JPH0766089B2

JPH0766089B2 - 光表面実装回路用基板の製造方法

Info

Publication number: JPH0766089B2
Application number: JP2176526A
Authority: JP
Inventors: ▲禎▼二内田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPH0427904A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光表面実装回路用基板の製造方法に関するも
のである。

（従来の技術及びその問題点）光エレクトロニクスの発展と共に光部品の実装技術が問
題になってきている。即ち、光エレクトロニクス製品の
複雑化、集積化に伴ない、光回路の組立工程数が急激に
増加してきた。

光ファイバーや分布屈折率レンズを中心に種々の光部品
を集積一体化した微小光学（マイクロオプティック）素
子が知られており、現在実用化されている光ファイバー
伝送システムにおける受動部品の中核をなしている。こ
うした微小光学素子は特性的には安定しているが、光学
部品相互の接続にあたって微細な光軸調整を必要とする
ばかりでなく、光学部品の固定に必要な作業時間、この
固定に必要な接着材の固化時間が長くなり、しかも各光
部品の組立工程数が多い。このため、個別光部品を組み
合わせた微小光学素子は、製造面、価格面から既に限界
にきている。

従って、能動、受動の個別部品の簡易な後付けを考慮し
た光プリント板等の光部品実装技術の研究進展が強く望
まれる。

一方、本発明者は、特公昭48−5975号公報において、第
13図及び第14図に概略的に示すようなプリント型光回路
を提案した。

即ち、所望のパターンに応じて、ガラス基板10の一方の
端面から他方の端面へと向う光導波路32を形成し、この
光導波路32の中心軸から周辺へと向って徐々に屈折率を
減少させて光回路用の配線板を得る。屈折率が光伝導体
の中心軸から周辺へと向って減少する場合、この光伝導
体中を進む光はこの光伝導体中に閉じ込められ、この光
伝導体の光軸の周囲で振動する光路をとる。しかし、こ
うしたプリント光回路基板では、光導波路32の端面35が
ガラス基板10の端面に露出しているため、例えばレーザ
ーダイオード等の光部品はガラス基板10の端面に取り付
けなければならず、例えば電気系における表面実装技術
（SMT）類似の光部品実装技術として適用できない。

また、光導波路にプリズムを密着させて光導波路内の光
を描き出す技術が存在するが、光軸合わせ等技術的困難
が大きい。更に、回折格子を使用して光導波路内の光を
描き出す方法も考えられるが、こうした微細構造の回折
格子を製造、量産することは困難であり、回折格子の位
置制御も難しい。更には、第14図において、ガラス基板
10の主面30から他方の主面31の方へと向って光導波路32
を貫通する溝を設け、この溝中に光部品を固定すること
も教えられるが、光部品の数が増加するに従って加工工
程数、加工時間、加工コスト共に増加し、また光軸合わ
せも困難であり、実用性に乏しい。

（発明が解決しようとする課題）本発明の課題は、基板の主面に光部品を容易に実装で
き、複雑な光回路の量産化、実装設計、設計変更を容易
に実現できるような光表面実装回路用基板の製造方法を
提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明に係る光表面実装回路用基板の製造方法は、中心
軸から外周へと向かうにつれて屈折率が減少している光
導波路を、金属陽イオンを含む板状透明誘電体に形成す
るのに際して：板状透明誘電体の主面に所定パターンの第一のマスクを
形成する工程と：板状透明誘電体中の前記金属陽イオンに比して単位体積
当たりのイオン分極率の大きな金属陽イオンの塩を、主
面の第一のマスクにより被覆されていない露出部分に接
触させてイオン交換を行う第一のイオン交換工程と；第一のマスクを主面から除去する工程と：次いで少なくとも前記露出部分の端部を第二のマスクに
より被覆する工程と：第一のイオン交換工程で使用した金属陽イオンに比して
単位体積当たりのイオン分極率の小さな金属陽イオンの
塩を、主面の第二のマスクにより被覆されていない部分
に接触させてイオン交換を行う第二のイオン交換工程と
を有し：前記露出部分のパターンに従って光導波路を主面と平行
に形成すると共に、第二のマスクにより被覆した前記露
出部分の端部に、光導波路の端面を形成し、光導波路の
主面と平行な部分と端面との間に曲折部を形成する。

また、本発明に係る光表面実装回路用基板の製造方法
は：絶縁性基板の上にシリコン層を形成し、このシリコン層
の上に斜面を形成し、シリコン層上にバッファ層を形成
し、バッファ層及びシリコン層を覆うように窒化珪素層
又は酸化珪素層を形成し、この窒化珪素層又は酸化珪素
層をエッチングすることによって、基板主面と平行な直
線状部と基板主面に対して垂直な末端部と斜面に接する
ミラー部とを有する光導波路を形成し、シリコン層及び
光導波路をクラッド層によって被覆すると共に末端部の
端面を表面に露出させることを特徴とする。

（実施例）第１図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ平板状透明誘電体であ
るガラス基板10に光電子素子を実装する状態を示す斜視
図、第２図（Ａ）又は（Ｂ），（Ｃ）は第１図（Ａ）又
は（Ｂ）の要部拡大断面図、第３図は第２図（Ａ）のＡ
−Ａ線断面図である。

ガラス基板10の内部には計４列の光導波路12が形成さ
れ、この光導波路12は直線状部12a、曲折部12b及び末端
部12cからなる。直線状部12aの端面はガラス板10の端面
に露出し、光コネクター33へと接続される。この光コネ
クター33は、図示しない他の機器や光回路へと嵌合固定
される。末端部12cはガラス基板10の主面30,31に対して
垂直となるように形成され、末端部12cの端面14が主面3
0に露出する。主面30に露出した一対の端面14に対して
所定角度、例えば90度の角度をもって一対のガイド孔11
が形成される。

ガラス基板10の主面30上には、直接に、あるいは図示し
ないバッファ層を介し、所定の電気プリント配線が施さ
れ、電気コネクター34へと接続されている。基板上に電
気プリント配線を施す技術自体は周知であるので、その
説明は省略する。

このガラス基板10上にリング状ゴムクッション８を介し
て光電子集積デバイスを実装する。具体的には、このデ
バイス50の下部のリング状フランジ部に、２本のガイド
ピン９と６個の電子入出力端子15を設け、一対のガイド
ピン９をそれぞれ対応するガイド孔11へと嵌め込んで固
定し、かつ端子15を電気プリント配線へと接続する。光
導波路12の末端部12cはセルフォックレンズ5,7へと接続
される。光電子集積デバイス50の素子収容部１中には一
対のセルフォックレンズ5,7、受光素子４、発光素子６
及び電気処理部３が収容、固定されている。

セルフォックマイクロレンズ5,7の端面と光導波路端面1
4の端面結合部分の構造は第２図（Ｂ）又は第２図
（Ｃ）の構造でもよい。第２図（Ｂ）は、光電子集積デ
バイス50のフランジ部２にセルフォックレンズ5,7を固
定する構造であり、この場合、光電波路末端部12cの一
部を主面30から突出させなくてもよい。この場合、セル
フォックレンズ5,7は、フランジ部２より若干、突出た
構造となるため、セルフォックレンズ5,7の周りにレン
ズの欠け等を防ぐ目的で、金属製リング等をセルフォッ
クレンズ5,7の外周に取り付けてもよい。

第２図（Ｃ）は、光電子集積デバイス50の収納部１にセ
ルフォックレンズ5,7をレンズ端面が収納部１の底部と
同一面となるように固定した構造である。この場合、セ
ルフォックレンズ5,7の端面を含む収納部１の底部全体
がフランジ部２より若干突出た構造となる。

次いでこの光表面実装回路の動作について述べる。ま
ず、矢印Ｂのように光導波路12内を通過する光は、曲折
部12bに沿って曲がり、ガラス基板10の主面30から垂直
方向に射出し、セルフォックレンズ５を通って受光素子
４により受光され、ここで電気信号へと一旦変換され
る。一方、電気入出力端子15を通して電気処理部３に所
定の電気信号を送って電気処理部３を動作させ、受光素
子４から入力された電気信号に所望の処理を施す。この
電気的処理自体は、公知の処理方法に従って行えばよ
く、種々の変形が考えられる。例を示すと、端子15から
加えられる電気信号に従って、受光素子４から入力され
た電気信号の強度、位相、波長等を変化させる変調処理
を行ったり、受光素子からの電気信号にパルス波を重畳
して断続的に強度を変化させる変調処理を行ったり、受
光素子からの電気信号自体には手を加えず、この電気信
号を外部に描き出してモニタリングを行ったりすること
が考えられる。こうした電気処理部自体は周知であるの
で、その内部構成自体については詳説しない。

次いで、所望の電気処理を終えた電気信号を半導体レー
ザー等からなる発光素子６へと送り、所望の光強度、位
相、波長、波形を有する光信号へと変換し、この光信号
とセルフォックレンズ７で集束し、末端部12cへと入射
させ、矢印Ｃのように光導波路12内を伝播させる。

本実施例で述べた光表面実装回路によれば、光導波路12
内を伝播してきた光が端面14から基板主面30に対して垂
直方向に射出するので、主面30上に直接、あるいは所定
のバッファ層を介して光デバイスを実装して上記の射出
光に所望の処理を施すことができる。また、同様に、主
面30上に実装した光デバイスからの射出光を端面14から
光導波路12内へと入射させることもできる。従って、ガ
ラス基板10の主面30（場合によっては主面31）上に光デ
バイスを載せ、固定するだけで所望の回路を製造できる
ので、光回路の製作、実装、設計、設計変更が容易であ
る。即ち、前記ガイドピンと前記ガイド孔とをはめあわ
せることによって、光部品の実装を遂行できる。

ついで、ガラス基板中に光導波路を形成し、その端面を
基板の主面へと露出させる方法について述べる。第４図
（Ａ）〜（Ｄ）はこうしたプロセスを示す斜視図であ
る。

まず、一様の屈折率を有し、複数の修飾酸化物を含むガ
ラス基板10を用意する。このガラス基板10の主面に所定
パターンの第一のマスク（例えばフォトエッチ用マス
ク、パラフィン等）21を形成し、第４図（Ａ）に示す状
態とする。

次いで、ガラス基板10中に含有される金属陽イオン
（K⁺、Na⁺等）に比して単位体積当りのイオン分極率
（あるいは電子分極率／（イオン半径）^３）の大きな金
属陽イオン（Tl⁺等）の塩をマスク21を介してガラス基
板10の主面と接触させ、イオン交換させた後、第一のマ
スク21を除去する。これにより、第４図（Ｂ）に示すよ
うに、マスク21に被覆されていない露出部分22からイオ
ン交換が行われ、この露出部分22の表面からの内部に向
かって徐々に屈折率が減少するような屈折率勾配が形成
される。

この場合、修飾酸化物としてはLi₂O,Na₂O,K₂O,Rb₂O,Cs₂
O,Tl₂O,Au₂O,Ag₂O,Ca₂O,MgO,CaO,BaO,ZnO,CdO,PbO,Sn
O₂,La₂O₃などが使用され得る。

ところで一般に物質の屈折率は、その物質に固有な分子
屈折と分子容とで関係づけられ、屈折率は分子屈折の大
きいほど、また分子容の小さいほど大きくなる。そして
分子屈折はその物質の分極率に比例する。ガラスの分子
屈折は個々のイオン屈折の和で近似されるとされてい
る。従ってガラスの屈折率に及ぼすあるイオンの存在の
定性的な影響は、関係するイオンの単位体積あたりの電
子分極の値またはの値を比較することにより知ることができる。修飾酸化
物を構成する陽イオンの内で代表的なものとしてリチウ
ム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、タ
リウムの各１価イオン、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム、亜鉛、カドミウム、鉛の各２
価イオン、ランタンの３価イオン及び錫の４価イオンに
ついてイオン半径、電子分極率及び電子分極率と（イオ
ン半径）^３との比の値を第１表に示す。各イオンは固有
の電子分極率と（イオン半径）^３との比の値を持ってい
るから、修飾酸化物を構成する陽イオンを含むガラス基
板の屈折率と、その陽イオンよりも前記比の大きい陽イ
オンで前記ガラス基板中の陽イオンを一部又は全部置換
した形のガラス基板の屈折率とを比較すると、後者は前
者より大となる。

従って、修飾酸化物を構成するある陽イオンを含むガラ
ス基板を、この陽イオンよりも電子分極率と（イオン半
径）^３との比の大きい修飾酸化物を構成し得る他の陽イ
オンを含む塩に接触させることによって、その接触表面
に近いガラス基板中の前記の陽イオンを前記塩中の陽イ
オンとイオン交換させて、該接触面に近づくにしたがっ
て屈折率を増大させることが出来る。

なお、この場合、ガラス基板を塩に接触させて、塩及び
ガラス基板を加熱して塩及びガラス基板中の陽イオンが
ガラス基板内部で拡散し得る温度に保持することが必要
である。

次いで、第４図（Ｃ）に示すように、露出部分22のガラ
ス基板中央部側の端部を第二のマスク26で被覆する。

次いで、ガラス基板10の主面30に、前記の第一のイオン
交換工程でガラス基板10内へと拡散させたイオン（Tl⁺
等）に比して単位体積当りのイオン分極率の小さい金属
陽イオン（K⁺ ₁Na⁺等）の塩を接触させる。これにより、
塩との接触面から基板内部へと向って徐々に屈折率の増
大する屈折率勾配が形成され、第４図（Ｃ）における露
出部分22の領域においては、第４図（Ｄ）に示すよう
に、屈折率の大なる領域を中心としてこの領域の外周へ
と向って徐々に屈折率の減少するような屈折率勾配が形
成される。

この一方、第二のマスク26により被覆された領域では、
上記の第二のイオン交換は起らないため、第４図（Ｂ）
の状態のまま屈折率の高い領域がそのまま残り、結果と
して、第二のマスク26を除去すると、第４図（Ｄ）及び
第５図に示すように、主面30へと露出する端面14及び末
端部12cが形成される。

このようにして、所望のパターンを有しかつ主面30へと
露出する端面14を有する光導波路12が形成される。この
光導波路12はその中心軸より周辺へと向って徐々に屈折
率の減少する屈折率勾配を有するので、光の伝播媒体と
して機能する。

屈折率12bにおける曲率については、光導波路12の径を1
0μｍとした場合曲率半径1mm程度とすることが好まし
い。光導波路周辺の屈折率に対する光導波路内部の屈折
率の変化率Δn/nは0.1〜数％とするのが好ましく、更に
好ましくは0.1〜１％とすることがよい。

なお、第２図（Ａ）に示すように光導波路末端部12cの
一部を主面30から突出させるには、例えば第５図に示す
状態から上側面を若干切削加工したりする方法等があ
る。

上記実施例では、平板状透明誘電体としてガラス基板を
用いた場合について説明して来たが、一般に合成樹脂に
おいても実現出来る。

例えば特公昭47−26913号においては、中心軸から周辺
に向かって徐々に屈折率の変化するような特性を有する
光導波路を合成樹脂を用いて作ることが提案されてい
る。即ち、特公昭47−26913号によれば、カルボキシル
基と金属とのイオン結合による架橋を有する合成樹脂基
板を前記金属以外の他の金属のイオンと接触せしめ、そ
の接触表面に近い合成樹脂体中の前記金属のイオンを前
記他の金属のイオンと置換せしめ、合成樹脂基板中に含
まれる２種以上の金属イオンの濃度比を中心から表面に
向かって変化させ、これによって屈折率を中心から表面
に向って変化させることが出来る。

そして金属のイオンとしては、望ましくは、一価の金属
がよいが、全ての金属が利用出来る。

一方、予め合成樹脂基板中に含まれている金属イオンに
比し、イオン交換によって合成樹脂基板中に拡散される
金属イオンの方が、単位体積当りのイオン分極率が大き
な場合には、合成樹脂基板の主面から内部に向かって屈
折率が減少し、逆に予め合成樹脂基板中に含まれている
金属イオンの方が、イオン分極率が大である場合には、
合成樹脂基板中の内部から表面に向かって屈折率が減少
する。

このことは、上記の実施例に示すガラス基板の場合のイ
オン交換と同じ結果をもたらすことが明らかである。

従って、上記の実施例において、ガラス板の代わりに合
成樹脂基板を使用し、第４図（Ａ）〜（Ｄ）に示した手
順に従って第一のイオン交換、第二のイオン交換を行え
ば、第４図（Ｄ）及び第５図に示すような樹脂基板が得
られる。

さらに、ガラス基板10の主面30上の電気配線と公電子集
積デバイス50中の電気配線との結合は以下のようにして
もよい。

第６図は、その場合の光電子集積デバイス50とガラス基
板10との結合部分の要部拡大断面図、第７図は第６図の
Ａ−Ａ線断面図である。この構造では６個の電気入出力
端子15は光電子集積デバイス50の外へ引出された後、ガ
ラス基板10の主面30上の電気プリント配線に接続され
る。また、収納部１に配置された電気入出力端子15は受
光素子４、発光素子６或いは電気回路部品３に接続され
る。

第８図〜第10図は半導体PWB基板を用いて光導波路を形
成する手順を示す断面図である。

まず、絶縁性基板64上にSi層63を形成し、このSi層63に
所定のエッチング処理を施して45゜の斜面63aを形成す
る。次いで、バッファ層62を設け、この上にSi₃N₄層又
はTiO₂をドープしたSiO₂層61を堆積し、第８図の状態と
する。

次いで、Si₃N₄層又はTiO₂をドープしたSiO₂層61を第９
図に示すようにエッチングし、直線状部65aと基板主面
に対して垂直の末端部65cとを有する光導波路65を形成
する。次いで、第10図に示すようにクラッド層66を形成
し、光表面実装回路用基板を作製する。

光導波路65をSi₃N₄（ｎ＝1.97）によって形成するとき
には、クラッド層66をSiO₂（ｎ＝1.42）で形成する（Jo
urnal of Lightwave Techonlogy,1533頁,1989年10月参
照）。この光導波路内では屈折率が均一である。これに
より、直線状部65a内を伝播してきた光は、ミラー部65b
で反射し、末端部65cを通って端面65dから射出する。従
って、第１図（Ａ），（Ｂ）〜第３図の実施例と同様に
光表面実装回路用基板として使用できる（このときの実
施態様は第１図（Ａ），（Ｂ）〜第３図に示したガラス
基板の場合と同様とできるので、詳説しない。）。

また、光導波路65とクラッド層66とを、共にTiO₂をドー
プしたSiO₂で形成する方法も知られている（Journal of
Lightwave Technology,1003頁,1988年６月参照）。こ
の場合は、クラッド層66においてTiO₂の含有量を小さく
し、光導波路65においてTiO₂の含有量を比較的大きく
し、光導波路65における屈折率を若干大きくする。光導
波路65における屈折率とクラッド層66における屈折率と
の差は0.1〜数％とすることが好ましく、更に好ましく
は0.1〜１％とすることがよい。なお、この例において
は、製法により、光導波路65内における屈折率を均一と
することもできるし、中心軸から周辺へと向って徐々に
屈折率の減少する屈折率勾配を設けることもできる。

また、第11図（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、半導体PWB
基板を用いて光導波路を形成することもできる。

即ち、第11図（Ａ）に示すように、絶縁性基板64上にSi
層63を形成し、このSi層63に所定のエッチング処理を施
して45゜の斜面63aを形成する。この際、反応性イオン
ビームエッチングを利用すると、角度を変えるだけで、
任意の傾斜面を形成できるので便利である。

次いで、Si層63上に光反射膜を形成し、第11図（Ｂ）に
示すように、光反射膜90のうち斜面63a近傍を残してエ
ッチングで除去する。この光反射膜90は、金、アルミニ
ウム等の金属薄膜か、又は誘電体多層反射膜とし、蒸
着、スパッタリング等のい適当な手段で設ける。次い
で、バッファ層62を設け、この上にSi₃N₄層又はTiO₂を
ドープしたSiO₂層61を堆積し、第11図（Ｃ）の状態とす
る。

次いで、Si₃N₄層又はTiO₂をドープしたSiO₂層61を第11
図（Ｄ）に示すようにエッチングし、直線状部65aと基
板主面に対して垂直の末端部65cとを有する光導波路65
を形成する。次いで、第11図（Ｅ）に示すようにクラッ
ド層66を形成し、光表面実装回路用基板を作製する。

この基板も第10図の基板と同様の態様で使用することが
できる。しかも、直線状部65aと末端部65cとの間の屈曲
部分において、光反射膜90を設けているので、直線状部
65a内を伝播してきた光は光反射膜90で完全に反射さ
れ、端面65dより射出する。従って、光の反射の際に生
じうる光の散乱や部分的透過による光情報の損失を防止
できるので、伝達効率を一層向上させることができる。

第12図は単一モード光ファイバーを用いて基板を作成し
た例を示す要部断面図である。

ポリイミド等からなる樹脂基板中に単一モード光ファイ
バーを埋め込む。具体的には、樹脂で基部67を形成し、
基部67の上に光ファイバー68を位置決めし、光ファイバ
ー端面69を図面において上方向に向ける。次いで樹脂材
料を流し込んで表面側部71を形成し、光ファイバー68を
埋め込んで固定する。この状態で樹脂基板72の主面30に
光ファイバー68の端面69が露出するので、矢印で示すよ
うに主面30に対して垂直方向の光の入出力が行える。こ
の後は、第１図（Ａ），（Ｂ）〜第３図に示すような光
表面実装回路にこの樹脂基板72を適用できる。

上述の実施例は種々変更できる。

例えば、光集積回路部品や光電子集積回路（OEIC）を本
発明の基板上に実装することが可能である。後者は、バ
イポーラトランジスタ、MOS FETの集積されているシリ
コンの通常の集積回路に対して、レーザー、ホトダイオ
ードのような光デバイスを更に１つの基板上に集積化し
たものである。

第１図（Ａ），（Ｂ）の例では、ガラス基板10上に電気
プリント配線を施したものとして説明したが、これは必
ずしも必要なく、電気回路を有しない光部品のみをガラ
ス基板10上に実装してもよく、むろんこの場合は光部品
に電気端子を設ける必要はない。

また、上述した第１図（Ａ），（Ｂ）〜第３図の実施例
において、ガイドピン９のピン頭部にネジを形成し、こ
のネジ部分を主面31側から突出させ、ナット等のネジ締
め用部品を主面31側からガイドピン９の頭部へと螺合さ
せ、これによりデバイス50をガラス基板10へと押しつけ
ることができる。

第１図（Ａ），（Ｂ）〜第３図においてゴムクッション
８をゴムの代りに樹脂等で形成してもよい。

（発明の効果）本発明の製造方法によれば、前記したように光導波路の
端部を基板内部で曲折させて、その端面を基板の表面に
露出させることができる。このようにして製造できる光
表面実装回路用基板によれば、光導波路を伝播してきた
光が、主面に露出している光導波路端面から射出し、或
いはその端面から光を入射させると光導波路を伝わって
いくので、基板の主面上に光部品を載せ、固定し、光部
品の入力部、出力部を光導波路の端面と端面結合させれ
ば所望の光回路を製造できる。従って、光回路の製作、
実装、設計、設計変更が極めて容易である。即ち、前記
ガイド部同士を係合することによって、光部品の実装を
遂行できる。従って、本発明は、SMT類似の光部品表面
実装技術として重要なものであり、今後急速な需要増大
が期待される加入者系、LAN、OA機器、AV機器等への光
技術の適用に大きなインパクトを与えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ光電子集積デバイスの
実装状態を示す斜視図で、第１図（Ａ）は主面30を切削
して端面14を突出した例を示す図、第１図（Ｂ）は主面
30を切削せず端面14を露出させた例を示す図、第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ第１図（Ａ）
又は（Ｂ）の要部断面図、第３図は第２図（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はガラス基板に
光導波路を形成するプロセスを示す斜視図、第５図は第４図（Ｄ）の断面図、第６図及び第７図はそれぞれ光電子集積デバイスの実装
状態を他の例を示す断面図およびそのＡ−Ａ線断面図、第８図、第９図、第10図は半導体PWB基板に光導波路を
形成するプロセスを示す断面図、第11図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、半
導体PWB基板に光導波路を形成する他の例を示す断面
図、第12図は樹脂基板内部に光ファイバーを埋め込んだ状態
を示す断面図、第13図は光導波路を形成した従来のガラス基板を示す斜
視図、第14図は第13図の断面図である。１……収容部、２……フランジ部３……電気処理部（回路）４……受光素子 5,7……セルフォックレンズ６……発光素子、９……ガイドピン 10……ガラス基板、11……ガイド孔 12,12A,12B,12C,12D……光導波路 12a……直線状部、12b……曲折部 12c……末端部 14……端面 15……電気入出力端子 21……第一のマスク、22……露出部分 26……第二のマスク 30,31……主面 32……従来の光導波路 33……光コネクター、34……電気コネクター 50……光電子集積デバイス 63……Si層（半導体層） 64……絶縁体層 65……Si₃N₄又はSiO₂−TiO₂光導波路 65a……直線状部、65b……ミラー部 65c……末端部、65d……端面 66……クラッド層 72……樹脂基板 90……光反射膜（金属薄膜又は誘電体多層反射膜）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸から外周へと向かうにつれて屈折率
が減少している光導波路を、金属陽イオンを含む板状透
明誘電体に形成する、光表面実装回路用基板の製造方法
であって：前記板状透明誘電体の主面に所定パターンの第一のマス
クを形成する工程と：前記板状透明誘電体中の前記金属陽イオンに比して単位
体積当たりのイオン分極率の大きな金属陽イオンの塩
を、前記主面の前記第一のマスクにより被覆されていな
い露出部分に接触させてイオン交換を行う第一のイオン
交換工程と；前記第一のマスクを前記主面から除去する工程と：次いで少なくとも前記露出部分の端部を第二のマスクに
より被覆する工程と：前記第一のイオン交換工程で使用した金属陽イオンに比
して単位体積当たりのイオン分極率の小さな金属陽イオ
ンの塩を、主面の前記第二のマスクにより被覆されてい
ない部分に接触させてイオン交換を行う第二のイオン交
換工程とを有し：前記露出部分のパターンに従って前記光導波路を前記主
面と平行に形成すると共に、前記第二のマスクにより被
覆した前記露出部分の端部に、前記光導波路の端面を形
成し、前記光導波路の前記主面と平行な部分と前記端面
との間に曲折部を形成する、光表面実装回路用基板の製
造方法。
【請求項２】前記板状透明誘電体がガラス基板である、
請求項１記載の光表面実装回路用基板の製造方法。
【請求項３】前記板状透明誘電体が合成樹脂基板であ
る、請求項１記載の光表面実装回路用基板の製造方法。
【請求項４】絶縁性基板の上にシリコン層を形成し、こ
のシリコン層の上に斜面を形成し、シリコン層上にバッ
ファ層を形成し、前記バッファ層及び前記シリコン層を
覆うように窒化珪素層又は酸化珪素層を形成し、この窒
化珪素層又は酸化珪素層をエッチングすることによっ
て、基板主面と平行な直線状部と基板主面に対して垂直
な末端部と前記斜面に接するミラー部とを有する光導波
路を形成し、前記シリコン層及び前記光導波路をクラッ
ド層によって被覆すると共に前記末端部の端面を表面に
露出させることを特徴とする、光表面実装回路用基板の
製造方法。
【請求項５】前記光導波路を窒化珪素によって形成し、
前記クラッド層を酸化珪素によって形成することを特徴
とする、請求項４記載の光表面実装回路用基板の製造方
法。
【請求項６】前記光導波路と前記クラッド層とを、酸化
チタンをドープした酸化珪素によって形成し、前記クラ
ッド層における酸化チタンの含有量を相対的に小さく
し、前記光導波路における酸化チタンの含有量を相対的
に大きくすることによって、前記光導波路の屈折率を相
対的に大きくすることを特徴とする、請求項４記載の光
表面実装回路用基板の製造方法。
【請求項７】前記斜面を反応性イオンビームエッチング
によって形成し、このイオンビームの角度を変化させる
ことによって前記斜面の角度を調整することを特徴とす
る、請求項４記載の光表面実装回路用基板の製造方法。
【請求項８】前記シリコン層の上に前記斜面を形成した
後、このシリコン層上に光反射膜を形成し、この光反射
膜をエッチングして前記斜面上に前記光反射膜を残し、
次いで前記バッファ層を形成することを特徴とする、請
求項４記載の光表面実装回路用基板の製造方法。