JP2007187871A - Polymer optical waveguide and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリマで形成されたポリマ光導波路であって、光素子が実装されるポリマ光導波路とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a polymer optical waveguide formed of a polymer, in which an optical element is mounted, and a manufacturing method thereof.
近年、ポリマ光導波路の光インターコネクションへの適用が図られている。光インターコネクションでは、光路を急峻に(例えば基板に対して垂直方向に)曲げる光路変換機能を有するポリマ光導波路を形成し、そのポリマ光導波路の表面に光源や検出器等の光部品を実装した光モジュールが用いられている。 In recent years, application of polymer optical waveguides to optical interconnection has been attempted. In optical interconnection, a polymer optical waveguide having an optical path conversion function that bends the optical path sharply (for example, in a direction perpendicular to the substrate) is formed, and optical components such as a light source and a detector are mounted on the surface of the polymer optical waveguide. An optical module is used.
一般に、ポリマ光導波路を作製する方法としては、ドライエッチングを用いる方法、パターン露光及び現像を用いる方法、金型を用いる方法がある。 In general, methods for producing a polymer optical waveguide include a method using dry etching, a method using pattern exposure and development, and a method using a mold.
ポリマ光導波路の上面には光源或いは光検出器の光素子が設けられ、例えば光素子として光源を設けた場合、光源を出射した光を光導波路に集光させて入射させるべく、光源と光導波路の端面との間には接続損失を低減するべくレンズが実装される。 An optical element of a light source or a photodetector is provided on the upper surface of the polymer optical waveguide. For example, when a light source is provided as an optical element, the light source and the optical waveguide are arranged so that the light emitted from the light source is collected and incident on the optical waveguide. A lens is mounted between the end face of the lens to reduce the connection loss.
また、光導波路内にコア内を伝搬する光を基板に対して垂直に曲げて伝搬させるためのミラーを凹面状に形成して、ミラー自体に集光機能を持たせたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In addition, a mirror for bending and propagating light propagating within the core in the optical waveguide perpendicularly to the substrate is formed in a concave shape, and the mirror itself has a condensing function (for example, Patent Document 1).
従来のポリマ光導波路では、ポリマ光導波路の反射面上方のクラッド表面に、光素子が設けられるが、例えば、ポリマ光導波路上に光源を設けた場合、光源と反射面とはオーバクラッドの厚さの分だけ距離を隔てている。そのため、光源から出射した光を反射面で反射させてコアに入射させる際には、光源と反射面との間にレンズを設け、光源出射光が拡径しないようにレンズで集光させている。したがって、ポリマ光導波路に光素子を実装する際にはレンズも共に実装しなければならず、光モジュールが複雑な構成になってしまうといった問題点がある。また、レンズを設ける際には、光源と反射面間でレンズの位置合わせを行う必要があり、光モジュールの作製工程が複雑になるといった問題点もある。 In a conventional polymer optical waveguide, an optical element is provided on the cladding surface above the reflecting surface of the polymer optical waveguide. For example, when a light source is provided on the polymer optical waveguide, the thickness of the overcladding is the light source and the reflecting surface. The distance is separated by. For this reason, when the light emitted from the light source is reflected by the reflecting surface and is incident on the core, a lens is provided between the light source and the reflecting surface, and the light emitted from the light source is condensed by the lens so that the diameter of the emitted light does not expand. . Therefore, when an optical element is mounted on a polymer optical waveguide, a lens must be mounted together, and there is a problem that the optical module has a complicated configuration. Further, when the lens is provided, it is necessary to align the lens between the light source and the reflecting surface, and there is a problem that the manufacturing process of the optical module becomes complicated.
反射面(ミラー)を凹面状に形成して、レンズを用いることなく光源を光源出射光を集光させると共に反射させる光導波路では、精密なミラーの形状が要求され、高精度なミラーを形成するのは困難であるといった問題もある。 In an optical waveguide that forms a reflecting surface (mirror) in a concave shape and collects and reflects light emitted from the light source without using a lens, a precise mirror shape is required, and a highly accurate mirror is formed. There is also a problem that it is difficult.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、光導波路の反射面とポリマ光導波路の上面に設けられる光素子との距離を短くし、光素子の実装を容易にすることができるポリマ光導波路及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, shorten the distance between the reflection surface of the optical waveguide and the optical element provided on the upper surface of the polymer optical waveguide, and facilitate the mounting of the optical element. An object of the present invention is to provide a waveguide and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、基板上に、光素子からの光信号または光素子への光信号を伝搬するコアと、該コアの一方の端面を傾斜面に形成して上記コアを伝搬する光を反射させて基板垂直方向に曲げて伝搬させる反射面と、上記コアを含めて基板を覆うオーバクラッドとを備えたポリマ光導波路において、上記オーバクラッドに、上記反射面の上方に上記光素子を配設するための光素子嵌合穴を形成し、上記光素子を上記コア上面と直接接合したポリマ光導波路である。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、上記光素子嵌合穴の下方に、高さが上記コアと同じ高さに形成され、上記光素子を支持する光素子支持部を設けた請求項1に記載のポリマ光導波路である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the polymer according to the first aspect, wherein an optical element support portion is provided below the optical element fitting hole, the height being the same as that of the core, and supporting the optical element. It is an optical waveguide.
請求項3の発明は、基板上に、光素子からの光信号または光素子への光信号を伝搬するコアと、該コアの一方の端面を傾斜面に形成して上記コアを伝搬する光を反射させて基板垂直方向に曲げて伝搬させる反射面と、上記コアを含めて基板を覆うオーバクラッドとを備えたポリマ光導波路の製造方法において、上記基板上に、コアを形成し、そのコアの一方の端面を傾斜面に形成して反射面を形成し、上記コア及び上記反射面を覆ってオーバクラッドを設け、そのオーバクラッドに、上記反射面の上方に上記光素子を配設するための光素子嵌合穴を形成し、上記光素子を上記コア上面と直接接合するポリマ光導波路の製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a core that propagates an optical signal from an optical element or an optical signal to the optical element on a substrate, and light that propagates through the core by forming one end face of the core on an inclined surface. In a method of manufacturing a polymer optical waveguide comprising a reflective surface that is reflected and propagated in a direction perpendicular to the substrate, and an overcladding that covers the substrate including the core, the core is formed on the substrate, and the core One end face is formed into an inclined surface to form a reflective surface, an over clad is provided to cover the core and the reflective surface, and the optical element is disposed on the over clad above the reflective surface. This is a method for producing a polymer optical waveguide in which an optical element fitting hole is formed and the optical element is directly joined to the upper surface of the core.
請求項4の発明は、上記光素子嵌合穴の下方に設けられ上記光素子を支持する光素子支持部を上記コアと同じ高さにコアと共に形成し、コア及び光素子支持部を含めた基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、その紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、上記紫外線硬化樹脂を硬化させてオーバクラッドを形成すると共に、上記反射面上方の紫外線硬化樹脂を除去してオーバクラッドに上記光素子嵌合穴を形成する請求項3に記載のポリマ光導波路の製造方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, an optical element support portion provided below the optical element fitting hole and supporting the optical element is formed with the core at the same height as the core, and the core and the optical element support portion are included. An ultraviolet curable resin is applied on the substrate, and the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin to form an overclad, and the overclad is removed by removing the ultraviolet curable resin above the reflecting surface. The method of manufacturing a polymer optical waveguide according to
請求項5の発明は、上記オーバクラッドを設けた後、反応性イオンエッチングにより上記反射面上方のオーバクラッドをエッチングして上記光素子嵌合穴を形成する請求項3に記載のポリマ光導波路の製造方法である。
The invention according to claim 5 is the polymer optical waveguide according to
本発明によれば、光素子の実装を容易にすることができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, it is possible to easily mount an optical element.
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る好適な実施の形態のポリマ光導波路を示す図であり、(a)は断面図、(b)は上面図である。 1A and 1B are diagrams showing a polymer optical waveguide according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is a top view.
図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施の形態のポリマ光導波路10は、基板11と、基板11上に設けられるアンダークラッド12と、アンダークラッド12上に設けられるコア13と、コア13の両側に設けられる光素子支持部14と、コア13と光素子支持部14を含めてアンダークラッド12を覆うオーバクラッド15とを備える。コア13は、その一端が基板11の端面に位置し、他端が基板11の中央側に位置して設けられている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a polymer
ポリマ光導波路10は、コア13の基板中央側の一端を傾斜面に形成して、コア13を伝搬する光を基板垂直方向に曲げて伝搬させる反射面16としている。反射面16は、基板11に対して略45°(図1(a)中、θ)に形成され、空気とコア13との境界面がなすものであり、その境界面で光信号を全反射させる。
In the polymer
さて、ポリマ光導波路10は、反射面16の上方のオーバクラッド15に光源や光検出器等の光素子17を嵌合するための光素子嵌合穴18を形成したものである。
In the polymer
本実施の形態では、光素子嵌合穴18は、その大きさ(面積)がポリマ光導波路10に実装される光素子17の大きさとほぼ等しく形成され、かつ、反射面16上方及び反射面16周囲のオーバクラッド15を貫通して形成されている。
In the present embodiment, the size (area) of the optical
ポリマ導波路10に嵌合される光素子17の大きさを300μm×300μm×200μmとすると、光素子嵌合穴18の大きさを310μm×310μm×60μmに形成した。
When the size of the
光素子支持部14は、光素子嵌合穴18の下方に形成され、光素子嵌合穴18に嵌合される光素子17をその下方で支持するものであり、コア13と同じ高さに形成されるのが好ましい。光素子支持部14をコア13と同じ高さに形成することで、反射面16のすぐ上に(近接して)光素子17を実装することができる。
The optical
なお、光素子17は、レーザダイオード或いはフォトダイオード等の光素子本体、及びその光素子本体がパッケージ等に収容された形態のものを含む。
The
基板11としては、ガラスエポキシ基板、フィルム基板、石英基板、ソーダガラス基板など挙げられる。コア13、アンダークラッド12及びオーバクラッド15は紫外線硬化樹脂或いは熱硬化樹脂などのポリマ材料で形成されており、具体的には、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド等が用いられる。
Examples of the
また、本実施の形態のポリマ光導波路10では、基板11上にアンダークラッド12を設け、アンダークラッド12上に、コア13及び光素子支持部14を設けたが、アンダークラッド12は省略してもよい。
In the polymer
図1では、本実施の形態のポリマ光導波路10と、ポリマ光導波路10の光素子嵌合穴18に嵌合された光素子17とからなる光モジュールが示されている。光素子17に通電される電気配線が、オーバクラッド15上面及び光素子支持部14上面に形成されてもよい。
FIG. 1 shows an optical module including a polymer
光モジュールの動作について説明する。光素子17がLD等の発光素子である場合、LDを出射した光信号は、反射面16で全反射されて光路が略直角に曲がりコア13に入射する。光素子17がPD等の受光素子である場合、コア13を伝搬してきた光信号が、反射面16で全反射されてその光路が直角に曲がり反射面16上方の受光素子で受光される。
The operation of the optical module will be described. When the
本実施の形態のポリマ光導波路10によれば、反射面16上のオーバクラッド15に光素子嵌合穴18を形成することにより、光素子17と反射面16との距離が短くなる。これにより、例えば、光素子17であるLDから出射した光信号がコア13(反射面16)の幅より大きく拡径する前に反射面16に到達するので、光素子17と反射面16との間にレンズを設けなくとも光信号の損失を大きくすることなく光信号をコア13に入射させることができる。したがって、ポリマ光導波路10に光素子17を実装してなる光モジュールを構成する際に、レンズが不要になるので光素子の実装が容易になる。
According to the polymer
それと同時に、部品点数を低減することができ、光モジュール作製の低コスト化を図ることができる。 At the same time, the number of parts can be reduced, and the cost for manufacturing the optical module can be reduced.
また、本実施の形態のポリマ光導波路10では、反射面16と光素子嵌合穴18との位置関係を、光素子17の光軸がコア13の中心を通るように設計することで、モニタ用の光信号をコア13のみに入射させて光素子17の位置合わせ(調芯)をすることなく、光素子17を光素子嵌合穴18に嵌合させるだけで調芯されるパッシブ実装を行うことができる。
In the polymer
次に、本実施の形態のポリマ光導波路10の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the polymer
本実施の形態のポリマ光導波路10は、基板11上に、コア13を形成し、そのコア13の一方の端面を傾斜面に形成して反射面16を形成し、コア13及び反射面16を覆ってオーバクラッド15を設け、そのオーバクラッド15に、反射面16の上方に位置して光素子17を嵌合させるための光素子嵌合穴18を形成して作製されるものである。
In the polymer
以下、ポリマ光導波路10の製造方法について各工程毎に図2(a)〜図2(c)及び図3(a)〜図3(e)に基づいて説明する。
Hereinafter, the manufacturing method of the polymer
図2(a)に示すように、基板11上にアンダークラッド12を平坦に形成する。本実施の形態では、アンダークラッド12は、例えば、液体状の紫外線硬化樹脂をスピンコートで塗布し、塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線照射して硬化させて形成される。アンダークラッド12は、熱硬化樹脂で形成されてもよく、熱硬化樹脂は基板上に塗布された後、加熱されて硬化する。
As shown in FIG. 2A, the
図2(b)に示すように、アンダークラッド12上に、コアの端面に反射面を形成するための反射面形成部材21を設ける。本実施の形態では、反射面形成部材21は、その形状の型に熱可塑性樹脂を注入し、その熱可塑性樹脂を硬化させて形成した。反射面形成部材21は、その一端に、アンダークラッド12に対して略45°傾斜した傾斜面22が形成されており、後に傾斜面22上に形成されるコアの端面が反射面となる。したがって、反射面形成部材21は、傾斜面22の位置が、後に形成される反射面の位置に形成され、かつ、アンダークラッド12上において、後に光素子支持部が形成されない位置に形成される。
As shown in FIG. 2B, a reflection
図2(c)に示すように、アンダークラッド12上にコア13と光素子支持部14とを設ける。コア13及び光素子支持部14は、直接露光法を用いて同時に形成される。
As shown in FIG. 2C, the
まず、紫外線硬化樹脂を塗布する。塗布した紫外線硬化樹脂の上方に、コア13及び光素子支持部14のパターンが形成されたフォトマスクを設置し、そのフォトマスクを介して紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。紫外線照射された樹脂は、コア13及び光素子支持部14のパターンの箇所が硬化し、それ以外の箇所が未硬化のままとなる。その紫外線硬化樹脂を現像して未硬化の箇所を除去することでコア13及び光素子支持部14が形成される。
First, an ultraviolet curable resin is applied. A photomask on which the pattern of the
このとき、コア13の中央側の端面は、反射面形成部材21の傾斜面22上に位置して形成され、略45°傾いた反射面16に形成される。
At this time, the end surface on the center side of the
コア13及び光素子支持部14は、直接露光法の他にRIE(反応性イオンエッチング)を用いて形成してもよく、或いは、コア13及び光素子支持部14の形状の金型に樹脂を注入し、その樹脂を硬化させて形成してもよい。
The
図3(a)及び図3(b)に示すように、反射面形成部材21を除去する。反射面形成部材21は熱可塑性樹脂で形成されているので、170℃に加熱された溶剤中(例えば、アセトン)に浸漬して、反射面形成部材21を除去する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the reflecting
図3(c)に示すように、コア13、光素子支持部14及びアンダークラッド12上にオーバクラッド材23として紫外線硬化樹脂を塗布し、その紫外線硬化樹脂の上方に光素子嵌合穴18のパターンが形成されたフォトマスク24を設置し、そのフォトマスク24を介してオーバクラッド材23に紫外線を照射する。本実施の形態では、オーバクラッド材23としてネガ型の紫外線硬化樹脂を用いており、紫外線照射された箇所のみを硬化させてオーバクラッド15に形成する。このとき、後に現像液によって除去する光素子嵌合穴18を形成する部分には紫外線を照射しない。
As shown in FIG. 3C, an ultraviolet curable resin is applied as an
図3(d)及び図3(e)に示すように、紫外線照射されたオーバクラッド材23を現像液に浸漬し、紫外線照射されていない部分を除去してオーバクラッド15に光素子嵌合穴18が形成される。これによりポリマ光導波路10が得られる。
As shown in FIGS. 3D and 3E, the
さらに、得られたポリマ光導波路10の光素子嵌合穴18に、LD或いはPD等の光素子17を嵌合させ、図1に示された光モジュールが得られる。
Further, an
ここで、詳細な光素子17を光素子嵌合穴18に配設する方法を図4(a)〜図4(d)及び図5(a)〜図5(f)に基づき説明する。
Here, a method of disposing the detailed
まず、図4(a)及び図4(b)に示すように、ポリマ光導波路10の上面に配線パターンを形成するための金属膜41を蒸着する。本実施の形態では金属膜41として銅を蒸着した。ここでいうポリマ光導波路10の上面はオーバクラッド15の表面、光素子嵌合穴18内に表れているコア13の上面及び光素子支持部14の表面である。
First, as shown in FIGS. 4A and 4B, a
図4(c)及び図4(d)に示すように、金属膜41をエッチングして配線パターン42を形成する(図では4つ)。配線パターン42は、それぞれポリマ光導波路10の端からオーバクラッド15の上面を通り、光素子嵌合穴18の壁を通って光素子支持部14の上面まで繋がるように形成される。
As shown in FIGS. 4C and 4D, the
図5(a)及び図5(b)に示すように、フラックスが塗られたハンダボール43を配線パターン上に載置する。ハンダボール43は、光素子17と配線パターン42を電気的に接続するために、光素子支持部14上の配線パターン42上に載置される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, a
図5(c)及び図5(d)に示すように、光素子17を光素子嵌合穴18に嵌合する。その際、エアピンセットで吸引して光素子17を保持し、光素子17をハンダボール43上に載置する。光素子17はハンダボール43上に位置合わせされて設けられるので、光素子17と配線パターン42がハンダボール43を介して電気的に接触することとなる。その後、光素子17が嵌合されたポリマ導波路10をハンダリフロー炉に入れ、光素子17と配線パターン42間のハンダボール43を加熱溶融して、光素子17とポリマ導波路10をハンダ接合し、ポリマ導波路10への光素子17の配設を完了する。
As shown in FIGS. 5C and 5D, the
ハンダリフロー炉内の加熱温度は、ハンダボール43を形成する材料の種類によって異なるが、例えば、錫−ビスマス系のハンダを用いた場合は150℃程度、鉛−錫系のハンダを用いた場合は200℃程度、金−錫系のハンダを用いた場合は280℃程度まで加熱してハンダ接合する。
The heating temperature in the solder reflow furnace varies depending on the type of material forming the
他に、ハンダリフロー炉によるハンダボール43の加熱溶融以外に、ハンダボールに超音波を当ててハンダボールを加熱してハンダ接合してもよい。超音波を用いたハンダ接合では、ポリマ導波路10を加熱することなく、ハンダボール43のみを加熱することができるので、温度上昇によるポリマ導波路10の変形或いは導波路特性の悪化を防ぐことができる。
In addition to the solder melting of the
さらに、図5(e)及び図5(f)に示すように、ハンダ接合後、光素子17及びその周囲を覆う樹脂モールド44を形成して光素子17を樹脂封止してもよい。樹脂封止方法は、光素子17を覆うようにシリコーン等の樹脂を光素子17表面に滴下し、滴下した樹脂をUV照射或いは熱硬化によって硬化させる。
Further, as shown in FIGS. 5E and 5F, after the solder bonding, the
上述の光素子17の配設方法はハンダ接合によって光素子17を光素子支持部14上に接着固定した方法であるが、他の方法として、樹脂接着剤を用いて光素子17を接着固定する方法について図6(a)〜図6(f)及び図7(a)〜図7(f)に基づき説明する。
The
まず、図6(a)及び図6(b)に示すように、ポリマ光導波路10の上面に配線パターンを形成するための金属膜41を蒸着する(図4(a),図4(b)の工程と同じ)。
First, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
図6(c)及び図6(d)に示すように、金属膜41をエッチングして配線パターン51を形成する(図では4つ)。配線パターン51は、それぞれポリマ光導波路10の端からオーバクラッド15の上面の光素子嵌合穴18付近まで形成される。
As shown in FIGS. 6C and 6D, the
図6(e)及び図6(f)に示すように、光素子支持部14上面に樹脂接着剤52を塗布する。樹脂接着剤52は、熱硬化性樹脂からなるものであり、屈折率がコア13より小さい樹脂を用いるのが好ましい。なぜなら、光素子17とコア13の反射面16との間を光が通るため、光素子支持部14上面に拡がる樹脂接着剤52の屈折率がコア13の屈折率と同じ或いは大きいと損失が著しく大きくなるためである。
As shown in FIGS. 6E and 6F, a
図7(a)及び図7(b)に示すように、光素子17を光素子嵌合穴18に嵌合する。その際、エアピンセットで吸引して光素子17を保持し、光素子17を光素子嵌合穴18内に嵌合すると光素子17の位置合わせがなされる。その後、ポリマ光導波路10を樹脂接着剤52が硬化する温度に加熱し、樹脂接着剤52を硬化させて、光素子17をポリマ光導波路10に接着固定する。加熱温度及び加熱時間は樹脂接着剤52の種類にもよるが、エポキシ系樹脂を用いた場合、90℃で1時間程度加熱する。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
図7(c)及び図7(d)に示すように、光素子17を接合した後、光素子17と配線パターン51とをワイヤボンディング53で接続する。これにより光素子17と配線パターン51とが電気的に接続され、ポリマ導波路10への光素子17の配設の完了となる。
As shown in FIGS. 7C and 7D, after the
さらに、図7(e)及び図7(f)に示すように、光素子17の配設をした後、光素子17及びその周囲(ワイヤボンディング53を含む)を覆う樹脂モールド54を形成して光素子17を樹脂封止してもよい。樹脂封止方法は、光素子17を覆うようにシリコーン等の樹脂を光素子17表面に滴下し、滴下した樹脂をUV照射或いは熱硬化によって硬化させる。
Further, as shown in FIGS. 7E and 7F, after the
本実施の形態では、直接露光法により光素子嵌合穴18を形成したがRIEを用いて形成してもよい。RIEで反射面16上方のオーバクラッド14をエッチングする際に、エッチング時間を制御することにより、光素子嵌合穴18の深さを制御することができる。この製造方法によれば、直接露光法で形成した場合とは異なり、光素子支持部14を設けなくとも、コアと同じ層(反射面16の周囲)のオーバクラッド15を残して光素子嵌合穴18を形成することができ、光素子17を支持することができる。
In the present embodiment, the optical
他に、光素子嵌合穴18の形状(中子)を有する金型を用いてオーバクラッド15を形成して、光素子嵌合穴18を形成してもよい。その際、形成される光素子嵌合穴は、金型と同形状になるため、予め、金型で光素子嵌合穴18の深さを制御することが好ましい。
In addition, the over clad 15 may be formed using a mold having the shape (core) of the optical
また、本実施の形態では、光素子支持部14を設けて光素子17を支持したが、光素子本体を支持するための脚部を有する光素子を形成し、光素子嵌合穴18に嵌合させればポリマ光導波路10に光素子支持部14を形成しなくともよい。
In this embodiment, the optical
光素子17と光素子嵌合穴18との間に、例えば、数十μm程度の隙間を形成した場合は、光素子17を調芯してポリマ導波路10に嵌合するのがよい。このような形態のポリマ光導波路であっても、光素子17と反射面16との距離を短くして光素子17の実装を容易にすることができるといった効果を有する。
For example, when a gap of about several tens of μm is formed between the
本実施の形態のポリマ導波路の製造方法では、オーバクラッド材23にネガ型の紫外線硬化樹脂を用いて、オーバクラッド材23の紫外線が照射しない箇所を除去して光素子嵌合穴18を形成した(図3(c)参照)。変形例として、図8に示すように、オーバクラッド材61にポジ型の紫外線硬化樹脂を用い、光素子嵌合穴を形成する箇所のみに紫外線を照射させるパターンを有するマスク62を用いて、光素子嵌合穴18を形成してもよい。
In the polymer waveguide manufacturing method of the present embodiment, a negative type ultraviolet curable resin is used for the
次に、本発明の実施の形態について、実施例に基づいて説明するが、本発明の実施の形態はこれらの実施例に限定されるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described based on examples, but the embodiments of the present invention are not limited to these examples.
(実施例1)ガラスエポキシ基板上にUV硬化型アクリル系材料(屈折率1.51)をスピンコートで塗布し、そのアクリル系材料に紫外線を照射して硬化させてアンダークラッドを形成した。次に、反射面形成部材を、アセトンに可溶の樹脂を用い、金型による方法で形成した。反射面形成部材を形成した後、UV硬化型アクリル系材料(屈折率1.59)をスピンコート法で塗布し、UV硬化型樹脂に紫外線を照射し、現像液としてアセトンを用いてUV硬化型アクリル系材料の未硬化部及び反射面形成部を同時に除去してコア及び光素子支持部を形成した。 Example 1 A UV curable acrylic material (refractive index of 1.51) was applied onto a glass epoxy substrate by spin coating, and the acrylic material was cured by irradiating with ultraviolet rays to form an underclad. Next, the reflecting surface forming member was formed by a mold method using a resin soluble in acetone. After forming the reflective surface forming member, a UV curable acrylic material (refractive index of 1.59) is applied by spin coating, the UV curable resin is irradiated with ultraviolet light, and acetone is used as a developer, and the UV curable acrylic material is used. The uncured portion and the reflective surface forming portion of the material were simultaneously removed to form the core and the optical element support portion.
次に、オーバクラッド材をスピンコート法で塗布し、反射面及び反射面周囲のオーバクラッドに光素子嵌合穴が形成されるパターンを有するマスクを通してオーバクラッド材に紫外線を照射してオーバクラッドを硬化させた。その後現像液としてアセトンを用いてオーバクラッド材の未露光部を除去して光素子嵌合穴が形成されたポリマ光導波路を得た。 Next, the overcladding material is applied by spin coating, and the overcladding material is irradiated with ultraviolet rays through a mask having a pattern in which an optical element fitting hole is formed in the reflecting surface and the overcladding around the reflecting surface. Cured. Thereafter, the unexposed portion of the overclad material was removed using acetone as a developing solution to obtain a polymer optical waveguide in which an optical element fitting hole was formed.
オーバクラッド及び光素子嵌合穴に銅を蒸着、エッチングすることにより配線パターンを形成し、フラックスが付着したハンダボールを光素子嵌合穴内の配線パターン上に置き、そのハンダボール上にLD素子(或いはPD素子)を置く。その後、ハンダリフロー炉内でLD素子が嵌合されたポリマ光導波路を加熱し、LD素子とポリマ光導波路をハンダ接合した。 A wiring pattern is formed by vapor-depositing and etching copper on the over clad and the optical element fitting hole, and a solder ball to which flux is attached is placed on the wiring pattern in the optical element fitting hole, and an LD element ( Alternatively, a PD element) is placed. Thereafter, the polymer optical waveguide fitted with the LD element was heated in a solder reflow furnace, and the LD element and the polymer optical waveguide were soldered.
(実施例2)ガラスエポキシ基板上に、アンダークラッドを屈折率1.44のUV硬化型アクリル系材料を用いて形成した。アンダークラッドを形成した後、反射面形成部材を、アセトンに可溶の樹脂を用い、金型による方法で形成した。反射面形成部材を形成した後、コア及び光素子支持部の型に樹脂を注入し、その樹脂を硬化させてコア及び光素子を形成した。 (Example 2) An underclad was formed on a glass epoxy substrate using a UV curable acrylic material having a refractive index of 1.44. After forming the underclad, the reflecting surface forming member was formed by a method using a mold using a resin soluble in acetone. After forming the reflecting surface forming member, a resin was injected into the mold of the core and the optical element support, and the resin was cured to form the core and the optical element.
次に、光素子嵌合穴の形状を有するオーバクラッドの型に樹脂を注入し、その樹脂を硬化させて、反射面の周囲に光素子嵌合穴が形成されるオーバクラッドを形成し、反射面形成部材をアセトンに熔解させて除去してポリマ導波路を形成した。 Next, a resin is injected into an overcladding mold having the shape of an optical element fitting hole, and the resin is cured to form an overcladding in which an optical element fitting hole is formed around the reflective surface, and then reflected. The surface forming member was dissolved in acetone and removed to form a polymer waveguide.
オーバクラッドに配線パターンを形成し、光素子嵌合穴に熱硬化エポキシ樹脂を注入した後、LD素子(或いはPD素子)を嵌合し、硬化エポキシ樹脂を加熱して硬化させLD素子をポリマ光導波路に接着固定した。最後に、配線パターンとLD素子とをワイヤボンディングで接続して光モジュールを作製した。 After forming a wiring pattern on the overcladding and injecting a thermosetting epoxy resin into the optical element fitting hole, the LD element (or PD element) is fitted, and the cured epoxy resin is heated and cured to make the LD element a polymer light. Adhesive and fixed to the waveguide. Finally, an optical module was manufactured by connecting the wiring pattern and the LD element by wire bonding.
10 ポリマ光導波路
11 基板
13 コア
14 光素子支持部
15 オーバクラッド
16 反射面
17 光素子
18 光素子嵌合穴
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記オーバクラッドに、上記反射面の上方に上記光素子を配設するための光素子嵌合穴を形成し、上記光素子を上記コア上面と直接接合したことを特徴とするポリマ光導波路。 A core that propagates an optical signal from or to an optical element on a substrate, and one end face of the core is formed on an inclined surface to reflect light propagating through the core in a direction perpendicular to the substrate In a polymer optical waveguide comprising a reflective surface that is bent and propagated, and an overcladding that covers the substrate including the core,
A polymer optical waveguide, wherein an optical element fitting hole for arranging the optical element is formed in the over clad above the reflecting surface, and the optical element is directly bonded to the upper surface of the core.
上記基板上に、コアを形成し、そのコアの一方の端面を傾斜面に形成して反射面を形成し、上記コア及び上記反射面を覆ってオーバクラッドを設け、そのオーバクラッドに、上記反射面の上方に上記光素子を配設するための光素子嵌合穴を形成し、上記光素子を上記コア上面と直接接合することを特徴とするポリマ光導波路の製造方法。 A core that propagates an optical signal from or to an optical element on a substrate, and one end face of the core is formed on an inclined surface to reflect light propagating through the core in a direction perpendicular to the substrate In a method of manufacturing a polymer optical waveguide comprising a reflective surface that is bent and propagated, and an overcladding that covers the substrate including the core,
A core is formed on the substrate, one end surface of the core is formed as an inclined surface to form a reflective surface, an overclad is provided to cover the core and the reflective surface, and the reflective material is reflected on the overclad. An optical element fitting hole for arranging the optical element is formed above the surface, and the optical element is directly joined to the upper surface of the core.
4. The method of manufacturing a polymer optical waveguide according to claim 3, wherein after the over clad is provided, the over clad above the reflecting surface is etched by reactive ion etching to form the optical element fitting hole.
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