光波导基片及使用其的光电混载电路安装基片的制作方法

专利名称：光波导基片及使用其的光电混载电路安装基片的制作方法
技术领域：
本发明涉及光波导基片及光电混载电路安装基片，尤其涉及在传输装置内 一并处理插件间所传接的大容量光信号的光电混载电路安装基片的光配线构 造和光学连接部的安装方式。
技术背景近年来在信息通信领域，利用光来高速交换大容量的数据的通信业务的整 备在快速进行，迄今为止对业务信息处理系统、城域网、访问系统之类的几km以上的较长距离展开了光纤网。今后由于对传输装置间(几m 几十m)、或 装置内(几cm 几十cm)这种极近的距离也要不耽误地处理大容量数据，因此， 有效的是使信号配线光学化。关于传输装置内的光学配线化，在路由器/开关装置中，将从以太等外部 通过光纤传输的高频信号输入到线卡中。该线卡对于一张背板卡以几张构成， 向各线卡的输入信号借助于背板卡集中在开关卡上，经开关卡内的LSI处理 后，再次借助于背板卡向各线卡输出。这里，在当前的装置中，当前为300Gbit/s 以上的信号借助于背板卡从各线卡向开关卡集中。若以当前的电气配线进行传 输，则由于因传播损失的关系而有必要在每条配线上分配l-3Gbit/s左右，因 此，需要100条以上的配线数量。再有，有必要对这些高频线路采用波形整形电路和反射或配线间串音的对 策。今后，若系统的大容量化进一步扩大而成为处理Tbit/s以上的信息，则在 现有的电气配线中配线条数和串音对策等问题将越发严重。对此，通过使装置 内线卡 背板卡 开关卡的插件间的信号传输线路光学化，以抵损失可传播 10Gbps以上的高频信号，因此，由于可使配线条数少且对于高频信号也不需 要上述对策，所以很有希望。为了实现这种大容量的互连电路需要有光配线的高密度化和制作方法容 易的基片安装技术。关于配线的高密度化，在专利文献l中公开有将多层光波7导阵列和光电转换元件阵列以高密度光学连接的安装方式的一例。将此表示在图10中。在该例中，通过将平面排列了多条光波导阵列等的光配线层IOIA、 101B进一步沿基片的厚度方向层叠多层，并与搭载在基片表面上的面发(受) 光型的光电转换元件阵列100进行光学连接，从而可在更小的面积内实现配线 高密度化，所以有效。另外，用于将上述光波导阵列内传播光在基片垂直方向 上进行光路转换的镜部106，由于通过将光波导阵列IOIA、 IOIB的末端部配 置成同列，从而利用切削等可一统形成多条芯，所以该部分的制作工序简^f更。 再有，在专利文献2中公开有在同层内将光配线层和光电转换元件阵列以 高密度光学连接的安装方式的其它例。将此表示在图11中。在该例中，在并 排了多个的光波导芯110中，偏离光的波导方向配置相邻的芯间的光入射出射 部的位置。同样地、与芯的光入射出射部对应而配置的光电转换元件阵列112 也偏离上述波导方向配置，光学连接双方。能够降低各自相邻的芯间或光电转 换元件间的串音等的影响，并且进一步提高光配线和光电转换元件的集成密 度。专利文献1:特开2003-114365号公报 专利文献2:特开2005-340545号公报专利文献1所公开的多层光波导阵列和光电转换元件阵列的光学连接，在 同一区域内考虑了进一步的高密度化的场合，使光电转换元件阵列和光波导阵 列的信道间的间距狭窄即可。然而，若使间距过窄，则产生各自相邻的芯间或 光电转换元件间的串音等的影响，所以在这种构造上进行窄间距化有限度。另 外，作为其它方法，加大光波导阵列的层数也可实现高密度化，然而在该场合 加大层数则光波导和光电转换元件的物理上的距离变大，因而有必要施加如在 该专利文献1中所公开的因射线的扩散引起的光学连接损失的抑制构造。由 此，成为零部件数和制作工序的增大以及成品率恶化的要因，所以在多层化上 也有限度。另一方面，在专利文献2中所公开的方式中，通过在同层内将光配线和光 电转换元件分别配置成锯齿状来实现高密度化，而在制作光波导芯的光路转换 镜时，不能以前面所述的切削等来一并形成多条芯。因此，有必要对分别偏离 波导方向配置的芯的每个末端部制作镜部，由此，成为零部件数和制作工序的8增大以及成品率恶化的要因。此外，除了上述切削以外，在将预先另外制作的 微棱镜安装在光波导上的方式中，对于交错配置的光波导产生与上述同样的问 题。再有，作为其它方式，通过利用了掩模的平板印刷术而一并形成交错配置 在面内的各光波导的镜部也作为可能性之一来举出。但在上述方式中，对芯倾斜地照射射线而精度优良且面内均匀地形成45。镜困难。另外，还产生构造上 的问题。对此利用图9说明。如图9所示，在将带锥形面芯15和配线芯14 的图案分别分开形成工序来制作的场合，就图9的以A'表示的带锥形面芯15 的宽度而言，考虑到对位偏离而有必要足够比芯宽度A大，由此不利于窄间 距化。另外，由于配线芯和带锥形面芯间的间隙B接近，因而在将配线芯14 和带锥形面芯15用包层11埋入时有产生空洞等的危险性，并成为成品率恶化 的原因。因此，本发明的目的在于，提供在形成于基片上的光波导和光电转换元件 或光波导阵列连接器的光学连接中，降低零部件数及制作工序数从而能够实现 低价格化，而且具有可使配线高密度化最有效的光波导配线及光路转换镜构造 的光电混载电路安装基片及使用了它的装置。 发明内容在本发明中，为了解决上述问题而设置具有在基片平面上与多个配线部芯 正交，并相对于基片垂直轴在与光元件对应的位置将光路转换90。的功能的带 锥形面芯。即、就从配置于光波导上表面的元件例如发光元件的出射光而言， 光路在上述带锥形面芯转换90。后在配线部芯中传播。所传l番的光在i殳置于其 它位置的带锥形面芯转换90。后朝向光波导的上表面，并由设置于该光波导的 上表面的元件例如免受光二极管所接收。此时，在本发明中，由于带锥形面芯 的表面分别埋入正交的配线部芯，将配线部芯内的传播光在第一带锥形面芯转 换光路的第 一芯和通过第一带锥形面芯内并在第二带锥形面芯部转换光路的 第二芯各自交^l昔配置，从而高密度地配置的多个配线部芯及光学元件阵列的光 的传接借助于具有共通的镜子功能的部分进行。发明效果如下。采用本发明能够提供在形成于基片上的光波导和光学元件阵列或光学连9接器的光学连接中，降低零部件数及制作工序数从而能够实现低价格化，而且 具有可使配线高密度化最有效的光波导配线及光路转换构造的光电混载电路 安装基片及使用了它的装置。


图1是本发明的第一实施例即光电混载电路安装基片的立体图及俯视图。图2A是表示在基片上形成包层，并在其上形成了折射率高于包层的芯层的状态的图。图2B是表示在形成了包层的上表面的芯层后，形成了带锥形面芯的状态 的图。图2C是表示在芯的锥形面的任意部分包覆了用于以高效率来反射光的金 属的状态的图。图2D是表示从带锥形面芯的上部开始形成芯层，并形成了芯图案的状态 的图。图2E是表示在形成有图案的芯上表面载放了包层材料的状态的图。 图2F是表示完成图1所示光电混载电路安装基片的最终阶段的图。 图3A是表示使入射光在配置于包层上的芯内从端面传播并借助于带锥形面芯从另 一端面出射的场合的模式图的图。图3B是表示利用图3A所示的模型，通过光线追踪法对芯传播光的过量损失、和带锥形面芯与包层的相对折射率差AA的关系进行了计算的结果的图。图4是本发明的第二实施例的光电混载电路安装基片2的立体图及俯3见图。图5是本发明的第三实施例的光电混载电路安装基片3的立体图。 图6是本发明的第四实施例的光电混载电路安装基片4的立体图。 图7是本发明的第五实施例即光电混载电路安装基片的立体图。 图8是表示应用了本发明的光电混载电路安装基片的第六实施例的概要 的图。图9是用于说明关于交错配置的配线芯和配置在各自上的光路转换镜的 构造的课题的图。10图IO是表示以高密度光学连接了多层光波导阵列和光电转换元件阵列的 安装方式的现有例的图。图11是表示在同层内将光配线层和光电转换元件阵列以高密度光学连接 的安装方式的现有例的图。符号说明1、 2、 3、 4、 5—光电混载电路安装基片，IO—基片，ll一包层，12、 40— 光波导层，13、 14、 20、 41、 42—芯，15、 16、 43、 44、 70、 71、 76、 77、 78、 79—带锥形面芯，15a、 16a-—锥形面，17—光学元件阵列，21—软钎焊凸点，22、 23—光反射膜，30、 50、 51—入射光，31—出射光，60—纤维，61、 84、 700—光学连接器，72—电气配线，73—受光元件阵列，74—集成电路，75— 发光元件阵列，80、 81、 82—电路，83—子插件，85—背板卡，86—开关卡， 100—阵列型光电元件单元，101A、 101B—阵列型光波导单元，104A、 104B—— 阵列型光耦合用光波导单元。
具体实施方式
以下详细i兌明实施例 实施例1图1是本发明的第一实施例即光电混载电路安装基片1的立体图及俯视 图。10是以环氧玻璃、陶瓷或半导体等材料制成的基片。在该基片10上构成 有以各自被包层11包围且由高折射率材料构成的多个配线芯13、 14形成的光 波导层12;以及以与各自的配线芯13、14在基片上正交的方式具有锥形面15a、 16a的芯15、 16。另外在各芯15、 16的锥形面15a、 16a的任意部位形成有光反射膜22、23, 进而该锥形面15a、 16a分别埋入正交的配线芯13、 14。即、如图1所示， 做成借助于第一带锥形面芯15的锥形面15a转换光路的第一配线芯13和通过 第一带锥形面芯15并在第二带锥形面芯16的锥形面16a转换光路的第二配线 芯14分别在基片上呈锯齿状地交错配置的配线结构。另外，通过在与光波导 层12的上表面的各带锥形面芯15、 16的锥形面15a、 16a对应的位置上分别 载放光学元件阵列17，从而构成为，第一及第二配线芯13、 14和光学元件阵 列17的光传接借助于第一及第二带锥形面芯15、 16进行。由此，尽管图1ii表示交错配置的例，而配线芯13、 14和光学元件阵列17借助于具有共通的镜 子功能的各带锥形面芯15、 16可在同一面积内高密度地进行光学连接。此外， 虽未图示，在安装基片1的上表面实施有光学元件阵列17所需的电气配线图 案。该配线图案与配线芯13、 14和带锥形面芯15、 16或光反射膜22、 23相 同地通过平版印刷技术边对位边形成，并实现与载放到规定的位置的光学元件 阵列17及受光元件28的电连接。另外，这里使用的光学元件阵列17以适合 通过倒装片的表面安装的面发光或面受光二极管为宜。另外，虽未图示，而通 过在位于与载放在基片上表面的光学元件阵列17相对的位置的带锥形面芯 70、 71的上表面载放同样的光学元件阵列，可借助于配线芯13、 14及带锥形 面芯70、 71实现光学元件阵列间的信号的传接。这里，若关于图1所示光电混载电路安装基片1的主要部分的尺寸例进行 叙述则如下。配线芯13、 14的长度方向和垂直的方向上的截面为50fmix50Mm， 芯13和芯14的间隔(中心间3巨)分别为125pm，光波导层12的包层的上下 厚度为25pm。另外，带锥形面芯的间隔为250(im，形成于各锥形表面上的光 反射膜22、 23各自以125pm间距交错排列。这里，之所以使上述配线芯13、 14及光反射膜22、 23的间距为125pm，是因为在使载放到基片上表面的光学 元件阵列17为纤维阵列的场合，间距依赖于包层直径125|im。另外，在仅为 光学元件彼此的组合的场合，可进一步排列成间距不足125pm,而在该场合有 必要考虑信道间的光串音的影响决定间距。图2A 图2G是用于说明图1所示实施例1的光电混载电路安装基片的构 成步骤的一例的图。图2A是表示在基片lO上形成包层ll，并在其上通过涂敷或粘贴来形成 了折射率高于包层25的芯层20的状态的图。这里，作为包层11及芯层20的 材料使用可以紫外线固化并以光刻蚀法形成图案的聚合物等树脂，而在进行蚀 刻等其它的工艺方法的场合，也可以使用电介质膜和石英之类的材料。接着，如图2B所示，在将包层U的上表面的芯层20利用光刻蚀法形成 为长方体状的图案后，通过利用切削设置锥形面15a、 16a而形成带锥形面芯 15、 16。这里，带锥形面芯15、 16由于以与配线芯13、 14的各自正交的方式 连接，所以在制作锥形面15a、 16a时，除了上述切削以外通过蚀刻或者平版12印刷之类的手法也能一并形成。由此可大幅度削减工序数。另外，如图2C所 示，为了以高效率来反射光而在带锥形面芯15、 16的锥形面15a、 16a的任意 部分通过蒸镀或电镀等来包覆Au等金属。接着，如图2D所示那样以与在图2A所说明的步骤相同地通过涂敷或粘 贴来形成芯层，并以光刻蚀法等形成芯图案13、 14。这里，就带锥形面芯15、 16的^^,形面15a、 16a而言，可以〗义在与配线芯13、 14相交的部分的单面形 成，但在考虑了芯13、 14的埋入性的场合，最好将该锥形面在芯的两面形成。 另外，如图2E所示，表示在形成有图案的芯13、 14上表面载放了包层材料 ll的状态。这里，包层11做成80^im的厚度，将连基片IO也包括在内的整体 加热而使包层11的材料软化，并通过利用平坦的面的压板从上表面加压，从 而包层11填充配线芯13、 14间的空间，并且形成包围了配线芯13、 14的光 波导层12。图2F是表示完成图1所示光电混载电路安装基片1的最终阶段的图。将 光学元件阵列17所需的电气配线图案与带锥形面芯15、 16相同地通过平版印 刷技术边与带锥形面芯15、 16对位边形成在光波导层12的上表面。在该配线 图案的规定的位置载放软钎焊凸点21和光学元件阵列17从而实现电连接。由 此完成图1所示光电混载电路安装基片1。 (本发明的效果的定量评价例)图3A表示使入射光30在配置于包层11上的芯13内从端面传播并借助 于带锥形面芯15从另一端面出射的场合的模式图。另外，图3B是表示利用 图3A所示的模型，通过光线追踪法对芯传播光的过量损失(入射光30强度 一出射光31强度)、和带锥形面芯15与包层11的相对折射率差AA的关系进 行了计算的结果的图。这里，如前面所述，配线芯13具有50|imx50^im的截 面，包括芯在内的包层的厚度为25|im,未考虑在芯13内传播时的材料损失。 另外，对于使芯13与包层11的相对折射率差AB在1.0 2.5变化时的依赖性 也进行了计算。从图3B的结果可知，在AA为0。/。即带锥形面芯15与包层11 的折射率相等的场合，在配线芯13的传播光通过带锥形面芯15时光辐射，且 因漏光而引起的过量损失变大。与此相反，通过使带锥形面芯15的折射率比 包层11还大即加大AA，使得在上述芯13的传播光通过带锥形面芯15时光由13带锥形面芯15和包层11的折射率差所限制在内部，从而可抑制因漏光引起的 过量损失。尤其在图3B的结果中，在带锥形面芯15的折射率与芯13相等或 为其以上的场合，作为过量损失抑制效果足够。在通过上述内容形成本发明构 造的场合，在将包层11的折射率设为nl,配线芯13的折射率设为n2，带锥 形面芯15的折射率设为n3时，从过量损失抑制的观点来看，以nKn2Sn3的 关系形成各自有效。 实施例2图4是本发明的第二实施例的光电混载电路安装基片2的立体图及俯视 图。这里表示将以第一实施例的光电混载电路安装基片1表示的构造层叠为双 层的例子。如图4所示，与以第一实施例的光电混载电路安装基片l相同地、 将借助于带锥形面芯43的锥形面43a转换光路的芯41和通过带锥形面芯43 并在带锥形面芯44的锥形面44a转换光路的芯42分别交错设置的光波导层 40和其下层的光波导层12层叠在厚度方向上，并在光波导层40的上表面， 在与设置在各个光波导层40、 12上的带锥形面芯的锥形面对应的位置上载放 光学元件阵列17。此外，本构造通过重复进行在图2A F所说明的制作步骤而 形成。另外，虽然在图4中表示了层叠为双层的例子，但即便在三层以上进一 步层叠的场合，通过同样的制作步骤和垒积配线结构能够形成。如本构造，通 过将交错配置在同一光波导层内的芯配线做成层叠为多层的结构，从而可在更 小的面积内实现最有效的配线高密度化。实施例3图5是本发明的第三实施例的光电混载电路安装基片3的立体图。这里表 示在以第二实施例的光电混载电路安装基片2表示的双层构造层中，在设置于 光波导层40内的带锥形面芯43、 44的正下方的光波导层12内形成了带锥形 面芯15、 16的例子。如图5所示，图中以虚线表示的在光波导层12内的芯 14传播的光将光路在带锥形面芯15的锥形面15a向基片上方转换，并在设置 在光波导层40上的带锥形面芯43内通过后，光路在锥形面43a的内部转换到 与基片平行的方向上。进一步转换了光路的光在芯41中传播后光路在带锥形 面芯44的锥形面44a向基片上部转换，虽未图示，但与载放在基片上部的光 学元件阵列光学连接。通过做成本结构，由于利用带锥形面芯在多层间也能自14由改变光的传播方向，所以配线布局的灵活性变高。 实施例4图6是本发明的第四实施例的光电混载电路安装基片4的立体图。这里表 示在以第一实施例的光电混载电路安装基片l表示的光波导层12上载放了具 有使芯13、 14夹在中间而与光学元件阵列17相对的纤维60的光学连接器61 的例子。如图6所示，通过在设置于光波导层12上的带锥形面芯43、 44的正 上方的包层11上部载放集成了与配线芯13、 14同样地交错配置的纤维60的 光学连接器61，使得从纤维60朝向带锥形面芯43的锥形面43a或带锥形面 芯44的锥形面44a出射的光在各锥形面43a、 44a向与基片水平的方向转换光 路，并在芯13、 14内传播。再有，芯13、 14的传播光在带锥形面芯15的锥 形面15a或带锥形面芯16的锥形面16a向基片上部转换光路，并且与光学元 件阵列17光学连接。此外，这里虽然说明了从纤维60的出射光通过光波导层 12向光学元件阵列17入射的例子，但从与此相反的光学元件阵列17的出射 光通过光波导层12向纤维60入射的场合，也可同样通过本构造实现。在该场 合，光学元件阵列17由面发光二极管或面受光二极管构成。另外，通过在光 学连接器61内交错形成用于设置纤维的V形槽，可交错配置前面所说明的纤 维60。采用本构造能够将例如从光电混载电路安装基片4的外部借助于纤维 60输入输出的光信号向光学元件阵列17传递。另外，虽然未图示，但通过做 成在光波导层12上在使芯13、 14夹在中间而与光学元件阵列17相对的位置 上载放了同样的光学元件阵列的组合，从而可通过本构造实现元件间的光信号 传递。实施例5图7是本发明的第五实施例即光电混栽电路安装基片的立体图。如图所 示，就结构而言，在基片IO上形成本发明构造的光波导层12,在光波导层12 上载放从集成于光学连接器61上的纤维60出射的光借助于带锥形面芯70、 71及芯14、带锥形面芯15、 16入射的受光元件阵列73。另外，做成载放了 同样地借助于带锥形面芯43、 14及芯14、带锥形面芯76、 77传递光信号的 受光元件阵列73和内部装有带锥形面芯78、 79与芯14的光学连接器700的 结构。另外，载放有受光元件阵列73及与受光元件阵列73相邻且装配有用于15驱动各光学元件阵列的电路和纵横制接线器或逻辑电路等的集成电路74。另 夕卜，'虽然未图示，各光学元件阵列和集成电路74通过形成于光波导层上的高 频电气配线而连接。再有，集成电路74的电源、接地等的电气配线72内部安 装成借助于光波导层12与基片IO连接。釆用本结构，具有借助于纤维60在 光波导层12传输的光在受光元件阵列73转换为电信号，将用集成电路74处 理的电信号进一步用受光元件阵列73转换为光信号，并借助于光波导层12 及内装在光学连接器700中的带锥形面芯78、79芯14向基片外部传输的功能。 另外，采用本发明构造，能够得到安装面积更小且高密度的光电混载电路。 实施例6图8是表示应用了本发明的光电混载电路安装基片的第六实施例的扭克要 的图。这里表示在分别连接在背板卡85上的子插件83上应用了在第五实施例 所说明的本发明的光电混载电路安装基片的例子。如图8所示，向基片外部传 输的功能以太等从插件的正面部借助于纤维60在光波导层12传输后在光学元 件阵列17转换为电信号，将用集成电路74处理的电信号进一步用光学元件阵 列17转换为光信号，并借助于光波导层12与背板卡侧的光学连接器84光学 连接。再有，来自各子插件83的光信号借助于光波导层12集中到开关卡86 上。进一步具有借助于设置在开关卡上的光波导配线层12与光学元件阵列17 光学连接，并将在集成电路74处理的信号借助于光学元件阵列17再次向各子 插件83输入输出的功能。产业上的利用可能性如下。提供在形成于基片上的光波导和光电转换元件或光波导阵列连接器的光 学连接中，降低零部件数及制作工序数从而能够实现低价格化，而且具有使配 线高密度化最有效的光波导配线及光路转换镜构造的光电混载电路安装基片 及使用了它的装置。
权利要求
1. 一种光波导基片，其特征在于，具有基片；层叠在上述基片上的包层；至少一对形成于上述包层上并在长度方向的至少一面具有锥形面的第一带锥形面芯；以及形成于上述包层上的配线芯，在上述锥形面上的规定的区域具备反射部，其具有将入射光向所希望的方向转换光路的反射面；以及光透射部，其使在上述配线芯中传播后到达上述锥形面的入射光进一步向上述入射光的传播方向传播并经上述第一带锥形面芯透射，上述配线芯配设成在上述反射部及上述光透射部交叉。
2. 根据权利要求1所述的光波导基片，其特征在于， 具有至少一对与上述第一带锥形面芯的各个平行而形成在上述包层上的第二带锥形面芯，上述第二带锥形面芯的各个配置成将成对的上述第一带锥形面芯夹在其间，从上述光透射部朝向上述第二带锥形面芯延伸设置的上述配线芯在与上 述第二带锥形面芯交叉的区域的锥形面上具有将上述入射光向所希望的方向转换光路的第二反射部。
3. 根据权利要求2所述的光波导基片，其特征在于， 在将上述包层的折射率设为nl,上述配线芯的折射率设为n2，上述第一及第二带锥形面芯的折射率设为n3时，各自具有nKn2^n3的关系。
4. 根据权利要求2所述的光波导基片，其特征在于， 上述第一及第二带锥形面芯分别由一体成型的连续体构成。
5. 根据权利要求2所述的光波导基片，其特征在于， 上述第一及第二反射部分别由金属材料构成。
6. 根据权利要求2所述的光波导基片，其特征在于，上述配线芯、上述包层、以及上述第一及第二带锥形面芯分别以感光聚合 物材料形成。
7. 根据权利要求2所述的光波导基片，其特征在于， 上述锥形面形成在上述第 一及第二带锥形面芯的两侧面。
8. 根据权利要求2所述的光波导基片，其特征在于， 具有设置在上述第一及第二带锥形面芯的上方的光学元件阵列， 在上述配线芯传播的光借助于上述第一反射部或上述第二反射部而在与上述光学元件之间进行光的传接。
9. 根据权利要求8所述的光波导基片，其特征在于， 上述光学元件阵列由面发光二极管或面受光二极管构成。
10. 根据权利要求8所述的光波导基片，其特征在于， 上述光学元件阵列由具有连接器的光纤构成。
11. 一种光波导基片，其特征在于， 具有具备形成于基片上的第一包层和形成于上述第一包层上且传播入射 光的第 一配线芯而成的第 一光波导层；具备形成于上述第一光波导层上的第二包层和形成于上述第二包层 上且传播入射光的第二配线芯而成的第二光波导层；至少具有一对以分别与上述第一及第二配线芯交叉的方式设置的在 长度方向的至少一面上具有锥形面的第一及第二带锥形面芯，在上述第一及第二带锥形面芯的各自的锥形面上设有第 一及第二反射 部，其具备将入射光向所希望的方向转换光路的反射面；以及第一及第二光透 射部，其使在上述第一及第二配线芯中传播后到达上述各自的锥形面的入射光 进一步向上述入射光的传播方向传播并经上述第一及第二带锥形面芯透射，上述第 一及第二配线芯配设成在上述第 一及第二反射部以及上述第 一及 第二光透射部的各自交叉，分别具有至少一对与上述第一带锥形面芯平行而形成在上述第一包层上 的第三带锥形面芯和与上述第二带锥形面芯平行而形成在上述第二包层上的第四带锥形面芯，上述第三带锥形面芯配置成将成对的上述第 一带锥形面芯夹在其间， 上述第四带锥形面芯配置成将成对的上述第二带锥形面芯夹在其间， 从上述第 一光透射部朝向上述第三带锥形面芯延伸设置的第三配线芯在与上述第三带锥形面芯交叉的区域的锥形面上具有将上述入射光向所希望的方向转换光路的第三反射部，从上述第二光透射部朝向上述第四带锥形面芯延伸设置的第四配线芯在与上述第四带锥形面芯交叉的区域的锥形面上具有将上述入射光向所希望的方向转换光路的第四反射部。
12. 根据权利要求11所述的光波导基片，其特征在于，在将上述第一及第二包层的折射率设为nl,上述第一及第二配线芯的折 射率设为n2，上述第一至第四带锥形面芯的折射率设为n3时，各自具有 nKn2^n3的关系。
13. 根据权利要求11所述的光波导基片，其特征在于， 上述第 一至第四带锥形面芯分别由一体成型的连续体构成。
14. 根据权利要求11所述的光波导基片，其特征在于， 上述第一至第四反射部分别由金属材料构成。
15. 根据权利要求11所述的光波导基片，其特征在于， 上述第一及第二配线芯、第一及第二包层、以及第一至第四带锥形面芯分别以感光聚合物材料形成。
16. 才艮据权利要求11所述的光波导基片，其特征在于， 上述锥形面形成在上述第 一至第四带锥形面芯的各自的两侧面。
17. 根据权利要求11所述的光波导基片，其特征在于， 具有位于上述第一至第四反射部的上方且设置在形成于上述第二光波导层上的第三包层上的光学元件阵列，在上述第 一带锥形面芯传播的光通过上述第 一反射部或上述第 一光透射 部后借助于上述第三反射部转换光路而在与上述光学元件阵列之间进行光的 传接，或者，借助于上述第一反射部及上述第二反射部而在上述第二带锥形面 芯传播的光在与上述光学元件阵列之间进行光的传接。
18. 根据权利要求17所述的光波导基片，其特征在于， 上述光学元件阵列由面发光二极管或面受光二极管构成。
19. 根据权利要求17所述的光波导基片，其特征在于， 上述光学元件阵列由具有连接器的光纤构成。
20. 根据权利要求11所述的光波导基片，其特征在于， 在上述第二光波导层上借助于包层沿基片的厚度方向进一步层叠多层光波导层，在上述层叠为多层的光波导层的最上层的上表面，在与设置在上述光波导 层的各自上的带锥形面芯的锥形面对应的位置上分别载放光学元件阵列，上述配线芯和上述光学元件阵列的光的传接借助于上述带锥形面芯进行。
21. —种光电混载电路安装基片，其特征在于， 具有多个光波导层，其具备形成于基片上的包层和形成于上述包层上且在 长度方向的至少一面上具有锥形面的带锥形面芯而成；以及配线芯，其在上述锥形面上的规定的区域具备反射部，其具有将入 射光向所希望的方向转换光路的反射面；以及光透射部，其在上述配线芯中传 播后到达了上述锥形面的入射光进一步向上述入射光的传播方向传播并透射 上述带锥形面芯，且具有以在上述反射部及上述光透射部交叉的方式配设在上 述包层上的传播入射光的配线芯， 并具有设置于上述光波导层上的受光元件、发光元件、以及集成电路元件； 为了向上述集成电路元件供电而设置在上述基片上的电气配线； 具有向上述多个光波导层的一个导入入射光的光纤的输入侧光学连 接器；以及包括进一步形成在上述光波导层上并从上述多个光波导层的另一个 输出光的上述带锥形面芯的输出侧光学连接器，上述受光元件从上述多个光波导层的一个接收上述入射光，并将与上述入 射光对应的电信号向上述集成电路元件发送，上述发光元件根据从上述集成电路元件发送的电信号对上述多个光波导层的另 一个供给光信号，并将上述光信号借助于上述输出侧光学连接器向外部 发送。
22.根据权利要求21所述的光电混载电路安装基片，其特征在于，在上述基片上具有将上述光波导层和上述包层交错层叠而形成的至少双 层的光波导层，在上述所层叠的光波导层的最上层上表面设置了受光元件、发光元件以及 集成电路元件。
全文摘要
提供在形成于基片上的光波导和光学转换元件或光波导阵列连接器的光学连接中，降低零部件数及制作工序数且具有可使配线高密度化最有效的光波导配线及光路转换镜构造的光电混载电路安装基片和装置。其结构如下配置有层叠在基片(10)上且由被包层(11)包围的配线芯构成的光波导层(12)和以与光波导层(12)的各自的配线芯(13、14)正交的方式具有锥形面的芯(15、16)，带锥形面芯(15、16)的锥形表面(15a、16a)分别埋入正交的配线部芯，配线部芯内的传播光在第一带锥形面芯(15)转换光路的第一芯(13)和通过第一带锥形面芯(15)内并在第二带锥形面芯(16)转换光路的第二芯(14)各自交错配置。
文档编号G02B6/122GK101506705SQ20078003077
公开日2009年8月12日 申请日期2007年2月22日 优先权日2006年9月21日
发明者宍仓正人, 松冈康信 申请人:日立化成工业株式会社