專利名稱：光元件、光波導裝置、它們的制造方法以及使用它們的光電混載基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包含光波導板和光元件構成的光波導裝置。
背景技術：
近年來，隨著PC機、以蜂窩電話或PDA(Personal DigitalAssistant)為代表的便攜機器、數(shù)字AV(聲像)機器等的性能的迅速提高，在所有的頻帶已經可以混合無線、有線實現(xiàn)其相互連接。因此，針對來自電路板的電磁輻射噪聲(Electromagnetic InterferenceEMI)或對來自外界的電波混入的抗干擾性(Immunity)、因不完全連接造成的信號的紊流(Signal IntegritySI)等引起的數(shù)字機器的誤動作的防范措施已成為當務之急。關于這樣的電磁波問題，在產品出廠前通過電波法的限制值是不可缺少的，用于其防范措施的開發(fā)成本也正在年年增加，人們正期待基本上沒有電磁感應的光布線可以作為從根本上解決該瓶頸問題的關鍵。
此外，由于今后在家庭內也可以整備高速連接環(huán)境，故即便是在各種各樣的密封環(huán)境中自由地連接高速電子機器，也需要防范誤動作、噪聲混入等，光連接是可以相對地簡單地進行電氣隔離的有效的手段之一。
作為用于此目的的光布線手段曾提出有各種各樣的方法。
圖1給出了一例記載在特開平9-270751號公開專利上的光布線手段。
同圖中，1120是電路板，1130是信號光出射端，1133是信號光入射部，1101是光通道，1134是信號光出射部，1140是信號光入射端。光元件1132、1142安裝在電路板1120的輸入輸出端口1130、1140上，可以通過45度反射鏡1133s(光路變換裝置)與光波導板1100相結合。
在使從光元件1132輸入的光結合于光通道(光波導)時，光元件與光通道的位置吻合(調準)，更具體地說，光元件與45度反射鏡1133s的位置吻合極為重要。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的即為提供對光元件與光路變換裝置的調準進行了改良的光波導裝置、光元件、光電融合布線基板。
涉及本發(fā)明的光波導裝置是包含光波導板以及光元件構成的光波導裝置，其特征在于該光元件具有光路變換裝置。
上述光波導板也可以具有用于安裝上述光元件的導引結構。
此外，涉及本發(fā)明的光波導裝置是包含光波導板以及光元件構成的光波導裝置，其特征在于在該光波導板或者該光波導板上的層上，具有用于安裝該光元件的導引結構。
在上述光波導板內配置有光路變換裝置，該光路變換裝置設置在上述導引結構的正下方。
本發(fā)明的光元件是可以安裝在光波導板上的面型光元件(垂直共振型面發(fā)光激光器、面型光電二極管等自不必說，是也包括結合端面發(fā)光半導體激光器和45度反射鏡在基板上垂直地輻射光線之類的元件的廣義的概念)，其特征在于在該光元件上集成了使從該光元件出射的光的行進方向相對于該光波導板在水平方向變化的光路變換裝置、或者使入射到該光元件的光的行進方向相對于該光波導板在垂直方向變化的光路變換裝置。
在本發(fā)明的光元件中，使光元件和用于光路變換的圓錐形狀反射鏡、半球形狀反射鏡、45度反射鏡、棱鏡(相對于反射鏡具有反射面，棱鏡等具有反射·折射面)等光路變換裝置相集成，在可安裝它們的光波導板側將不需要特別的加工。由于具備了光路變換裝置的光元件可以通過在光波導板上進行孔加工等安裝在其任意的位置上，故可以將之設置在對應了電路板上的需要電極襯墊的位置上。
因此，與在光波導板側設置反射鏡的方法相比，由于在光波導板上安裝光元件時，無需進行與該反射鏡的調準，不需要在光波導板上進行特別的加工，故可以實現(xiàn)批量生產性能優(yōu)異的用于光布線的光波導裝置。
在作為光波導板使用了二維平板波導時，使用了圓錐形狀的反射鏡時可以在所有的方向進行信號的發(fā)送接收。另一方面，在該情況下使用45度反射鏡時，可以使特定方向的信號發(fā)送接收和所有方向的信號發(fā)送接收混載。此外，在二維平板波導為1層時，基本上多路信號可以形成分時操作，即進行串行·并行變換。但是，如果使其一部上還混載有三維波導，則也可以在需要的線路上進行各通道獨立的并行傳送。
更為具體地，可以采用如下這樣的樣態(tài)。
上述光元件被安裝在安裝基板上，光路變換裝置用聚合物形成，或上述光元件是裸露接頭的形態(tài)，光路變換裝置用聚合物形成。
上述光路變換裝置可以是通過反射作用進行光路變換的元件。此時，光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的方向配置在其中心的圓錐形狀的反射面，其使從發(fā)光元件出射的光在該頂點周圍360度的所有方向上反射，進行光分配，或上述光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的方向配置在其中心的圓錐形狀的反射面，其可以使從該頂點的周圍360度的所有方向傳送來的光反射并入射到光元件的功能部。
此外，上述光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的方向并配置在其中心的半球形狀的反射面，其使從發(fā)光元件出射的光在該頂點周圍360度的所有方向上反射，進行光分配，或者上述光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的方向配置在其中心的半球形狀的反射面，其可以使從該頂點的周圍360度的所有方向傳送來的光反射并入射到光元件的功能部。
另外，上述光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的方向配置在其中心的角錐形狀的反射面，其可以使從發(fā)光元件出射的光在該頂點周圍的方向上反射，進行光分配，或者上述光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的方向配置在其中心的角錐形狀的反射面，其可以使從該頂點的周圍的方向傳送來的光反射并入射到光元件的功能部。
進而，上述光路變換裝置是45度反射鏡，其可以使從作為發(fā)光元件的光元件出射的光具有指向性并反射到規(guī)定的方向上，進行光傳輸，或者上述光路變換裝置是45度反射鏡，其可以使從某規(guī)定的方向傳送來的光反射并入射到作為感光元件的光元件中。
上述光路變換裝置也可以是如通過反射·折射作用進行光路變換的棱鏡、半反半透反射鏡之類的元件。此時，上述光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的相反方向配置在其中心的圓錐形狀的反射·折射面，其可以使從發(fā)光元件出射的光在該頂點周圍360度的所有方向上反射·折射，進行光分配，或者上述光路變換裝置是頂點朝向作為發(fā)光元件的光元件的功能部的相反方向配置在其中心的圓錐形狀的反射·折射面，其可以使從該頂點的周圍360度的所有方向傳送來的光反射·折射并入射到光元件的功能部。
在光元件是面型發(fā)光元件時，該光元件是面型LED、垂直共振型面發(fā)光激光器等。作為面型感光元件的情況，上述光元件是面型光電二極管等。
上述光元件的兩個電極典型地是從集成了上述光路變換裝置側的相反一側的基板表面上引出。這樣做可以將光元件簡單地設置在對應了電路板上的需要電極襯墊的位置上。
進而，達成上述目的的本發(fā)明的光波導裝置的特征在于，埋入上述光路變換裝置并進行光結合地將上述的光元件安裝在具有二維平板波導構造的二維光波導板上，用光進行信號的授受。這里，光路變換裝置可以以來自某一特定方向的信號為主進行接收，也可以主要朝向某一特定方向接收信號光。
在該構造中，與在光波導板側設置反射鏡的方法相比，由于在光波導板上安裝光元件時，無需進行調準，不需要在光波導板上進行特別的加工，故可以實現(xiàn)批量生產性能優(yōu)異的用于光布線的光波導裝置。
因為作為光波導板使用二維平板波導，故在作為光元件的光路變換裝置使用了圓錐形狀等的反射鏡時，可以在所有的方向進行信號的接收發(fā)送。另一方面，在該情況下也使用具有45度反射鏡的光元件時，則還可以混載特定方向上的信號發(fā)送接收和所有方向上的信號發(fā)送接收。此外，在二維平板波導為1層時，基本上多路信號可以形成分時操作，即進行串行·并行變換。但是，如果在其一部上還混載有三維波導，或重疊二維平板波導，則也可以只在需要的線路上進行各通道獨立的并行傳送。
進而，在光波導板上混載電氣布線、并用可彎曲的撓性的構造體來構成光波導板時，如果利用本發(fā)明的光波導裝置以電氣、光混載的形式實現(xiàn)安裝有LSI等的電氣板的一部分的布線，則可以無需進行較大的設計變更地、廉價地實施EMI防范措施。
此外，達成上述目的的本發(fā)明的光波導板是可以在上述的光波導裝置中使用的二維光波導板，其特征在于，在其一部或全部上包含有用于獨立于其他的光的發(fā)送接收地、以特定的通道進行光的發(fā)送接收的三維波導，或在其表面的一部上形成用于進行電氣布線的金屬圖案。
另外，達成上述目的的本發(fā)明的光電混載基板的特征在于可以在電路板上獲得電氣的連接地安裝集成了上述的光路變換裝置的光元件，并通過使用了上述的光波導裝置的光信號的發(fā)送接收，配布該電路的信號的一部或者全部使電子機器動作。由此，通過在安裝有LSI等的電路板的一部分布線上使用本發(fā)明的光波導裝置形成光電混載基板，可以無需對電路板進行較大的設計變更地、廉價地實施EMI防范措施。
此時，可以在電路板上獲得電氣的連接地安裝上述光元件的位置，或者是LSI封裝上面，或者上述光波導裝置是撓性的，大致可以描畫安裝有LSI和受動構件的電路板上的凹凸地進行安裝。
進而，達成上述目的的本發(fā)明的光元件的制造方法的特征在于，將平坦地形成了上述光路變換裝置的外部形狀的聚合物一直加熱到玻璃轉移溫度附近，通過將之壓入做成了期望的形狀的模型來進行加工。
具體地，就是在面型發(fā)光元件或者面型感光元件的表面形成透明聚合物等，并將聚合物加工成上述的反射鏡形狀。在晶片上以二維陣列的狀態(tài)一次形成它們，如果對各元件開模的話，則可以批量生產帶光變換裝置的光元件。
此外，達成上述目的的本發(fā)明的光元件的制造方法的特征還在于，可以逐個目的地使上述光路變換裝置的外部形狀不同，在上述光波導板上形成能夠嵌合在期望的光元件所具有的光路變換裝置的外部形狀上的孔，并自我選擇地將光元件安裝在光波導板上，或者將上述光波導板一直加熱到玻璃轉移溫度附近，通過將集成了上述光路變換裝置的光元件壓入到所期望的位置進行安裝。
這樣，如果按照光元件使所集成的光路變換裝置的外部形狀不同，并做成能夠自我選擇地安裝光波導板的孔形狀，則可聯(lián)系到生產工序的提高效率。進而，還可以對應光路變換裝置的材料、外部形狀等，不在光波導板上形成孔地、將光波導板一直加熱到玻璃轉移溫度附近，通過在此壓入光路變換裝置，將帶有光路變換裝置的光元件安裝在光波導板上。
另外，涉及本發(fā)明的光波導裝置是包含有用于由光來進行信號的授受的光波導板的光波導裝置，其特征在于，在該光波導板上形成有用于以規(guī)定的姿勢設置、固定光元件或者電氣元件的導引結構，以便能夠在該光波導板上構筑電路或者電·光回路。在本發(fā)明的光波導裝置的構成中，由于可以預先形成有用于安裝光元件的導引孔，以便能夠使用典型的用于進行光路變換的圓錐形狀反射鏡、半球狀反射鏡、45度反射鏡、棱鏡、衍射光柵等光路變換裝置與光波導進行光結合，故不需要進行調準作業(yè)。在其導引孔上，也可以形成用于驅動光元件的電氣布線，如果可進行電氣接觸地用導電粘接劑等進行粘接，則可以形成用于驅動元件的電極。由此，可以不需要用于進行調準的特別的構件或機構地、提供批量生產性優(yōu)異的用于光布線的光安裝體。
基于上述基本構成，可以采用如下的更具體的樣態(tài)。
上述導引結構是可以將光元件安裝在能夠與上述光波導板進行光結合的位置上的導引孔等。
也可以在相對于上述光波導板成規(guī)定的角度(典型的是垂直)的方向上進一步包含用于進行光的入、出射的光路變換裝置，以使設置、固定在光波導板的導引結構上的光元件能夠中介于光路變換裝置與光波導板進行光結合。更為具體地，可在構成基板或者包層的構件上形成構成光路變換裝置的突起物等，并在其上作為波導芯層通過浸漬法、澆鑄法、旋轉涂敷法等形成透明樹脂。進而，形成包層以及使用光刻蝕和腐蝕、或者使用模型成形、激光加工等形成用于元件安裝的導引孔。進而，還可以形成用于進行倒裝式安裝的電氣布線。
為了使光元件光學地結合于光波導板，典型地是使用光路變換裝置，但也可以利用導引結構使光元件成為傾斜姿勢等規(guī)定的姿勢，或者可以在光波導板內進行設置時，進行沒有光路變換裝置地使光元件與光波導板光結合的設計。
上述光路變換裝置也可以由形成在包層上的突起物構成，利用按轉印了其形狀的形式所形成的芯層部分傳輸來自設置、固定在導引結構上的發(fā)光元件的出射光，或者使傳經芯層而來的光入射到設置、固定在導引結構上的感光元件。此外，上述光路變換裝置也可以用轉印用于形成芯層的模型所形成的突起形狀制作的芯層部分構成，利用光路變換裝置，可以在該芯層中傳輸來自設置、固定在導引結構上的發(fā)光元件的出射光，或者使傳經芯層而來的光入射到設置、固定在導引結構上的感光元件中。
上述光路變換裝置是對向設置、固定在導引結構上的光元件的功能部中心配置了頂點的圓錐形狀或者半球形狀的反射鏡，也可以在與光波導板面平行的面內將從發(fā)光元件出射的光反射到360度的所有方向上，進行光分配。此外，還可以反射從在與光波導板面平行的面內360度的所有方向傳輸而來的光使之入射到光元件中。采用這樣做法，可以使用光路變換裝置廣播方式地進行從設置、固定在導引結構上的發(fā)光元件到光波導板內的全體的信號發(fā)送，或者用設置、固定在導引結構上的感光元件接收來自光波導板內的所有信號源的信號。
上述光路變換裝置是45度反射鏡，其也可以具有指向性地將從設置、固定在導引結構上的光元件出射的光反射到一定的方向上，進行光傳輸。此外，還可以反射從某一定的方向傳輸而來的光，使之入射到設置、固定在導引結構上的感光元件中。這樣，使用該光路變換裝置，可以將來自設置、固定在導引結構上的發(fā)光元件的信號發(fā)送給光波導板內的某一特定的區(qū)域，或者用設置、固定在導引結構上的感光元件接收來自特定的信號發(fā)送源的信號。
在上述光波導板的一部或者全部上，也可以包含用于進行設置、固定在導引結構上的光元件間的特定通道之間的光的發(fā)送接收的三維波導。在二維平板波導為1層時，基本上多路信號可以形成分時操作，即進行串行·并行變換，但如果在其一部上還混載三維波導，則也可以在需要的線路上進行各通道獨立的并行傳送。
上述導引結構也可以做成設置、固定有電阻、電容、集成電路(IC)等電氣元件并能夠在光波導板上構筑電路的導引孔。采用這樣做法，還可以多樣化地利用光波導裝置。
在上述光波導板上，可以形成并獲得用于驅動光元件的金屬圖案或者用于進行電氣布線的金屬圖案。此時，典型地是金屬圖案的接線點延伸到導引結構內，并在在導引結構上設置、固定光元件或者電氣元件時，電氣地將其電極或者接線點連接到該金屬圖案的接線點上。
上述導引結構可以是吻合應該安裝在上述光波導板上的光元件或者電氣元件的外形并進行嵌合地形成的導引孔，或者是由吻合應該安裝在上述光波導板上的光元件或者電氣元件的外形的內壁和具有任意的大小、形狀的外壁構成的導引孔。
進而，達成上述目的的本發(fā)明的光電混載基板的特征在于可以在電路板上獲得電氣的連接地安裝上述光波導裝置，并通過使用了該光波導裝置的光信號的授受來配布該電路的信號的一部或者全部，以使電子機器動作。
在該基本構成中，可以在電路板上獲得電氣連接地安裝上述光元件的位置，或者是LSI封裝的上部，或者上述光波導裝置是撓性的、大致可以描畫安裝有LSI和受動構件的電路板上的凹凸地進行安裝。在光波導板上混載有電氣布線，并用可彎曲板片的撓性的構造體來構成光波導板時，如果利用本發(fā)明的光安裝體以電·光混載的形式實現(xiàn)安裝有LSI等的電氣板的一部分的布線，則可以無需較大的設計變更地、廉價地實施EMI防范措施。
此外，也可以采用重疊多個上述光波導裝置，并在該重疊的光波導裝置的一部或者全部上形成貫通穿孔將各光波導裝置的用于驅動光元件的電氣布線連接在電路板上的構成。為了同時進行多個的信號布線，可以這樣多層地做成光波導裝置并將之與電路板集成即可。此時，使光元件以及光路變換裝置安裝在應該進行光結合的光波導板上，如果在多層光波導板上埋入穿過通道孔并用于進行導通的導電體則可以形成用于驅動光元件的電氣布線，可以不需要如圖9的以往例那樣設置用于控制光束的擴散的光元件地、提供低成本的多層光電融合基板。
進而，達成上述目的的本發(fā)明的光波導裝置的制造方法的特征在于至少包括下述工序，即在光波導的包層上制作光路變換裝置的工序；通過在該包層表面涂布樹脂形成芯層的工序；在該芯層表面進一步涂布樹脂形成包層的工序；在該包層上對應該光路變換裝置形成用于在規(guī)定的位置安裝光元件的導引結構和用于驅動光元件的電氣布線的工序?；蛘咧辽倬哂幸韵鹿ば?，即通過在帶有光路變換裝置的模型的基板上涂布樹脂形成芯層的工序；在該芯層的表面對應該光路變換裝置形成用于在規(guī)定的位置安裝光元件的導引結構和用于驅動光元件的電氣布線的工序；從基板上剝離該芯層的工序。
這些制造方法進一步包括在上述導引結構上與上述電氣布線形成接觸地倒裝粘接光元件的工序。


圖1是使用2維光學板的通常的光學導波設備的示意圖。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明構成的與光路轉換單元合為一體的光學裝置的截面圖。
圖2B是第一實施例的透視圖。
圖3A至圖3E是制作與圖2A的光路轉換單元合為一體的光學裝置的制作方法的截面圖。
圖4是第一實施例的截面圖。
圖5是第二個實施例的截面圖。
圖6A至6F示出模型的制作方法，該模型用于制造光路轉換單元圖5。
圖7A是根據(jù)本發(fā)明構造的與光路轉換單元合為一體的光學裝置截面圖。
圖7B是第三實施例的透視圖。
圖8是第四實施例的透視圖。
圖9是第五實施例的透視圖。
圖10是在電路上安裝在第五實施例的光學導波板上的實施例的截面圖。
圖11A是根據(jù)本發(fā)明構造的與光路轉換單元合為一體的光學裝置的截面圖。
圖12A、圖12B是根據(jù)本發(fā)明構造的成疊的實施例的截面圖。
圖13是第七實施例的透視圖。
圖14A至圖14D是光學導波設備圖13的制造方法的截面圖。
圖15是將第七實施例安裝在電路上的光學導波板的實施例的截面圖。
圖16是第八實施例的透視圖。
圖17是將第八實施例安裝在電路上的光學導波板的實施例的截面圖。
圖18是第九實施例的透視圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明形成的線導波的光學導波板的第七實施例的透視圖。
具體實施例方式
下面，按照圖面說明應該使本發(fā)明的實施形態(tài)明瞭的、具體的實施例。
(實施例1)圖2(a)是作為根據(jù)本發(fā)明的實施例1的帶光路變換裝置的光源的斷面圖，圖2(b)是在光波導板上安裝了這樣的光源或感光元件的光元件的光波導裝置例的斜視圖。
在本實施例的光源中，在Si或陶瓷等的安裝機構(安裝基板)1上，安裝有LED、面發(fā)光激光器等面出射型的發(fā)光元件2，并可以用安裝機構1的金屬電極14、15進行發(fā)光元件2的驅動。在面型發(fā)光元件2的功能部(發(fā)光部)的表面，形成著具有可以進行用光的行進方向16所示那樣的光路變換的反射鏡4的光路變換裝置3。這里，如圖2(b)左側的發(fā)光元件5那樣，以反射鏡4作為圓錐形狀(使通過其頂點的中心線重合于發(fā)光元件2的功能部的中心的圓錐形狀)的45度反射鏡，可以使光入射到光波導板7全體。作為光路變換裝置3，從加工的容易性考慮，在此使用的是PMMA、聚碳酸脂、聚酰亞胺、××等聚合物。另一方面，在圖1(b)右側的光檢測器6中，可以用作為光路變換裝置的四角錐狀的反射鏡10使傳經光波導板7而來的光反射到上方并進行感光。
從加工的容易性等考慮，光波導板7也是用透明聚合物形成的。這是因為通過組合折射率不同的材料構成芯層12(折射率較大的部分)和上下包層13(折射率較小的部分)使整體的厚度成為100μm的程度，可以在折曲等方面做成自由的二維撓性的板片。這里，芯層12使用了折射率為1.59的聚碳酸脂Z，包層13使用了折射率為1.53的××，但材料或厚度并非只限于此。較好的光波導板7的各端面部是在此反射光而又不對光元件產生不良影響地形成光吸收部或散射光的粗糙面或斜錐形狀、以及帶無反射鍍層等。
發(fā)光元件5以及光檢測器6的光路變換裝置3的材料也采用與芯層12相同的聚碳酸脂Z，通過用折射率接近于該材料的環(huán)氧系列光學粘合劑等將光路變換裝置3固定在光波導板7上，可以最小限度地降低在光路變換裝置3和芯層12的界面處的反射等。這里，應該安裝發(fā)光元件5的光波導板7的孔8做成圓筒形狀，應該安裝光檢測器6的孔9做成4角柱形狀等，如果使它們的形狀不同，則在光元件的安裝時，可以進行自我選擇的元件調準，較為便利。可以如圖2(b)那樣地形成光路變換裝置3的外形，以便能夠恰好地與該孔的形狀嵌合。當然，也可以將所有的孔都做成同樣的形狀，進而逐個光元件地區(qū)分并在孔上安裝光元件。這里，因為光波導板7的面內方向的光元件5、6的安裝位置沒有方向性，故發(fā)光元件5可以在360度的任意方向上嵌合到孔8，光檢測器6也可以在4個等價方向的任意一個位置上嵌合到孔9。但如果在有方向性時，則應該仔細考慮在光路變換裝置和孔上形成標識來重合它們，或者通過確定形狀使之只有在光路變換裝置和孔取規(guī)定的位置關系時才能嵌合。
只要光波導板7相對于傳播光是具有足夠的透過率的構件，則可以使用玻璃、半導體、有機材料等任意的材料獲得。
例如，可以原樣不變地使用市場上銷售的玻璃基板、鈮酸鋰等單晶基板、Si、GaAs等半導體基片、有機板片等。其他也可以使用通過真空蒸敷、翻轉、涂布等任意的手法進行制膜，或通過注塑成形、擠壓成形等進行成形制作的方法等。關于孔的成形方法也可以使用腐蝕等任何的方法。其深度也是只要在使光元件嵌合時能夠發(fā)揮其規(guī)定的功能的程度即可，怎樣的深度都可以，進一步貫通也可以。
通過用上述這樣的方法在光波導板7上安裝光元件5、6，可以無需調準精度地在自由的位置配置光元件。此外，由于光波導板7可以同時在按照電路板設計的需要的位置上通過形成孔等的后加工來配置光元件，故可以低成本且高標準自由度地實現(xiàn)可對應柔軟的設計變更的光電融合基板用的光波導裝置。圖2(b)中圖示出了一個配置多個光元件的例子。
這里，因為是如上述這樣作為光波導板7使用了二維平板波導，故在使用圓錐形狀反射鏡4使來自發(fā)光元件5的光入射時，來自一個發(fā)光元件5的光可以傳輸?shù)焦獠▽О?的所有的點，無論光檢測器6設置在哪里，都可以讀出其光信息。另一方面，因為不適用于多比特(位)的同時傳送，故可以變換成串行信號。因而，通過用光波導板7構筑只對應EMI防范措施所需要的信號線這樣的電路設計，可以實現(xiàn)高性能的光電融合基板。
下面，沿著圖3說明帶光路變換裝置的光元件的制作工序。
在圖3(a)中，在表里均已經形成了電極圖案17、18、23的氧化鋁陶瓷基板20上，粘接有光元件21。符號19表示作為光元件21的發(fā)光區(qū)域或者感光區(qū)域的功能部。在圖3中，給出了2個元件的斷面，但實際上，例如是以500μm的間隙二維陣列狀地逐次安裝的元件21。光元件21的一方的電極(例如陰極)用光元件21的安裝基板20與電極18的接觸取得，另一方的電極(如陽極)通過用焊接線22從光元件表面電極連接到電極23構成。
在圖3(b)中，利用澆鑄法或者旋轉涂敷等將在氯苯等有機溶媒中溶解了聚碳酸脂Z的物質涂布在基板20以及元件21上并使之干燥，作為聚合物24成膜。
在圖3(c)中，使基板20的溫度一直上升到玻璃轉移溫度附近(上述聚合物24的情況時約為170℃)，將用于擠壓形成圓錐形狀的凹槽26和元件21間的溝25的模型27擠壓到聚合物24上進行加工。在形成元件21間的溝25時，在進行用圖2說明過的那樣的自我選擇的元件調準時，控制溝25的外形為圓筒形狀或四角柱形狀等。
在圖3(d)中，在聚合物24表面作為金屬反射膜28例如通過真空蒸敷等形成Al薄膜。此后，利用開模機用開模溝29分割成500μm的間隙。雖然通過開模切斷的安裝基板20的外形是4角柱形狀的，但可以控制其上所形成的聚合物24的外形為所需要的形狀。這里，并非一定要有金屬反射膜。在不形成金屬反射膜時，孔內的圓錐形狀的凹槽26的空間部也透過一部分光，但多數(shù)情況下幾乎沒有影響，可以忽略。
最后在圖3(e)中，通過蒸敷、或者電鍍形成用于連接電極23和17、以及電極18和17的側面金屬部30，完成帶光路變換裝置的光元件。
上面所述的聚合物的材料或加工方法只是一個例子，并非只限定于本方法。例如，作為聚合物材料也可以使用PMMA或聚酰亞胺，還可以通過腐蝕或使用同步加速器軌道輻射光(SOR)的LIGA處理形成光路變換裝置。此外，也可以使用可以用SU-8那樣的直接光刻蝕來進行加工的厚膜保護層形成光路變換裝置。
此外，在本實施例中，是在安裝基板20上裝配并腐蝕光元件21，但也可以不使用安裝基板地、原樣不變地使用形成了光元件的基板本身、即所謂的裸露芯片。該情況下，在圖3(a)中，規(guī)定2稱之為發(fā)光區(qū)域，1稱之為元件基板，在元件基板1上直接形成光路變換裝置3。此時，具有可以簡化工序，減小芯片尺寸之類的優(yōu)點。但是，相反地，因為也存在光元件的熱特性不好，強度弱等問題點，故需要對應于用途區(qū)分使用。
下面，用圖4給出了在電路板上使用了這樣的光波導板的例子。圖4是以便攜式電話為代表的小型便攜式機器的電路板43的斷面圖?；?3為多層堆疊、且高密度地形成有電氣布線46或通道孔45。符號44是用于進行無線通信的RF電路部，由用于防備電磁干涉的屏蔽罩覆蓋著。過去，在從RF電路板引出信號線時，因信號線的長度成為了天線，故因共態(tài)噪聲的影響，可能會引起電路本身的誤動作，為了通過電波法的標準而需要花費很多的設計時間。
這里，如果使用根據(jù)本發(fā)明的光波導板40進行信號布線，由于不會形成天線，故可以大幅度地降低無用的輻射。用于進行光布線的輸入輸出端子設置在LSI42、47等的封裝上部，通過倒裝式安裝，在該端子上粘接著上面說明過的帶光路變換裝置的光元件41。這里，如果覆蓋光元件41地粘接形成有用于嵌入該光元件41的孔的光波導板40，則可以形成光電混載基板。當然，如圖2(b)所示的那樣，也可以在先將光元件41粘接在光波導板40上后，在電路板43上進行位置對正并粘貼該光波導裝置。
根據(jù)本實施例，由于可以最小限度地進行電路板的設計變更并安裝本發(fā)明的光波導裝置，故可以不增加成本地實施EMC(Electromagnetic Compatibility)防范措施。這里，所謂平板狀的光波導，是指如在從信號發(fā)送部觀看接收部時，在不同于該接收部存在的方向上也能夠進行光傳輸?shù)牟▽А?br> (實施例2)在實施例1中，說明的是光路變換裝置3具有圓錐形狀反射鏡4，但也可以使用其他形狀、例如半球狀形的反射鏡。其斷面圖示于圖5。
在本實施例中，通過制作具有半球狀的突起的模型51，并與實施例1同樣地加熱并擠壓聚合物24，在聚合物24上加工半球狀的凹槽52。在此，通過半球狀的凹槽52的頂點的中心線也重合于光元件的功能部的中心。也可以在凹槽52的表面上蒸敷金屬反射膜等以提高反射率。
在該光路變換裝置的形狀中，雖然光元件與光波導板的光結合比較低(因為光波導板的臨界角以下的光成分增加)，但模型51的制作比較容易，由于模型形狀沒有銳角部，故具有在將模型51擠壓到聚合物24上時不易引起加工不良等的優(yōu)點。
我們使用圖6說明半球形狀模型51的制作方法。圖6中，(b)、(d)、(f)分別是平面圖，(a)、(c)、(e)是沿著(b)的A-A’面的斷面圖(分別對應于(b)、(d)、(f))。
在圖6(a)、(b)中，作為模型用的基板使用例如Si基板55，其表面上作為電鍍用陰極電極全面成膜有Ti/Au膜56，通過保護膜54形成應該電鍍的窗口區(qū)域圖案53。在圖6(c)、(d)中，如果進行Ni鍍，則可以在窗口區(qū)域53上形成符號57那樣的半球狀的構造體。這里，取該半球57的半徑為80μm，但尺寸并非只限定于此。
下面，在圖6(e)、(f)中，在除去了保護膜54后，為了強化半球鍍層57的基座部分，在沒有保護層的狀態(tài)下全面地形成5μm程度的鍍層58。此后，進行金屬加工等，井欄狀地形成元件分離用的隔壁59，并通過將之粘接在鍍層58上完成模型51。這里，圖6中給出的是2×2的陣列，但實際上是在基板55全體上形成陣列形狀。
除了這樣地將制作的模型51擠壓在聚合物24上進行加工的方法之外，也可以使用在模型51上形成平坦的聚合物，并通過剝離該聚合物在聚合物上轉印形狀的方法。該情況下，在從開型的基板上剝離了聚合物后，通過在光元件陣列上將該聚合物進行位置對準并利用粘接材料等進行固定即可。
此外，在進行電鍍時，如果達到使表面變得粗糙這樣的條件(例如，或加快電鍍的速率，或改變材料)，則可以同時制作能夠形成使之還具有作為散射體作用的光路變換裝置的模型。通過使之散射，可以增加在光波導板的芯層·包層界面處以超過臨界角的入射角入射并傳播的光成分，提高光波導板和光元件的光結合的效率。
同樣地，也可以用其他形狀，如角錐、橢圓體等形狀形成光路變換裝置。當然，最好是使通過它們的頂點的中心線重合于光元件的功能部的中心。其他點與實施例1相同。
(實施例3)在到此為止的實施例中，是使用光路變換裝置在二維平板狀光波導板全體上傳輸光的形態(tài)，但也可以如圖7(a)那樣，使用45度反射鏡66只在某一定方向上使光線出射。實施例3的情況，作為光源62如果使用面發(fā)光激光器，由于其指向性高(輻射角在10度以下)，故即使是二維光波導板，在通常的電路基板的規(guī)模(10cm前后)中，也可以朝向特定的光檢測器的方向發(fā)送信息。在圖7(a)中，61是基板，63是光路變換裝置，64和65是電極，71表示光的行進方向。
圖7(b)給出的是在二維光波導板69上安裝了帶光路變換裝置的光元件的狀態(tài)的圖，顯示的是將從發(fā)光元件67出射的光限定在符號70的區(qū)域傳輸并只發(fā)送給感光元件72的情況。通過將感光元件68也作為光路變換裝置形成45度反射鏡，可以只接收從特定的方向傳送而來的光。這里，在圖7(b)中，簡略化地描繪了發(fā)光元件67和感光元件68的光路變換裝置(45度反射鏡)。
按照本實施例的構成，可以混載在二維波導片全體傳輸?shù)墓夂陀兄赶蛐缘墓?，還可以根據(jù)光功率的大小、感光的時機等在光檢測器側識別、分離并檢測出傳輸光。即，在具有指向性地傳輸光時，因為光功率損失少，故與使光傳輸?shù)蕉S全體的情況相比，由于到達光檢測器的到達功率大，所以，可以利用其識別、分離并檢測出傳輸光。此外，在具有指向性時，由于根據(jù)傳輸距離其光功率也不相同，故還可以進行根據(jù)信號發(fā)送位置的信號的識別、分離。其他點與實施例1相同。
(實施例4)根據(jù)本發(fā)明的實施例4，不僅是二維平板波導，也可以是適用于混載了具有橫方向的封閉構造的三維波導的光波導板77的構成。其樣態(tài)示于圖8。如果在三維波導78只用確定的光元件75、76間的連結線進行連結，則在光波導板77全體上光將不能擴散。使光入射到該波導78時的光元件的光路變換裝置最好是實施例3那樣的45度反射鏡，但也可以用實施例1、2那樣的結合于二維全體的構成并使其一部入射到三維波導78。在該構成中，即使中介于二維平板波導也可以在發(fā)光元件和感光元件之間進行信號光的發(fā)送接收。此時，雖然存在該光在三維波導中產生串光的可能性，但因為該光的級別較弱，故可以在光檢測器側分離并檢測出中介于光元件75、76間的三維波導的傳輸光。
在三維波導圖案的形成上，例如，在聚碳酸脂Z時，使一氯苯中同時混入有單基物，在進行了涂布后用形成有圖8的圖案的光掩膜進行曝光，并利用只在光照射的區(qū)域產生交聯(lián)來聚合化。于是，只有聚合化了的部分折射率變高，形成三維波導78。
在三維波導78的形成方法上，除了這樣的利用形成圖案的方法以外，也有加熱并擠壓模型在光波導板77表面添加凹凸，并將凸出部分作為三維波導78的方法。本實施例的情況適合于需要進行并行傳送的場合。其他點與實施例1相同。
(實施例5)根據(jù)本發(fā)明的實施例5是如圖9這樣，同時還在光波導板81的表面形成電氣布線80，并作為撓性的基板加以利用。該電氣布線80可以用于進行與本發(fā)明的帶光路變換裝置的光元件82、83的電氣連接，也可以與光元件沒有關系地、作為高密度地形成有圖10所示的電氣布線94或通道孔95的電路板97上的輔助的跨接線(跳線)使用。
這樣的基板如圖10所示的那樣，由于可以不進行具有RF電路96的電路板97的設計變更地、作為撓性的本發(fā)明的光波導板91沿著LSI98的凹凸進行安裝，故可以不增加成本地實施EMC防范措施。這里，在上面說明過的帶光路變換功能的光元件92的電極直接倒裝粘接在便攜機器的電路板97上。并且，如果在其上覆蓋形成有用于嵌入其光元件92的孔的光波導板91地進行安裝并粘接需要的部位，則可以形成光電的混載基板。
這里，也可以根據(jù)需要在光波導板91上安裝利用上述電氣布線80的電氣元件芯片93。其他點與實施例1相同。
(實施例6)在根據(jù)本發(fā)明的實施例6的光元件107中，如圖11(a)所示的那樣，是一個使用半反半透反射鏡乃至于反射·折射部構成光路變換裝置103的形態(tài)。在此，半反半透反射鏡的光路變換裝置103為使通過頂點的中心線重合于感發(fā)光部102的中心的圓錐形狀。在圖11(a)中，101是基板，105和106是電極，104表示光的行進方向。
在本實施例中，光波導板111和光路變換裝置103索性改變材料，使用折射率或玻璃轉移溫度不同的材料。例如，作為半反半透反射鏡103使用SU-8或聚酰亞胺等玻璃轉移溫度高達攝氏200度以上的材料，作為光波導板材料使用PMMA等玻璃轉移溫度為攝氏120度程度的玻璃轉移溫度的材料。這里，在半反半透反射鏡表面蒸敷有15nm程度的Au薄膜。光波導板111和光路變換裝置103的折射率的大小關系可有多種形式，根據(jù)情況進行設計即可。光路變換裝置103可以用與實施例1等說明過的方法相同的方法制作得到。
在安裝光元件107、108時，雖然可以如上述的實施例那樣在光波導板上形成孔，但在本實施例中，是加熱光波導板111并將光元件的半反半透反射部103壓入自由的位置地安裝的(相反地，也可以將上述實施例的帶光路變換裝置的光元件壓入加熱了的光波導板地進行安裝。此時，由于孔內沒有切實地形成空間部，故最好是形成金屬反射膜28。此外，雖然也可以如實施例1地安裝本實施例的帶光路變換裝置的光元件，但此時需要不形成空間部地使孔形成為恰好嵌合到光路變換裝置的外形上的形狀)。此時，如圖11(b)所示的那樣，一直加熱到作為光波導板111的PMMA的玻璃轉移溫度120度附近，將光元件107、108在適當?shù)奈恢猛ㄟ^電子石蠟等預先粘貼到玻璃基板等上，進而將之擠壓到光波導板111的想要安裝該光元件的位置上。這樣一來，光元件前端的尖銳的光路變換裝置103將穿入光波導板111的內部地進入到里面，如果上述石蠟也是在120度程度融化的話，則可以將基板從穿入到光波導板111的光元件107、108上剝離下來。此后，流洗粘在光元件107、108上的石蠟，通過用粘接劑固定光元件，可以簡單地制作安裝有帶光路變換裝置的光元件107、108的光波導板111。該安裝方法是比較容易的方法。
此前所述的實施例的光波導板全部是用單層的情況說明的，當然，也可以將其全部或者一部做成堆疊的多層的光波導板。圖12(a)、(b)給出了其例子。在圖12(a)中，在包層153a、153b、153c和芯層152a、152b交互地堆疊的多層的光波導板151上安裝有光元件157、158，但其中一個光元件157只與上面的層152a結合，另一個光元件158則與上下的層152a、152b結合，在圖12(b)中，給出的是多層堆疊了將實施例1那樣的、帶光路變換裝置的光元件所安裝的光波導裝置的表面做成了平坦部165的光波導板的構造。在圖12(b)的構造中，雖然需要將各光元件160的電極取出到外面，但可以在其上使用圖9所示的那樣的電氣布線。
下面，按照圖面說明應該使本發(fā)明的實施形態(tài)明瞭的、具體的實施例。
(實施例7)圖13是根據(jù)實施例7的光波導裝置的構成斜視圖。如圖13所示的這樣，在本實施例的光波導板207上形成有用于安裝作為光源的面發(fā)光激光器等面出射型發(fā)光元件205的、可以與其外形嵌合的自調準用的導引孔208。在光波導板207上還形成有端部延伸到導引孔208內的金屬布線202、203，以用于在導引孔208內設置發(fā)光元件205時使該端部與發(fā)光元件205的電極相接觸進行元件驅動。
在安裝有面型發(fā)光元件205的導引孔208的下方的光波導板207的部分上，預先形成有可進行光路變換的反射鏡(在圖13中雖然沒有圖示，但后面有記述)，如果在導引孔208中安裝發(fā)光元件205，則可以對正該發(fā)光元件205和反射鏡的位置以及使發(fā)光元件205的傳輸光能夠入射到光波導板207。這里，作為圓錐形狀的45度反射鏡，可以使發(fā)光元件205的傳輸光入射到光波導板207的面內方向全體，使所發(fā)送的光信號在構成二維平板波導的光波導板207全體上傳輸。
另一方面，也同樣地形成有另一個導引孔209和位于其下方的光路變換裝置(圓錐形狀的45度反射鏡)，在該導引孔209上安裝光檢測器206時，可以利用該光路變換裝置使傳經光波導板207而來的全方位的光出射到上方并被光檢測器206感光。
從加工的容易性等考慮，光波導板207是用透明聚合物形成的。這是因為通過組合折射率不同的材料構成芯層212(折射率較大的部分)和上下包層213(折射率較小的部分)使整體的厚度成為100μm的程度，可以做成在折曲等方面自由的二維的撓性的板片。這里，在厚度為100μm的芯層212使用了折射率為1.59的聚碳酸脂Z，在厚度為100μm的包層213使用了折射率為1.53的Arton，但材料或厚度并非只限于此。較好的光波導板207的各端部是在此反射光而又不對光元件產生不良影響地、形成有光吸收部或散射光的粗糙面或斜錐形狀以及帶無反射鍍層等。
在光波導板207上形成的光路變換裝置在利用注塑成形或者加熱加壓等加工包層材料的基礎上，通過用浸漬法、澆鑄法、涂敷法等形成芯層材料制作。
在光源205以及光檢測器206的安裝上，由于是與形成在光波導板207上的金屬布線202、203相接觸地進行倒裝式粘接，故在通過印刷或者用調合器在規(guī)定位置上涂布了Ag焊劑或乳劑焊錫等后，將光元件205、206插入導引孔208、209并通過加熱到150度程度進行粘接。
電氣布線202、203是鋁、銅等的金屬布線。在其制作方面，可以例舉如通過真空蒸敷和刻蝕技術形成Al、Cu、Ag、Au等布線圖案的方法。其他還可以例舉如在用篩選印刷法在基材上印刷Cu、Ag、Au等的導電性焊劑形成了電路導體圖案后，通過燒結導電性焊劑使之硬化來形成導體回路的方法。另外，還有堆疊電解銅箔等金屬箔，使用在期望的圖案上形成了腐蝕保護層并通過化學腐蝕該金屬箔來形成導體回路圖案的方法等。進而，在布線上也可以使用在聚合波導和熱膨脹系數(shù)或彈性系數(shù)等點上匹配系數(shù)良好的導電性聚合物。
在圖13中，安裝后的光元件205、206的一部成為較光波導板207的表面突出若干的形狀，但也可以根據(jù)光元件的厚度和導引孔208、209的深度使之完全地埋入。進而，也可以使光元件的發(fā)光部或者感光部一直達到芯層212內地埋入光元件地形成導引孔。該情況下，也可以沒有光路變換裝置地、光學地結合光元件和光波導板207。此時，使用環(huán)狀激光器或球形元器件，可以使來自發(fā)光元件205的出射光傳輸?shù)焦獠▽О?07的面內全體方向，或用光檢測器206接收傳經光波導板207而來的全方位的光。此外，也可以以傾斜姿勢設置光元件地形成導引孔，沒有光路變換裝置地、光學地結合光元件和光波導板207。用這樣的方法，通過在光波導板207上安裝光元件，可以無需調準精度地實現(xiàn)高生產性的光波導裝置。
作為光元件，例如，有使用MOCVD等晶體生長方法在GaAs基片上形成有GaAs/AlGaAsMQW活性層、單波長共振器的襯墊層以及AlAs/AlGaAsDBR反射鏡(在活性層的兩側)的面發(fā)光激光器(VCSEL)等。上述球狀元器件可以用形成在球面上的電極的形狀設定光輻射樣態(tài)或感光樣態(tài)，并在球狀Si基片上形成用包層夾著的活性層來構成。作為感光元件，可以使用SiPIN光電二極管(PD)等。
這里，作為光波導板207使用的是二維平板波導。因而，在使用圓錐反射鏡使來自光源205的光入射時，來自一個光源的光可以傳輸?shù)剿械狞c，無論將光檢測器206放在哪里都可以讀出其信息。另一方面，因為不適用于多比特(位)的同時傳送，故可以變換成串行信號。因而，通過只用光波導板207構筑實施EMI防范措施所需要的信號線的電路設計，可以實現(xiàn)高性能的光電融合基板。圖13圖示出一例多個光元件的配置。
下面，沿著圖14說明本實施例的光波導裝置的制作工序。圖14所示是具有光路變換裝置處的斷面圖，雖然為了方便只描繪了2處，但實際上可以如圖13地、在任意的位置進行設置。在圖14(a)中，通過使用了模型的注塑成形等，制作了具備由90度頂角的圓錐形狀的突起221進行的光路變換功能的包層材料220。該突起221除了模型成型之外，還可以或通過加熱平坦的包層材料擠壓模型進行后加工制作、或通過在平坦的包層材料上粘接突起物制作、或通過局部地進行電鍍制作突起。在該突起221的表面，作為光的反射體219，如形成有Al、Au、Ag膜等。這里，在通過金屬電鍍制作突起221時，可以將其表面原樣不動地作為反射鏡使用。
其次，在圖14(b)中，利用浸漬法形成了芯層222、包層223。這些層的形成也可以用旋轉涂敷或澆鑄法等進行。圖14(c)中，在圓錐形狀突起221上調準加工有用于在包層223上安裝光元件的導引孔226，并如圖示的那樣，形成用于與元件進行電極接觸的金屬布線224、225。在孔加工上，可使用光刻蝕和腐蝕，以及擠壓模型或激光孔加工等。導引孔226的深度在此是一直達到芯層222，但其既可以到達包層223的某處，也可以一直到達芯層222內。根據(jù)情況進行選擇即可。
在圖14(d)中，將光元件嵌入導引孔226內地進行了倒裝式安裝。此時，可以利用Ag焊劑或乳劑焊錫等導電體229、230來獲得金屬布線224、225與光元件227的電極231、232的接觸點。這里，所形成的圓錐形狀的突起221或導引孔226可以使通過圓錐形狀的突起221的頂點的中心線重合于光元件227的功能部228的中心。利用以上裝置進行如符號233所示那樣的光傳輸，可以實現(xiàn)能夠進行以二維光波導板為介質的信號的授受的光波導裝置。在本實施例中，使用的是圓錐形狀的光路變換功能，但也可以使用半球形狀、多角錐形狀或45度反射鏡。
圖15給出了在電路板上使用了這樣的光波導板的例子。圖15是以便攜式電話為代表的小型便攜機器的電路板263的斷面圖?；?63為多層堆積，且高密度地形成有電氣布線266或通道孔(Via-hole)265。符號264是用于進行無線通信的RF電路部，由用于防備電磁干涉的屏蔽罩覆蓋著。過去，在從RF電路板引出信號線時，因信號線的長度成為了天線，故因共態(tài)噪聲輻射的影響，可能會引起電路本身的誤動作，為了通過電波法的標準，需要花費很多的設計時間。
這里，如果使用根據(jù)本發(fā)明的光波導板260進行信號布線，由于不會形成天線，故可以大幅度地降低無用的輻射。且只要將用于進行光布線的輸入輸出端子設置在LSI262、267等的封裝上部，并使該端子和在上面說明過的光波導裝置表面的光元件268驅動用的電氣布線相接觸地進行安裝即可。
根據(jù)本實施例，由于可以最小限度地進行電路板的設計變更來安裝本發(fā)明的光波導裝置，故可以不增加成本地實施EMC(Electromagnetic Compatibility)防范措施。
但是，在上述導引孔上，除了光元件以外，也可以通過嵌入單純地連接電氣布線的導電體、作為形成電氣回路的電氣元件的電阻、電容或IC等將之用于別的用途。進而，也可以嵌入僅是擋塊構件而將之置于斷線狀態(tài)。另外，導引孔中并非僅限于單一的元器件，也可以嵌入如激光器陣列這樣的多個元器件。電氣布線也可以在導引孔內延伸對應其數(shù)目的端部。此時，也可以對應各元件所處的位置在光波導板內形成圓錐形狀反射鏡等光路變換裝置。
(實施例8)在實施例7中，是在包層上形成了作為光路變換裝置的突起物，但在本實施例中，則是涉及為將光波導板做成單純的構造而在芯層本身轉印突起物，并盡可能薄地做成包層或者只做成芯層的構造的形式。
如圖16所示的這樣，在芯層241的形成上，在具有突起形狀242的模型240上用浸漬法或者旋轉涂敷等涂布作為透明樹脂的材料，如聚碳酸脂Z。在與模型240相反側的表面上，與實施例7同樣地形成光元件驅動用的電氣布線244，進而，用感光性樹脂等形成光元件246用的導引框架245。作為該感光樹脂，較好地，在聚酰亞胺系列可以使用旭化成公司制的PIME，在環(huán)氧系列可以使用Micro Chem公司的SU-8等。
在本實施例中，作為芯層241取厚度100μm，作為導引框架245取厚度50μm，并和實施例7同樣地，用Ag焊劑等將研磨到厚度為100μm程度的光元件246，以使其電極248與布線244相接觸。
此后，通過從模型240剝離光波導板241，可以提供光波導裝置。如果需要的話，也可以在兩面或者單面上薄薄地蒸鍍包層材料(沒有圖示)。該薄薄的包層材料與保護芯層用的包層或者將芯層241的表面做得更光滑而沒有包層的情況相比，是具有提高帶有包層的光波導板241的光傳播性能作用的介質。在本實施例中，作為光路變換裝置的反射鏡由用凹部243形成的芯層241和空氣的界面形成。該構成雖然有若干的光的入射損失或傳輸損失，但因其非常簡單的構造而在生產性上十分優(yōu)越，故適合于實現(xiàn)低成本的光布線。當然，也可以與實施例7同樣地在凹部243表面形成金屬反射體等。
按照以上實施例，可以實現(xiàn)進行符號249所示那樣的光傳輸，并在光元件246的功能部247間進行以二維波導板241為介質的信號的授受的光波導裝置。
在本實施例中，由于可以較薄地、撓性地制作光波導裝置，故可以如圖17所示的那樣，在具有RF電路236、電氣布線234、通道孔布線235的電路板237上，如撓性的打印電路(FPC)那樣地、可縫合LSI238的間隙地進行安裝。在這樣的安裝中，可以不變更電路板237的設計地追加布線，不增加成本地實施EMC防范措施。具有上述說明過的光路變換裝置251和光元件252的光波導裝置250上的電氣布線可以對準便攜機器的電路板237的電氣布線234直接進行倒裝式粘接安裝，可以簡單地形成光·電的混載基板。
也可以根據(jù)需要在光波導板250上安裝電氣布線239或電氣元件芯片253。即，光波導板本身就成為了光電混載基板。
這里，給出的是將光波導板250作為撓性布線板使用的例子，不用說，當然可以以1mm程度的厚度注塑成形芯層并作為剛性的基板使用。在其他點上與實施例7相同。
(實施例9)在上述的實施例中所述的是單層的光波導板的例子，而在本實施例將如圖18所示的那樣，涉及到做成了多層構造的例子。通過做成多層，可以形成多比特的同時光布線。
在圖18中，273是多層電路板，形成有通道孔布線274、電氣布線279，并在基板表面安裝有LSI270。
在本實施例中，光波導裝置在電路板273上以夾層的形式形成在中心部。光波導裝置由4層的芯層276以及夾持它們的5層的包層277構成。并且，在進行光布線的同時，用和實施例7以及實施例8相同的方法制作并在需要的位置上安裝了光路變換裝置271以及光元件278，并通過堆疊具備這些裝置的光波導板形成了光波導裝置。為了驅動光元件278，與電路板273同樣地，在光波導裝置內設置通道孔，通過電鍍或者埋入銅焊劑等，形成通道孔布線272。作為通道孔的形成，激光加工是最簡單的，只要在對準并堆疊各波導片時形成貫通孔地、預先在各光波導板層的需要的位置上開孔即可。此外，為了進行光波導裝置的面內布線，也可以在包層277內設計電氣布線275。
在只利用近年來的電氣布線進行的堆疊基板(多層板)中，在高速信號的傳輸布線方面，因近接布線引起的串話噪聲、因電阻不匹配造成的反射等引起的信號劣化，以及作為其結果而產生的電磁輻射噪聲的防范已成為問題。通過在高速信號的傳輸部分中使用根據(jù)本發(fā)明的對應堆疊基板的多層光波導裝置，可以解決這些問題。
在本實施例中，光波導裝置是在電路板273形成夾層的形式，但也可以是只在單面上具有電路板的形式，或者交互地多層疊加光波導裝置和電路板的形式。
(實施例10)
在此前的實施例中，是使用作為圓錐形狀反射鏡的光路變換裝置在二維平板狀光波導板全體上傳輸光的形態(tài)，但也可以用45度反射鏡使光只出射到某一定方向上，進行1對1的傳送。此時，如果作為光源使用面發(fā)光激光器的話，由于其指向性高(輻射角為10度以下)，故即使是二維光波導板，也可以在通常的電路板的規(guī)模(10cm前后)中朝向特定的光檢測器的方向發(fā)送信號。同樣地，感光元件的光路變換裝置也可以使用45度反射鏡。
按照本實施例的構成，可以混載在二維波導板全體中傳輸?shù)墓夂陀兄赶蛐缘墓?，還可以根據(jù)光功率的大小、感光的時機等在光檢測器側識別、分離并檢測傳輸光。即，在使之具有指向性地進行光傳輸時，由于光功率損失少，故與使光傳經二維全體的情況相比，由于到達光檢測器的到達功率大，所以，可以利用其識別、分離并檢測傳輸光。此外，在具有指向性時，由于根據(jù)傳輸距離光功率有所不相同，故還可以進行根據(jù)接收位置的信號的識別、分離。
(實施例11)圖19所示的根據(jù)本發(fā)明的實施例5不僅是二維平板波導，而且也是適用于混載了具有橫方向封閉構造的三維波導的光波導板287的構成。為了進行1對1的傳送，如圖19所示的那樣，混載具有橫方向封閉構造的三維波導也是有效的。其樣態(tài)示于圖19。如果用三維波導288只連結所確定的光元件285、286間的連結線，則在光波導板287全體上光將不能擴散。使光入射到該波導288時的光元件的光路變換裝置最好是實施例4那樣的45度反射鏡，但也可以用實施例7、8那樣的使之結合于二維全體的構成使其一部分入射到三維波導288。
在該構成中，即使中介于二維平板波導也可以在發(fā)光元件和感光元件之間進行信號光的發(fā)送接收。此時，雖然存在該光在三維波導288中產生串光的可能性，但因為該光的級別較弱，故可以在光檢測器側分離并檢測中介于光元件285、286間的三維波導288的傳輸光。
在三維波導圖案的形成方面，例如，在使用聚碳酸脂Z時，使一氯苯中同時也混入單基物，并在涂布后用形成有圖19的圖案的光掩膜進行曝光，利用只在使光照射的區(qū)域產生交聯(lián)并聚合化。于是，只有聚合化了的部分折射率變高，形成三維波導288。
在三維波導288的形成方法上，除了這樣的利用形成圖案的方法以外，也有加熱并擠壓模型在光波導板287表面添加凹凸，并將凸出部分作為三維波導288的方法。本實施例的情況適合于需要進行并行傳送的場合。其他點與實施例1相同。
如以上所說明的這樣，在光波導板上安裝光元件時，本發(fā)明的用于電磁噪聲防范措施等的光波導裝置可以實現(xiàn)容易調準的光波導裝置。
權利要求
1.一種光波導裝置，是包含光波導板以及光元件構成的光波導裝置，其中，該光元件具有光路變換裝置。
2.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光波導板具有用于安裝上述光元件的導引裝置。
3.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光路變換裝置是使從該光元件出射的光的行進方向相對于該光波導板在水平方向變化的裝置，或者使入射到該光元件的光的行進方向相對于該光波導板在垂直方向變化的裝置。
4.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光元件是面型LED、垂直共振器型面發(fā)光激光器、或者面型光電二極管。
5.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光元件的兩個電極從集成了上述光路變換裝置側的相反一側的面引出。
6.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光元件在上述光波導板內以廣播方式進行信號發(fā)送。
7.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光元件在上述光波導板內的特定的區(qū)域發(fā)送光信號。
8.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光元件接收來自上述光波導板內的所有的信號發(fā)送源的信號。
9.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，上述光元件接收由特定的信號發(fā)送源發(fā)送來的信號。
10.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，在上述光波導板的至少一部分上具有用于相對于其他的光的發(fā)送接收獨立地用特定的通道進行光的發(fā)送接收的三維波導路。
11.根據(jù)權利要求1所記述的光波導裝置，其中，在上述光波導板的表面的至少一部分上形成有電氣布線用的金屬圖案。
12.一種光波導裝置，是一種包含光波導板以及光元件構成的光波導裝置，其中，在光波導板或者該光波導板上的層上具有用于安裝該光元件的導引結構。
13.根據(jù)權利要求12所記述的光波導裝置，其中，在上述光波導板內配置有光路變換裝置，且該光路變換裝置設置在上述導引裝置的正下方。
14.根據(jù)權利要求12所記述的光波導裝置，其中，上述導引裝置是設置、固定電氣元件并可以在上述光波導板上構筑電路的導引孔。
15.根據(jù)權利要求12所記述的光波導裝置，其中，在上述光波導板面上形成用于驅動光元件的金屬圖案以及用于進行電氣布線的金屬圖案。
16.根據(jù)權利要求12所記述的光波導裝置，其中，上述金屬圖案的端部伸入到上述導引裝置內，在上述導引裝置上安裝上述光元件時，該光元件的電極或者端子電氣地連接在該金屬圖案的端部上。
17.根據(jù)權利要求12所記述的光波導裝置，其中，上述導引裝置是導引孔，該導引孔可對應并嵌合應該安裝在上述光波導板上的光元件以及電氣元件的外形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學導波設備，其包括光波導板和與光路轉換單元合為一體的光學裝置。其中，該光板包括用于設置光學裝置的引導單元。
文檔編號G02B6/43GK1402030SQ02130588
公開日2003年3月12日 申請日期2002年8月19日 優(yōu)先權日2001年8月21日
發(fā)明者尾內敏彥 申請人:佳能株式會社