JP5550535B2

JP5550535B2 - 光導波路装置及びその製造方法

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Publication number: JP5550535B2
Application number: JP2010263055A
Authority: JP
Inventors: 貴功山本; 秀樹米倉; 賢司柳沢; 和尚山本
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: JP2012113180A; US8611715B2; US20120134632A1

Description

本発明は光導波路装置及びその製造方法に関する。

近年、光ファイバ通信技術を中心に基幹系の通信回線の整備が着々と進行する中でボトルネックとなりつつあるのが情報端末内の電気的配線である。このような背景から、すべての信号伝達を電気信号によって行う従来の電気回路基板に代わって、電気信号の伝達速度の限界を補うために、高速部分を光信号で伝達するタイプの光電気複合基板が提案されている。

光電気複合基板において、光信号はコア層がクラッド層で囲まれた構造の光導波路によって伝達される。

光導波路の製造方法の一例では、まず、基板上に、下部クラッド層、コア層及び上部クラッド層を順次形成する。その後に、回転ブレードによって上部クラッド層からコア層を分断するように加工することにより、光伝播方向に対して４５°の角度の傾斜面を備える溝部を形成する。

そして、溝部内の傾斜面の空気界面においてコア層を伝播する光を垂直方向に反射させて光路を変換させる。

特開２０１０−７８８８２号公報

従来技術では、傾斜面を備える溝部は、上部クラッド層でコア層を被覆した後に、光導波路形成領域を横切るように複数のコア層に直交して細長く延びる開放空間として形成される。従って、溝部の体積が比較的大きくなるため光導波路の十分な機械的強度が得られない。また、溝部が細長く繋がっているため傾斜面に異物が付着するリスクが高くなり、光導波路の長期的にわたる信頼性が懸念される。

さらには、光導波路の上に被覆部材を接着剤で固定して溝部を塞ぐ場合は、溝部に接着剤が回り込まないような工夫が必要になる。

溝部内の傾斜面の空気界面で光路を変換させる光導波路装置及びその製造方法において、十分な機械的強度が得られると共に、信頼性の高い光路変換用の傾斜面を得ることを目的とする。

以下の開示の一観点によれば、第１クラッド層と、前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、前記コア層のみにその厚み方向に島状に分離されて形成され、光路変換傾斜面を備えた溝部と、前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成され、前記光路変換傾斜面の真上の領域のみに、前記溝部に連通する光路変換ホールが配置された第２クラッド層と、備え、前記光路変換ホールは、前記第２クラッド層の厚み方向に垂直に形成されており、前記光路変換ホール内及び前記溝部内に光反射用の空気層が設けられた光導波路と、絶縁基板と、前記絶縁基板の周縁部に枠状に配置されたソルダレジストとを備え、前記枠状のソルダレジストの内側の前記絶縁基板の上に、前記光導波路の光路変換ホール側の面が接着層によって接着された配線基板であって、前記光路変換ホール内の空気層が前記接着層で封止され、前記ソルダレジストが前記光導波路の外周端面を囲んで配置された前記配線基板と、前記第１クラッド層の上に搭載され、前記配線基板の接続パッドに接続されて実装され、一端側の前記光路変換傾斜面に光結合される発光素子と、前記第１クラッド層の上に搭載され、前記配線基板の接続パッドに接続されて実装され、他端側の前記光路変換傾斜面に光結合される受光素子とを有する光導波路装置が提供される。

また、その開示の他の観点によれば、基板の上に、第１クラッド層を形成する工程と、前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、前記コア層のみを厚み方向に加工することにより、光路変換傾斜面を備えた溝部を島状に分離して形成する工程と、前記第１クラッド層及び前記コア層の上に、前記光路変換傾斜面上の真上の領域のみに、前記溝部に連通して前記第２クラッド層の厚み方向に垂直に形成された光路変換ホールが配置された第２クラッド層を形成する工程と、前記基板を除去する工程と、絶縁基板と、前記絶縁基板の周縁部に枠状に配置されたソルダレジストとを備えた配線基板を用意し、前記枠状のソルダレジストの内側の前記絶縁基板の上に、前記光導波路の光路変換ホール側の面を接着層によって接着して、前記光路変換ホール内の空気層を前記接着層で封止し、かつ、前記ソルダレジストを前記光導波路の外周端面を囲むように配置し、前記光路変換ホール内及び前記溝部内に光反射用の空気層を設ける工程と、前記第１クラッド層の上に、前記配線基板の接続パッドに接続されて、一端側の前記光路変換傾斜面に光結合される発光素子を実装すると共に、前記第１クラッド層の上に、前記配線基板の接続パッドに接続されて、他端側の前記光路変換傾斜面に光結合される受光素子を実装する工程とを有する光導波路装置の製造方法が提供される。

以下の開示によれば、基板の上に第１クラッド層及びコア層を形成した後に、コア層に光路変換傾斜面を備えた溝部を形成する。その後に、光路変換傾斜面の上に光路変換ホールが配置された第２クラッド層を形成することにより、光路変換傾斜面を露出させる。

このような手法を採用することにより、コア層のみに光路変換傾斜面を備えた溝部が形成されるので、溝部のトータルの体積を小さくすることができ、光導波路路の十分な機械的強度を得ることができる。

さらに、好適にはフォトリソグラフィ技術を使用することにより、コア層に形成した光路変換傾斜面の上に光路変換ホールが配置された第２クラッド層を容易に形成することができる。これにより、各コア層の光路変換傾斜面上の領域のみに光反射用の空気層が存在する構造となり、光路変換部の長期的な信頼性を向上させることができる。

図１は第１実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図（その１）である。図２は第１実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図及び平面図（その２）である。図３は第１実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図及び平面図（その３）である。図４は第１実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図（その４）である。図５は第１実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図及び平面図（その５）である。図６は第１実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図（その６）である。図７は第１実施形態の光導波路を示す断面図である。図８は第１実施形態の光導波路装置を示す断面図である。図９（ａ）〜（ｃ）は第２実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図である。図１０（ａ）及び（ｂ）は第３実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図である。図１１は図１０（ｂ）の光導波路を配線基板に接続する様子を示す断面図である。図１２は第３実施形態の光導波路装置を示す断面図である。

以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１〜図６は第１実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図、図７は第１実施形態の光導波路を示す断面図である。

第１実施形態の光導波路の製造方法では、図１に示すように、まず、基板１０を用意する。基板１０は最終的に除去される仮基板として用意され、引き剥がして除去できるポリカーボネート樹脂などからなる。

次いで、基板１０の上に第１クラッド層を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成し、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行った後に、感光性樹脂層を１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。これより、基板１０上の光導波路形成領域に第１クラッド層２０が形成される。第１クラッド層２０の厚みは、例えば１０〜２０μｍ程度である。

次いで、図２に示すように、第１クラッド層２０の上にコア層を得るための感光性樹脂層（不図示）を形成する。さらに、フォトリソグラフィに基づいて露光／現像を行った後に、感光性樹脂層を１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。これにより、第１クラッド層２０の上にコア層２２が一括でパターン化されて形成される。

図２の平面図に示すように、第１クラッド層２０の上に横方向に延在する帯状のコア層２２が縦方向に並んで配置される。コア層２２はその屈折率が第１クラッド層２０及び後述する第２クラッド層の屈折率よりも高くなるように設定される。

コア層２２の厚みは３０〜８０μｍ程度であり、コア層２２の配置ピッチは２５０μｍ程度である。

次いで、図３に示すように、コア層２２の光路変換部になる部分を切削装置の回転ブレードにより厚み方向に分断するように切削して加工する。これにより、コア層２２に光路変換傾斜面Ｓを備えた溝部２２ｘがそれぞれ形成される。光路変換傾斜面Ｓはコア層２２の延在方向（光伝播方向）と所定の角度（好ましくは４５°）で交差して傾斜するように形成される。

溝部２２ｘは、コア層２２を分断してさらに第１クラッド層２０の厚みの途中まで形成されるようにしてもよい。

図３の平面図では、各コア層２２に第１光経路Ｌ１と第２光経路Ｌ２が設けられる例が示されており、第１光経路Ｌ１と第２光経路Ｌ２の各両端部に光路変換傾斜面Ｓがそれぞれ配置される。

このように、本実施形態では、コア層２２を形成した直後（コア層２２を第２クラッド層で被覆する前）にコア層２２に光路変換傾斜面Ｓを備えた溝部２２ｘを形成する。これにより、溝部２２ｘは各コア層２２のみに島状に分離されて配置されるため、溝部２２ｘのトータルの体積（切削量）を少なくすることができる。従って、光導波路の機械的強度が弱くなるおそれがない。

次いで、図４に示すように、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に第２クラッド層を得るための感光性樹脂層２４ａを形成する。図４では、コア層２２を覆う（包み込む）ように第２クラッド層を得るための感光性樹脂層２４ａが形成されている。

感光性樹脂層２４ａとしては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂などが好適に使用される。感光性樹脂層２４ａの形成方法としては、半硬化状態（Ｂ−ステージ）の感光性樹脂シートを貼付してもよいし、あるいは、液状の感光性樹脂を塗布してもよい。

前述した第１クラッド層２０及びコア層２２を形成する工程においても同様な樹脂が好適に使用される。

この時点では、コア層２２に形成された溝部２２ｘが感光性樹脂層２４ａで埋め込まれた状態になる。

さらに、図５に示すように、フォトリソグラフィ技術により、コア層２２の溝部２２ｘの真上に開口部が形成されるように、フォトマスク（不図示）を介して感光性樹脂層２４ａを露光し、現像を行った後に、感光性樹脂層２４ａを１４０℃程度の加熱処理によって硬化させる。

これによって、光路変換傾斜面Ｓを備えた溝部２２ｘの上に光路変換ホールＬＨが配置された第２クラッド層２４が得られる。第１クラッド層２０の上面からの第２クラッド層２４の厚み（コア層２２を含む）は、例えば４０〜１００μｍ程度である。図５の平面図では、第２クラッド層２４は透視的に描かれている。

光路変換ホールＬＨの形状は円状に描かれているが四角形状であってもよい。また、第２クラッド層２４の光路変換ホールＬＨは、第２クラッド層２４の厚み方向に略垂直に形成される。

このようにして、コア層２２の主要部（光がコア層２２を伝播する部分）は、第２クラッド層２４で被覆された状態で、コア層２２の光路変換傾斜面Ｓのみが第２クラッド層２４の光路変換ホールＬＨ内に露出した状態となる。光路変換ホールＬＨ内は空気層Ａとなっており、光路変換傾斜面Ｓの空気界面においてコア層２２を伝播する光路を９０°変換させることができる。

本実施形態では、微細加工が可能なフォトリソグラフィ技術によって感光性樹脂層２４ａがパターニングされて第２クラッド層２４が形成される。このため、光路変換傾斜面Ｓの真上に第２クラッド層２４の光路変換ホールＬＨを精度よく配置して光路変換傾斜面Ｓを信頼性よく露出させることができる。

本実施形態と違って、第２クラッド層２４の光路変換ホールＬＨを機械加工で形成する場合は、第２クラッド層２４のみを選択的に微細加工して光路変換傾斜面Ｓを露出させることは困難であり、フォトリソグラフィを使用する優位性が理解される。

また、光路変換傾斜面Ｓ以外の不要な領域（コア層２２の間の領域）に空気層Ａは配置されない構造となるので、光路変換傾斜面Ｓに異物が付着するリスクを低減させることができる。

なお、感光性樹脂層２４ａを使用する代わりに、開口部が設けられた樹脂フィルムをコア層２２の上に貼付することによって光路変換ホールＬＨを備えた第２クラッド層２４を形成してもよい。この場合は、樹脂フィルムにコア層２２の溝部２２ｘに対応するように開口部（光路変換ホールＬＨ）が予めプレス加工などによって設けられる。

以上により、基板１０の上に、コア層２２が第１クラッド層２０と第２クラッド層２４で囲まれた構造体が形成される。

続いて、図６に示すように、第２クラッド層２４の上に封止層３０を形成することにより、光路変換ホールＬＨ内の空気層Ａを封止層３０で気密封止する。封止層３０の形成方法の好適な例としては、半硬化状態のエポキシ樹脂などの樹脂フィルムを貼付し、加熱処理することにより硬化させて接着する。

本実施形態では、光路変換傾斜面Ｓの空気界面において光路を変換させることから、光路変換ホールＬＨ内に封止層３０が侵入しないようにする必要がある。このため、封止層３０として硬化時に流動性が低い樹脂フィルムが使用され、光路変換ホールＬＨ内に封止層３０（樹脂）が侵入することなく光路変換ホールＬＨが封止層３０でキャップされて空気層Ａが残される。

本実施形態では、半硬化状態の樹脂フィルムを硬化させて接着することにより封止層３０を形成することができる。従って、被覆部材を接着剤で固定する方法と違って、光路変換ホールＬＨ内に接着剤が侵入するおそれはなく、光路変換ホールＬＨ内の空気層Ａを信頼性よく気密封止することができる。

なお、光路変換ホールＬＨ内の空気層Ａを気密封止する必要がない場合は、封止層３０を省略してもよい。

次いで、図７に示すように、図６の構造体から基板１０を除去することにより第１クラッド層２０の下面を露出させる。基板１０はポリカーボネート樹脂などからなり、第１クラッド層２０との界面から引き剥がすことにより、容易に除去することができる。

以上により、第１実施形態の光導波路１が得られる。

以上説明したように、第１実施形態の光導波路の製造方法では、まず、基板１０上に第１クラッド層２０及びコア層２２を順次形成する。次いで、コア層２２に光路変換傾斜面Ｓを備えた溝部２２ｘを形成する。さらに、コア層２２の溝部２２ｘの上に光路変換ホールＬＨが配置された第２クラッド層２４を形成する。

このような手法を採用することにより、コア層２２のみに光路変換傾斜面Ｓを備えた溝部２２ｘが形成されるので、溝部２２ｘのトータルの体積を小さくすることができ、光導波路路１の十分な機械的強度を得ることができる。

また、コア層２２に形成した溝部２２ｘの上にフォトリソグラフィによって第２クラッド層２４の光路変換ホールＬＨを容易に形成することができる。これにより、各コア層２２の光路変換傾斜面Ｓ上の領域のみに光反射用の空気層Ａが存在する構造となり、コア層２２の間の領域には不要な空気層が存在しないので、光路変換部の信頼性を向上させることができる。

図７に示すように、第１実施形態の光導波路１では、第１クラッド層２０の上に横方向に延在する帯状のコア層２２が縦方向に並んで配置されている（図５の平面図を同時に参照）。コア層２２には光路変換傾斜面Ｓを備えた溝部２２ｘがコア層２２を分断するように形成されている。光路変換傾斜面Ｓはコア層２２の延在方向（光伝播方向）と所定の角度（好ましくは４５°）で交差して傾斜している。

また、第１クラッド層２０及びコア層２２の上には、コア層２２の溝部２２ｘ（光路変換傾斜面Ｓ）の上に光路変換ホールＬＨが配置された第２クラッド層２４が形成されている。光路変換ホールＬＨ内には空気層Ａが存在し、光路変換傾斜面Ｓの空気界面が光を反射するミラー面となって、コア層２２を伝播する光路を９０°変換させることができる。

さらに、第２クラッド層２４の上には光路変換ホールＬＨを塞ぐ封止層３０が形成されており、光路変換ホールＬＨ内の空気層Ａが気密封止されている。

図８には、図７の光導波路１に発光素子及び受光素子が光結合された光導波路装置２が示されている。本実施形態の光導波路１は、基板１０が除去されて剛性基板を有さないので、フレキシブル配線基板に接続することでフレキシブルな光導波路装置として構築することができる。

図８に示すように、第１実施形態の光導波路装置２では、前述した図７の光導波路１が上下反転して配置されている。そして、光導波路１の第１クラッド層２０の外面側（第１クラッド層２０のコア層２２側と反対面）に、電気配線として機能する配線層（不図示）を備えた配線基板５が固定されて配置されている。配線基板５は基板としてポリイミドフィルムなどを使用するフレキシブル配線基板である。

光導波路１の第１光経路Ｌ１の一端側（左側）の光路変換傾斜面Ｓに光結合するように、第１発光素子４０が配線基板５の接続パッド（不図示）接続されて実装されている。第１発光素子４０はその発光面が下側を向いた状態で、配線基板５の接続パッド（不図示）に接続されている。第１発光素子４０としては、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が好適に使用される。

また、光導波路１の第１光経路Ｌ１の他端側（右側）の光路変換傾斜面Ｓに光結合するように、第１受光素子４２が配線基板５の接続パッド（不図示）に接続されて実装されている。第１受光素子４２はその受光面が下側を向いた状態で、配線基板５の接続パッド（不図示）に接続されている。第１受光素子４２としては、フォトダイオードが好適に使用される。

第１発光素子４０及び第１受光素子４２の下の配線基板５には光透過用開口部７が設けられている。

本実施形態の光導波路装置２では、不図示の第１ＬＳＩチップ（ドライバなど）から出力される電気信号が第１発光素子４０に供給され、第１発光素子４０から下側に光が出射される。第１発光素子４０から出射された光は、光導波路１の一端側の光路変換傾斜面Ｓに到達する。さらに、光路変換傾斜面Ｓと空気層Ａとの空気界面で光が反射され、光路が９０°変換されてコア層２２に入射する。

次いで、コア層２２に入射した光は、コア層２２内で全反射を繰り返して伝播し、他端側の光路変換傾斜面Ｓに到達する。そして、他端側の光路変換傾斜面Ｓの空気界面で光が反射されて光路が９０°変換され、第１受光素子４２に光が入射される。

第１受光素子４２は光信号を電気信号に変換し、不図示の第２ＬＳＩチップ（TIA : Transimpedance Amplifier など）に電気信号が供給される。

本実施形態の光導波路装置２では、所望の特性を有する光導波路１とクリーンな光路変換傾斜面Ｓとを備えているので、第１発光素子４０及び第１受光素子４２と光導波路１とを信頼性よく光結合することができる。

光導波路１の第２光経路Ｌ２においても前述した第１光経路Ｌ１と同様な構成で第２発光素子４０ａ及び第２受光素子４２ａが光導波路１に光結合されており、同様な光経路で光伝播が行われる。

（第２の実施の形態）
図９は第２実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図である。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、封止層３０を全体にわたって形成する代わりに、光路変換ホールＬＨを含む領域のみに封止部を部分的に形成することにある。

第２実施形態では、第１実施形態と同一工程及び同一要素については同一符号を付してその詳しい説明を省略する。

図９（ａ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、前述した図５と同一の構造体を得る。次いで、図９（ｂ）に示すように、ディスペンス装置のノズル９から樹脂材３２ａを、光路変換ホールＬＨを含む領域に選択的に塗布し、加熱処理することにより樹脂材３２ａを硬化させて封止部３２を形成する。

これにより、光路変換ホールＬＨ内の空気層Ａは封止部３２によって気密封止される。樹脂材３２ａとして、光路変換ホールＬＨ内に流れ込まない程度の高い粘度を有する樹脂が使用される。そして、光路変換ホールＬＨより一回り大きな領域に樹脂材３２ａを一括して塗布することにより、空気層Ａを残すように光路変換ホールＬＨを封止部３２で塞ぐことができる。

その後に、図９（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様に、図９（ｂ）の構造体から基板１０を除去する。

これにより、第２実施形態の光導波路１ａが得られる。第２実施形態の光導波路１ａにおいても第１実施形態と同様に配線基板に実装された発光素子及び受光素子が光結合される。第２実施形態の光導波路１ａは第１実施形態の光導波路１と同様な効果を奏する。

（第３の実施の形態）
図１０は第３実施形態の光導波路の製造方法を示す断面図、図１１は図１０（ｂ）の光導波路を配線基板に接続する様子を示す断面図、図１２は第３実施形態の光導波路装置を示す断面図である。

第３実施形態の特徴は、光導波路を製造する際に封止層を形成せずに、光導波路の光路変換ホール側の面を配線基板の上に接着層を介して接着することにより、光路変換ホールを接着層で気密封止することにある。

第３実施形態では、第１実施形態と同一工程及び同一要素については同一符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１０（ａ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、前述した図５と同一の構造体を得る。次いで、図１０（ｂ）に示すように、第３実施形態では封止層３０又は封止部３２を形成せずに、図１０（ａ）の構造体から基板１０を除去する。

これにより、第３実施形態の光導波路１ｂが得られる。第３実施形態の光導波路１ｂでは、封止層３０や封止部３２が設けられずに光路変換ホールＬＨが開放された構造となる。

次いで、図１１に示すように、剛性を有するリジッドタイプの配線基板６を用意する。配線基板６では、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁基板５０の両面側に電気配線として機能する配線層５２がそれぞれ形成されている。

絶縁基板５０にはスルーホールＴＨが設けられており、スルーホールＴＨ内には貫通電極５４が充填されている。両面側の配線層５２は貫通電極５４を介して相互接続されている。さらに、絶縁基板５０の周縁部にはソルダレジスト５６が枠状に形成されている。

そして、上記した図１０（ｂ）の光導波路１ｂを上下反転させて、接着層５８を介して光導波路１ｂの光路変換ホールＬＨ側の面を配線基板６に接着する。接着層５８としては半硬化状態の樹脂フィルム又は液状樹脂が使用され、配線基板６の上に光導波路１ｂを配置した後に加熱処理して硬化させることにより、光導波路１ｂを接着層５８で固定することができる。

これにより、図１２に示すように、光導波路１ｂの光路変換ホールＬＨ内の空気層Ａが接着層５８によって気密封止される。接着層５８は、光導波路１ｂを配線基板６に固定する接着剤として機能すると共に、光導波路１ｂの光路変換ホールＬＨ内の空気層Ａを封止する封止層として機能する。

さらに、第１実施形態と同様に、光導波路１ｂの第１光経路Ｌ１の一端側（左側）の光路変換傾斜面Ｓに光結合するように、第１発光素子４０が配線基板６の接続パッド（不図示）に接続されて実装される。また、第１実施形態と同様に、光導波路１ｂの第１光経路Ｌ１の他端側（右側）の光路変換傾斜面Ｓに光結合するように、第１受光素子４２が配線基板６の接続パッド（不図示）に接続されて実装される。

光導波路１ｂの第２光経路Ｌ２においても、上記した第１光経路Ｌ１と同様な構成で第２発光素子４０ａ及び第２受光素子４２ａが光導波路１ｂの光路変換傾斜面Ｓに光結合するように配線基板６に実装される。

これにより、第３実施形態の光導波路装置２ａが得られる。

第３実施形態においても、第１実施形態と同様な経路で第１発光素子４０から第１受光素子４２に光が伝播される。また、光導波路１ｂの第２光経路Ｌ２においても第１光経路Ｌ１と同様な光経路で第２発光素子４０ａから第２受光素子４２ａに光が伝播される。

第３実施形態の光導波路１ｂは第１実施形態の光導波路１と同様な効果を奏する。これに加えて、第３実施形態では、光導波路１ｂの光路変換ホールＬＨ側の面を配線基板６に接着層５８で接着するので、接着層５８を封止層として兼ねることができ、光導波路の製造工程において封止層の形成を省略することできる。

１，１ａ，１ｂ…光導波路、２，２ａ…光導波路装置、５，６…配線基板、７…光透過用開口部、９…ノズル、１０…基板、２０…第１クラッド層、２２…コア層、２２ｘ…溝部、２４…第２クラッド層、２４ａ…感光性樹脂層、３０…封止層、３２…封止部、３２ａ…樹脂材、４０…第１発光素子、４０ａ…第２発光素子、４２…第１受光素子、４２ａ…第２受光素子、５０…絶縁基板、５２…配線層、５４…貫通電極、５６…ソルダレジスト、Ａ…空気層、Ｓ…光路変換傾斜面、ＬＨ…光路変換ホール、ＴＨ…スルーホール。

Claims

第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、
前記コア層のみにその厚み方向に島状に分離されて形成され、光路変換傾斜面を備えた溝部と、
前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成され、前記光路変換傾斜面の真上の領域のみに、前記溝部に連通する光路変換ホールが配置された第２クラッド層と、
を備え、前記光路変換ホールは、前記第２クラッド層の厚み方向に垂直に形成されており、
前記光路変換ホール内及び前記溝部内に光反射用の空気層が設けられた光導波路と、
絶縁基板と、前記絶縁基板の周縁部に枠状に配置されたソルダレジストとを備え、前記枠状のソルダレジストの内側の前記絶縁基板の上に、前記光導波路の光路変換ホール側の面が接着層によって接着された配線基板であって、前記光路変換ホール内の空気層が前記接着層で封止され、前記ソルダレジストが前記光導波路の外周端面を囲んで配置された前記配線基板と、
前記第１クラッド層の上に搭載され、前記配線基板の接続パッドに接続されて実装され、一端側の前記光路変換傾斜面に光結合される発光素子と、
前記第１クラッド層の上に搭載され、前記配線基板の接続パッドに接続されて実装され、他端側の前記光路変換傾斜面に光結合される受光素子とを有することを特徴とする光導波路装置。
基板の上に、第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、
前記コア層のみを厚み方向に加工することにより、光路変換傾斜面を備えた溝部を島状に分離して形成する工程と、
前記第１クラッド層及び前記コア層の上に、前記光路変換傾斜面上の真上の領域のみに、前記溝部に連通して前記第２クラッド層の厚み方向に垂直に形成された光路変換ホールが配置された第２クラッド層を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と、
絶縁基板と、前記絶縁基板の周縁部に枠状に配置されたソルダレジストとを備えた配線基板を用意し、前記枠状のソルダレジストの内側の前記絶縁基板の上に、前記光導波路の光路変換ホール側の面を接着層によって接着して、前記光路変換ホール内の空気層を前記接着層で封止し、かつ、前記ソルダレジストを前記光導波路の外周端面を囲むように配置し、前記光路変換ホール内及び前記溝部内に光反射用の空気層を設ける工程と、
前記第１クラッド層の上に、前記配線基板の接続パッドに接続されて、一端側の前記光路変換傾斜面に光結合される発光素子を実装すると共に、前記第１クラッド層の上に、前記配線基板の接続パッドに接続されて、他端側の前記光路変換傾斜面に光結合される受光素子を実装する工程と
を有することを特徴とする光導波路装置の製造方法。
前記第２クラッド層を形成する工程は、
感光性樹脂層を形成する工程と、
前記感光性樹脂層をフォトリソグラフィによってパターニングすることにより前記光路変換ホールを形成する工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載の光導波路装置の製造方法。