CN111033336B - 光波导、光电混载基板和它们的制造方法及光电混载模块 - Google Patents
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Abstract
光波导具备沿光的传输方向延伸的芯和沿传输方向覆盖芯的包层。光波导在芯与包层的界面具有混合层,该混合层含有芯的材料和包层的材料。混合层在传输方向上具备厚度不同的多个区域。
Description
技术领域
本发明涉及光波导、光电混载基板和它们的制造方法及光电混载模块,详细而言,涉及光波导、具备该光波导的光电混载基板、具备该光电混载基板的光电混载模块、光波导的制造方法以及光电混载基板的制造方法。
背景技术
以往,公知一种具备下包层、芯以及覆盖该芯的上包层的光波导。光波导以光学方式将信息处理零部件、信息传递零部件等零部件彼此连接起来,在它们之间传输光。
作为这样的光波导,提出了例如下面一种连接器用光波导,即,在芯的表层部渗入用于形成上包层的树脂成分,设置由芯的树脂成分和上包层的树脂成分混在一起的混合层(例如参照专利文献1)。
在专利文献1所述的连接器用光波导中,混合层的折射率比芯的折射率小,因此,芯内的光难以经过混合层,因此能够减少芯的表面上的光的损失,由此能够减少零部件彼此之间的光的损失。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-73358号公报
发明内容
发明要解决的问题
另一方面,有时希望根据具体的用途和目的对连接器用光波导进行光学上的设计。
但是,在专利文献1所述的连接器用光波导中,混合层的厚度在传输方向上相同,因此,存在无法根据多种用途和目的进行光学上的设计这样的不良。
本发明提供能够根据用途和目的进行光学上的设计的光波导、光电混载基板和它们的制造方法及光电混载模块。
用于解决问题的方案
本发明(1)包括一种光波导,其具备沿光的传输方向延伸的芯和沿所述传输方向覆盖所述芯的包层,在所述芯与所述包层的界面具有混合层,所述混合层含有所述芯的材料及所述包层的材料,所述混合层在所述传输方向上具备厚度不同的多个区域。
在该光波导中,由于混合层在传输方向上具备厚度不同的多个区域,因此,能够根据光波导的用途和目的在光学上进行设计。
本发明(2)包括(1)所述的光波导,其中,所述混合层被包含在所述芯中。
在该光波导中,由于混合层被包含在芯中,因此,能够有效地减少在芯的内部传输的光的损失。
本发明(3)包括(1)或者(2)所述的光波导,其中,在所述混合层的全部区域中,所述混合层的厚度超过所述芯与所述包层的所述界面的最大谷深Zv。
芯与包层的界面具有与最大谷深Zv相对应的谷,也就是具有凹凸。这样,有时在界面发生光的散射,导致光的损失增大。
但是,在该光波导中,由于在混合层的全部区域中,混合层的厚度超过上述的最大谷深Zv,因此,能够在光到达界面之前,可靠地使光在混合层中朝向传输方向。因此,能够抑制因在界面发生的光的散射导致的光的损失的增大。
本发明(4)包括(1)~(3)中任一项所述的光波导,其中,所述多个区域包含具有第1厚度T1的厚层区域和具有比所述第1厚度T1薄的第2厚度T2的薄层区域,所述第1厚度T1相对于所述第2厚度T2的比即T1/T2为1.5以上。
在该光波导中,由于第1厚度T1相对于第2厚度T2的比即T1/T2为1.5以上,因此,能够利用厚层区域和薄层区域,根据光波导的用途和目的进一步在光学上进行设计。
本发明(5)包括(1)~(4)中任一项所述的光波导,其中,所述多个区域包含位于所述传输方向上的所述芯的上游侧端部的第1区域和位于比所述第1区域靠下游侧的第2区域,所述第2区域中的所述混合层的厚度比所述第1区域中的所述混合层的厚度厚。
在该光波导中,第1区域中的混合层的厚度比第2区域中的混合层的厚度薄。因此,若在与第1区域相对应的芯的上游侧端部将光的入射装置以相对置的方式配置,则能够利用与较薄的第1区域的混合层相对应的芯有效地接收从入射装置射出的光。
另一方面,第2区域中的混合层的厚度比第1区域中的混合层的厚度厚。因此,能够利用与较厚的第2区域相对应的芯,具体是利用基于第2区域的较厚的混合层的光的封闭效果,将从第1区域到达第2区域的光沿传输方向传输。
因此,在第1区域中,能够有效地接收来自入射装置的光,并且在第2区域中能够将光一边封闭一边传输。
本发明(6)包括(1)~(5)中任一项所述的光波导,其中,所述多个区域包含位于所述传输方向上的所述芯的下游侧端部的第3区域和位于比所述第3区域靠上游侧的第2区域,所述第2区域中的所述混合层的厚度比所述第3区域中的所述混合层的厚度厚。
在该光波导中,第2区域中的混合层的厚度比第3区域中的混合层的厚度厚。因此,能够利用基于第2区域的较厚的混合层的光的封闭效果,将光沿传输方向传输。
另一方面,第3区域中的混合层的厚度比第2区域中的混合层的厚度薄。因此,若在与第3区域相对应的芯的下游侧端部将光的接收装置以相对置的方式配置,则能够使光接收装置有效地从与较薄的第3区域的混合层相对应的芯接收光。
其结果是,在第2区域中,能够将光一边封闭一边传输,并且在第3区域中,能够使光接收装置有效地接收光。
本发明(7)包括一种光电混载基板,其在所述厚度方向依次具备(1)~(6)中任一项所述的光波导和电路板。
该光电混载基板具备上述的光波导,因此,能够根据用途和目的在光学上进行设计。
本发明(8)包括(7)所述的光电混载基板,其中,所述电路板具备金属支撑层,所述光波导具有在沿所述厚度方向投影时与所述金属支撑层重叠的重叠区域,和在沿所述厚度方向投影时不与所述金属支撑层重叠的非重叠区域,所述非重叠区域中的所述混合层的厚度比所述重叠区域中的所述混合层的厚度厚。
本发明(9)包括一种光电混载基板,其在所述厚度方向依次具备(5)所述的光波导和电路板,所述光电混载基板还具备光元件,所述光元件与所述芯的所述传输方向上游侧端缘以光学方式耦合。
光电混载基板还具备光元件,该光元件与芯的传输方向的上游侧端缘以光学方式耦合,因此,在第1区域中,能够有效地接收来自光元件的光。
本发明(10)包括一种光电混载模块,其在所述厚度方向依次具备(6)所述的光波导和电路板,所述光电混载模块还具备外部光回路,所述外部光回路与所述芯的所述传输方向下游侧端缘以光学方式耦合。
光电混载模块还具备外部光回路,该外部光回路与芯的传输方向的下游侧端缘以光学方式耦合,因此,能够使外部光回路有效地从与第3区域相对应的较厚的芯接收光。
本发明(11)包括一种光波导的制造方法,其是用于制造如下光波导的方法,所述光波导具备沿光的传输方向延伸的芯和沿所述传输方向覆盖所述芯的包层,所述制造方法具备如下工序:第1工序,形成所述芯;第2工序,以所述包层的材料从所述芯的表面向内侧渗入的方式,由所述包层的材料覆盖所述芯;及第3工序,由所述包层的材料形成所述包层,并且在所述芯中的与所述包层的界面形成含有所述芯的材料及所述包层的材料的所述混合层,所述第2工序中,使所述包层的材料的渗入深度在所述传输方向上的多个区域中不同。
在该光波导的制造方法的第2工序中,使包层的材料的渗入深度在传输方向上的多个区域中不同,因此,混合层能够在传输方向上具备厚度不同的多个区域。
本发明(12)包括(11)所述的光波导的制造方法,其中,使所述芯的反应率在所述多个区域中不同。
在该光波导的制造方法中,使芯的反应率在多个区域中不同,因此,在第2工序中,若利用包层的材料覆盖芯,则能够容易且可靠地使包层的材料的渗入深度在传输方向上的多个区域中不同。
本发明(13)包括一种光电混载基板的制造方法,其是用于制造如下光电混载基板的方法,所述光电混载基板在厚度方向依次具备具有金属支撑层的电路板、下包层、沿光的传输方向延伸的芯层和沿所述传输方向覆盖所述芯的上包层,所述制造方法依次具备如下工序:准备所述电路板的工序;在所述电路板的所述厚度方向一侧的面形成所述下包层的工序;第1工序,将所述芯的材料配置于所述下包层的所述厚度方向一侧的面,接着,从所述厚度方向一侧向另一侧对所述芯的材料进行曝光,然后,进行显影,由此在所述下包层的所述厚度方向一侧的面形成所述芯;及第3工序,在所述下包层的所述厚度方向一侧的面以所述上包层的材料从所述芯的表面向内侧渗入的方式形成所述上包层,且所述上包层形成为覆盖所述芯。
在该光电混载基板的制造方法的第1工序中,由于从厚度方向一侧向另一侧对芯的材料进行曝光,因此,芯的材料中的、与金属支撑层重叠的重叠区域因在金属支撑层反射的光导致过度地曝光。另一方面,不与金属支撑层重叠的非重叠区域没有像重叠区域那样的过度的曝光,而是能够按照期望曝光。
因此,与重叠区域相对应的芯的材料的反应率比与非重叠区域相对应的芯的材料的反应率低。
因此,在第3工序中,混合层中的重叠区域的厚度比非重叠区域的厚度薄。
因而,基于由金属支撑层进行的反射,能够容易地使混合层的厚度不同。
发明的效果
本发明的光波导、光电混载基板、该光波导和光电混载基板的制造方法以及光电混载模块能够根据用途和目的进行光学上的设计。
附图说明
图1表示本发明的光波导的一实施方式的侧剖视图。
图2表示沿着图1所示的光波导的X-X线的横剖视图。
图3A~图3C是图1和图2所示的光波导的正剖视图,图3A表示沿着另一侧区域的A-A线的剖视图,图3B表示沿着中间区域的B-B线的剖视图,图3C表示沿着一侧区域的C-C线的剖视图。
图4A~图4C是说明图1、图3A以及图3B所示的光波导的制造方法的工序图,图4A表示形成下包层的工序,图4B表示形成芯的第1工序,图4C表示形成上包层的第3工序,另外,在各个图4A~图4C中,左侧图表示与图1相对应的工序,中央图表示与图3A相对应的工序,右侧图表示与图3B相对应的工序。
图5A~图5C是详细说明图4B~图4C所示的第1工序~第3工序的工序图,图5A表示形成感光性膜的工序,图5B表示经由光掩模对感光性膜进行曝光的工序,图5C表示形成具有低反应率部分和高反应率部分的芯的工序,图5D表示使上包层树脂渗入芯的工序。
图6A~图6C是图3A~图3C所示的光波导的变形例(混合层也包含在下包层中并且该混合层与芯相对的变形例)的正剖视图,图6A表示另一侧区域的剖视图,图6B表示中间区域的剖视图,图6C表示一侧区域的剖视图。
图7A~图7B是图3A~图3C所示的光波导的变形例(混合层也包含在下包层中并且该混合层与芯及其外侧部分相对的变形例)的正剖视图,图7A表示另一侧区域的剖视图,图7B表示中间区域的剖视图,图7C表示一侧区域的剖视图。
图8A~图8C是图3A~图3C所示的光波导的变形例(混合层包含在上包层中的变形例)的正剖视图,图8A表示另一侧区域的剖视图,图8B表示中间区域的剖视图,图8C表示一侧区域的剖视图。
图9A~图9C是图6A~图6C所示的光波导的变形例(混合层仅包含于芯并且该混合层沿着第1界面和第2界面的变形例)的正剖视图,图9A表示另一侧区域的剖视图,图9B表示中间区域的剖视图,图9C表示一侧区域的剖视图。
图10A~图10C是图3A~图3C和图6A~图6C所示的光波导的变形例(混合层包含在芯和上包层中的变形例)的正剖视图,图10A表示另一侧区域的剖视图,图10B表示中间区域的剖视图,图10C表示一侧区域的剖视图。
图11表示图1所示的光波导的变形例(在混合层的附近区域的厚度固定的变形例)的侧剖视图。
图12表示图1所示的光波导的变形例(厚层区域包括中间区域和另一侧区域的变形例)的侧剖视图。
图13表示图1所示的光波导的变形例(厚层区域包括中间区域和一侧区域的变形例)的侧剖视图。
图14表示具有图1所示的光波导的光电混载基板的俯视图。
图15表示图14所示的光电混载基板的放大横剖视图。
图16表示沿着图15所示的光电混载基板的Y-Y线的侧剖视图。
图17表示图15所示的光电混载基板的变形例的放大横剖视图。
图18表示沿着图17所示的光电混载基板的Y-Y线的侧剖视图。
图19A~图19C是图17和图18所示的光波导的正剖视图,图19A表示沿着A-A线的剖视图,图19B表示沿着B-B线的剖视图,图19C表示沿着C-C线的剖视图。
图20A~图20E是说明图18所示的光电混载基板的制造方法的工序图,图20A表示准备电路板的工序,图20B表示形成下包层的工序,图20C表示形成芯的工序,图20D表示形成上包层的工序,图20E表示形成镜面的工序。
图21A~图21C是详细说明图20C和图20D的工序的工序图,图21A表示形成感光性膜的工序,图21B表示经由光掩模对感光性膜进行曝光的工序,图21C表示形成芯的工序,图21D表示使上包层树脂渗入芯的工序。
具体实施方式
(光波导)
参照图1~图5D说明作为本发明的光波导的一实施方式的光波导1。
在图1和图2中,纸面左右方向为光波导1的长度方向(光的传输方向,第1方向)。纸面右侧为长度方向一侧(传输方向下游侧的一个例子,第1方向一侧),纸面左侧为长度方向另一侧(传输方向上游侧的一个例子,第1方向另一侧)。
在图1中,纸面上下方向为光波导的上下方向(与传输方向正交的方向,厚度方向的一个例子,与第1方向正交的第2方向)。纸面上侧为上侧(厚度方向一侧,第2方向一侧),纸面下侧为下侧(厚度方向另一侧,第2方向另一侧)。
在图2中,纸面上下方向为光波导的宽度方向(与传输方向和厚度方向正交的方向,与第1方向和第2方向正交的第3方向)。纸面上侧为宽度方向一侧(第3方向一侧),纸面下侧为宽度方向另一侧(第3方向另一侧)。
具体而言,方向以各图的方向箭头为准。
以上并不是利用这些方向的定义来限定制造光波导1时和使用光波导1时的方向的意思。
如图1和图2所示,该光波导1具有沿长度方向延伸的、俯视时(与“在厚度方向上投影时”同义)呈大致矩形平板的形状。光波导1将光从长度方向另一侧向一侧传输。
光波导1例如为条带型光波导。另外,光波导1朝向上侧依次具备作为包层的一个例子的下包层2、芯3以及作为包层的一个例子的上包层4。详细而言,光波导1具备下包层2、配置于下包层2的上表面(后述的下侧上表面23)的芯3以及在下包层2的上表面(下侧上表面23)以覆盖芯3的方式配置的上包层4。光波导1优选为仅由下包层2、芯3以及上包层4构成。
下包层2具有沿长度方向延伸的大致矩形板形状。具体而言,下包层2具有下侧长度方向一侧的面21、下侧长度方向另一侧的面22以及将该下侧长度方向一侧的面21的上端缘和下侧长度方向另一侧的面22的上端缘连结起来的下侧上表面23。下侧长度方向另一侧的面22与下侧长度方向一侧的面21的长度方向另一侧相对置地配置。下侧上表面23为下包层2的上表面,且是平面。
作为下包层2的材料,能够举出例如具有透明性的树脂,优选为具有绝缘性和透明性的树脂,具体而言,能够举出环氧树脂、聚酰胺酸树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸类树脂、降冰片烯类树脂等。
下包层2的总透光率例如为70%以上。
下包层2的折射率被适当设定。
下包层2的厚度例如为2μm以上,优选为10μm以上,另外,下包层2的厚度例如为600μm以下,优选为40μm以下。
芯3与下侧上表面23相接触。如图3A~图3C所示,芯3在正面剖视时(以与长度方向正交的面(沿着上下方向和宽度方向的面)进行切断的剖视视角下)呈大致矩形状。另外,如图2所示,芯3具有沿长度方向延伸的、俯视时呈大致直线(详细而言为矩形)的形状。
如图1所示,芯3具有作为与下包层2的边界的第1界面5、接下来说明的作为与上包层4的边界的第2界面6、长度方向一端面7以及长度方向另一端面8。
第1界面5为芯3的下表面,且是芯3与下包层2的界面。另外,第1界面5具有追随下侧上表面23的平坦面。也就是说,第1界面5为平面。如图3A~图3C所示,下包层2的下侧上表面23中的、与芯3相接触的部分形成第1界面5。
第2界面6为芯3的上表面和侧面。另外,第2界面6例如与第1界面5相比,为较粗糙的面。具体而言,该第2界面6连续地具有芯上表面11、芯宽度方向一侧的面12以及芯宽度方向另一侧的面13。
芯上表面11为芯3的上表面。芯上表面11实质上与第1界面5平行。芯上表面11具有微细的凹凸。因此,最大谷深Zv例如为1nm以上,优选为10nm以上,另外,最大谷深Zv例如为1000nm以下,优选为500nm以下。最大谷深Zv基于JIS B0601(2009年版)被测量出。以下的最大谷深Zv也以与上述相同的方法测量。
芯宽度方向一侧的面12为芯3的宽度方向一侧面,且是将第1界面5和芯上表面11的宽度方向一端缘连结起来的侧面(连结面)。芯宽度方向一侧的面12具有例如微细的凹凸,其最大谷深Zv与芯上表面11的最大谷深Zv相同。
芯宽度方向另一侧的面13为芯3的宽度方向另一侧面,且是将第1界面5和芯上表面11的宽度方向另一端缘连结起来的侧面(连结面)。芯宽度方向另一侧的面13与芯宽度方向一侧的面12平行。芯宽度方向一侧的面13具有例如微细的凹凸,其最大谷深Zv与芯上表面11的最大谷深Zv相同。
如图1所示,长度方向一端面7是将第1界面5的长度方向一端缘和第2界面6的长度方向一端缘连结起来的端面(连结面)。此外,长度方向一端面7与下包层2的下侧长度方向一侧的面21平齐。长度方向一端面7为平面。长度方向一端面7为向外侧(长度方向一侧)露出的露出面。
长度方向另一端面8是将第1界面5的长度方向另一端缘和第2界面6的长度方向另一端缘连结起来的端面(连结面)。长度方向另一端面8与下包层2的下侧长度方向另一侧的面22平齐。长度方向另一端面8为平面。长度方向另一端面8为向外侧(长度方向另一侧)露出的露出面。
另外,芯3在第2界面6包括混合层15(后述),该混合层15含有芯3的材料和接下来说明的上包层4的材料。
芯3的材料选择具有较高的折射率和优异的绝缘性及透明性的树脂,具体而言,从在下包层2中所例示的树脂中选择。
芯3的总透光率例如为50%以上。
芯3的内部(比后述的混合层15靠内部的部分,或者是芯有效部)53的折射率比下包层2的折射率高,具体而言,以下包层2的折射率为100%,芯3的内部53的折射率例如为100.1%以上,优选为101%以上。此外,芯3的表层的折射率为后述的混合层15的折射率,关于其说明见后述。
芯3的厚度例如为5μm以上,优选为30μm以上,另外,芯3的厚度例如为100μm以下,优选为70μm以下。芯3的宽度方向长度(宽度)例如为1μm以上,优选为3μm以上,另外,芯3的宽度方向长度(宽度)例如为20μm以下,优选为10μm以下。
上包层4沿长度方向覆盖芯3。如图3A~图3C所示,具体而言,上包层4与芯3的芯上表面11、芯宽度方向一侧的面12和芯宽度方向另一侧的面13以及下包层2的下侧上表面23中的第1界面5的外侧部分(在俯视时不与芯3重叠的部分)相接触。
如图1所示,上包层4具有在俯视时与下包层2的外形形状相同的外形形状。上包层4具有沿前后方向延伸的大致片(平板)形状。具体而言,上包层4具有上侧长度方向一侧的面26、上侧长度方向另一侧的面27以及上侧下表面28(参照图3A~图3C)。
上侧长度方向一侧的面26与下包层2的下侧长度方向一侧的面21和芯3的长度方向一端面7平齐。
上侧长度方向另一侧的面27在上侧长度方向一侧的面26的长度方向另一侧与之隔以间隔地相对置地配置。上侧长度方向另一侧的面27与下包层2的下侧长度方向另一侧的面22和芯3的长度方向另一端面8平齐。
如图3A~图3C所示,上侧下表面28为上包层4的下表面,具有追随芯3的形状的形状。具体而言,上侧下表面28连续地具有位于芯3的外侧的外侧下表面59和位于外侧下表面59的内侧的凹部29。
外侧下表面59与下包层2的下侧上表面23相接触。
凹部29与外侧下表面59的宽度方向内端缘相连续,形成芯3和第2界面6。
上包层4的折射率设定为比芯3的折射率低。优选的是,上包层4的折射率与下包层2的折射率相同。
上包层4的材料从满足上述的折射率的材料中选择,具体而言,选择具有较低的折射率和优异的绝缘性及透明性的树脂,具体而言,选择与下包层2相同的树脂。上包层4的厚度例如为2μm以上,优选为5μm以上,另外,上包层4的厚度例如为600μm以下,优选为40μm以下。
并且,如图1和图2所示,混合层15在芯3中沿长度方向设置。具体而言,如图3A~图3C所示,混合层15存在(包含)于第2界面6及其内侧。
混合层15在长度方向上具备厚度不同的多个区域。具体而言,如图1和图2所示,混合层15包括厚层区域16和薄层区域17。
厚层区域16具有比较厚的第1厚度T1。厚层区域16是作为第2区域的一个例子的中间区域18。具体而言,中间区域18是在芯3中除长度方向一端部和长度方向另一端部这两端部之外的区域,且是设于它们中间的区域。
如图3B所示,中间区域18的第1厚度T1包括在中间区域18中沿着芯上表面11的混合层15的厚度T1、沿着芯宽度方向一侧的面12的混合层15的厚度T1A以及沿着芯宽度方向另一侧的面13的混合层15的厚度T1B。此外,上述的沿着芯上表面11的混合层15的厚度T1优选为与沿着芯宽度方向一侧的面12的混合层15的厚度T1A和沿着芯宽度方向另一侧的面13的混合层15的厚度T2A相同。
另外,如图1和图2所示,第1厚度T1在遍及中间区域18的长度方向上相同(均匀)。
此外,关于混合层15(厚层区域16和薄层区域17)的存在和厚度,通过拉曼光谱分析,指定上包层4的材料在混合层15中的比例例如为50质量%的区域,并进行计算。
具体而言,混合层15的厚度如以下进行测量。首先,使用拉曼光谱仪(SNOM/AFM/Raman复合仪WITec制alpha300RSA),对芯3的材料实施拉曼强度测量,在芯3的材料中将具有特征性的、强度最高的峰值波长确定为扫描波长λ1(cm-1)。接着,以横跨形成有混合层15的芯3的有效部53的方式,在扫描波长λ1下,在从位于芯3的宽度方向一侧20μm的上包层4起经过芯宽度方向一侧的面12和芯宽度方向另一侧的面13直到位于该芯3的宽度方向另一侧20μm的上包层4为止的区域,横跨混合层15地实施拉曼测量。对其强度分布进行标准化,以使最小值为0%,最大值为100%。并且,关于标准化的拉曼强度分布,根据从芯宽度方向一侧的面12到其宽度方向一侧20μm为止的坐标处的拉曼强度0~5%的平均值来求出下限强度值k1。同样地,根据从芯中心部到±10μm为止的坐标处的拉曼强度95~100%的平均值来求出上限强度值k2。并且,根据拉曼分布与(k1+k2)/2的值相交的交点求出相当于k1和k2的一半的拉曼强度的中间点坐标Xm。然后,画出拉曼分布在中间点坐标Xm处的切线,将该切线与所述的下限值k1及上限值k2的交点设为下限坐标X1及上限坐标X2。将据此计算出的上限坐标和下限坐标之差|X2-X1|定义为混合层15的厚度(μm)。
厚层区域16(中间区域18)的第1厚度T1超过例如第2界面6的最大谷深Zv。更具体而言,厚层区域16的第1厚度T1例如为0.01μm以上,优选为0.1μm以上,另外,厚层区域16的第1厚度T1例如为20μm以下。
薄层区域17具有比较薄的第2厚度T2。具体而言,薄层区域17具有比厚层区域16的第1厚度T1薄的第2厚度T2。薄层区域17为分别位于厚层区域16的长度方向一侧和另一侧(长度方向两外侧)的区域(外侧区域或者端部区域)。具体而言,薄层区域17独立地具有位于芯3的长度方向另一端部的、作为第1区域的一个例子的另一侧区域19和位于芯3的长度方向一端部的、作为第3区域的一个例子的一侧区域20。此外,另一侧区域19、中间区域18以及一侧区域20连续。另一侧区域19、中间区域18以及一侧区域20依次朝向长度方向一侧配置。
如图3A所示,另一侧区域19的第2厚度T2包括在另一侧区域19中沿着芯上表面11的混合层15的厚度T2、沿着芯宽度方向一侧的面12的混合层15的厚度T2A以及沿着芯宽度方向另一侧的面13的混合层15的厚度T2B。上述的沿着芯上表面11的混合层15的厚度T2优选为与沿着芯宽度方向一侧的面12的混合层15的厚度T2A和沿着芯宽度方向另一侧的面13的混合层15的厚度T2B相同。
中间区域18的第1厚度T1相对于另一侧区域19的第2厚度T2的比(T1/T2)例如为1.5以上,另外,例如为2000以下。若比T1/T2为上述的下限以上或者上限以下,则能够在中间区域18(厚层区域16)中可靠地沿长度方向传输光,并且另一侧区域19的长度方向另一端面8能够可靠地接收来自入射装置49的光。
此外,另一侧区域19的第2厚度T2在与该中间区域18相连接的区域(附近区域)52中能够连续地变化。具体而言,在这样的附近区域52中,第2厚度T2随着向长度方向一侧去而逐渐变厚。附近区域52的第2厚度T2的变化率能够适当设定。
另一方面,另一侧区域19的除了上述的附近区域52之外的部分的第2厚度T2在遍及该部分的长度方向上相同。
另一侧区域19的长度方向长度没有特别限定,为1μm以上。
一侧区域20的第2厚度T2如图3A和图3C所示,与上述的另一侧区域19的第2厚度T2相同。
另外,一侧区域20的第2厚度T2在与该中间区域18相连接的区域(附近区域)52中能够连续地变化。具体而言,在这样的附近区域52中,第2厚度T2随着向长度方向另一侧去而逐渐变厚。
此外,中间区域18的第1厚度T1相对于一侧区域20的第2厚度T2的比(T1/T2)例如为1.5以上,另外,例如为2000以下。若比T1/T2为上述的下限以上或者上限以下,则能够在中间区域18(厚层区域16)中可靠地沿长度方向传输光,并且能够从一侧区域20的长度方向一端面7可靠地向光接收装置50射出光。
因而,薄层区域17的第2厚度T2比厚层区域16的第1厚度T1薄,但该薄层区域17的第2厚度T2超过例如第2界面6的最大谷深Zv。由此,厚层区域16的第1厚度T1和薄层区域17的第2厚度T2均超过例如第2界面6的最大谷深Zv。具体而言,薄层区域17的第2厚度T2例如为0.01μm以上,优选为0.05μm以上,另外,薄层区域17的第2厚度T2例如为2μm以下。
混合层15中的上包层4的材料的比例相对于芯3和上包层4的材料的总量而言,例如为50质量%以上,另外,例如小于100质量%,优选为90质量%以下。上包层4的材料的比例通过例如拉曼光谱分析以与上述相同的方法计算出。
此外,在图1~图3C中,借助明确的边界将混合层15与芯3的内部53区分地进行描画,但是例如混合层15的轮廓(混合层15与内部53的边界)并不明确,对此未图示(无法图示),在该情况下,上包层4的材料的比例相对于芯3和上包层4的材料的总量而言为50质量%以上的区域是混合层15。
接着,参照图4A~图5D说明制造该光波导1的方法。
如图4A~图4C所示,该方法具备形成下包层2的工序(参照图4A)、形成芯3的第1工序(参照图4B)以及形成上包层4并且形成混合层15的第3工序(参照图4C)。
如图4A所示,在形成下包层2的工序中,例如,按照公知的方法由上述的树脂形成(或者准备)下包层2。
下包层2形成为具有下侧长度方向一侧的面21、下侧长度方向另一侧的面22以及下侧上表面23的片形状(或者准备预先形成为片形状的构件)。
如图4B所示,在第1工序中,接着将芯3形成于下包层2的下侧上表面23。
在形成芯3时,如图5A所示,例如,将含有上述的树脂、光产酸剂以及溶剂的清漆涂布于下侧上表面23,然后对清漆进行干燥(去除溶剂),形成由感光性树脂组合物构成的感光性膜24。感光性膜24在下侧上表面23的整个上表面形成为片形状。或者将由干膜抗蚀剂预先形成为片形状的感光性膜24载置于下侧上表面23。
然后,如图5B~图5D以及图4B所示,之后通过光刻法形成芯3。
具体而言,首先,如图4B所示,将具有遮光部41和透光部42的光掩模25配置于感光性膜24的上侧。
遮光部41构成为,具有芯3的反图案(反转图案),在接下来的曝光时,遮挡射向感光性膜24的光。
透光部42构成为,具有与芯3相同的图案,在接下来的曝光时,使射向感光性膜24的光通过(透过)所需的量。
如图5B所示,透光部42为了在光掩模25曝光时能够进行灰度曝光而具有灰度图案。透光部42具有例如透光率不同的2种区域。具体而言,透光部42具有第1透光区域43和第2透光区域44,该第2透光区域44具有比第1透光区域43的透光率低的透光率。
第1透光区域43具有比较高的透光率。第1透光区域43具有与对应于薄层区域17的芯3相同的图案。也就是说,第1透光区域43在遮光部41中位于长度方向两端部。
第2透光区域44具有比第1透光区域43的透光率低的透光率。第2透光区域44具有与对应于厚层区域16的芯3相同的图案。第2透光区域44与2个第1透光区域43连续地位于2个第1透光区域43的内侧。
第1透光区域43和第2透光区域44的透光率能够利用公知的半色调掩模等适当调整。
在第1透光区域43的与第2透光区域44相连接的区域(与附近区域52相对应的区域)设有透光率变化区域58,该透光率变化区域58随着接近第2透光区域44,其透过光率逐渐接近第2透光区域44的透光率。
接着,如图5B的箭头所示,经由光掩模25对感光性膜24进行曝光。具体而言,使紫外线从光掩模25的上侧经由光掩模25向感光性膜24照射(曝光)。
于是,参照图4B的中央图和右侧图所示的那样,在遮光部41中,光被遮挡,与遮光部41相对置的感光性膜24未曝光(未接收到光)。
另一方面,如图5B所示,在透光部42中,使光透过所需的量,与透光部42相对置的感光性膜24曝光。详细而言,在第1透光区域43中,透过比较多的光,但在第2透光区域44中,透过比较少的光。第2透光区域44的光的透过量比第1透光区域43的光的透过量少。此外,透光率变化区域58的光的透过量随着接近第2透光区域44而变少。
因此,与第1透光区域43相对应的感光性膜24的曝光量(光接收量)比较多,与第2透光区域44相对应的感光性膜24的曝光量(光接收量)比较少。也就是说,与第2透光区域44相对应的感光性膜24的曝光量比与第1透光区域43相对应的感光性膜24的曝光量少。因此,与第2透光区域44相对应的感光性膜24的、基于来源于光产酸剂的酸的反应率比与第1透光区域43相对应的感光性膜24的反应率低。此外,与透光率变化区域58相对应的感光性膜24的反应率随着接近与第2透光区域44相对应的感光性膜24而变低。
因此,关于在感光性膜24中与第2透光区域44相对应的低反应率部分46和与第1透光区域43相对应的高反应率部分47,在感光性膜24中作为与透光部42相对应的部分而形成。
接着,使感光性膜24显影。由此,如图4B所示,与透光部42相对应的部分(低反应率部分46和高反应率部分47)残留,与遮光部41相对应的部分被去除。另外,此时在显影中,显影液浸蚀与遮光部41相对应的部分,因此,在芯上表面11、芯宽度方向一侧的面12以及芯宽度方向另一侧的面13形成粗糙的面(凹凸面)。粗糙的面具有上述的最大谷深Zv。
由此形成具有低反应率部分46和高反应率部分47的芯3。
然后,如图5D所示,利用上包层4的材料覆盖芯3。
上包层4的材料为上述的树脂和光产酸剂,将上述的树脂和光产酸剂调制为还含有溶剂的清漆45。
如图5D所示,具体而言,以覆盖芯3的方式将清漆45涂布于下包层2的下侧上表面23。
此外,此时以清漆45的液面48比芯3的芯上表面11高的方式涂布清漆45。
当涂布清漆45时,作为上包层4的材料的树脂(以下简称为“上包层树脂”)从芯3的第2界面6向内部渗入。
此时,较少量的上包层树脂渗入高反应率部分47,另一方面,较多量的上包层树脂渗入低反应率部分46。也就是说,比渗入高反应率部分47的上包层树脂的量多的量的上包层树脂渗入低反应率部分46。
并且,高反应率部分47处的上包层树脂的渗入深度D2比较浅,另一方面,低反应率部分46处的上包层树脂的渗入深度D1比较深。也就是说,低反应率部分46处的上包层树脂的渗入深度D1比高反应率部分47处的上包层树脂的渗入深度D2深。
总之,将清漆45相对于低反应率部分46和高反应率部分47涂布,并使上包层树脂的渗入深度在该低反应率部分46和高反应率部分47之间不同。
然后对清漆进行干燥(去除溶剂),形成由上包层树脂构成的涂膜,接着进行显影,根据需要加热(曝光后加热)。此外,通过加热,渗入到芯3的上包层树脂发生反应。
由此,在芯3的表层部分(位于比第2界面6靠内侧的位置的内侧层)形成混合层15,该混合层15兼具上包层树脂和作为芯3的材料的树脂(以下简称为“芯树脂”)。混合层15的材料为上包层树脂和芯树脂的混合物。混合层15的折射率处于芯3的内部53的折射率与上包层4的折射率之间。
如图4C所示,由此实施形成混合层15并且形成上包层4的第3工序。此时,在混合层15的另一侧区域19和一侧区域20各自的、与中间区域18相连接的附近区域中,厚度发生变化。
由此形成上包层4。
由此制造具备下包层2、芯3以及上包层4的光波导1。
然后,如图1所示,将光的入射装置49以相对置的方式配置于芯3的长度方向另一端面8,将芯3和入射装置49以光学方式连接起来。另外,将光接收装置50以相对置的方式配置于芯3的长度方向一端面7,将芯3和光接收装置50以光学方式连接起来。
由此,通过光波导1,入射装置49和光接收装置50以光学方式连接起来。
并且,在该光波导1中,混合层15在长度方向上具备厚度不同的多个区域,因此,能够根据光波导1的用途和目的在光学上进行设计。
另外,在该光波导1中,混合层15包含在芯3中,因此,能够有效地减少在芯3的内部传输的光的损失。
另外,第2界面6具有与最大谷深Zv相对应的谷,也就是说,第2界面6具有凹凸。这样,有时在第2界面6中发生光的散射,导致光的损失增大。
但是,在该光波导1中,由于在混合层15的全部区域中,混合层15的厚度超过上述的最大谷深Zv,因此,能够在光到达第2界面6之前,可靠地使光在混合层15中朝向传输方向。因此,能够抑制因在第2界面6发生的光的散射导致的光的损失的增大。
此外,混合层15的折射率比芯3的内部53的折射率低。因此,从内部53朝向混合层15的光在混合层15中反射,并再次返回混合层15。尤其是存在如下的情况,即,混合层15具有随着从内部53朝向第2界面6去而上包层树脂的比例变高的层次(等级、浓度梯度)。
如图2的圆圈的放大图所示,通过该上包层树脂的比例的层次的作用,在混合层15中从内部53朝向第2界面6的光一边画出返回内部53这样的曲线轨道,一边被推回内部53。这是上述的光的封闭效果,混合层15的厚度越厚,该效果越强。
另外,若厚层区域16的第1厚度T1相对于薄层区域17的第2厚度T2的比(T1/T2)为1.5以上,则能够利用厚层区域16和薄层区域17可靠地实施根据光波导1的用途和目的的光学上的设计。
具体而言,如图1所示,在该光波导1中,另一侧区域19中的混合层15的厚度T2比中间区域18中的混合层15的厚度T1薄。换言之,与中间区域18相对应的芯3的内部的厚度(芯有效厚度)比与另一侧区域19相对应的芯3的内部的厚度(芯有效厚度)薄。因此,若在与另一侧区域19相对应的芯3的长度方向另一端面8以相对置的方式配置光的入射装置49,则能够利用较厚的芯有效部(芯3的内部53)有效地接收从入射装置49射出的光。
另一方面,中间区域18中的混合层15的厚度T1比另一侧区域19中的混合层15的厚度T2厚。因此,能够利用基于具有较厚的厚度T1的中间区域18的光的封闭效果,有效地使进入到中间区域18的光沿长度方向传输。
因此,在另一侧区域19中,能够有效地接收来自入射装置49的光,并且在中间区域18中,能够将光一边有效地封闭一边传输。
并且,在该光波导1中,一侧区域20中的混合层15的厚度T2比中间区域18中的混合层15的厚度T1薄。换言之,与中间区域18相对应的芯3的内部的厚度(芯有效厚度)比与一侧区域20相对应的芯3的内部的厚度(芯有效厚度)薄。因此,若在芯3的下游侧端部以相对置的方式配置光的光接收装置50,则能够使光接收装置50有效地从较厚的芯有效部(芯3的内部53)接收光。
其结果是,在中间区域18中,能够将光一边封闭一边传输,并且在一侧区域20中,能够使光接收装置50有效地接收光。
如图5D所示,在该光波导1的制造方法的第2工序中,使包层的材料的渗入深度在长度方向上的多个区域中不同,因此,混合层15能够在长度方向上具备厚度不同的多个区域。
另外,在该光波导1的制造方法中,由于使芯3的反应率在多个区域中不同,因此,在第2工序中,若利用上包层4的材料覆盖芯3,则能够容易且可靠地使上包层4的材料的渗入深度D1和D2在长度方向上的多个区域中不同。
(光波导的变形例)
在以下的各变形例中,对于与上述的一实施方式同样的构件和工序,标注相同的参照附图标记,省略其详细的说明。另外,能够适当组合各变形例。并且,各变形例除了特别记载的之外,能够起到与一实施方式相同的作用效果。
在一实施方式中,如图3A~图3C所示,混合层15仅包含在芯3中。
但是,在该变形例中,如图6A~图6C所示,混合层15还能够包含在下包层2中。
包含在下包层2中的混合层15沿着下侧上表面23中的第1界面5形成。包含在下包层2中的混合层15的材料为芯树脂和下包层的材料的混合物。此外,包含在下包层2中的全部混合层15仅与芯3的第1界面5相对。
另一方面,如图7A~图7B所示,包含在下包层2中的混合层15能够包含在与第1界面5相对置的部分和与外侧下表面59相对置的部分中。
也就是说,包含在下包层2中的混合层15沿着整个下侧上表面23设置。
在图3A~图3C的一实施方式、图6A~图6C的变形例以及图7A~图7C的变形例中,优选地举出图3A~图3C的一实施方式、图6A~图6C的变形例。若是该图3A~图3C的一实施方式、图6A~图6C的变形例的结构,则如图7A~图7B的箭头所示,能够防止光经由与包含在下包层2中的第1界面5的外侧部分相对置的部分向宽度方向两外侧扩散导致的光的损失。
并且,图3A~图3C的一实施方式和图6A~图6C的变形例中的、图3A~图3C的一实施方式与图6A~图6C的变形例相比较为优选。
另外,如图8A~图8C所示,也可以是,混合层15包含在上包层4中,而不是包含在芯3中。该混合层15沿着第2界面6包含在上包层4中。
并且,如图9A~图9C所示,也可以是,沿着第1界面5的混合层15包含在芯3中。也就是说,沿着第1界面5的混合层15和沿着第2界面6的厚层区域16都包含在芯3中。
并且,另外如图10A~图10C所示,也可以是,沿着第1界面5的混合层15包含在芯3中,另一方面,沿着第2界面6的混合层15包含在上包层4中。
另外,如图1所示,在2个薄层区域17(也就是另一侧区域19和一侧区域20)的各自的附近区域52中,厚度连续地变化,但例如图11所示那样,也可以是,在整个薄层区域17中,厚度不变化,而是固定。也就是说,薄层区域17不具有附近区域52(参照图1)。
在图11的变形例中,在厚层区域16与薄层区域17的边界处,厚度不连续。也就是说,该混合层15具有厚层区域16的第1厚度T1和薄层区域17的第2厚度T2这2个厚度,不具有在第1厚度T1和第2厚度T2之间的厚度。
另外,在图1所示的一实施方式中,薄层区域17具有另一侧区域19和一侧区域20这两者。
另一方面,如图12所示,在该变形例中,薄层区域17仅具有另一侧区域19。此外,一侧区域20包含在厚层区域16中。也就是说,厚层区域16包括中间区域18和一侧区域20。
另一方面,如图13所示,在该变形例中,薄层区域17仅具有一侧区域20。此外,另一侧区域19包含在厚层区域16中。也就是说,厚层区域16包括中间区域18和另一侧区域19。
另外,在图3A~图3C所示的一实施方式中,第2界面6与作为平面的第1界面5相比是粗糙的面,但是,例如第2界面6也可以是平面,不过该情形未图示。
不过,像一实施方式那样,即使在第2界面6为粗糙的面并且容易产生上述的光的散射的形态中,如图3A~图3C所示,在混合层15的全部区域中,混合层15的厚度超过上述的最大谷深Zv,因此,能够在光到达第2界面6之前使光可靠地朝向长度方向,能够抑制上述的光的散射。
(光波导的用途)
光波导1的用途并没有特别限定,能够应用于多种装置,优选地应用于各种光学装置。
(光电混载基板和光电混载模块)
接着,参照图14~图16依次说明具备上述的光波导1的光电混载基板30和具备光电混载基板30的光电混载模块40。
光电混载基板30具有沿前后方向延伸的大致平板形状。另外,光电混载基板30沿前后方向传输光。光电混载基板30具有在俯视时呈大致字母T形状的形状。
如图16所示,光电混载基板30朝向上侧依次具有电路板31和光波导1。
电路板31形成光电混载基板30的下层。电路板31在俯视时设于整个光电混载基板30。
电路板31朝向下侧依次具备金属支撑层35、基底绝缘层36、导体层37以及覆盖绝缘层38。具体而言,电路板31具备金属支撑层35、配置于金属支撑层35的下表面的基底绝缘层36、配置于基底绝缘层36的下表面的导体层37以及以覆盖导体层37的局部的方式配置于基底绝缘层36的下表面的覆盖绝缘层38。金属支撑层35、基底绝缘层36、导体层37以及覆盖绝缘层38的材料、厚度等例如在日本特开2016-105160号公报、日本特开2015-87634号公报等中有所记载。
此外,金属支撑层35的上表面为平面。另外,金属支撑层35仅位于电路板31的后端部。金属支撑层35具有多个开口部39。多个各开口部39在俯视时包括后述的镜面51。
光波导1形成光电混载基板30的上层。光波导1配置于电路板31的整个上表面。光波导1以图1的长度方向沿着图14所示的前后方向的方式设于光电混载基板30。
详细而言,光波导1以其长度方向一侧朝向前侧、长度方向另一侧朝向后侧的方式配置于光电混载基板30。如图15所示,另外,混合层15的另一侧区域19为后侧区域69,一侧区域20为前侧区域70。
如图16所示,在光波导1朝向上侧地依次配置有下包层2、芯3以及上包层4。
下包层2覆盖金属支撑层35和基底绝缘层36的上表面。下包层2的下表面具有追随金属支撑层35和基底绝缘层36的上表面的形状。
如图14所示,芯3在宽度方向上彼此隔以间隔地排列配置有多个(4个)。多个芯3各自的后端面68(相当于长度方向另一端面8)为镜面51。
如图16所示,镜面51为相对于下包层31的下侧上表面23成45度的角度的斜面。另外,镜面51是将从光元件34入射的光(光信号)的传输方向从上下方向变更为前后方向的光传输方向转换构件(或者光路转换构件)。也就是说,镜面51接收从以虚拟线所示的光元件34向上侧射出的光。
在制造该光电混载基板30时,首先,制作(准备)电路板31,接着,例如按照上述的方法将光波导1制作到电路板31上。
然后安装光元件34。由此,将光元件34和芯3以光学方式连接起来。
由此,制造具备电路板31、光波导1以及光元件34的光电混载基板30。
然后,若在制得的光电混载基板30连接外部光回路55(虚拟线),则能够构成光电混载模块40。
光电混载模块40具备光电混载基板30和外部光回路55。
外部光回路55例如包括光纤等。外部光回路55与芯3的前端面67(相当于长度方向一端面7)的前侧相对置地配置。
该光电混载基板30具备上述的光波导1,因此,能够根据用途和目的在光学上进行设计。
另外,光电混载基板30还具备与芯3的后端面68以光学方式耦合的光元件34,因此,在另一侧区域19中,能够有效地接收来自光元件34的光。
光电混载模块40还具备与芯3的前端面67以光学方式耦合的外部光回路55,因此,能够使外部光回路55有效地从与前侧区域70相对应的较厚的芯3(芯有效部)接收光。
(光电混载基板的变形例)
在图15和图16所示的光电混载基板30中,在混合层15中,后侧区域69和前侧区域70的厚度比中间区域18的厚度薄。也就是说,混合层15的厚度仅基于混合层15的长度方向位置来设定。
但是,如图17和图18(以及图19A~图19C)所示,也可以是,例如混合层15的厚度基于有无与金属支撑层35的重叠来设定。具体而言,在混合层15中,将在厚度方向上与金属支撑层35重叠的重叠区域71的厚度T4设定为比在厚度方向上不与金属支撑层35重叠的非重叠区域72的厚度T3薄。
如图17和图18所示,混合层15具有重叠区域71和非重叠区域72。
重叠区域71为重叠于金属支撑层35的区域(除去芯3的后端部)。重叠区域71的厚度T4与薄层区域17的第2厚度T2(比较薄的厚度T2)相同。
非重叠区域72具有与电路板31的前侧部分相对应的区域和与芯3的后端部相对应的区域。在非重叠区域72中,芯3的后端部包含后端面68,在俯视时包含在开口部39内。也就是说,芯3的后端部在厚度方向上不与金属支撑层35重叠。非重叠区域72的厚度T3与厚层区域16的第1厚度T1(比较厚的厚度T1)相同。
接着,参照图20A~图21D说明该光电混载基板30的制造方法。
如图20A所示,首先,制作朝向下侧依次具备金属支撑层35、基底绝缘层36、导体层37以及覆盖绝缘层38的电路板31。
如图20B所示,接着,将下包层2制作到电路板31的上表面。下包层2填充于开口部39内。因此,下包层2的下表面具有与开口部39相对应的凸部。另一方面,下包层2具有作为平面的下侧上表面23。
如图20C所示,接着,使芯3形成于下包层2的下侧上表面23。
如图21A所示,具体而言,将上述的清漆45涂布于下侧上表面23,然后对清漆45进行干燥,形成感光性膜24。或者由干膜抗蚀剂形成感光性膜24。
然后,如图21B所示,将具有遮光部41和透光部42的光掩模25配置于感光性膜24的上侧。
透光部42不具有一实施方式那样的灰度图案(参照图5B),其透光率在前后方向上相同(均匀)。透光部42为具有与芯3相同图案的图案。另外,透光部42为也与开口部39内的芯3相对应的图案。
如图21B所示,接着,经由光掩模25对感光性膜24进行曝光。具体而言,将活性能量射线从光掩模25的上侧(厚度方向一侧的一个例子)经由光掩模25朝向下侧(厚度方向另一侧的一个例子)地对感光性膜24照射(曝光)(第1工序)。
于是,在遮光部41中,光被遮挡,与遮光部41相对置的感光性膜24未曝光(未接收到光)。
另一方面,在透光部42中,光透过,与透光部42相对置的感光性膜24被曝光。详细而言,利用透过了透光部42的光,从上侧朝向下侧对与非重叠区域72相对应的感光性膜24曝光1次。
另一方面,首先利用透过了透光部42的光从上侧向下侧对与重叠区域71相对应的感光性膜24曝光1次。然后,光朝向下侧透过下包层2,接着在金属支撑层35的上表面向上侧反射,并且朝向上侧透过下包层2,对与重叠区域71相对应的感光性膜24进行曝光。也就是说,与重叠区域71相对应的感光性膜24总共曝光2次。
总之,与重叠区域71相对应的感光性膜24比与非重叠区域72相对应的感光性膜24多曝光1次。换言之,对与重叠区域71相对应的感光性膜24进行曝光的曝光量比对与非重叠区域72相对应的感光性膜24进行曝光的曝光量多。
接着,使感光性膜24显影,去除与遮光部41相对应的部分。
由此,如图21C所示,因而,与重叠区域71相对应的感光性膜24成为高反应率部分47,与非重叠区域72相对应的感光性膜24成为低反应率部分46。然后形成具有高反应率部分47和低反应率部分46的芯3。
然后,如图21D所示,利用上包层4的材料覆盖芯3。
具体而言,以覆盖芯3的方式涂布清漆45。
接着,在高反应率部分47中渗入较少量的上包层树脂,另一方面,在低反应率部分46中渗入较多量的上包层树脂。
另外,高反应率部分47中的上包层树脂的渗入深度D2比较浅,而低反应率部分46中的上包层树脂的渗入深度D1比较深。也就是说,使上包层树脂的渗入深度在低反应率部分46和高反应率部分47之间不同。
然后形成与低反应率部分46相对应的较厚的混合层15(非重叠区域72)和与高反应率部分47相对应的较薄的混合层15(重叠区域71)。
如图20D所示,由此形成上包层4(第3工序)。
然后,如图20E所示,通过例如激光加工或者切削加工在芯3的后端部形成镜面51。
如图18所示,然后,将光元件34以使光元件34的出射口与镜面51在上下方向上相对置的方式安装于电路板31。由此,将光元件34和芯3以光学方式连接起来。
由此制造光电混载基板30。
然后,在光电混载基板30中的芯3的前端面67将外部光回路55以相对置的方式配置。由此,将光元件34和外部光回路55经由光电混载基板30的光波导1以光学方式连接。
由此制造具备光电混载基板30和外部光回路55的光电混载模块40。
在上述的光电混载基板30的制造方法的第1工序中,由于从上侧朝向下侧对感光性膜24进行曝光,因此,感光性膜24中的、重叠区域71因在金属支撑层35反射的光导致过度地曝光。另一方面,非重叠区域72没有像重叠区域71那样的过度的曝光,而是能够按照期望曝光。
因此,与重叠区域71相对应的感光性膜24的反应率比与非重叠区域72相对应的感光性膜24的反应率低。
因此,在第3工序中,混合层15中的重叠区域71的厚度T4比混合层15中的非重叠区域72的厚度T3薄。
因而,基于由金属支撑层35进行的反射,能够容易地使混合层15的厚度T3和T4不同。
(变形例)
在上述说明中,利用感光性膜24的反应率使上包层树脂的渗入深度D(进而混合层15的厚度T)不同。也就是说,在图5A~图5D所示的一实施方式中,通过基于光掩模25的灰度的感光性膜24的反应率的不同,或者通过在图21A~图21D所示的变形例中基于有无金属支撑层35的反射的感光性膜24的反应率的不同,使上包层树脂的渗入深度D不同。
但是,也能够通过变更例如曝光后加热的条件、含有上包层树脂的清漆的流动性、该清漆的干燥温度、以及芯3的材料和上包层4的材料的分子设计(具体为分子的蓬松度等)等某一工序中的条件,来使上包层树脂的渗入深度D不同。
另外,能够适当组合上述的各实施方式和各变形例。
此外,上述发明是作为本发明的例示的实施方式而提供的,但这仅是例示,并未进行限定性的解释。该技术领域的技术人员所能够明确的本发明的变形例包含在后述的权利要求书中。
产业上的可利用性
光波导设于光电混载基板。
附图标记说明
1、光波导;2、下包层;3、芯;4、上包层;15、混合层;16、厚层区域;17、薄层区域;18、中间区域;19、另一侧区域;20、一侧区域;30、光电混载基板;31、电路板;34、光元件;35、金属支撑层;40、光电混载模块;49、入射装置;50、光接收装置;55、外部光回路;T1、第1厚度;T2、第2厚度;Zv、最大谷深。
Claims (9)
1.一种光波导,其特征在于,具备沿光的传输方向延伸的芯和沿所述传输方向覆盖所述芯的包层,
在所述芯与所述包层的界面具有混合层,所述混合层含有所述芯的材料及所述包层的材料,
所述混合层在所述传输方向上具备厚度不同的多个区域,
所述多个区域包含具有第1厚度T1的厚层区域和具有比所述第1厚度T1薄的第2厚度T2的薄层区域,
所述第1厚度T1相对于所述第2厚度T2的比即T1/T2为1.5以上。
2.根据权利要求1所述的光波导,其特征在于,所述混合层被包含在所述芯中。
3.根据权利要求1所述的光波导,其特征在于,在所述混合层的全部区域中,所述混合层的厚度超过所述芯与所述包层的所述界面的最大谷深Zv。
4.根据权利要求1所述的光波导,其特征在于,
所述多个区域包含位于所述传输方向上的所述芯的上游侧端部的第1区域和位于比所述第1区域靠下游侧的第2区域,
所述第2区域中的所述混合层的厚度比所述第1区域中的所述混合层的厚度厚。
5.根据权利要求1所述的光波导,其特征在于,
所述多个区域包含位于所述传输方向上的所述芯的下游侧端部的第3区域和位于比所述第3区域靠上游侧的第2区域,
所述第2区域中的所述混合层的厚度比所述第3区域中的所述混合层的厚度厚。
6.一种光电混载基板,其特征在于,在厚度方向依次具备权利要求1所述的光波导和电路板。
7.根据权利要求6所述的光电混载基板,其特征在于,
所述电路板具备金属支撑层,
所述光波导具有在沿所述厚度方向投影时与所述金属支撑层重叠的重叠区域,和在沿所述厚度方向投影时不与所述金属支撑层重叠的非重叠区域,
所述非重叠区域中的所述混合层的厚度比所述重叠区域中的所述混合层的厚度厚。
8.一种光电混载基板,其特征在于,在厚度方向依次具备权利要求4所述的光波导和电路板,
所述光电混载基板还具备光元件,所述光元件与所述芯的所述传输方向上游侧端缘以光学方式耦合。
9.一种光电混载模块,其特征在于,在厚度方向依次具备权利要求5所述的光波导和电路板,
所述光电混载模块还具备外部光回路,所述外部光回路与所述芯的所述传输方向下游侧端缘以光学方式耦合。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009103827A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 光電複合基板及びその製造方法 |
CN101957475A (zh) * | 2009-07-17 | 2011-01-26 | 日东电工株式会社 | 光波导路装置的制造方法 |
JP2012163837A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路の製造方法、光導波路および電子機器 |
JP2012181428A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路および電子機器 |
CN103837932A (zh) * | 2012-11-27 | 2014-06-04 | 日东电工株式会社 | 光电混载基板及其制造方法 |
CN105474058A (zh) * | 2013-09-27 | 2016-04-06 | 日东电工株式会社 | 光电混载基板及其制造方法 |
CN107076925A (zh) * | 2014-10-24 | 2017-08-18 | 日东电工株式会社 | 光电混载基板及其制造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5143577A (en) * | 1991-02-08 | 1992-09-01 | Hoechst Celanese Corporation | Smooth-wall polymeric channel and rib waveguides exhibiting low optical loss |
US7329481B2 (en) | 2004-01-23 | 2008-02-12 | Fujitsu Limited | Substrate optical waveguides having fiber-like shape and methods of making the same |
JP5055193B2 (ja) * | 2008-04-24 | 2012-10-24 | 日東電工株式会社 | 光電気混載基板の製造方法 |
US9239426B2 (en) * | 2010-09-22 | 2016-01-19 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Optical waveguide and electronic device |
JP2012073358A (ja) | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Nitto Denko Corp | コネクタ用光導波路の製法 |
TWI533042B (zh) * | 2013-08-30 | 2016-05-11 | 日立化成股份有限公司 | 光學構件的製造方法及光學構件、光學構件形成用透明構件、光波導、光模組及光波導芯圖案形成用透明構件 |
JP5887562B2 (ja) | 2014-05-21 | 2016-03-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光電複合基板の製造方法 |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009103827A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 光電複合基板及びその製造方法 |
CN101957475A (zh) * | 2009-07-17 | 2011-01-26 | 日东电工株式会社 | 光波导路装置的制造方法 |
JP2012163837A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路の製造方法、光導波路および電子機器 |
JP2012181428A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路および電子機器 |
CN103837932A (zh) * | 2012-11-27 | 2014-06-04 | 日东电工株式会社 | 光电混载基板及其制造方法 |
CN105474058A (zh) * | 2013-09-27 | 2016-04-06 | 日东电工株式会社 | 光电混载基板及其制造方法 |
CN107076925A (zh) * | 2014-10-24 | 2017-08-18 | 日东电工株式会社 | 光电混载基板及其制造方法 |
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Publication number | Publication date |
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