材料層を被着した後、該導電材料層を介して貫通孔１６内に貫通電極１０を形成するようにしても良い。このとき、無電界めっきによって第１クラッド層６上に導電材料層を形成することは困難である。したがって、次のような方法により貫通電極１０を形成することが好ましい。

まず、図３Ｋに示す如く、第１クラッド層６および貫通孔１６内にエポキシ樹脂等からなる樹脂材料層６４を積層する。次に、図３Ｌに示す如く、樹脂材料層６４の表面上に無電界めっき法による第１導電材料層６５を形成する。続いて、図３Ｍに示す如く、第１導電材料層６５を介して電気めっきにより貫通孔１６内に貫通電極１０を形成する。このとき、第１導電材料層６５層上には貫通電極１０と同質材料からなる第２導電材料層６６が形成される。そして、必要であれば、樹脂材料層６４、第１導電材料層６５及び第２導電材料層６６をエッチング等により除去したり、あるいは、パターン加工したりしても良い。

（第２の実施形態）
図４Ａは第２の実施形態に係る光配線基板２Ａを示す斜視断面図であり、図４Ｂは第２の実施形態に係る光配線モジュール１Ａを示す斜視断面図、図４Ｃは第２の実施形態に係る光配線モジュール１Ａの変形例を示す斜視断面図である。ここでは、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明し、共通する構成についてはその説明を省略する。また、基本的には、第１の実施形態が有する効果を奏するものとする。

光配線モジュール１Ａは、転写部材２６を構成する金属膜２６ｂを完全に除去するのではなく、発光素子３の搭載領域や貫通電極１０の形成領域に位置する金属膜２６ｂを除去し、その他の金属膜２６ｂを残存させている。したがって、残存させた金属膜２６ｂをエッチング加工することにより、電気配線として使用することができるため、光導波路部材４Ａ上に新たに、めっきなどの方法で電気配線を形成する必要がなく、工数を低減することができる。

また、本実施形態において、図４Ｃに示すように、金属膜２６ｂに対してダミーバンプ２５を介して発光素子３を接続するようにしても良いし、ダミーバンプ２５を通常のバンプとして機能させ、金属膜２６ｂと発光素子３とを電気的に接続するようにしても構わない。

なお、本実施形態の光配線モジュール１Ａが、第１実施形態と同様の効果を奏することは勿論である。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態の光配線モジュール１Ｂを示す図である。ここでは、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明し、共通する構成についてはその説明を省略する。また、基本的には、第１の実施形態が有する効果を奏するものとする。

光配線モジュール１Ｂは、第１の実施形態とは異なり、傾斜面１３Ｂが第２クラッド層８側に突出するように曲面状に湾曲している。したがって、発光素子３が光導波路部材４Ｂの表面に対して傾いた場合であっても、傾斜面１３に入射された発光素子３の光をコア層７に向かって良好に反射させることができる。それ故、発光素子３や受光素子４２の配置位置に対する制限を軽減でき、配設位置に対する許容誤差を大きくすることができ、光配線モジュールの生産性を向上させることができる。

このような形状を有する傾斜面１３Ｂは、第１実施形態におけるステップｓ４においてコア材料層２７を工具３２Ｂで押圧する際に、図５の仮想線で示すような傾斜面１３Ｂに対応した形状を先端部に有する工具３２Ｂを用いることによって形成される。

この工具３２Ｂを曲面にすることで、曲面の加工ができる。また、コア材料層２７を構成する樹脂材料の硬化反応が５０％から９０％の範囲の場合は、コア材料層２７の弾性変形を利用して傾斜面１３Ｂを曲線とすることができる。

本実施の形態では、傾斜面１３Ｂが湾曲状に形成されているけれども、必ずしもこのような形状に限定されない。発光素子３からの光をコア層７に良好に反射することができるのであれば、傾斜面の形状は階段状であってもよい。

（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態の光配線モジュール１Ｃを示す図である。ここでは、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明し、共通する構成についてはその説明を省略する。また、基本的には、第１の実施形態が有する効果を奏するものとする。

光配線モジュール１Ｃでは、コア層７の一端部ではなく、コア層７の中間部に傾斜面１３が形成されている点で第１の実施形態と構成が異なっている。このような場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得られるため、傾斜面１３の形成位置の自由度は高い。

（第５の実施形態）
図７は、第５の実施形態に係る光導波路部材４Ｄを示す断面図である。ここでは、第２の実施形態の光導波路部材４Ａと異なる構成・製造方法についてのみ説明し、共通する構成についてはその説明を省略する。

本実施の形態は、第２の実施形態と類似し、光導波路部材４Ｄは、第１クラッド層６に接する第２金属膜２６ｂを含んで構成されているが、本実施形態は、第２の実施形態とは異なり、第３金属膜５２が第２クラッド層８上に被着されている点で他の実施形態とは異なる。すなわち、光導波路部材４Ｄの両面に金属膜が存在している。

第２金属膜２６ｂは、第２の実施形態と同様に転写によって形成しても良いし、あるいは、無電界めっき等を用いて形成しても良い。この場合、第２金属膜２６ｂと第１クラッド層６との密着強度を高めるために、第２金属膜２６ｂを形成する前に、エポキシ樹脂を第１クラッド層６上に形成した上で、第２金属膜２６ｂを形成するための無電界めっきを行なうのが良い。

また、第３金属膜５２は、第２金属膜２６ｂと同様に、転写によって形成しても良いし、無電界めっき法によって形成しても良い。また、無電界めっきを行なう前に、第３金属膜５２を形成する前に、エポキシ樹脂を第２クラッド層８上に形成した方が良い。

また、本実施形態の光導波路部材４Ｄは、支持基板５に搭載しても良いし、搭載しなくても良いが、支持基板５に光導波路部材４Ｄを搭載しない場合であっても、第２金属膜２６ｂや第３金属膜５２を所定パターンに加工することにより、光導波路部材４Ｄに配線基板としての機能を付加することができる。一方、支持基板５に光導波路部材４Ｄを搭載する場合、光導波路部材４Ｄを支持基板５に搭載する前に、光半導体素子（発光素子または受光素子）を光導波路部材４Ｄに搭載しても良い。

（第６実施形態）
図８は、第６の実施形態に係る携帯電話装置１０５（表示装置）を示す斜視図である。図９Ａ及び図９Ｂは、携帯電話装置１０５の要部の拡大断面図である。なお、図９Ａ，９Ｂでは、コア層７や貫通電極１０、傾斜面１３及び反射膜１４等の図示を省略している。

本実施形態の携帯電話装置１０５は、表示部１０６を有する第１筐体１０７と、操作部１０８を有する第２筐体１０９と、第１筐体１０７と第２筐体１０９とを接続する接続部１１０と、を備えている。第２筐体１０９は、第１筐体１０７に対して変位可能に構成され、両者は接続部１１０を介して接続されている。

例えば、携帯電話装置１０５は、第１筐体１０７と第２筐体１０９との角度を調整することにより、図９Ａに示すように、表示部１０６と操作部１０８とを離間させた開状態や、図９Ｂに示すように、表示部１０６と操作部１０８とを対面させた閉状態に調整可能である。

これら第１筐体１０７、第２筐体１０９および接続部１１０の内部には、第５の実施形態に係る光導波路部材４Ｄが収容されており、該光導波路部材４Ｄによって第１筐体１０７の表示部１０６と第２筐体１０９の操作部１０８とが光学的に接続されている。

この光導波路部材４Ｄは、後述するように、その両側に発光素子３と受光素子４２を有しており、該発光素子３と受光素子４２の近傍に、貫通電極１０や傾斜面１３、反射膜１４等を有している。

かかる光導波路部材４Ｄは、可撓性を有しているため、図９Ｂのように、湾曲した状態であっても、光通信可能に構成される。なお、光導波路部材４Ｄは、ヤング率が３ＧＰａ以下であることが好ましい。また光導波路部材４Ｄに対して良好な可撓性を付与するためには、第１クラッド層６、コア層７及び第２クラッド層８の合計厚みが９０μｍ以下で、且つ、第１金属膜２６ｂ及び第３金属膜５２の合計厚みが１８μｍ以下となるように、設定することが好ましい。

一方、第２筐体１０９には、光導波路部材４Ｄを支持し、操作部１０８に電気的に接続される配線基板５ｂと、該配線基板５ｂからの電気信号に基づいて光を発し、その光を光信号として光導波路部材４Ｄに伝達する発光素子３と、が収容されている。発光素子３と配線基板５ｂとは、光導波路部材４Ｄの貫通電極１０を介して電気的に接続されている。また、発光素子３の光は、光導波路部材４Ｄの傾斜面１３や反射膜１４を介してコア層７に伝達される。

また第１筐体１０７には、光導波路部材４Ｄを支持し、表示部１０６に電気的に接続される配線基板５ａと、光導波路部材４Ｄより伝達された光信号を受光し、該受光した光信号を電気信号に変換して配線基板５ａに電気信号を伝達する受光素子４２と、が収容されている。受光素子４２と配線基板５ａとは、光導波路部材４Ｄの貫通電極１０を介して電気的に接続されている。また、受光素子４２への光は、光導波路部材４Ｄの傾斜面１３や反射膜１４を介してコア層７に伝達される。また、配線基板５ａ、５ｂとしては、第１乃至第５実施形態に示された配線基板が使用可能である。

操作部１０８から入力された情報は、第２筐体１０９内の図示しない電気回路によって配線基板５ｂに電気信号として伝達され、その電気信号が光導波路部材４Ｄの貫通電極１０を介して発光素子３に供給される。発光素子３によって電気信号が光信号に変換されると、その光信号が光導波路部材４Ｄの傾斜面１３を介してコア層７に伝達される。そして、コア層７に伝達された光信号が光導波路部材４Ｄの傾斜面１３を介して受光素子４２に入力される。そして、受光素子４２によって光信号が電気信号に変換されると、該電気信号が光導波路部材４Ｄの貫通電極１０を介して配線基板５ａに伝達される。そして、配線基板５ａを介して表示部１０６内の駆動ＩＣに電気信号が伝達され、該駆動ＩＣによって画像表示がなされる。

このように本実施の形態では、光導波路部材４Ｄによって、第１筐体１０７の表示部１０６と第２筐体１０９の操作部１０８とが光学的に接続されるので、表示部１０６に送信すべき情報が多い場合であっても、高速かつ低電力で送信することができる。これによって利便性の高い携帯電話装置１０５を実現することができる。

なお、本実施形態においては、表示装置の例として携帯電話装置を例に説明したが、例えば、パソコンに適用することも可能である。また、光導波路部材４Ｄは、ＤＶＤプレーヤー、ＤＶＤレコーダーまたはビデオデッキ等の再生録画機とテレビとを接続する接続部材、テレビとビデオカメラとを接続する接続部材等のように、複数の電子機器同士を接続する接続部材として用いることも可能である。

本発明の第１の実施形態にかかる光配線モジュール１を示す斜視断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる光配線モジュール１の変形例を示す斜視断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる光配線モジュール１の変形例を示す斜視断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる光配線モジュール１の変形例を示す斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュール１の製造方法の各工程のフローチャートを示す図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 図１に示す光配線モジュールの製造方法を説明するための斜視断面図である。 貫通電極の形成方法を説明するための斜視断面図である。 貫通電極の形成方法を説明するための斜視断面図である。 貫通電極の形成方法を説明するための斜視断面図である。 転写部材を説明するための断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光配線基板２Ａを示す斜視断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光配線モジュール１Ａを示す斜視断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光配線モジュール１Ａの変形例を示す斜視断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る光配線モジュール１Ｂを示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る光配線モジュール１Ｃを示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る光配線モジュール１Ｄを示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る携帯電話装置１０５を示す斜視図である。 図８に示す携帯電話装置１０５の要部拡大断面図である。 図８に示す携帯電話装置１０５の要部拡大断面図である。

符号の説明

１ 光配線モジュール
２ 光配線基板
３ 発光素子
４ 光導波路部材
５ 支持基板
６ 第１クラッド層
７ コア層
８ 第２クラッド層
１０ 貫通電極
１３ 傾斜面
１４ 反射膜
１６ 貫通孔
２６ 転写部材
２６ａ 転写シート
２６ｂ 第１金属膜
２６ａ’ 第２金属膜
４２ 受光素子
５２ 第３金属膜
６２ 遮光部材
６３ 透明部材
６４ 樹脂材料層
６５ 第１導電材料層
６６ 第２導電材料層
１０５ 携帯電話装置
１０６ 表示部
１０７ 第１筐体
１０８ 操作部
１０９ 第２筐体
１１０ 接続部

Claims (10)

1. 転写シートおよび金属膜を有し、前記転写シートと前記金属膜とが剥離可能な状態に保持されている転写部材を準備する工程と、
   前記転写部材の前記金属膜上に第１クラッド層を形成する工程と、
   前記第１クラッド層上に光を伝播させるコア層を積層する工程と、
   前記コア層に前記光を反射させる傾斜面を形成する工程と、
   前記コア層上に、該コア層を被覆する第２クラッド層を積層することにより、前記第１クラッド層、前記コア層、および前記第２クラッド層を含んで構成される積層体を形成する工程と、
   前記転写部材上において、前記積層体を厚み方向に貫通して貫通孔を形成する工程と、
   前記転写部材上において、前記貫通孔内に貫通電極を形成する工程と、
   前記積層体を、前記第２クラッド層を配線基板に対して対向させるように前記配線基板に被着させ、前記貫通電極と前記配線基板の配線導体とを電気的に接続させる工程と、
   前記転写シートを前記積層体および前記金属膜より剥離する工程と、
   前記転写シートを前記積層体および前記金属膜より剥離した後、前記金属膜の少なくとも一部を除去する工程と、を備えた光配線基板の製造方法。
2. 請求項１に記載の光配線基板の製造方法において、
   前記貫通孔を形成する工程にて、
   前記第２クラッド層側の幅が前記第１クラッド層側の幅よりも大きい前記貫通孔を形成し、
   前記貫通電極を形成する工程にて、
   前記第２クラッド層側の幅が前記第１クラッド層側の幅よりも大きい前記貫通電極を形成する光配線基板の製造方法。
3. 請求項１に記載の光配線基板の製造方法において、
   前記貫通孔を形成する工程にて、
   レーザを用いて前記第２クラッド側から貫通孔を形成する光配線基板の製造方法。
4. 請求項１に記載の光配線基板の製造方法において、
   前記貫通孔を形成する工程にて、
   前記金属膜を露出する前記貫通孔を形成し、
   前記貫通電極を形成する工程にて、
   前記金属膜を通電して電気めっきを行うことによって、前記貫通電極を形成する光配線
   基板の製造方法。
5. 請求項４に記載の光配線基板の製造方法において、
   前記貫通電極を形成する工程にて、
   前記貫通孔に充填された前記貫通電極を形成する光配線基板の製造方法。
6. 請求項５に記載の光配線基板の製造方法において、
   前記貫通電極を形成する工程にて、
   前記第２クラッド層の主面と平坦面をなす前記貫通電極を形成する光配線基板の製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光配線基板の製造方法において、
   前記金属膜を除去する工程にて、
   前記貫通電極の形成領域に位置する前記金属膜を除去して、前記貫通電極を露出させる光配線基板の製造方法。
8. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光配線基板の製造方法において、
   前記金属膜を除去する工程にて、
   前記貫通電極の形成領域に位置する前記金属膜を残存させつつ、前記第１クラッド層の少なくとも一部を露出させる光配線基板の製造方法。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の光配線基板の製造方法において、
   前記コア層を積層する工程にて、
   前記第１クラッド層上に透光性材料層を積層し、該透光性材料層をパターン加工して、前記コア層および電極形成層を形成し、
   前記積層体を形成する工程にて、
   前記電極形成層を更に含んで構成される前記積層体を形成し、
   前記貫通孔を形成する工程にて、
   前記電極形成層を貫通するように前記貫通孔を形成する光配線基板の製造方法。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の光配線基板の製造方法によって作製された光配線基板に光半導体素子を実装し、該光半導体素子と前記貫通電極とを電気的に接続する工程を備えた光配線モジュールの製造方法。

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