JP5212139B2 - 光導波路の製造方法および光電気混載基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路の製造方法および光電気混載基板の製造方法に関するものである。

近年、光搬送波を使用してデータを移送する光通信がますます重要になっている。このような光通信において、光搬送波を一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が使用されている。

この光導波路は、例えば、長尺状のコア部と、このコア部を囲む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。

このような光導波路を製造する方法としては、流動状態にある光伝送路形成材料をキャピラリの先端から射出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この方法で用いられるキャピラリは、内側管と外側管よりなる二重構造になっており、内側管内には光伝送路のコアとなる光伝送路形成材料が供給される一方、内側管と外側管との間には光伝送路のクラッドとなる光伝送路形成材料が供給される。そして、キャピラリの先端から、それぞれの光伝送路形成材料が射出されることにより、コアとコアを覆うクラッドとを有する光伝送路が形成される。

しかしながら、上記の方法では、コアの径が、コアとなる光伝送路形成材料の射出条件と、クラッドとなる光伝送路形成材料の射出条件との双方に応じて変化するという問題がある。射出条件には、各材料の粘度や温度、射出圧力、内側管や外側管の寸法精度、キャピラリの移動速度等の多くの因子が含まれており、コアの径を制御するためにはこれらの因子を厳密に制御する必要があるが、その制御は極めて困難であるためである。

また、１つの光導波路内に複数のコアを含むマルチチャンネルの光導波路を形成する場合、例えば、各コアの径が同一で、かつ各コアが等間隔に並んだマルチチャンネルの光導波路を製造する場合には、等間隔に並んだ複数の同一径の内側管とそれを内包する１つの外側管よりなるキャピラリを用いればよいが、各内側管から射出される光伝送路形成材料の射出条件は、各内側管において均一になるよう制御しなければならない。このため、制御すべき因子がシングルチャンネルの場合に比べてさらに増えることになり、射出条件の制御がさらに困難になることは避けられない。その結果、各コアの間隔が不均一になり、光導波路の各コアとこれに接続されるコネクタとの接続性が著しく低下することとなる。

加えて、キャピラリの細径化には限界があるため、細いコアを形成したり、マルチチャンネルにおけるコアの間隔を狭めることができないという問題がある。

さらには、同一形状の光導波路を大量生産する場合には、上記方法が好ましく用いられるが、種類の異なる光導波路を少量ずつ生産する場合、光導波路の種類に応じてキャピラリを頻繁に変更する必要があり、生産効率を高めることができないことも課題となっている。

特開平１１−１７４２５７号公報

本発明の目的は、細いコア部を有する光導波路でも高い寸法精度で効率よく形成可能な光導波路の製造方法、および、光導波路を配線基板上に簡単に配設し、これにより光電気混載基板を効率よく製造可能な光電気混載基板の製造方法を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形した後、前記成形体をその自重で前記基材上に広がらせることにより、前記成形体を扁平状にする成形工程と、
該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。

（２） 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有し、直線状部分と折り返し部分とが交互に繰り返し連結されたつづら折り状の成形体を押出成形する成形工程と、
該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程と、
前記露光工程の前または後に設けられ、前記つづら折り状の成形体または前記光導波路のうち、前記折り返し部分を切り落して、複数の前記直線状部分を得る切断工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。

（３） 前記露光工程において、前記つづら折り状の成形体のうち、複数の前記直線状部分に対して活性放射線を一括して照射する請求項２に記載の光導波路の製造方法。

（４） 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
横断面の外周の形状がほぼ真円である第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられ横断面の外周の形状がほぼ真円である第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形する成形工程と、
該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。

（５） 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、基材に対して前記ノズルを相対的に移動させつつ、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、前記基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形する際に、前記基材に対する前記ノズルの相対的な移動速度を途中で変化させることにより、横断面積を部分的に変化させてなる前記成形体を得る成形工程と、
該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。

（６） 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、基材に対して前記ノズルを相対的に移動させつつ、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、前記基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形する際に、前記ノズルから吐出する前記第１の材料の吐出圧力と前記第２の材料の吐出圧力とを途中で変化させることにより、横断面積を部分的に変化させてなる前記成形体を得る成形工程と、
該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。

（７） 前記第１の材料は、活性放射線の照射により屈折率が変化し得る材料であり、かつ、前記第２の材料は、前記第１の材料の前記変化後の屈折率のうち、最も高い値よりも屈折率の小さい材料である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
（８） 前記第１の吐出口の横断面積は、前記第２の吐出口の横断面積の０．２〜３倍である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。

（９） 前記第１の材料の粘度および前記第２の材料の粘度は、それぞれ２０℃において、５〜１０００Ｐａ・ｓである上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。

（１０） 前記露光工程において、前記コア部を複数有する光導波路を得る上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。

（１１） 前記露光工程の後に、前記光導波路を前記基材から剥離する剥離工程を有する上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。

（１２） 前記基材として光素子を搭載した配線基板を用意し、該配線基板上に、上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の光導波路の製造方法により、前記光素子の搭載位置に合わせて前記光導波路を形成する工程と、
前記光導波路と前記光素子とが光学的に接続されるように、前記光導波路を加工してミラーを形成する工程とを有することを特徴とする光電気混載基板の製造方法。

本発明によれば、帯状の光導波路を長手方向の切削・切断工程を経ることなく効率よく製造可能であるとともに、露光工程において所望の形状のコア部を容易に形成することができるので、細いコア部を高密度で有する光導波路を効率よく製造することができる。

本発明の光導波路の製造方法を説明するための斜視図である。 図１の部分拡大図（一部断面図を含む）である。 本発明の光導波路の製造方法を、図１のＡ−Ａ線断面図において説明するための図である。 本発明の光導波路の製造方法を説明するための斜視図である。 図４に示す光導波路の製造方法により製造された光導波路を示す斜視図（一部、透過して示す）である。 本発明の光導波路の製造方法において、製造条件を変化させた様子を説明するための図である。 本発明の光電気混載基板の製造方法を説明するための斜視図である。 本発明の光電気混載基板の製造方法を説明するための斜視図である。

以下、本発明の光導波路の製造方法および光電気混載基板の製造方法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。

＜光導波路の製造方法＞
まず、本発明の光導波路の製造方法について説明する。

図１は、本発明の光導波路の製造方法を説明するための斜視図、図２は、図１の部分拡大図（一部断面図を含む）、図３は、本発明の光導波路の製造方法を、図１のＡ−Ａ線断面図において説明するための図、図４は、本発明の光導波路の製造方法を説明するための斜視図、図５は、図４に示す光導波路の製造方法により製造された光導波路を示す斜視図（一部、透過して示す）、図６は、本発明の光導波路の製造方法において、製造条件を変化させた様子を説明するための図である。なお、以下の説明では、図１、３、４中の上側を「上」、下側を「下」という。

図１〜４に示す光導波路の製造方法は、長尺状の３つのコア部１１と、このコア部１１を囲むように設けられた側面クラッド部１２とが形成された内層１と、この内層１を囲むように設けられた外層２とを有する短冊状（帯状）の光導波路１０（図５参照）を製造する方法である。

以下、光導波路１０の各部について詳述する。
図５に示す内層１には、長尺状の３つのコア部１１と、これらのコア部１１の側面に隣接して設けられた側面クラッド部１２とが形成されている。したがって、各コア部１１は、その側方に位置する側面クラッド部１２と、下方および上方に位置する外層２とからなるクラッド部１６で囲まれている。

コア部１１とクラッド部１６との界面で全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１１の屈折率は、クラッド部１６の屈折率より高く、その差は、特に限定されないものの、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。なお、屈折率差の上限値は、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。屈折率差が前記下限値未満であると光を伝搬する効果が低下する場合があり、また、前記上限値を超えても、光の伝搬効果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１１の屈折率をＡ、クラッド部１６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

このようなコア部１１およびクラッド部１６の各構成材料は、それぞれ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を用いることができる。

本実施形態では、内層１において、コア部１１と側面クラッド部１２とが同一のベース材料（基本成分）で構成されており、コア部１１と側面クラッド部１２との屈折率差が、それぞれの構成材料の化学構造の差異により発現している。化学構造の差異により屈折率差を発現させるためには、内層１の構成材料として、紫外線、電子線のような活性エネルギー線の照射により（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を用いるのが好ましい。

このように屈折率が変化する材料としては、例えば、活性エネルギー線の照射や加熱により、少なくとも一部の結合が切断したり、少なくとも一部の官能基が脱離する等して、化学構造が変化し得る材料が挙げられる。

具体的には、ポリシラン（例：ポリメチルフェニルシラン）、ポリシラザン（例：ペルヒドロポリシラザン）等のシラン系樹脂や、前述したような構造変化を伴う材料のベースとなる樹脂としては、分子の側鎖または末端に官能基を有する以下の（１）〜（６）のような樹脂が挙げられる。（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ノルボルネン系樹脂、その他、光硬化反応性モノマーを重合することにより得られるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂。

なお、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらの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、外層２は、各コア部１１の下部および上部に位置するクラッド部１６を構成するものである。このような構成により、各コア部１１は、その外周をクラッド部１６に囲まれた導光路として機能する。

内層１の平均厚さは、特に限定されないものの、５〜１００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜７０μｍ程度であるのがより好ましい。

一方、外層２の平均厚さ、具体的には、各コア部１１の下部に位置するクラッド部１６および上部に位置するクラッド部１６のそれぞれの平均厚さは、特に限定されないものの、３〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。

なお、内層１の平均厚さは、外層２の平均厚さに対して、３〜２０倍程度であるのが好ましく、５〜１０倍程度であるのがより好ましい。

内層１および外層２の各厚さを前記範囲内に設定することにより、内層１にコア部１１を形成したとき、コア部１１が光通信において最適な横断面積を有するものとなる一方、外層２は、コア部１１を覆うクラッド部１６の一部として、光をコア部１１内に閉じ込める作用（コア部１１から光が漏れ出るのを防止する作用）を十分に担うものとなる。また、それとともに、光導波路１０の厚さが必要以上に厚くなるのを防止することができる。

本実施形態では、内層１の構成材料と外層２の構成材料との間で、両者の間の屈折率差を考慮して適宜異なる材料を選択して使用することが可能である。したがって、外層２の構成材料は、内層１と外層２との境界において光を確実に全反射させるため、十分な屈折率差が生じるように低屈折率の材料を選択すればよい。なお、後に詳述するが、内層１の構成材料は、活性放射線の照射により屈折率が変化するため、外層２の構成材料の屈折率は、少なくとも内層１の構成材料の前記変化後の屈折率のうち、最も高い値（コア部１１の屈折率）よりも低い値であることが求められる。これにより、外層２はクラッド部１６の一部として機能し、コア部１１から外層２に光が漏れ出るのを抑制することができる。その結果、コア部１１を伝搬する光の減衰を抑制することができる。

また、光の減衰を抑制する観点からは、内層１と外層２との間の密着性が高いことが好ましい。したがって、外層２の構成材料は、内層１の構成材料よりも屈折率が低く、かつ内層１の構成材料と密着性が高いという条件を満たすものであれば、いかなる材料であってもよい。

以上のような内層１および外層２を構成する材料として用いるノルボルネン系ポリマーとしては、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましく用いられる。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、光導波路１０に高いフレキシビリティ（可撓性）を付与することができる。

アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられるが、ヘキシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。

ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマー全体の屈折率が上昇するのを防止することができる。また、ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域（特に、８５０ｎｍ付近の波長領域）の光に対する透過率が優れることから好ましい。

また、内層１および外層２を構成する材料として用いるノルボルネン系ポリマーとしては、アリールノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましく用いられる。アリールノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、アリールノルボルネンの繰り返し単位の含有率を適宜設定することで、その屈折率を容易に調整可能な材料となる。

さらに、内層１を構成する材料と外層２を構成する材料の双方が上記ノルボルネン系ポリマーであれば、内層１と外層２との相溶性を高めることができる。これにより、内層１と外層２との光学的および機械的な密着性を高めることができ、信頼性の高い光導波路１０が得られる。

アリールノルボルネンの繰り返し単位が有するアリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基等が挙げられるが、フェニル基が特に好ましい。

なお、内層１を構成する材料および外層２を構成する材料の双方が上記のようなノルボルネン系ポリマーからなる場合、すなわち互いのベース材料が同一である場合には、互いのポリマー中に含まれる繰り返し単位の種類と比率（組成比）を異ならせることで、両者の間に屈折率差を生じさせることができる。

具体的には、外層２の構成材料として用いるノルボルネン系ポリマーは、含まれるアルキルノルボルネンの繰り返し単位の割合が、内層１の構成材料として用いるノルボルネン系ポリマーよりも大きくなるように調製されることが好ましい。一方、内層１の構成材料として用いるノルボルネン系ポリマーは、含まれるアリールノルボルネンの繰り返し単位の割合が、外層２の構成材料として用いるノルボルネン系ポリマーよりも大きくなるように調製されることが好ましい。

また、内層１の構成材料として用いるノルボルネン系ポリマーは、含まれるアルキルノルボルネンの繰り返し単位とアリールノルボルネンの繰り返し単位との比率が、質量比で好ましくは４：６〜７：３程度、より好ましくは４：６〜６：４程度となるように調製される。

一方、内層１の構成材料が上記のような組成比である場合、外層２の構成材料として用いるノルボルネン系ポリマーは、含まれるアルキルノルボルネンの繰り返し単位とアリールノルボルネンの繰り返し単位との比率が内層１の場合と異なっていればよく、その際の比率の範囲は、質量比で６：４〜９：１程度であるのが好ましく、７：３〜８：２程度であるのがより好ましい。

このような本発明の光導波路１０は、コア部１１の材料の光学特性等によっても若干異なり、特に限定されないが、例えば、６００〜１５５０ｎｍ程度の波長領域の光を使用したデータ通信において好適に使用される。

また、内層１の構成材料および外層２の構成材料としてそれぞれノルボルネン系ポリマーを用いることにより、内層１と外層２との間で熱膨張率が同等となり、温度変化に伴う光導波路１０の変形や、内層１と外層２との間の剥離等を防止することができる。

なお、外層２の構成材料は、内層１の構成材料と異なり、紫外線、電子線のような活性エネルギー線の照射により（あるいはさらに加熱することにより）屈折率が変化しない材料であるのが好ましい。これにより、外層２は、活性エネルギー線を照射しても、屈折率がほとんど変化せず、活性エネルギー線の照射によってクラッド部１６としての機能を失うことが防止される。
以上のような光導波路１０は、本発明の光導波路の製造方法により製造される。

具体的には、図１〜４に示す光導波路の製造方法は、押出成形法により、基材６上に、内層形成用材料（第１の材料）で構成された内層１と、この内層１を囲むように設けられ、外層形成用材料（第２の材料）で構成された外層２とを有する、つづら折り状のパターンをなす帯状の成形体３を得る成形工程と、成形体３の一部の領域に活性放射線を照射することにより、内層１中にコア部１１と側面クラッド部１２とを形成し、つづら折り状のパターンをなす帯状の光導波路１０を得る露光工程と、この光導波路１０のうち、折り返し部分を切り落とす切断工程とを有する。

以下、各工程について順次説明する。
［１］成形工程
まず、光導波路１０を形成するための材料を押出成形法により供給する押出成形装置５を用意する。

この押出成形装置５は、成形体３を形成するための材料を吐出するノズル５０を備えている。このノズル５０は、図２に示すように、内筒５０ａとそれを囲む外筒５０ｂとを備える二重管構造となっている。そして、内筒５０ａ内は、内層１を形成するための内層形成用材料１’を吐出する第１の吐出口５１となっている。一方、内筒５０ａと外筒５０ｂとの隙間は、外層２を形成するための外層形成用材料２’を吐出する第２の吐出口５２となっている。

ここで、内層形成用材料１’は流動性を有する材料（例えば内層１の軟化物、溶融物、溶解物等）であって、固化することにより内層１を形成することができる。同様に、外層形成用材料２’も流動性を有する材料であって、固化することにより外層２を形成することができる。

一方、帯状の光導波路１０を形成するための土台となる基材６を用意する。
基材６には、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が用いられる。

また、押出成形装置５は、ノズル５０を、基材６の上面に対して平行に、基材６に対して相対的に移動可能にする駆動手段（図示せず）を備えている。

このような押出成形装置５は、基材６に対してノズル５０を相対的に移動させつつ、第１の吐出口５１からは内層形成用材料１’を吐出し、第２の吐出口５２からは外層形成用材料２’を吐出するよう動作する。これにより、内層１と外層２との２層構造の成形体３が得られる。以下、このプロセスを詳述する。

本工程で成形される成形体３は、いかなる形状に押出成形されてもよいが、ここでは、図１に示す破線に沿うように、つづら折り状に押出成形された成形体３を形成する場合を例に説明する。

まず、基材６上に形成すべき成形体３の形状パターン（つづら折り状パターン）を、あらかじめ駆動手段に入力し記憶させる。駆動手段では、入力された成形体３の形状パターンに基づいて、ノズル５０を基材６に対して相対的に移動させる。この際、この駆動手段は、ノズル５０のみを駆動してもよく、基材６のみを駆動してもよく、双方を駆動するようにしてもよい。

次いで、駆動手段によりノズル５０を移動させつつ、第１の吐出口５１からは内層形成用材料１’を、第２の吐出口５２からは外層形成用材料２’を、同時に吐出する。これにより、内層形成用材料１’と外層形成用材料２’とが一体化しつつ吐出され、ノズル５０の移動経路に沿って、つづら折り状パターンをなす成形体３が基材６上に敷設されることとなる。

ここで、第１の吐出口５１から内層形成用材料１’を吐出する際の吐出圧力と、第２の吐出口５２から外層形成用材料２’を吐出する際の吐出圧力とを適宜調整することにより、最終的に得られる光導波路１０の内層１の厚さと外層２の厚さとの比率を調整することができる。

また、内層形成用材料１’を吐出する際の吐出圧力は、好ましくは５０〜５００ｋＰａ程度、より好ましくは１００〜３００ｋＰａ程度の範囲内に設定され、外層形成用材料２’を吐出する際の吐出圧力は、好ましくは１０〜２００ｋＰａ程度、より好ましくは３０〜１５０ｋＰａ程度の範囲内に設定される。

一方、第１の吐出口５１の面積は、第１の吐出口５１や第２の吐出口５２から吐出される材料の吐出圧力に応じて異なるものの、好ましくは、第２の吐出口５２の面積の０．２〜３倍程度とされ、より好ましくは、０．５〜２倍程度とされる。これにより、内層１の厚さと外層２の厚さとの比率を最適化することができる。

また、第１の吐出口５１の横断面の外周、および、第２の吐出口５２の横断面の外周は、それぞれほぼ真円であるのが好ましい。このような形状の各吐出口５１、５２は、吐出圧力が全体に均一に及びやすいため、一定方向に安定して材料を吐出することができる。その結果、寸法精度の高い成形体３が得られる。

ところで、基材６上に敷かれた内層形成用材料１’および外層形成用材料２’は、その自重により基材６の上面に沿って広がる（図３（ａ）参照）。その後、これらを自然的または強制的に固化させることにより、基材６上に、図３（ｂ）に示すような扁平状（帯状）の成形体３が得られる。

なお、内層形成用材料１’の粘度および外層形成用材料２’の粘度は、それぞれ２０℃において、５〜１０００Ｐａ・ｓ程度に設定されるのが好ましく、１０〜６００Ｐａ・ｓ程度に設定されるのがより好ましい。各材料の粘度を前記範囲内に設定することにより、押出成形が断続的になって、成形体３が途切れ途切れになったり、押出成形後の成形体３の保形性が低下するのを抑制しつつ、前記各材料がその自重で基材６上に広がり、帯状の成形体３を容易に得ることができる。その結果、寸法精度に優れた成形体３を効率よく製造することができる。

以上のようにして、内層形成用材料１’で構成された内層１と、外層形成用材料２’で構成された外層２とを備える、つづら折り状パターンの成形体３が得られる。この成形体３の製造過程では、内層形成用材料１’と外層形成用材料２’とが一体化しつつ成形されるため、内層１と外層２との間の密着性を特に高めることができる。その結果、最終的に、内層１と外層２とが物理的および光学的に接した光導波路１０が得られる。

なお、各材料を強制的に固化させる方法としては、各材料を加熱する方法、紫外線等のエネルギー線を照射する方法、ガスを吹き付ける方法、減圧雰囲気に放置する方法等が挙げられる。

ここで、内層１を構成する内層形成用材料１’は、ポリマーと、添加剤（少なくともモノマーおよび触媒を含む）とで構成される現像性材料を含有し、活性放射線の照射および加熱により、ポリマー中において、モノマーの反応が生じる材料である。

そして、得られた内層１中では、ポリマー（マトリックス）は、いずれも、実質的に一様かつランダムに分配され、添加剤は、ポリマー内に実質的に一様かつランダムに分散されている。これにより、内層１中には、添加剤が実質的に一様かつ任意に分散されている。

ポリマーには、透明性が十分に高く（無色透明であり）、かつ、後述するモノマーと相溶性を有するもの、さらに、その中で後述するようにモノマーが反応（重合反応や架橋反応）可能であり、モノマーが重合した後においても、十分な透明性を有するものが好適に用いられる。

ここで、「相溶性を有する」とは、モノマーが少なくとも混和して、内層形成用材料１’中においてポリマーと相分離を起こさないことを言う。

このようなポリマーとしては、前述した内層１の構成材料となる材料が挙げられる。

なお、ポリマーとしてノルボルネン系ポリマーを用いた場合、このポリマーが高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難い内層１を得ることができる。

また、ノルボルネン系ポリマーとしては、単独の繰り返し単位を有するもの（ホモポリマー）、２つ以上のノルボルネン系繰り返し単位を有するもの（コポリマー）のいずれであってもよい。

このうち、コポリマーの一例としては、下記式（１）で表わされる繰り返し単位を有する化合物が好適に用いられる。

［式中、ｘは、１〜９の整数を表し、ｙは、１〜４の整数を表す。］
また、上記式中、ｍ：ｎは、質量比で４：６〜７：３程度であるのが好ましく、４：６〜６：４程度であるのがより好ましい。

なお、コポリマーの種類としては、上記式（１）の２つの単位が任意の順序（ランダム）に並んだもの、交互に並んだもの、各単位がそれぞれ固まって（ブロック状に）並んだもの等のいずれの形態をとるものであってもよい。

ここで、ポリマーとして上記ノルボルネン系ポリマーを用いた場合、添加剤の一例として、ノルボルネン系モノマー、助触媒（第１の物質）および触媒前駆体（第２の物質）を含むものが好ましく選択される。

ノルボルネン系モノマーは、後述する活性放射線に照射により、活性放射線の照射領域において反応して反応物を形成し、この反応物の存在により、内層１において、照射領域と、活性放射線の未照射領域とにおいて、屈折率差を生じさせ得るような化合物である。

この反応物としては、ノルボルネン系モノマーがポリマー（マトリックス）中で重合して形成されたポリマー（重合体）、ポリマー同士を架橋する架橋構造、および、ポリマーに重合してポリマーから分岐した分岐構造（ブランチポリマーや側鎖（ペンダントグループ））のうちの少なくとも１つが挙げられる。

ここで、内層１において、照射領域の屈折率が高くなることが望まれる場合には、比較的低い屈折率を有するポリマーと、このポリマーに対して高い屈折率を有するノルボルネン系モノマーとが組み合わせて使用され、照射領域の屈折率が低くなることが望まれる場合には、比較的高い屈折率を有するポリマーと、このポリマーに対して低い屈折率を有するノルボルネン系モノマーとが組み合わせて使用される。

なお、屈折率が「高い」または「低い」とは、屈折率の絶対値を意味するものではなく、ある材料同士の相対的な関係を意味する。

そして、ノルボルネン系モノマーの反応（反応物の生成）により、内層１において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分が側面クラッド部１２となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分がコア部１１となる。

触媒前駆体（第２の物質）は、前記のモノマーの反応（重合反応、架橋反応等）を開始させ得る物質であり、後述する活性放射線の照射により活性化した助触媒（第１の物質）の作用により、活性化温度が変化する物質である。

この触媒前駆体（プロカタリスト：ｐｒｏｃａｔａｌｙｓｔ）としては、活性放射線の照射に伴って活性化温度が変化（上昇または低下）するものであれば、いかなる化合物を用いてもよいが、特に、活性放射線の照射に伴って活性化温度が低下するものが好ましい。これにより、比較的低温による加熱処理でコア部１１および側面クラッド部１２を形成することができ、他の層に不要な熱が加わって、光導波路１０の特性（光伝送性能）が低下するのを防止することができる。

このような触媒前駆体としては、下記式（Ｉａ）および（Ｉｂ）で表わされる化合物の少なくとも一方を含む（主とする）ものが好適に用いられる。

（Ｅ（Ｒ）_３）_２Ｐｄ（Ｑ）_２ ・・・（Ｉａ）
［（Ｅ（Ｒ）_３）_ａＰｄ（Ｑ）（ＬＢ）_ｂ］_ｐ［ＷＣＡ］_ｒ ・・・（Ｉｂ）
［式Ｉａ、Ｉｂ中、それぞれ、Ｅ（Ｒ）_３は、第１５族の中性電子ドナー配位子を表し、Ｅは、周期律表の第１５族から選択される元素を表し、Ｒは、水素原子（またはその同位体の１つ）または炭化水素基を含む部位を表し、Ｑは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表す。また、式Ｉｂ中、ＬＢは、ルイス塩基を表し、ＷＣＡは、弱配位アニオンを表し、ａは、１〜３の整数を表し、ｂは、０〜２の整数を表し、ａとｂとの合計は、１〜３であり、ｐおよびｒは、パラジウムカチオンと弱配位アニオンとの電荷のバランスをとる数を表す。］

式Ｉａに従う典型的な触媒前駆体としては、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（Ｐ（ｉ−Ｐｒ）_３）_２、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（Ｐ（Ｃｙ）_３）_２、Ｐｄ（Ｏ_２ＣＣＭｅ_３）_２（Ｐ（Ｃｙ）_３）_２、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（Ｐ（Ｃｐ）_３）_２、Ｐｄ（Ｏ_２ＣＣＦ_３）_２（Ｐ（Ｃｙ）_３）_２、Ｐｄ（Ｏ_２ＣＣ_６Ｈ_５）_３（Ｐ（Ｃｙ）_３）_２が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ここで、Ｃｐは、シクロペンチル（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔｙｌ）基を表し、Ｃｙは、シクロヘキシル基を表す。

また、式Ｉｂで表される触媒前駆体としては、ｐおよびｒが、それぞれ１および２の整数から選択される化合物が好ましい。

このような式Ｉｂに従う典型的な触媒前駆体としては、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（Ｐ（Ｃｙ）_３）_２が挙げられる。ここで、Ｃｙは、シクロヘキシル基を表し、Ａｃは、アセチル基を表す。

これらの触媒前駆体は、モノマーを効率よく反応（ノルボルネン系モノマーの場合、付加重合反応によって効率よく重合反応や架橋反応等）することができる。

助触媒（第１の物質）は、活性放射線の照射によって活性化して、前記の触媒前駆体（プロカタリスト）の活性化温度（モノマーに反応を生じさせる温度）を変化させ得る物質である。

この助触媒（コカタリスト：ｃｏｃａｔａｌｙｓｔ）としては、活性放射線の照射により、その分子構造が変化（反応または分解）して活性化する化合物であれば、いかなるものでも用いることができるが、特定波長の活性放射線の照射によって分解し、プロトンや他の陽イオン等のカチオンと、触媒前駆体の脱離基に置換し得る弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを発生する化合物（光開始剤）を含む（主とする）ものが好適に用いられる。

弱配位アニオンとしては、例えば、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸イオン（ＦＡＢＡ⁻）、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン（ＳｂＦ_６ ⁻）等が挙げられる。

この助触媒（光酸発生剤または光塩基発生剤）としては、例えば、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸塩やヘキサフルオロアンチモン酸塩の他、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ガリウム酸塩、アルミン酸塩類、アンチモン酸塩類、他のホウ酸塩類、ガリウム酸塩類、カルボラン類、ハロカルボラン類等が挙げられる。

また、内層形成用材料（ワニス）１’中には、必要に応じて、増感剤を添加するようにしてもよい。

さらに、内層形成用材料１’中には、酸化防止剤を添加することができる。これにより、望ましくないフリーラジカルの発生や、ポリマーの自然酸化を防止することができる。その結果、得られた内層１（光導波路１０）の特性の向上を図ることができる。
以上のような内層形成用材料１’を用いて内層１が形成される。

このとき、内層１は、第１の屈折率を有している。この第１の屈折率は、内層１中に一様に分散（分布）するポリマーおよびモノマーの作用による。

また、以上の添加剤の説明では、モノマーがノルボルネン系モノマーの場合を例に説明したが、これ以外のモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマーやオキセタン系モノマーのような環状エーテル、スチレン系モノマー等が挙げられ、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。

なお、添加剤中の触媒は、モノマーの種類に応じて適宜選択すればよく、例えば、アクリル酸系モノマーや上記環状エーテルの場合には、触媒前駆体（第２の物質）の添加を省略することができる。

［２］露光工程
［２−１］ 次に、開口（窓）１３５１が形成されたマスク（マスキング）１３５を用意し、このマスク１３５を介して、成形体３に対して活性放射線（活性エネルギー光線）１３０を照射する（図３（ｃ）参照）。

以下では、モノマーとして、ポリマーより低い屈折率を有するものを用い、成形体３中の内層１において、活性放射線１３０の照射に伴って照射領域１２５の屈折率が低下する場合を一例に説明する。

すなわち、ここで示す例では、活性放射線１３０の照射領域１２５が内層１中の側面クラッド部１２となる。

したがって、ここで示す例では、マスク１３５には、形成すべき側面クラッド部１２のパターンと等価な開口（窓）１３５１、具体的には、図３（ｃ）に示すように、形成すべきコア部１１のパターンを反転させたパターンの開口１３５１が形成される。この開口１３５１は、照射する活性放射線１３０が透過する透過部を形成するものである。なお、図３（ｃ）では、３つのコア部１１を有するマルチチャンネルの光導波路を形成すべく、成形体３の両端部を結ぶように設定された一部の領域に対応したパターンの開口１３５１がマスク１３５に設けられている。

なお、マスク１３５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、成形体３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。

用いる活性放射線１３０は、助触媒に対して、光化学的な反応（変化）を生じさせ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光の他、電子線やＸ線等を用いることもできる。

マスク１３５を介して、活性放射線１３０を成形体３に照射すると、活性放射線１３０が照射された照射領域１２５内に存在する助触媒（第１の物質：コカタリスト）は、活性放射線１３０の作用により反応（結合）または分解して、カチオン（プロトンまたは他の陽イオン）と、弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを遊離（発生）する。

そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域１２５内に存在する触媒前駆体（第２の物質：プロカタリスト）の分子構造に変化（分解）を生じさせ、これを活性潜在状態（潜在的活性状態）に変化させる。

なお、活性放射線１３０として、直描露光機等で用いられているレーザ光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク１３５の使用を省略してもよい。

ここで、つづら折り状のパターンをなす成形体３は、直線状部分と折り返し部分とが交互に繰り返し連結されたものである。したがって、成形体３は、複数の直線状部分と複数の折り返し部分とに分かれている。

本露光工程では、この複数の直線状部分に対して一括して活性放射線を照射するようにすれば、最終的に複数の光導波路１０を一括して効率よく製造することが可能になる。この場合、用いるマスク１３５には、複数の直線状部分のそれぞれに対応して、形成すべき複数の側面クラッド部１２のパターンと等価な開口１３５１が形成されたものが用いられる。

［２−２］ 次に、成形体３に対して加熱処理（第１の加熱処理）を施す。
これにより、内層１の照射領域１２５内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して（活性状態となって）、モノマーの反応（重合反応や架橋反応）が生じる。

そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域１２５内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域１２５と未照射領域１４０との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域１４０からモノマーが拡散（モノマーディフュージョン）して照射領域１２５に集まってくる。

その結果、照射領域１２５では、モノマーやその反応物（重合体、架橋構造や分岐構造）が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになり、第１の屈折率より低い第２の屈折率へと低下する。なお、モノマーの重合体としては、主に付加（共）重合体が生成する。

一方、内層１の未照射領域１４０では、当該領域から照射領域１２５にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマーの影響が大きく現れるようになり、第１の屈折率より高い第３の屈折率へと上昇する。

このようにして、照射領域１２５と未照射領域１４０との間に屈折率差（第２の屈折率＜第３の屈折率）が生じて、コア部１１（未照射領域１４０）と側面クラッド部１２（照射領域１２５）とが形成される。

［２−３］ 次に、成形体３に対して第２の加熱処理を施す。
これにより、未照射領域１４０および／または照射領域１２５に残存する触媒前駆体を、直接または助触媒の活性化を伴って、活性化させる（活性状態とする）ことにより、各領域１２５、１４０に残存するモノマーを反応させる。

このように、各領域１２５、１４０に残存するモノマーを反応させることにより、得られるコア部１１および側面クラッド部１２の安定化を図ることができる。

［２−４］ 次に、成形体３に対して第３の加熱処理を施す。
これにより、得られる内層１に生じる内部応力の低減や、コア部１１および側面クラッド部１２の更なる安定化を図ることができる。

以上の工程を経て、図３（ｄ）に示すように、内層１にコア部１１および側面クラッド部１２が形成される。そして、図４（ａ）に示すような、つづら折り状のパターンをなす光導波路１０’が得られる。

また、本実施形態では、内層１のうち、照射領域１２５の屈折率が低下するとともに、未照射領域１４０の屈折率が上昇し、これによりコア部１１と側面クラッド部１２とが形成されるが、このとき、内層１を囲む外層２の屈折率は、コア部１１の屈折率よりも低い必要がある。したがって、前述したように、外層２の構成材料は、その屈折率が、内層１の変化後の屈折率より低くなるように適宜選択される。

なお、本実施形態では、内層１の構成材料として、未照射領域１４０がコア部１１となるような材料を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、照射領域１２５がコア部１１となるような材料であってもよい。すなわち、外層２の構成材料は、その屈折率が、内層１の変化後の屈折率のうち、最も高い値（コア部１１の屈折率）よりも低ければ足りる。

また、例えば、第２の加熱処理や第３の加熱処理を施す前の状態で、コア部１１と側面クラッド部１２との間に十分な屈折率差が得られている場合等には、本工程［２−４］や前記工程［２−３］を省略してもよい。

［３］切断工程
前記工程を経て得られた、つづら折り状のパターンをなす光導波路１０’は、直線状部分と折り返し部分１７とが交互に繰り返し連結されたものである。

次に、この光導波路１０’のうち、各折り返し部分１７を切り落とす。この切り落とし作業は、好ましくは、直線状部分と折り返し部分１７との境界を基材６ごと切断することにより行えば、光導波路１０’の厚さが薄い場合でも安定して切断することができる。その結果、図４（ｂ）に示すように、光導波路１０’の直線状部分のみが残存し、複数の短冊状をなす光導波路１０を一括して製造することができる。

各折り返し部分１７の切り落とし作業には、ダイヤモンドカッター等を用いたダイシング（切削）法、レーザを用いたレーザ加工法等を用いることができる。

その後、必要に応じて、図４（ｃ）に示すように、各光導波路１０を基材６から剥離してもよい。剥離した各光導波路１０は、単独で使用することもできるが、他の基材に貼り直して使用することもできる。

なお、基材６の上面には、あらかじめ光導波路１０の剥離を容易にするための剥離層が設けられていてもよい。

以上のような方法によれば、１回の吐出作業と１回の露光作業のみで、かつ、幅方向の短距離の切り落とし作業のみで（長手方向の長距離の切断作業を伴うことなく）、複数の短冊状をなす光導波路１０を効率よく製造することができる。

また、同一の製造工程を経て製造された各光導波路１０は、それぞれのコア部１１およびクラッド部１６の光学特性、熱的特性、機械的特性等の各種特性がほぼ同一である。このため、これらの光導波路１０は、互いに接続した場合、相互の接続性や接続後の信頼性において優れたものとなる。

さらに、上述したような方法で製造された光導波路１０は、その横断面形状が図３（ｄ）に示すように、上方に突出するような湾曲線と基材６に接する直線とからなる片凸レンズ状をなしている。このような形状の光導波路１０は、基材６に対して密着性が高く、また、形状的観点では剥離の起点となるような突起が少ないと言える。このため、光導波路１０が、基材６上に敷設された状態で使用される場合、光導波路１０と基材６との密着強度をより高めることができ、光導波路１０の信頼性を高めることができる。

加えて、このような形状の光導波路１０は、上面が湾曲面であるため、外光を反射し易く、外光のコア部１１に対する侵入を抑制する機能も有する。このため、光通信の品質をより高めることもできる。

ところで、上述したような押出成形法を用いて光導波路を製造する方法は、従来も知られていたが、コア部の小径化や、マルチチャンネルにおけるコア部の高密度化に関しては、十分とは言えなかった。これは、押出成形法では、小径のコア部を製造することが技術的に困難であることに起因している。具体的には、コア部１１の径や密度は、押出成形における内層形成用材料１’の押出条件（内層形成用材料１’の粘度や温度、押出圧力、ノズル５０の寸法精度、ノズル５０の移動速度等）に大きく依存しており、この押出条件を厳密に制御することは極めて困難であるためである。特にマルチチャンネルの光導波路を製造する場合、チャンネル間の均一性が確保されず、寸法精度が著しく低下する等、上記の問題点が特に顕著であった。

これに対し、本発明では、上述したように、露光工程を用いて内層１にコア部１１と側面クラッド部１２とを作り込むため、マスクの開口のパターン次第で、極めて小径のコア部１１も高密度で形成することができる。

また、この方法では、マスク１３５の開口１３５１のパターンを変更するだけで、製造する光導波路１０のコア部１１の径や各コア部１１間の離間距離を簡単に変更することができる。このため、種類の異なる光導波路１０を少量ずつ生産するような場合、光導波路１０の種類に応じてノズル５０を頻繁に変更する必要がないので、光導波路１０の生産効率をより高めることができる。

さらに、本発明では、マルチチャンネル用のマスク１３５を用いることにより、チャンネル間の均一性が確保され、寸法精度の高いマルチチャンネル用の光導波路１０を効率よく製造することができる。

なお、成形体３の製造途中では、押出成形における内層形成用材料１’や外層形成用材料２’の押出条件を一定に保つことにより、外径が一定の成形体３が得られる。

また、成形体３の製造途中で、この押出条件（製造条件）を徐々に変化させれば、外径が漸増した部分または漸減した部分を有する成形体３が得られる。そして、このような成形体３を用いることにより、外径が漸増したり漸減したりしたテーパ部分を有する光導波路１０が得られる。図６には、このようなテーパ部分を有する光導波路の一例を示している。

ところで、一般には、光導波路１０の端部のうち、光の入射端側では、その外径が大きいことが好ましい。これは、外径が大きければコア部１１の径も大きくなり、コア部１１に光を入射する際の光軸のずれの許容範囲が大きくなるためである。

かかる観点から、光導波路１０の入射端近傍には、入射端に向かって徐々に外径が増加するようなテーパ部分を有するのが好ましい。換言すれば、成形体３の入射端近傍を製造する際には、その外径が入射端に向かって徐々に増加するように、前記押出条件を徐々に変化させることが好ましい。このようなテーパ部分を有する光導波路１０であれば、入射端における光軸のずれの許容範囲が大きくなり、光導波路１０に対する光の入射効率が高くなる。その結果、光導波路１０に入射する光量が増大し、光通信の品質をより高めることができる。

なお、上述したように、成形体３に対して、外径が徐々に増加するようなテーパ部分を形成するためには、例えば、材料の押出圧力（吐出圧力）を徐々に高めたり、ノズル５０の移動速度を徐々に低下させたりすればよい（図６参照）。

一方、光導波路１０の端部のうち、光の出射端側では、その外径が小さいことが好ましい。これは、外径が小さければコア部１１の径も小さくなり、出射する光の指向性が高まるため、受光素子に光を入射させる際の入射効率が高くなるためである。

かかる観点から、光導波路１０の出射端近傍には、出射端に向かって徐々に外径が減少するようなテーパ部分を有するのが好ましい。換言すれば、成形体３の出射端近傍を製造する際には、その外径が出射端に向かって徐々に減少するように、前記押出条件を徐々に変化させることが好ましい。このようなテーパ部分を有する光導波路１０であれば、出射端から出射される光の指向性が高まり、受光素子に入射する光の入射効率が高くなる。その結果、光通信の品質をより高めることができる。

なお、上述したように、成形体３に対して、外径が徐々に減少するようなテーパ部分を形成するためには、例えば、材料の押出圧力（吐出圧力）を徐々に低下させたり、ノズル５０の移動速度を徐々に高めたりすればよい（図６参照）。

以上、モノマーの拡散を利用して内層１中に屈折率差を形成するモノマーディフュージョン法による光導波路１０の製造方法について説明したが、光導波路１０の製造方法には、その他の方法を用いることもできる。

例えば、フォトブリーチング法では、活性放射線の照射により活性化する離脱剤（物質）と、主鎖と該主鎖から分岐し、活性化した離脱剤の作用により、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基（離脱性ペンダントグループ）とを有するポリマーを含有する内層形成用材料１’を用いる。この内層形成用材料１’は、この層の一部に紫外線等の活性放射線を照射することにより、離脱性基が離脱（切断）され、その領域の屈折率が変化（上昇または低下）する。例えば、離脱性基の離脱に伴って屈折率が低下するものとすると、活性放射線の照射領域が側面クラッド部１２となり、それ以外の領域がコア部１１となる。

また、フォトブリーチング法において、脱離剤の種類によっては、モノマーディフュージョン法における加熱処理が不要となる。この場合、前述した［２−２］〜［２−４］の加熱処理は省略することができる。

＜光電気混載基板の製造方法＞
次に、本発明の光電気混載基板の製造方法について説明する。
図７、８は、本発明の光電気混載基板の製造方法を説明するための斜視図である。なお、以下の説明では、図７、８中の上側を「上」、下側を「下」という。

本発明の光電気混載基板の製造方法は、本発明の光導波路の製造方法を利用して、基材上に光導波路１０を効率よく配設し、光電気混載基板１００を製造する方法である。

具体的には、配線基板１０１の下面に２つの光素子１０３を搭載し、この配線基板１０１の上面に帯状の成形体を敷く工程と、この成形体を固化させるとともに、加熱処理を施し、光導波路１０を得る工程と、光導波路１０にミラー７を形成する工程とを経て、光電気混載基板１００を製造することができる。

以下、各工程について順次説明する。
まず、配線基板１０１を用意し、その下面に２つの光素子１０３を互いに離間して搭載する（図７（ａ）参照）。

各光素子１０３が搭載される位置には、それぞれ、配線基板１０１を貫通するスルーホール１０２が形成されている。

また、配線基板１０１には、図示しない電気素子と、この電気素子と光素子１０３とを接続する図示しない電気配線が設けられている。これらにより、光素子１０３の発光または受光は、電気素子によって制御される。

次いで、配線基板１０１の上面に対して、押出成形装置５により、内層形成用材料１’および外層形成用材料２’を同時に吐出する。これにより、帯状の成形体を配線基板１０１の上面に敷設する。この際、押出成形装置５のノズル５０と配線基板１０１との相対位置を調整して、２つのスルーホール１０２を通過する（つなぐ）ように、各材料を吐出する。その結果、吐出された材料はその自重で広がり、図７（ａ）に示すようにスルーホール１０２を覆う帯状の成形体が得られる。すなわち、光素子１０３の搭載位置に対応して敷設された成形体が得られる。

その後、成形体を固化させる。次いで、固化した成形体に対して前述した露光工程により、コア部とクラッド部とを形成する。

次いで、成形体に加熱処理を施す。これにより、２つのスルーホール１０２をつなぐように敷設された光導波路１０を得る（図７（ｂ）参照）。

次いで、敷設した光導波路１０のうち、２つのスルーホール１０２に対応する位置に加工を施す。この加工では、例えば光導波路１０の一部をＶ字状に切り取る。これにより、加工面の一部がミラー７となる。

このミラー７を形成した光導波路１０を介して、２つの光素子１０３の間が光学的に接続されることとなる。すなわち、２つの光素子１０３の間で光通信を行うことができる光電気混載基板１００が得られる（図８）。

以上のような方法によれば、光導波路１０を形成すべき個所にのみ、内層形成用材料１’および外層形成用材料２’を吐出しさえすればよいため、例えばフォトリソグラフィー法のようなパターニング方法により光導波路を形成した後、この光導波路を配線基板に貼り付けて光電気混載基板を製造するといった従来の方法に比べて、材料の消費量や製造に要する工数を必要最小限に抑えることができる。このため、光電気混載基板１００の製造コストの低減を図ることができる。

また、配線基板１０１上に成形体の敷設作業を、数値制御された装置で行うことにより、スルーホール１０２の位置と成形体３との位置を高い精度で合わせることができる。すなわち、光導波路１０と光素子１０３とのアライメントを高精度に行うことができる。その結果、光通信の品質をより高めることができる。

このようにして製造された光電気混載基板１００では、例えば、光配線（光導波路１０）で伝送された光信号を、光素子１０３において電気信号に変換し、電気配線に伝達する。これにより、光配線の部分で、従来の電気配線よりも高速かつ大容量の情報伝送が可能になる。このような長所を活かして、例えばＣＰＵやＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間をつなぐバス等に、この光電気混載基板１００を適用することにより、システム全体の性能を高めるとともに、電磁ノイズの発生を抑制することができる。

なお、かかる光電気混載基板１００は、例えば、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等、大容量のデータを高速に伝送する電子機器類に搭載することが考えられる。

以上、本発明の光導波路の製造方法および光電気混載基板の製造方法を、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く、任意の工程を追加してもよい。

例えば、光導波路１０のコア部１１は、平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等してもよく、その形状は任意である。

また、前記実施形態では２層構造の光導波路１０を製造する場合について説明しているが、３層以上からなる光導波路を製造する場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。

１ 内層
１’ 内層形成用材料
２ 外層
２’ 外層形成用材料
３ 成形体
５ 押出成形装置
５０ ノズル
５０ａ 内筒
５０ｂ 外筒
５１ 第１の吐出口
５２ 第２の吐出口
６ 基材
７ ミラー
１０ 光導波路
１０’ つづら折り状のパターンをなす光導波路
１１ コア部
１２ 側面クラッド部
１６ クラッド部
１７ 折り返し部分
１００ 光電気混載基板
１０１ 配線基板
１０２ スルーホール
１０３ 光素子
１２５ 照射領域
１３０ 活性放射線
１３５ マスク
１４０ 未照射領域
１３５１ 開口

Claims (12)

1. 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
   第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形した後、前記成形体をその自重で前記基材上に広がらせることにより、前記成形体を扁平状にする成形工程と、
   該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。
2. 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
   第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有し、直線状部分と折り返し部分とが交互に繰り返し連結されたつづら折り状の成形体を押出成形する成形工程と、
   該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程と、
   前記露光工程の前または後に設けられ、前記つづら折り状の成形体または前記光導波路のうち、前記折り返し部分を切り落して、複数の前記直線状部分を得る切断工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
3. 前記露光工程において、前記つづら折り状の成形体のうち、複数の前記直線状部分に対して活性放射線を一括して照射する請求項２に記載の光導波路の製造方法。
4. 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
   横断面の外周の形状がほぼ真円である第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられ横断面の外周の形状がほぼ真円である第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形する成形工程と、
   該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。
5. 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
   第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、基材に対して前記ノズルを相対的に移動させつつ、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、前記基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形する際に、前記基材に対する前記ノズルの相対的な移動速度を途中で変化させることにより、横断面積を部分的に変化させてなる前記成形体を得る成形工程と、
   該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。
6. 長尺状のコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド部とを有する光導波路を製造する光導波路の製造方法であって、
   第１の吐出口と、該第１の吐出口を囲むように設けられた第２の吐出口とを有する二重管構造のノズルを用い、基材に対して前記ノズルを相対的に移動させつつ、前記第１の吐出口から第１の材料を押し出すとともに、前記第２の吐出口から前記第１の材料と異なる第２の材料を押し出すことにより、前記基材上に、前記第１の材料で構成された長尺状の内層と、該内層を囲むように設けられ、前記第２の材料で構成された筒状の外層とを有する成形体を押出成形する際に、前記ノズルから吐出する前記第１の材料の吐出圧力と前記第２の材料の吐出圧力とを途中で変化させることにより、横断面積を部分的に変化させてなる前記成形体を得る成形工程と、
   該成形体中の前記内層に対して活性放射線を部分的に照射することにより、照射領域の屈折率を部分的に変化させ、前記内層中に前記コア部と前記クラッド部の一部とを形成し、前記光導波路を得る露光工程とを有することを特徴とする光導波路の製造方法。
7. 前記第１の材料は、活性放射線の照射により屈折率が変化し得る材料であり、かつ、前記第２の材料は、前記第１の材料の前記変化後の屈折率のうち、最も高い値よりも屈折率の小さい材料である請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
8. 前記第１の吐出口の横断面積は、前記第２の吐出口の横断面積の０．２〜３倍である請求項１ないし７のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
9. 前記第１の材料の粘度および前記第２の材料の粘度は、それぞれ２０℃において、５〜１０００Ｐａ・ｓである請求項１ないし８のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
10. 前記露光工程において、前記コア部を複数有する光導波路を得る請求項１ないし９のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
11. 前記露光工程の後に、前記光導波路を前記基材から剥離する剥離工程を有する請求項１ないし１０のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
12. 前記基材として光素子を搭載した配線基板を用意し、該配線基板上に、請求項１ないし１０のいずれかに記載の光導波路の製造方法により、前記光素子の搭載位置に合わせて前記光導波路を形成する工程と、
    前記光導波路と前記光素子とが光学的に接続されるように、前記光導波路を加工してミラーを形成する工程とを有することを特徴とする光電気混載基板の製造方法。

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