JP5211940B2 - 光導波路、光電気混載基板及び光モジュール - Google Patents

Description

本発明は光素子などと簡易に接続し得る光導波路及び光と電気の両方を簡易に接続し得る光電気混載基板、並びにこれらとコネクタとからなる光モジュールに関するものである。

電子素子間や配線基板間の高速・高密度信号伝送において、従来の電気配線による伝送では、信号の相互干渉や減衰が障壁となり、高速・高密度化の限界が見え始めている。これを打ち破るため電子素子間や配線基板間を光で接続する技術、いわゆる光インターコネクションが提案されており、電気配線と光配線の複合化に関して種々の検討が行われている。特に近年では、携帯電話やノート型パソコンのヒンジ部に光配線を導入する試みがなされており、これらアプリケーションには、可撓性を有するフレキシブル光電気複合基板が使用される。

光配線と電気配線の複合化に関し、例えば特許文献１に記載のように電気配線を有する可撓性基板と電気配線に接続される光素子及び光素子と光学的に結合した可撓性を有する光導波路が一体になった配線部品の構造が提案されている。この光導波路は光が伝搬するコアとそれを囲んでいるクラッドからなり、光素子と光学的に結合する部分には光路を９０度変換するための４５度ミラー面が形成されている。光素子は光導波路コアと高精度に位置合わせを行って搭載することにより、高い結合効率を実現していた。
しかしながら、この方法では配線部品に光素子や集積回路（以下「ＩＣ」と記載する。）が搭載される形になるため、一般的な電気配線部品とは大きく異なり、破損や静電気など、取り扱いに注意を要するという課題があった。

特開２００６−９１２４１号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、光配線部品又は光電気複合配線部品に光素子が搭載されない簡易な形態とし、かつ、光素子と光配線部品（光導波路）又は光電気複合配線部品（光電気混載基板）の光導波路のコアとを、高い位置精度で結合可能とし得る光導波路及び光電気混載基板、並びに光導波路又は光電気混載基板とコネクタからなる光モジュールを提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、光導波路部分の形状を工夫することで、外形を基準として光素子と光導波路のコアを簡易かつ高精度に位置合せできることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）下部クラッド層、パターン化されたコア層、及び上部クラッド層からなる光導波路であって、その一端部に位置合わせ用突き当て部を有し、かつ該コア層の該突き当て部形成端部とは異なる位置に光路変換ミラー面が形成されることを特徴とする光導波路、
（２）上記（１）に記載の光導波路と電気配線が一体化された光電気混載基板、及び
（３）光導波路及び該光導波路と接続されるコネクタからなる光モジュールであって、該光導波路が、下部クラッド層、パターン化されたコア層、及び上部クラッド層からなり、その一端部に位置合わせ用突き当て部を有し、該コア層の該突き当て部形成端部とは異なる位置に光路変換ミラー面を有し、該コネクタには光導波路接合時に突き当て部と接して光導波路の位置を決定するための内壁部を有することを特徴とする光モジュール、
を提供するものである。

本発明によれば、光素子を搭載していない光配線部品（光導波路）又は光電気複合配線部品（光電気混載基板）をコネクタに抜き差しすることが可能で、かつ、光導波路とコネクタからなる光モジュール内の光素子と光導波路のコアを高精度に位置合せして接続することが可能となる。

本発明の光導波路について図面を参照しつつ、以下詳細に説明する。
図１に示す本発明の光導波路１０は、基材１１上に、下部クラッド層１２、パターン化されたコア層１３、及び上部クラッド層１４からなり、その一端部に位置合わせ用突き当て部１５を有し、かつ該突き当て部形成端部とは異なる位置、具体的には該突き当て部の内側に光路変換ミラー面１６が形成されていることを特徴とする。光路変換ミラー面１６としては４５度光路変換ミラー面であることが好ましい。
通信手段に用いられる光はコア層１３内を伝搬し（例えば、図１及び図３中の点線）、光路変換ミラー面１６によってその方向を変え、受発光素子などの光素子２０との間で光結合が行われる。本発明の光導波路は、端部に設けられた位置合わせ用突き当て部１５によって、高い精度で位置合わせが行われ、光素子２０との光結合が行われるものである。
ここで、ミラー部の光路に当たる側のクラッド層（下部クラッド層１２）の厚さは、本来、光損失の点から出来るだけ薄いことが望まれ、通常３５μｍ以下が好ましく、成膜性及び光損失を考慮すると、１０〜２５μｍがより好ましい。さらに、材料及び成膜方法を最適化することにより１０μｍ以下にすることが特に好ましい。

本発明の実施形態について、以下、図を用いて詳細に説明する。まず、図１〜図３に示される態様（以下「第１の形態」という場合がある。）では、光導波路の端部に図１に示すような先端部１７を有しており、該先端部１７はコネクタとの嵌合用として用いられるものである。

図２は本発明の第１の形態におけるコネクタ３０を示す。コネクタ３０は筐体３１及び光導波路固定具３２からなり、内壁部３３、空間部３４及び嵌合用ガイド３５を有する。空間部３４には光素子２０及びＩＣ２１などが実装され、光素子２０とＩＣ２１は電気的に結合されている。このような態様とすることにより、光素子やＩＣなどが光配線又は電気配線とぶつかることがない。
また、ＩＣ２１は、電気配線４１により、ボードとの接続部４２と電気的に接合されており、ＩＣ２１の電源が確保されている。

嵌合用ガイド３５は上述のように、光導波路１０の先端部１７と嵌合させるためのものである。先端部１７を図２に示す嵌合用ガイド３５に沿って挿入することにより、光導波路１０がコネクタ３０に嵌め込まれる。
内壁部３３は光導波路１０がコネクタ３０に接合される時に、突き当て部１５と接して光導波路１０の位置を決定するものである。すなわち、光導波路１０をコネクタ３０に押し込んだ際に、突き当て部１５が内壁部３３にぶつかって止まり、簡便に光導波路の位置を決定するものである。したがって、コネクタ３０における光素子２０と内壁部３３の相対位置及び光導波路１０における光路変換ミラー面１６の位置を決めておくだけで、高い精度で光導波路と光素子の位置合わせが容易に行える。
このようにして、光導波路の位置が決定された後、光導波路固定具３２を下におろして光導波路１０を固定するとともに、第１の態様では、先端部１７を押付け固定部３２２で嵌合する。（図３参照）。

光導波路固定具３２は、光導波路１０を固定するとともに、光導波路１０の浮き上がりを抑え、光導波路１０のコア部１３（光路変換ミラー面１６の部分）と光素子２０の距離を短くして光結合をより安定化させるものである。
光導波路固定具３２は、図２及び図３に示すように、回転軸３２１を中心に回転する構造とすることができ、図３に示すように、押付け固定部３２２を基材１１に接触させて、光導波路１０をさらに強固に固定させる態様をとることもできる。押付け固定部３２２は先端部１７を回転によって引き込みながら下に押付けて固定することで、突き当て部１５を内壁部３３に隙間が生じないように押付けながら固定することができる。したがって、単に上から押付けた場合に比べ、光導波路１０が抜けにくくなっている。さらに、基材１１がフレキシブル電気配線基板で先端部１７に電気配線がある場合、押付け固定部３２２によって、コネクタ３０の電気配線４１と先端部１７の電気配線は良好な接続が可能である。
なお、光導波路固定具３２の形状については、光導波路１０を固定し得るものであれば特に制限はなく、図２及び図３に示すように、回転する形式のものであってもよいし、離間した光導波路固定具を上から押し付けて、筐体３１と接合し、光導波路１０を固定するものであってもよい。

また、前記空間部３４は光信号の波長帯域において透明性を有する樹脂で埋められていてもよい。該波長帯域での透明性を確保することで、光通信に支障を与えず、かつ、光素子２０及びＩＣ２１を保護することができ好ましい。

次に、図４〜図６に示される態様（以下「第２の態様」という場合がある。）では、図４に示すように、先端部１７がない態様であり、この場合には、コネクタ３０の構造は図５に示すように、嵌合用ガイド３５はないものである。第２の態様においても、位置合わせ用突き当て部１５が内壁部３３と接触したところで、光導波路１０の位置が決定され、光導波路固定具３２を下ろして、導波路１０を固定する（図６参照）。

また、図４、図７及び図８に示される態様（以下、「第３の態様」という場合がある。）では、光導波路の形状は第２の態様と同様であり、コネクタ３０の構造が図７に示すものである。図７に示すコネクタは、図４に示す形状の光導波路１０における位置合わせ用突き当て部１５が、嵌合用ガイド３５内の内壁部３３’と接触したところで、光導波路１０の位置が決定され、光導波路固定具３２を下ろして、導波路１０を固定する。また、図８に示すように、押付け固定部３２２を位置合わせ用突き当て部１５の上部に接触させて、光導波路１０をさらに強固に固定させる態様をとることもできる。

次に、図９は図１に示される本発明の光導波路１０をａの方向から見た断面図の一態様である。光導波路１０は図９に示すように、側端部とコア中心の距離ｘ１及びｘ２が精度良く加工されており、側端部がコアの幅方向の位置を決めるガイドの機能を果たすことが好ましい。この態様では、光導波路の側端部をコネクタの特定部分に合わせることで容易にコアの幅方向の位置を決定することができ、高い精度でかつ容易に光導波路と光素子の位置合わせが行えるものである。
また、光導波路と電気配線が一体化された光電気混載基板においても同様であり、光電気混載基板の側端部がコアの幅方向の位置を決めるガイドの機能を果たすことが好ましい。上記と同様に光電気混載基板の側端部をコネクタの特定部分に合わせることで容易にコアの幅方向の位置を決定することができ、高い精度で光導波路と光素子の位置合わせを容易に行い得るからである。

次に、図１０は図２に示されるコネクタ３０をａの方向から見た断面図である。但し、ここでは光導波路固定具３２の記載は省略してある。コネクタ３０は、光導波路側端部に合せた溝状のガイド３６が形成されていることが好ましく、このようなガイド機構によって、光導波路または光電気混載基板のコネクタ３０への装填が容易に行えるとともにコアの位置が決定でき、コネクタ３０に実装されている光素子と精度良く位置合せすることが可能になる。
また、図１１にガイド機能を有する光導波路１０と溝状のガイド３６を有するコネクタ３０を接続した状態を示す。ガイド機能を有する光導波路１０の幅は、コネクタ側のガイド３６の幅に合うようにほぼ同じサイズで、通常は僅かに小さくなるように設計されるが、光導波路が樹脂の場合、僅かであれば変形が可能であることから、ガイド機能を有する光導波路１０の幅は、コネクタ側のガイド３６の幅に対して大きくすることもできる。光導波路１０の幅をコネクタ側のガイド３６よりも大きくする場合には、光導波路１０の変形によって生じる応力を緩和させるため、クラッド部分にスリットを設けることもできる。
なお、幅方向に高い位置精度が要求されるのは、４５度ミラーなどの光路変換ミラーが形成されている部分であり、該光路変換ミラー近傍で光導波路の側端部がガイド機構を有していればよい。

また、上記光導波路には、電気配線が一体化された光電気混載基板の態様をとることが好ましい。高速でかつ長い距離の信号伝送を容易に行うことができ、しかも光モジュールをコンパクトにすることができるからである。
光導波路と電気配線を一体化して得られる光電気混載基板としては、可撓性を有する光導波路と可撓性を有する電気配線基板からなることが好ましい。これらは、それぞれ別個に光導波路と電気配線基板を作製しておき、光信号の波長帯域での透明性の高い接着剤で貼合してもよいし、電気配線基板を作製しておき、該基板の裏面に光導波路をビルドアップ方式で形成してもよい。接着剤としては、光信号の波長帯域において透明性を有するものであれば特に制限はなく、取り扱いが容易という点からシート状の接着剤が好ましい。

上記光電気混載基板における光配線と電気配線は、互いに妨害しないように配線されていれば特に制限はない。図１２は図１における本発明の光導波路１０をｂの方向から見た透視図である。図１２に示す例では、電気配線４０が４本ある場合であり、光素子２０の部分を避けるように配置されている。光素子２０の垂直上面には、光路変換ミラー面１６が配置されている。すなわち、図１２に示す態様は、光電気混載基板の電気配線の先端部が、光路変換ミラー面１６より光導波路の突き当て部側（図１２における左側）にあり、かつ該電気配線が光路を妨げないように配線されたものである。換言すれば、図１２は光電気混載基板の電気配線が、光導波路１０の先端部１７まで配されており、かつ該電気配線が光路を妨げないように配線されるものである。

また、図１３〜１５は、図４における本発明の光導波路１０をｂの方向から見た透視図である。図１３及び１４に示す態様は、光電気混載基板の電気配線の先端部が、光路変換ミラー面１６より光導波路の突き当て部側（図１３及び図１４における左側）にあり、かつ該電気配線が光路を妨げないように配線されたものである。図１３の態様は光電気混載基板の電気配線の先端部が、位置合わせ用突き当て部１５と光路変換ミラー面１６の間にある場合であり、図１４の態様は位置合わせ用突き当て部１５まで配線されたものである。
一方、図１５に示す態様は、光電気混載基板の電気配線の先端部が、光路変換ミラー面１６より手前側（図１５における右側）となるように配線されるものである。すなわち、位置合わせ用突き当て部１５、光路変換ミラー面１６、前記電気配線の先端部の位置順に形成される態様である。この態様であると、光配線と電気配線が、全く制約なく互いに妨害しないように配線することができ好ましい。

図１２〜１５のいずれの態様でも、コネクタの電気配線を光電気混載基板の電気配線の位置に合せて配置することにより、光電気混載基板の電気配線とコネクタの電気配線を電気的に接続することができる。

次に、本発明の光導波路について詳細に説明する。本発明の光導波路は図１６（ｆ）にその断面図を示すような構造を有する。
（基材）
本発明の光導波路においては、図１又は図３に示すように、コア層１３を伝搬した光は光路変換ミラー面１６で反射し、角度を変えられた後、基材１１を透過して受光素子（光素子２０）で受ける。また、光素子２０が発光素子である場合には、発光素子から出た光は、基材１１を透過し、光路変換ミラー面１６で反射して角度を変えられた後、コア層１３を伝搬する。従って、基材１１は光信号の波長に対して透明性に優れることが重要である。また、光導波路に柔軟性及び強靭性を付与するために、基材１１としては透明性の高いフィルムを用いることが好ましい。
フィルムの材料としては、特に限定されないが、透明性、柔軟性、及び強靭性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが好適に挙げられる。
フィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、５〜２５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると強靭性が得易いという利点があり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。

基材１１としては、後述するクラッド層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いる支持体フィルムを用いることができる。この場合、クラッド層形成用樹脂フィルムとしては、接着処理を施した支持体フィルム上にクラッド層形成用樹脂が製膜されていることが好ましい。これにより、下部クラッド層と基材の接着力を向上させ、下部クラッド層と基材の剥離不良を抑制できる。ここで接着処理とは、易接着樹脂コート、コロナ処理、サンドブラスト等によるマット加工などにより、支持体フィルムとこの上に形成されるクラッド層形成用樹脂との接着力を向上させる処理である。
また、基材１１として上記支持体フィルムとは別の基材を用いる場合、支持体フィルム上にクラッド層形成用樹脂が製膜されたクラッド層形成用樹脂フィルムを基材１１上にラミネート法などにより転写してもよい。この場合、該支持体フィルム上には、接着処理を行っていないことが好ましい。

また、上述のように、光電気混載基板を製造するに際しては、いわゆるフレキシブル電気配線基板を基材１１とすることもできる。あるいは、光導波路製造後に、基材１１上に電気配線を形成することが可能である。フレキシブル電気配線基板としては、例えば、ポリイミドフィルム上に銅線にて電気配線を設けたものなどが好適に挙げられる。

（クラッド層形成用樹脂及びクラッド層形成用樹脂フィルム）
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂としては、コア層より低屈折率で、光または熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。より好適にはクラッド層形成用樹脂が、（Ａ）ベースポリマー、（Ｂ）光重合性化合物及び（Ｃ）光重合開始剤を含有する樹脂組成物により構成されることが好ましい。なお、クラッド層形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、上部クラッド層１４と下部クラッド層１２において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。

ここで用いる（Ａ）ベースポリマーはクラッド層を形成し、該クラッド層の強度を確保するためのものであり、該目的を達成し得るものであれば特に限定されず、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等、あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。これらのベースポリマーは１種単独でも、また２種以上を混合して用いてもよい。上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から、主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、３次元架橋し、耐熱性を向上できるとの観点からは、エポキシ樹脂、特に室温で固形のエポキシ樹脂が好ましい。さらに、後に詳述する（Ｂ）光重合性化合物との相溶性が、クラッド層形成用樹脂の透明性を確保するために重要であるが、この点からは上記フェノキシ樹脂及び（メタ）アクリル樹脂が好ましい。なお、ここで（メタ）アクリル樹脂とは、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂を意味するものである。

フェノキシ樹脂の中でも、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物またはそれらの誘導体、及びビスフェノールＦ、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物またはそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものは、耐熱性、密着性及び溶解性に優れるため好ましい。ビスフェノールＡまたはビスフェノールＡ型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。また、ビスフェノールＦまたはビスフェノールＦ型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＦ、テトラブロモビスフェノールＦ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂の具体例としては、東都化成（株）製「フェノトートＹＰ−７０」（商品名）が挙げられる。

室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化学（株）製「エポトートＹＤ−７０２０、エポトートＹＤ−７０１９、エポトートＹＤ−７０１７」（いずれも商品名）、ジャパンエポキシレジン（株）製「エピコート１０１０、エピコート１００９、エピコート１００８」（いずれも商品名）などのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられる。

次に、（Ｂ）光重合性化合物としては、紫外線等の光の照射によって重合するものであれば特に限定されず、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物や分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物などが挙げられる。
分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物としては、（メタ）アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられるが、これらの中で、透明性と耐熱性の観点から、（メタ）アクリレートが好ましい。
（メタ）アクリレートとしては、１官能性のもの、２官能性のもの、３官能性以上の多官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味するものである。

分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の２官能または多官能芳香族グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂等の２官能または多官能脂肪族グリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の２官能脂環式グリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル等の２官能芳香族グリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の２官能脂環式グリシジルエステル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン等の２官能または多官能芳香族グリシジルアミン、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート等の２官能脂環式エポキシ樹脂、２官能複素環式エポキシ樹脂、多官能複素環式エポキシ樹脂、２官能または多官能ケイ素含有エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの（Ｂ）光重合性化合物は、単独でまたは２種類以上組み合わせて用いることができる。

次に（Ｃ）成分の光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば（Ｂ）成分にエポキシ化合物を用いる場合の開始剤として、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、ジアルキルフェナジルスルホニウム塩、ジアルキル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステルなどが挙げられる。

また、（Ｂ）成分に分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物を用いる場合の開始剤としては、ベンゾフェノン等の芳香族ケトン、２−エチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、２−メルカプトベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド類、９−フェニルアクリジン等のアクリジン誘導体、Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。なお、コア層及びクラッド層の透明性を向上させる観点からは、上記化合物のうち、芳香族ケトン及びフォスフィンオキサイド類が好ましい。これらの（Ｃ）光重合開始剤は、単独でまたは２種類以上組み合わせて用いることができる。

（Ａ）ベースポリマーの配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、５〜８０質量％とすることが好ましい。また、（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）及び（Ｂ）成分の総量に対して、９５〜２０質量％とすることが好ましい。
この（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の配合量として、（Ａ）成分が５質量％以上であり、（Ｂ）成分が９５質量％以下であると、樹脂組成物を容易にフィルム化することができる。一方、（Ａ）成分が８０質量％以下であり、（Ｂ）成分が２０質量％以上であると、（Ａ）ベースポリマーを絡み込んで硬化させることが容易にでき、光導波路を形成する際に、パターン形成性が向上し、かつ光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、この（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の配合量として、（Ａ）成分１０〜８５質量％、（Ｂ）成分９０〜１５質量％がより好ましく、（Ａ）成分２０〜７０質量％、（Ｂ）成分８０〜３０質量％がさらに好ましい。
（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．１〜１０質量部とすることが好ましい。この配合量が０．１質量部以上であると、光感度が十分であり、一方１０質量部以下であると、露光時に感光性樹脂組成物の表層での吸収が増大することがなく、内部の光硬化が十分となる。さらに、光導波路として使用する際には、重合開始剤自身の光吸収の影響により伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、０．２〜５質量部とすることがより好ましい。

また、このほかに必要に応じて、クラッド層形成用樹脂中には、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤などのいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。

クラッド層形成用樹脂フィルムは、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物を溶媒に溶解して、前記支持体フィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
クラッド層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いられる支持体フィルムは、その材料については特に限定されず、種々のものを用いることができる。支持体フィルムとしての柔軟性及び強靭性の観点から、上記した基材１１のフィルム材料として例示したものが同様に挙げられる。
支持体フィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、５〜２５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると強靭性が得易いという利点があり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。
このとき、クラッド層形成用樹脂フィルムの保護やロール状に製造するときの巻き取り性などの観点から、必要に応じクラッド層形成用樹脂フィルムに保護フィルムを貼り合わせてもよい。保護フィルムとしては、支持体フィルムとして例に挙げたものと同様なものが使用でき、必要に応じ離型処理や帯電防止処理がされていてもよい。
ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒またはこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は３０〜８０質量％程度であることが好ましい。

下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４（以下、クラッド層１２及び１４と略す）の厚さに関しては、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、該クラッド層１２及び１４の厚さは、さらに１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
一方、本発明のように光路変換ミラーが形成された光導波路では、光がコアの上方又は下方のクラッド層を通ることとなる。そのため、この光が通る部分での光損失や光素子との結合効率を上げる点から、この光路となるクラッド層は薄い方が好ましい。光が通過するクラッド層の厚さは、前述のように３５μｍ以下が好ましく、１０〜２５μｍがより好ましく、材料及び成膜方法を最適化することにより１０μｍ以下にすることが特に好ましい。

また、クラッド層１２及び１４の厚さは、最初に形成される下部クラッド層１２と、コアパターンを埋め込むための上部クラッド層１４において、同一であっても異なってもよいが、コアパターンを埋め込むために、上部クラッド層１４の厚さは、コア層１２の厚さよりも厚くすることが好ましい。

（コア層形成用樹脂フィルム）
次に、本発明で使用するコア層形成用樹脂フィルムについて詳述する。
コア層形成用樹脂フィルムを構成するコア層形成用樹脂としては、コア層１３がクラッド層１２及び１４より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコアパターンを形成し得る樹脂組成物を用いることができ、感光性樹脂組成物が好適である。具体的には、前記クラッド層形成用樹脂で用いたのと同様の樹脂組成物を用いることが好ましい。すなわち、前記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分を含有し、必要に応じて前記任意成分を含有する樹脂組成物である。

コア層形成用樹脂フィルムは、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物を溶媒に溶解して支持体フィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、前述のクラッド形成用樹脂フィルムの製造に用いられる溶媒として例示したものを用いることができる。また、樹脂溶液中の固形分濃度は、通常３０〜８０質量％であることが好ましい。

コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層１３の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子または光ファイバーとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子または光ファイバーとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに３０〜７０μｍの範囲であることが好ましい。

コア層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いる支持体フィルムは、コア層形成用樹脂を支持する支持体フィルムであって、その材料については特に限定されないが、後にコア層形成用樹脂を剥離することが容易であり、かつ、耐熱性及び耐溶剤性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが好適に挙げられる。
該支持体フィルムの厚さは、５〜５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると、支持体フィルムとしての強度が得やすいという利点があり、５０μｍ以下であると、パターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、該支持体フィルムの厚さは１０〜４０μｍの範囲であることがより好ましく、１５〜３０μｍであることが特に好ましい。
コア層形成用樹脂フィルムの保護やロール状に製造するときの巻き取り性などの観点から、必要に応じコア層形成用樹脂フィルムに保護フィルムを貼り合わせてもよい。保護フィルムとしては、支持体フィルムとして例に挙げたものと同様なものが使用でき、必要に応じ離型処理や帯電防止処理がされていてもよい。

（光導波路の製造方法）
以下、本発明の光導波路の製造方法について詳述する（図１６参照）。なお、以下の製造例では、クラッド層形成用樹脂フィルム及びコア層形成用樹脂フィルムを用いた場合の実施形態の一例を具体的に説明する。
まず、第１の工程として、クラッド層形成用樹脂と支持体フィルムから構成されたクラッド層形成用樹脂フィルムを用いて、該クラッド層形成用樹脂を光または加熱により硬化し、下部クラッド層８２を形成する（図１６（ａ））。このとき、上記支持体フィルムが、図１６（ａ）に示す下部クラッド層８２の基材８１となる。
この下部クラッド層８２は、後述するコア層との密着性の観点から、コア層積層側の表面において段差がなく平坦であることが好ましい。また、クラッド層形成用樹脂フィルムを用いることにより、クラッド層８２の表面平坦性を確保することができる。
クラッド層形成用樹脂フィルムの支持体フィルムの反対側に保護フィルムを設けている場合には、該保護フィルムを剥離後、クラッド層形成用樹脂を光または加熱により硬化し、クラッド層８２を形成する。このとき、クラッド層形成用樹脂は接着処理を施した支持体フィルム上に製膜されていることが好ましい。一方、保護フィルムは、クラッド層形成用樹脂フィルムからの剥離を容易にするため接着処理は行っていないことが好ましく、必要に応じ離型処理が施されていてもよい。

次いで、下記に詳述する第２及び第３の工程によって、下部クラッド層８２上にコア層８３を形成する。
具体的には、第２の工程として、下部クラッド層８２上にコア層形成用樹脂フィルムを、ロールラミネータ等により加熱圧着してコア層８３を積層する（図１６（ｂ））。加熱圧着することによって、密着性及び追従性が向上する。ラミネート温度は、３０℃〜１００℃の範囲が好ましい。３０℃より高い温度であると、下部クラッド層とコア層との密着性が向上し、４０℃以上であると、更に密着力を向上させることができる。一方、１００℃以下であると、コア層がロールラミネート時に流動することなく、必要とする膜厚が得られる。以上の観点から、４０〜７０℃の範囲がより好ましく、５０℃〜６０℃の範囲がさらに好ましい。圧力は０．２〜０．９ＭＰａが好ましい。ラミネート速度は０．１〜３ｍ／ｍｉｎが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。

コア層形成用樹脂フィルムは、取扱性の観点から、コア層形成用樹脂と支持体フィルム８４から構成されていることが好ましく、この場合、コア層形成用樹脂を下部クラッド層８２側にしてラミネートする。また、コア層形成用樹脂フィルムはコア層形成用樹脂単独で構成されていても良い。
コア層形成用樹脂フィルムの基材の反対側に保護フィルムを設けている場合には、該保護フィルムを剥離後、コア層形成用樹脂フィルムをラミネートする。このとき、保護フィルム及び支持体フィルムは、コア層形成用樹脂フィルムからの剥離を容易にするため接着処理は行っていないことが好ましく、必要に応じ離型処理が施されていてもよい。

次に、第３の工程として、コア層８３を露光現像し、光導波路のコアパターン８６を形成する（図１６（ｃ）及び（ｄ））。具体的には、ホトマスクパターン８５を通して活性光線が画像状に照射される。活性光線の光源としては、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射する公知の光源が挙げられる。また、他にも写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものも用いることができる。

次いで、コア層形成用樹脂フィルムの支持体フィルム８４が残っている場合には、支持体フィルム８４を剥離し、ウェット現像等で未露光部を除去して現像し、コアパターン８６を形成する。ウェット現像の場合は、前記フィルムの組成に適した有機溶剤系現像液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。

有機溶剤系現像液としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。また、必要に応じて２種類以上の現像方法を併用してもよい。

現像の方式としては、例えば、ディップ方式、パドル方式、高圧スプレー方式等のスプレー方式、ブラッシング、スクラッピング等が挙げられ、高圧スプレー方式が解像度向上のためには最も適している。
現像後の処理として、必要に応じて６０〜２５０℃程度の加熱または０．１〜１０００ｍＪ／ｃｍ²程度の露光を行うことにより、コアパターン８６をさらに硬化して用いてもよい。

この後、コアパターン８６を埋込むため、クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートし、さらに該クラッド層形成用樹脂フィルムのクラッド層形成用樹脂を硬化し、上部クラッド層８７を形成する第４の工程を行う（図１６（e））。
具体的には、第４の工程として、コアパターン８６上にクラッド層形成用樹脂フィルムを、真空加圧式ラミネータを用いて減圧雰囲気下において加熱圧着する（図１６（ｅ））。ここで、第４の工程は、密着性及び追従性向上の観点から、平板型ラミネータを用いて減圧雰囲気下で加熱圧着することが好ましい。
なお、本発明において平板型ラミネータとは、積層材料を一対の平板の間に挟み、平板を加圧することにより圧着させるラミネータのことをいう。平板型ラミネータとして、例えば、特許文献２に記載されているような真空加圧式ラミネータを好適に用いることができる。減圧の尺度である真空度の上限は、１００００Ｐａ以下が好ましく、さらには１０００Ｐａ以下が好ましい。真空度は、密着性及び追従性の見地から低い方が望ましい。一方、真空度の下限は、生産性の観点（真空引きにかかる時間）から、１０Ｐａ程度であることが好ましい。加熱温度は、４０〜１３０℃とすることが好ましく、圧着圧力は、０．１〜１．０ＭＰａ（１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²）とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。

ラミネートは、クラッド層形成用樹脂フィルムがクラッド層形成用樹脂と支持体フィルムからなる場合には、クラッド層形成用樹脂をコアパターン８６側にしてラミネートする。このときのクラッド層８７の厚さは、前述のようにコア層８６の厚さより大きくすることが好ましい。硬化は、光または加熱によって上記と同様に行う。
クラッド層形成用樹脂フィルムの支持体フィルムの反対側に保護フィルムを設けている場合には、該保護フィルムを剥離後、クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートして光または加熱により硬化することによりクラッド層８７を形成する。

本発明の光導波路は４５度光路変換ミラー面等の光路変換ミラー面を有することを特徴とする。ミラー面を形成する方法としては、例えば、ダイシング等による切削研磨、レーザー照射によるアブレーションなどの方法が挙げられる。

本発明によれば、光配線部品又は光電気複合配線部品に光素子が搭載されない簡易な形態とし、かつ、光素子と光配線部品（光導波路）又は光電気複合配線部品（光電気混載基板）の光導波路のコアとを、高い位置精度で結合可能とし得る光導波路及び光電気混載基板、並びに光導波路又は光電気混載基板とコネクタからなる光モジュールを提供することができる。

本発明の光導波路を示す図である。 本発明におけるコネクタを示す図である。 本発明の光モジュールを示す図である。 本発明の光導波路の他の態様を示す図である。 本発明におけるコネクタの他の態様を示す図である。 本発明の光モジュールの他の態様を示す図である。 本発明におけるコネクタの他の態様を示す図である。 本発明の光モジュールの他の態様を示す図である。 本発明の光導波路の断面図を示す図である。 本発明のガイド機能を説明する図である。 本発明のガイド機能を説明する図である。 本発明の光導波路における電気配線の一態様を示す図である。 本発明の光導波路における電気配線の他の一態様を示す図である。 本発明の光導波路における電気配線の他の一態様を示す図である。 本発明の光導波路における電気配線の他の一態様を示す図である。 本発明の光導波路の製造過程を示す図である。

符号の説明

１０ 光導波路
１１ 基材
１２ 下部クラッド層
１３ コア層
１４ 上部クラッド層
１５ 位置合わせ用突き当て部
１６ 光路変換ミラー面
１７ 先端部
２０ 光素子
２１ ＩＣ
３０ コネクタ
３１ 筐体
３２ 光導波路固定具
３２１ 回転軸
３２２ 押付け固定部
３３、３３’ 内壁部
３４ 空間部
３５ 嵌合用ガイド
３６ コア中心位置決定ガイド
４０ 電気配線（光導波路）
４１ 電気配線（コネクタ）
４２ ボードとの接続部
８１ クラッド層用基材フィルム
８２ 下部クラッド層
８３ コア層
８４ コア層用支持フィルム
８５ フォトマスク
８６ コアパターン
８７ 上部クラッド層
８８ クラッド層用支持フィルム

Claims (18)

1. 下部クラッド層、パターン化されたコア層、及び上部クラッド層からなる光導波路であって、その一端部に位置合わせ用突き当て部を有し、かつ該コア層の該突き当て部形成端部とは異なる位置に光路変換ミラー面が形成されることを特徴とする光導波路。
2. さらに側端部がコアの中心位置を決定するガイド機能を有する請求項１に記載の光導波路。
3. 請求項１又は２に記載の光導波路と電気配線が一体化された光電気混載基板。
4. さらに側端部がコアの中心位置を決定するガイド機能を有する請求項３に記載の光電気混載基板。
5. 可撓性を有する光導波路と可撓性を有する電気配線基板からなる請求項３又は４に記載の光電気混載基板。
6. 前記電気配線の先端部が、前記光路変換ミラー面よりも光導波路の突き当て部側にあり、かつ該電気配線が光路を妨げないように配線される請求項３〜５のいずれかに記載の光電気混載基板。
7. 前記突き当て部、前記光路変換ミラー面、前記電気配線の先端部の位置順に形成されることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光電気混載基板。
8. 光導波路及び該光導波路と接続されるコネクタからなる光モジュールであって、該光導波路が、下部クラッド層、パターン化されたコア層、及び上部クラッド層からなり、その一端部に位置合わせ用突き当て部を有し、該コア層の該突き当て部形成端部とは異なる位置に光路変換ミラー面を有し、該コネクタには光導波路接合時に突き当て部と接して光導波路の位置を決定するための内壁部を有することを特徴とする光モジュール。
9. 前記コネクタが光素子を実装するための空間部を有し、該空間部に光素子が実装され、前記突き当て部を該コネクタの内壁部に突き当てることで、光素子と前記光路変換ミラー面の位置合わせを行う請求項８に記載の光モジュール。
10. 前記コネクタがガイド機構を有する請求項８又は９に記載の光モジュール。
11. 前記コネクタに、さらに光導波路固定具を備えてなる請求項８〜１０のいずれかに記載の光モジュール。
12. 前記光導波路に電気配線が一体化されてなる光電気混載基板と前記コネクタが接続されてなる請求項８〜１１のいずれかに記載の光モジュール。
13. 前記光導波路又は光電気混載基板の側端部にガイド機能を有する請求項８〜１２のいずれかに記載の光モジュール。
14. 前記光電気混載基板が可撓性を有する光導波路と可撓性を有する電気配線基板を接続してなる請求項１２又は１３に記載の光モジュール。
15. 前記電気配線の先端部が、前記光路変換ミラー面よりも光導波路の突き当て部側にあり、かつ該電気配線が光路を妨げないように配線される請求項１２〜１４のいずれかに記載の光モジュール。
16. 前記突き当て部、前記光路変換ミラー面、前記電気配線の先端部の位置順に形成されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の光モジュール。
17. 前記光素子が面発光レーザー又はフォトダイオードである請求項９〜１６のいずれかに記載の光モジュール。
18. 前記空間部が光信号の波長帯域において透明性を有する樹脂で埋められている請求項９に記載の光モジュール。

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