JP2003240996A - Method for manufacturing optical waveguide - Google Patents
Method for manufacturing optical waveguideInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する分野】本発明は、光インターコネクショ
ン等に使用する光導波路の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide used for optical interconnection or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、光通信技術の進展によって、光の
優位性が実証されてきた。また、ＬＳＩ等の信号の高速
化に伴い、電気信号を光信号に置き換える技術の研究開
発が進められている。その伝送媒体として、光導波路が
期待されている。2. Description of the Related Art In recent years, the superiority of light has been demonstrated by the progress of optical communication technology. Further, with the increase in the speed of signals of LSIs and the like, research and development of a technique for replacing an electric signal with an optical signal have been advanced. Optical waveguides are expected as the transmission medium.
【０００３】近年開発が進められている高分子光導波路
は、大面積に形成することが可能であり、１ｃｍ〜１ｍ
のオーダーの光インターコネクションへの適用が図られ
ている。また、光導波路上に光路変換ミラーを形成し
て、導波路層の表面に光部品を実装することが行われて
いる。A polymer optical waveguide, which has been developed in recent years, can be formed in a large area and has a size of 1 cm to 1 m.
Is being applied to optical interconnection. In addition, an optical path conversion mirror is formed on the optical waveguide to mount an optical component on the surface of the waveguide layer.
【０００４】高分子光導波路の製造方法としては、ドラ
イエッチングを用いた方法（図１０）や、パターン露光
＆現像を用いた方法（図１１）が一般的である。また、
光路変換ミラーの形成方法としては、ダイシングソーに
よる機械加工（図１２）が一般的である。As a method for producing a polymer optical waveguide, a method using dry etching (FIG. 10) and a method using pattern exposure and development (FIG. 11) are generally used. Also,
As a method of forming the optical path conversion mirror, machining with a dicing saw (FIG. 12) is generally used.
【０００５】しかし、導波路の製造と光路変換ミラーの
加工を別に行うことは、製造工程が複雑でコストがかさ
むことになる。そこで、導波路とミラーを同時に作製す
る方法として、型を用いた方法（図１３、特開２００１
−３３２８７０号公報）がある。ここでは、凹部を有す
る基板１０上にコア１を塗布し、凹部以外のコア１を除
去し、全面にクラッド２を形成し、全体を別基板２０に
転写した後、全面にクラッド３を形成している。However, if the manufacturing of the waveguide and the processing of the optical path conversion mirror are performed separately, the manufacturing process is complicated and the cost is increased. Therefore, as a method of simultaneously producing the waveguide and the mirror, a method using a mold (FIG. 13, JP 2001-2001A) is used.
-332870). Here, the core 1 is applied on the substrate 10 having the concave portion, the core 1 other than the concave portion is removed, the clad 2 is formed on the entire surface, and the whole is transferred to another substrate 20, and then the clad 3 is formed on the entire surface. ing.
【０００６】しかしながら、凹部を有する基板１０の全
面にコア１を塗布後に凹部以外のコア１を除去すること
は、コア材の使用効率が悪くなりコストがかさむ。ま
た、凹部を有する基板１０の全面にクラッド２を形成し
た後に別基板２０に転写するには、接着剤５６が必要で
工程が複雑である。However, removing the cores 1 other than the recesses after applying the cores 1 to the entire surface of the substrate 10 having the recesses deteriorates the use efficiency of the core material and increases the cost. In addition, in order to transfer the clad 2 to the other substrate 20 after forming the clad 2 on the entire surface of the substrate 10 having the concave portion, the adhesive 56 is required and the process is complicated.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る従来技
術の状況に鑑みてなされたもので、転写時に新たな接着
剤を使う必要のない、容易な導波路の製造方法を提供す
ることを課題とする。また、コア材の使用効率の良い、
安価な導波路の製造方法を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the state of the art as described above, and it is an object of the present invention to provide an easy waveguide manufacturing method which does not require the use of a new adhesive at the time of transfer. It is an issue. In addition, the core material is used efficiently,
An object is to provide an inexpensive waveguide manufacturing method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、まず請求項１の発明は、コアとクラッドからなる
光導波路の製造方法であって、基板の凹部のみにコア材
あるいはコア材とクラッド材を充填し、コアあるいはコ
アとクラッドを作製する工程と、別の基板にクラッド材
を塗布し、クラッド付き基板を作製する工程と、該コア
あるいはコアとクラッドを該クラッド付き基板に転写す
る工程と、さらにクラッドで覆う工程と、を少なくとも
含むことを特徴とする光導波路の製造方法としたもので
ある。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a method of manufacturing an optical waveguide comprising a core and a clad, wherein a core material or a core material is provided only in the concave portion of the substrate. And a clad material are filled to form a core or a core and a clad, a step of applying a clad material to another substrate and a clad substrate is prepared, and the core or the core and the clad are transferred to the clad substrate. And a step of further covering with a clad, which is a method of manufacturing an optical waveguide.
【０００９】請求項２の発明は、上記転写工程の前に、
基板の凹部のみに充填したコア材あるいはコア材とクラ
ッド材を硬化する工程と、別の基板に塗布したクラッド
材を硬化する工程を含み、少なくとも一方の硬化する工
程における硬化が半硬化であり、上記転写工程中あるい
は転写工程後に完全硬化させることを特徴とする請求項
１記載の光導波路の製造方法としたものである。According to a second aspect of the invention, before the transfer step,
Including a step of curing the core material or the core material and the clad material filled only in the concave portion of the substrate, and a step of curing the clad material applied to another substrate, the curing in at least one of the curing step is semi-curing, The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is completely cured during or after the transferring step.
【００１０】請求項３の発明は、上記基板の凹部のみに
充填したコア材あるいはクラッド材を、凹部の表面より
もやや盛り上げることを特徴とする請求項１〜２記載の
光導波路の製造方法としたものである。The invention according to claim 3 is characterized in that the core material or the clad material filled only in the recesses of the substrate is raised slightly above the surface of the recesses, and the method for producing an optical waveguide according to claim 1 or 2. It was done.
【００１１】請求項４の発明は、上記基板の凹部のみに
コア材あるいはクラッド材を充填する工程に、インクジ
ェットプリンタまたはディスペンサを用いることを特徴
とする請求項１〜３記載の光導波路の製造方法としたも
のである。According to a fourth aspect of the invention, an ink jet printer or a dispenser is used in the step of filling the core material or the clad material only in the concave portion of the substrate, and the method of manufacturing the optical waveguide according to the first to third aspects. It is what
【００１２】請求項５の発明は、上記コア材およびクラ
ッド材の少なくとも一方が、紫外線硬化型エポキシ樹脂
であることを特徴とする請求項１〜４記載の光導波路の
製造方法としたものである。According to a fifth aspect of the present invention, at least one of the core material and the clad material is an ultraviolet-curable epoxy resin. .
【００１３】請求項６の発明は、上記基板の凹部に、光
路変換ミラーの型となる部分を有することを特徴とする
請求項１〜５記載の光導波路の製造方法としたものであ
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing an optical waveguide according to the first to fifth aspects, characterized in that the concave portion of the substrate has a portion that serves as a mold for an optical path conversion mirror.
【００１４】請求項７の発明は、上記凹部を有する基板
の少なくとも表面が、シリコーン樹脂であることを特徴
とする請求項１〜６記載の光導波路の製造方法としたも
のである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing an optical waveguide according to the first to sixth aspects, characterized in that at least the surface of the substrate having the recess is made of a silicone resin.
【００１５】請求項８の発明は、上記凹部を有する基板
が、凸部を有する基板に液状の樹脂を塗布後硬化させて
剥離したものであることを特徴とする請求項１〜７記載
の光導波路の製造方法としたものである。According to an eighth aspect of the present invention, the substrate having the concave portions is obtained by applying a liquid resin to the substrate having the convex portions, curing the resin, and then peeling the resin. This is a method for manufacturing a waveguide.
【００１６】請求項９の発明は、上記凸部を有する基板
が、基板上にフォトレジストまたは紫外線硬化型エポキ
シ樹脂のパターンを形成したものであることを特徴とす
る請求項８記載の光導波路の製造方法としたものであ
る。According to a ninth aspect of the present invention, the substrate having the convex portion is formed by forming a pattern of photoresist or ultraviolet curable epoxy resin on the substrate. This is a manufacturing method.
【００１７】請求項１０の発明は、上記凸部を有する基
板の、光路変換ミラーの型となる部分、または、上記凹
部を有する基板の、光路変換ミラーの型となる部分を、
エキシマレーザの斜め照射によって加工することを特徴
とする請求項８または９記載の光導波路の製造方法とし
たものである。According to a tenth aspect of the present invention, a portion of the substrate having the convex portion which becomes a mold of the optical path changing mirror, or a portion of the substrate having the concave portion which becomes a mold of the optical path changing mirror,
The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 8 or 9, wherein processing is performed by oblique irradiation of an excimer laser.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below.
【００１９】まず、凹部を有する基板１０を用意する
（図１（ａ））。凹部には、導波路のコアパターンだけ
でなく、ミラーに相当する部分や、回折格子、分岐回
路、ＡＷＧ等の光回路を組み込むこともできる。First, a substrate 10 having a recess is prepared (FIG. 1 (a)). Not only the core pattern of the waveguide but also a portion corresponding to a mirror, an optical circuit such as a diffraction grating, a branch circuit, and an AWG can be incorporated in the recess.
【００２０】次に、凹部のみにコア材１を充填する（図
１（ｂ）〜（ｃ））。コア材１としては紫外線硬化型エ
ポキシ樹脂が好適である。充填方法としてはインクジェ
ットプリンタやディスペンサ１１が好適である。充填形
状として、コア材が凹部表面と同一か、あるいはやや盛
り上がった形状の方がより望ましい（図３）。Next, only the recess is filled with the core material 1 (FIGS. 1B to 1C). As the core material 1, a UV curable epoxy resin is suitable. An inkjet printer or dispenser 11 is suitable as the filling method. As the filling shape, it is more preferable that the core material has the same shape as the surface of the concave portion or has a slightly raised shape (FIG. 3).
【００２１】従来用いられている、全面塗布後にアッシ
ングで削る方法では材料の使用効率が悪く、ドクターブ
レードでこそぎ取る方法ではゴミの混入の問題がある。
さらに問題なのは、充填時の状態である。アッシングで
は全面塗布時に型部の表面が低いことを引き継いで、ド
クターブレードではブレードへの付着により、いずれも
コア材１は凹部表面よりもやや下がった形状にしか充填
できない（図４）。The conventional method of shaving by ashing after coating on the entire surface is inefficient in use of the material, and the method of scraping off with a doctor blade has a problem of dust inclusion.
A further problem is the state at the time of filling. In ashing, the surface of the mold part is taken over at the time of application on the entire surface, and in the case of the doctor blade, the core material 1 can be filled only in a shape slightly lower than the surface of the recess due to adhesion to the blade (FIG. 4).
【００２２】コア材１として他の材料、例えばＰＭＭＡ
やポリイミドを用いることも可能である。塗布液が溶媒
を含む場合、硬化後のコア材１の表面は凹部表面よりも
下がるが、残りの部分にクラッド材２’の紫外線硬化型
エポキシを充填して凹部より盛り上げることで対応でき
る（図５）。Another material such as PMMA is used as the core material 1.
It is also possible to use or polyimide. When the coating liquid contains a solvent, the surface of the core material 1 after curing is lower than the surface of the concave portion, but it can be dealt with by filling the remaining portion with the ultraviolet curing epoxy of the clad material 2'and raising it from the concave portion (Fig. 5).
【００２３】さてここで、別基板２０を用意し、全面に
クラッド２を塗布する（図１（ｄ））。クラッド２とし
ても紫外線硬化型エポキシ樹脂が好適である。コア１が
紫外線硬化型エポキシ樹脂である場合、クラッド２はポ
リイミド等、紫外線硬化型エポキシ樹脂以外の材料でも
よい。Now, another substrate 20 is prepared, and the clad 2 is applied to the entire surface (FIG. 1 (d)). An ultraviolet curable epoxy resin is also suitable for the clad 2. When the core 1 is an ultraviolet curable epoxy resin, the clad 2 may be made of a material other than the ultraviolet curable epoxy resin such as polyimide.
【００２４】凹部のコア材１および別基板２０上のクラ
ッド２は、それぞれ硬化させておく。これは、形状安定
性のためである。ただし、少なくとも一方は半硬化状態
に留めておき、接着性を残しておく。紫外線硬化型樹脂
の場合、少量の紫外線照射によって実現できる。The core material 1 in the recess and the clad 2 on the separate substrate 20 are cured respectively. This is because of shape stability. However, at least one of them is kept in a semi-cured state and the adhesiveness is left. In the case of an ultraviolet curable resin, this can be achieved by irradiating a small amount of ultraviolet light.
【００２５】そして、コア材１を有する基板１０と、ク
ラッド２を有する別基板２０を重ね合わせ（図１
（ｅ））、コア材１を別基板２０側に転写する。この
際、重ね合わせた状態で紫外線照射して完全硬化させる
ことが好ましいが、転写後に硬化させてもよい。コア材
１を凹部よりもわずかに盛り上げて充填しているため、
コア１とクラッド２の密着性が良好で、転写不良が起き
にくい。Then, the substrate 10 having the core material 1 and the separate substrate 20 having the clad 2 are superposed (see FIG. 1).
(E)), The core material 1 is transferred to the separate substrate 20 side. At this time, it is preferable to irradiate ultraviolet rays in a superposed state to complete curing, but it may be cured after transfer. Since the core material 1 is slightly raised and filled up more than the concave portion,
Adhesion between the core 1 and the clad 2 is good, and transfer defects are unlikely to occur.
【００２６】ミラーを含む導波路を作製する場合には、
ここでミラー面に金属を蒸着して金属ミラー４とする
（図１（ｆ））。ミラー面のみに金属を付けるために、
マスク蒸着法やリフトオフ法を用いることができる。な
お、光路変換ミラーとしては、導波路層に垂直な方向に
光路変換する（図６）だけでなく、導波路層内で任意の
角度に光路変換すること（図７）にも用いることができ
る。When manufacturing a waveguide including a mirror,
Here, metal is vapor-deposited on the mirror surface to form the metal mirror 4 (FIG. 1 (f)). To attach metal only to the mirror surface,
A mask evaporation method or a lift-off method can be used. The optical path conversion mirror can be used not only for optical path conversion in the direction perpendicular to the waveguide layer (FIG. 6) but also for optical path conversion at an arbitrary angle within the waveguide layer (FIG. 7). .
【００２７】その後、クラッド３を全面に形成すること
により、単層の導波路５が完成する（図１（ｇ））。さ
らに別の凹部を有する基板１０’にコア材１’を充填し
て転写することにより、多層導波路６を形成することも
できる（図２）。Then, the cladding 3 is formed on the entire surface to complete the single-layer waveguide 5 (FIG. 1 (g)). It is also possible to form the multilayer waveguide 6 by filling and transferring the core material 1'in the substrate 10 'having another concave portion (FIG. 2).
【００２８】なお、多層導波路６を形成する際や、導波
路５，６をさらに他の基板（例えば電気配線基板：図示
せず）にアライメント転写するために、別基板２０上ま
たはクラッド２内にアライメントマーク（図示せず）を
設けることが望ましい。また、クラッド２を塗布する別
基板２０は透明なことが望ましく、別基板２０とクラッ
ド２の間に透明な剥離層（図示せず）を設けることが望
ましい。In order to form the multi-layered waveguide 6 or to perform alignment transfer of the waveguides 5 and 6 to another substrate (for example, an electric wiring substrate: not shown), another substrate 20 or the inside of the cladding 2 is used. It is desirable to provide an alignment mark (not shown) on the. Further, the separate substrate 20 on which the clad 2 is applied is preferably transparent, and a transparent peeling layer (not shown) is preferably provided between the separate substrate 20 and the clad 2.
【００２９】凹部を有する基板１０の製造には、凸部を
有する基板３０を用意してシリコーン樹脂３４等で型取
りする方法を用いることができる（図８（ｃ）〜
（ｄ））。In order to manufacture the substrate 10 having the concave portion, a method of preparing the substrate 30 having the convex portion and molding it with the silicone resin 34 or the like can be used (FIG. 8 (c) .about.
(D)).
【００３０】凸部を有する基板３０の製造には、基板３
１上にフォトレジストあるいは紫外線硬化型エポキシ樹
脂３２を塗布し、導波路形状にパターン露光・現像する
こと（図８（ａ））と、ミラー部をレーザ光３３によっ
て加工すること（図８（ｂ））によって実現できる。レ
ーザ光３３としては、エキシマレーザが好適である。To manufacture the substrate 30 having a convex portion, the substrate 3
1 is coated with a photoresist or an ultraviolet curable epoxy resin 32, pattern-exposed and developed into a waveguide shape (FIG. 8A), and the mirror portion is processed by laser light 33 (FIG. 8B). )). An excimer laser is suitable as the laser beam 33.
【００３１】あるいは、凹部を有する基板４０を、基板
４１上にフォトレジスト４２を塗布し、導波路形状にパ
ターン露光・現像すること（図９（ａ））と、ミラー部
をレーザ光４３によって加工すること（図９（ｂ）〜
（ｃ））によっても実現できる。Alternatively, a substrate 40 having a concave portion is coated with a photoresist 42 on the substrate 41, pattern-exposed and developed into a waveguide shape (FIG. 9A), and a mirror portion is processed by a laser beam 43. What to do (Fig. 9 (b)-
It can also be realized by (c)).
【００３２】[0032]
【実施例】（実施例１）
［凹部を有する基板］本発明の実施例について、図８を
用いて説明する。まず、基板３１（ガラス）上にメッキ
用フォトレジストを塗布・ベーク・露光・現像すること
により、レジストパターン３２として断面が４０μｍ角
の導波路状の凸パターンを形成した（図８（ａ））。EXAMPLES (Example 1) [Substrate having recesses] An example of the present invention will be described with reference to FIG. First, by coating, baking, exposing and developing a plating photoresist on the substrate 31 (glass), a waveguide-shaped convex pattern having a cross section of 40 μm square was formed as the resist pattern 32 (FIG. 8A). .
【００３３】次に、レーザ光３３としてＫｒＦエキシマ
レーザを斜め照射することにより、ミラーになる部分を
加工し（図８（ｂ））、凸部を有する基板３０とした
（図８（ｃ））。Then, a KrF excimer laser is obliquely irradiated as the laser beam 33 to process the portion to be a mirror (FIG. 8B), and the substrate 30 having a convex portion is formed (FIG. 8C). .
【００３４】そして、液状のシリコーン樹脂３４を用い
て型取りすることにより、凹部を有する基板１０を作製
した。Then, the substrate 10 having the recesses was prepared by making a mold using the liquid silicone resin 34.
【００３５】（実施例２）
［光導波路１］本発明の実施例について、図１を用いて
説明する。まず、実施例１によって、凹部を有する基板
１０（シリコーン樹脂）を用意した（図１（ａ））。次
に、コア材１として紫外線硬化型エポキシ樹脂をインク
ジェットプリンタ１１で凹部に充填した（図１（ｂ）〜
（ｃ））。その際、コア材が凹部表面よりもやや盛り上
がった形状にした。全面に１Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射
することにより、コア１を完全硬化させた。Example 2 [Optical Waveguide 1] An example of the present invention will be described with reference to FIG. First, a substrate 10 (silicone resin) having a concave portion was prepared according to Example 1 (FIG. 1A). Next, an ultraviolet ray curable epoxy resin as the core material 1 was filled in the concave portion by the ink jet printer 11 (FIG. 1 (b)-
(C)). At that time, the core material was formed in a shape that was slightly raised above the surface of the recess. The core 1 was completely cured by irradiating the entire surface with 1 J / cm 2 of ultraviolet rays.
【００３６】一方、別基板２０（ガラス）を用意し、全
面にクラッド材２として紫外線硬化型エポキシ樹脂をス
ピンコートした（図１（ｄ））。全面に１００ｍＪ／ｃ
ｍ2の紫外線を照射することにより、クラッド２を半硬
化させた。On the other hand, another substrate 20 (glass) was prepared, and an ultraviolet curable epoxy resin as the clad material 2 was spin-coated on the entire surface (FIG. 1 (d)). 100 mJ / c on the entire surface
The cladding 2 was semi-cured by irradiating it with m 2 of ultraviolet rays.
【００３７】ここで両者を重ね合わせた状態で、別基板
側から１Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射することにより、コ
ア１とクラッド２を接着させるとともにクラッド２を完
全硬化させた（図１（ｅ））。Here, by irradiating ultraviolet rays of 1 J / cm 2 from the side of another substrate in a state where they are superposed on each other, the core 1 and the clad 2 are bonded and the clad 2 is completely cured (FIG. 1 (e)). )).
【００３８】凹部を有する基板１０を剥がした後、マス
ク蒸着によってミラー面に金属Ａｌを蒸着して金属ミラ
ー４とした。さらに全面にクラッド３として紫外線硬化
型エポキシ樹脂を塗布・紫外線照射して導波路層５を完
成した。After removing the substrate 10 having the concave portion, metal Al was vapor-deposited on the mirror surface by mask vapor deposition to obtain a metal mirror 4. Further, an ultraviolet curable epoxy resin was applied as the clad 3 to the entire surface and irradiated with ultraviolet rays to complete the waveguide layer 5.
【００３９】（実施例３）
［光導波路２］本発明の他の実施例について、図１を用
いて説明する。まず、実施例１によって、凹部を有する
基板１０（シリコーン樹脂）を用意した（図１
（ａ））。次に、コア材１として紫外線硬化型エポキシ
樹脂をインクジェットプリンタ１１で凹部に充填した
（図１（ｂ）〜（ｃ））。その際、コア材が凹部表面よ
りもやや盛り上がった形状にした。全面に１００ｍＪ／
ｃｍ2の紫外線を照射することにより、コア１を半硬化
させた。(Embodiment 3) [Optical Waveguide 2] Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, a substrate 10 (silicone resin) having a recess was prepared according to Example 1 (FIG. 1).
(A)). Next, an ultraviolet curing epoxy resin was filled as the core material 1 in the ink jet printer 11 in the recesses (FIGS. 1B to 1C). At that time, the core material was formed in a shape that was slightly raised above the surface of the recess. 100mJ / on the entire surface
The core 1 was semi-cured by irradiating with cm 2 of ultraviolet rays.
【００４０】一方、別基板２０（ガラス）を用意し、全
面にクラッド材２として紫外線硬化型エポキシ樹脂をス
ピンコートした（図１（ｄ））。全面に１Ｊ／ｃｍ2の
紫外線を照射することにより、クラッド２を完全硬化さ
せた。On the other hand, another substrate 20 (glass) was prepared, and an ultraviolet curable epoxy resin as the clad material 2 was spin-coated on the entire surface (FIG. 1 (d)). The cladding 2 was completely cured by irradiating the entire surface with 1 J / cm 2 of ultraviolet rays.
【００４１】ここで両者を重ね合わせた状態で、別基板
側から１Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射することにより、コ
ア１とクラッド２を接着させるとともにコア１を完全硬
化させた（図１（ｅ））。Here, by irradiating 1 J / cm 2 of ultraviolet rays from the side of the other substrate in a state where they are superposed, the core 1 and the clad 2 are bonded and the core 1 is completely cured (FIG. 1 (e)). )).
【００４２】凹部を有する基板１０を剥がした後、マス
ク蒸着によってミラー面に金属Ａｌを蒸着して金属ミラ
ー４とした。さらに全面にクラッド３として紫外線硬化
型エポキシ樹脂を塗布・紫外線照射して導波路層５を完
成した。
（実施例４）
［光導波路３］本発明の他の実施例について、図１を用
いて説明する。まず、実施例１によって、凹部を有する
基板１０（シリコーン樹脂）を用意した（図１
（ａ））。次に、コア材１として紫外線硬化型エポキシ
樹脂をインクジェットプリンタ１１で凹部に充填した
（図１（ｂ）〜（ｃ））。その際、コア材が凹部表面よ
りもやや盛り上がった形状にした。全面に１００ｍＪ／
ｃｍ2の紫外線を照射することにより、コア１を半硬化
させた。After removing the substrate 10 having the concave portion, metal Al was vapor-deposited on the mirror surface by mask vapor deposition to obtain a metal mirror 4. Further, an ultraviolet curable epoxy resin was applied as the clad 3 to the entire surface and irradiated with ultraviolet rays to complete the waveguide layer 5. Example 4 [Optical Waveguide 3] Another example of the present invention will be described with reference to FIG. First, a substrate 10 (silicone resin) having a recess was prepared according to Example 1 (FIG. 1).
(A)). Next, an ultraviolet curing epoxy resin was filled as the core material 1 in the ink jet printer 11 in the recesses (FIGS. 1B to 1C). At that time, the core material was formed in a shape that was slightly raised above the surface of the recess. 100mJ / on the entire surface
The core 1 was semi-cured by irradiating with cm 2 of ultraviolet rays.
【００４３】一方、別基板２０（ガラス）を用意し、全
面にポリアミド溶液をスピンコートし、加熱することに
よってクラッド材２であるポリイミドを形成した（図１
（ｄ））。On the other hand, another substrate 20 (glass) was prepared, and a polyamide solution was spin-coated on the entire surface and heated to form a polyimide as the clad material 2 (FIG. 1).
(D)).
【００４４】ここで両者を重ね合わせた状態で、別基板
側から１Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射することにより、コ
ア１とクラッド２を接着させるとともにコア１を完全硬
化させた（図１（ｅ））。Here, by irradiating ultraviolet rays of 1 J / cm 2 from the side of another substrate in a state where they are superposed on each other, the core 1 and the clad 2 are adhered and the core 1 is completely cured (FIG. 1 (e)). )).
【００４５】凹部を有する基板１０を剥がした後、マス
ク蒸着によってミラー面に金属Ａｌを蒸着して金属ミラ
ー４とした。さらに全面にクラッド３として紫外線硬化
型エポキシ樹脂を塗布・紫外線照射して導波路層５を完
成した。After removing the substrate 10 having the concave portion, metal Al was vapor-deposited on the mirror surface by mask vapor deposition to obtain a metal mirror 4. Further, an ultraviolet curable epoxy resin was applied as the clad 3 to the entire surface and irradiated with ultraviolet rays to complete the waveguide layer 5.
【００４６】（実施例６）
［光導波路５］本発明の他の実施例について、図１およ
び図５を用いて説明する。まず、実施例１の方法によっ
て、凹部を有する基板１０（シリコーン樹脂）を用意し
た（図１（ａ））。次に、コア材１としてＰＭＭＡ溶液
をディスペンサ１１で凹部に充填し、加熱することによ
ってコア材１であるＰＭＭＡを形成した（図１（ｂ）〜
（ｃ））。その際、コア材が凹部表面よりもやや低い形
状になった。続いてクラッド材２’として紫外線硬化型
エポキシ樹脂をインクジェットプリンタ１１で凹部に充
填し、盛り上がった形状にした（図５）。全面に１Ｊ／
ｃｍ2の紫外線を照射することにより、クラッド２’を
完全硬化させた。(Embodiment 6) [Optical Waveguide 5] Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a substrate 10 (silicone resin) having a recess was prepared by the method of Example 1 (FIG. 1A). Next, the PMMA solution as the core material 1 was filled in the recesses with the dispenser 11 and heated to form the PMMA as the core material 1 (FIG. 1 (b)-
(C)). At that time, the core material had a shape slightly lower than the surface of the recess. Subsequently, a UV curable epoxy resin as the clad material 2'was filled in the concave portion by the ink jet printer 11 to form a raised shape (FIG. 5). 1J / on the entire surface
The cladding 2'was completely cured by irradiating it with ultraviolet rays of cm 2 .
【００４７】一方、別基板２０（ガラス）を用意し、全
面にクラッド材２として紫外線硬化型エポキシ樹脂をス
ピンコートした（図１（ｄ））。全面に１００ｍＪ／ｃ
ｍ2の紫外線を照射することにより、クラッド２を半硬
化させた。On the other hand, another substrate 20 (glass) was prepared, and an ultraviolet curing epoxy resin as the clad material 2 was spin-coated on the entire surface (FIG. 1 (d)). 100 mJ / c on the entire surface
The cladding 2 was semi-cured by irradiating it with m 2 of ultraviolet rays.
【００４８】ここで両者を重ね合わせた状態で、別基板
側から１Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射することにより、ク
ラッド２’とクラッド２を接着させるとともにクラッド
２を完全硬化させた（図１（ｅ））。By irradiating 1 J / cm 2 of ultraviolet rays from the side of the other substrate in a state where they are superposed on each other, the clad 2 ′ and the clad 2 are adhered and the clad 2 is completely cured (see FIG. 1 ( e)).
【００４９】凹部を有する基板１０を剥がした後、マス
ク蒸着によってミラー面に金属Ａｌを蒸着して金属ミラ
ー４とした。さらに全面にクラッド３として紫外線硬化
型エポキシ樹脂を塗布・紫外線照射して導波路層５を完
成した。After peeling off the substrate 10 having the concave portion, metal Al was vapor-deposited on the mirror surface by mask vapor deposition to obtain a metal mirror 4. Further, an ultraviolet curable epoxy resin was applied as the clad 3 to the entire surface and irradiated with ultraviolet rays to complete the waveguide layer 5.
【００５０】（比較例）
［光導波路６］比較例について、図１の前半および図４
を用いて説明する。まず、実施例１の方法によって、凹
部を有する基板１０（シリコーン樹脂）を用意した（図
１（ａ））。次に、コア材１として紫外線硬化型エポキ
シ樹脂をドクターブレード（図示せず）で凹部に充填し
た（図１（ｂ）〜（ｃ））。その際、コア材が凹部表面
よりもやや低い形状になった。全面に１Ｊ／ｃｍ2の紫
外線を照射することにより、コア１を完全硬化させた。(Comparative Example) [Optical Waveguide 6] As to a comparative example, the first half of FIG. 1 and FIG.
Will be explained. First, a substrate 10 (silicone resin) having a recess was prepared by the method of Example 1 (FIG. 1A). Next, as the core material 1, an ultraviolet curable epoxy resin was filled in the recesses with a doctor blade (not shown) (FIGS. 1B to 1C). At that time, the core material had a shape slightly lower than the surface of the recess. The core 1 was completely cured by irradiating the entire surface with 1 J / cm 2 of ultraviolet rays.
【００５１】一方、別基板２０（ガラス）を用意し、全
面にクラッド材２として紫外線硬化型エポキシ樹脂をス
ピンコートした（図１（ｄ））。全面に１００ｍＪ／ｃ
ｍ2の紫外線を照射することにより、クラッド２を半硬
化させた。On the other hand, another substrate 20 (glass) was prepared, and an ultraviolet curing epoxy resin as the clad material 2 was spin-coated on the entire surface (FIG. 1 (d)). 100 mJ / c on the entire surface
The cladding 2 was semi-cured by irradiating it with m 2 of ultraviolet rays.
【００５２】ここで両者を重ね合わせた状態で、別基板
側から１Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射することにより、コ
ア１とクラッド２を接着を試みるとともにクラッド２を
完全硬化させた（図１（ｅ））。By irradiating ultraviolet rays of 1 J / cm 2 from the side of the other substrate in a state where they are overlapped with each other, the core 1 and the clad 2 are attempted to be bonded and the clad 2 is completely cured (see FIG. 1 ( e)).
【００５３】しかし、凹部を有する基板１０を剥がした
際、コア１を転写することができなかった。However, when the substrate 10 having the concave portions was peeled off, the core 1 could not be transferred.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明には、以下の効果がある。As can be understood from the above description, the present invention has the following effects.
【００５５】第１に、基板の凹部に充填したコア材を別
基板のクラッド上に転写することにより、工程を簡略化
できる。第２に、基板の凹部のみにコア材を充填するこ
とにより、コア材の使用効率を飛躍的に高めることがで
きる。第３に、充填形状を凹部表面よりもやや盛り上が
った形状にすることにより、接着性を向上させ、転写を
良好に行うことができる。First, the process can be simplified by transferring the core material filled in the recess of the substrate onto the clad of another substrate. Secondly, by filling the core material only in the concave portions of the substrate, the use efficiency of the core material can be dramatically improved. Thirdly, by making the filling shape a little higher than the surface of the recess, the adhesiveness can be improved and the transfer can be performed well.
【００５６】[0056]
【図１】本発明の光導波路の製造方法の一例を示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a method for manufacturing an optical waveguide of the present invention.
【図２】本発明の光導波路の製造方法の他の例を示す断
面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention.
【図３】本発明のコア材の塗布状態の一例を示す断面
図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a coated state of the core material of the present invention.
【図４】従来のコア材の塗布状態の一例を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a coating state of a conventional core material.
【図５】本発明のコア材およびクラッド材の塗布状態の
他の例を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing another example of a coated state of the core material and the clad material of the present invention.
【図６】本発明の光導波路の一例を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing an example of an optical waveguide of the present invention.
【図７】本発明の光導波路の他の例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing another example of the optical waveguide of the present invention.
【図８】本発明の凹部を有する基板の製造方法の一例を
示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing an example of a method for manufacturing a substrate having a recess according to the present invention.
【図９】本発明の凹部を有する基板の製造方法の他の例
を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the method for manufacturing a substrate having a recess according to the present invention.
【図１０】従来の光導波路の製造方法の一例を示す断面
図。FIG. 10 is a sectional view showing an example of a conventional method of manufacturing an optical waveguide.
【図１１】従来の光導波路の製造方法の他の例を示す断
面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a conventional method for manufacturing an optical waveguide.
【図１２】従来のミラーの製造方法の一例を示す断面
図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a conventional mirror manufacturing method.
【図１３】従来の光導波路およびミラーの製造方法の他
の例を示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of a conventional method for manufacturing an optical waveguide and a mirror.
１ … コア １’ … コア ２ … クラッド ２’ … クラッド ３ … クラッド ３’ … クラッド ４ … 金属ミラー ４’ … 金属ミラー ４” … 金属ミラー ５ … 光導波路層 ６ … 多層光導波路 ７ … 光路 １０ … 凹部を有する基板 １０’… 凹部を有する基板 １１ … インクジェットプリンタまたはディスペンサ １１’… インクジェットプリンタまたはディスペンサ ２０ … 別基板 ３０ … 凸部を有する基板 ３１ … 基板 ３２ … フォトレジストまたはエポキシ樹脂 ３３ … レーザ光 ３４ … シリコーン樹脂 ４０ … 凹部を有する基板 ４１ … 基板 ４２ … フォトレジストまたはエポキシ樹脂 ４３ … レーザ光 ５０ … 基板 ５１ … シリコン含有レジストまたは金属マスク ５２ … 反応性イオン ５３ … 紫外線露光 ５４ … ダイシングブレード ５５ … 全反射ミラー ５６ … 接着剤 1 ... Core 1 '... Core 2 ... Clad 2 '... clad 3 ... Clad 3 '... clad 4 ... Metal mirror 4 '... metal mirror 4 "... metal mirror 5 ... Optical waveguide layer 6 ... Multilayer optical waveguide 7 ... Optical path 10 ... Substrate having concave portions 10 '... Substrate having recesses 11 ... Inkjet printer or dispenser 11 '... Inkjet printer or dispenser 20 ... Separate substrate 30 ... Substrate having convex portions 31 ... Substrate 32 ... Photoresist or epoxy resin 33 ... Laser light 34 ... Silicone resin 40 ... Substrate having recesses 41 ... Substrate 42 ... Photoresist or epoxy resin 43 ... Laser light 50 ... Substrate 51 ... Silicon-containing resist or metal mask 52 ... Reactive ion 53 ... UV exposure 54 ... Dicing blade 55 ... Total reflection mirror 56 ... Adhesive
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 初音 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 LA09 PA02 PA21 PA24 QA01 QA04 QA05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Haratsu Hatsune 1-5-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan stamp Imprint Co., Ltd. F term (reference) 2H047 KA04 LA09 PA02 PA21 PA24 QA01 QA04 QA05
Claims (10)
法であって、基板の凹部のみにコア材あるいはコア材と
クラッド材を充填し、コアあるいはコアとクラッドを作
製する工程と、別の基板にクラッド材を塗布し、クラッ
ド付き基板を作製する工程と、該コアあるいはコアとク
ラッドを該クラッド付き基板に転写する工程と、さらに
クラッドで覆う工程と、を少なくとも含むことを特徴と
する光導波路の製造方法。1. A method of manufacturing an optical waveguide comprising a core and a clad, the step of filling the core material or the core material and the clad material only in the recess of the substrate to produce the core or the core and the clad, and another substrate. An optical waveguide comprising at least a step of applying a clad material to the substrate to produce a clad substrate, a step of transferring the core or the core and the clad to the clad substrate, and a step of further covering with the clad. Manufacturing method.
填したコア材あるいはコア材とクラッド材を硬化する工
程と、別の基板に塗布したクラッド材を硬化する工程を
含み、少なくとも一方の硬化する工程における硬化が半
硬化であり、上記転写工程中あるいは転写工程後に完全
硬化させることを特徴とする請求項１記載の光導波路の
製造方法。2. Prior to the transferring step, a step of curing a core material or a core material and a clad material filled only in a concave portion of the substrate, and a step of curing a clad material applied to another substrate, at least one of which is included. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the curing in the curing step is semi-curing, and the curing is performed completely during or after the transferring step.
いはクラッド材を、凹部の表面よりもやや盛り上げるこ
とを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の光導波路
の製造方法。3. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the core material or the clad material filled only in the recesses of the substrate is raised slightly above the surface of the recesses.
ッド材を充填する工程に、インクジェットプリンタまた
はディスペンサを用いることを特徴とする請求項１〜３
の何れかに記載の光導波路の製造方法。4. An ink jet printer or a dispenser is used in the step of filling the core material or the clad material only in the concave portion of the substrate.
A method for manufacturing an optical waveguide according to any one of 1.
一方が、紫外線硬化型エポキシ樹脂であることを特徴と
する請求項１〜４の何れかに記載の光導波路の製造方
法。5. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein at least one of the core material and the clad material is an ultraviolet curable epoxy resin.
なる部分を有することを特徴とする請求項１〜５の何れ
かに記載の光導波路の製造方法。6. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the concave portion of the substrate has a portion which becomes a mold of an optical path conversion mirror.
が、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１〜
６の何れかに記載の光導波路の製造方法。7. The method according to claim 1, wherein at least the surface of the substrate having the recess is made of silicone resin.
7. The method for manufacturing an optical waveguide according to any of 6.
板に液状の樹脂を塗布後硬化させて剥離したものである
ことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光導波
路の製造方法。8. The optical waveguide according to claim 1, wherein the substrate having the concave portion is obtained by applying a liquid resin to the substrate having the convex portion, curing the resin, and peeling the resin. Manufacturing method.
レジストまたは紫外線硬化型エポキシ樹脂のパターンを
形成したものであることを特徴とする請求項８記載の光
導波路の製造方法。9. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 8, wherein the substrate having the convex portion is formed by forming a pattern of photoresist or ultraviolet curable epoxy resin on the substrate.
ーの型となる部分、または、上記凹部を有する基板の、
光路変換ミラーの型となる部分を、エキシマレーザの斜
め照射によって加工することを特徴とする請求項８また
は９の何れかに記載の光導波路の製造方法。10. A portion of the substrate having the convex portion, which serves as a mold for an optical path conversion mirror, or a portion of the substrate having the concave portion,
10. The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 8, wherein a portion serving as a mold for the optical path conversion mirror is processed by oblique irradiation with an excimer laser.
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2002
- 2002-02-18 JP JP2002039743A patent/JP3794331B2/en not_active Expired - Fee Related
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