JP2001166165A - 接着シート付き導波路フィルム及びその実装方法 - Google Patents

接着シート付き導波路フィルム及びその実装方法

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JP2001166165A JP34886999A JP34886999A JP2001166165A JP 2001166165 A JP2001166165 A JP 2001166165A JP 34886999 A JP34886999 A JP 34886999A JP 34886999 A JP34886999 A JP 34886999A JP 2001166165 A JP2001166165 A JP 2001166165A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学特性の変化が少ない新規な接着シート付
き導波路フィルム及びその実装方法の提供。 【解決手段】 プラスチックフィルム2上の低屈折率の
クラッド層3中に断面略矩形状をした高屈折率のコア層
4が少なくとも1つ以上埋め込まれていると共に、上記
プラスチックフィルム2の裏面又は上記クラッド層3の
上面若しくはその両面に、上記コア層4の屈折率よりも
高屈折率の接着シート6が形成されている。これによ
り、導波路フィルム1全体を基板上に均一に固定するこ
とができるため、径時変形等による光学特性の変化を抑
制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波路フィルムの
片面、或いはその両面に接着シートが形成された高安定
な光学特性を有する接着シート付き導波路フィルム及び
その実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、大容量の情報伝送として多チャン
ネル並列光インターコネクションの研究が盛んに行われ
るようになってきているが、この多チャンネル並列光イ
ンターコネクションを実現する上でのキー部品の一つと
して、多芯光コネクタと多チャンネル光素子アレイとの
間を接続するための導波路フィルムがある。
【0003】図8に示すように、この導波路フィルムF
は、例えば16mm×13mmのポリイミドフィルムa
内に低屈折率のクラッド層bで覆われた高屈折率のコア
層cが略矩形状に所望間隔(250μm)でアレイ状に
配列されたものである。そして、その一方の端面d側に
は光ファイバアレイeが接続され、他方の端面f側には
発光ダイオード(或いは半導体レーザ)又はフォトダイ
オードのアレイgが配置されている。また、この端面f
側には45°ミラーiが形成され、上記発光ダイオード
又はフォトダイオードのアレイgとの光結合を効率良く
行わせるように構成されている。
【0004】そして、このような導波路フィルムFは、
図9に示すような工程によって得られるようになってい
る。すなわち、(a)プラスチックフィルム表面に下部
クラッド層を形成し、(b)この下部クラッド層上にコ
ア層を形成した後、(c)このコア層上にフォトレジス
ト膜を形成し、(d)そのフォトレジスト膜上にフォト
マスクを置き、そのフォトマスクを介してUV光照射し
てフォトレジスト膜を露光する。次に、(e)そのフォ
トレジスト膜を現像してフォトマスクに対応したフォト
レジストパターンを形成した後、(f)このパターンを
用いてコア層をドライエッチングする。その後、(g)
このフォトレジスト膜を除去し、(h)フォトレジスト
パターンに対応した略矩形状のコア層パターンを形成
し、(i)このコア層パターンの上を覆うように上部ク
ラッドを形成した後、最後に(j)導波路端面へ45°
ミラーを形成することによって得られるようになってい
る。
【0005】また、このような導波路フィルムFは、図
10に示すような実装方法で基板h上に固定されて実装
されるようになっている。すなわち、先ず、基板h上に
固定用スペーサjを設けてその上にこの導波路フィルム
Fを固定した後、その導波路フィルムFの後端部に、光
ファイバーホルダーk、座屈部lを介してBFコネクタ
ーインターフェースmによって光ファイバアレイeを取
り付ける。尚、このBFコネクターインターフェースm
はコネクターホルダーnで保持される。次いで、この導
波路フィルムFの先端側に、VCSEL(面発光レーザ
アレイ)あるいはPDアレイ(フォトダイオードアレ
イ)gを光学的に結合することで基板h上に実装される
ようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成をした従来の導波路フィルムF及びその実装方法に
は以下に示すようないくつかの問題点があった。
【0007】(1)先ず、この導波路フィルムFは、曲げ
状態、引き延ばし状態によって波長、損失、偏波等の光
学特性が変化するため、ある一定の曲げあるいは引き延
ばし状態を維持したまま、すなわち均一な状態で固定し
ておかなければならない。しかしながら、従来の導波路
フィルムFはそのようなしっかりとした固定方式が採用
されていないため、径時変形によってその光学特性が変
化することがあった。
【0008】(2)しかも、導波路フィルムの厚みは数1
0μm〜数100μmの範囲といった薄膜であるため、
部屋の空調による風圧や湿度の変化などによって設置状
態が変化し易く、それによっても光学特性が変動すると
いった問題がある。
【0009】(3)従来の導波路フィルムFは光配線用の
光伝送路であり、光信号処理や電気信号処理を行う機能
が含まれていない。
【0010】(4)基板に対して任意の位置に導波路フィ
ルムFを設置して固定することが難しいため、実装時の
制約が大きいといった欠点がある。
【0011】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その主な目的
は、光学特性の変化が少ない新規な接着シート付き導波
路フィルム及びその実装方法を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第一の発明は、請求項1に示すように、プラスチック
フィルム上の低屈折率のクラッド層中に断面略矩形状を
した高屈折率のコア層が少なくとも1つ以上埋め込まれ
ていると共に、上記プラスチックの裏面または上記クラ
ッド層の上面若しくはその両方の面に、上記コア層の屈
折率よりも高い屈折率を有する接着シートが形成されて
いる接着シート付き導波路フィルムである。
【0013】また、第二の発明は、請求項2に示すよう
に、上記接着シートの上面に、剥離可能な保護フィルム
が形成されている接着シート付き導波路フィルムであ
る。
【0014】また、第三の発明は、請求項3に示すよう
に、いずれか一端に光ファイバーが接続されているもの
である。
【0015】また、第四の発明は、請求項4に示すよう
に、他端に45°ミラーが形成され、この45°ミラー
を介して発光素子或いは受光素子が結合されている接着
シート付き導波路フィルムである。
【0016】また、第五の発明は、請求項5に示すよう
に、上記プラスチックフィルムと接着シートとの間に、
絶縁体層と銅箔層が少なくとも1層ずつ形成されている
接着シート付き導波路フィルムである。
【0017】また、第六の発明は、請求項6に示すよう
に、上記絶縁体層と銅箔層に電子回路、電子部品が実装
されている接着シート付き導波路フィルムである。
【0018】また、第七の発明は、請求項7に示すよう
に、上記接着シート付き導波路フィルムの接着シート面
側を基板上に貼り付けて基板に実装するようにした接着
シート付き導波の実装方法である。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。
【0020】図1は本発明に係る接着シート付き導波路
フィルム1の実施の一形態を示したものであり、図1
(a)はその断面図、(b)はその平面図である。
【0021】図示するように、この接着シート付き導波
路フィルム(以下、単に導波路フィルムと称す)1は、
クラッド用フィルム(プラスチックフィルム)2の片面
側に側面クラッド層3を介して断面矩形状のコア層4が
一定の間隔を隔てて複数(本実施の形態にあっては6
つ)形成されており、さらにその上面には上部クラッド
層5が形成された構造となっている。
【0022】また、このクラッド用フィルム2の裏面側
には、屈折率がコア層4の屈折率よりも高い値の接着シ
ート6が形成されており、このクラッド用フィルム2の
裏面側全面を任意の位置に貼り付け固定できるようにな
っている。
【0023】従って、この接着シート6によって導波路
フィルム1を任意の場所や種々の基板上に貼り付けて全
面を均一に固定することができるため、径時変形などに
よる接着シート付き導波路1自体の光学特性(波長特
性、損失特性、偏波特性等)の変動を極めて小さく抑え
ることができる。
【0024】しかも、任意の表面形状の基板表面上に固
定することができるため、取付性も格段に向上する上
に、風圧や湿度の変化等といった外的影響も受け難くな
るため、安定した光学特性を得ることができる。
【0025】さらに側面クラッド層3に漏れて伝搬した
光が上記接着シート6で吸収されて取り除かれるように
なるため、安定した光伝搬特性も得ることができる。
【0026】ここで、接着シート6の材料としては特に
限定されるものではなく、ポリオレフィン、ウレタン、
アクリル、シラン等の熱硬化型や感圧型、あるいは紫外
線硬化型等を用いることができる。このうち、特に、紫
外線(UV)硬化型接着シートを用いれば、紫外線を照
射するだけで容易に任意の場所に応力緩和状態で接着す
ることができるため、より安定した光学特性を維持する
ことが可能となる。
【0027】また、クラッド用フィルム2は低屈折率の
材料、例えば、紫外線硬化型エポキシ樹脂(屈折率1.
471、波長0.83μmでの値)やフッ素添加ポリイ
ミドフィルム等を用いることができる。
【0028】コア層4は、例えば、重水素ポリメタクリ
ル酸メチル(屈折率1.489、波長0.83μm)等
が用いられ、また、このコア層4の両側の低屈折率の側
面クラッド層3や上部クラッド層5は、例えば、UV硬
化型エポキシ樹脂等が用いられる。
【0029】また、本実施の形態においては、コア層4
の数は6個であるが、この数は本実施の形態に限定され
るものでなくそれ以上、例えば100個以上であっても
良い。
【0030】また、この導波路フィルム1は、シングル
モード伝送用及びマルチモード伝送用のいずれにも適用
することができる。すなわち、コア層4,4…のサイズ
及びクラッド層3,5との屈折率を変えるだけでシング
ルモード伝送用かマルチモード伝送用のいずれにも構成
することができる。
【0031】接着シート6の厚さは10μm〜200μ
mの範囲から選択することができ、また、クラッド用フ
ィルム2の厚さも上記接着シート6の厚さと同程度の範
囲から選択されることになる。
【0032】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。
【0033】図2(1)〜(3)は本発明に係る第二〜
第四の実施の形態を示したものである。先ず、第二の実
施の形態は、図2(1)に示すように上部クラッド5側
にも同じく接着シート6を設けたものである。すなわ
ち、本実施の形態のように両面に接着シート6,6を設
けることにより、両面のいずれか側を任意に接着するこ
とができるため、選択の自由度が増える。例えば、一方
の接着シート6側に電子部品、電子回路、光部品等を接
着し、他方の接着シート6側を基板に貼り付けて固定す
るか、あるいはその逆の方法を自由に選択することが可
能となる。また、上記コア層4が電子部品と基板によっ
て上下からサンドイッチ状に挟まれて固定されるように
なるため、光学特性の変動をより小さく抑えることもで
きる。さらに、クラッド層3,5内を伝搬する不要なク
ラディングモードを両側の接着シート6,6で吸収して
取り除くこともできる。
【0034】一方、第三及び第四の実施の形態は、図2
(2)に示すようにその接着シート6の表面にさらに剥
離自在な保護フィルム7を設けたものである。これによ
って、導波路フィルム1を製造し終えた後から実装する
までの間に接着シート6への埃などの接着を防ぐことが
できるため、接着シート6の接着力の低下や他の部品等
への不要な接着を防止することができる。また、第二の
実施の形態のように両面に接着シート6,6を形成した
場合には、図2(3)に示すように、それぞれの接着シ
ート6,6にそれぞれ保護フィルム7,7を設けること
はいうまでもない。尚、この保護フィルム7はセロファ
ン等からなり、その厚みは数μm〜100μmの範囲か
ら選ばれる。
【0035】次に、図3〜図5は、それぞれ本発明に係
る第五〜第七の実施の形態を示したものである。先ず、
第五の実施の形態は図3に示すように、コア層4,4…
をクラッド用フィルム2内に埋め込むと共に、クラッド
用フィルム2の下に非熱可塑性ポリイミドフィルムから
なる絶縁体層8と銅箔層9を形成し、その銅箔層9の下
に接着シート6を形成したものである。すなわち、この
ような構成とすることにより、上述した効果に加え、こ
の絶縁体層8と銅箔層9を電子回路用基板材料として用
いると共に、クラッド用フィルム2より上を光回路用と
して用いることができるため、いわゆる光・電気複合回
路構成用フィルムとして兼用させることが可能となる。
尚、この絶縁体層8となる非熱可塑性ポリイミドフィル
ムの厚みは数μm〜数数10μmの範囲が好ましい。ま
た、銅箔層9の厚みは0.8μm〜数100μmの範囲
が好ましく、種々の電気配線パターンを形成することが
できる。
【0036】一方、第六の実施の形態は、上記第一の実
施の形態に加え、同じくクラッド用フィルム2と接着シ
ート6との間に、さらに非熱可塑性ポリイミドフィルム
からなる絶縁体層8と銅箔層9を形成し、他方、第七の
実施の形態はさらにこの第六の実施の形態に加えそのク
ラッド用フィルム2側にも接着シート6を形成したもの
であり、このような構成とすることにより、同じく光・
電気複合回路構成用フィルムとして兼用させることが可
能となる。
【0037】次に、図6は、本発明の第一の実施の形態
に係る導波路フィルム1を用いた光・電気複合実装型デ
バイスの実装方法の一形態を示したものである。すなわ
ち、この導波路フィルム1上には、銅箔のパターン9
a,9b,9cが形成されると共にその上には非熱可塑
性ポリイミドフィルムからなる絶縁体層8が形成され、
その絶縁体層8上には上層導体層10a,10b,10
cが設けられている。そして、この上層導体層10a,
10b,10cと下部の銅箔パターン9a,9b,9c
とがそれぞれ充填スルーホール11a,11b,11c
によって導通接続されている。また、上層導体層10
a,10b,10c及び非熱可塑性ポリイミドフィルム
8の上には抵抗体12a,12b,12cが形成され、
さらに上層導体層10b,10cとの間には電子部品1
3が接続されている。
【0038】そして、このような光・電気複合実装型デ
バイスによって光信号を伝送させると共にその光信号を
処理して電気信号に変換し、電気回路にて信号処理する
ことが可能となり、より高速、大容量の情報信号を処理
することができるようになる。また、それぞれのコア層
4,4…内を高速の光信号をパラレル伝送させ、それを
電気信号に変換後、非常に短い配線パターンによって高
速電気信号処理することができるため、Gb/s〜Tb
/sの大容量、高速信号処理が可能となる。
【0039】次に、図7は本発明の導波路フィルム1を
基板15上に実装した状態を示したものである。
【0040】図示するように、この基板15上には本発
明に係る一対の導波路フィルム1a,1bの先端が互い
に向き合った状態で接着固定されており、それら各導波
路フィルム1a,1bの後端側にはそれぞれ光ファイバ
ー16a,16bが接続されている。一方の光ファイバ
16a内には矢印の如く光信号が伝送されてきて導波路
フィルム1aのコア層4内を伝搬し、フォトダイオード
アレイ16で除去される。発光素子アレイ17の光は他
方の導波路フィルム1bのコア層4内を伝搬し、他方の
光ファイバ16bに結合され、その光ファイバ16b内
を図示矢印の如く伝搬する。尚、この構成ではフォトダ
イオードアレイ16で電気信号に変換された信号を処理
する電気回路、発光素子アレイ17を駆動する電気駆動
回路が省略されているが、実際には基板15の上あるい
はその中に実装される。また、この導波路フィルム1
a,1bは、コア層が少なくとも2個アレイ状に構成さ
れており、光ファイバー16a,16bも上記コア層4
と同数だけアレイ状に構成されている。尚、図中18
は、光ファイバのコア、19は光ファイバのクラッドで
ある。
【0041】このようにそれぞれの導波路フィルム1
a,1bが基板15の表面上に部分的或いは全面的に固
定されていると、基板15が置かれている部屋の空気フ
ァンの流れや実装ハウジング内のファンによる空気の流
れなどによって外力が加わっても導波路フィルム1a,
1bの位置ずれや形状変形等が生じないため、光学特性
の劣化変動が起こらない。またフォトダイオードアレイ
16や発光素子アレイ17と導波路フィルム1a,1b
との結合位置のずれや変動も生じ難いため、光学特性が
安定する。特に接着シート6の接着剤としてUV硬化型
接着剤を用いれば、フォトダイオードアレイ16や発光
素子アレイ17と導波路フィルム1a,1bとの光学結
合の調整が容易となり、かつ短時間で調整及び接着作業
を終えることができる。
【0042】また、この導波路フィルム1a,1b上に
電子部品、光部品、電気回路、光回路等を載せても導波
路フィルム1a,1bの光学特性が劣化し難いので、部
品の集積度を高めることができ、より小型な光・電気複
合実装型デバイスを実現することができる。尚、熱硬化
型の接着シートを用いれば、Siやセラミックス基板
上、基板上に強固に接着でき、かつ、他の部品(電子部
品、光部品等)と共に加熱固定することも可能となる。
【0043】また、上記他の部品の加熱固定の前段階で
も、あるいは後段階でも接着固定することが可能とな
る。
【0044】また、感圧型の接着シートを用いた場合に
は、Siやガラスなどの平坦な面状の基板表面に不要な
熱応力を加えることなく、圧着のみで接着することがで
き、不要な熱応力を与えることがなくなるため、導波路
フィルム1に変調をきたすことなく接着固定することが
できるというメリットがある。
【0045】また、セラミックス基板表面のように表面
に凹凸が数十μmもあるような場合でも圧着固定するこ
とができる。
【0046】本発明の導波路フィルム1は、コア層、ク
ラッド層、接着シート及び保護フィルムがいずれも高分
子材料で構成されているため、熱膨張係数も近い値であ
り、温度変化に対して光学特性の変動が生じ難い。ま
た、光合分波回路、光フィルタ回路等の偏波依存性の小
さい回路も実現することができる。
【0047】また、図3〜図5に示した上記銅箔層9
は、電気配線パターンとして機能させる以外に、導波路
フィルム1に形成した光合分波回路、光フィルタ、光ス
ターカプラー等の光回路の温度変化による光学特性の変
動を銅箔9で熱放散させることにより、緩和させる機能
も有している。
【0048】また、接着シート付き導波路フィルム1を
所望の形状に曲げてその形状を維持させるのに、銅箔9
は有効に作用する。
【0049】尚、上記各実施の形態では、コア層4がア
レイ状に構成されている導波路フィルム1の例について
示したが、それ以外に光合分波回路、光フィルター回
路、光スターカプラ等が少なくとも1個構成された接着
シート付き導波路フィルム1であっても良い。また、こ
れらがアレイ状に構成されていたり、これら各種光回路
が組み合わされて構成されていても良い。
【0050】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
すような優れた効果を発揮することができる。
【0051】(1)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムは、任意の場所や種々の基板の表面に貼り付けて均一
に固定することができるため、径時変形や使用時の衝撃
や風圧等の外的影響を受け難くなる。その結果、その内
部を伝搬している光信号の光学特性(波長特性、損失特
性、偏波特性等)の変動を抑制することができ、安定す
ることができる。
【0052】(2)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムの一端あるいは両端に光結合された光部品(フォトダ
イオード、発光素子、光ファイバ、レンズ等)との間の
光結合特性を安定に保持することができる。
【0053】(3)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムの下面或いは上面、さらには両面に基板を固定するこ
とにより、その下面或いは上面に電機部品、電子回路、
光部品、光回路などを実装配置させても接着シート付き
導波路フィルムの光学特性が変動することがないので、
高密度集積実装を行うことができる。
【0054】(4)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムは、光信号処理のみならず、電気信号も処理する電子
部品、電子回路を集積して実装することができる構成で
あるため、高速、大容量の情報信号を処理することがで
きるデバイスを実現することができる。
【0055】(5)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムは、その下面部に電気信号処理回路を、その上面部に
光信号処理回路をそれぞれ備えた、光・電気複合実装型
デバイスとしたり、或いは上記と反対に下面部に光信号
処理回路を、上面部に電気信号処理回路を備えた光・電
気複合実装型デバイスとすることができ、上記光と電気
を密接に融合させた構成とすることができる。
【0056】(6)従来の導波路フィルムは、クラッド層
内に漏れて伝搬するクラディングモードが、導波路フィ
ルムが曲がったり、揺れ動いたりすることによって変動
し、光学特性に悪影響を及ぼしていたが、本発明の接着
シート付き導波路フィルムでは接着シートで上記クラデ
ィングモードを吸収して取り除くことができるため、光
学特性を安定に保つことができる。
【0057】(7)銅箔層を備えることにより、この銅箔
層を電気配線パターン形成用以外に、熱放散用、導波路
フィルムの任意形状への変形保持機能等として兼用する
ことができる。
【0058】(8)接着シートは、光吸収率の高い材料で
あるため、クラディングモード除去用としてより有効に
作用する。
【0059】(9)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムを構成するコア層、クラッド層、接着シート等が互い
に熱膨張係数が近い材料で形成されているため、偏光依
存性の少ない光回路を実現することができ、また、従来
のようにSiや石英ガラス基板上に導波路を形成した構
造のものに比して低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る接着シート付き導波路フ
ィルムの実施の一形態を示す断面図である。(b)は本
発明に係る接着シート付き導波路フィルムの実施の一形
態を示す平面図である。
【図2】(1)〜(3)は、本発明に係る接着シート付
き導波路フィルムの第二〜第四の実施の形態を示す断面
図である。
【図3】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムの
第五の実施の形態を示す断面図である。
【図4】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムの
第六の実施の形態を示す断面図である。
【図5】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムの
第七の実施の形態を示す断面図である。
【図6】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムを
用いた光・電気複合実装型デバイスの実施の一形態を示
す断面図である。
【図7】本発明の接着シート付き導波路フィルムを基板
上に実装した状態を示す断面図である。
【図8】従来の導波路フィルムの構成及び構造の一例を
示す斜視図である。
【図9】従来の導波路フィルムの製造工程の一例を示す
工程図である。
【図10】従来の導波路フィルムの基板への実装状態を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 接着シート付き導波路フィルム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年7月17日(2000.7.1
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 接着シート付き導波路フィルム及びそ
の実装方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波路フィルムの
片面、或いはその両面に接着シートが形成された高安定
な光学特性を有する接着シート付き導波路フィルム及び
その実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、大容量の情報伝送として多チャン
ネル並列光インターコネクションの研究が盛んに行われ
るようになってきているが、この多チャンネル並列光イ
ンターコネクションを実現する上でのキー部品の一つと
して、多芯光コネクタと多チャンネル光素子アレイとの
間を接続するための導波路フィルムがある。
【0003】図8に示すように、この導波路フィルムF
は、例えば16mm×13mmのポリイミドフィルムa
内に低屈折率のクラッド層bで覆われた高屈折率のコア
層cが略矩形状に所望間隔(250μm)でアレイ状に
配列されたものである。そして、その一方の端面d側に
は光ファイバアレイeが接続され、他方の端面f側には
発光ダイオード(或いは半導体レーザ)又はフォトダイ
オードのアレイgが配置されている。また、この端面f
側には45°ミラーiが形成され、上記発光ダイオード
又はフォトダイオードのアレイgとの光結合を効率良く
行わせるように構成されている。
【0004】そして、このような導波路フィルムFは、
図9に示すような工程によって得られるようになってい
る。すなわち、(a)プラスチックフィルム表面に下部
クラッド層を形成し、(b)この下部クラッド層上にコ
ア層を形成した後、(c)このコア層上にフォトレジス
ト膜を形成し、(d)そのフォトレジスト膜上にフォト
マスクを置き、そのフォトマスクを介してUV光照射し
てフォトレジスト膜を露光する。次に、(e)そのフォ
トレジスト膜を現像してフォトマスクに対応したフォト
レジストパターンを形成した後、(f)このパターンを
用いてコア層をドライエッチングする。その後、(g)
このフォトレジスト膜を除去し、(h)フォトレジスト
パターンに対応した略矩形状のコア層パターンを形成
し、(i)このコア層パターンの上を覆うように上部ク
ラッドを形成した後、最後に(j)導波路端面へ45°
ミラーを形成することによって得られるようになってい
る。
【0005】また、このような導波路フィルムFは、図
10に示すような実装方法で基板h上に固定されて実装
されるようになっている。すなわち、先ず、基板h上に
固定用スペーサjを設けてその上にこの導波路フィルム
Fを固定した後、その導波路フィルムFの後端部に、光
ファイバーホルダーk、座屈部lを介してBFコネクタ
ーインターフェースmによって光ファイバアレイeを取
り付ける。尚、このBFコネクターインターフェースm
はコネクターホルダーnで保持される。次いで、この導
波路フィルムFの先端側に、VCSEL(面発光レーザ
アレイ)あるいはPDアレイ(フォトダイオードアレ
イ)gを光学的に結合することで基板h上に実装される
ようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成をした従来の導波路フィルムF及びその実装方法に
は以下に示すようないくつかの問題点があった。
【0007】(1)先ず、この導波路フィルムFは、曲げ
状態、引き延ばし状態によって波長、損失、偏波等の光
学特性が変化するため、ある一定の曲げあるいは引き延
ばし状態を維持したまま、すなわち均一な状態で固定し
ておかなければならない。しかしながら、従来の導波路
フィルムFはそのようなしっかりとした固定方式が採用
されていないため、径時変形によってその光学特性が変
化することがあった。
【0008】(2)しかも、導波路フィルムの厚みは数1
0μm〜数100μmの範囲といった薄膜であるため、
部屋の空調による風圧や湿度の変化などによって設置状
態が変化し易く、それによっても光学特性が変動すると
いった問題がある。
【0009】(3)従来の導波路フィルムFは光配線用の
光伝送路であり、光信号処理や電気信号処理を行う機能
が含まれていない。
【0010】(4)基板に対して任意の位置に導波路フィ
ルムFを設置して固定することが難しいため、実装時の
制約が大きいといった欠点がある。
【0011】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その主な目的
は、光学特性の変化が少ない新規な接着シート付き導波
路フィルム及びその実装方法を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第一の発明は、請求項1に示すように、プラスチック
フィルム上の低屈折率のクラッド層中に断面略矩形状を
した高屈折率のコア層が少なくとも1つ以上埋め込まれ
ていると共に、上記プラスチックの裏面または上記クラ
ッド層の上面若しくはその両方の面に、紫外線硬化型の
接着シートが形成されている接着シート付き導波路フィ
ルムである。
【0013】また、第二の発明は、請求項2に示すよう
に、接着シートが、熱硬化型の接着シートである接着シ
ート付き導波路フィルムである。
【0014】また、第三の発明は、請求項3に示すよう
に、接着シートが、感圧型の接着シートである接着シー
ト付き導波路フィルムである。
【0015】また、第四の発明は、請求項4に示すよう
に、上記接着シートの屈折率が、上記コア層の屈折率よ
りも高い接着シート付き導波路フィルムである。
【0016】また、第五の発明は、請求項5に示すよう
に、上記プラスチックフィルムと接着シートとの間に、
絶縁体層と銅箔層が少なくとも1層ずつ形成されている
接着シート付き導波路フィルムである。
【0017】また、第六の発明は、請求項6に示すよう
に、上記絶縁体層と銅箔層に電子回路、電子部品が実装
されている接着シート付き導波路フィルムである。
【0018】また、第七の発明は、請求項7に示すよう
に、上記接着シート付き導波路フィルムの接着シート面
側を基板上に貼り付けて基板に実装するようにした接着
シート付き導波の実装方法である。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。
【0020】図1は本発明に係る接着シート付き導波路
フィルム1の実施の一形態を示したものであり、図1
(a)はその断面図、(b)はその平面図である。
【0021】図示するように、この接着シート付き導波
路フィルム(以下、単に導波路フィルムと称す)1は、
クラッド用フィルム(プラスチックフィルム)2の片面
側に側面クラッド層3を介して断面矩形状のコア層4が
一定の間隔を隔てて複数(本実施の形態にあっては6
つ)形成されており、さらにその上面には上部クラッド
層5が形成された構造となっている。
【0022】また、このクラッド用フィルム2の裏面側
には、屈折率がコア層4の屈折率よりも高い値の接着シ
ート6が形成されており、このクラッド用フィルム2の
裏面側全面を任意の位置に貼り付け固定できるようにな
っている。
【0023】従って、この接着シート6によって導波路
フィルム1を任意の場所や種々の基板上に貼り付けて全
面を均一に固定することができるため、径時変形などに
よる接着シート付き導波路1自体の光学特性(波長特
性、損失特性、偏波特性等)の変動を極めて小さく抑え
ることができる。
【0024】しかも、任意の表面形状の基板表面上に固
定することができるため、取付性も格段に向上する上
に、風圧や湿度の変化等といった外的影響も受け難くな
るため、安定した光学特性を得ることができる。
【0025】さらに側面クラッド層3に漏れて伝搬した
光が上記接着シート6で吸収されて取り除かれるように
なるため、安定した光伝搬特性も得ることができる。
【0026】ここで、接着シート6の材料としては特に
限定されるものではなく、ポリオレフィン、ウレタン、
アクリル、シラン等の熱硬化型や感圧型、あるいは紫外
線硬化型等を用いることができる。このうち、特に、紫
外線(UV)硬化型接着シートを用いれば、紫外線を照
射するだけで容易に任意の場所に応力緩和状態で接着す
ることができるため、より安定した光学特性を維持する
ことが可能となる。
【0027】また、クラッド用フィルム2は低屈折率の
材料、例えば、紫外線硬化型エポキシ樹脂(屈折率1.
471、波長0.83μmでの値)やフッ素添加ポリイ
ミドフィルム等を用いることができる。
【0028】コア層4は、例えば、重水素ポリメタクリ
ル酸メチル(屈折率1.489、波長0.83μm)等
が用いられ、また、このコア層4の両側の低屈折率の側
面クラッド層3や上部クラッド層5は、例えば、UV硬
化型エポキシ樹脂等が用いられる。
【0029】また、本実施の形態においては、コア層4
の数は6個であるが、この数は本実施の形態に限定され
るものでなくそれ以上、例えば100個以上であっても
良い。
【0030】また、この導波路フィルム1は、シングル
モード伝送用及びマルチモード伝送用のいずれにも適用
することができる。すなわち、コア層4,4…のサイズ
及びクラッド層3,5との屈折率を変えるだけでシング
ルモード伝送用かマルチモード伝送用のいずれにも構成
することができる。
【0031】接着シート6の厚さは10μm〜200μ
mの範囲から選択することができ、また、クラッド用フ
ィルム2の厚さも上記接着シート6の厚さと同程度の範
囲から選択されることになる。
【0032】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。
【0033】図2(1)〜(3)は本発明に係る第二〜
第四の実施の形態を示したものである。先ず、第二の実
施の形態は、図2(1)に示すように上部クラッド5側
にも同じく接着シート6を設けたものである。すなわ
ち、本実施の形態のように両面に接着シート6,6を設
けることにより、両面のいずれか側を任意に接着するこ
とができるため、選択の自由度が増える。例えば、一方
の接着シート6側に電子部品、電子回路、光部品等を接
着し、他方の接着シート6側を基板に貼り付けて固定す
るか、あるいはその逆の方法を自由に選択することが可
能となる。また、上記コア層4が電子部品と基板によっ
て上下からサンドイッチ状に挟まれて固定されるように
なるため、光学特性の変動をより小さく抑えることもで
きる。さらに、クラッド層3,5内を伝搬する不要なク
ラディングモードを両側の接着シート6,6で吸収して
取り除くこともできる。
【0034】一方、第三及び第四の実施の形態は、図2
(2)に示すようにその接着シート6の表面にさらに剥
離自在な保護フィルム7を設けたものである。これによ
って、導波路フィルム1を製造し終えた後から実装する
までの間に接着シート6への埃などの接着を防ぐことが
できるため、接着シート6の接着力の低下や他の部品等
への不要な接着を防止することができる。また、第二の
実施の形態のように両面に接着シート6,6を形成した
場合には、図2(3)に示すように、それぞれの接着シ
ート6,6にそれぞれ保護フィルム7,7を設けること
はいうまでもない。尚、この保護フィルム7はセロファ
ン等からなり、その厚みは数μm〜100μmの範囲か
ら選ばれる。
【0035】次に、図3〜図5は、それぞれ本発明に係
る第五〜第七の実施の形態を示したものである。先ず、
第五の実施の形態は図3に示すように、コア層4,4…
をクラッド用フィルム2内に埋め込むと共に、クラッド
用フィルム2の下に非熱可塑性ポリイミドフィルムから
なる絶縁体層8と銅箔層9を形成し、その銅箔層9の下
に接着シート6を形成したものである。すなわち、この
ような構成とすることにより、上述した効果に加え、こ
の絶縁体層8と銅箔層9を電子回路用基板材料として用
いると共に、クラッド用フィルム2より上を光回路用と
して用いることができるため、いわゆる光・電気複合回
路構成用フィルムとして兼用させることが可能となる。
尚、この絶縁体層8となる非熱可塑性ポリイミドフィル
ムの厚みは数μm〜数数10μmの範囲が好ましい。ま
た、銅箔層9の厚みは0.8μm〜数100μmの範囲
が好ましく、種々の電気配線パターンを形成することが
できる。
【0036】一方、第六の実施の形態は、上記第一の実
施の形態に加え、同じくクラッド用フィルム2と接着シ
ート6との間に、さらに非熱可塑性ポリイミドフィルム
からなる絶縁体層8と銅箔層9を形成し、他方、第七の
実施の形態はさらにこの第六の実施の形態に加えそのク
ラッド用フィルム2側にも接着シート6を形成したもの
であり、このような構成とすることにより、同じく光・
電気複合回路構成用フィルムとして兼用させることが可
能となる。
【0037】次に、図6は、本発明の第一の実施の形態
に係る導波路フィルム1を用いた光・電気複合実装型デ
バイスの実装方法の一形態を示したものである。すなわ
ち、この導波路フィルム1上には、銅箔のパターン9
a,9b,9cが形成されると共にその上には非熱可塑
性ポリイミドフィルムからなる絶縁体層8が形成され、
その絶縁体層8上には上層導体層10a,10b,10
cが設けられている。そして、この上層導体層10a,
10b,10cと下部の銅箔パターン9a,9b,9c
とがそれぞれ充填スルーホール11a,11b,11c
によって導通接続されている。また、上層導体層10
a,10b,10c及び非熱可塑性ポリイミドフィルム
8の上には抵抗体12a,12b,12cが形成され、
さらに上層導体層10b,10cとの間には電子部品1
3が接続されている。
【0038】そして、このような光・電気複合実装型デ
バイスによって光信号を伝送させると共にその光信号を
処理して電気信号に変換し、電気回路にて信号処理する
ことが可能となり、より高速、大容量の情報信号を処理
することができるようになる。また、それぞれのコア層
4,4…内を高速の光信号をパラレル伝送させ、それを
電気信号に変換後、非常に短い配線パターンによって高
速電気信号処理することができるため、Gb/s〜Tb
/sの大容量、高速信号処理が可能となる。
【0039】次に、図7は本発明の導波路フィルム1を
基板15上に実装した状態を示したものである。
【0040】図示するように、この基板15上には本発
明に係る一対の導波路フィルム1a,1bの先端が互い
に向き合った状態で接着固定されており、それら各導波
路フィルム1a,1bの後端側にはそれぞれ光ファイバ
ー16a,16bが接続されている。一方の光ファイバ
16a内には矢印の如く光信号が伝送されてきて導波路
フィルム1aのコア層4内を伝搬し、フォトダイオード
アレイ16で除去される。発光素子アレイ17の光は他
方の導波路フィルム1bのコア層4内を伝搬し、他方の
光ファイバ16bに結合され、その光ファイバ16b内
を図示矢印の如く伝搬する。尚、この構成ではフォトダ
イオードアレイ16で電気信号に変換された信号を処理
する電気回路、発光素子アレイ17を駆動する電気駆動
回路が省略されているが、実際には基板15の上あるい
はその中に実装される。また、この導波路フィルム1
a,1bは、コア層が少なくとも2個アレイ状に構成さ
れており、光ファイバー16a,16bも上記コア層4
と同数だけアレイ状に構成されている。尚、図中18
は、光ファイバのコア、19は光ファイバのクラッドで
ある。
【0041】このようにそれぞれの導波路フィルム1
a,1bが基板15の表面上に部分的或いは全面的に固
定されていると、基板15が置かれている部屋の空気フ
ァンの流れや実装ハウジング内のファンによる空気の流
れなどによって外力が加わっても導波路フィルム1a,
1bの位置ずれや形状変形等が生じないため、光学特性
の劣化変動が起こらない。またフォトダイオードアレイ
16や発光素子アレイ17と導波路フィルム1a,1b
との結合位置のずれや変動も生じ難いため、光学特性が
安定する。特に接着シート6の接着剤としてUV硬化型
接着剤を用いれば、フォトダイオードアレイ16や発光
素子アレイ17と導波路フィルム1a,1bとの光学結
合の調整が容易となり、かつ短時間で調整及び接着作業
を終えることができる。
【0042】また、この導波路フィルム1a,1b上に
電子部品、光部品、電気回路、光回路等を載せても導波
路フィルム1a,1bの光学特性が劣化し難いので、部
品の集積度を高めることができ、より小型な光・電気複
合実装型デバイスを実現することができる。尚、熱硬化
型の接着シートを用いれば、Siやセラミックス基板
上、基板上に強固に接着でき、かつ、他の部品(電子部
品、光部品等)と共に加熱固定することも可能となる。
【0043】また、上記他の部品の加熱固定の前段階で
も、あるいは後段階でも接着固定することが可能とな
る。
【0044】また、感圧型の接着シートを用いた場合に
は、Siやガラスなどの平坦な面状の基板表面に不要な
熱応力を加えることなく、圧着のみで接着することがで
き、不要な熱応力を与えることがなくなるため、導波路
フィルム1に変調をきたすことなく接着固定することが
できるというメリットがある。
【0045】また、セラミックス基板表面のように表面
に凹凸が数十μmもあるような場合でも圧着固定するこ
とができる。
【0046】本発明の導波路フィルム1は、コア層、ク
ラッド層、接着シート及び保護フィルムがいずれも高分
子材料で構成されているため、熱膨張係数も近い値であ
り、温度変化に対して光学特性の変動が生じ難い。ま
た、光合分波回路、光フィルタ回路等の偏波依存性の小
さい回路も実現することができる。
【0047】また、図3〜図5に示した上記銅箔層9
は、電気配線パターンとして機能させる以外に、導波路
フィルム1に形成した光合分波回路、光フィルタ、光ス
ターカプラー等の光回路の温度変化による光学特性の変
動を銅箔9で熱放散させることにより、緩和させる機能
も有している。
【0048】また、接着シート付き導波路フィルム1を
所望の形状に曲げてその形状を維持させるのに、銅箔9
は有効に作用する。
【0049】尚、上記各実施の形態では、コア層4がア
レイ状に構成されている導波路フィルム1の例について
示したが、それ以外に光合分波回路、光フィルター回
路、光スターカプラ等が少なくとも1個構成された接着
シート付き導波路フィルム1であっても良い。また、こ
れらがアレイ状に構成されていたり、これら各種光回路
が組み合わされて構成されていても良い。
【0050】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
すような優れた効果を発揮することができる。
【0051】(1)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムは、任意の場所や種々の基板の表面に貼り付けて均一
に固定することができるため、径時変形や使用時の衝撃
や風圧等の外的影響を受け難くなる。その結果、その内
部を伝搬している光信号の光学特性(波長特性、損失特
性、偏波特性等)の変動を抑制することができ、安定す
ることができる。
【0052】(2)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムの一端あるいは両端に光結合された光部品(フォトダ
イオード、発光素子、光ファイバ、レンズ等)との間の
光結合特性を安定に保持することができる。
【0053】(3)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムの下面或いは上面、さらには両面に基板を固定するこ
とにより、その下面或いは上面に電機部品、電子回路、
光部品、光回路などを実装配置させても接着シート付き
導波路フィルムの光学特性が変動することがないので、
高密度集積実装を行うことができる。
【0054】(4)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムは、光信号処理のみならず、電気信号も処理する電子
部品、電子回路を集積して実装することができる構成で
あるため、高速、大容量の情報信号を処理することがで
きるデバイスを実現することができる。
【0055】(5)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムは、その下面部に電気信号処理回路を、その上面部に
光信号処理回路をそれぞれ備えた、光・電気複合実装型
デバイスとしたり、或いは上記と反対に下面部に光信号
処理回路を、上面部に電気信号処理回路を備えた光・電
気複合実装型デバイスとすることができ、上記光と電気
を密接に融合させた構成とすることができる。
【0056】(6)従来の導波路フィルムは、クラッド層
内に漏れて伝搬するクラディングモードが、導波路フィ
ルムが曲がったり、揺れ動いたりすることによって変動
し、光学特性に悪影響を及ぼしていたが、本発明の接着
シート付き導波路フィルムでは接着シートで上記クラデ
ィングモードを吸収して取り除くことができるため、光
学特性を安定に保つことができる。
【0057】(7)銅箔層を備えることにより、この銅箔
層を電気配線パターン形成用以外に、熱放散用、導波路
フィルムの任意形状への変形保持機能等として兼用する
ことができる。
【0058】(8)接着シートは、光吸収率の高い材料で
あるため、クラディングモード除去用としてより有効に
作用する。
【0059】(9)本発明の接着シート付き導波路フィル
ムを構成するコア層、クラッド層、接着シート等が互い
に熱膨張係数が近い材料で形成されているため、偏光依
存性の少ない光回路を実現することができ、また、従来
のようにSiや石英ガラス基板上に導波路を形成した構
造のものに比して低コストで得ることができる。
【0060】(10)特に接着シートの接着剤としてUV硬
化型接着剤を用いれば、フォトダイオードアレイ16や
発光素子アレイ17と導波路フィルム1a,1bとの光
学結合の調整が容易となり、かつ短時間で調整及び接着
作業を終えることができる。
【0061】(11)熱硬化型の接着シートを用いれば、S
iやセラミックス基板上、基板上に強固に接着でき、か
つ、他の部品(電子部品、光部品等)と共に加熱固定す
ることも可能となる。また、上記他の部品の加熱固定の
前段階でも、あるいは後段階でも接着固定することが可
能となる。
【0062】(12)感圧型の接着シートを用いた場合に
は、Siやガラスなどの平坦な面状の基板表面に不要な
熱応力を加えることなく、圧着のみで接着することがで
き、不要な熱応力を与えることがなくなるため、導波路
フィルム1に変調をきたすことなく接着固定することが
できるというメリットがある。また、セラミックス基板
表面のように表面に凹凸が数十μmもあるような場合で
も圧着固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る接着シート付き導波路フ
ィルムの実施の一形態を示す断面図である。(b)は本
発明に係る接着シート付き導波路フィルムの実施の一形
態を示す平面図である。
【図2】(1)〜(3)は、本発明に係る接着シート付
き導波路フィルムの第二〜第四の実施の形態を示す断面
図である。
【図3】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムの
第五の実施の形態を示す断面図である。
【図4】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムの
第六の実施の形態を示す断面図である。
【図5】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムの
第七の実施の形態を示す断面図である。
【図6】本発明に係る接着シート付き導波路フィルムを
用いた光・電気複合実装型デバイスの実施の一形態を示
す断面図である。
【図7】本発明の接着シート付き導波路フィルムを基板
上に実装した状態を示す断面図である。
【図8】従来の導波路フィルムの構成及び構造の一例を
示す斜視図である。
【図9】従来の導波路フィルムの製造工程の一例を示す
工程図である。
【図10】従来の導波路フィルムの基板への実装状態を
示す断面図である。
【符号の説明】 1 接着シート付き導波路フィルム

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチックフィルム上の低屈折率のク
    ラッド層中に断面略矩形状をした高屈折率のコア層が少
    なくとも1つ以上埋め込まれていると共に、上記プラス
    チックフィルムの裏面又は上記クラッド層の上面若しく
    はその両面に、上記コア層の屈折率よりも高屈折率の接
    着シートが形成されていることを特徴とする接着シート
    付き導波路フィルム。
  2. 【請求項2】 上記接着シートの上面に、剥離可能な保
    護フィルムが形成されていることを特徴とする請求項1
    に記載の接着シート付き導波路フィルム。
  3. 【請求項3】 いずれか一端に光ファイバーが接続され
    ていることを特徴とする請求項1又は2に記載の接着シ
    ート付き導波路フィルム。
  4. 【請求項4】 他端に45°ミラーが形成され、この4
    5°ミラーを介して発光素子或いは受光素子が結合され
    ていることを特徴とする請求項3に記載の接着シート付
    き導波路フィルム。
  5. 【請求項5】 上記プラスチックフィルムと接着シート
    との間に、絶縁体層と銅箔層が少なくとも1層ずつ形成
    されていることを特徴とする請求項1〜4に記載の接着
    シート付き導波路フィルム。
  6. 【請求項6】 上記絶縁体層と銅箔層に電子回路、電子
    部品が実装されていることを特徴とする請求項5に記載
    の接着シート付き導波路フィルム。
  7. 【請求項7】 上記請求項1〜6に記載の接着シート付
    き導波路フィルムの接着シート面側を基板上に貼り付け
    て基板に実装するようにしたことを特徴とする接着シー
    ト付き導波路フィルムの実装方法。
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