JP2001281484A - 光導波路シートの製造方法 - Google Patents

光導波路シートの製造方法

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JP2001281484A
JP2001281484A JP2000094487A JP2000094487A JP2001281484A JP 2001281484 A JP2001281484 A JP 2001281484A JP 2000094487 A JP2000094487 A JP 2000094487A JP 2000094487 A JP2000094487 A JP 2000094487A JP 2001281484 A JP2001281484 A JP 2001281484A
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optical waveguide
sheet
laminate
resin
core
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Toshifumi Tanaka
敏文 田中
Toru Kineri
透 木練
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性が高く、かつ、歩留まりの高い光導波
路シートの製造方法を提供する。 【解決手段】 樹脂からなるコアシートを、このコアシ
ートよりも屈折率の低い樹脂からなる一対のクラッドシ
ートで挟んだ積層体を作製する工程と、前記コアシート
の一部が前記一対のクラッドシートにより実質的に包囲
されて光導波路として機能するように、前記積層体を圧
縮成形する工程とを有する光導波路シートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野におい
て分波器、合波器、光スイッチング素子等の光受動部品
などに用いられ、また、光集積回路にも適用可能な光導
波路を有する光導波路シートを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】データを高密度で高速に転送するため
に、光通信が一般的に行われている。装置間をつなぐ比
較的長距離の伝送だけでなく、装置内の基板間のような
短距離の伝送にも、ノイズ混入の少ない光通信が必要と
されるようになってきている。長距離伝送の場合は、光
ファイバを使用するのが一般的である。これに対し、基
板間でのデータ伝送のように複数のデータを並列に短距
離伝送するために、複数の回路を備えたフレキシブルな
シート状光導波路が提案されている。なお、光導波路
は、高屈折率材からなるコアの周囲を低屈折率材からな
るクラッドで被覆したものである。
【0003】従来、複数の回路を備えたフレキシブルな
光導波路を製造する方法としては、例えば、Si基体上
にCu薄膜を設け、その上に樹脂クラッド層を形成し、
この上に樹脂コア層を形成し、この樹脂コア層をドライ
エッチング等によりパターニングして回路を形成し、そ
の上から樹脂クラッドで被覆した後、Cu薄膜を酸溶液
で溶解してSi基体を剥離する方法が提案されている
(NTT R&D vol.48,1999,p.265-270)。
【0004】しかし、この製造方法ではエッチングを行
うため、精密な加工と膨大な工数が必要である。そのた
め、生産性が低く、また、欠陥や不良の発生が多いため
に歩留まりが悪かった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、生産性が高く、かつ、歩留
まりの高い光導波路シートの製造方法を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記(1)
〜(4)の本発明により達成される。 (1) 樹脂からなるコアシートを、このコアシートよ
りも屈折率の低い樹脂からなる一対のクラッドシートで
挟んだ積層体を作製する工程と、前記コアシートの一部
が前記一対のクラッドシートにより実質的に包囲されて
光導波路として機能するように、前記積層体を圧縮成形
する工程とを有する光導波路シートの製造方法。 (2) 前記圧縮成形により、光導波路として機能する
領域を複数個形成する上記(1)の光導波路シートの製
造方法。 (3) 前記積層体に複数のコアシートが含まれる上記
(1)または(2)の光導波路シートの製造方法。 (4) 圧縮成形した前記積層体同士を積層する工程を
有する上記(1)〜(3)のいずれかの光導波路シート
の製造方法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明では、図1に示すように、
まず、樹脂からなるコアシート3を、このコアシート3
よりも屈折率の低い樹脂からなる一対のクラッドシート
(下部クラッドシート21および上部クラッドシート2
2)で挟んで積層体を作製する。次いで、この積層体
を、下型11および上型12からなる金型により圧縮成
形する。この圧縮成形により積層体は変形し、その結
果、図2に示すようにコアシート3の一部が下部クラッ
ドシート21および上部クラッドシート22により実質
的に包囲されて、光導波路のコアとして機能するように
なる。図2に示す例では、光導波路4が3本並列に配置
された光導波路シートが得られている。
【0008】本発明では、このように圧縮成形により光
導波路を製造するので、工数が著しく少なくなり、欠陥
や不良の発生も少ない。また、1つの光導波路シートに
複数の光導波路を同時に形成することができる。
【0009】図1に示す例では、断面矩形の凸条と凹条
とを交互に配置した下型11と、前記凸条および凹条と
それぞれ噛み合う凹条および凸条を有する上型12とを
金型として用いているが、このほかにも、例えば図3〜
図6にそれぞれ示す金型なども用いることができる。
【0010】図3(A)では、下型11の一部を可動部
111、112で構成し、かつ、上型12の一部を可動
部121、122で構成している。圧縮成形の際には、
図3(A)に示すように下型11と上型12とで積層体
を挟んだ後、図3(B)に示すように、可動部121、
122を下型11に向かって突出させ、それに伴って可
動部111、112を図中下方に後退させる。これによ
り、図3(C)に示すように光導波路4が3本並列に配
置された光導波路シートが得られる。この方法では、図
1に示す形状の金型を用いる場合に比べ、光導波路の歪
みや内部応力を小さくできるので、良好な特性が得られ
やすい。なお、下型11に可動部を設けず、替わりに、
図3(B)に示す下型11の形状と同じとなるように下
型11に凹条を設けてもよい。この場合、上型の可動部
と下型の凹条とにより成形された領域では歪みや内部応
力が大きくなるので、可動部で押圧されない領域だけを
光導波路として用いてもよい。
【0011】図4(A)に例示する金型は、平滑な表面
をもつ下型11と、少なくとも2本(図示例では4本)
の凸条が設けられた表面をもつ上型12とを有する。図
4(B)に示すように下型11と上型12との間に積層
体を挟んで加圧すると、凸条により押圧されて積層体は
変形し、変形した領域が光導波路の境界となって、図4
(C)に示すように光導波路4が3本並列に配置された
光導波路シートが得られる。なお、図示例では、隣り合
う2本の凸条に挟まれた凹条(成形空間)の輪郭が矩形
であるが、この輪郭は例えば台形であってもよく、ま
た、この輪郭の一部または全部を曲線で構成してもよ
い。例えば、前記輪郭が半円形であってもよい。
【0012】図5(A)に例示する金型は、下型11お
よび上型12のそれぞれに、少なくとも2本(図示例で
は6本)の凸条を設けたものである。図5(B)に示す
ように積層体を圧縮成形すると、凸条により押圧されて
積層体は変形し、変形した領域が光導波路の境界となっ
て、図5(C)に示すように光導波路4が5本並列に配
置された光導波路シートが得られる。なお、図示例で
は、隣り合う2本の凸条に挟まれた凹条(成形空間)の
輪郭が半円形であるが、この輪郭の一部または全部を直
線で構成してもよい。例えば、前記輪郭が矩形または台
形であってもよい。
【0013】図6(A)に例示する金型は図5(A)に
例示する金型の変形例であり、下型11に、断面輪郭が
半円形である凹条が底部に形成された凹条を設け、一
方、上型12に、断面輪郭が半円形である凹条が頂部に
形成された凸条を設けたものである。図6(B)に示す
ように積層体を圧縮成形すると、下型11と上型12と
により形成される成形空間に沿うように積層体は変形す
る。その結果、図6(C)に示すように光導波路4が2
本並列に配置された光導波路シートが得られる。図示す
る2本の光導波路間に存在する領域も、光導波路として
使用することが可能である。なお、図示例における半円
形の輪郭をもつ凹条を、一部または全部が直線で構成さ
れた輪郭をもつ凹条としてもよい。
【0014】本発明では、圧縮成形する積層体に、複数
のコアシートが含まれていてもよい。例えば図7に示す
光導波路シートは、下部クラッドシート21と中間クラ
ッドシート23とで一方のコアシート31が挟まれ、さ
らに、中間クラッドシート23と上部クラッドシート2
2とで他方のコアシート32が挟まれるようにこれらの
シートを積層した状態で圧縮成形を行って得られたもの
である。また、本発明では、光導波路シート同士を、さ
らに積層してもよい。例えば図8に示す光導波路シート
は、下部クラッドシート21と上部クラッドシート22
とでコアシート3を挟んだ積層体を圧縮成形して光導波
路シートを製造し、この光導波路シートを2つ積層して
圧着ないし接着したものである。このように、複数の光
導波路シートを積層した構造とすることにより、高密度
の光導波路アレイが得られる。
【0015】本発明では、圧縮成形により光導波路を形
成するので、例えば図9に示すような複雑な導波路パタ
ーンが極めて容易に形成できる。
【0016】コアシートとクラッドシートとからなる積
層体の製造方法は特に限定されない。例えば、コアシー
トおよびクラッドシートとしていずれも樹脂シートを用
い、これらを圧着ないし接着することにより積層体を形
成することができる。シート同士を圧着ないし接着する
に際しては、シート間から気泡を追い出すことが重要で
ある。また、シート間への気泡混入を防ぐために、圧着
ないし接着を減圧雰囲気中で行うことも好ましい。ま
た、シート同士を圧着ないし接着した後、減圧チャンバ
を通過させることによっても、気泡の追い出しが可能で
ある。なお、シート間への塵埃の混入を防ぐために、圧
着ないし接着は清浄な雰囲気中で行うことが好ましい。
清浄な雰囲気中において積層体を形成しておけば、比較
的環境条件の悪い場所で圧縮成形を行っても問題はな
い。
【0017】なお、図示例は下型および/または上型を
直線的に移動させることにより圧縮成形を行う構成であ
るが、ローラタイプの金型を用いてもよい。ローラタイ
プの金型とは、下型ローラおよび上型ローラが対向して
設けられ、一方または両方のローラの周面に転写パター
ンが形成されており、両ローラの周面間を成形空間と
し、両ローラの回転によって成形対象物を搬送すると共
に成形するタイプの金型である。ローラタイプの金型を
用い、かつ、コアシートおよびクラッドシートとしてい
ずれも長尺の樹脂シートを用い、かつ、各樹脂シートを
繰り出しロールから成形空間に供給すれば、樹脂シート
の圧着と圧縮成形とを同時に行えるので、生産性が著し
く向上する。この場合、得られた長尺の光導波路シート
を巻き取りロールに巻き取り、その後、所定寸法に切断
すればよい。
【0018】本発明では、樹脂シート同士を圧着ないし
接着する方法のほか、樹脂シートからなるコアシートの
両面に樹脂を塗布してクラッドシートを形成する方法も
利用できる。また、一方のクラッドシートの表面に樹脂
を塗布してコアシートとし、その上に、樹脂を塗布して
他方のクラッドシートを形成したり、塗布されたコアシ
ートの上に樹脂シートを積層して他方のクラッドシート
としてもよい。また、すべてのシートを塗布により形成
することもできる。なお、樹脂シートは、市販されてい
るものを用いることができる。
【0019】コアおよびクラッドをそれぞれ構成する樹
脂は特に限定されず、クラッドがコアよりも屈折率が低
くなるように適宜選択すればよい。両者の屈折率差は、
使用モード等の各種条件に応じて、適宜設定すればよ
い。
【0020】コアシートおよびクラッドシートの厚さは
特に限定されず、例えば成形空間の形状等の各種条件に
応じて、適宜決定すればよいが、通常、10〜1000
μmの範囲から選択することが好ましい。
【0021】圧縮成形の条件は特に限定されないが、通
常、積層体を加熱した状態で成形することが好ましい。
加熱温度は、積層体を構成するシートの軟化点のうち最
も高いものを超える温度であって、かつ、分解温度より
低い温度であることが好ましい。加熱することにより積
層体の変形が容易となり、また、成形後における積層体
内の応力を低くできる。なお、通常、金型を加熱してお
くことにより積層体を昇温すればよいが、積層体自体を
あらかじめ加熱しておいてもよい。
【0022】圧縮成形の際の加圧力は特に限定されず、
積層体の構成材料、加熱温度、成形空間の形状等の各種
条件に応じて適宜決定すればよいが、通常、100〜1
0000Mpaの範囲内に設定することが好ましい。
【0023】
【発明の効果】本発明では、圧縮成形により光導波路シ
ートを製造する。そのため、フォトリソグラフィーによ
るエッチングを利用する方法と異なり、工数が少なく複
雑な処理を要する工程もないので、生産性が高く、か
つ、製造歩留まりが良好であり、かつ、品質のばらつき
が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コアシートを一対のクラッドシートで挟んだ積
層体を圧縮成形する工程を説明する斜視図である。
【図2】本発明により製造された光導波路を示す斜視図
である。
【図3】(A)、(B)および(C)は、本発明におけ
る光導波路の製造工程を説明する正面図である。
【図4】(A)、(B)および(C)は、本発明におけ
る光導波路の製造工程を説明する正面図である。
【図5】(A)、(B)および(C)は、本発明におけ
る光導波路の製造工程を説明する正面図である。
【図6】(A)、(B)および(C)は、本発明におけ
る光導波路の製造工程を説明する正面図である。
【図7】本発明により製造された光導波路を示す斜視図
である。
【図8】本発明により製造された光導波路を示す斜視図
である。
【図9】本発明により製造された光導波路を示す斜視図
である。
【符号の説明】
11 下型 111、112 可動部 12 上型 121、122 可動部 21 下部クラッドシート 22 上部クラッドシート 23 中間クラッドシート 3、31、32 コアシート 4 光導波路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂からなるコアシートを、このコアシ
    ートよりも屈折率の低い樹脂からなる一対のクラッドシ
    ートで挟んだ積層体を作製する工程と、 前記コアシートの一部が前記一対のクラッドシートによ
    り実質的に包囲されて光導波路として機能するように、
    前記積層体を圧縮成形する工程とを有する光導波路シー
    トの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記圧縮成形により、光導波路として機
    能する領域を複数個形成する請求項1の光導波路シート
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記積層体に複数のコアシートが含まれ
    る請求項1または2の光導波路シートの製造方法。
  4. 【請求項4】 圧縮成形した前記積層体同士を積層する
    工程を有する請求項1〜3のいずれかの光導波路シート
    の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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