CN113348390B - 光连接器模块以及光波导基板的制造方法 - Google Patents

光连接器模块以及光波导基板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的光连接器模块(1)具有：光波导基板(10)；以及安装于光波导基板(10)的光连接器(20)，其中，光连接器(20)具有：被定位部(23)，与光波导基板(10)卡合，在被定位部(23)与光波导基板(10)卡合的状态下，光连接器(20)相对于光波导基板(10)定位，光波导基板(10)具有：光波导(12)，该光波导(12)具有：第一包层(122a)，在与基板(11)正交的层叠方向上层叠于基板(11)；芯体(121)，层叠于第一包层(122a)上；以及定位芯体(14)，利用与芯体(121)相同的材料层叠于第一包层(122a)上，并与被定位部(23)卡合，定位芯体(14)在层叠方向上，比芯体(121)更向与基板(11)相反的一侧突出。

Description

光连接器模块以及光波导基板的制造方法
相关申请的相互参照
本申请主张2019年1月24日在日本提出的日本特愿2019-010561号的优先权，在此引入该在先申请的所有公开内容作为参照。
技术领域
本发明涉及光连接器模块以及光波导基板的制造方法。
背景技术
以往，已知用于将光波导基板中包含的光波导与其他光传输通路进行光耦合的光连接器模块。例如，在专利文献1中公开了一种光连接器模块，该光连接器模块包括具有定位突起的光波导基板，所述定位突起与光波导的芯体并列地层叠在光波导的下部包层上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2009/0162004(US，A1)
发明内容
本发明的一个实施方式的光连接器模块具有：
光波导基板；以及安装于所述光波导基板的光连接器，其中，
所述光连接器具有：
被定位部，与所述光波导基板卡合，
在所述被定位部与所述光波导基板卡合的状态下，所述光连接器相对于所述光波导基板定位，
所述光波导基板具有：
光波导，该光波导具有：第一包层，在与基板正交的层叠方向上层叠于所述基板上，芯体，层叠于所述第一包层上；以及，
定位芯体，利用与所述芯体相同的材料层叠于所述第一包层上，并与所述被定位部卡合，
所述定位芯体在所述层叠方向上，比所述芯体更向与所述基板相反的一侧突出。
本发明的一个实施方式的光波导基板的制造方法是安装有光连接器的光波导基板的制造方法，其中，包括：
第一步骤，将构成光波导的包层在与基板正交的层叠方向上层叠于所述基板上，
第二步骤，将构成所述光波导的芯体、以及与所述光连接器的被定位部卡合而将所述光连接器相对于所述光波导基板定位的定位芯体彼此利用相同的材料层叠于所述包层上，
在所述第二步骤中，所述定位芯体形成为，在所述层叠方向上，比所述芯体更向与所述基板相反的一侧突出。
附图说明
图1是表示第一实施方式的光连接器模块的立体图。
图2是图1的光连接器模块的立体分解图。
图3是表示图2的光波导基板单体的立体图。
图4是表示图2的光连接器单体的立体图。
图5是图1的光连接器模块的主视图。
图6是图5的点划线包围的部分的放大图。
图7是示意性地放大表示图1的光连接器模块的一部分的主视观察时的剖视图。
图8是表示图2的光波导基板的制造方法的一个例子的示意图。
图9A是用于说明图2的光波导基板的第一变形例的俯视观察时的示意图。
图9B是用于说明图2的光波导基板的第二变形例的俯视观察时的示意图。
图9C是用于说明图2的光波导基板的第三变形例的俯视观察时的示意图。
图9D是用于说明图2的光波导基板的第四变形例的俯视观察时的示意图。
图9E是用于说明图2的光波导基板的第五变形例的俯视观察时的示意图。
图10A是用于说明图6的光连接器的第一变形例的主视观察时的示意图。
图10B是用于说明图6的光连接器的第二变形例的主视观察时的示意图。
图11A是用于说明图6的光连接器的第三变形例的主视观察时的示意图。
图11B是用于说明图6的光连接器的第四变形例的主视观察时的示意图。
图11C是用于说明图6的光连接器的第五变形例的主视观察时的示意图。
图12是表示第二实施方式的光连接器模块的立体图。
图13是图12的光连接器模块的立体分解图。
图14是表示图13的光波导基板单体的立体图。
图15是图12的光连接器模块的主视图。
图16是图15的点划线包围的部分的放大图。
图17是示意性地放大表示图12的光连接器模块的一部分的主视观察时的剖视图。
图18A是表示图13的光波导基板中的定位芯体的第一变形例的俯视观察时的示意图。
图18B是表示图13的光波导基板中的定位芯体的第二变形例的俯视观察时的示意图。
图18C是表示图13的光波导基板中的定位芯体的第三变形例的俯视观察时的示意图。
具体实施方式
为了使光波导高效地与其他光传输通路光耦合，通常需要以微米的精度使彼此的位置对准。因此，与保持其他光传输通路的连接器连接的光连接器模块的光连接器和光波导基板之间的定位也要求相同的精度。在专利文献1中所记载的包括光波导基板的光连接器模块中，光连接器与光波导基板之间的定位精度不足。
根据本发明的一个实施方式，提供一种提高光连接器与光波导基板之间的定位精度的光连接器模块以及光波导基板的制造方法。
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行详细说明。以下的说明中的前后、左右以及上下的方向以图中的箭头的方向为基准。各箭头的方向在不同的附图彼此之间相互匹配。
作为一例，在以下的说明中使用的“层叠方向”包括上下方向。作为一例，“芯体的延伸方向”包括前后方向。作为一例，“与层叠方向正交的方向”包括左右方向。作为一例，“与基板相反的一侧”包括上侧。
(第一实施方式)
参照图1至图11C，主要对本发明的第一实施方式进行说明。图1是表示第一实施方式的光连接器模块1的立体图。图2是图1的光连接器模块1的立体分解图。光连接器模块1具有：光波导基板10；以及安装于光波导基板10的光连接器20。
图3是表示图2的光波导基板10单体的立体图。参照图3，主要对图2的光波导基板10的结构进行说明。
光波导基板10例如具有：由刚性的印刷布线基板构成的基板11；以及层叠于基板11的上表面的光波导12。光波导12例如以从基板11的上表面向上方突出的方式形成。例如为了与光连接器20光耦合，光波导12的前端面形成为与基板11的前端面一致。光波导12的前端面例如沿着基板11的前端面而形成为平面状。光波导12的波导模式例如为单模。光波导12的波导模式并不限定于此，也可以是多模。以下，以光波导12形成于基板11的上表面为例进行说明，但并不限定于此。例如，光波导12也可以埋入基板11的内部。在该情况下，光波导12的前端面也可以与基板11的前端面一致，后述的芯体121的端面从基板11露出。
光波导12具有：在与基板11正交的层叠方向上层叠于基板11的芯体121以及包层122。更具体来说，光波导12具有：第一包层122a，层叠于基板11的上表面；芯体121，层叠于第一包层122a上；以及第二包层122b，与第一包层122a一起在层叠方向上夹持芯体121而包围芯体121。
以在左右方向上以规定的间隔相互分离的方式形成有多个芯体121。芯体121以及包层122例如由石英类的玻璃等合适的材料形成。芯体121的折射率比包层122的折射率高。以下，以光波导12例如是埋入型的光波导为例进行说明，但并不限定于此。光波导12也可以是平板型以及半埋入型等合适的方式的光波导。
光波导基板10具有沿着后述的定位芯体14埋入到基板11中的导热体13。更具体来说，导热体13在定位芯体14的前后左右方向的整个宽度范围内埋入到基板11中。导热体13以位于定位芯体14的正下方的方式埋入基板11中，以在前后方向上与定位芯体14并行。导热体13可以是在定位芯体14的正下方埋入基板11中的单一的铜板，也可以是在定位芯体14的正下方相互并行地埋入基板11中的多个铜线。构成导热体13的材料不限于铜，也可以是热传导率高的任意的材料。
光波导基板10还具有：定位芯体14，采用与芯体121相同的材料并层叠于基板11。定位芯体14层叠于第一包层122a上。定位芯体14例如以从左右方向夹持光波导12的方式形成一对。定位芯体14例如沿着前后方向与光波导12平行地形成。定位芯体14例如在前后方向上以规定的长度延伸的方式形成。
定位芯体14具有：窄幅部141，构成定位芯体14的前半部且在俯视时形成为矩形状。定位芯体14具有：卡合部142，以从窄幅部141向后方连续的方式形成，且在俯视时形成为从前方向后方逐渐扩展的梯形。定位芯体14具有：宽幅部143，以从卡合部142向后方连续的方式形成，且在俯视时呈左右方向的宽度大于窄幅部141的宽度的矩形状。
定位芯体14以及芯体121与导热体13分离。定位芯体14与导热体13之间的距离比芯体121与导热体13之间的距离小。在后述的光波导基板10的制造工艺中，基于施加于光波导基板10的热的热量受到与导热体13之间的距离的影响，而在定位芯体14与芯体121之间不同。更具体来说，在对定位芯体14以及芯体121的制造工艺中受到的热量进行比较时，由于定位芯体14与导热体13之间的距离小于芯体121与导热体13之间的距离，因此定位芯体14中的热量也小于芯体121中的热量。由此，在光波导基板10的制造工艺中的相同环境下，定位芯体14的温度具有比芯体121的温度更低的趋势。
图4是表示图2的光连接器20单体的立体图。参照图4，主要对图2的光连接器20的结构进行说明。
光连接器20例如由透光性的树脂材料构成。作为一例，光连接器20由具有与光波导12的芯体121的折射率大致相同的折射率的材料构成。光连接器20为L字状。光连接器20具有沿前后方向延伸的第一基部21。第一基部21具有从下表面21a的中央部向内侧凹陷一个阶梯的凹部21b。光连接器20具有以向第一基部21的前方突出，且与第一基部21连续的方式形成的第二基部22。第二基部22以从第一基部21向下方伸出的方式形成。光连接器20具有从第二基部22的前面贯穿至后表面的在剖视时呈圆形状的一对贯通孔22a。贯通孔22a在第二基部22的左右两端形成一对，以在左右方向上夹持第一基部21的凹部21b。光连接器20具有从第二基部22的前面向内侧凹陷一个阶梯的凹部22b。
光连接器20在第一基部21的下表面21a具有以在左右方向上夹持凹部21b的方式在凹部21b的左右两外侧形成一对的被定位部23。作为一例，被定位部23为在剖视时形成为半圆状的凹部。被定位部23从第二基部22的贯通孔22a连续地形成至第一基部21的后端。贯通孔22a和被定位部23彼此形成为同心圆状。被定位部23与凹部21b并行地沿前后方向延伸。
光连接器20在第一基部21的下表面21a具有以在左右方向上夹持凹部21b和被定位部23的方式在被定位部23的左右两外侧形成一对的容纳部24。作为一例，容纳部24为在剖视时形成为半圆状的凹部。容纳部24在剖视观察时的半圆的半径例如比被定位部23在剖视观察时的半圆的半径小得多。容纳部24例如从第一基部21的前端连续地形成至后端。容纳部24例如沿着与层叠方向正交的芯体121的延伸方向延伸。容纳部24例如与凹部21b和被定位部23并行地沿前后方向延伸。
光连接器20具有设置于凹部22b的前面A1的透镜部25。透镜部25由多个具有曲率的透镜25a构成。构成透镜部25的透镜25a的数量与光波导12的芯体121数量对应。
光连接器20与光波导基板10中包含的光波导12光学耦合。更具体来说，光连接器20的第二基部22例如使从光波导12的芯体121射出的光透射并将其引导至透镜25a。通过了透镜25a的光从光连接器20射出，从而与连接于光连接器20的连接器所保持的其他光传输通路耦合。相反地，光连接器20的第二基部22的透镜25a使从与光连接器20连接的连接器所保持的其他光传输通路射出的光透射。通过了透镜25a的光通过第二基部22入射到光波导12的芯体121。
如图1和图2所示，光连接器20例如从光波导基板10的上方载置于光波导12上。更具体来说，光连接器20通过第一基部21的下表面21a与光波导12的第一包层122a的上表面接触而载置于第一包层122a上。此时，在光连接器20的被定位部23的左右方向的宽度内容纳有定位芯体14的窄幅部141。将光连接器20从该状态向后方稍微推压，从而被定位部23的后端部与定位芯体14的卡合部142接触。这样，定位芯体14与被定位部23相互卡合。
在被定位部23与定位芯体14卡合的状态下，光连接器20相对于光波导基板10定位。更具体来说，光连接器20相对于光波导基板10的上下方向上的位置是基于第一基部21的下表面21a与光波导12的第一包层122a的上表面之间的接触而确定的。光连接器20相对于光波导基板10的前后左右方向上的位置是基于第一基部21的被定位部23与光波导基板10的定位芯体14之间的卡合而确定的。
图5是图1的光连接器模块1的主视图。如图5所示，若光连接器20相对于光波导基板10定位，则在第一基部21的凹部21b的内部容纳有光波导12的芯体121和第二包层122b的前端部。光连接器20以第一基部21的下表面21a与第一包层122a的上表面接触而覆盖光波导12的一部分的状态配置。第二基部22以从基板11的前端面向前方突出且从第一基部21向下方伸出的方式配置。第二基部22以其下表面位于比光波导12的上下位置更靠下方且位于比基板11的下表面更靠上方的方式突出。构成形成于第二基部22的透镜部25的多个透镜25a分别与构成光波导12的多个芯体121相对。
图6是图5的点划线包围的部分的放大图。如图6所示，光连接器20的容纳部24以沿着基板11的方式形成在比与定位芯体14卡合的被定位部23更靠外侧。光波导12的第一包层122a形成为在左右方向上比光连接器20的第一基部21的下表面21a的宽度稍窄。更具体来说，第一包层122a的左右方向上的宽度比左右一对容纳部24的间隔小，且比与定位芯体14卡合的左右一对被定位部23的间隔大。因此，使分别包括左右一对容纳部24的下表面21a的左右两端不与第一包层122a接触，而在从基板11的上表面分离的状态下与基板11的上表面相对。形成于下表面21a的容纳部24与基板11相对。在分别包括左右一对容纳部24的下表面21a的左右两端与基板11的上表面之间形成有空隙S。
图7是示意性地放大表示图1的光连接器模块1的一部分的主视观察时的剖视图。在图7中，示出了光波导12的芯体121与定位芯体14之间的结构关系。如图7所示，在图1的光连接器模块1中，定位芯体14以体积比光波导12的芯体121更大的方式层叠于第一包层122a上。更具体来说，定位芯体14以上下宽度比光波导12的芯体121更大的方式层叠于第一包层122a上。定位芯体14在层叠方向上，比光波导12的芯体121更向与基板11相反的一侧突出。同样地，定位芯体14以左右宽度比光波导12的芯体121更大的方式层叠于第一包层122a上。
在现有的光波导基板的制造方法中，在使用同一制造工艺形成芯体和定位芯体时，通常是这些顶端面即上表面以彼此为相同的高度的方式均匀地形成。然而，第一实施方式的光连接器模块1的定位芯体14的上表面与这种现有技术的常识不同，其是以在层叠方向上位于比芯体121的上表面更靠与基板11相反的一侧的方式形成。
第一实施方式的光波导基板10例如使用光刻法制造。以第一包层122a、芯体121和定位芯体14、以及第二包层122b的顺序反复地执行后述的制造工艺。第一实施方式的光波导基板10的制造方法包括将构成光波导12的第一包层122a在与基板11正交的层叠方向上层叠于基板11上的第一步骤。光波导基板10的制造方法包括将构成光波导12的芯体121、以及定位芯体14彼此利用相同的材料层叠于第一包层122a上的第二步骤。光波导基板10的制造方法包括将构成光波导12的第二包层122b以与第一包层122a一起在层叠方向上夹持芯体121的方式层叠的第三步骤。
在第一实施方式的光波导基板10的制造方法中，在上述的第二步骤中，定位芯体14以在层叠方向上，比芯体121更向与基板11相反的一侧突出的方式形成。例如，在上述的第二步骤中，芯体121和定位芯体14彼此通过同一制造工艺形成。例如，在上述的第二步骤中的规定的制造工艺中，照射于芯体121和定位芯体14的光的曝光量彼此不同。例如，当用于光刻法的光致抗蚀剂液是负型时，在上述的第二步骤中的规定的制造工艺中，照射于定位芯体14的光的曝光量也可以比照射于芯体121的光的曝光量更大。这样，通过在定位芯体14与芯体121之间调整在规定的制造工艺中照射的光的曝光量，从而能够以定位芯体14的高度大于芯体121的高度的方式形成定位芯体14。定位芯体14和芯体121的形成方法并不限定于此。例如，在上述的第二步骤中的规定的制造工艺中，以基于对定位芯体14和芯体121施加的热的热量相互不同的方式将它们分别层叠在第一包层122a上。
图8是表示图2的光波导基板10的制造方法的一个例子的示意图。以下，参照图8，对第一实施方式的光连接器模块1的定位芯体14的形成方法进行更详细的说明。以下，为了便于说明，以省略第一包层122a而将芯体121和定位芯体14层叠在基板11上的情况为例进行说明。以下同样的说明也适用于包层122的形成。
在第一工艺中，进行用于清洗基板11的上表面的预处理。
在第二工艺中，喷出光致抗蚀剂液，例如一边利用旋转涂敷机使基板11旋转，一边利用离心力在基板11的整个上表面上均匀地涂敷光致抗蚀剂液。由此，均匀地形成构成光波导12的芯体121和定位芯体14的基座。在第二工艺中使用的膜厚形成方法并不限定于旋转涂敷，也可以是任意的方法。例如，膜厚形成方法也可以是棒式涂敷以及喷涂等方法。所有制造工艺结束时的芯体121和定位芯体14的高度为在第二工艺中涂敷的光致抗蚀剂液的对应的部分高度以下。
在第二工艺结束的阶段，基板11的上表面的外周的光致抗蚀剂液的量多。因此，在第三工艺中，进行用针擦拭外周缘的边缘冲洗。由此，光致抗蚀剂液的膜厚整体变得均匀。
在第四工艺中，进行在90℃～120℃的温度下对整体加热的预烘焙。由此，光致抗蚀剂液稍微固化。此时，因埋入到基板11中的导热体13，传递到定位芯体14的热量小于传递到光波导12的芯体121的热量。例如，因导热体13，定位芯体14的温度低于光波导12的芯体121的温度。芯体121的温度高于定位芯体14的温度，因而相比定位芯体14，粘合剂等有机溶剂在芯体121中中更容易挥发。其结果，当所有制造工艺结束时，芯体121的体积处于比定位芯体14的体积小的趋势。在完成的光波导基板10中，定位芯体14在层叠方向上，比光波导12的芯体121更向与基板11相反的一侧突出。
在第五工艺中进行曝光，即，对除了要在完成的光波导基板10中保留作为芯体121和定位芯体14的部分之外的光致抗蚀剂的部分施加掩模并照射紫外线。由此，仅照射有紫外线的光致抗蚀剂部分变得更硬。此时，混入到光致抗蚀剂的内部的曝光感光剂依赖于曝光量而固化。曝光量越多，由光引起的曝光感光剂内部的化学耦合越多，从而对应的光致抗蚀剂部分在后述的显影中越不能被除去而留下。因此，使照射于定位芯体14的紫外线的曝光量大于照射于光波导12的芯体121的紫外线的曝光量。由此，定位芯体14比光波导12的芯体121更强地固化，在显影中更难被除去。其结果，在完成的光波导基板10中，定位芯体14在层叠方向上，比光波导12的芯体121更向与基板11相反的一侧突出。曝光量的调整方法例如也可以是仅在光波导12的芯体121的跟前安装紫外线滤光器而使紫外线的光量降低等与光量的调整相关的方法。曝光量的调整方法例如也可以是仅使向定位芯体14照射的紫外线的曝光时间更长等与曝光时间的调整相关的方法。
在第六工艺中，也可以进行在50℃～90℃的温度下对整体加热的曝光后烘烤(PEB)。由此，在第五工艺中照射有紫外线的光致抗蚀剂部分的侧面的凹凸被平滑化。第六工艺中的PEB如果没必要也可以省略。
在第七工艺中，使用显影液进行显影，在该显影中，除去除了要在完成的光波导基板10中保留作为芯体121和定位芯体14的部分以外的光致抗蚀剂的部分。通过该显影反映出上述的第五工艺所表示的定位芯体14与芯体121之间的调整，芯体121的高度小于定位芯体14的高度。
在第八工艺中，进行在干燥炉中对整体加热的后烘烤。由此，作为芯体121和定位芯体14而保留的光致抗蚀剂部分变得更硬，与基板11紧贴。
根据以上那样的第一实施方式的光连接器模块1和光波导基板10的制造方法，提高光连接器20与光波导基板10之间的定位精度。更具体来说，通过光波导基板10的定位芯体14比芯体121更向与基板11相反的一侧突出，从而定位芯体14的突出量变得更大。由此，定位芯体14与光连接器20的被定位部23之间的卡合更加可靠。例如，当光波导12的波导模式为单模时，芯体121的上下宽度为10μm以下左右，非常小。在这样的情况下，假设如现有技术那样，定位芯体14在同一制造工艺内形成为与芯体121的上下宽度相同，则定位芯体14与被定位部23可能不相互卡合，光连接器20的位置有可能偏移。通过使定位芯体14的突出量更大，从而光连接器20相对于光波导基板10定位时的灵敏度提高，能抑制这样的位置偏移。由于定位芯体14和芯体121的形成在同一制造工艺内完成，因此也能抑制成本的增大。
通过将定位芯体14层叠于第一包层122a上，能够在比基板11的层叠面更平滑的第一包层122a的层叠面上层叠定位芯体14。由此，能更高精度地形成定位芯体14。
通过使照射到光波导12的芯体121和定位芯体14的光的曝光量彼此不同，从而能够将混入光致抗蚀剂的内部的曝光感光剂的固化程度调整为各不相同。例如，通过使照射到定位芯体14的光的曝光量大于照射到芯体121的光的曝光量，从而能够使定位芯体14比芯体121更强地固化，在显影中更难以被除去。
通过使定位芯体14与导热体13之间的距离小于芯体121与导热体13之间的距离，关于在光波导基板10的制造工艺中对整体施加的热所引起的温度，定位芯体14的温度比芯体121的温度更低。因此，由于在定位芯体14的有机溶剂的挥发量变得更小，因此，其结果，能够形成为定位芯体14比芯体121更向上方突出。
光连接器20的容纳部24沿着基板11形成在比被定位部23更靠外侧的位置。由此，例如在将光连接器20定位到光波导基板10之后，即使将粘合剂涂敷到光连接器20的左右两侧面从而将光连接器20相对于光波导基板10固定的情况下，也能够抑制粘合剂向被定位部23流入。
例如，粘合剂通过毛细管现象而沿着光连接器20与基板11之间的空隙S从外侧向内侧流入。假设在光连接器20的下表面21a上未形成容纳部24，则也有可能粘合剂因毛细管现象流入到被定位部23。若粘合剂流入到被定位部23，则被定位部23与定位芯体14不顺利卡合，也有可能导致光连接器20相对于光波导基板10的位置发生偏移。
容纳部24容纳从外侧向内侧流入的粘合剂，还能够抑制粘合剂到达形成于内侧的被定位部23。因此，容纳部24能够抑制因上述那样的粘合剂而引起的光连接器20的位置偏移。
在光连接器20中，通过容纳部24形成在与基板11相对的下表面21a上并沿前后方向延伸，因而能抑制粘合剂在形成有容纳部24的前后宽度上向内侧流入。因此，容纳部24能够更有效地抑制因上述那样的粘合剂而引起的光连接器20的位置偏移。
容纳部24不仅能够抑制上述那样的粘合剂向光连接器20的内侧流入，还能够抑制粘合剂向光连接器20的外侧扩散。由此，例如，即使在光波导基板10上以相互较窄的间隔形成有多个光波导12，在通过粘合剂将光连接器20固定于各光波导12时，也能够降低分别涂敷于相邻的光连接器20的粘合剂相互干扰的可能性。
图9A是用于说明图2的光波导基板10的第一变形例的俯视观察时的示意图。在第一实施方式中，说明了第一包层122a形成为宽度比光连接器20的左右一对容纳部24的间隔更窄，但并不限定于此。光连接器模块1也可以具有在光连接器20的包含容纳部24的下表面21a的左右两端部的下方形成有空隙S的任意的结构。
例如，如图9A所示，也可以通过在整个基板11上层叠有第一包层122a，并在光连接器20的包含容纳部24的下表面21a的左右两端部的各个端部的附近去除第一包层122a而形成空隙S。在图9A中，去除了第一包层122a的区域A2例如为矩形状，并且形成为在前后方向上宽度比光连接器20的第一基部21的前后宽度更宽。
图9B是用于说明图2的光波导基板10的第二变形例的俯视观察时的示意图。在图9B中，仅表示图9A的右侧的区域A2的形状。在图9B中，区域A2例如为矩形状，并且形成为在前后方向上宽度比光连接器20的第一基部21的前后宽度更窄。
图9C是用于说明图2的光波导基板10的第三变形例的俯视观察时的示意图。在图9C中，仅表示图9A的右侧的区域A2的形状。在图9C中，区域A2例如是将顶端的边缘弄圆的凸形状。区域A2可以形成为在前后方向上宽度比光连接器20的第一基部21的前后宽度更宽，也可以形成为在前后方向上宽度比光连接器20的第一基部21的前后宽度更窄。
图9D是用于说明图2的光波导基板10的第四变形例的俯视观察时的示意图。在图9D中，仅表示图9A的右侧的区域A2的形状。在图9D中，区域A2例如是前后宽度从外侧向内侧扩展的梯形。区域A2可以形成为在前后方向上宽度比光连接器20的第一基部21的宽度更宽，也可以形成为在前后方向上宽度比光连接器20的第一基部21的前后宽度更窄。
图9E是用于说明图2的光波导基板10的第五变形例的俯视观察时的示意图。在图9E中，仅表示图9A的右侧的区域A2的形状。在图9E中，区域A2例如是前后宽度从外侧向内侧变窄的梯形。区域A2可以形成为在前后方向上宽度比光连接器20的第一基部21的宽度更宽，也可以形成为在前后方向上比光连接器20的第一基部21的前后宽度更窄。
图10A是用于说明图6的光连接器20的第一变形例的主视观察时的示意图。图10A表示第一基部21的右侧面的形状。在图10A中，光连接器20的第一基部21的左右两侧面具有以上下方向的大致中央部作为起点，随着朝向下方而向内侧倾斜的倾斜面。
图10B是用于说明图6的光连接器20的第二变形例的主视观察时的示意图。图10B表示第一基部21的右侧面的形状。在图10B中，光连接器20的第一基部21的左右两侧面具有以上部作为起点，随着朝向下方而向内侧倾斜的倾斜面。
图11A是用于说明图6的光连接器20的第三变形例的主视观察时的示意图。图11A表示包含容纳部24的下表面21a的右端部附近的形状。在图11A中，容纳部24在剖视时形成为矩形状。
图11B是用于说明图6的光连接器20的第四变形例的主视观察时的示意图。图11B表示包含容纳部24的下表面21a的右端部附近的形状。在图11B中，下表面21a在容纳部24的内侧向下方突出一个阶梯。此时，容纳部24也可以不与基板11的上表面相对，而与第一包层122a的上表面相对。空隙S也可以形成在下表面21a的对应的部分与第一包层122a之间。
图11C是用于说明图6的光连接器20的第五变形例的主视观察时的示意图。图11C表示下表面21a的右端部附近的形状。在图11C中，光连接器20不具有容纳部24，光连接器20的下表面21a具有随着朝向下方而向内侧倾斜的倾斜面。
在第一实施方式中，说明了容纳部24从第一基部21的前端连续地延伸至后端，但并不限定于此。容纳部24也可以作为以第一基部21的前后宽度内的规定的长度延伸的一个或多个凹部而形成在被定位部23的外侧的任意的位置。
在第一实施方式中，对容纳部24是凹部的情况进行了说明，但并不限定于此。容纳部24也可以具有能够容纳涂敷于光连接器20的粘合剂的任意的结构。容纳部24例如也可以由贯通孔构成。
在第一实施方式中，对被定位部23是凹部的情况进行了说明，但并不限定于此。被定位部23也可以具有能够与定位芯体14卡合的任意的结构。例如，被定位部23例如也可以由贯通孔构成。
在第一实施方式中，对光波导12的芯体121和定位芯体14彼此通过同一制造工艺形成的情况进行了说明，但并不限定于此。光波导12的芯体121和定位芯体14也可以通过不同的制造工艺形成。例如，在上述的第五工艺的曝光中，也可以首先使用定位芯体14用的掩模仅对定位芯体14照射紫外线，接着使用芯体121用的掩模仅对芯体121照射紫外线。
此时，在曝光感光剂的固化随着时间的花费而缓慢地进行的情况下，通过首先对定位芯体14照射紫外线，定位芯体14的固化时间变得比芯体121的固化时间更长。因此，定位芯体14比芯体121更牢固地固化，在显影中更难以被除去。这样，也可以基于固化时间的差来进行定位芯体14与芯体121之间的高度调整。
在第一实施方式中，对用于光刻法的光致抗蚀剂液为负型的情况进行了说明，但并不限定于此。光致抗蚀剂液也可以是正型。此时，例如也可以通过在照射于定位芯体14的光的曝光量保持为零的状态下，仅对光波导12的芯体121稍微照射紫外线，从而使显影后的芯体121的高度降低。
在第一实施方式中，对导热体13沿着定位芯体14埋入基板11中的情况进行了说明，但并不限定于此。导热体13也可以在与形成有定位芯体14的基板11的上表面相反一侧的下表面配置于与定位芯体14相对的位置。由此，定位芯体14附近的热经由导热体13向基板11的外部释放，定位芯体14的温度与芯体121的温度相比更有效地降低。
在第一实施方式中，对通过利用导热体13提高定位芯体14附近的散热效果，从而定位芯体14的温度低于芯体121的温度的情况进行了说明，但并不限定于此。作为将导热体13沿着定位芯体14埋入基板11中的结构的代替或者补充，光连接器模块1也可以具有将难以通过热的热绝缘体沿着光波导12的芯体121埋入基板11中的结构。
在第一实施方式中，对包层122具有第一包层122a和第二包层122b的情况进行了说明，但并不限定于此。如果代替第二包层122b而利用空气层与光波导12的芯体121和第一包层122a一起形成规定的波导模式能充分实现作为光波导12的功能，则包层122也可以不具有第二包层122b。
(第二实施方式)
参照图12至图18C，主要对本发明的第二实施方式进行说明。图12是表示第二实施方式的光连接器模块1的立体图。图13是图12的光连接器模块1的立体分解图。图14是表示图13的光波导基板10单体的立体图。图15是图12的光连接器模块1的主视图。图16是图15的点划线包围的部分的放大图。图17是示意性地放大表示图12的光连接器模块1的一部分的主视观察时的剖视图。
图12至图17分别与第一实施方式中的图1至图3、以及图5至图7对应。在第二实施方式的光连接器模块1中，定位芯体14的形状与第一实施方式不同。关于其他的结构、功能、效果、以及变形例等，与第一实施方式相同，对应的说明也适用于第二实施方式的光连接器模块1。以下，对与第一实施方式相同的结构部标注相同的附图标记，省略其说明。主要对与第一实施方式不同的点进行说明
在第二实施方式中，光波导基板10的定位芯体14的上表面可以位于与光波导12的芯体121的上表面相同的上下位置，也可以位于不同的上下位置。例如，与第一实施方式相同地，定位芯体14的上表面比芯体121的上表面更靠上方。参照图14，第二实施方式的光连接器模块1的定位芯体14在2个部位具有在整个前后方向上呈直线状切口的切口部144。例如，一对切口部144形成在相对于定位芯体14的左右方向的中心线呈线对称的位置。
参照图15以及图16，光连接器20的贯通孔22a在与层叠方向正交的芯体121的延伸方向上与定位芯14相对，且能够沿着芯体121的延伸方向观察定位芯体14的端面。参照图17，定位芯体14具有通过一对切口部144出现的四个基准面A3、A4、A5、以及A6。基准面A3、A4、A5、以及A6形成为定位芯体14的左右方向上的内表面，其与定位芯体14的左右方向上的外表面不同。
例如，当从贯通孔22a沿着芯体121的延伸方向观察定位芯体14时，一对基准面A3以及A6在与层叠方向正交的方向上在不存在定位芯体14的状态下相互分离，且在层叠方向上延伸。一对基准面A3和A6在与芯体121的延伸方向和层叠方向正交的方向上相互相对。在一对基准面A3与A6之间形成有两个切口部144。同样地，当从贯通孔22a沿着芯体121的延伸方向观察定位芯体14时，一对基准面A4和A5以在与层叠方向正交的方向上相互分离，且在层叠方向上延伸。两个切口部144中的一个形成在一对基准面A3以及A4之间，另一个形成在一对基准面A5以及A6之间。
当从贯通孔22a沿着芯体121的延伸方向观察定位芯体14时，各一对基准面形成在相对于与层叠方向平行的贯通孔22a的中心线L彼此呈线对称的位置。各一对基准面从层叠有定位芯体14的第一包层122a的层叠面延伸。更具体来说，切口部144在定位芯体14的整个上下宽度被切口至第一包层122a的上表面，各一对基准面的下端与第一包层122a的上表面配置于相同的上下位置。
根据以上那样的第二实施方式的光连接器模块1，提高光连接器20与光波导基板10之间的定位精度。例如，在不具有切口部144而未形成各基准面的第一实施方式中的定位芯体14中，即使想要利用测量装置等从正面观察定位芯体14，定位芯体14的上下宽度相对于贯通孔22a的直径过小，也有可能无法对焦。在第二实施方式的光连接器模块1中，通过形成一对基准面，即使从贯通孔22a沿着芯体121的延伸方向观察定位芯体14，也能准确地测量一对基准面的间隔。
通过定义一对基准面的间隔，在主视时，能够掌握贯通孔22a与定位芯体14之间的位置关系。由此，能够容易地测量各方向以及各旋转方向上的贯通孔22a与定位芯体14的位置偏移。能够容易地测量光连接器20与光波导基板10的位置偏移。更具体来说，在主视时，如果一对基准面在贯通孔22a中在左右方向上平行地偏移，则测量装置和作业者等能够认为光连接器20与光波导基板10在左右方向上偏移。在主视时，如果一对基准面在贯通孔22a中在上下方向上平行地偏移，则测量装置和作业者等能够认为光连接器20与光波导基板10在上下方向上偏移。在主视时，如果一对基准面未对焦，则测量装置和作业者等能够认为光连接器20与光波导基板10在前后方向上偏移。在主视时，如果定位芯体14的观察的形状相对于被准确定位时的形状发生变化，或者在左右的贯通孔22a之间定位芯体14的观察的形状不同，则测量装置和作业者等能够认为光连接器20相对于光波导基板10通过以前后方向、左右方向和上下方向中的至少一个为轴的旋转而发生位置偏移。
通过能够容易地测量光连接器20与光波导基板10的位置偏移，光连接器20相对于光波导基板10的定位变得容易。此外，定位的精度提高。例如，在现有技术中，在将光连接器与光波导基板大致定位并将其他光传输通路与光连接器连接之后，一边使光传播到光波导基板和其他光传输通路来监视输出的光的强度，一边以光的耦合损失变为最小的方式进行相互的定位。在这种情况下，定位作业花费大量的时间。在第二实施方式的光连接器模块1中，即使不传播光，也能够进行光连接器20相对于光波导基板10的定位。此外，例如也能够一边观察定位芯体14和贯通孔22a的图像，一边将光连接器20相对于光波导基板10直接定位。
一对基准面形成在相对于贯通孔22a的中心线L相互呈线对称的位置，从而能够将贯通孔22a的中心线L的位置与一对基准面的位置进行比较来掌握相互的位置关系。由此，能够容易地测量各方向以及各旋转方向上的贯通孔22a与定位芯14的位置偏移。能够容易地测量光连接器20与光波导基板10的位置偏移。
通过一对基准面从第一包层122a的层叠面延伸，各基准面的上下宽度变得更大，各基准面的观察性提高。由此，能够更高精度地测量光连接器20与光波导基板10的位置偏移。
各基准面通过形成为与定位芯体14的左右方向上的外表面不同的、定位芯体14的左右方向上的内表面，从而即使在光连接器20的被定位部23与定位芯体14卡合时，被定位部23与各基准面也不会相互接触。因此，各基准面不会因被定位部23而破损，维持各基准面的平滑性。由此，维持各基准面的观察性，维持光连接器20相对于光波导基板10的定位精度。
在第二实施方式中，对在相对于贯通孔22a的中心线L相互呈线对称的位置形成有一对基准面的情况进行了说明，但并不限定于此。一对基准面也可以相对于贯通孔22a的中心线L相互不呈线对称。
在第二实施方式中，对形成四个基准面A3、A4、A5、以及A6的情况进行了说明，但基准面的数量并不限定于此。定位芯体14只要具有在左右方向上在不存在定位芯体14的状态下相互分离的至少一对基准面，则也可以具有任意数量的基准面。
在第二实施方式中，对一对基准面从层叠有定位芯体14的第一包层122a的层叠面延伸的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，切口部144可以横跨定位芯体14的上下方向上的一部分而切口至定位芯体14的中途，可以以与该上下方向上的一部分对应的上下宽度形成一对基准面。
例如在图17中，由切口部144形成的定位芯体14的各突出部的截面形状全部为矩形，但并不限定于此。各突出部的截面形状也可以是任意的形状。例如，各突出部的截面形状也可以是半圆状。各突出部的截面形状可以相互相同，也可以相互不同。
例如在图17中，由切口部144形成的定位芯体14的各突出部全部为相同的高度，但并不限定于此。各突出部的高度也可以相互不同。
图18A是表示图13的光波导基板10中的定位芯体14的第一变形例的俯视观察时的示意图。例如，定位芯体14也可以由图18A那样的形状形成。例如，在定位芯体14中，中央的突出部的前端面也可以比左右两侧的突出部的前端面更靠后方。中央的突出部也可以以与左右两侧的突出部并行的方式连续地向后方延伸。
图18B是表示图13的光波导基板10中的定位芯体14的第二变形例的俯视观察时的示意图。例如，定位芯体14也可以由图18B那样的形状形成。例如，在定位芯体14中，中央的突出部的前端面也可以比左右两侧的突出部的前端面更靠后方。中央的突出部也可以在定位芯体14中沿前后方向延伸规定的长度。
图18C是表示图13的光波导基板10中的定位芯体14的第三变形例的俯视观察时的示意图。例如，定位芯体14也可以由图18C那样的形状形成。例如，在定位芯体14中，中央的突出部的前端面也可以比左右两侧的突出部的前端面更靠前方。
本领域技术人员明白本发明能够在不脱离其精神或者其本质的特征的情况下以上述的实施方式以外的其他规定的方式实现。因此，前面的记述是例示性的，并不限定于此。发明的范围不是通过前面的记述，而是由附加的权利要求来定义。所有变更中的处于其均等的范围内的各种变更均包含在其中
例如，上述的各构成部的形状、配置、朝向以及个数等并不限定于上述的说明以及附图中的图示的内容。各构成部的形状、配置、朝向以及个数等只要能够实现其功能，则也可以任意地构成。
例如，上述的光波导基板10的制造方法中的各步骤或者各制造工艺中包含的功能等能够以物理上不矛盾的方式进行重配，能够将多个步骤或多个制造工艺组合为一个，或者进行分割。
附图标记的说明：
1 光连接器模块
10 光波导基板
11 基板
12 光波导
121 芯体
122 包层
122a 第一包层
122b 第二包层
13 导热体
14 定位芯体
141 窄幅部
142 卡合部
143 宽幅部
144 切口部
20 光连接器
21 第一基部
21a 下表面
21b 凹部
22 第二基部
22a 贯通孔
22b 凹部
23 被定位部
24 容纳部
25 透镜部
25a 透镜
A1 前面
A2 区域
A3、A4、A5、A6 基准面
L 中心线
S 空隙

Claims (12)

1.一种光连接器模块，该光连接器模块具有光波导基板以及安装于所述光波导基板的光连接器，其中，
所述光连接器具有：
被定位部，与所述光波导基板卡合，
在所述被定位部与所述光波导基板卡合的状态下，所述光连接器相对于所述光波导基板定位，
所述光波导基板具有：
光波导，具有：第一包层，在与基板正交的层叠方向上层叠于所述基板上；芯体，层叠于所述第一包层上；以及
定位芯体，利用与所述芯体相同的材料层叠于所述第一包层上，并与所述被定位部卡合，
所述定位芯体在所述层叠方向上，比所述芯体更向与所述基板相反的一侧突出，
所述被定位部的截面为半圆状，
所述定位芯体具有：
窄幅部，在俯视时容纳于所述被定位部；
宽幅部，在俯视时位于所述被定位部之外，宽度比所述窄幅部宽；
卡合部，从所述窄幅部向所述宽幅部以宽度逐渐扩展的方式连续地形成，并且与所述被定位部的端部接触。
2.根据权利要求1所述的光连接器模块，其中，
所述光波导具有：第二包层，与所述第一包层一起在所述层叠方向上夹持所述芯体以包围所述芯体。
3.根据权利要求1或2所述的光连接器模块，其中，
所述光波导基板具有：导热体，沿着所述定位芯体埋入所述基板中，
所述定位芯体与所述导热体之间的距离小于所述芯体与所述导热体之间的距离。
4.根据权利要求1或2所述的光连接器模块，其中，
所述光连接器具有：贯通孔，在与所述层叠方向正交的所述芯体的延伸方向上与所述定位芯体相对，且能够沿着所述延伸方向观察所述定位芯体的端面，
所述定位芯体具有在所述层叠方向上延伸的一对基准面，
当从所述贯通孔沿着所述延伸方向观察所述定位芯体时，所述一对基准面在与所述延伸方向和所述层叠方向正交的方向上，在所述一对基准面之间具有切口部而相互相对。
5.根据权利要求4所述的光连接器模块，其中，
当从所述贯通孔沿着所述延伸方向观察所述定位芯体时，所述一对基准面形成在相对于与所述层叠方向平行的所述贯通孔的中心线相互呈线对称的位置。
6.根据权利要求4所述的光连接器模块，其中，
所述一对基准面从层叠有所述定位芯体的所述第一包层的层叠面延伸。
7.根据权利要求1或2所述的光连接器模块，其中，
所述光连接器具有：容纳部，沿着所述基板形成在比所述被定位部更靠外侧的位置，
所述容纳部在所述光连接器中形成在与所述基板相对的面上，并沿着与所述层叠方向正交的所述芯体的延伸方向延伸。
8.一种光波导基板的制造方法，所述光波导基板用于安装光连接器，其中，包括：
第一步骤，将构成光波导的包层在与基板正交的层叠方向上层叠于所述基板上，
第二步骤，将构成所述光波导的芯体、以及与所述光连接器的被定位部卡合以使所述光连接器相对于所述光波导基板定位的定位芯体彼此利用相同的材料层叠于所述包层上，
在所述第二步骤中，所述定位芯体形成为，在所述层叠方向上，比所述芯体更向与所述基板相反的一侧突出，
所述被定位部的截面为半圆状，
所述定位芯体具有：
窄幅部，在俯视时容纳于所述被定位部；
宽幅部，在俯视时位于所述被定位部之外，宽度比所述窄幅部宽；
卡合部，从所述窄幅部向所述宽幅部以宽度逐渐扩展的方式连续地形成，并且与所述被定位部的端部接触。
9.根据权利要求8所述的光波导基板的制造方法，其中，
在所述第二步骤中，所述芯体和所述定位芯体彼此通过同一的制造工艺形成。
10.根据权利要求8或9所述的光波导基板的制造方法，其中，
在所述第二步骤中的规定的制造工艺中，照射于所述芯体和所述定位芯体的光的曝光量相互不同。
11.根据权利要求10所述的光波导基板的制造方法，其中，
在所述第二步骤中的规定的制造工艺中，照射于所述定位芯体的光的曝光量大于照射于所述芯体的光的曝光量。
12.根据权利要求8或9所述的光波导基板的制造方法，其中，
在所述第二步骤中的规定的制造工艺中，关于基于传递到所述定位芯体以及所述芯体的热量的温度，所述定位芯体的温度低于所述芯体的温度。
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