光電気混載基板の製造方法、光電気混載基板および電子機器
【課題】製造工程の煩雑化を招くことなく簡単な工程で光導波路混載基板を製造することができる光電気混載基板の製造方法、ならびに、かかる光導波路混載基板の製造方法により製造された信頼性の高い光電気混載基板および信頼性の高い電子機器を提供すること。
【解決手段】本発明の光電気混載基板の製造方法は、透光させるための孔部８３を備える支持基板８１と、シート状をなすシート材８２とを用意し、孔部８３を覆うようにシート材８２を支持基板８１に接合する工程と、光導波路を形成するための光導波路形成用材料を含有する液状材料を塗布法を用いて、シート材８２を介在させた状態で、支持基板８１上に供給することで液状被膜を形成する工程と、液状被膜を乾燥させて、光導波路形成用材料を含む層を成膜する工程と、層に所定の処理を施すことにより光導波路２０を形成する工程とを有する。
【解決手段】本発明の光電気混載基板の製造方法は、透光させるための孔部８３を備える支持基板８１と、シート状をなすシート材８２とを用意し、孔部８３を覆うようにシート材８２を支持基板８１に接合する工程と、光導波路を形成するための光導波路形成用材料を含有する液状材料を塗布法を用いて、シート材８２を介在させた状態で、支持基板８１上に供給することで液状被膜を形成する工程と、液状被膜を乾燥させて、光導波路形成用材料を含む層を成膜する工程と、層に所定の処理を施すことにより光導波路２０を形成する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電気混載基板の製造方法、光電気混載基板および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。
【０００３】
各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。
【０００４】
一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆う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。
【０００５】
光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に伝送（搬送）される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。
【０００６】
このような光導波路で信号処理基板内の電気配線を置き換えることにより、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、信号処理基板（光電気混載基板）内に、支持基板上に配置された複数の光導波路と、光導波路に対応して発光素子および受光素子がこの光導波路上に配置されたものが提案されている。
【０００８】
この信号処理基板では、隣接するコア部同士の間に、これらに互いに接触するクラッド部が配置されていることで、信号処理基板内に複数の光導波路が形成されている。そして、この光導波路には、その上側に配置された発光素子からの光を光導波路の一端に伝送し、さらに光導波路の他端からの光を、同じく上側に配置された受光素子に伝送するためのミラー（光路変更部）を形成することが求められる。
【０００９】
したがって、このようなミラーを備える光導波路を有する信号処理基板を形成するためには、まず、光導波路を用意し、この光導波路にミラーを作り込んだ後に、かかる光導波路を支持基板上に接合し、さらに、光導波路上に発光素子および受光素子を接合する工程を経る必要があり、信号処理基板の製造工程の煩雑化を招くという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１２２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、製造工程の煩雑化を招くことなく簡単な工程で光導波路混載基板を製造することができる光電気混載基板の製造方法、ならびに、かかる光導波路混載基板の製造方法により製造された信頼性の高い光電気混載基板および信頼性の高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的は、下記（１）〜（１１）に記載の本発明により達成される。
（１） 透光させるための孔部を備える支持基板と、シート状をなすシート材とを用意し、前記孔部を覆うように前記シート材を前記支持基板に接合する第１の工程と、
光導波路を形成するための光導波路形成用材料を含有する液状材料を塗布法を用いて、前記シート材を介在させた状態で、前記支持基板上に供給することで液状被膜を形成する第２の工程と、
前記液状被膜を乾燥させて、前記光導波路形成用材料を含む層を成膜する第３の工程と、
該層に所定の処理を施すことにより前記光導波路を形成する第４の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。
【００１３】
（２） 前記第４の工程の後、前記孔部を介して前記シート材と前記光導波路との一部を除去することにより欠損部を形成する第５の工程を有する上記（１）に記載の光電気混載基板の製造方法。
【００１４】
（３） 前記第２の工程において、光導波路形成用材料は、ポリマーと、該ポリマーと屈折率が異なるモノマーとを含み、前記層に対して活性放射線を照射して、前記活性放射線が照射された照射領域内において、前記モノマーの反応を進行させることにより、前記活性放射線が照射されない未照射領域から、未反応の前記モノマーを前記照射領域に拡散させ、結果として、前記照射領域と前記未照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記未照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部としてなるコア層を備える前記光導波路が形成される上記（１）または（２）に記載の光電気混載基板の製造方法。
【００１５】
（４） 透光させるための孔部を備える支持基板と、少なくとも前記孔部を覆うように前記支持基板上に接合されたシート状をなすシート材と、前記シート材を介して前記支持基板上に接合された光導波路とを有することを特徴とする光電気混載基板。
【００１６】
（５） 前記シート材は、前記孔部に対して選択的に設けられている上記（４）に記載の光電気混載基板。
【００１７】
（６） 前記シート材は、前記支持基板のほぼ全体を覆うように設けられている上記（４）に記載の光電気混載基板。
【００１８】
（７） 前記光導波路は、コア部と、前記コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備え、
前記コア部は、前記クラッド部よりも屈折率が低いことにより、その一端から他端まで光を導く光路を構成している上記（４）ないし（６）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００１９】
（８） 前記光導波路は、前記孔部に対応する位置に、光路の方向を変更する光路変更部を備え、該光路変更部は、前記コア部に欠損部を設けることにより形成されたものである上記（７）に記載の光電気混載基板。
【００２０】
（９） さらに、前記光導波路上には、発光部または受光部を備える光素子を搭載した配線基板が接続される上記（４）ないし（８）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００２１】
（１０） 上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光電気混載基板の製造方法により製造された光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【００２２】
（１１） 上記（４）ないし（９）のいずれかに記載の光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光電気混載基板の製造方法によれば、比較的簡単な工程で光電気混載基板を製造することができ、かつ信頼性に優れた光導波路を備える光電気混載基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の光電気混載基板の第１実施形態の概略を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。
【図３】光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。
【図４】光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。
【図５】光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。
【図６】本発明の光電気混載基板の第２実施形態の概略を示す縦断面図である。
【図７】図６に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。
【図８】本発明の光電気混載基板の第３実施形態が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の光電気混載基板の製造方法、光電気混載基板および電子機器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。
【００２６】
まず、本発明の光電気混載基板の製造方法を説明するのに先立って、本発明の光電気混載基板の製造方法で製造された光電気混載基板（本発明の光電気混載基板）について説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の光電気混載基板の第１実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の光電気混載基板の第１実施形態の概略を示す縦断面図、図２は、図１に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」といい、下側を「下」という。また、図２中には、シート材上に接合される光導波路を二点鎖線で示している。
【００２９】
光電気混載基板１は、主に、支持基板８１と、支持基板８１に接合されたシート材８２と、シート材８２を介して支持基板８１上に接合された光導波路２０と、光導波路２０の上面に接合された配線基板３と、配線基板３上にそれぞれ搭載された発光素子４および発光素子用ＩＣ４０と、受光素子５および受光素子用ＩＣ５０とを有する。
【００３０】
かかる構成の光電気混載基板１において、発光素子４からの光Ｌは、光導波路（光回路）２０内を伝送され、受光素子５により受光される。すなわち、光導波路２０を介して、発光素子４と受光素子５との間において、光通信がなされる。
【００３１】
支持基板８１は、このものに載置されるシート材８２および光導波路２０を支持するものである。
【００３２】
この支持基板８１は、本実施形態では、その全体形状が平板状をなしており、さらに、透光させるための孔部８３を２つ有している。
【００３３】
また、孔部８３は、後述する光電気混載基板１の製造方法において、光導波路２０およびシート材８２に欠損部２８ａ、２８ｂを形成し得るように、これらを包含する領域に対応して設けられており、図２に示すように、平面視で長方形状をなすものが、コア部２１１の光路方向の端部側に２つ形成されている。
【００３４】
さらに、支持基板８１の構成材料としては、シート材８２および光導波路２０を支持し得る程度の強度を有するものであれば特に限定されないが、例えば、アルミナのようなセラミックス材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料、アルミニウム、ステンレス鋼のような金属材料等が挙げられ、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。
【００３５】
なお、支持基板８１は、例えば、その上面に配線が形成され、これにより電気配線基板としての機能が付与されたものであってもよい。また、支持基板８１をアルミニウム等で構成した場合には、放熱基板としての機能を付与することができる。
【００３６】
また、支持基板８１の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００３７】
シート材８２は、光導波路２０を支持し、かつ光導波路２０の下面を保護する機能を有するとともに、後述する光電気混載基板１の製造方法において、光導波路２０を形成するために用いられる液状材料（液状被膜７５）が、孔部８３側に漏出してしまうのを防止する機能を有する。
【００３８】
このシート材８２は、その全体形状が平板状（シート状）をなしており、本実施形態では、支持基板８１の縁部を除くほぼ全面（全体）を覆うように、支持基板８１上に配置されている。
【００３９】
シート材８２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミドおよびポリイミドエーテル等が挙げられる。
【００４０】
シート材８２の平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、シート材８２は、前記機能を十分に発揮するものとなる。
【００４１】
光導波路２０は、層状をなすコア層２１と、このコア層２１の上下面にそれぞれ設けられた層状をなすクラッド層２２とを有しており、コア層２１の一端に入射された光Ｌが、その他端にまで伝送（伝搬）される。
【００４２】
コア層２１は、所定パターン（本実施形態では、光導波路２０の長手方向に長い短冊状）のコア部２１１と、このコア部（導波路チャンネル）２１１に隣接するクラッド部２１２（側面クラッド部）とで構成されている。
【００４３】
なお、本実施形態では、図２に示すように、４つのコア部２１１が設けられ、これらコア部２１１同士間に介在するように、コア部２１１に隣接してクラッド部２１２が設けられている。
【００４４】
クラッド部２１２は、クラッド層２２と同様の機能を果たす部分であり、クラッド部２１２（低屈折率領域２１５）およびクラッド層２２は、コア部２１１と比較して、その平均屈折率（以下、単に「屈折率」と言うこともある。）が低くなっている。
【００４５】
これにより、クラッド部２１２およびクラッド層２２で取り囲まれて形成されたコア部２１１は、後述する欠損部２８ａから入射された光Ｌを、コア部２１１とクラッド部２１２およびクラッド層２２との界面で反射させて、欠損部２８ｂまで伝送（伝搬）する光路を構成する。
【００４６】
また、本実施形態では、コア部２１１は、その横断面形状が正方形または矩形（長方形）のような四角形をなしている。
【００４７】
さらに、コア部２１１は、図３に示すような平面視において、光Ｌの光路の方向の幅が、１０〜１００μｍ程度であるのが好ましく、１５〜８０μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、コア部２１１から入射された光Ｌを、コア部２１１とクラッド部２１２およびクラッド層２２との界面で反射させて、その端部まで伝送（伝搬）する光路としての機能を確実に発揮するようになる。
【００４８】
コア部２１１とクラッド部２１２およびクラッド層２２との屈折率の差は、特に限定されないが、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。一方、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。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。
【００４９】
なお、前記屈折率差とは、コア部２１１の屈折率をＡ、クラッド部２１２およびクラッド層２２の屈折率をＢとしたとき、次式で表される。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
【００５０】
なお、本実施形態では、コア部２１１は、それぞれ、平面視で短冊状（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。なお、後述するような光導波路２０の製造方法を用いれば、複雑かつ任意の形状のコア部２１１を容易にかつ寸法精度よく形成することができる。
【００５１】
一方、２つのクラッド層２２は、コア部２１１の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部２１１は、その外周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。
【００５２】
クラッド層２２の平均厚さは、コア層２１の平均厚さの０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．３〜１．２５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層２２の平均厚さは、特に限定されないが、通常、1〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、光導波路２０が不要に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。
【００５３】
コア層２１およびクラッド層２２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。
【００５４】
また、本実施形態では、シート材８２および光導波路２０は、シート材８２の下面から下側のクラッド層２２およびコア層２１（コア部２１１）を超えて、上側のクラッド層２２に至るまでの部分を欠損（除去）させることにより形成された欠損部２８ａ、２８ｂを備える。これにより、少なくともコア層２１の欠損部２８ａ、２８ｂに臨む面は、それぞれ、コア層２１と欠損部２８ａ、２８ｂ内の空気との屈折率差に基づいて光を反射するミラー（光の光路を変更する光路変更部）２３ａ、２３ｂを構成している。
【００５５】
なお、かかる構成とすることにより、コア部２１１のミラー２３ａ、２３ｂが形成された領域がコア部２１１の端部を構成する。
【００５６】
また、欠損部２８ａ、２８ｂは、光導波路２０の縦断面において直角三角形状をなすように形成されており、ミラー（光路変更部）２３ａ、２３ｂは、コア層２１の中心軸に対してほぼ４５°で傾斜している。したがって、図１中の矢印で示すように、発光素子４から下方に向かって発せられた光Ｌは、その直下のミラー２３ａにより、その光路がほぼ９０°で変更（屈曲）された後、コア層２１（コア部２１１）内を伝送され、受光素子５の直下のミラー２３ｂで上方に向かって光路がほぼ９０°で変更された後、受光素子５に入射する。
【００５７】
このようなミラー２３ａ、２３ｂを設けることにより、光導波路２０の主面（上面および／または下面）を、配線基板３を介して発光素子４および受光素子５を搭載する領域として用いることができるので、光電気混載基板１の小型化を図ることができるとともに、高密度実装にも寄与する。
【００５８】
このような光導波路２０の上面には、配線基板３が接合され、さらに、配線基板３の上面には、それぞれ、後述するコア層２１が備えるコア部２１１に対応するように発光素子４および発光素子用ＩＣ４０と、受光素子５および受光素子用ＩＣ５０とが搭載されている。
【００５９】
配線基板３は、所定のパターンで形成された配線部（図示せず）を有している。
また、発光素子（光学素子）４は、発光部を備える素子本体４１とバンプ４２とを備え、バンプ４２が、配線部（導体部）が備える端子に接合されている。また、発光素子用ＩＣ４０は、所定の回路が形成された素子本体４０１とバンプ４０２とを備え、バンプ４０２が、配線部が備える端子に接合されている。これにより、発光素子４は、発光素子用ＩＣ４０と配線基板３を介して電気的に接続され、その動作が発光素子用ＩＣ４０により制御される。
【００６０】
さらに、受光素子（光学素子）５は、受光部を備える素子本体５１とバンプ５２とを備え、バンプ５２が、配線部が備える端子に接合されている。また、受光素子用ＩＣ５０は、所定の回路が形成された素子本体５０１とバンプ５０２とを備え、バンプ５０２が、配線部の端子に接合されている。これにより、受光素子５は、受光素子用ＩＣ５０と配線基板３を介して電気的に接続され、受光素子用ＩＣ５０は、受光素子５による検出信号を増幅するよう動作する。
【００６１】
これにより、光電気混載基板１内に、電気回路が構築され、光電気混載基板１では、これらの光素子（発光素子４および受光素子５）と電気素子（発光素子用ＩＣ４０および受光素子用ＩＣ５０）とが協調して動作することにより、光信号と電気信号の相互変換が確実に行われ、高速かつ低ノイズでの信号処理を容易に行うことができる。
【００６２】
また、このような配線基板３における、発光素子４からの光Ｌの光路に対応する部分、および、受光素子５への光Ｌの光路に対応する部分は、それぞれ、光Ｌの透過が許容されるように光透過性を有する部材で構成される。
【００６３】
なお、本実施形態では、このような光電気混載基板１のうち、支持基板８１と、シート材８２と、光導波路２０とにより光導波路基板２が構成される。
【００６４】
また、本実施形態では、シート材８２を、クラッド層２２と同様の材料で構成することで、コア部２１１の屈折率よりも低い屈折率を有するものとし、これにより、シート材８２にクラッド層２２としての機能を発揮させるようにしてもよい。なお、この場合、光導波路２０が有する下側のクラッド部２２については、その形成を省略することができる。
【００６５】
さらに、欠損部２８ａ、２８ｂの縦断面が、直角三角形状をなす場合について説明したが、かかる場合に限定されず、欠損部を設けることでミラー２３ａ、２３ｂが形成されるものであれば、欠損部は、如何なる形状を有するものであってもよく、例えば、その縦断面が台形状をなすものであってもよい。
【００６６】
以上説明したような光電気混載基板１は、本発明の光電気混載基板の製造方法を用いて、例えば、次のようにして製造される。
【００６７】
なお、以下では、感光用光の作用により屈折率が低くなる感光性樹脂組成物７０を用いて光導波路２０が備えるコア層２１を形成する場合を一例に説明する。
【００６８】
図３〜５は、それぞれ、光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。なお、図３〜５中の左図は、図２のＡ−Ａ線断面における部分縦断面図であり、図３〜５中の右図は、図２のＢ−Ｂ線断面における部分縦断面図である。また、以下の説明では、図３〜５中の上側を「上」といい、下側を「下」という。
【００６９】
＜１＞ まず、孔部８３を備える支持基板８１と、シート状をなすシート材８２とを用意し、シート材８２を支持基板（支持基材）８１に接合する（第１の工程）。
【００７０】
本実施形態では、支持基板８１の縁部を除くほぼ全面を覆うように支持基板８１上に、シート材８２が接合され、これにより、孔部８３がシート材８２により覆われることとなる。
【００７１】
また、シート材８２の支持基板８１への接合は、例えば、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系およびポリウレタン系等の接着剤を用いて行うことができる。
【００７２】
＜２＞ 次に、シート材８２を介在させた状態で、支持基板８１上に光導波路２０を形成することで、光導波路基板２を得る。
【００７３】
＜２−１＞ まず、感光用光ＥＬ（活性放射線）の作用により屈折率が低くなるよう変化する感光性樹脂組成物（コア層形成用樹脂組成物）７０と、感光用光ＥＬの作用によっても屈折率が変化しない非感光性樹脂組成物（クラッド層形成用樹脂組成物）７１とを用意する。
【００７４】
ここで、感光性樹脂組成物７０としては、例えば、特殊な配合の樹脂組成物を用いることができる。
【００７５】
この樹脂組成物には、ベースポリマーと、このベースポリマーより屈折率の低いモノマーとを含み、感光用光ＥＬを照射させた照射領域内において、モノマーの反応を進行させることにより、感光用光ＥＬを照射させない未照射領域から、未反応のモノマーを照射領域に拡散させ、結果として、未照射領域の屈折率が照射領域の屈折率より高くなるようなものがある。
【００７６】
ベースポリマーとしては、例えば、ノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、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、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体など）用いることができる。
【００７７】
これらの中でも、特に、環状オレフィン系樹脂を主とするものが好ましい。ベースポリマーとして環状オレフィン系樹脂を用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有するコア層２１を形成することができる。
【００７８】
さらに、環状オレフィン系樹脂としては、耐熱性、透明性等の観点から、ノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。また、ノルボルネン系樹脂は、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コア層２１を形成することができる。
【００７９】
一方、モノマーとしては、例えば、ノルボルネン系モノマー、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、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー等のうち、ベースポリマーより屈折率が低いものが選択され、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。
【００８０】
これらの中でも、モノマーとしては、オキセタニル基またはエポキシ基等の環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーを用いるのが好ましい。環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーを用いることにより、環状エーテル基の開環が起こり易いため、速やかに反応し得るモノマーが得られる。
【００８１】
具体的には、オキセタニル基を有し、かつ、ベースポリマーより屈折率が低いモノマーとしては、例えば、下記式（１）で表わされる単官能オキセタン（３−（シクロヘキシルオキシ）メチル−３−エチルオキセタン；ＣＨＯＸ）等が挙げられる。
【００８２】
【化１】
【００８３】
また、非感光性樹脂組成物７１としては、例えば、後工程で形成されるコア部２１１よりも低い屈折率を有する前記ベースポリマーを主材料として含有するものを用いることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、これら感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１により、光導波路２０を形成するための光導波路形成用材料が構成される。
【００８５】
＜２−２＞ 次に、シート材８２を介在させた状態で、支持基板８１上に、非感光性樹脂組成物７１、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１が支持基板８１側からこの順で積層された３層構成をなす、液状被膜７５を形成する（第２の工程）。
【００８６】
なお、このような液状被膜７５は、例えば、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７０の双方をそれぞれワニス状（液状）とし、ワニス状とされたこれら材料（液状材料）を、個別にまたは一括してシート材８２に供給することにより形成し得る。
【００８７】
また、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１をワニス状とする際には、各樹脂組成物７０、７１をそれぞれ溶媒または分散媒中に溶解または分散させることにより得られるが、この溶媒または分散媒としては、特に限定されないが、例えば、特開２０１０−９０３２８号公報に記載されたもの等が挙げられる。
【００８８】
また、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１をクラッド層２２上に供給する方法としては、各種塗布法を用いることができ、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法の方法が挙げられるが、カーテンコート法を用いるのが好ましい。
【００８９】
カーテンコート法によれば、３種の液状材料を積層状態で供給することができるヘッドＨ１を用いることで、図３（ａ）に示すように、非感光性樹脂組成物７１、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１がこの順で積層された状態で、支持基板８１上に供給することができるため、３層構成をなす液状被膜７５を容易に一括して形成することができる。その結果、液状被膜７５を形成するための工程の簡略化を図ることができる。
【００９０】
ここで、支持基板８１は、後工程＜３＞において、光導波路２０に欠損部２８ａ、２８ｂを形成し得るように、孔部８３を備える構成となっている。そのため、シート材８２を支持基板８１に接合することなく、液状被膜７５を支持基板８１上に形成すると、液状被膜７５の粘度等によっては、孔部８３の内部に、液状被膜７５の一部が漏出（埋入）してしまい、均一な膜厚の液状被膜７５、ひいては均一な膜厚の光導波路２０（特に、下側のクラッド層２２）を形成することができないという問題が生じるおそれがある。これに対して、本発明では、孔部８３を覆うようにシート材８２が支持基板８１に接合されている。そのため、液状被膜７５と支持基板８１との間にはシート材８２が介在することから、孔部８３への液状被膜７５の漏出を確実に防止することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態のように、支持基板８１の上面のほぼ全面をシート材８２で覆う構成とした場合、液状被膜７５は、支持基板８１に接することなく、シート材８２上に形成されることとなる。したがって、かかる構成とした場合には、比較的その表面性状が粗い支持基板８１を用いたとしても、均一な膜厚の光導波路２０を確実に形成することができる。
【００９２】
＜２−３＞ 次に、支持基板８１上に形成した３層構成をなす液状被膜７５を乾燥することにより、図３（ｂ）に示すように、クラッド層形成用フィルム７３、コア層形成用フィルム７２およびクラッド層形成用フィルム７３がこの順で積層された光導波路形成用のフィルム（層）７６を形成する（第３の工程）。
【００９３】
このフィルム７６のうちコア層形成用フィルム７２は、後述する感光用光（活性放射線）ＥＬの照射により、コア部２１１とクラッド部２１２とを備えるコア層２１となるものである。
【００９４】
また、クラッド層形成用フィルム７３は、感光用光（活性放射線）ＥＬの照射によっても、その屈折率が変化しないものであり、コア部２１１とクラッド部２１２とを備えるコア層２１の形成により、クラッド層２２としての機能を発揮するものである。
【００９５】
したがって、この３層構成をなすフィルム７６により、光導波路形成用材料を含有する層が構成される。
【００９６】
＜２−４＞ 次に、フィルム７６に所定の処理を施すことにより、光導波路２０を形成する（第４の工程）。
【００９７】
本実施形態では、この所定の処理は、コア層形成用フィルム７２における、クラッド部２１２を形成すべき領域に対して、選択的に感光用光ＥＬ（例えば、紫外線）を照射することで行われる。
【００９８】
この際、図４（ａ）に示すように、コア層形成用フィルム７２（フィルム７６）の上方に形成すべきクラッド部２１２の形状に対応した開口部を備えるマスクＭを配置する。このマスクＭを介して、コア層形成用フィルム７２に対し、感光用光ＥＬを照射する。換言すれば、コア部２１１を形成すべき領域に対して、マスクＭを用いてマスクする。
【００９９】
用いられる感光用光ＥＬとしては、例えば、波長２００〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長を有するものが挙げられる。これにより、コア層形成用フィルム７２の感光用光ＥＬが照射された領域における屈折率を、比較的容易に低くすることができる。
【０１００】
また、感光用光ＥＬの照射量は、特に限定されないが、０．１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．２〜３Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。
【０１０１】
なお、レーザ光のように指向性の高い感光用光ＥＬを用いる場合には、マスクＭの使用を省略することもできる。
【０１０２】
ここで、コア層形成用フィルム７２のうち、感光用光ＥＬが照射された照射領域では、モノマーの反応（ペースポリマーの架橋、モノマーの重合等）が開始する。また、感光用光ＥＬが照射されていない未照射領域では、モノマーの反応は生じない。
【０１０３】
そのため、照射領域では、モノマーの反応の進行に応じて、モノマーの残存量が少なくなる。これに応じて、未照射領域のモノマーが照射領域側に拡散し、これにより、照射領域と未照射領域とで屈折率差が生じる。
【０１０４】
ここで、本実施形態では、モノマーの屈折率が、ベースポリマーの屈折率よりも低いため、未照射領域のモノマーが照射領域に拡散することで、照射領域の屈折率が連続的に低くなるとともに、未照射領域の屈折率は連続的に高くなる。
【０１０５】
かかる過程を経て、図４（ｂ）に示すように、コア層形成用フィルム７２の未照射領域が、コア部２１１となり、コア層形成用フィルム７２の照射領域がクラッド部２１２となったコア層２１が形成される。
【０１０６】
また、クラッド層形成用フィルム７３は、感光用光ＥＬの照射によってもその屈折率に変化が認められず、さらに、コア部２１１よりも低い屈折率を有するベースポリマーを主材料としているため、このクラッド層形成用フィルム７３により、クラッド層２２が構成される。
【０１０７】
したがって、一対のクラッド層２２は、クラッド部２１２とは異なる方向すなわちコア部２１１の上下方向から、コア部２１１を挟むように配置される構成となるため、図４（ｂ）に示すような光導波路２０が形成される。
【０１０８】
以上のようにて、シート材８２を介して支持基板８１上に光導波路２０が形成された光導波路基板２を製造されるが、上記のような工程を経ることで、支持基板８１上に直接、光導波路２０を作り込むことができる。そのため、ダミー基板上に光導波路２０を作製し、その後、ダミー基板から剥離させた光導波路２０を支持基板８１上に貼り合わせて光導波路基板２を得る場合と比較して製造工程の簡略化を図ることができる。
【０１０９】
＜３＞ 次に、シート材８２と光導波路２０との一部を除去することにより欠損部２８ａ、２８ｂを形成する（第５の工程）。
【０１１０】
より具体的には、本実施形態では、欠損部２８ａ、２８ｂは、シート材８２の下面から下側のクラッド層２２およびコア層２１（コア部２１１）を超えて、上側のクラッド層２２に至るまでの部分を欠損（除去）させることにより形成される。
【０１１１】
このような、欠損部２８ａ、２８ｂの形成は、例えば、光導波路２０に、レーザ加工、研削加工等を施すことで行われる。
【０１１２】
そこで、例えば、レーザ加工により、欠損部２８ａ、２８ｂを形成する場合、本発明では、上述したように、光導波路２０およびシート材８２の欠損部２８ａ、２８ｂを形成すべき領域を包含するように孔部８３が設けられている。そのため、レーザ装置が備えるヘッドＨ２を、図５（ａ）に示すように、支持基板８１下側の孔部８３に対応する位置に配置することで、レーザを、孔部８３を介してシート材８２および光導波路２０に直接照射することが可能となる。したがって、支持基板８１上に、光導波路２０を直接作り込んでいたとしても、容易に欠損部２８ａ、２８ｂを形成することができる（図５（ｂ）参照。）。
【０１１３】
なお、シート材８２の下面には、欠損部２８ａ、２８ｂを形成すべき位置に、予めアライメントマークを付すようにしてもよい。これにより、たとえシート材８２が透明性を有しない材料で構成されていたとしても、位置ずれを生じることなく、シート材８２および光導波路２０の一部を除去して、欠損部２８ａ、２８ｂを形成することができるようになる。
【０１１４】
＜４＞ 次に、配線基板３を用意する。
配線基板３は、それぞれ、例えば、平板状の基部の両面に金属層が形成された積層板（例えば、両面銅張り板）を用意し、エッチング、レーザ加工等を施して、金属層を所定形状にパターニングして配線部を形成することにより製造される。
【０１１５】
＜５＞ 次に、発光素子４および発光素子用ＩＣ４０と、受光素子５および受光素子用ＩＣ５０とを、それぞれ用意し、これらを配線基板３の所定の位置に搭載（接合）する。
【０１１６】
＜６＞ 次に、発光素子４が有する発光部が欠損部２８ａのミラー２３ａに、受光素子５が有する受光部が欠損部２８ｂのミラー２３ｂにそれぞれ対応するように、配線基板３を位置決めしつつ、光導波路２０の上面に接着剤を用いて接合する。
【０１１７】
以上のような工程を経て、光電気混載基板１が製造される。
なお、本実施形態では、ベースポリマーよりも屈折率の低いモノマーを含有する樹脂組成物を用いて、コア部２１１とクラッド部２１２とを備えるコア層２１を形成する場合について説明したが、かかる場合に限定されず、ベースポリマーよりも屈折率の高いモノマーを含有する樹脂組成物を用いて、前記コア層２１を形成するようにしてもよい。
【０１１８】
このような樹脂組成物を用いる場合、感光用光ＥＬの照射によりモノマーが拡散するコア層形成用フィルム７２の照射領域において、コア層形成用フィルム７２の未照射領域よりも屈折率が高くなる。そのため、かかる形態では、コア層形成用フィルム７２の照射領域および未照射領域がそれぞれコア部２１１およびクラッド部２１２となったコア層２１が形成される。
【０１１９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の光電気混載基板の第２実施形態について説明する。
【０１２０】
図６は、本発明の光電気混載基板の第２実施形態の概略を示す縦断面図、図７は、図６に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。なお、以下の説明では、図６中の上側を「上」といい、下側を「下」という。また、図７中には、シート材上に接合される光導波路を二点鎖線で示している。さらに、図７中のハッチングは、支持基板とシート材との違いを分かり易く示すためにシート材に入れたものであり、断面を示すものではない。
【０１２１】
以下、本実施形態にかかる光電気混載基板１について説明するが、前記第１実施形態にかかる光電気混載基板１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１２２】
本実施形態にかかる光電気混載基板１は、孔部８３を覆うように支持基板８１に接合されたシート材８２の平面視形状が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
【０１２３】
図６、７に示すシート材８２は、その平面視形状が、孔部８３の平面視形状とほぼ一致するように形成され、孔部８３に対して選択的に設けられている。そして、図６に示すように、孔部８３の上側に偏在させることで、支持基板８１の上面とシート材８２の上面とにより平坦面が構成される。
【０１２４】
かかる構成のシート材８２を支持基板８１に接合することによっても、前記第１実施形態で説明したのと同様に、シート材８２を設けることによる作用・効果を得ることができる。
【０１２５】
すなわち、前記工程＜２−２＞において、液状被膜７５の一部が孔部８３に漏出するのを防止して、均一な膜厚の光導波路２０を形成することが可能となるとともに、前記工程＜３＞における孔部８３を介した欠損部２８ａ、２８ｂの形成が実現可能となる。
【０１２６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の光電気混載基板の第３実施形態について説明する。
【０１２７】
図８は、本発明の光電気混載基板の第３実施形態が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。なお、以下の説明では、図８中の紙面手前側を「上」といい、紙面奥側を「下」という。また、図８中には、シート材上に接合される光導波路を二点鎖線で示している。
【０１２８】
以下、本実施形態にかかる光電気混載基板１について説明するが、前記第１実施形態にかかる光電気混載基板１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１２９】
本実施形態にかかる光電気混載基板１は、支持基板８１に形成される孔部８３の構成が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
【０１３０】
図８に示す支持基板８１では、孔部８３が平面視でほぼ正方形状に形成され、この孔部８３が８つ設けられ、各欠損部２８ａ、２８ｂに対応するように別個に形成されている。
【０１３１】
かかる構成の孔部８３を備える支持基板８１においても、前記第１実施形態で説明したのと同様に、シート材８２を支持基板８１に設けることによる作用・効果を得ることができる。
【０１３２】
すなわち、前記工程＜２−２＞において、液状被膜７５の一部が孔部８３に漏出するのを防止して、均一な膜厚の光導波路２０を形成することが可能となるとともに、前記工程＜３＞における孔部８３を介した欠損部２８ａ、２８ｂの形成が実現可能となる。
【０１３３】
なお、欠損部２８ａ、２８ｂの平面視における形状は、特に限定されず、本実施形態のように正方形状なす場合の他、例えば、真円、楕円、長円のような円形状、三角形、長方形、六角形、八角形のような多角形状をなすものであってもよい。
【０１３４】
本発明の光電気混載基板は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルータ装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光電気混載基板を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
【０１３５】
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度が高められるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
【０１３６】
以上、本発明の光電気混載基板の製造方法、光電気混載基板および電子機器の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１３７】
例えば、光電気混載基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１３８】
また、本発明の光電気混載基板では、前記第１〜第３実施形態の任意の構成を組み合わせることもできる。
【０１３９】
また、前記各実施形態では、コア部およびの縦断面形状が四角形状をなしている場合について示したが、これに限定されない。コア部の縦断面形状は、楕円形、長円形、三角形等であってもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 光電気混載基板
２ 光導波路基板
２０ 光導波路
２１ コア層
２１１ コア部
２１２ クラッド部
２２ クラッド層
２３ａ、２３ｂ ミラー
２８ａ、２８ｂ 欠損部
３ 配線基板
４ 発光素子
４１ 素子本体
４２ バンプ
４０ 発光素子用ＩＣ
４０１ 素子本体
４０２ バンプ
５ 受光素子
５１ 素子本体
５２ バンプ
５０ 受光素子用ＩＣ
５０１ 素子本体
５０２ バンプ
７０ 感光性樹脂組成物
７１ 非感光性樹脂組成物
７２ コア層形成用フィルム
７３ クラッド層形成用フィルム
７５ 液状被膜
７６ フィルム
８１ 支持基板
８２ シート材
８３ 孔部
Ｈ１ ヘッド
Ｈ２ ヘッド
Ｍ マスク
Ｌ 光
ＥＬ 感光用光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電気混載基板の製造方法、光電気混載基板および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。
【０００３】
各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。
【０００４】
一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆う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。
【０００５】
光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に伝送（搬送）される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。
【０００６】
このような光導波路で信号処理基板内の電気配線を置き換えることにより、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、信号処理基板（光電気混載基板）内に、支持基板上に配置された複数の光導波路と、光導波路に対応して発光素子および受光素子がこの光導波路上に配置されたものが提案されている。
【０００８】
この信号処理基板では、隣接するコア部同士の間に、これらに互いに接触するクラッド部が配置されていることで、信号処理基板内に複数の光導波路が形成されている。そして、この光導波路には、その上側に配置された発光素子からの光を光導波路の一端に伝送し、さらに光導波路の他端からの光を、同じく上側に配置された受光素子に伝送するためのミラー（光路変更部）を形成することが求められる。
【０００９】
したがって、このようなミラーを備える光導波路を有する信号処理基板を形成するためには、まず、光導波路を用意し、この光導波路にミラーを作り込んだ後に、かかる光導波路を支持基板上に接合し、さらに、光導波路上に発光素子および受光素子を接合する工程を経る必要があり、信号処理基板の製造工程の煩雑化を招くという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１２２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、製造工程の煩雑化を招くことなく簡単な工程で光導波路混載基板を製造することができる光電気混載基板の製造方法、ならびに、かかる光導波路混載基板の製造方法により製造された信頼性の高い光電気混載基板および信頼性の高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的は、下記（１）〜（１１）に記載の本発明により達成される。
（１） 透光させるための孔部を備える支持基板と、シート状をなすシート材とを用意し、前記孔部を覆うように前記シート材を前記支持基板に接合する第１の工程と、
光導波路を形成するための光導波路形成用材料を含有する液状材料を塗布法を用いて、前記シート材を介在させた状態で、前記支持基板上に供給することで液状被膜を形成する第２の工程と、
前記液状被膜を乾燥させて、前記光導波路形成用材料を含む層を成膜する第３の工程と、
該層に所定の処理を施すことにより前記光導波路を形成する第４の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。
【００１３】
（２） 前記第４の工程の後、前記孔部を介して前記シート材と前記光導波路との一部を除去することにより欠損部を形成する第５の工程を有する上記（１）に記載の光電気混載基板の製造方法。
【００１４】
（３） 前記第２の工程において、光導波路形成用材料は、ポリマーと、該ポリマーと屈折率が異なるモノマーとを含み、前記層に対して活性放射線を照射して、前記活性放射線が照射された照射領域内において、前記モノマーの反応を進行させることにより、前記活性放射線が照射されない未照射領域から、未反応の前記モノマーを前記照射領域に拡散させ、結果として、前記照射領域と前記未照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記未照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部としてなるコア層を備える前記光導波路が形成される上記（１）または（２）に記載の光電気混載基板の製造方法。
【００１５】
（４） 透光させるための孔部を備える支持基板と、少なくとも前記孔部を覆うように前記支持基板上に接合されたシート状をなすシート材と、前記シート材を介して前記支持基板上に接合された光導波路とを有することを特徴とする光電気混載基板。
【００１６】
（５） 前記シート材は、前記孔部に対して選択的に設けられている上記（４）に記載の光電気混載基板。
【００１７】
（６） 前記シート材は、前記支持基板のほぼ全体を覆うように設けられている上記（４）に記載の光電気混載基板。
【００１８】
（７） 前記光導波路は、コア部と、前記コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備え、
前記コア部は、前記クラッド部よりも屈折率が低いことにより、その一端から他端まで光を導く光路を構成している上記（４）ないし（６）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００１９】
（８） 前記光導波路は、前記孔部に対応する位置に、光路の方向を変更する光路変更部を備え、該光路変更部は、前記コア部に欠損部を設けることにより形成されたものである上記（７）に記載の光電気混載基板。
【００２０】
（９） さらに、前記光導波路上には、発光部または受光部を備える光素子を搭載した配線基板が接続される上記（４）ないし（８）のいずれかに記載の光電気混載基板。
【００２１】
（１０） 上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光電気混載基板の製造方法により製造された光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【００２２】
（１１） 上記（４）ないし（９）のいずれかに記載の光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光電気混載基板の製造方法によれば、比較的簡単な工程で光電気混載基板を製造することができ、かつ信頼性に優れた光導波路を備える光電気混載基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の光電気混載基板の第１実施形態の概略を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。
【図３】光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。
【図４】光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。
【図５】光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。
【図６】本発明の光電気混載基板の第２実施形態の概略を示す縦断面図である。
【図７】図６に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。
【図８】本発明の光電気混載基板の第３実施形態が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の光電気混載基板の製造方法、光電気混載基板および電子機器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。
【００２６】
まず、本発明の光電気混載基板の製造方法を説明するのに先立って、本発明の光電気混載基板の製造方法で製造された光電気混載基板（本発明の光電気混載基板）について説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の光電気混載基板の第１実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の光電気混載基板の第１実施形態の概略を示す縦断面図、図２は、図１に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」といい、下側を「下」という。また、図２中には、シート材上に接合される光導波路を二点鎖線で示している。
【００２９】
光電気混載基板１は、主に、支持基板８１と、支持基板８１に接合されたシート材８２と、シート材８２を介して支持基板８１上に接合された光導波路２０と、光導波路２０の上面に接合された配線基板３と、配線基板３上にそれぞれ搭載された発光素子４および発光素子用ＩＣ４０と、受光素子５および受光素子用ＩＣ５０とを有する。
【００３０】
かかる構成の光電気混載基板１において、発光素子４からの光Ｌは、光導波路（光回路）２０内を伝送され、受光素子５により受光される。すなわち、光導波路２０を介して、発光素子４と受光素子５との間において、光通信がなされる。
【００３１】
支持基板８１は、このものに載置されるシート材８２および光導波路２０を支持するものである。
【００３２】
この支持基板８１は、本実施形態では、その全体形状が平板状をなしており、さらに、透光させるための孔部８３を２つ有している。
【００３３】
また、孔部８３は、後述する光電気混載基板１の製造方法において、光導波路２０およびシート材８２に欠損部２８ａ、２８ｂを形成し得るように、これらを包含する領域に対応して設けられており、図２に示すように、平面視で長方形状をなすものが、コア部２１１の光路方向の端部側に２つ形成されている。
【００３４】
さらに、支持基板８１の構成材料としては、シート材８２および光導波路２０を支持し得る程度の強度を有するものであれば特に限定されないが、例えば、アルミナのようなセラミックス材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料、アルミニウム、ステンレス鋼のような金属材料等が挙げられ、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。
【００３５】
なお、支持基板８１は、例えば、その上面に配線が形成され、これにより電気配線基板としての機能が付与されたものであってもよい。また、支持基板８１をアルミニウム等で構成した場合には、放熱基板としての機能を付与することができる。
【００３６】
また、支持基板８１の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００３７】
シート材８２は、光導波路２０を支持し、かつ光導波路２０の下面を保護する機能を有するとともに、後述する光電気混載基板１の製造方法において、光導波路２０を形成するために用いられる液状材料（液状被膜７５）が、孔部８３側に漏出してしまうのを防止する機能を有する。
【００３８】
このシート材８２は、その全体形状が平板状（シート状）をなしており、本実施形態では、支持基板８１の縁部を除くほぼ全面（全体）を覆うように、支持基板８１上に配置されている。
【００３９】
シート材８２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミドおよびポリイミドエーテル等が挙げられる。
【００４０】
シート材８２の平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、シート材８２は、前記機能を十分に発揮するものとなる。
【００４１】
光導波路２０は、層状をなすコア層２１と、このコア層２１の上下面にそれぞれ設けられた層状をなすクラッド層２２とを有しており、コア層２１の一端に入射された光Ｌが、その他端にまで伝送（伝搬）される。
【００４２】
コア層２１は、所定パターン（本実施形態では、光導波路２０の長手方向に長い短冊状）のコア部２１１と、このコア部（導波路チャンネル）２１１に隣接するクラッド部２１２（側面クラッド部）とで構成されている。
【００４３】
なお、本実施形態では、図２に示すように、４つのコア部２１１が設けられ、これらコア部２１１同士間に介在するように、コア部２１１に隣接してクラッド部２１２が設けられている。
【００４４】
クラッド部２１２は、クラッド層２２と同様の機能を果たす部分であり、クラッド部２１２（低屈折率領域２１５）およびクラッド層２２は、コア部２１１と比較して、その平均屈折率（以下、単に「屈折率」と言うこともある。）が低くなっている。
【００４５】
これにより、クラッド部２１２およびクラッド層２２で取り囲まれて形成されたコア部２１１は、後述する欠損部２８ａから入射された光Ｌを、コア部２１１とクラッド部２１２およびクラッド層２２との界面で反射させて、欠損部２８ｂまで伝送（伝搬）する光路を構成する。
【００４６】
また、本実施形態では、コア部２１１は、その横断面形状が正方形または矩形（長方形）のような四角形をなしている。
【００４７】
さらに、コア部２１１は、図３に示すような平面視において、光Ｌの光路の方向の幅が、１０〜１００μｍ程度であるのが好ましく、１５〜８０μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、コア部２１１から入射された光Ｌを、コア部２１１とクラッド部２１２およびクラッド層２２との界面で反射させて、その端部まで伝送（伝搬）する光路としての機能を確実に発揮するようになる。
【００４８】
コア部２１１とクラッド部２１２およびクラッド層２２との屈折率の差は、特に限定されないが、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。一方、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。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。
【００４９】
なお、前記屈折率差とは、コア部２１１の屈折率をＡ、クラッド部２１２およびクラッド層２２の屈折率をＢとしたとき、次式で表される。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
【００５０】
なお、本実施形態では、コア部２１１は、それぞれ、平面視で短冊状（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。なお、後述するような光導波路２０の製造方法を用いれば、複雑かつ任意の形状のコア部２１１を容易にかつ寸法精度よく形成することができる。
【００５１】
一方、２つのクラッド層２２は、コア部２１１の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部２１１は、その外周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。
【００５２】
クラッド層２２の平均厚さは、コア層２１の平均厚さの０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．３〜１．２５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層２２の平均厚さは、特に限定されないが、通常、1〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、光導波路２０が不要に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。
【００５３】
コア層２１およびクラッド層２２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。
【００５４】
また、本実施形態では、シート材８２および光導波路２０は、シート材８２の下面から下側のクラッド層２２およびコア層２１（コア部２１１）を超えて、上側のクラッド層２２に至るまでの部分を欠損（除去）させることにより形成された欠損部２８ａ、２８ｂを備える。これにより、少なくともコア層２１の欠損部２８ａ、２８ｂに臨む面は、それぞれ、コア層２１と欠損部２８ａ、２８ｂ内の空気との屈折率差に基づいて光を反射するミラー（光の光路を変更する光路変更部）２３ａ、２３ｂを構成している。
【００５５】
なお、かかる構成とすることにより、コア部２１１のミラー２３ａ、２３ｂが形成された領域がコア部２１１の端部を構成する。
【００５６】
また、欠損部２８ａ、２８ｂは、光導波路２０の縦断面において直角三角形状をなすように形成されており、ミラー（光路変更部）２３ａ、２３ｂは、コア層２１の中心軸に対してほぼ４５°で傾斜している。したがって、図１中の矢印で示すように、発光素子４から下方に向かって発せられた光Ｌは、その直下のミラー２３ａにより、その光路がほぼ９０°で変更（屈曲）された後、コア層２１（コア部２１１）内を伝送され、受光素子５の直下のミラー２３ｂで上方に向かって光路がほぼ９０°で変更された後、受光素子５に入射する。
【００５７】
このようなミラー２３ａ、２３ｂを設けることにより、光導波路２０の主面（上面および／または下面）を、配線基板３を介して発光素子４および受光素子５を搭載する領域として用いることができるので、光電気混載基板１の小型化を図ることができるとともに、高密度実装にも寄与する。
【００５８】
このような光導波路２０の上面には、配線基板３が接合され、さらに、配線基板３の上面には、それぞれ、後述するコア層２１が備えるコア部２１１に対応するように発光素子４および発光素子用ＩＣ４０と、受光素子５および受光素子用ＩＣ５０とが搭載されている。
【００５９】
配線基板３は、所定のパターンで形成された配線部（図示せず）を有している。
また、発光素子（光学素子）４は、発光部を備える素子本体４１とバンプ４２とを備え、バンプ４２が、配線部（導体部）が備える端子に接合されている。また、発光素子用ＩＣ４０は、所定の回路が形成された素子本体４０１とバンプ４０２とを備え、バンプ４０２が、配線部が備える端子に接合されている。これにより、発光素子４は、発光素子用ＩＣ４０と配線基板３を介して電気的に接続され、その動作が発光素子用ＩＣ４０により制御される。
【００６０】
さらに、受光素子（光学素子）５は、受光部を備える素子本体５１とバンプ５２とを備え、バンプ５２が、配線部が備える端子に接合されている。また、受光素子用ＩＣ５０は、所定の回路が形成された素子本体５０１とバンプ５０２とを備え、バンプ５０２が、配線部の端子に接合されている。これにより、受光素子５は、受光素子用ＩＣ５０と配線基板３を介して電気的に接続され、受光素子用ＩＣ５０は、受光素子５による検出信号を増幅するよう動作する。
【００６１】
これにより、光電気混載基板１内に、電気回路が構築され、光電気混載基板１では、これらの光素子（発光素子４および受光素子５）と電気素子（発光素子用ＩＣ４０および受光素子用ＩＣ５０）とが協調して動作することにより、光信号と電気信号の相互変換が確実に行われ、高速かつ低ノイズでの信号処理を容易に行うことができる。
【００６２】
また、このような配線基板３における、発光素子４からの光Ｌの光路に対応する部分、および、受光素子５への光Ｌの光路に対応する部分は、それぞれ、光Ｌの透過が許容されるように光透過性を有する部材で構成される。
【００６３】
なお、本実施形態では、このような光電気混載基板１のうち、支持基板８１と、シート材８２と、光導波路２０とにより光導波路基板２が構成される。
【００６４】
また、本実施形態では、シート材８２を、クラッド層２２と同様の材料で構成することで、コア部２１１の屈折率よりも低い屈折率を有するものとし、これにより、シート材８２にクラッド層２２としての機能を発揮させるようにしてもよい。なお、この場合、光導波路２０が有する下側のクラッド部２２については、その形成を省略することができる。
【００６５】
さらに、欠損部２８ａ、２８ｂの縦断面が、直角三角形状をなす場合について説明したが、かかる場合に限定されず、欠損部を設けることでミラー２３ａ、２３ｂが形成されるものであれば、欠損部は、如何なる形状を有するものであってもよく、例えば、その縦断面が台形状をなすものであってもよい。
【００６６】
以上説明したような光電気混載基板１は、本発明の光電気混載基板の製造方法を用いて、例えば、次のようにして製造される。
【００６７】
なお、以下では、感光用光の作用により屈折率が低くなる感光性樹脂組成物７０を用いて光導波路２０が備えるコア層２１を形成する場合を一例に説明する。
【００６８】
図３〜５は、それぞれ、光電気混載基板が備える光導波路基板の製造工程を説明するための部分縦断面図である。なお、図３〜５中の左図は、図２のＡ−Ａ線断面における部分縦断面図であり、図３〜５中の右図は、図２のＢ−Ｂ線断面における部分縦断面図である。また、以下の説明では、図３〜５中の上側を「上」といい、下側を「下」という。
【００６９】
＜１＞ まず、孔部８３を備える支持基板８１と、シート状をなすシート材８２とを用意し、シート材８２を支持基板（支持基材）８１に接合する（第１の工程）。
【００７０】
本実施形態では、支持基板８１の縁部を除くほぼ全面を覆うように支持基板８１上に、シート材８２が接合され、これにより、孔部８３がシート材８２により覆われることとなる。
【００７１】
また、シート材８２の支持基板８１への接合は、例えば、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系およびポリウレタン系等の接着剤を用いて行うことができる。
【００７２】
＜２＞ 次に、シート材８２を介在させた状態で、支持基板８１上に光導波路２０を形成することで、光導波路基板２を得る。
【００７３】
＜２−１＞ まず、感光用光ＥＬ（活性放射線）の作用により屈折率が低くなるよう変化する感光性樹脂組成物（コア層形成用樹脂組成物）７０と、感光用光ＥＬの作用によっても屈折率が変化しない非感光性樹脂組成物（クラッド層形成用樹脂組成物）７１とを用意する。
【００７４】
ここで、感光性樹脂組成物７０としては、例えば、特殊な配合の樹脂組成物を用いることができる。
【００７５】
この樹脂組成物には、ベースポリマーと、このベースポリマーより屈折率の低いモノマーとを含み、感光用光ＥＬを照射させた照射領域内において、モノマーの反応を進行させることにより、感光用光ＥＬを照射させない未照射領域から、未反応のモノマーを照射領域に拡散させ、結果として、未照射領域の屈折率が照射領域の屈折率より高くなるようなものがある。
【００７６】
ベースポリマーとしては、例えば、ノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、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、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体など）用いることができる。
【００７７】
これらの中でも、特に、環状オレフィン系樹脂を主とするものが好ましい。ベースポリマーとして環状オレフィン系樹脂を用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有するコア層２１を形成することができる。
【００７８】
さらに、環状オレフィン系樹脂としては、耐熱性、透明性等の観点から、ノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。また、ノルボルネン系樹脂は、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コア層２１を形成することができる。
【００７９】
一方、モノマーとしては、例えば、ノルボルネン系モノマー、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、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー等のうち、ベースポリマーより屈折率が低いものが選択され、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。
【００８０】
これらの中でも、モノマーとしては、オキセタニル基またはエポキシ基等の環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーを用いるのが好ましい。環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーを用いることにより、環状エーテル基の開環が起こり易いため、速やかに反応し得るモノマーが得られる。
【００８１】
具体的には、オキセタニル基を有し、かつ、ベースポリマーより屈折率が低いモノマーとしては、例えば、下記式（１）で表わされる単官能オキセタン（３−（シクロヘキシルオキシ）メチル−３−エチルオキセタン；ＣＨＯＸ）等が挙げられる。
【００８２】
【化１】
【００８３】
また、非感光性樹脂組成物７１としては、例えば、後工程で形成されるコア部２１１よりも低い屈折率を有する前記ベースポリマーを主材料として含有するものを用いることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、これら感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１により、光導波路２０を形成するための光導波路形成用材料が構成される。
【００８５】
＜２−２＞ 次に、シート材８２を介在させた状態で、支持基板８１上に、非感光性樹脂組成物７１、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１が支持基板８１側からこの順で積層された３層構成をなす、液状被膜７５を形成する（第２の工程）。
【００８６】
なお、このような液状被膜７５は、例えば、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７０の双方をそれぞれワニス状（液状）とし、ワニス状とされたこれら材料（液状材料）を、個別にまたは一括してシート材８２に供給することにより形成し得る。
【００８７】
また、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１をワニス状とする際には、各樹脂組成物７０、７１をそれぞれ溶媒または分散媒中に溶解または分散させることにより得られるが、この溶媒または分散媒としては、特に限定されないが、例えば、特開２０１０−９０３２８号公報に記載されたもの等が挙げられる。
【００８８】
また、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１をクラッド層２２上に供給する方法としては、各種塗布法を用いることができ、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法の方法が挙げられるが、カーテンコート法を用いるのが好ましい。
【００８９】
カーテンコート法によれば、３種の液状材料を積層状態で供給することができるヘッドＨ１を用いることで、図３（ａ）に示すように、非感光性樹脂組成物７１、感光性樹脂組成物７０および非感光性樹脂組成物７１がこの順で積層された状態で、支持基板８１上に供給することができるため、３層構成をなす液状被膜７５を容易に一括して形成することができる。その結果、液状被膜７５を形成するための工程の簡略化を図ることができる。
【００９０】
ここで、支持基板８１は、後工程＜３＞において、光導波路２０に欠損部２８ａ、２８ｂを形成し得るように、孔部８３を備える構成となっている。そのため、シート材８２を支持基板８１に接合することなく、液状被膜７５を支持基板８１上に形成すると、液状被膜７５の粘度等によっては、孔部８３の内部に、液状被膜７５の一部が漏出（埋入）してしまい、均一な膜厚の液状被膜７５、ひいては均一な膜厚の光導波路２０（特に、下側のクラッド層２２）を形成することができないという問題が生じるおそれがある。これに対して、本発明では、孔部８３を覆うようにシート材８２が支持基板８１に接合されている。そのため、液状被膜７５と支持基板８１との間にはシート材８２が介在することから、孔部８３への液状被膜７５の漏出を確実に防止することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態のように、支持基板８１の上面のほぼ全面をシート材８２で覆う構成とした場合、液状被膜７５は、支持基板８１に接することなく、シート材８２上に形成されることとなる。したがって、かかる構成とした場合には、比較的その表面性状が粗い支持基板８１を用いたとしても、均一な膜厚の光導波路２０を確実に形成することができる。
【００９２】
＜２−３＞ 次に、支持基板８１上に形成した３層構成をなす液状被膜７５を乾燥することにより、図３（ｂ）に示すように、クラッド層形成用フィルム７３、コア層形成用フィルム７２およびクラッド層形成用フィルム７３がこの順で積層された光導波路形成用のフィルム（層）７６を形成する（第３の工程）。
【００９３】
このフィルム７６のうちコア層形成用フィルム７２は、後述する感光用光（活性放射線）ＥＬの照射により、コア部２１１とクラッド部２１２とを備えるコア層２１となるものである。
【００９４】
また、クラッド層形成用フィルム７３は、感光用光（活性放射線）ＥＬの照射によっても、その屈折率が変化しないものであり、コア部２１１とクラッド部２１２とを備えるコア層２１の形成により、クラッド層２２としての機能を発揮するものである。
【００９５】
したがって、この３層構成をなすフィルム７６により、光導波路形成用材料を含有する層が構成される。
【００９６】
＜２−４＞ 次に、フィルム７６に所定の処理を施すことにより、光導波路２０を形成する（第４の工程）。
【００９７】
本実施形態では、この所定の処理は、コア層形成用フィルム７２における、クラッド部２１２を形成すべき領域に対して、選択的に感光用光ＥＬ（例えば、紫外線）を照射することで行われる。
【００９８】
この際、図４（ａ）に示すように、コア層形成用フィルム７２（フィルム７６）の上方に形成すべきクラッド部２１２の形状に対応した開口部を備えるマスクＭを配置する。このマスクＭを介して、コア層形成用フィルム７２に対し、感光用光ＥＬを照射する。換言すれば、コア部２１１を形成すべき領域に対して、マスクＭを用いてマスクする。
【００９９】
用いられる感光用光ＥＬとしては、例えば、波長２００〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長を有するものが挙げられる。これにより、コア層形成用フィルム７２の感光用光ＥＬが照射された領域における屈折率を、比較的容易に低くすることができる。
【０１００】
また、感光用光ＥＬの照射量は、特に限定されないが、０．１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．２〜３Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。
【０１０１】
なお、レーザ光のように指向性の高い感光用光ＥＬを用いる場合には、マスクＭの使用を省略することもできる。
【０１０２】
ここで、コア層形成用フィルム７２のうち、感光用光ＥＬが照射された照射領域では、モノマーの反応（ペースポリマーの架橋、モノマーの重合等）が開始する。また、感光用光ＥＬが照射されていない未照射領域では、モノマーの反応は生じない。
【０１０３】
そのため、照射領域では、モノマーの反応の進行に応じて、モノマーの残存量が少なくなる。これに応じて、未照射領域のモノマーが照射領域側に拡散し、これにより、照射領域と未照射領域とで屈折率差が生じる。
【０１０４】
ここで、本実施形態では、モノマーの屈折率が、ベースポリマーの屈折率よりも低いため、未照射領域のモノマーが照射領域に拡散することで、照射領域の屈折率が連続的に低くなるとともに、未照射領域の屈折率は連続的に高くなる。
【０１０５】
かかる過程を経て、図４（ｂ）に示すように、コア層形成用フィルム７２の未照射領域が、コア部２１１となり、コア層形成用フィルム７２の照射領域がクラッド部２１２となったコア層２１が形成される。
【０１０６】
また、クラッド層形成用フィルム７３は、感光用光ＥＬの照射によってもその屈折率に変化が認められず、さらに、コア部２１１よりも低い屈折率を有するベースポリマーを主材料としているため、このクラッド層形成用フィルム７３により、クラッド層２２が構成される。
【０１０７】
したがって、一対のクラッド層２２は、クラッド部２１２とは異なる方向すなわちコア部２１１の上下方向から、コア部２１１を挟むように配置される構成となるため、図４（ｂ）に示すような光導波路２０が形成される。
【０１０８】
以上のようにて、シート材８２を介して支持基板８１上に光導波路２０が形成された光導波路基板２を製造されるが、上記のような工程を経ることで、支持基板８１上に直接、光導波路２０を作り込むことができる。そのため、ダミー基板上に光導波路２０を作製し、その後、ダミー基板から剥離させた光導波路２０を支持基板８１上に貼り合わせて光導波路基板２を得る場合と比較して製造工程の簡略化を図ることができる。
【０１０９】
＜３＞ 次に、シート材８２と光導波路２０との一部を除去することにより欠損部２８ａ、２８ｂを形成する（第５の工程）。
【０１１０】
より具体的には、本実施形態では、欠損部２８ａ、２８ｂは、シート材８２の下面から下側のクラッド層２２およびコア層２１（コア部２１１）を超えて、上側のクラッド層２２に至るまでの部分を欠損（除去）させることにより形成される。
【０１１１】
このような、欠損部２８ａ、２８ｂの形成は、例えば、光導波路２０に、レーザ加工、研削加工等を施すことで行われる。
【０１１２】
そこで、例えば、レーザ加工により、欠損部２８ａ、２８ｂを形成する場合、本発明では、上述したように、光導波路２０およびシート材８２の欠損部２８ａ、２８ｂを形成すべき領域を包含するように孔部８３が設けられている。そのため、レーザ装置が備えるヘッドＨ２を、図５（ａ）に示すように、支持基板８１下側の孔部８３に対応する位置に配置することで、レーザを、孔部８３を介してシート材８２および光導波路２０に直接照射することが可能となる。したがって、支持基板８１上に、光導波路２０を直接作り込んでいたとしても、容易に欠損部２８ａ、２８ｂを形成することができる（図５（ｂ）参照。）。
【０１１３】
なお、シート材８２の下面には、欠損部２８ａ、２８ｂを形成すべき位置に、予めアライメントマークを付すようにしてもよい。これにより、たとえシート材８２が透明性を有しない材料で構成されていたとしても、位置ずれを生じることなく、シート材８２および光導波路２０の一部を除去して、欠損部２８ａ、２８ｂを形成することができるようになる。
【０１１４】
＜４＞ 次に、配線基板３を用意する。
配線基板３は、それぞれ、例えば、平板状の基部の両面に金属層が形成された積層板（例えば、両面銅張り板）を用意し、エッチング、レーザ加工等を施して、金属層を所定形状にパターニングして配線部を形成することにより製造される。
【０１１５】
＜５＞ 次に、発光素子４および発光素子用ＩＣ４０と、受光素子５および受光素子用ＩＣ５０とを、それぞれ用意し、これらを配線基板３の所定の位置に搭載（接合）する。
【０１１６】
＜６＞ 次に、発光素子４が有する発光部が欠損部２８ａのミラー２３ａに、受光素子５が有する受光部が欠損部２８ｂのミラー２３ｂにそれぞれ対応するように、配線基板３を位置決めしつつ、光導波路２０の上面に接着剤を用いて接合する。
【０１１７】
以上のような工程を経て、光電気混載基板１が製造される。
なお、本実施形態では、ベースポリマーよりも屈折率の低いモノマーを含有する樹脂組成物を用いて、コア部２１１とクラッド部２１２とを備えるコア層２１を形成する場合について説明したが、かかる場合に限定されず、ベースポリマーよりも屈折率の高いモノマーを含有する樹脂組成物を用いて、前記コア層２１を形成するようにしてもよい。
【０１１８】
このような樹脂組成物を用いる場合、感光用光ＥＬの照射によりモノマーが拡散するコア層形成用フィルム７２の照射領域において、コア層形成用フィルム７２の未照射領域よりも屈折率が高くなる。そのため、かかる形態では、コア層形成用フィルム７２の照射領域および未照射領域がそれぞれコア部２１１およびクラッド部２１２となったコア層２１が形成される。
【０１１９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の光電気混載基板の第２実施形態について説明する。
【０１２０】
図６は、本発明の光電気混載基板の第２実施形態の概略を示す縦断面図、図７は、図６に示す光電気混載基板が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。なお、以下の説明では、図６中の上側を「上」といい、下側を「下」という。また、図７中には、シート材上に接合される光導波路を二点鎖線で示している。さらに、図７中のハッチングは、支持基板とシート材との違いを分かり易く示すためにシート材に入れたものであり、断面を示すものではない。
【０１２１】
以下、本実施形態にかかる光電気混載基板１について説明するが、前記第１実施形態にかかる光電気混載基板１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１２２】
本実施形態にかかる光電気混載基板１は、孔部８３を覆うように支持基板８１に接合されたシート材８２の平面視形状が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
【０１２３】
図６、７に示すシート材８２は、その平面視形状が、孔部８３の平面視形状とほぼ一致するように形成され、孔部８３に対して選択的に設けられている。そして、図６に示すように、孔部８３の上側に偏在させることで、支持基板８１の上面とシート材８２の上面とにより平坦面が構成される。
【０１２４】
かかる構成のシート材８２を支持基板８１に接合することによっても、前記第１実施形態で説明したのと同様に、シート材８２を設けることによる作用・効果を得ることができる。
【０１２５】
すなわち、前記工程＜２−２＞において、液状被膜７５の一部が孔部８３に漏出するのを防止して、均一な膜厚の光導波路２０を形成することが可能となるとともに、前記工程＜３＞における孔部８３を介した欠損部２８ａ、２８ｂの形成が実現可能となる。
【０１２６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の光電気混載基板の第３実施形態について説明する。
【０１２７】
図８は、本発明の光電気混載基板の第３実施形態が備える支持基板とシート材とを示す平面図である。なお、以下の説明では、図８中の紙面手前側を「上」といい、紙面奥側を「下」という。また、図８中には、シート材上に接合される光導波路を二点鎖線で示している。
【０１２８】
以下、本実施形態にかかる光電気混載基板１について説明するが、前記第１実施形態にかかる光電気混載基板１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１２９】
本実施形態にかかる光電気混載基板１は、支持基板８１に形成される孔部８３の構成が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
【０１３０】
図８に示す支持基板８１では、孔部８３が平面視でほぼ正方形状に形成され、この孔部８３が８つ設けられ、各欠損部２８ａ、２８ｂに対応するように別個に形成されている。
【０１３１】
かかる構成の孔部８３を備える支持基板８１においても、前記第１実施形態で説明したのと同様に、シート材８２を支持基板８１に設けることによる作用・効果を得ることができる。
【０１３２】
すなわち、前記工程＜２−２＞において、液状被膜７５の一部が孔部８３に漏出するのを防止して、均一な膜厚の光導波路２０を形成することが可能となるとともに、前記工程＜３＞における孔部８３を介した欠損部２８ａ、２８ｂの形成が実現可能となる。
【０１３３】
なお、欠損部２８ａ、２８ｂの平面視における形状は、特に限定されず、本実施形態のように正方形状なす場合の他、例えば、真円、楕円、長円のような円形状、三角形、長方形、六角形、八角形のような多角形状をなすものであってもよい。
【０１３４】
本発明の光電気混載基板は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルータ装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光電気混載基板を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
【０１３５】
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度が高められるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
【０１３６】
以上、本発明の光電気混載基板の製造方法、光電気混載基板および電子機器の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１３７】
例えば、光電気混載基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１３８】
また、本発明の光電気混載基板では、前記第１〜第３実施形態の任意の構成を組み合わせることもできる。
【０１３９】
また、前記各実施形態では、コア部およびの縦断面形状が四角形状をなしている場合について示したが、これに限定されない。コア部の縦断面形状は、楕円形、長円形、三角形等であってもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 光電気混載基板
２ 光導波路基板
２０ 光導波路
２１ コア層
２１１ コア部
２１２ クラッド部
２２ クラッド層
２３ａ、２３ｂ ミラー
２８ａ、２８ｂ 欠損部
３ 配線基板
４ 発光素子
４１ 素子本体
４２ バンプ
４０ 発光素子用ＩＣ
４０１ 素子本体
４０２ バンプ
５ 受光素子
５１ 素子本体
５２ バンプ
５０ 受光素子用ＩＣ
５０１ 素子本体
５０２ バンプ
７０ 感光性樹脂組成物
７１ 非感光性樹脂組成物
７２ コア層形成用フィルム
７３ クラッド層形成用フィルム
７５ 液状被膜
７６ フィルム
８１ 支持基板
８２ シート材
８３ 孔部
Ｈ１ ヘッド
Ｈ２ ヘッド
Ｍ マスク
Ｌ 光
ＥＬ 感光用光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光させるための孔部を備える支持基板と、シート状をなすシート材とを用意し、前記孔部を覆うように前記シート材を前記支持基板に接合する第１の工程と、
光導波路を形成するための光導波路形成用材料を含有する液状材料を塗布法を用いて、前記シート材を介在させた状態で、前記支持基板上に供給することで液状被膜を形成する第２の工程と、
前記液状被膜を乾燥させて、前記光導波路形成用材料を含む層を成膜する第３の工程と、
該層に所定の処理を施すことにより前記光導波路を形成する第４の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。
【請求項２】
前記第４の工程の後、前記孔部を介して前記シート材と前記光導波路との一部を除去することにより欠損部を形成する第５の工程を有する請求項１に記載の光電気混載基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、光導波路形成用材料は、ポリマーと、該ポリマーと屈折率が異なるモノマーとを含み、前記層に対して活性放射線を照射して、前記活性放射線が照射された照射領域内において、前記モノマーの反応を進行させることにより、前記活性放射線が照射されない未照射領域から、未反応の前記モノマーを前記照射領域に拡散させ、結果として、前記照射領域と前記未照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記未照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部としてなるコア層を備える前記光導波路が形成される請求項１または２に記載の光電気混載基板の製造方法。
【請求項４】
透光させるための孔部を備える支持基板と、少なくとも前記孔部を覆うように前記支持基板上に接合されたシート状をなすシート材と、前記シート材を介して前記支持基板上に接合された光導波路とを有することを特徴とする光電気混載基板。
【請求項５】
前記シート材は、前記孔部に対して選択的に設けられている請求項４に記載の光電気混載基板。
【請求項６】
前記シート材は、前記支持基板のほぼ全体を覆うように設けられている請求項４に記載の光電気混載基板。
【請求項７】
前記光導波路は、コア部と、前記コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備え、
前記コア部は、前記クラッド部よりも屈折率が低いことにより、その一端から他端まで光を導く光路を構成している請求項４ないし６のいずれかに記載の光電気混載基板。
【請求項８】
前記光導波路は、前記孔部に対応する位置に、光路の方向を変更する光路変更部を備え、該光路変更部は、前記コア部に欠損部を設けることにより形成されたものである請求項７に記載の光電気混載基板。
【請求項９】
さらに、前記光導波路上には、発光部または受光部を備える光素子を搭載した配線基板が接続される請求項４ないし８のいずれかに記載の光電気混載基板。
【請求項１０】
請求項１ないし３のいずれかに記載の光電気混載基板の製造方法により製造された光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項４ないし９のいずれかに記載の光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
透光させるための孔部を備える支持基板と、シート状をなすシート材とを用意し、前記孔部を覆うように前記シート材を前記支持基板に接合する第１の工程と、
光導波路を形成するための光導波路形成用材料を含有する液状材料を塗布法を用いて、前記シート材を介在させた状態で、前記支持基板上に供給することで液状被膜を形成する第２の工程と、
前記液状被膜を乾燥させて、前記光導波路形成用材料を含む層を成膜する第３の工程と、
該層に所定の処理を施すことにより前記光導波路を形成する第４の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。
【請求項２】
前記第４の工程の後、前記孔部を介して前記シート材と前記光導波路との一部を除去することにより欠損部を形成する第５の工程を有する請求項１に記載の光電気混載基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、光導波路形成用材料は、ポリマーと、該ポリマーと屈折率が異なるモノマーとを含み、前記層に対して活性放射線を照射して、前記活性放射線が照射された照射領域内において、前記モノマーの反応を進行させることにより、前記活性放射線が照射されない未照射領域から、未反応の前記モノマーを前記照射領域に拡散させ、結果として、前記照射領域と前記未照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記未照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部としてなるコア層を備える前記光導波路が形成される請求項１または２に記載の光電気混載基板の製造方法。
【請求項４】
透光させるための孔部を備える支持基板と、少なくとも前記孔部を覆うように前記支持基板上に接合されたシート状をなすシート材と、前記シート材を介して前記支持基板上に接合された光導波路とを有することを特徴とする光電気混載基板。
【請求項５】
前記シート材は、前記孔部に対して選択的に設けられている請求項４に記載の光電気混載基板。
【請求項６】
前記シート材は、前記支持基板のほぼ全体を覆うように設けられている請求項４に記載の光電気混載基板。
【請求項７】
前記光導波路は、コア部と、前記コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備え、
前記コア部は、前記クラッド部よりも屈折率が低いことにより、その一端から他端まで光を導く光路を構成している請求項４ないし６のいずれかに記載の光電気混載基板。
【請求項８】
前記光導波路は、前記孔部に対応する位置に、光路の方向を変更する光路変更部を備え、該光路変更部は、前記コア部に欠損部を設けることにより形成されたものである請求項７に記載の光電気混載基板。
【請求項９】
さらに、前記光導波路上には、発光部または受光部を備える光素子を搭載した配線基板が接続される請求項４ないし８のいずれかに記載の光電気混載基板。
【請求項１０】
請求項１ないし３のいずれかに記載の光電気混載基板の製造方法により製造された光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項４ないし９のいずれかに記載の光電気混載基板を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９４２８７（Ｐ２０１２−１９４２８７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７２５２（Ｐ２０１１−５７２５２）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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