WO2012029370A1 - 光伝送構造体およびその製造方法、ならびに光伝送モジュール - Google Patents

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WO2012029370A1
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optical transmission
transmission structure
optical
optical waveguide
substrate
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PCT/JP2011/062464
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前谷　麿明
松原　孝宏
雄治 増田
香織 田中
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京セラ株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission structure, a manufacturing method thereof, and an optical transmission module.
  • Patent Document 1 discloses an optical transmission module in which photoelectric conversion elements such as a plurality of light emitting elements are mounted on an optical transmission structure having a plurality of optical waveguides extending in the thickness direction of a substrate.
  • the optical waveguide is provided in each of a plurality of through holes that penetrate the substrate in the thickness direction.
  • the present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide an optical transmission structure having a high degree of freedom in designing an optical waveguide, a manufacturing method thereof, and an optical transmission module.
  • the optical transmission structure according to the first embodiment of the present invention includes a substrate having a through hole penetrating in the thickness direction, and a plurality of optical waveguide holes provided in the through hole and penetrating in the thickness direction.
  • a clad member and a plurality of core members provided in the respective optical waveguide holes are provided.
  • An optical transmission module includes an optical transmission structure according to the present invention and an optical element optically coupled to the second optical member.
  • An optical transmission structure includes a substrate having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction, and the thickness direction provided in at least one of the plurality of through holes.
  • a cladding member having a penetrating optical waveguide hole; and a plurality of core members provided in the optical waveguide hole and having a refractive index larger than a refractive index of the cladding member.
  • the method for manufacturing an optical transmission structure includes a step of preparing a substrate having a through hole penetrating in the thickness direction, a step of filling a photosensitive material in the through hole, A step of changing the photosensitive material that has been exposed to a cladding member by exposing and exposing a region other than the light-shielding portion of the filled photosensitive material through a light-transmitting plate having a plurality of light-shielding portions; Removing the photosensitive material in a region overlapping with the light-shielding portion to form a plurality of optical waveguide holes penetrating in the thickness direction in the cladding member; and a refractive index higher than the cladding member in the optical waveguide hole Filling a core member made of a translucent material.
  • the method for manufacturing an optical transmission structure according to the second embodiment of the present invention includes a step of preparing a substrate having a plurality of through-holes penetrating in the thickness direction, and photosensitive in at least one of the plurality of through-holes.
  • the photosensitive material is clad by exposing and exposing a region other than the light-shielding portion of the filled photosensitive material through a light-transmitting plate having a plurality of light-shielding portions and exposing the photosensitive material other than the region overlapping the light-shielding portion.
  • a step of changing to a member a step of removing the photosensitive material in a region overlapping with the light shielding portion; and forming a plurality of optical waveguide holes penetrating in the thickness direction in the cladding member; and the cladding in the optical waveguide hole Filling a core member made of a translucent material having a higher refractive index than that of the member.
  • an optical transmission structure and an optical transmission module having an optical waveguide with high dimensional accuracy and positional accuracy can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view partially showing a schematic configuration of a first embodiment of an optical transmission module according to the present invention. It is a top view which shows schematic structure of the optical transmission module shown in FIG. It is a top view which shows schematic structure of 1st Embodiment of the optical transmission structure which comprises the optical transmission module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the first embodiment of the optical transmission structure shown in FIG. 3, and corresponds to a cross section taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the first embodiment of the optical transmission structure shown in FIG.
  • FIG. 10 is an essential part cross-sectional view showing a step that follows the manufacturing step for the optical transmission structure shown in FIG. 9.
  • FIG. 12 is a plan view in which a part of the configuration of the optical transmission module shown in FIG. 11 is omitted.
  • FIG. 13 is an essential part cross-sectional view along the line VIII-VIII shown in FIG. 12.
  • (A) is an enlarged plan view of the main part of the optical wiring board provided in the optical transmission module shown in FIG. 11, and (b) is a cross-sectional view of the main part along the line IXb-IXb shown in (a). is there.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
  • FIG. 16 is an essential part cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of the optical transmission structure shown in FIG. It is a top view which shows schematic structure of 4th Embodiment of the optical transmission structure which concerns on this invention. It is a top view which shows schematic structure of 5th Embodiment of the optical transmission structure which concerns on this invention.
  • an optical transmission structure 20 and an optical transmission module 10 will be exemplified as a first embodiment of an optical transmission structure and an optical transmission module according to the present invention and will be described with reference to the drawings.
  • the optical transmission module 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes an optical transmission structure 20, a photoelectric conversion element 11 used as an optical element, and a circuit element 12.
  • 3 and 4 includes a main substrate 30, a clad member 40, a plurality of core members 50, and electrical wiring 60.
  • the main substrate 30 has a function of supporting the clad member 40, the core member 50, and the electric wiring 60.
  • substrate 30 the range of 0.1 mm or more and 2 mm or less is mentioned, for example.
  • the main substrate 30 for example, an epoxy resin substrate made of a glass substrate, a copper-clad substrate made of a glass substrate, a polyimide resin substrate, a ceramic substrate, or the like can be used.
  • the main substrate 30 is configured by a single-layer substrate or a stacked body in which a plurality of substrates are stacked. In this embodiment, a multilayer ceramic substrate is employed.
  • the main substrate 30 of this embodiment is configured by laminating a plurality of sub-substrates 31.
  • the main substrate 30 has a through hole 30a penetrating in the thickness direction.
  • the through hole 30a is constituted by a sub through hole 31a provided in the sub substrate 31.
  • the sub through hole 31a is provided in each of the sub substrates 31, and penetrates the sub substrate 31 in the thickness direction. This thickness direction is shown as directions D1 and D2 in FIG.
  • a clad member 40 is provided in the through hole 30a so as to fill the through hole 30a.
  • the clad member 40 has a function of supporting a plurality of core members 50 provided in the clad member 40.
  • the clad member 40 has a plurality of through holes penetrating in the thickness direction.
  • each of the plurality of through holes is an optical waveguide hole 40a.
  • the optical waveguide holes 40a are arranged along one direction orthogonal to the thickness direction. This one direction is the first direction in this embodiment. This first direction is shown as directions D3 and D4 in FIGS. The first direction extends in the surface direction of the main substrate 30.
  • a core member 50 is provided in each of the optical waveguide holes 40a. That is, a plurality of core members 50 are arranged along the first direction (D3, D4 direction), and each extends along the thickness direction (D1, D2 direction). Examples of the interval in the first direction of the core member 50 include a range of 62.5 ⁇ m to 250 ⁇ m. Moreover, as a diameter of the core member 50 along a 1st direction, the range of 10 micrometers or more and 100 micrometers or less is mentioned, for example.
  • the core member 50 has a function as the optical waveguide 20a of the optical transmission structure 20.
  • the refractive index of the core member 50 is larger than the refractive index of the cladding member 40.
  • the core member 50 can function as the optical waveguide 20a. That is, the clad member 40 functions as a so-called clad of the optical waveguide 20a, and the core member 50 functions as the core of the optical waveguide 20a.
  • the refractive index of the core member 50 can be set as a relative refractive index difference with respect to the refractive index of the cladding member 40, for example, in a range of 0.8% to 4%.
  • the interval between the centers can be narrowed compared to the case where one core member is provided in one through hole. That is, in the optical transmission structure 20 of the present embodiment, the clad member 40 only needs to be interposed between the two optical waveguide holes 40a, so that the distance between the centers can be reduced. Further, when a multilayer ceramic substrate is employed as the main substrate 30 as in the present embodiment, an allowable error with respect to stacking deviation when stacking the plurality of sub-substrates 31 can be increased.
  • Examples of the material forming the clad member 40 include various resins, and include epoxy resins, acrylic resins, and polyimide resins.
  • a photosensitive resin is used as a material for forming the clad member 40.
  • the first advantage is that the relative positional shift between the plurality of optical waveguide holes 40a can be made extremely small. This is because the plurality of optical waveguide holes 40a can be simultaneously formed by one exposure.
  • the positional deviation of the optical waveguide hole 40a is reduced, when the optical waveguide 40a is optically connected to another optical waveguide disposed outside the optical transmission structure 20, the inside of the optical waveguide hole 40a is compared with the other optical waveguide. Can be transmitted well.
  • the relative deviation between the plurality of optical waveguides is preferably 5 ⁇ m or less.
  • the deviation when the photolithography technique is employed depends on the positional deviation of the mask portion in the photomask corresponding to the optical waveguide hole 40a. Since the manufacturing error of the photomask can be generally less than 1 ⁇ m, it is possible to easily suppress the positional deviation of the optical waveguide hole 40a to 5 ⁇ m or less.
  • the inner wall of the optical waveguide hole 40a can be smoothed. This is because the optical waveguide hole 40a is formed using light having high straightness. By smoothing the inner wall surface of the optical waveguide hole 40a, the loss of light transmitted through the optical waveguide hole 40a can be reduced. Among those skilled in the art, it is preferable that the roughness of the inner wall surface of the optical waveguide hole 40a is sufficiently small with respect to the wavelength of light traveling inside.
  • the electrical wiring 60 is electrically connected to the photoelectric conversion element 11 that is optically coupled to the core member 50.
  • the electrical wiring 60 includes a surface wiring layer 61 provided on the surface of the main substrate 30 on the D1 direction side.
  • the electrical wiring 60 may include a through conductor formed through the sub-board 31 and an intermediate wiring layer formed between the two sub-boards 31.
  • the through conductor may have a shape in which the center is hollow, or a structure in which the center is filled with a conductive paste or the like. This through conductor can be formed using a plating method, a metal film deposition method, a conductive resin injection method, or the like.
  • the photoelectric conversion element 11 is electrically connected to the surface wiring layer 61 of the electric wiring 60.
  • the photoelectric conversion element 11 of the present embodiment is mounted on the surface wiring layer 61 of the electric wiring 60 by a metal bump, a conductive adhesive, or the like. Other portions except the connection portion between the photoelectric conversion element 11 and the surface wiring layer 61 may be covered with a protective layer.
  • the photoelectric conversion element 11 has a function of emitting light according to an input electric signal or a function of converting into an electric signal according to incident light.
  • the photoelectric conversion element 11 is optically coupled to the optical waveguide 20a.
  • the photoelectric conversion element 11 according to the present embodiment has a function of transmitting an optical signal to the optical waveguide 20a according to an electric signal input via the electric wiring 60, or an optical signal input via the optical waveguide 20a.
  • the electric wiring 60 has a function of transmitting an electric signal.
  • Various light-emitting elements can be applied as the photoelectric conversion element 11 that emits light.
  • the photoelectric conversion element 11 for example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL; Vertical ; Cavity Surface Emitting Laser) can be used.
  • VCSEL Vertical cavity surface emitting laser
  • PD photodiode
  • an element having a high response speed is preferable, for example, PIN-PD.
  • the photoelectric conversion element 11 may have one photoelectric conversion part in one element or may have a plurality of photoelectric conversion parts in one element.
  • the photoelectric conversion element 11 of this embodiment has one photoelectric conversion unit in one element.
  • One photoelectric conversion unit is arranged corresponding to one core member 50. This one photoelectric conversion unit is arranged corresponding to one optical waveguide 20a.
  • the circuit element 12 is electrically connected to the photoelectric conversion element 11 via the electric wiring 60.
  • the circuit element 12 has different functions depending on the functions of the photoelectric conversion element 11.
  • the circuit element 12 inputs an electric signal (modulation voltage) modulated to the photoelectric conversion element 11, and controls the light emission intensity of the photoelectric conversion element 11.
  • the circuit element 12 converts a current signal output according to the intensity of the optical signal received by the photoelectric conversion element 11 into a voltage signal and outputs the voltage signal.
  • the circuit element 12 may have a function of controlling a signal waveform or removing a noise component. Note that if the output of the electric signal generated by the photoelectric conversion element 11 is small, the photoelectric conversion element 11 may have a function of amplifying the signal. This signal amplification function may be included in the photoelectric conversion element 11 itself. Further, the circuit element 12 may have a function of performing logical operation and numerical calculation.
  • the main surface 20 ′ of the optical transmission structure 20 may be a flat surface as shown in FIG. As described above, since the main surface 20 ′ of the optical transmission structure 20 is a flat surface, an optical element optically connected to the core member 50 can be easily mounted. Since the optical element can be easily mounted on the main surface 20 ′ of the optical transmission structure 20 as described above, the optical element and the optical transmission structure are optically connected to the optical transmission structure 20 from the optical element. Light loss that may occur with the body 20 can be suppressed.
  • the optical waveguide 20a has a cross-sectional area perpendicular to the thickness direction (D1, D2 direction) from one end (main surface 20 ′ of the optical transmission structure 20) to the other end (optical transmission structure).
  • the optical waveguide 20a may be reduced in size toward the second main surface 20 ") of the body 20.
  • the cross-sectional area of the optical waveguide hole 20a is, for example, from 100% to 80% as it goes from one end to the other end. In this way, the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the thickness direction becomes smaller in the middle from one end to the other end, so that the inner wall surface of the optical waveguide hole 20a and the core member 50 are reduced. It is possible to fill the core member 50 in the optical waveguide hole 20a while preventing air bubbles from entering between them.
  • the optical waveguide 20a has a cross-sectional area perpendicular to the thickness direction (D1, D2 direction) from one end (main surface 20 ′ of the optical transmission structure 20) to the other end (optical transmission structure). It may have a taper portion 50 ′ that becomes smaller toward the second main surface 20 ′′) of the body 20. By having the taper portion 50 ′ from one end to the middle of the other end, an optical transmission structure is provided. When the optical element is mounted on the body 20, the coupling loss can be reduced when the optical element enters the core member 50 or when the optical element enters the optical element from the core member 50.
  • the two adjacent optical waveguide holes 40 a may have flat side surfaces 40 a 1 facing each other. Therefore, in the optical transmission structure 20, since the two sides 40a 1 of the optical waveguide holes 40a adjacent are respectively a plane, it can be provided close to Hikarishirubehaana 40a each other. In other words, the two adjacent optical waveguide holes 40a can be arranged in a state where the distance between them is closer.
  • the two sides 40a 1 adjacent in the first direction (D3, D4 direction) of Hikarishirubehaana 40a is a plan that defines the side surface 40a 1 facing each other between the two optical waveguide holes 40a adjacent in the first direction
  • it may increase along the second direction (D5, D6 direction).
  • the optical waveguide hole 40a extends long in the second direction intersecting the first direction.
  • the optical waveguide hole 40a has a non-circular cross section along the surface direction of the main substrate 30, and has a shape close to a rounded rectangle. That is, a strict “rounded rectangle” is a shape composed of two parallel lines of equal length and two semicircles, but the present embodiment is not limited to this shape.
  • Hikarishirubehaana 40a has two sides 40a 1 is connected by two curved surfaces 40a 2, constitute one through-hole.
  • FIG. 8 shows a polygonal shape including a quadrangular shape, a hexagonal shape and an octagonal shape
  • FIG. 8 shows a rectangular optical waveguide 40j
  • (b) shows a hexagonal optical waveguide 40k
  • (c) shows a trapezoidal optical waveguide 40l.
  • each side surface is shown with 1 as a subscript.
  • a core member 50 is provided in each of the second through holes 40a.
  • the shape of the core member 50 is along the shape of the optical waveguide hole 40a. That is, a plurality of core members 50 are arranged along the first direction, and each extends along the thickness direction. Examples of the interval in the first direction of the core member 50 include a range of 62.5 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the diameter of the core member 50 along the first direction is, for example, in the range of 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • two adjacent core members 50 among the plurality of core members 50 have opposite side surfaces 50a extending in the second direction.
  • the core member 50 has a non-circular cross section along the surface direction of the substrate 30, and has a shape close to a rounded rectangle.
  • FIG. 8 shown above shows a rectangular core member 50j, (b) shows a hexagonal core member 50k, and (c) shows a trapezoidal core member 50l. .
  • each side surface is shown with 1 as a subscript.
  • the optical waveguide hole 40a can be manufactured in an arbitrary shape in this way is one of the advantages that the optical waveguide hole 40a is manufactured using a photolithography technique.
  • the optical through hole was formed by drilling, so it was difficult to process into a shape other than a perfect circle, and the shape of the through hole was substantially a perfect circle. Limited. Even if it can be formed in a shape other than a perfect circle shape, there is a problem that the time required for the shape processing is long and the reproducibility of the shape processing is poor.
  • a cutting blade smaller than the diameter of the optical waveguide hole to be formed is required to process into a shape other than a perfect circle using the conventional technique.
  • the diameter of the optical waveguide hole 40a ranges from 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, and it is practically difficult to prepare a cutting blade smaller than this diameter. Moreover, even if a cutting blade of this diameter can be prepared, it is very fragile and difficult to cut.
  • the optical waveguide hole 40a is manufactured by adopting the photolithography technique, it is possible to easily form a shape other than the perfect circle shape by changing the exposure area in the mask shape, and the reproducibility. Can also be increased.
  • a main substrate 30 having a through hole 30a penetrating in the thickness direction (D1, D2 direction) is prepared.
  • the main substrate 30 of the present embodiment is manufactured through the following steps.
  • a through hole used for the through conductor of the electric wiring 60 is formed as necessary.
  • These holes can be formed by various methods, for example, by punching a sheet with a pin and a mold, or by cutting with a laser beam.
  • a metal paste to be the electrical wiring 60 is disposed on the green sheet 31X.
  • This metal paste can be formed by using, for example, a screen printing technique or an ink jet printing technique.
  • a paste containing a metal such as tungsten (W), molybdenum (Mo), manganese (Mn), silver (Ag), and copper (Cu) can be used.
  • W tungsten
  • Mo molybdenum
  • Mn manganese
  • Ag silver
  • Cu copper
  • FIG. 9C the green sheets 31X are stacked so that the sheet holes 31Xa are continuous.
  • the laminated green sheets 31X are fired to form the main substrate 30 having the through holes 30a as shown in FIG. In conjunction with the firing of the green sheet 31X, the metal paste is fired to form the electrical wiring 60.
  • the through hole 30a of the main substrate 30 is filled with a photosensitive material 40X that becomes the clad member 40 by curing.
  • the photosensitive material include those based on epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, and the like.
  • a negative photoresist whose solubility in a developing solution is lowered by exposure is employed.
  • the prebaked photosensitive material 40X is exposed.
  • a light-transmitting plate such as a photomask having a plurality of light-shielding portions that shields light so that light is not irradiated onto the region to be the optical waveguide hole 40a is used.
  • the pre-baked photosensitive material 40X is exposed except the region that overlaps the above-described light shielding portion.
  • the exposed photosensitive material 40X is heated (post-baked).
  • the exposed photosensitive material 40X is changed to the clad member 40, and then, as shown in FIG. A clad member 40 having 40a is formed.
  • the photosensitive material 40X other than the portion changed to the cladding member 40 that is, the photosensitive material 40X that has not been exposed, is removed, and a plurality of optical waveguide holes 40a penetrating in the thickness direction can be formed in the cladding member 40. it can.
  • the optical waveguide hole 40a of the clad member 40 is filled with a translucent material to be the core member 50.
  • the core member 50 is formed as shown in FIG. 10C by curing the filled translucent material using, for example, light irradiation having a specific wavelength or baking.
  • the optical transmission structure 20 shown in FIG. 10C can be manufactured through the above-described steps.
  • the main surface 20 ′ of the optical transmission substrate 20 may be polished and flattened.
  • the translucent material that becomes the core member may protrude from the main surface 20 ′ of the optical transmission substrate 20. Even in this case, the main surface of the optical transmission substrate 20 By making 20 ′ a plane, it is possible to easily mount an optical element or the like.
  • a method for polishing the main surface 20 ′ of the optical transmission substrate 20 for example, a chemical mechanical polishing method or the like can be used.
  • an optical transmission module 10A will be exemplified as a second embodiment of the optical transmission module according to the present invention and will be described with reference to the drawings.
  • An optical transmission module 10A shown in FIG. 11 includes an optical transmission structure 20A, a photoelectric conversion element 11 and a circuit element 12 as optical elements. Since the photoelectric conversion element 11 and the circuit element 12 have the same configuration as described in detail above, description thereof is omitted.
  • the optical transmission structure 20A shown in FIG. 11 and FIG. 12 has the same configuration as the optical transmission structure 20 in that the main board 30A is used instead of the main board 30 and the optical wiring board 21 is provided. Are different. Since the other configuration of the optical transmission structure 20A is the same as that of the optical transmission structure 20, description thereof will be omitted.
  • the main substrate 30A is different in structure from the main substrate 30 in that it has bearing holes 30Ab. Since the other structure of the optical transmission structure 20A is the same as that of the optical transmission structure 20, description thereof will be omitted.
  • the bearing hole 30Ab is a reference for optical alignment of the optical waveguide 20a.
  • the bearing hole 30Ab is a portion that is recessed in the D2 direction from the main surface 20 'on the D1 direction side of both main surfaces of the main substrate 30A. That is, the bearing hole 30Ab is opened in the main surface 20 "opposite to the side where the photoelectric conversion element 11 is disposed.
  • the bearing hole 30Ab of this embodiment penetrates in the thickness direction.
  • the hole 30Ab is not limited to being penetrated in the thickness direction (D1, D2 direction).
  • Two bearing holes 30Ab are provided.
  • a core member 50 is disposed between the bearing holes 30Ab.
  • the two bearing holes 30Ab and the array of the plurality of core members 50 are arrayed along the first direction (D3, D4 direction).
  • the center of the bearing hole 30Ab and the center of the core member 50 are arranged along the first direction.
  • the alignment of the bearing hole 30Ab and the core member 50 can be easily performed by using the bearing hole 30Ab as a reference when exposing the region to be the optical waveguide hole 40a.
  • the bearing holes 30Ab and the core member 50 are arranged in one direction, and the bearing holes 30Ab are arranged in both end directions of the core member 50, so that other optical wirings described later (for example, the optical transmission layer 80, It is possible to easily suppress the inclination of the surface with respect to the optical path changing unit 82b).
  • the optical wiring substrate 21 includes a support substrate 70, an optical transmission layer 80, and an optical axis member 90 as shown in FIG.
  • the optical wiring board 21 of the present embodiment includes the optical axis member 90, but may not include the optical axis member 90.
  • the support substrate 70 has a function of supporting other configurations of the optical wiring substrate 21.
  • the support substrate 70 may also be responsible for electrical connection between the optical transmission structure 20A and other electric elements.
  • a build-up substrate composed of a base substrate and a build-up layer and having a through conductor is preferably used.
  • This build-up layer is composed of a resin insulating layer and a conductive layer.
  • the resin insulating layer for example, a thermosetting epoxy resin and a bismaleimide triazine resin are used.
  • the thickness of the resin insulating layer is, for example, in the range of 10 ⁇ m to 70 ⁇ m.
  • the resin insulating layer is preferably capable of fine holes with a laser. With this resin insulating layer, the build-up layer can be laminated to draw a complicated electric wiring pattern or to be concentrated in a narrow range.
  • the support substrate 70 is formed with a bearing hole 70a that is recessed in the D2 direction from the main surface on the D1 direction side.
  • the bearing hole 70a is provided at a position that makes a pair with the bearing hole 30Ab of the main board 30A.
  • the bearing hole 70a serves as a reference for optical alignment between the light transmission layer 80 and the core member 50.
  • the light transmission layer 80 includes a light transmission clad member 81 and a light transmission core member 82.
  • the light transmission clad member 81 functions as a matrix of the light transmission layer 80.
  • the optical transmission core member 82 is formed in the optical transmission clad member 81.
  • the refractive index of the optical transmission core member 82 is larger than the refractive index of the optical transmission cladding member 81.
  • the optical transmission layer 80 can confine an optical signal and can function as an optical waveguide. It becomes like this.
  • a part of the optical transmission core member 82 of this embodiment functions as an optical waveguide 82a.
  • the refractive index of the optical transmission core member 82 is preferably such that the relative refractive index difference with respect to the refractive index of the optical transmission clad member 81 is in the range of 0.8% to 4%.
  • a plurality of optical transmission core members 82 are formed in the optical transmission clad member 81, and each extends along the extending direction.
  • the extending direction is shown as D5 and D6 directions.
  • the plurality of optical transmission core members 82 are arranged along the first direction described above.
  • the extending direction in which the optical transmission core member 82 extends is the optical transmission direction.
  • Examples of the size of the optical transmission core member 82 include a range in which the length or diameter of one side is, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in the surface directions D1, D2-D3, D4 extending in the first direction and the thickness direction.
  • an optical path changing portion 82b is formed in the optical transmission core member 82. As shown in FIG. 14A, the optical path changing portion 82b is formed at the end of the optical waveguide 82a.
  • the optical path changing unit 82b performs a function of converting an optical path so that light transmitted through the optical waveguide 82a is transmitted to the outside of the optical waveguide 82a, or converts an optical path of light incident from the outside of the optical waveguide 82a into the optical waveguide 82a. It has a function to do.
  • a portion located on the D5 direction side in the extending direction from the optical path changing portion 82b functions as the optical waveguide 82a, and is located on the D6 direction side in the extending direction from the optical path changing portion 82b.
  • the part does not function as the optical waveguide 82a.
  • a light reflecting surface is formed as the optical path changing portion 82b.
  • the light reflecting surface is inclined with respect to the optical axis of the waveguide 82a, and the optical path can be changed by reflecting light.
  • a bisector angle between the optical axis direction of the optical waveguide 82a and the direction of changing the optical path can be used.
  • the angle is formed in a range of ⁇ 3 degrees from the bisector angle. .
  • a recess 42a that is recessed from the upper surface is formed.
  • the light transmission clad member 81 and the light transmission core member 82 appear on the inner peripheral surface.
  • one optical transmission core member 82 is divided into two by the recess 42a.
  • a part of the light transmission core member 82 appearing on the inner surface of the recess 42a functions as a light reflecting surface.
  • this light reflecting surface is the optical path changing unit 82b.
  • the upper surface of the optical path changing unit 82b may be covered with a reflective film such as a metal.
  • the depression 42a functions as an entrance through which light enters the optical waveguide 82a through the light reflecting surface or an exit through which light transmitted through the optical waveguide 82a through the light reflecting surface is extracted.
  • the light reflecting surface is inclined with respect to the extending direction and the thickness direction in a range of approximately 45 °, specifically 42 ° to 48 °.
  • the hollow part 42a may be hollow or may have a filler as long as it functions as an entrance and an exit.
  • a resin that can use the direct exposure method or a resin that can use the refractive index change method can be cited.
  • resin which can use a direct exposure method resin which has photosensitivity is mentioned, for example, An epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, etc. are contained.
  • resins that can be used for the refractive index change method include resins having a characteristic that the refractive index is lowered by irradiation with ultraviolet rays (Ultra-Violet radiation: UV rays), and examples thereof include resins such as polysilane.
  • the optical transmission core member 82 is formed by applying the material of the optical transmission core member 82 by mask exposure. In this method, the material of the transmission clad member 81 is applied to form the light transmission layer 80.
  • the refractive index changing method is a method for producing an optical waveguide by irradiating UV rays other than the portion that becomes the optical transmission core member 82 and lowering the refractive index other than the portion that becomes the optical transmission core member 82. is there.
  • the optical axis member 90 is a shaft member that serves as a reference for optical alignment of the optical waveguide 20a and the optical waveguide 82a.
  • the optical axis member 90 is inserted into the bearing hole 30Ab and the bearing hole 70a.
  • a straight rod-shaped member can be adopted as the optical axis member 90.
  • Modification 1 of the optical transmission structure and the optical transmission module according to the second embodiment The shape of the core member 50 of Modification 4 of the first embodiment of the optical transmission structure described above may be used for the optical transmission structure 20A and the optical transmission module 10A of the present embodiment.
  • the cross-sectional shape of the light transmission core member 82 of the light transmission layer 80 in the light transmission structure 20A and the light transmission module 10A is polygonal
  • the cross-sectional shape of the core member 50 of the light transmission structure 20A is polygonal. It is good.
  • the cross-sectional shapes of the optical transmission core member 82 and the core member 50 of the optical transmission layer 80 are same polygonal shape, both of them have the same shape, so that the light emitted from the core member 50 enters the optical transmission layer 80. It is possible to suppress light loss that occurs when the light enters.
  • the core member 50 has a second direction (D5) that intersects the first direction with respect to a lateral width parallel to the first direction (D3, D4 direction) in plan view. , D6), the light transmission layer 80 may be arranged in a direction parallel to the second direction.
  • the optical signal transmitted through the optical waveguide 80a and reflected by the optical path changing unit 82b can be prevented from spreading light in the direction intersecting the transmission direction. Therefore, in the configuration of the present embodiment, it is possible to reduce the interval between the optical waveguide holes 40a while increasing the substantial opening area with respect to the optical waveguide 80a. Therefore, in the configuration of the present embodiment, it is possible to reduce the size while suppressing loss when optically connecting the optical transmission line 20a and the optical waveguide 80a.
  • an optical transmission structure 20B will be exemplified as a third embodiment of the optical transmission structure according to the present invention, and will be described with reference to the drawings.
  • a second cladding member 23 is provided between the cladding member 22 and the core member 24. More specifically, the second clad member 23 is located between the clad member 22 and the core member 24 and is disposed so as to surround the core member 24. Further, the second cladding member 23 has a refractive index smaller than that of the core member 24.
  • the optical transmission board 20B has the second clad member 23, whereby the diameter of the core member 24 can be reduced.
  • the “diameter” refers to a diameter in a cross section along the surface direction.
  • a light receiving part having a small light receiving part can be employed.
  • the photodiode has a negative correlation between the size of the light receiving portion and the response speed, and the response speed increases as the light receiving portion is smaller. That is, when the light receiving element is mounted on the optical transmission board 20B, the response speed can be increased.
  • a material having a refractive index smaller than that of the clad member 22 can be adopted as the second clad member 23.
  • a material having a low refractive index as the second cladding member 23 it becomes easy to increase the relative refractive index difference from the core member 24 functioning as the optical waveguide 20a. That is, by using a material having a low refractive index as the second cladding member 23, the selection range of materials that can be used as the core member 24 can be expanded.
  • the substrate having the clad member 22 having the optical waveguide hole 22a in the through hole 21a as well as the plurality of sub-substrates 211 laminated as shown in FIG. 17A is the optical transmission structure according to the first embodiment described above. It is prepared using the manufacturing method.
  • a precursor of a liquid resin material to be the second cladding member 23 is applied to the inner wall of the first optical waveguide hole 22a of the cladding member 22.
  • a negative pressure may be used to apply the precursor of the resin material. Specifically, first, the air pressure on the other side is made smaller than the air pressure on one side of the opening of the first optical waveguide hole 22a.
  • a precursor of a liquid resin material is injected from one side. The precursor of the resin material drawn by the difference in atmospheric pressure is applied to the inner wall of the first optical waveguide hole 22a, and a through hole through which air passes is formed in the center. This through hole becomes the first optical waveguide hole 22a. Finally, the resin material precursor is cured to form the second clad member 23.
  • the second optical waveguide hole 23 a of the second clad member 23 is filled with a translucent material that becomes the core member 24.
  • the translucent material is cured to form the core member 24 as shown in FIG.
  • the optical transmission board 20B shown in FIGS. 15 and 16 can be manufactured.
  • an optical transmission structure 20C will be exemplified as a fourth embodiment of the optical transmission structure according to the present invention and will be described with reference to the drawings.
  • the optical transmission structure 20C shown in FIG. 18 is different from the optical transmission structure 20 in that a main substrate 30C is used instead of the main substrate 30 and a clad member 40B is used instead of the clad member 40. . Since the other configuration of the optical transmission structure 20C is the same as that of the optical transmission structure 20, description thereof will be omitted.
  • the optical transmission structure 20C has a thickness provided in at least one of the substrate 30B having a plurality of through holes 30Ba penetrating in the thickness direction (D1, D2 direction) and the plurality of through holes 30Ba.
  • a clad member 40B having an optical waveguide hole 40Ba penetrating in the direction, and a plurality of core members 50B provided in the optical waveguide hole 40B and having a refractive index larger than the refractive index of the clad member 40B.
  • the main substrate 30C has a plurality of through holes 30Ba.
  • the plurality of through holes 30Ba are arranged in the first direction (D3, D4 direction).
  • a clad member 40B is provided in each of the plurality of through holes 30Ba.
  • the clad member 40B is provided with at least one optical waveguide hole 40Ba.
  • the optical waveguide holes 40Ba are arranged along the first direction.
  • One core member 50B is provided in each of the plurality of optical waveguide holes 40Ba.
  • the optical transmission structure 20B of the present embodiment when a plurality of through holes 30Ba are formed, they may not be arranged in a line along the first direction, and the plurality of through holes 30Ba are the first. It does not need to be arranged at equal intervals in the direction.
  • the optical waveguide holes 40Ba are linearly arranged in the first direction as compared with the plurality of through holes 30Ba, and are arranged at intervals close to equal intervals.
  • the other structure of the optical transmission structure 20B of the present embodiment is the same as that of the optical transmission structure 20, description thereof will be omitted.
  • the bearing hole 30Ab and the optical wiring board 21 of the optical transmission structure 20A are not employed, but can be employed.
  • the manufacturing method of the optical transmission structure 20 according to the first embodiment described above can be mainly used.
  • the difference from the manufacturing method of the optical transmission structure 20 is that a plurality of through holes 30Ba are formed in the substrate 30B, and an optical waveguide hole 40Ba is provided in the through hole 30Ba.
  • the clad member 40B having the optical waveguide hole 40B is formed by using the photolithography technique as described above, the inner wall of the optical waveguide hole 40B can be smoothed, and thus is disposed inside the optical waveguide hole 40a. Loss of light passing through the core member 50B can be reduced. Further, even when the optical waveguide hole 40Ba is provided in the clad member 40B in the through hole 30B, it can be easily formed because it can be formed by simultaneous exposure.
  • an optical transmission structure 20D will be exemplified as a fifth embodiment of the optical transmission structure according to the present invention, and will be described with reference to the drawings.
  • the optical transmission structure 20D shown in FIG. 19 is different from the optical transmission structure 20 in that a main substrate 30D is used instead of the main substrate 30 and a clad member 40D is used instead of the clad member 40. . Since the other configuration of the optical transmission structure 20C is the same as that of the optical transmission structure 20, description thereof will be omitted.
  • the main board 30D has a plurality of through holes 30Ca.
  • the plurality of through holes 30Ca are arranged in the first direction (D3, D4 direction).
  • a clad member 40C is provided in each of the plurality of through holes 30Ca.
  • Each of the clad members 40C is provided with a plurality of optical waveguide holes 40Ca.
  • two optical waveguide holes 40Ca are provided in each of the clad members 40C.
  • the plurality of optical waveguide holes 40Ca are arranged along the first direction.
  • One core member 50C is provided in each of the plurality of optical waveguide holes 40Ca.
  • the plurality of through holes 30Ca may not be arranged in a line along the first direction, and the plurality of through holes 30Ca are not arranged at equal intervals in the first direction. May be.
  • the optical waveguide holes 40Ca are linearly arranged in the first direction as compared with the plurality of through holes 30Ca, and are arranged at intervals close to equal intervals.
  • the other structure of the optical transmission structure 20C of the present embodiment is the same as that of the optical transmission structure 20, description thereof is omitted.
  • the bearing hole 30Ab and the optical wiring board 21 of the optical transmission structure 20A are not employed, but can be employed.
  • the manufacturing method of the optical transmission structure 20 according to the first embodiment described above can be mainly used.
  • the difference from the manufacturing method of the optical transmission structure 20 is that a plurality of through holes 30Ba are formed in the substrate 30B and a plurality of optical waveguide holes 40Ba are provided in the through holes 30Ba. Since the clad member 40B having the plurality of optical waveguide holes 40B is formed by using the photolithography technique in this way, the clad member 40B having the plurality of optical waveguide holes 40B can be formed at the same time.
  • the time required for the process of forming the optical waveguide hole 40B can be shortened, and the position control of the optical waveguide hole 40B and the shape control of the inner wall can be easily performed. Can be.
  • a negative type photoresist is adopted.
  • a positive type photoresist whose solubility in a developing solution is increased by exposure may be adopted.
  • the positive type is adopted, the area to be exposed is also changed.
  • an optical transmission structure may be manufactured using an organic substrate.
  • the substrate may be punched after the sub-substrates are stacked to form through holes in the substrate. In this way, when the sub-boards are punched together, the positional deviation of the sub-through holes can be reduced.
  • the optical wiring substrate 21 having the support substrate 70 is used, but the optical transmission layer 80 may not necessarily be supported.
  • the clad member 40, the core member 50, and the light transmission layer 80 may be optically connected via a connector.

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Abstract

　【課題】　光導波路の設計自由度が高い光伝送構造体およびその製造方法、ならびに光伝送モジュールを提供する。　【解決手段】　発光伝送構造体20は、主基板30と、クラッド部材40と、コア部材50とを有する。主基板30は、厚み方向に貫通している貫通孔30ａを有する。クラッド部材40は、厚み方向に貫通している複数の光導波孔40ａを有し、且つ貫通孔30ａの内に設けられる。コア部材50は、光導波孔40ａの各々の内に設けられ、且つクラッド部材40の屈折率に比べて大きい屈折率を有する。

Description

光伝送構造体およびその製造方法、ならびに光伝送モジュール
　本発明は、光伝送構造体およびその製造方法、ならびに光伝送モジュールに関する。
　近年、情報処理能力の向上を図るべく、集積回路素子などの電気素子の間の電気通信を光伝送に変更することが検討されている。例えば、特許文献１には、基板の厚み方向に延びる複数の光導波路を有する光伝送構造体に、複数の発光素子などの光電変換素子を実装した光伝送モジュールが開示されている。この光導波路は、基板を厚み方向に貫通する複数の貫通孔の各々に設けられている。
特開2004－294857号公報
　しかし、特許文献１に記載された光伝送構造体では、貫通孔を形成する際に生じる位置がずれるなどの寸法誤差や位置誤差、および基板の強度の観点から、光導波路の径または位置などに制約があった。
　本発明は、上述の事情の下で考え出されたものであって、光導波路の設計自由度が高い光伝送構造体およびその製造方法、ならびに光伝送モジュールを提供することを目的とする。
　本発明の第１の実施形態に係る光伝送構造体は、厚み方向に貫通した貫通孔を有する基板と、前記貫通孔の内に設けられた、前記厚み方向に貫通した光導波孔を複数有するクラッド部材と、それぞれの前記光導波孔内に設けられた複数のコア部材とを有する。
　本発明の実施形態に係る光伝送モジュールは、本発明に係る光伝送構造体と、前記第２光学部材に光学的に結合される光素子とを含んで構成される。
　本発明の第２の実施形態に係る光伝送構造体は、厚み方向に貫通した貫通孔を複数有する基板と、前記複数の貫通孔のうちの少なくとも１つの内に設けられた、前記厚み方向に貫通した光導波孔を有するクラッド部材と、前記光導波孔内に設けられた、前記クラッド部材の屈折率に比べて大きい屈折率を有する複数のコア部材とを有する。
　本発明の第１の実施形態に係る光伝送構造体の製造方法は、厚み方向に貫通した貫通孔を有する基板を準備する工程と、前記貫通孔の内に感光性材料を充填する工程と、複数の遮光部を持つ透光板を通して、充填された前記感光性材料の前記遮光部と重なる領域以外を露光して感光させることにより、感光した前記感光性材料をクラッド部材に変化させる工程と、前記遮光部と重なる領域の前記感光性材料を除去して、前記厚み方向に貫通する光導波孔を前記クラッド部材に複数形成する工程と、前記光導波孔に前記クラッド部材よりも屈折率が大きい透光性材料からなるコア部材を充填する工程とを含む。
　本発明の第２の実施形態に係る光伝送構造体の製造方法は、厚み方向に貫通した複数の貫通孔を有する基板を準備する工程と、前記複数の貫通孔の少なくとも１つの内に感光性材料を充填する工程と、複数の遮光部を持つ透光板を通して、充填された前記感光性材料の前記遮光部と重なる領域以外を露光して感光させることにより、感光した前記感光性材料をクラッド部材に変化させる工程と、前記遮光部と重なる領域の前記感光性材料を除去して、前記厚み方向に貫通する光導波孔を前記クラッド部材に複数形成する工程と、前記光導波孔に前記クラッド部材よりも屈折率が大きい透光性材料からなるコア部材を充填する工程とを含む。
　本発明によれば、寸法精度や位置精度の高い光導波路を持つ光伝送構造体および光伝送モジュールを提供することができる。
本発明に係る光伝送モジュールの第１の実施形態の概略構成を部分的に示す斜視図である。 図１に示す光伝送モジュールの概略構成を示す平面図である。 図１に示す光伝送モジュールを構成する光伝送構造体の第１の実施形態の概略構成を示す平面図である。 図２に示すIII－III線に沿って切断した断面図である。 図３に示す光伝送構造体の第１の実施形態の変形例を示す断面図であり、図２のIII－III線に沿って切断した断面に相当する。 図３に示す光伝送構造体の第１の実施形態の変形例を示す断面図であり、図２のIII－III線に沿って切断した断面に相当する。 図３に示す光伝送構造体の第１の実施形態の変形例を示す平面図である。 図７に示す光伝送構造体の第１の実施形態の変形例の一部を示す平面図である。 図４に示す光伝送構造体の製造工程の一例を示す要部断面図である。 図９に示す光伝送構造体の製造工程の続きの工程を示す要部断面図である。 本発明に係る光伝送モジュールの第２の実施形態の概略構成を示す平面図である。 図11に示した光伝送モジュールの一部構成を省略した平面図である。 図12に示したVIII－VIII線に沿った要部断面図である。 （ａ）は図11に示した光伝送モジュールの備える光配線基板の要部を拡大した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示したIXｂ－IXｂ線に沿った要部断面図である。 本発明に係る光伝送構造体の第３の実施形態の概略構成を示す平面図である。 図15に示すII－II線に沿って切断した断面図である。 図15に示す光伝送構造体の製造工程の一例を示す要部断面図である。 本発明に係る光伝送構造体の第４の実施形態の概略構成を示す平面図である。 本発明に係る光伝送構造体の第５の実施形態の概略構成を示す平面図である。
　＜光伝送構造体および光伝送モジュールの第１の実施形態＞
　以下、本発明に係る光伝送構造体および光伝送モジュールの第１の実施形態として光伝送構造体20および光伝送モジュール10を例示し、図面を参照しつつ説明する。
　図１，２に示した光伝送モジュール10は、光伝送構造体20、光素子として用いられる光電変換素子11、および回路素子12を備えている。
　図３，４に示した光伝送構造体20は、主基板30、クラッド部材40、複数のコア部材50および電気配線60を備えている。
　主基板30は、クラッド部材40、コア部材50および電気配線60を支持する機能を担っている。主基板30の厚みは、例えば0.1ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲が挙げられる。この主基板30は、例えば、ガラス基材からなるエポキシ樹脂基板、ガラス基材からなる銅張基板、ポリイミド樹脂基板およびセラミック基板などを使用することができる。主基板30は、単層の基板、または複数の基板を積層した積層体によって構成されている。本実施形態では、複層のセラミック基板を採用している。本実施形態の主基板30は、複数の副基板31が積層されて構成されている。
　主基板30は、図４に示すように、厚み方向に貫通している貫通孔30ａを有している。貫通孔30ａは、副基板31に設けられている副貫通孔31ａが連なって構成されている。副貫通孔31ａは、副基板31の各々に設けられており、副基板31を厚み方向に貫通している。この厚み方向を図４ではＤ１，Ｄ２方向として示している。貫通孔30ａの内には、クラッド部材40が、当該貫通孔30ａを埋めるように設けられている。
　クラッド部材40は、当該クラッド部材40の内に設けられる複数のコア部材50を支持する機能を有している。クラッド部材40は、厚み方向に貫通している複数の貫通孔を有している。ここでは、この複数の貫通孔を、それぞれ光導波孔40ａとしている。光導波孔40ａは、厚み方向と直交する１つの方向に沿って並んでいる。この１つの方向を本実施形態では第１方向としている。この第１方向を図２～４ではＤ３，Ｄ４方向として示している。また、この第１方向は、主基板30の面方向に延びている。
　光導波孔40ａの各々の内には、コア部材50が設けられている。つまり、コア部材50は、複数が第１方向（Ｄ３，Ｄ４方向）に沿って配列され、各々が厚み方向（Ｄ１，Ｄ２方向）に沿って延びている。コア部材50の第１方向における間隔としては、例えば62.5μｍ以上250μｍ以下の範囲が挙げられる。また、第１方向に沿ったコア部材50の径としては、例えば10μｍ以上100μｍ以下の範囲が挙げられる。
　コア部材50は、光伝送構造体20の光導波路20ａとしての機能を有している。コア部材50の屈折率は、クラッド部材40の屈折率に比べて大きくなっている。このように、クラッド部材40の屈折率に比べてコア部材50の屈折率を大きくすることで、コア部材50が光導波路20ａとして機能することができるようになる。つまり、クラッド部材40は光導波路20ａのいわゆるクラッドとして機能し、コア部材50は光導波路20ａのコアとして機能している。コア部材50の屈折率としては、クラッド部材40の屈折率に対しての比屈折率差として、例えば0.8％以上４％以下の範囲となるように設定することができる。
　コア部材50は、１つの貫通孔30ａの内に複数設けられているので、１つの貫通孔の内に１つのコア部材を設ける場合に比べて、中心間の間隔を狭くすることができる。つまり、本実施形態の光伝送構造体20では、２つの光導波孔40ａの間にクラッド部材40が介在するだけでよいので、中心間の間隔を狭くすることができる。さらに、本実施形態のように、主基板30として積層型セラミック基板を採用する際には、複数の副基板31を積層する際の積層ずれに対する許容誤差を大きくすることができる。
　クラッド部材40を形成する材料としては、種々の樹脂が挙げられ、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびポリイミド樹脂などが含まれる。本実施形態では、クラッド部材40を形成する材料として、感光性を有する樹脂を採用している。このように感光性を有する樹脂を採用することで、フォトリソグラフィ技術を採用して光導波孔40ａを形成することができる。
　フォトリソグラフィ技術を採用して光導波孔40ａを形成する場合には、例えば、次の利点がある。第１の利点としては、複数の光導波孔40ａの間での相対的な位置ずれを極めて小さくすることができる点が挙げられる。複数の光導波孔40ａを一度の露光によって同時に形成することができるからである。光導波孔40ａの位置ずれを小さくすると、光伝送構造体20よりも外に配置された他の光導波路に光学的に接続する際に、当該他の光導波路に対して光導波孔40ａの内部を伝わる光を良好に伝送することができる。
　当業者の間では、複数の光導波路の間の相対的なずれが５μｍ以下であることが好ましいとされている。フォトリソグラフィ技術を採用する場合のずれは、光導波孔40ａに相当するフォトマスクにおけるマスク部分の位置ずれに依存することになる。このフォトマスクの製造誤差は、一般的に１μｍ未満とすることができるので、光導波孔40ａの位置ずれを５μｍ以下に抑えることが容易に可能である。
　第２の利点としては、光導波孔40ａの内壁を滑らかにすることができる点が挙げられる。これは、直進性の高い光を利用して光導波孔40ａを形成するからである。光導波孔40ａの内壁面を滑らかにすることによって、光導波孔40ａの内部を伝わる光の損失を小さくすることができる。当業者の間では、内部を伝わる光の波長に対して、光導波孔40ａの内壁面の粗さが十分に小さいことが好ましいとされている。
　電気配線60は、コア部材50に光学的に結合している光電変換素子11に電気的に接続されている。電気配線60は、主基板30のＤ１方向側の表面に設けられている表面配線層61を含んでいる。電気配線60は、副基板31を貫通して形成されている貫通導体、および２つの副基板31の間に形成される中間配線層が含まれていてもよい。この貫通導体としては、中央が中空となった形状でも、また中央が導電ペーストなどによって埋められた構成でもかまわない。この貫通導体は、めっき法、金属膜の蒸着法および導電性樹脂の注入法などの方法を用いて形成できる。
　上述のように、電気配線60の表面配線層61には、光電変換素子11が電気的に接続されている。本実施形態の光電変換素子11は、電気配線60の表面配線層61に金属バンプ、導電性接着剤などによって実装される。光電変換素子11と表面配線層61との接続部を除く他の部位は、保護層で覆われていてもよい。
　光電変換素子11は、入力された電気信号に応じて光を発する機能、または入射された光に応じて電気信号に変換する機能を有している。光電変換素子11は、光導波路20ａに光学的に結合している。本実施形態の光電変換素子11は、電気配線60を介して入力された電気信号に応じて光導波路20ａに光信号を伝送する機能、または光導波路20ａを介して入力された光信号に応じて電気配線60に電気信号を伝送する機能を担っている。
　上述の光を発する光電変換素子11としては、種々の発光素子が適用できる。光電変換素子11としては、例えば垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ；Vertical Cavity Surface Emitting Laser）などを用いることができる。光を受ける光電変換素子11としては、例えばフォトダイオード（ＰＤ；Photo Diode）など種々の受光素子が適用できる。この受光素子としてＰＤを採用する場合は、応答速度の速い素子が好ましく、例えばＰＩＮ－ＰＤなどが挙げられる。
　光電変換素子11は、１つの素子に１つの光電変換部を有していても、１つの素子に複数の光電変換部を有していてもよい。本実施形態の光電変換素子11は、１つの素子に１つの光電変換部を有している。１つの光電変換部は、１つのコア部材50に対応して配置されている。この１つの光電変換部は、１つの光導波路20ａに対応して配置されている。
　回路素子12は、電気配線60を介して光電変換素子11と電気的に接続されている。この回路素子12は、光電変換素子11の担う機能によって、担う機能が異なっている。光電変換素子11が光を発する場合に、回路素子12は、光電変換素子11に変調された電気信号（変調電圧）を入力して、光電変換素子11の発光強度を制御している。また、光電変換素子11が光を受ける場合には、回路素子12は、光電変換素子11で受光する光信号強度に応じて出力される電流信号を電圧信号に変換して出力している。
　回路素子12は、信号の波形を制御したり、ノイズ成分を除去したりする機能を併せ持っていてもよい。なお、光電変換素子11で発する電気信号の出力が小さい場合であれば、信号を増幅する機能を担っていても良い。この信号増幅機能は、光電変換素子11自体が有していてもよい。また、この回路素子12は、論理演算および数値計算を行なう機能を有していてもよい。
　（変形例１）
　光伝送構造体20の主面20’は、図４に示すように、平面となっていてもよい。このように光伝送構造体20の主面20’が平面となっていることにより、コア部材50と光学的に接続される光素子を実装しやすくすることができる。このように光素子を光伝送構造体20の主面20’に実装しやすくすることができることから、光素子から光伝送構造体20に光学的に接続される際に、光素子と光伝送構造体20との間で生じることのある光損失を抑制することができる。
　（変形例２）
　光導波孔20ａは、図５に示すように、厚み方向（Ｄ１，Ｄ２方向）に垂直な断面の断面積が、一端（光伝送構造体20の主面20’）から他端（光伝送構造体20の第２主面20”）への途中に向かうにつれて小さくなっていてもよい。光導波孔20ａは、断面積が、一端から他端へ向かうにつれて、例えば100％から80％へというように小さくなっている。このように厚み方向に垂直な断面の断面積が、一端から他端への途中に向かうにつれて小さくなっていることにより、光導波孔20ａの内壁面とコア部材50との間に空気などによる気泡が入るのを抑制して、光導波孔20ａの内にコア部材50に充填することができる。
　（変形例３）
　光導波孔20ａは、図６に示すように、厚み方向（Ｄ１，Ｄ２方向）に垂直な断面の断面積が、一端（光伝送構造体20の主面20’）から他端（光伝送構造体20の第２主面20”）に向かうにつれて小さくなっているテーパー部分50’を有してもよい。一端から他端の途中までテーパー部50’を有していることにより、光伝送構造体20に光素子を実装して、当該光素子からコア部材50へ入射する際に、またはコア部材50から光素子へ入射する際に結合損失を低減させることができる。
　（変形例４）
　隣り合う２つの光導波孔40ａは、図７に示すように、対向し合う側面40ａ１がそれぞれ平面となっていてもよい。そのため、光伝送構造体20では、隣り合う２つの光導波孔40ａの側面40ａ１がそれぞれ平面となっているので、光導波孔40ａを互いに近づけて設けることができる。すなわち、隣り合う２つの光導波孔40ａの間隔をより近づけた状態で配置することができる。
　さらに、光導波孔40ａの第１方向（Ｄ３，Ｄ４方向）における隣り合う２つの側面40ａ１は、第１方向に隣り合う２つの光導波孔40ａ同士の対向し合う側面40ａ１を構成する平面が、第２方向（Ｄ５，Ｄ６方向）に沿って大きくなっていてもよい。本実施形態では、光導波孔40ａが第１方向に交差する第２方向に長く広がっている。光導波孔40ａを第１方向に長く広げることによって、各々の開口面積を大きく保ちつつ、互いの光導波孔40ａ同士の離隔距離を短くすることができる。
　光導波孔40ａは、主基板30の面方向に沿った断面が非真円の形をしており、角丸長方形に近い形状をしている。つまり、厳密な「角丸長方形」は、２つの等しい長さの平行線と２つの半円形とからなる形であるが、本実施形態はこの形に限定されない。光導波孔40ａは、２つの側面40ａ１が２つの曲面40ａ２で結ばれて、１つの貫通孔を構成している。
　光導波孔40ａの面方向に沿った他の断面形状としては、図８に示すように、四角形状、六角形状および八角形状を含む多角形状などを用いることができる。図８では、（ａ）に長方形状の光導波孔40ｊを示し、（ｂ）に六角形状の光導波孔40ｋを示し、（ｃ）に台形状の光導波孔40ｌを示している。また、それぞれの側面には、下添字で１を付して示している。
　第２貫通孔40ａの各々の内には、コア部材50が設けられている。コア部材50の形状は、光導波孔40ａの形に沿ったものとなる。つまり、コア部材50は、複数が第１方向に沿って配列され、各々が厚み方向に沿って延びている。コア部材50の第１方向における間隔としては、例えば62.5μｍ以上250μｍ以下の範囲が挙げられる。
　また、第１方向に沿ったコア部材50の径としては、例えば10μｍ以上100μｍ以下の範囲が挙げられる。また、複数のコア部材50のうち隣り合う２つのコア部材50は、対向し合う側面50ａが第２方向に沿って広がっている。コア部材50は、基板30の面方向に沿った断面が非真円の形をしており、角丸長方形に近い形状をしている。また、先に示した図８では、（ａ）に長方形状のコア部材50ｊを示し、（ｂ）に六角形状のコア部材50ｋを示し、（ｃ）に台形状のコア部材50ｌを示している。また、それぞれの側面には、下添字で１を付して示している。
　このように光導波孔40ａを任意の形状に作製することができるのは、光導波孔40ａがフォトリソグラフィ技術を用いて作製されるという利点の１つである。従来技術では、光導波孔を作製する際に、ドリル加工で光貫通孔を形成していたため、真円形状以外の形状に加工することが困難であり、貫通孔の形状が真円形状に実質的に限定されていた。仮に、真円形状以外の形状で形成できたとしても、形状加工に要する時間が長く、形状加工の再現性に乏しい問題がある。
　これに加えて、従来技術を用いて真円形状以外の形状に加工にするには、形成する光導波孔の径よりも小さい切削刃が必要になる。光導波孔40ａの径としては、例として上述したように、10μｍ以上100μｍ以下の範囲が挙げられており、この径よりも小さい切削刃を用意することは現実的に困難である。また、この径の切削刃は、仮に用意できたとしても非常に脆く、切削加工に難がある。
　これに対してフォトリソグラフィ技術を採用して光導波孔40ａを作製した場合は、マスク形状で露光する領域を変更することによって、真円形状以外の形状でも容易に形成することができ、再現性も高めることができる。
　（第１の実施形態に係る光伝送構造体の製造方法）
　以下、本発明に係る第１の光伝送構造体の製造方法の一例として光伝送構造体20の製造方法を例示し、図面を参照しつつ説明する。
　まず、厚み方向（Ｄ１，Ｄ２方向）に貫通した貫通孔30ａを有する主基板30を準備する。本実施形態の主基板30は、次の工程を経て製造される。まず、図９（ａ）に示したように、焼成することで副基板31となる複数のグリーンシート31Ｘを準備する。次に、図９（ｂ）に示したように、このグリーンシート31Ｘに副貫通孔31ａとなるシート孔31Ｘａを開ける。シート孔31Ｘａの形成と併せて、電気配線60の貫通導体に用いられる貫通孔が必要に応じて形成される。これらの孔開けは、種々の方法で形成でき、例えば、ピンおよび金型でシートを打ち抜いたり、レーザ光で削ったりして形成できる。次に、グリーンシート31Ｘに電気配線60となる金属ペーストを配置する。
　この金属ペーストは、例えばスクリーン印刷技術を利用したり、インクジェット印刷技術を採用したりして形成することができる。電気配線60となる金属ペーストとしては、例えばタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）などの金属を含有させたものを用いることができる。次に、図９（ｃ）に示したように、シート孔31Ｘａが連なるようにグリーンシート31Ｘを積層する。次に、積層したグリーンシート31Ｘを焼成して、図９（ｄ）に示したように、貫通孔30ａを有する主基板30を形成する。グリーンシート31Ｘの焼成と併せて金属ペーストを焼成し、電気配線60を形成する。
　次に、図10（ａ）に示したように、主基板30の貫通孔30ａに、硬化させることによってクラッド部材40となる感光性材料40Ｘを充填する。この感光性材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびポリイミド樹脂などを基材としたものが挙げられる。本実施形態では、露光することで現像液に対しての溶解性が低下するネガ型のフォトレジストを採用する。
　その後、感光性材料40Ｘを加熱（プリベーク）した後に、当該プリベークされた感光性材料40Ｘを露光する。この露光の際には、光導波孔40ａとなる領域に光が照射されないように遮光する複数の遮光部を持つフォトマスクなどの透光板を用いる。このようなフォトマスクを採用いることによって、プリベークされた感光性材料40Ｘの前述した遮光部と重なる領域以外を露光する。
　この露光の際の光源としては、例えば、各種ランプ、レーザおよび電子線などの種々のものが採用できる。次に、露光された感光性材料40Ｘを加熱（ポストベーク）する。次に、ポストベークされた感光性材料40Ｘを現像液で現像して、露光された感光性材料40Ｘをクラッド部材40に変化させた後、図10（ｂ）に示したように、光導波孔40ａを有するクラッド部材40を形成する。
　その後、クラッド部材40に変化した部分以外の感光性材料40Ｘ、すなわち露光されなかった感光性材料40Ｘを除去して、厚み方向に貫通した複数の光導波孔40ａをクラッド部材40に形成することができる。
　次に、クラッド部材40の光導波孔40ａにコア部材50となる透光性材料を充填する。その後、この充填した透光性材料を、例えば特定の波長を有する光照射またはベークなどの手段を用いて硬化させることによって、図10（ｃ）に示したように、コア部材50を形成する。
　上述の工程を経て、図10（ｃ）に示した光伝送構造体20を製造することができる。
　（第１の実施形態に係る光伝送構造体の製造方法の変形例１）
　光導波孔40ａ内にコア部材50となる透光性材料を充填する工程の後、光伝送基板20の主面20’を研磨して平坦化してもよい。光導波孔40ａ内にコア部材50を形成した後、コア部材となる透光性材料が光伝送基板20の主面20’から突出することがあるが、その場合でも光伝送基板20の主面20’を平面とすることにより、光素子などを実装しやすくすることができる。光伝送基板20の主面20’を研磨する方法としては、例えば化学機械研磨法などを用いることができる。
　＜光伝送構造体および光伝送モジュールの第２の実施形態＞
　以下、本発明に係る光伝送モジュールの第２の実施形態として光伝送モジュール10Ａを例示し、図面を参照しつつ説明する。
　図11に示した光伝送モジュール10Ａは、光伝送構造体20Ａ、光素子としての光電変換素子11および回路素子12を備えている。光電変換素子11および回路素子12は、先に詳述したものと同様の構成であるので説明を省略する。
　図11および図12に示した光伝送構造体20Ａは、主基板30に代えて主基板30Ａを採用している点、および光配線基板21を備えている点において、光伝送構造体20と構成が異なっている。光伝送構造体20Ａの他の構成は、光伝送構造体20と同様であるので説明を省略する。主基板30Ａは、軸受け孔30Ａｂを有している点において主基板30と構造が異なっている。光伝送構造体20Ａの他の構造は、光伝送構造体20と同様であるので説明を省略する。
　軸受け孔30Ａｂは、光導波路20ａの光学的な位置合わせの基準となるものである。軸受け孔30Ａｂは、主基板30Ａの両主面のうちＤ１方向側の主面20’から、Ｄ２方向に窪んでいる部位である。つまり、軸受け孔30Ａｂは、光電変換素子11が配置される側と反対側の主面20”に開口している。本実施形態の軸受け孔30Ａｂは、厚み方向に貫通している。なお、軸受け孔30Ａｂは、厚み方向（Ｄ１，Ｄ２方向）に貫通しているものに限られない。
　軸受け孔30Ａｂは、２つ設けられている。軸受け孔30Ａｂの間には、コア部材50が配置されている。本実施形態では、２つの軸受け孔30Ａｂと、複数のコア部材50の配列と、が第１方向（Ｄ３，Ｄ４方向）に沿って配列されている。軸受け孔30Ａｂの中心と、コア部材50の中心とが第１方向に沿って並んでいる。
　軸受け孔30Ａｂとコア部材50とを配列して形成するには、光導波孔40ａとなる領域を露光するのに際して、軸受け孔30Ａｂを基準として用いることによって容易に行なうことができる。このように軸受け孔30Ａｂとコア部材50とを一方向に配列するとともに、コア部材50の両端方向に軸受け孔30Ａｂを配置することにより、後述する他の光配線等（例えば、光伝送層80，光路変更部82ｂ）に対する面の傾斜を抑制しやすくすることができる。
　光配線基板21は、図13に示すように、支持基板70、光伝送層80および光軸部材90を有している。本実施形態の光配線基板21は、光軸部材90を含んで構成されているが、この光軸部材90を含んでなくてもよい。
　支持基板70は、光配線基板21の他の構成を支える機能を担っている。また、この支持基板70は、光伝送構造体20Ａと、他の電気素子との電気的な接続も担っていてもよい。このような電気的な接続を担う支持基板70としては、ベース基体とビルドアップ層とから構成され、貫通導体を有するビルドアップ基板が好適に用いられる。このビルドアップ層は、樹脂絶縁層と導電層とから構成される。樹脂絶縁層としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂およびビスマレイミドトリアジン樹脂などが使用される。
　この樹脂絶縁層の厚みとしては、例えば10μｍ以上70μｍ以下の範囲が挙げられる。この樹脂絶縁層は、レーザで微細な孔開けが可能であることが好ましい。この樹脂絶縁層によってビルドアップ層は、積層して複雑な電気配線パターンを引き回したり、狭い範囲に集約したりすることができる。
　支持基板70には、Ｄ１方向側の主面からＤ２方向に窪んでいる軸受け穴70ａが形成されている。軸受け穴70ａは、主基板30Ａの軸受け孔30Ａｂと対となる位置に設けられている。軸受け穴70ａは、光伝送層80とコア部材50との光学的な位置合わせの基準となるものである。
　光伝送層80は、光伝送クラッド部材81と光伝送コア部材82とを含んで構成されている。光伝送クラッド部材81は、光伝送層80の母体として機能している。光伝送コア部材82は、光伝送クラッド部材81の中に形成されている。光伝送コア部材82の屈折率は、光伝送クラッド部材81の屈折率に比べて大きくなっている。光伝送クラッド部材81の屈折率に比べて光伝送コア部材82の屈折率を大きくすることで、光伝送層80は、光信号を閉じ込めることができるようになり、光導波路として機能することができるようになる。本実施形態の光伝送コア部材82は、一部が光導波路82ａとして機能している。光伝送コア部材82の屈折率としては、光伝送クラッド部材81の屈折率に対しての比屈折率差が0.8％以上４％以下の範囲内であることが好ましい。
　光伝送コア部材82は、光伝送クラッド部材81の中に複数形成されており、各々が延在方向に沿って延びている。ここでは、延在方向をＤ５，Ｄ６方向として示している。複数の光伝送コア部材82は、上述の第１方向に沿って配列されている。光配線基板21では、光伝送コア部材82が延びている延在方向が光伝送方向となる。光伝送コア部材82の大きさとしては、第１方向と厚み方向とに広がる面方向Ｄ１，Ｄ２－Ｄ３，Ｄ４において、一辺の長さまたは直径が例えば10μｍ以上100μｍ以下の範囲が挙げられる。
　光伝送コア部材82には、図14に示すように、光路変更部82ｂが形成されている。光路変更部82ｂは、図14（ａ）を示すように、光導波路82ａの端部に形成されている。光路変更部82ｂは、光導波路82ａを伝送する光を、光導波路82ａの外部に伝送するように光路変換する機能、または光導波路82ａの外部から入射される光を光導波路82ａの内部へ光路変換する機能を担っている。つまり、光伝送コア部材82は、光路変更部82ｂよりも延在方向におけるＤ５方向側に位置する部位が光導波路82ａとして機能し、光路変更部82ｂよりも延在方向におけるＤ６方向側に位置する部位が光導波路82ａとして機能していない。
　本実施形態では、光路変更部82ｂとして光反射面が形成されている。この光反射面は、導波路82ａの光軸に対して傾斜しており、光の反射によって光路変更が可能となっている。この光反射面の傾斜角は、光導波路82ａの光軸方向と、光路変更する方向との二等分角を用いることができ、例えばこの二等分角から±３度の範囲に形成される。
　本実施形態の光伝送層80は、図14（ｂ）に示すように、上面から窪んでいる窪み部42ａが形成されている。窪み部42ａは、光伝送クラッド部材81および光伝送コア部材82が内周面に現れている。本実施形態では、窪み部42ａによって、１つの光伝送コア部材82が２つに分かれている。本実施形態では、窪み部42ａの内面に現れている光伝送コア部材82の一部が光反射面として機能している。本実施形態では、この光反射面を光路変更部82ｂとしている。この光路変更部82ｂの上面を、金属などの反射膜で覆ってもよい。
　窪み部42ａは、光反射面を介して光導波路82ａに光を入射する入射口、または光反射面を介して光導波路82ａを伝送する光を取り出す出射口として機能している。光反射面は、延在方向および厚み方向に対して、略45°、具体的には42°～48°の範囲で傾いている。なお、窪み部42ａは、入射口、出射口として機能する範囲において、中空であっても充填物があっても構わない。
　光伝送クラッド部材81および光伝送コア部材82を形成する材料としては、例えば直接露光法が使用可能な樹脂、または屈折率変化法が使用可能な樹脂などが挙げられる。直接露光法が使用可能な樹脂としては、例えば感光性を有する樹脂が挙げられ、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびポリイミド樹脂などが含まれる。また、屈折率変化法が使用可能な樹脂としては、紫外線（Ultra-Violet radiation：ＵＶ線）の照射によって屈折率が低下する特性を有する樹脂が挙げられ、例えばポリシランなどの樹脂が含まれる。
　なお、直接露光法とは、光伝送クラッド部材81の下部を形成後、光伝送コア部材82の材料を塗工してマスク露光によって光伝送コア部材82を形成し、その上面および側面にさらに光伝送クラッド部材81の材料を塗工形成して光伝送層80を作製する方法である。また、屈折率変化法とは、光伝送コア部材82となる部位以外にＵＶ線の照射を行ない、光伝送コア部材82となる部位以外の屈折率を低下させることによって光導波路を作製する方法である。
　光軸部材90は、光導波路20ａおよび光導波路82ａの光学的な位置合わせの基準となる軸部材である。光軸部材90は、軸受け孔30Ａｂおよび軸受け穴70ａに挿入されている。この光軸部材90は、例えば直棒状のものを採用することができる。
　（第２の実施形態に係る光伝送構造体および光伝送モジュールの変形例１）
　上述した光伝送構造体の第１の実施形態の変形例４のコア部材50の形状を、本実施形態の光伝送構造体20Ａおよび光伝送モジュール10Ａに用いてもよい。
　光伝送構造体20Ａおよび光伝送モジュール10Ａにおける光伝送層80の光伝送コア部材82の断面形状が多角形状となっている場合には、光伝送構造体20Ａのコア部材50の断面形状を多角形状としてもよい。光伝送層80の光伝送コア部材82およびコア部材50の断面視形状を同じ多角形状とすることにより、両方が同じ形状であることから、コア部材50から出射した光が、光伝送層80に入射する際に生じる光損失を抑制することができる。
　また、コア部材50は、図７および図８に示すように、平面視して、第１方向（Ｄ３、Ｄ４方向）に平行な横幅に対して、第１方向に交差する第２方向（Ｄ５、Ｄ６方項）に平行な縦幅が長くなっていた場合には、この第２方向と平行な方向に光伝送層80を配置してもよい。このように光伝送層80を配置することにより、光導波路80ａを伝送させて光路変更部82ｂで反射させる光信号は、伝送する方向と交わる方向に光が広がるのを抑えることができる。そのため、本実施形態の構成では、光導波路80ａに対する実質的な開口面積を大きくしつつ、光導波孔40ａの間隔を狭くすることができる。したがって、本実施形態の構成では、光伝送路20ａと光導波路80ａとを光学的に結合する際の損失を抑えつつ、小型化を図ることができる。
　＜光伝送構造体の第３の実施形態＞
　以下、本発明に係る光伝送構造体の第３の実施形態として光伝送構造体20Ｂを例示し、図面を参照しつつ説明する。
　図15および図16に示した光伝送構造体20Ｂは、クラッド部材22とコア部材24との間に第２クラッド部材23が設けられている。より具体的には、第２クラッド部材23は、クラッド部材22とコア部材24との間に位置し、コア部材24の周囲を取り囲むように配置されている。また、第２クラッド部材23は、コア部材24の屈折率に比べて小さい屈折率を有している。
　光伝送基板20Ｂは、第２クラッド部材23を有することによって、コア部材24の直径を小さくできる。ここで「直径」は、面方向に沿った断面における直径をいう。コア部材24の直径を小さくすることによって次の利点が得られる。光伝送基板20Ｂに光電変換素子30として発光素子を実装する場合には、光導波路20ａと他の光導波路とを光学的に結合させる際に、光軸がずれることによる損失を小さくすることができる。
　光伝送基板20Ｂに光電変換素子30として受光素子を実装する場合には、受光部の小さいものを採用することができる。特に、フォトダイオードは、受光部の大きさと応答速度とが負の相関を有しており、受光部が小さいほど応答速度が速くなる。つまり、光伝送基板20Ｂに受光素子を実装する場合には、応答速度を速くすることができる。
　本実施形態の光伝送基板20Ｂでは、第２クラッド部材23としてクラッド部材22の屈折率よりも屈折率が小さい材料を採用することができる。第２クラッド部材23として屈折率の小さい材料を採用することで、光導波路20ａとして機能するコア部材24との比屈折率差を大きくすることが容易になる。すなわち、第２クラッド部材23として屈折率の小さい材料を採用することで、コア部材24として用いることができる材料の選択範囲を広げることができる。
　（第３の実施形態に係る光伝送構造体の製造方法）
　以下、第３の実施形態に係る光伝送構造体の製造方法の一例として光伝送構造体20Ｂの製造方法を例示し、図面を参照しつつ説明する。なお、図17（ａ）に示す、副基板211を複数積層するとともに、貫通孔21ａに光導波孔22ａを有するクラッド部材22を有する基板は、上述した第１の実施形態に係る光伝送構造体の製造方法を用いて準備される。
　次に、図17（ｂ）に示すように、クラッド部材22の第１光導波孔22ａの内壁に第２クラッド部材23となる液状の樹脂材料の前駆体を塗布する。この樹脂材料の前駆体の塗布には、負圧を利用すればよい。具体的には、まず、第１光導波孔22ａの開口の一方側の気圧に比べて他方側の気圧を小さくする。次に、一方側から液状の樹脂材料の前駆体を注入する。気圧の差で引き込まれた樹脂材料の前駆体は、第１光導波孔22ａの内壁に塗布され、中心に空気を通す貫通孔ができる。この貫通孔が第１光導波孔22ａとなる。最後に、この樹脂材料の前駆体を硬化して第２クラッド部材23を形成する。
　次に、第２クラッド部材23の第２光導波孔23ａにコア部材24となる透光性材料を充填する。次にこの透光性材料を硬化して、図17（ｃ）に示したように、コア部材24を形成する。上述の工程を経て、図15および図16に示した光伝送基板20Ｂを製造することができる。
　＜光伝送構造体の第４の実施形態＞
　以下、本発明に係る光伝送構造体の第４の実施形態として光伝送構造体20Ｃを例示し、図面を参照しつつ説明する。
　図18に示した光伝送構造体20Ｃは、主基板30に代えて主基板30Ｃを、クラッド部材40に代えてクラッド部材40Ｂを採用している点において光伝送構造体20と構成が異なっている。光伝送構造体20Ｃの他の構成は、光伝送構造体20と同様であるので説明を省略する。
　具体的に、光伝送構造体20Ｃは、厚み方向（Ｄ１，Ｄ２方向）に貫通した貫通孔30Ｂａを複数有する基板30Ｂと、複数の貫通孔30Ｂａのうちの少なくとも１つの内に設けられた、厚み方向に貫通した光導波孔40Ｂａを有するクラッド部材40Ｂと、光導波孔40Ｂ内に設けられた、クラッド部材40Ｂの屈折率に比べて大きい屈折率を有する複数のコア部材50Ｂとを有している。
　主基板30Ｃは、複数の貫通孔30Ｂａを有している。複数の貫通孔30Ｂａは、第１方向（Ｄ３，Ｄ４方向）に配列されている。複数の貫通孔30Ｂａの各々には、クラッド部材40Ｂが設けられている。クラッド部材40Ｂには、少なくとも１つの光導波孔40Ｂａが設けられている。光導波孔40Ｂａは、第１方向に沿って並んでいる。複数の光導波孔40Ｂａの各々には、１つのコア部材50Ｂが設けられている。
　本実施形態の光伝送構造体20Ｂでは、複数の貫通孔30Ｂａが複数形成されていた場合には、第１方向に沿って一列に配列されていなくてもよく、複数の貫通孔30Ｂａが第１方向に等間隔に配列されていなくてもよい。一方、本実施形態の光伝送構造体20Ｂでは、複数の貫通孔30Ｂａに比べて光導波孔40Ｂａが第１方向に沿って直線的にされ、等間隔に近い間隔で配列されている。
　本実施形態の光伝送構造体20Ｂの他の構造は、光伝送構造体20と同様であるので説明を省略する。なお、本実施形態の光伝送構造体20Ｂでは、光伝送構造体20Ａの軸受け孔30Ａｂおよび光配線基板21を採用していないが、採用することが可能である。
　このような光伝送構造体20Ｃは、主に前述した第１の実施形態に係る光伝送構造体20の製造方法を用いることができる。光伝送構造体20の製造方法と異なる点は、基板30Ｂに複数の貫通孔30Ｂａを形成する点、および当該貫通孔30Ｂａに光導波孔40Ｂａを有する点である。このようにフォトリソグラフィ技術を用いて、光導波孔40Ｂを持つクラッド部材40Ｂを形成することから、光導波孔40Ｂの内壁を滑らかにすることができるため、光導波孔40ａの内部に配置されるコア部材50Ｂを通過する光の損失を小さくすることができる。また、貫通孔30Ｂ内のクラッド部材40Ｂに光導波孔40Ｂａを設ける場合でも、同時に露光することによって形成することができるため、容易に形成することができる。
　＜光伝送構造体の第５の実施形態＞
　以下、本発明に係る光伝送構造体の第５の実施形態として光伝送構造体20Ｄを例示し、図面を参照しつつ説明する。
　図19に示した光伝送構造体20Ｄは、主基板30に代えて主基板30Ｄを、クラッド部材40に代えてクラッド部材40Ｄを採用している点において光伝送構造体20と構成が異なっている。光伝送構造体20Ｃの他の構成は、光伝送構造体20と同様であるので説明を省略する。
　主基板30Ｄは、複数の貫通孔30Ｃａを有している。複数の貫通孔30Ｃａは、第１方向（Ｄ３，Ｄ４方向）に配列されている。複数の貫通孔30Ｃａの各々には、クラッド部材40Ｃが設けられている。クラッド部材40Ｃの各々には、複数の光導波孔40Ｃａが設けられている。図19に示した光伝送構造体20Ｃでは、１つのクラッド部材40Ｃの各々に、２つの光導波孔40Ｃａが設けられているが、この数に限定されず、３つ以上の光導波孔が設けられていてもよい。複数の光導波孔40Ｃａは、第１方向に沿って並んでいる。複数の光導波孔40Ｃａの各々には、１つのコア部材50Ｃが設けられている。
　本実施形態の光伝送構造体20Ｃでは、複数の貫通孔30Ｃａが第１方向に沿って一列に配列されていなくてもよく、複数の貫通孔30Ｃａが第１方向に等間隔に配列されていなくてもよい。一方、本実施形態の光伝送構造体20Ｃでは、複数の貫通孔30Ｃａに比べて光導波孔40Ｃａが第１方向に沿って直線的にされ、等間隔に近い間隔で配列されている。
　本実施形態の光伝送構造体20Ｃの他の構造は、光伝送構造体20と同様であるので説明を省略する。なお、本実施形態の光伝送構造体20Ｃでは、光伝送構造体20Ａの軸受け孔30Ａｂおよび光配線基板21を採用していないが、採用することが可能である。
　このような光伝送構造体20Ｄは、主に前述した第１の実施形態に係る光伝送構造体20の製造方法を用いることができる。光伝送構造体20の製造方法と異なる点は、基板30Ｂに複数の貫通孔30Ｂａを形成する点、および当該貫通孔30Ｂａに複数の光導波孔40Ｂａを有する点である。このようにフォトリソグラフィ技術を用いて、複数の光導波孔40Ｂを持つクラッド部材40Ｂを形成することから、複数の光導波孔40Ｂを持つクラッド部材40Ｂを同時に形成することができ、従来の切削技術を用いて光導波孔を形成する場合と比較して、光導波孔40Ｂを形成する工程にかかる時間を短縮することが可能となるとともに、光導波孔40Ｂの位置制御および内壁の形状制御を容易にすることができる。
　なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。
　上述の光伝送構造体20の製造方法では、ネガ型のフォトレジストを採用しているが、露光することで現像液に対しての溶解性が増加するポジ型のフォトレジストを採用してもよい。ポジ型を採用する場合には、露光する領域も併せて変更する。
　上述の光伝送構造体20の製造方法では、主基板30としてセラミック基板を採用した製造方法を記載しているが、有機基板を採用して光伝送構造体を製造してもよい。有機基板を採用して光伝送構造体を製造する場合は、副基板の積層後に、基体を打ち抜き加工して、基板に貫通孔を形成してもよい。このようにして副基板を一括で打ち抜く場合は、副貫通孔の位置ずれを低減することができる。
　上述の実施形態では、光配線基板21として支持基板70を有するものを採用しているが、光伝送層80を必ずしも支持しなくてもよい。例えば、クラッド部材40およびコア部材50と光伝送層80とをコネクタを介して光学的に接続してもよい。

Claims (21)

  1. 　厚み方向に貫通した貫通孔を有する基板と、
    前記貫通孔の内に設けられた、前記厚み方向に貫通した光導波孔を複数有するクラッド部材と、
    それぞれの前記光導波孔内に設けられた複数のコア部材とを有する、光伝送構造体。
  2. 　前記基板は、前記厚み方向に貫通した副貫通孔を有する副基板が複数積層されて構成され、且つそれぞれの前記副貫通孔が連なって前記貫通孔を構成している、請求項１に記載の光伝送構造体。
  3. 　前記クラッド部材は、感光性材料を含む、請求項１または２に記載の光伝送構造体。
  4. 　前記基板は、一主面が平面である、請求項１から３のいずれかに記載の光伝送構造体。
  5. 　前記光導波孔は、前記厚み方向に垂直な断面の断面積が、一端から他端への途中に向かうにつれて小さくなっている、請求項１から４のいずれかに記載の光伝送構造体。
  6. 　前記コア部材は、前記厚み方向に垂直な断面の形状が多角形状である、請求項１から５のいずれかに記載の光伝送構造体。
  7. 　前記複数のコア部材は、前記厚み方向に直交する第１方向に沿って配列されている、請求項１から６のいずれかに記載の光伝送構造体。
  8. 　前記複数のコア部材は、隣り合う２つの前記コア部材同士の対向し合う側面がそれぞれ平面となっている、請求項７に記載の光伝送構造体。
  9. 　前記複数のコア部材はそれぞれ、前記第１方向に平行な横幅に対して、前記第１方向に交差する第２方向に平行な縦幅が長い、請求項７または８に記載の光伝送構造体。
  10. 　前記基板の他主面に、前記コア部材の端面に対向して位置している光路変更部を端部に有する光導波路をさらに備える、請求項７から９のいずれかに記載の光伝送構造体。
  11. 　前記光路変更部が端面に対向して位置している前記コア部材は、対向する２つの側面を有しており、これら２つの側面は、前記光導波路が光を伝送する方向に沿っている、請求項１０に記載の光伝送構造体。
  12. 　前記クラッド部材と前記コア部材との間に位置し、前記コア部材の周囲を取り囲む、前記コア部材の屈折率に比べて小さい屈折率を有する第２クラッド部材をさらに備える、請求項１から１１のいずれかに記載の光伝送構造体。
  13. 　前記第２クラッド部材は、前記クラッド部材の屈折率に比べて小さい屈折率を有する、請求項１２に記載の光伝送構造体。
  14. 　請求項１から１３のいずれかに記載の光伝送構造体と、
    前記コア部材に光学的に結合された光素子とを含む、光伝送モジュール。
  15. 　厚み方向に貫通した貫通孔を複数有する基板と、
    前記複数の貫通孔のうちの少なくとも１つの内に設けられた、前記厚み方向に貫通した光導波孔を有するクラッド部材と、
    前記光導波孔内に設けられた、前記クラッド部材の屈折率に比べて大きい屈折率を有する複数のコア部材とを有する、光伝送構造体。
  16. 　複数の前記貫通孔のそれぞれに前記クラッド部材および前記コア部材が設けられている、請求項１５に記載の光伝送構造体。
  17. 　厚み方向に貫通した貫通孔を有する基板を準備する工程と、
    前記貫通孔の内に感光性材料を充填する工程と、
    複数の遮光部を持つ透光板を通して、充填された前記感光性材料の前記遮光部と重なる領域以外を露光する工程と、
    前記複数の遮光部と重なる領域の前記感光性材料を除去する工程と、
    前記感光性材料を除去して形成された、前記厚み方向に貫通する光導波孔に、露光された前記感光性部材よりも屈折率が大きい透光性材料からなるコア部材を充填する工程とを含む、光伝送構造体の製造方法。
  18. 　前記基板を準備する工程において、前記基板に前記貫通孔を複数形成する、請求項１７に記載の光伝送基板の製造方法。
  19. 　厚み方向に貫通した複数の貫通孔を有する基板を準備する工程と、
    前記複数の貫通孔の少なくとも１つの内に感光性材料を充填する工程と、
    遮光部を持つ透光板を通して、充填された前記感光性材料の前記遮光部と重なる領域以外を露光する工程と、
    前記遮光部と重なる領域の前記感光性材料を除去して、前記厚み方向に貫通する光導波孔を前記クラッド部材に形成する工程と、
    前記感光性材料を除去して形成された、前記厚み方向に貫通する光導波孔に、露光された前記感光性部材よりも屈折率が大きい透光性材料からなるコア部材を充填する工程とを含む、光伝送構造体の製造方法。
  20. 　前記感光性材料を露光する工程と前記感光性材料を除去する工程との間に、露光された前記感光性材料を加熱する工程をさらに有する、前記１７から１９のいずれかに記載の光伝送構造体の製造方法。
  21. 　前記基板を準備する工程において、前記厚み方向に貫通した副貫通孔を有する副基板を対応する前記副貫通孔が連なるように複数積層して前記基板とする工程を有する、請求項１７から２０のいずれかに記載の光伝送構造体の製造方法。
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