JP2008281939A - Method of manufacturing optical substrate and optical substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical substrate for stably and continuously obtaining a circular core pattern cross-section and is suitable for mass production in the manufacture of optical waveguide using a polymer material. <P>SOLUTION: The method includes: forming a groove of a desired pattern on the upper surface of a first resin base material having light transmission property; dropping adhesive into the grooves, laying a metal line of a desired diameter into the groove to fix the metal line and covering the first resin base material and the metal line with a second resin base material having light transmission property to form an integrated stack; cutting the stack to desired size; immersing the cut stack into etching liquid and dissolving the metal line to form holes; immersing the stack with the holes formed into a third resin base material having a refractive index different from those of the first and second resin base materials and light transmission property at the atmospheric pressure or below to fill the holes with the third resin base material; and curing the filled third resin base material to form cores of the optical waveguide. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信、光情報処理に用いられる光集積回路、光インターコネクタあるいは光合分波器等に利用される光基板の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical substrate manufacturing method used for an optical integrated circuit, an optical interconnector, an optical multiplexer / demultiplexer, or the like used for optical communication and optical information processing.

近年の高度情報化の進展に伴い、情報通信に用いられるルータやサーバ等の情報処理装置の高性能化が進んでおり、これら機器においては、通信信号の更なる高速化が求められている。この高速化においては、電子回路や電気回路における電気配線の通信品質が性能向上の障害となるために、通信速度を高速化する上でこの障害が無視できなくなってきている。 With the progress of advanced information technology in recent years, the performance of information processing apparatuses such as routers and servers used for information communication has been improved, and further speeding up of communication signals is required in these devices. In this speeding up, the communication quality of the electrical wiring in the electronic circuit or the electric circuit becomes an obstacle to improving the performance, so that this obstacle cannot be ignored in increasing the communication speed.

そのため、処理信号の高速化や電気ノイズの低減を始めとして、高速通信の障害となる課題解決に向けた有望な技術として、光配線を用いた技術が注目を集めている。特に、光配線を用いた大容量光インターコネクションを実現するために、光配線の高密度化や低損失接続が重要であり、高性能かつ価格低減に向けての様々な技術検討が行われている。この光インターコネクションを実現する具体的な方法として、光導波路を用いる方法が検討されている。この光導波路は、光透過性を有する材料からなる第1クラッド層を形成し、その上層に第1クラッド層よりも屈折率の小さい光透過性を有する材料からなるコア層のパターンを形成する。更に、このコア層のパターン上にコア層のパターンより屈折率の大きい光透過性を有する材料層を第2クラッド層として被覆形成し、光導波路が得られる。 Therefore, as a promising technique for solving problems that hinder high-speed communication, such as increasing the processing signal speed and reducing electrical noise, a technique using optical wiring is attracting attention. In particular, in order to realize large-capacity optical interconnection using optical wiring, high density optical wiring and low loss connection are important, and various technical studies for high performance and cost reduction have been conducted. Yes. As a specific method for realizing this optical interconnection, a method using an optical waveguide has been studied. In this optical waveguide, a first cladding layer made of a light-transmitting material is formed, and a core layer pattern made of a light-transmitting material having a refractive index smaller than that of the first cladding layer is formed thereon. Further, an optical waveguide can be obtained by covering the core layer pattern with a light-transmitting material layer having a refractive index larger than that of the core layer pattern as the second cladding layer.

これら光導波路は様々な検討が進められており、各種検討によって価格や加工簡便性の面から高分子材料が有利であると注目されてきており、活発な開発が進められている。この光導波路の形成方法の一例としては、光透過性を有する感光性高分子材料を適用してフォトリソグラフィを繰り返して光導波路の所望のコアパターンを形成する方法や、光導波路の所望コアパターンが形成された成型用金型を用いて加圧成型して加熱硬化する方法などがある。しかし、これらの工法で形成される光導波路のコアパターンの断面形状は、四角形(正方形)となるため、コアパターン端面においては、接続境界面の光伝送損失や散乱が増加しやすいという欠点がある。 Various studies have been made on these optical waveguides, and various studies have attracted attention that polymer materials are advantageous in terms of cost and processability, and active development is underway. As an example of a method for forming this optical waveguide, there is a method of forming a desired core pattern of an optical waveguide by applying a photopolymer material having optical transparency and repeating photolithography, or a desired core pattern of an optical waveguide. There is a method in which the formed molding die is pressure-molded and heat-cured. However, since the cross-sectional shape of the core pattern of the optical waveguide formed by these methods is a quadrangle (square), there is a drawback that the optical transmission loss and scattering at the connection boundary surface tend to increase at the end face of the core pattern. .

この点に着目し、光導波路のコアパターンの断面形状を円形にする様々な製造方法の検討がなされている。例えば、特許文献1に示されたように、界面活性剤をストライプ状に印刷し、そのストライプの間隙部分に高屈折率透明液状材料を塗布形成して、それを硬化させることでコアパターン断面が円形に近い光導波路を形成する製造方法がある。しかしながら、この方法は、界面活性剤の撥水・撥油性を利用して円形断面を形成しているため、安定した生産性は専ら界面活性剤の効力に依存することになる。ところが界面活性剤の効力は、高屈折率透明材料との接触頻度、つまり、光導波路の製造数量の増加に伴って低下していくため、この方法によれば繰り返し安定して円形断面を得ることは難しい。 Focusing on this point, various manufacturing methods for making the cross-sectional shape of the core pattern of the optical waveguide circular have been studied. For example, as shown in Patent Document 1, a surfactant is printed in a stripe shape, a high refractive index transparent liquid material is applied and formed in a gap portion of the stripe, and the core pattern cross section is formed by curing it. There is a manufacturing method for forming a nearly circular optical waveguide. However, since this method forms a circular cross section by utilizing the water / oil repellency of the surfactant, stable productivity depends solely on the efficacy of the surfactant. However, the effectiveness of the surfactant decreases with the frequency of contact with the high refractive index transparent material, that is, with the increase in the production quantity of the optical waveguide. According to this method, a circular cross section can be obtained stably and repeatedly. Is difficult.

また、特許文献2に示されたように、撥油性領域と光導波路のコアパターンに形成した親油性領域とを有する基板上に、反応性油液状プレポリマーを選択的に塗布し、反応性油液状プレポリマーの表面張力により自己整合的に円形断面形状の光導波路を形成し、その後、反応性油液状プレポリマーを硬化して円滑な円形断面を得る製造方法がある。しかし、この方法は、撥油性領域と親油性領域との界面において反応性油液状プレポリマーとの接触が生じるため、断面形状が変形しやすく、光伝播特性の劣化に繋がりやすいという欠点を有する。また、供給される材料の量によりコア層の径が拡大するため、製造工程において、高粘度のコア材料を必要量供給するように厳密な制御を行なう必要があり、高度な制御技術が必要となる。 In addition, as shown in Patent Document 2, a reactive oil liquid prepolymer is selectively applied onto a substrate having an oil-repellent region and an oleophilic region formed in the core pattern of the optical waveguide. There is a manufacturing method in which an optical waveguide having a circular cross section is formed in a self-aligning manner by the surface tension of the liquid prepolymer, and then the reactive oil liquid prepolymer is cured to obtain a smooth circular cross section. However, this method has the disadvantage that the cross-sectional shape tends to be deformed and the light propagation characteristics are likely to be deteriorated because contact with the reactive oil liquid prepolymer occurs at the interface between the oil repellent region and the lipophilic region. In addition, since the diameter of the core layer expands depending on the amount of the material to be supplied, it is necessary to perform strict control so that the required amount of the high-viscosity core material is supplied in the manufacturing process, and advanced control technology is required. Become.

さらに、特許文献3に示されたように、プリント配線板の少なくとも片面に感光性樹脂層を形成した後、該感光性樹脂層の下方の基材に到達するように凹溝を形成し、該凹溝に光ファイバを装着して樹脂で被覆することで光ファイバを敷線形成する製造方法も検討されている(以下、光ファイバや金属線等を敷設することを敷線ということがある。)。しかし、この方法は、光配線として光ファイバそのものを使用するため、敷線される配線パターンが矩形状に設計され、特に光ファイバが十分な屈曲耐性を具備していない場合には、光ファイバが折れてしまい設計パターン通りに引き回すことができない。従って、様々な配線パターンに対応することが難しいという問題点を有する。 Furthermore, as shown in Patent Document 3, after forming a photosensitive resin layer on at least one side of the printed wiring board, a concave groove is formed so as to reach the base material below the photosensitive resin layer, A manufacturing method for forming an optical fiber by installing an optical fiber in a concave groove and covering it with a resin has also been studied (hereinafter, laying an optical fiber, a metal wire, or the like may be referred to as a laying line). ). However, since this method uses the optical fiber itself as the optical wiring, the wiring pattern to be laid is designed in a rectangular shape, and particularly when the optical fiber does not have sufficient bending resistance, the optical fiber is It breaks and cannot be routed according to the design pattern. Therefore, there is a problem that it is difficult to cope with various wiring patterns.

特開平3−15805公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-15805 特開2002−202426公報JP 2002-202426 A 特開2003−14946公報JP 2003-14946 A

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、高分子材料を用いた光導波路の製造において、円形のコアパターン断面を安定、且つ、継続して得ることができる量産に適した光基板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and is suitable for mass production in which a circular core pattern cross section can be obtained stably and continuously in the manufacture of an optical waveguide using a polymer material. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical substrate.

本発明の請求項1に係る発明は、光透過性を有する第1の樹脂基材の上面に所望のパターンの溝を形成し、前記溝に接着剤を滴下し、前記溝に所望の径の金属線を敷設して固定し、前記第1の樹脂基材及び前記金属線を光透過性を有する第2の樹脂基材によって被覆して一体化した積層体を形成し、前記積層体を所望の大きさに切断し、切断した前記積層体をエッチング液に浸漬して前記金属線を溶解して空孔を形成し、前記空孔を形成した前記積層体を大気圧以下において前記第1及び第2の樹脂基材と異なる屈折率の光透過性を有する第3の樹脂基材に浸漬して前記空孔を該第3の樹脂基材で充填し、充填した前記第3の樹脂基材を硬化して光導波路のコアを形成すること、を特徴とする光基板の製造方法としたものである。 In the invention according to claim 1 of the present invention, a groove having a desired pattern is formed on the upper surface of the first resin substrate having light transmittance, an adhesive is dropped on the groove, and a groove having a desired diameter is formed. A metal wire is laid and fixed, and the first resin base material and the metal wire are covered with a second resin base material having optical transparency to form an integrated laminate, and the laminate is desired. The cut laminate is dipped in an etching solution to dissolve the metal wire to form pores, and the laminate having the pores is formed at the first and The third resin base material filled with the third resin base material by immersing in a third resin base material having light transmittance with a refractive index different from that of the second resin base material. An optical substrate manufacturing method characterized by forming a core of an optical waveguide by curing the core.

本発明の請求項2に係る発明は、前記接着剤は、前記第2の樹脂基材の材質を主成分とする接着剤であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法としたものである。 The invention according to claim 2 of the present invention is the method for manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the adhesive is an adhesive mainly composed of a material of the second resin base material. It is what.

本発明の請求項3に係る発明は、前記所望のパターンは、光導波路のコアパターンであることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法としたものである。 The invention according to claim 3 of the present invention is the method for manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the desired pattern is a core pattern of an optical waveguide.

本発明の請求項4に係る発明は、前記金属線の径は、形成されるコアの径と同一であることを特徴する請求項1に記載の光基板の製造方法としたものである。 The invention according to claim 4 of the present invention is the method for producing an optical substrate according to claim 1, wherein the diameter of the metal wire is the same as the diameter of the core to be formed.

本発明の請求項5に係る発明は、前記コアの断面は略円形であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法としたものである。 The invention according to claim 5 of the present invention is the method of manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the core has a substantially circular cross section.

本発明の請求項6に係る発明は、前記第1乃至第3の樹脂基材は、紫外線硬化性樹脂基材であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法としたものである。 The invention according to claim 6 of the present invention is the optical substrate manufacturing method according to claim 1, wherein the first to third resin base materials are ultraviolet curable resin base materials. It is.

本発明の請求項7に係る発明は、前記第1の樹脂基材は、支持体上にスピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、ダイコート法の何れか一の方法によって形成され、前記第2の樹脂基材は、前記第1の樹脂基材及び前記金属線上にスピンコート法、ロールコート法、ダイコート法の何れか一の方法によって形成されたことを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法としたものである。 In the invention according to claim 7 of the present invention, the first resin base material is formed on a support by any one of a spin coating method, a dip coating method, a roll coating method, and a die coating method. 2. The resin substrate according to claim 1, wherein the resin substrate is formed on the first resin substrate and the metal wire by any one of a spin coating method, a roll coating method, and a die coating method. This is a method for manufacturing an optical substrate.

本発明の請求項8に係る発明は、前記第1及び第2の樹脂基材は、それぞれフィルム状基材に樹脂を塗布して貼り合わせて形成された基材であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法としたものである。 The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that the first and second resin substrates are substrates formed by applying a resin to a film-like substrate and bonding them together. Item 14. A method for manufacturing an optical substrate according to Item 1.

本発明の請求項9に記載の発明は、前記請求項1乃至請求項8の何れか一に記載の光基板の製造方法によって製造された光基板としたものである。 The invention according to claim 9 of the present invention is an optical substrate manufactured by the method for manufacturing an optical substrate according to any one of claims 1 to 8.

本発明の請求項10に記載された発明は、請求項9に記載の光基板を少なくとも有することを特徴とする光集積回路としたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an optical integrated circuit comprising at least the optical substrate according to the ninth aspect.

本発明の請求項11に記載された発明は、請求項9に記載の光基板を少なくとも有することを特徴とする光インターコネクタとしたものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an optical interconnector comprising at least the optical substrate according to the ninth aspect.

本発明の請求項12に記載された発明は、請求項9に記載の光基板を少なくとも有することを特徴とする光合分波器としたものである。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an optical multiplexer / demultiplexer including at least the optical substrate according to the ninth aspect.

本発明によれば、高分子材料を用いた光導波路の製造において、円形のコアパターン断面を安定、且つ、継続して得ることができる量産に適した光基板の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the manufacture of the optical waveguide using a polymeric material, the manufacturing method of the optical substrate suitable for mass production which can obtain a circular core pattern cross section stably and continuously can be provided.

本発明の光基板の製造方法について、説明する。まず、光基板を形成する支持体を用意する。支持体としては、シリコンウェハ、鉄、銅、ステンレスなどの金属板、表面が平滑なガラス基板、表面が平滑な樹脂フィルム材料等を用いることができる。特に、線膨張率の面において寸法の変動が小さいシリコンウェハ、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼が、精度面から好適に用いられる。フェライト系ステンレス鋼としては、SUS405、SUS429、SUS430、SUS430F、SUS434等が挙げられ、また、マルテンサイト系ステンレス鋼としては、SUSU403、SUS410、SUS630等が挙げられる。 The manufacturing method of the optical substrate of the present invention will be described. First, a support for forming an optical substrate is prepared. As the support, a silicon wafer, a metal plate such as iron, copper, or stainless steel, a glass substrate having a smooth surface, a resin film material having a smooth surface, or the like can be used. In particular, a silicon wafer, a ferritic stainless steel, or a martensitic stainless steel having a small dimensional variation in terms of linear expansion coefficient is preferably used from the viewpoint of accuracy. Examples of the ferritic stainless steel include SUS405, SUS429, SUS430, SUS430F, and SUS434. Examples of the martensitic stainless steel include SUSU403, SUS410, and SUS630.

次に、前記支持体上に第1クラッド層(以下、第1の樹脂基材ということがある。)を形成する。第1クラッド層を形成する方法としては、液体材料を用いる場合とフィルム状基材等の固体材料を用いる場合とで、形成方法が異なる。第1クラッド層の材料が液体である場合、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法及びダイコート法等が好適である。スピンコート法は、液体材料を支持体上に滴下して一定回転数で支持体を回転して支持体上に一定膜厚の塗膜を形成する方法である。ディップコート法は、第1クラッド層材料に支持体を浸漬して一定速度で引き上げて支持体上に塗膜を形成する方法である。また、ロールコート法は、一定膜厚の第1クラッド材料を塗布ロールに形成した後、その塗布ロールを支持体に接触させてロール上の材料を支持体に転移、塗布する方法であり、ダイコート法は、支持体との間に塗布膜厚となる一定間隔を保持した金属ヘッド(ダイ)から、塗布材料を突出させて支持体上に塗膜を形成する方法である。また、第1クラッド材料として、予め液体材料をフィルム状基材に塗布して形成した個体材料を用いる場合には、支持体上に該フィルム基材をラミネート(貼り合わせ)することにより、第1クラッド層を形成することが可能である。第1クラッド層材料を支持体上に形成した後、必要に応じて塗膜の硬化を行なう。硬化の方法としては、熱による硬化、紫外線による硬化などが適用でき、材料の硬化形態によりその手段を選択できる。なお、第1クラッド層の材料としては、一般に用いられる高分子材料を用いることができる。また、コア層及び第2クラッド層についても同様である。 Next, a first cladding layer (hereinafter sometimes referred to as a first resin base material) is formed on the support. As a method for forming the first cladding layer, the formation method differs depending on whether a liquid material is used or a solid material such as a film-like substrate is used. When the material of the first cladding layer is a liquid, spin coating, dip coating, roll coating, die coating, and the like are suitable. The spin coating method is a method in which a liquid material is dropped on a support and the support is rotated at a constant rotation number to form a coating film having a constant film thickness on the support. The dip coating method is a method in which a support is immersed in a first cladding layer material and pulled up at a constant speed to form a coating film on the support. The roll coating method is a method in which a first clad material having a constant film thickness is formed on an application roll, and then the application roll is brought into contact with a support to transfer and apply the material on the roll to the support. The method is a method in which a coating material is formed on a support by projecting a coating material from a metal head (die) that maintains a constant distance between the support and the coating film thickness. In the case of using a solid material formed by previously applying a liquid material to a film-like base material as the first cladding material, the first base material can be obtained by laminating (bonding) the film base material onto the support. It is possible to form a cladding layer. After the first cladding layer material is formed on the support, the coating film is cured as necessary. As a curing method, curing by heat, curing by ultraviolet rays, or the like can be applied, and the means can be selected depending on the curing form of the material. As a material for the first cladding layer, a commonly used polymer material can be used. The same applies to the core layer and the second cladding layer.

次に、前記第1クラッド層の上面に、光導波路の所望の配線パターン(コアパターン)に対応するガイド溝を形成する。このガイド溝は、後にこれに基づいて形成される配線パターンの基準となるものである。ガイド溝の形成には、微細なドリル刃を回転させることによって任意のパターン形状を形成することが可能なルーター加工、レーザー光源からの光線を第1クラッド層に照射してパターン加工を行なうレーザー加工を好適に用いることができる。レーザー加工法としては、例えば、炭酸ガスレーザー加工、UV‐YAGレーザー加工、エキシマレーザー加工、フェムト秒レーザー加工等が適用できる。 Next, a guide groove corresponding to a desired wiring pattern (core pattern) of the optical waveguide is formed on the upper surface of the first cladding layer. This guide groove serves as a reference for a wiring pattern to be formed later based on this guide groove. For the formation of the guide groove, router processing that can form an arbitrary pattern shape by rotating a fine drill blade, laser processing that performs pattern processing by irradiating the first cladding layer with light from a laser light source Can be suitably used. As the laser processing method, for example, carbon dioxide laser processing, UV-YAG laser processing, excimer laser processing, femtosecond laser processing, and the like can be applied.

次に、第1クラッド層の上面に形成されたガイド溝に沿って金属線を敷設して、配線パターンとして第1クラッド層上に載置する。この配線パターンは、最終的に形成される光導波路のコアパターンである。従って、金属線は、被覆がない金属線を使用し、また、最終的に形成する光導波路となるコア層の径と同一の径の金属線を使用する。また、敷線に際しては、金属線の始点と終点のみならず、配線形状の変化点においてもガイド溝に金属線を接着、固定することで、正確な配線パターンにレイアウトすることができる。この金属線を接着する接着剤としては、第2クラッド層材料と同じ材料からなる接着剤を用いる。かかる接着剤は、後工程で金属線を被覆する第2クラッド層と同一の光学特性を有するため、光伝送上好ましいからである。金属線の固定は、接着剤の硬化によって行なうが、その硬化は、熱による硬化、紫外線による硬化などがあり、接着剤材料の硬化形態によりその手段を選択できる。一例として接着剤材料(即ち、第2クラッド層材料でもある。)として紫外線硬化型の感光性材料を適用すれば、熱硬化型材料と比較して硬化が短時間で行われるため、効率的に光基板を形成することができ、好適である。なお、金属線として被覆がない金属線を使用したが、これに限定されるわけでなく、第2クラッド層及び接着剤と同質で、同じ光学特性を有する材料で被覆された金属線を用いてもよい。 Next, a metal wire is laid along the guide groove formed on the upper surface of the first cladding layer, and placed on the first cladding layer as a wiring pattern. This wiring pattern is the core pattern of the optical waveguide that is finally formed. Therefore, a metal wire with no coating is used as the metal wire, and a metal wire having the same diameter as that of the core layer to be finally formed as an optical waveguide is used. In addition, when laying a line, it is possible to lay out an accurate wiring pattern by adhering and fixing the metal line to the guide groove not only at the start point and end point of the metal line but also at the change point of the wiring shape. As an adhesive for bonding the metal wire, an adhesive made of the same material as the second cladding layer material is used. This is because such an adhesive is preferable for optical transmission because it has the same optical characteristics as the second clad layer that covers the metal wire in a later step. The metal wire is fixed by curing the adhesive, and there are curing by heat, curing by ultraviolet rays, and the like, and the means can be selected depending on the curing form of the adhesive material. As an example, when an ultraviolet curable photosensitive material is applied as the adhesive material (that is, the second cladding layer material), the curing is performed in a shorter time compared to the thermosetting material. An optical substrate can be formed, which is preferable. In addition, although the metal wire without a coating was used as a metal wire, it is not necessarily limited to this, and using a metal wire coated with a material having the same optical characteristics as the second cladding layer and the adhesive. Also good.

次に、ガイド溝に沿って固定された金属線上及び第1クラッド層上に、第2クラッド層(以下、第2の樹脂基材ということがある。)を形成する。第2クラッド層を形成する方法としては、上述した第1クラッド層の形成と同様に、第2クラッド層の材料が液体である場合には、スピンコート法、ロールコート法及びダイコート法等を用いることができる。但し、ディップコート法は適用できない。また、第2クラッド材料が既にフィルム状基材に塗布形成されている場合には、第1クラッド層及び金属線上にラミネート(貼り合わせ)することにより、第2クラッド層を形成することが可能である。次に、第2クラッド層を硬化させることで、ガイド溝に固定した金属線を、第2クラッド層で被覆して固定する。第2クラッド層の硬化は、熱による硬化、紫外線による硬化などがあり、第2クラッド層材料の硬化形態によりその手段を選択できる。一例として第2クラッド層材料として紫外線硬化型の感光性材料を適用すれば、熱硬化型材料と比較して硬化が短時間で行われるため、効率的に光基板を形成することができ、好適である。また、第2クラッド層材料は、後に使用するコア材料よりも屈折率の大きい材料を使用する。屈折率差を設けることによって、後に形成されるコア層とクラッド層間の光信号の伝播が可能となるため、光基板の形成において好適となるからである。第2クラッド層を硬化させて固定させることで、支持体上に、第1クラッド層、金属線、第2クラッド層からなる積層が形成される。以下、説明上、第1クラッド層、金属線、第2クラッド層が積層され固定された材料を、積層体という。 Next, a second cladding layer (hereinafter sometimes referred to as a second resin base material) is formed on the metal wire and the first cladding layer fixed along the guide groove. As a method for forming the second cladding layer, similarly to the formation of the first cladding layer described above, when the material of the second cladding layer is a liquid, a spin coating method, a roll coating method, a die coating method, or the like is used. be able to. However, the dip coating method cannot be applied. Further, when the second clad material is already applied and formed on the film-like substrate, the second clad layer can be formed by laminating (bonding) on the first clad layer and the metal wire. is there. Next, the second clad layer is hardened so that the metal wire fixed in the guide groove is covered with the second clad layer and fixed. Curing of the second cladding layer includes curing by heat and curing by ultraviolet rays, and the means can be selected depending on the curing mode of the second cladding layer material. As an example, when an ultraviolet curable photosensitive material is applied as the second cladding layer material, curing can be performed in a short time compared to a thermosetting material, so that an optical substrate can be efficiently formed. It is. The second cladding layer material is a material having a higher refractive index than the core material used later. By providing the difference in refractive index, it becomes possible to propagate an optical signal between a core layer and a clad layer to be formed later, which is preferable in forming an optical substrate. By curing and fixing the second cladding layer, a laminate composed of the first cladding layer, the metal wire, and the second cladding layer is formed on the support. Hereinafter, a material in which the first cladding layer, the metal wire, and the second cladding layer are stacked and fixed is referred to as a stacked body for the sake of explanation.

第2クラッド層を形成した後、支持体上に形成された積層体を、積層方向に対して垂直方向で、所望の大きさに支持体ごとダイシングソー等で切断する。切断された積層体の断面からは、第1クラッド層と第2クラッド層とで挟まれた金属線の断面が露出する。次に、支持体と積層体とを剥離する。更に、剥離した積層体の金属線が露出した断面をエッチング液に浸漬して、金属線をエッチング処理によって除去し、積層体に空孔を形成する。金属線のエッチングはその金属材料が溶解する薬液を適宜エッチング液として選択、適用してエッチング処理することが可能であり、例えば金属線が銅線である場合、塩化第二鉄溶液や塩化第一銅溶液でエッチング処理を行なうことが好適である。また、エッチング液は、毛細管現象によって積層体内部まで浸透し、金属線は確実に除去される。なお、ここで形成される空孔は金属線の断面形状を保持して形成されるため、金属線の形状が円形であれば円形の空孔となり、矩形であれば矩形の断面形状の空孔となるが、光伝送特性上、断面形状は円形であることが好ましく、従って金属線は、円形断面形状を有する金属線を好適に使用する。 After forming the second cladding layer, the laminate formed on the support is cut with a dicing saw or the like into the desired size in the direction perpendicular to the stacking direction. From the cross section of the cut laminate, the cross section of the metal wire sandwiched between the first cladding layer and the second cladding layer is exposed. Next, a support body and a laminated body are peeled. Furthermore, the cross section where the metal wire of the laminated body which peeled is exposed is immersed in etching liquid, a metal wire is removed by an etching process, and a void | hole is formed in a laminated body. Etching of a metal wire can be performed by appropriately selecting and applying a chemical solution that dissolves the metal material as an etchant. For example, when the metal wire is a copper wire, a ferric chloride solution or a ferrous chloride solution can be used. It is preferable to perform the etching process with a copper solution. Further, the etching solution penetrates to the inside of the laminate by a capillary phenomenon, and the metal wire is reliably removed. In addition, since the void | hole formed here is formed holding the cross-sectional shape of a metal wire, if the shape of a metal wire is circular, it will become a circular hole, and if it is a rectangle, it will be a hole of a rectangular cross-sectional shape. However, in terms of optical transmission characteristics, the cross-sectional shape is preferably circular, and therefore a metal wire having a circular cross-sectional shape is preferably used.

次に、形成された空孔を有する積層体断面を液体のコア材料(以下、第3の樹脂基材ということがある。)に浸漬し、空孔内にコア材料を充填する。この空孔へのコア材料充填は、毛細管現象を適用して行なう。従って、コア材料への積層体断面の浸漬は大気圧よりも低い気圧環境下(即ち、大気圧以下。)で行なうことが好ましい。これによって、例えば空孔内に気泡混入が生じた場合であっても、低圧環境下にあることにより気泡が脱気除去されてコア材料の充填が促進されるため、製造品位が安定継続して、欠陥発生が少ない光基板を得ることが可能となる。なお、低圧環境としては、好ましくは0.1MPa以下である。次に、積層体に充填したコア材料を硬化させる。コア材料の硬化は、コア材料の硬化形態によりその手段を選択できる。熱による硬化、紫外線による硬化等があるが、上述した第1クラッド層及び第2クラッド層と同様に、コア材料として紫外線硬化型の感光性材料を適用すれば、熱硬化型材料と比較して硬化が短時間で行われるため、効率的に光基板を形成することができ、好適である。 Next, the formed cross-section of the laminate having pores is immersed in a liquid core material (hereinafter sometimes referred to as a third resin base material), and the core material is filled into the pores. The core material is filled into the holes by applying a capillary phenomenon. Therefore, it is preferable to immerse the cross section of the laminate in the core material under an atmospheric pressure environment lower than atmospheric pressure (that is, lower than atmospheric pressure). As a result, even when bubbles are mixed in the pores, for example, the bubbles are degassed and removed by being in a low pressure environment, and the filling of the core material is promoted. It is possible to obtain an optical substrate with few occurrences of defects. The low pressure environment is preferably 0.1 MPa or less. Next, the core material filled in the laminate is cured. The means for curing the core material can be selected depending on the curing form of the core material. Although there are curing by heat, curing by ultraviolet rays, etc., as in the case of the first cladding layer and the second cladding layer described above, if an ultraviolet curable photosensitive material is applied as the core material, it is compared with the thermosetting material. Since curing is performed in a short time, an optical substrate can be formed efficiently, which is preferable.

最後に硬化して積層形成された積層体を、ダイシングソーなどの切断手段を用いて所望の形状、サイズに切断することにより、所望の光基板を形成することができる。切断においては、積層方向と直角に断面を形成するだけでなく、積層方向に対して傾斜角度を設けて切断することで、コア層を伝搬する光を屈折させるミラーを形成することも可能である。光基板の使用用途により切断方向を好適に選択することができる。 A desired optical substrate can be formed by cutting the laminate, which is finally cured and laminated, into a desired shape and size using a cutting means such as a dicing saw. In cutting, it is possible not only to form a cross section perpendicular to the stacking direction but also to form a mirror that refracts the light propagating through the core layer by cutting with a tilt angle with respect to the stacking direction. . The cutting direction can be suitably selected according to the use application of the optical substrate.

以上説明したように、本発明の製造方法は、形成する光導波路と同一径の金属線を用い、エッチングによって金属線を除去して形成した空孔に高分子材料を充填してコアを形成する。従って、円形のコアパターン断面を安定的に、且つ、継続して得ることができ、光基板を効率的に量産することができる。また、上述した製造方法によって、光伝送損失の少ない光基板を提供することができ、さらに、かかる光基板を使用することで、光伝送損失の少ない光集積回路、光インターコネクタ、光合分波器を提供することができる。 As described above, the manufacturing method of the present invention uses the metal wire having the same diameter as the optical waveguide to be formed, fills the hole formed by removing the metal wire by etching, and forms the core. . Therefore, a circular core pattern cross section can be obtained stably and continuously, and an optical substrate can be mass-produced efficiently. In addition, an optical substrate with a small optical transmission loss can be provided by the manufacturing method described above, and furthermore, by using such an optical substrate, an optical integrated circuit, an optical interconnector, and an optical multiplexer / demultiplexer with a small optical transmission loss. Can be provided.

(実施例1)
以下に、本発明の実施例について図を用いながら詳細に説明する。本明細書においては、同一部材については同一の符号を付す。図1(A)〜(E)は、本発明の実施例1に係る光基板の第1クラッド層、ガイド溝、金属線敷線、第2グラッド層形成を示す断面図である。また、図2(A)〜(D)は、本発明の実施例1における第1グラッド層剥離、金属線エッチング、コア層形成等を示す断面図である。
Example 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this specification, the same code | symbol is attached | subjected about the same member. FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views showing the formation of a first cladding layer, guide grooves, metal wires, and second grad layers of an optical substrate according to Example 1 of the present invention. 2A to 2D are cross-sectional views showing first grad layer peeling, metal line etching, core layer formation, and the like in Example 1 of the present invention.

本発明の実施例1に係る光基板の製造方法について説明する。直径50μmのコア層8を有する高分子樹脂からなる光基板を形成するため、厚さ0.5mmのSUS430材のステンレス板を支持体1として用意した(図1(A)参照)。前記支持体1の上に、第1クラッド層2の材料として、屈折率1.53の感光性エポキシ樹脂を、500μmの膜厚で、ダイコート法で塗布した。次に、支持体1上に形成した前記第1クラッド層2に、平行光紫外線照射装置を用いて、露光量500mJ/cmで平行光紫外線を照射して、支持体1上に第1クラッド層2を密着形成した(図1(B)参照)。 A method for manufacturing an optical substrate according to Embodiment 1 of the present invention will be described. In order to form an optical substrate made of a polymer resin having a core layer 8 with a diameter of 50 μm, a stainless steel plate made of SUS430 material having a thickness of 0.5 mm was prepared as the support 1 (see FIG. 1A). On the support 1, a photosensitive epoxy resin having a refractive index of 1.53 was applied as a material of the first cladding layer 2 to a thickness of 500 μm by a die coating method. Next, the first clad layer 2 formed on the support 1 is irradiated with parallel ultraviolet light at an exposure dose of 500 mJ / cm 2 using a parallel light ultraviolet irradiation device, and the first cladding is formed on the support 1. Layer 2 was formed in close contact (see FIG. 1B).

次に、直径100μm径の微細なドリル刃のルーター加工によって、直線部、曲線部等様々な形状を有する配線パターンに対応したガイド溝3を、深さ30μmで形成した(図1(C)参照)。 Next, a guide groove 3 corresponding to a wiring pattern having various shapes such as a straight portion and a curved portion was formed at a depth of 30 μm by router processing of a fine drill blade having a diameter of 100 μm (see FIG. 1C). ).

次に、形成されたガイド溝3に沿って、直径50μmの銅材からなる被覆のない金属線4を敷線した。このとき、接着剤5として、第2クラッド層と同じ材料である屈折率1.53の感光性エポキシ樹脂を使用した。金属線4はガイド溝3の直線部、曲線部等に合わせて敷線され、始点と終点のみならず、配線形状の変化点においても接着剤5を滴下して敷線した。次に、平行光紫外線照射装置を用いて、露光量500mJ/cmで平行光紫外線を照射し、接着剤5を硬化させて、金属線4を接着固定した(図1(D)参照)。このようにガイド溝3に沿って敷線することで、配線パターンの変化点において、金属線4が折れ曲がることはなく配線パターンどおりに敷線することができた。 Next, an uncoated metal wire 4 made of a copper material having a diameter of 50 μm was laid along the formed guide groove 3. At this time, a photosensitive epoxy resin having a refractive index of 1.53, which is the same material as the second cladding layer, was used as the adhesive 5. The metal wire 4 was laid in line with the straight portion, the curved portion, etc. of the guide groove 3, and the adhesive 5 was dropped not only at the start point and the end point but also at the change point of the wiring shape. Next, using a parallel light ultraviolet irradiation device, the parallel light ultraviolet light was irradiated at an exposure amount of 500 mJ / cm 2 , the adhesive 5 was cured, and the metal wire 4 was bonded and fixed (see FIG. 1D). By laying along the guide groove 3 in this way, the metal wire 4 was not bent at the change point of the wiring pattern, and could be laid according to the wiring pattern.

次に、銅材からなる金属線4が敷線された第1クラッド層2上に、第2クラッド層の材料として、第1クラッド層2の材料と同じ材料である屈折率1.53の感光性エポキシ樹脂を、ダイコート法によって均一に塗布した。次に、気泡混入がない状態で、フッ素樹脂製ドクターブレードを用いて、塗布した感光性エポキシ樹脂の表面を掻き取った。このとき、金属線4の最表面から20μmの間隔を取って感光性エポキシ樹脂の表面を掻き取った。続いて、平行光紫外線照射装置を用いて、露光量500mJ/cmで紫外線を照射して、エポキシ材料を硬化させ、第1クラッド層2と第2クラッド層で金属線4を被覆固定した。第1クラッド層2と第2クラッド層が硬化によって一体化し、金属線4が埋め込まれた積層体(第1クラッド層2、金属線4、第2クラッド層の積層体)6が形成された(図1(E)参照)。 Next, a photosensitive material having a refractive index of 1.53 which is the same material as the material of the first cladding layer 2 is used as the material of the second cladding layer on the first cladding layer 2 on which the metal wire 4 made of copper is laid. The conductive epoxy resin was uniformly applied by a die coating method. Next, the surface of the applied photosensitive epoxy resin was scraped off using a fluororesin doctor blade in the absence of air bubbles. At this time, the surface of the photosensitive epoxy resin was scraped off at an interval of 20 μm from the outermost surface of the metal wire 4. Subsequently, using a parallel light ultraviolet irradiation device, the epoxy material was cured by irradiating ultraviolet rays at an exposure amount of 500 mJ / cm 2 , and the metal wire 4 was covered and fixed with the first cladding layer 2 and the second cladding layer. The first clad layer 2 and the second clad layer are integrated by curing, and a laminated body (laminated body of the first clad layer 2, the metal line 4, and the second clad layer) 6 in which the metal wire 4 is embedded is formed ( (See FIG. 1 (E)).

この支持体1及び金属線4が埋め込まれた積層体6を、ダイシングソーを用いて幅3mm、長さ120mmの矩形に切断した。積層体6の切断面において、径50μmの金属線4の断面が露出した。次に、積層体6と支持体1が密着した状態で、積層体6表面の端辺に粘着テープを接触させて、支持体1から、金属線4が埋め込まれた積層体6を物理的に剥離した。この時、積層体6は、第1クラッド層2、金属線4及び第2クラッド層の3者が強固に硬化密着しているため、剥離においては、第1クラッド層2、金属線4、第2クラッド層が分離することなく一体となって支持体1から剥離され、支持体1に材料が残留付着せずに剥離できた(図2(A)参照)。 The laminated body 6 in which the support 1 and the metal wire 4 were embedded was cut into a rectangle having a width of 3 mm and a length of 120 mm using a dicing saw. The cross section of the metal wire 4 having a diameter of 50 μm was exposed on the cut surface of the laminate 6. Next, in a state where the laminate 6 and the support 1 are in close contact with each other, an adhesive tape is brought into contact with the edge of the surface of the laminate 6 so that the laminate 6 in which the metal wire 4 is embedded is physically removed from the support 1. It peeled. At this time, the laminated body 6 has the first clad layer 2, the metal wire 4, and the second clad layer firmly and firmly adhered, so that in the peeling, the first clad layer 2, the metal wire 4, The two clad layers were peeled together from the support 1 without being separated, and the material could be peeled off without remaining on the support 1 (see FIG. 2A).

次に、支持体1から剥離した、金属線4が露出した前記積層体6の断面を、液温50℃、比重1.55の塩化第一銅溶液に浸漬し、金属線4を除去するためのエッチング処理を行ない、金属線4を除去して、積層体6に径50μmの空孔7を形成した(図2(B)参照)。空孔7の断面形状は、金属線4の断面形状と同一である。 Next, in order to remove the metal wire 4 by immersing the cross section of the laminated body 6 exfoliated from the support 1 and exposing the metal wire 4 in a cuprous chloride solution having a liquid temperature of 50 ° C. and a specific gravity of 1.55. Etching was performed to remove the metal wire 4 and form a hole 7 having a diameter of 50 μm in the laminate 6 (see FIG. 2B). The cross-sectional shape of the hole 7 is the same as the cross-sectional shape of the metal wire 4.

次に、空孔7が形成された積層体6の断面を、圧力400mmHgの容器内で、コア層8の材料である屈折率1.48の液体の感光性エポキシ樹脂に浸漬した。毛細管現象によってコア材料が空孔7内に充填し、気泡混入がなく充填されていることを確認した。この状態で平行光紫外線照射装置を用いて、露光量300mJ/cmで平行光の紫外線を照射してコア材料を硬化させ、コア層8を形成した(図2(C)参照)。 Next, the cross section of the laminate 6 in which the holes 7 were formed was immersed in a liquid photosensitive epoxy resin having a refractive index of 1.48, which is a material of the core layer 8, in a container having a pressure of 400 mmHg. It was confirmed that the core material was filled in the pores 7 by capillarity and was filled without bubbles. In this state, using a parallel light ultraviolet irradiation device, the core material was cured by irradiating parallel light with an exposure amount of 300 mJ / cm 2 to form the core layer 8 (see FIG. 2C).

最後に、硬化してコア層8が埋め込まれるように積層されて形成された積層体6を、長さ100mmとなるようにダイシングソーで切断することにより、コア径50μmのパターンが250μmピッチで入射、出射されるように形成された厚さ150μmの光基板が形成され、その挿入損失は3.5dBであった(図2(D)参照)。 Finally, the laminate 6 formed by being cured and embedded so that the core layer 8 is embedded is cut with a dicing saw so as to have a length of 100 mm, so that a pattern with a core diameter of 50 μm is incident at a pitch of 250 μm. An optical substrate having a thickness of 150 μm formed so as to be emitted was formed, and its insertion loss was 3.5 dB (see FIG. 2D).

(実施例2)
次に、本発明の実施例2に係る光基板の製造方法について説明する。図3(A)〜(E)は、本発明の実施例2に係る光基板の第1クラッド層、ガイド溝、金属線敷線、第2グラッド層形成を示す断面図である。また、図4(A)〜(D)は、本発明の実施例2における第1グラッド層剥離、金属線エッチング、コア層形成等を示す断面図である。上述した実施例1と同様に、直径50μmのコア層8を有する高分子樹脂からなる光基板を形成するため、厚さ1.0mmの表面が平滑な無アルカリガラス板を支持体1として用意した(図3(A)参照)。支持体1の上に、第1クラッド層2の材料として屈折率1.53の感光性エポキシ樹脂を、ダイコート法で500μmの厚さで塗布した。その後、平行光紫外線照射装置を用いて、露光量500mJ/cmで平行光紫外線を照射して、支持体1上に第1クラッド層2を密着形成した (図3(B)参照)。
(Example 2)
Next, a method for manufacturing an optical substrate according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views showing the formation of the first cladding layer, the guide groove, the metal wire, and the second grad layer of the optical substrate according to Example 2 of the present invention. 4A to 4D are cross-sectional views showing the first grad layer peeling, metal wire etching, core layer formation, and the like in Example 2 of the present invention. Similarly to Example 1 described above, an alkali-free glass plate having a smooth surface with a thickness of 1.0 mm was prepared as the support 1 in order to form an optical substrate made of a polymer resin having a core layer 8 having a diameter of 50 μm. (See FIG. 3A). On the support 1, a photosensitive epoxy resin having a refractive index of 1.53 was applied as a material for the first cladding layer 2 to a thickness of 500 μm by a die coating method. Thereafter, the first clad layer 2 was formed in close contact with the support 1 by irradiating the parallel light ultraviolet light with an exposure dose of 500 mJ / cm 2 using a parallel light ultraviolet irradiation device (see FIG. 3B).

次に、直径100μm径の微細なドリル刃のルーター加工によって、直線部、曲線部等様々な形状を有する配線パターンに対応したガイド溝3を深さ30μmで形成した(図3(C)参照)。 Next, a guide groove 3 corresponding to a wiring pattern having various shapes such as a straight portion and a curved portion was formed at a depth of 30 μm by router processing of a fine drill blade having a diameter of 100 μm (see FIG. 3C). .

次に、この形成されたガイド溝3に沿って直径50μmのアルミニウム材からなる被覆のない金属線4を敷線した。このとき、接着剤5として、第2クラッド層と同じ材料である屈折率1.53の感光性エポキシ樹脂を使用した。この金属線4はガイド溝3の直線部、曲線部等に合わせて敷線され、始点と終点のみならず、配線形状の変化点においても接着剤5を滴下して敷線した。その後、平行光紫外線照射装置を用いて、露光量500mJ/cmで平行光紫外線を照射して接着剤5を固定した。その結果、パターンの変化点においても、金属線4が折れ曲がることはなく敷線された (図3(D)参照)。 Next, an uncoated metal wire 4 made of an aluminum material having a diameter of 50 μm was laid along the formed guide groove 3. At this time, a photosensitive epoxy resin having a refractive index of 1.53, which is the same material as the second cladding layer, was used as the adhesive 5. This metal wire 4 was laid in line with the straight portion, the curved portion, and the like of the guide groove 3, and the adhesive 5 was dropped not only at the start point and the end point but also at the change point of the wiring shape. Then, the adhesive 5 was fixed by irradiating parallel light ultraviolet rays with an exposure amount of 500 mJ / cm 2 using a parallel light ultraviolet irradiation device. As a result, the metal wire 4 was laid without bending even at the pattern change point (see FIG. 3D).

次に、このアルミニウム材からなる金属線4が敷線された支持体1上の第1クラッド層2上に、第2クラッド層の材料として、第1クラッド層2と同じ材料である屈折率1.53の感光性エポキシ樹脂を、ダイコート法によって均一に塗布した。次に、気泡混入がない状態で、フッ素樹脂製ドクターブレードを用いて、金属線4最表面と20μmの間隙を取って、感光性エポキシ樹脂を掻き取った。次に、平行光紫外線照射装置を用いて、露光量500mJ/cmで紫外線を照射して、エポキシ材料を硬化させ、第1クラッド層2と第2クラッド層で金属線4を被覆固定した。第1クラッド層2と第2クラッド層が硬化によって一体化し、金属線4が埋め込まれた積層体6が形成された(図3(E)参照)。 Next, on the first clad layer 2 on the support 1 on which the metal wire 4 made of this aluminum material is laid, the refractive index 1 is the same material as the first clad layer 2 as the material of the second clad layer. .53 photosensitive epoxy resin was uniformly applied by a die coating method. Next, the photosensitive epoxy resin was scraped off using a fluororesin doctor blade with a gap of 20 μm from the outermost surface of the metal wire 4 with no air bubbles mixed. Next, using a parallel light ultraviolet irradiation device, ultraviolet rays were irradiated at an exposure amount of 500 mJ / cm 2 to cure the epoxy material, and the metal wire 4 was covered and fixed with the first cladding layer 2 and the second cladding layer. The first clad layer 2 and the second clad layer were integrated by curing, and a laminate 6 in which the metal wire 4 was embedded was formed (see FIG. 3E).

この支持体1及び金属線4が埋め込まれた積層体6を、ダイシングソーで幅3mm、長さ120mmに切断した。切断面において金属線4の径50μm断面が露出した。次に、支持体1と密着した状態で、積層体6の表面の端辺に粘着テープを接触させて、支持体1から積層体6を物理的に剥離した。積層体6は、第1クラッド層2、金属線4及び第2クラッド層の3者が強固に硬化密着しているため、剥離においては、第1クラッド層2、金属線4、第2クラッド層が分離することなく一体となって支持体1から剥離され、支持体1に材料が残留付着せずに剥離できた(図4(A)参照)。 The laminate 6 in which the support 1 and the metal wire 4 were embedded was cut into a width of 3 mm and a length of 120 mm with a dicing saw. A cross section of the metal wire 4 having a diameter of 50 μm was exposed at the cut surface. Next, in a state of being in close contact with the support 1, an adhesive tape was brought into contact with the edge of the surface of the laminate 6 to physically peel the laminate 6 from the support 1. In the laminated body 6, the first clad layer 2, the metal wire 4, and the second clad layer are firmly cured and adhered, so that in the peeling, the first clad layer 2, the metal wire 4, and the second clad layer Were separated from the support 1 without being separated, and the material was able to be peeled off without adhering to the support 1 (see FIG. 4A).

次に、支持体1から剥離した、金属線4が露出した前記積層体6の断面を、液温40℃、10wt%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、金属線4を除去するためのエッチング処理を行ない、金属線4を除去して、積層体6に径50μmの空孔7を形成した(図4(B)参照)。空孔7の断面形状は、金属線4の断面形状と同一である。 Next, an etching process for removing the metal wire 4 is performed by immersing the cross section of the laminate 6 from which the metal wire 4 is peeled off from the support 1 in a 10 ° C., 10 wt% aqueous sodium hydroxide solution at a liquid temperature of 40 ° C. Then, the metal wire 4 was removed, and a hole 7 having a diameter of 50 μm was formed in the laminated body 6 (see FIG. 4B). The cross-sectional shape of the hole 7 is the same as the cross-sectional shape of the metal wire 4.

次に、空孔7が形成された積層体6の断面を、圧力400mmHgの容器内で、コア層8の材料である屈折率1.48の液体の感光性エポキシ樹脂に浸漬した。毛細管現象によってコア材料が空孔7内に充填し、気泡混入がなく充填されていることを確認した。この状態で平行光紫外線照射装置を用いて、露光量300mJ/cmで平行光の紫外線を照射してコア材料を硬化させ、コア層8を形成した(図4(C)参照)。 Next, the cross section of the laminate 6 in which the holes 7 were formed was immersed in a liquid photosensitive epoxy resin having a refractive index of 1.48, which is a material of the core layer 8, in a container having a pressure of 400 mmHg. It was confirmed that the core material was filled in the pores 7 by capillarity and was filled without bubbles. In this state, using a parallel light ultraviolet irradiation device, the core material was cured by irradiating parallel light with an exposure amount of 300 mJ / cm 2 to form the core layer 8 (see FIG. 4C).

最後に、硬化してコア層8が埋め込まれるように積層されて形成された積層体6を、長さ100mmとなるようにダイシングソーで切断することにより、コア径50μmのパターンが250μmピッチで入射、出射されるように形成された厚さ150μmの光基板が形成され、その挿入損失は3.5dBであり、上述した実施例1と同様の特性であることが確認された(図4(D)参照)。 Finally, the laminate 6 formed by being cured and embedded so that the core layer 8 is embedded is cut with a dicing saw so as to have a length of 100 mm, so that a pattern with a core diameter of 50 μm is incident at a pitch of 250 μm. An optical substrate having a thickness of 150 μm formed so as to be emitted is formed, and its insertion loss is 3.5 dB. It was confirmed that the characteristics were the same as those of the first embodiment (FIG. 4D )reference).

本発明の一実施形態に係る製造法によれば、効率的に光基板を量産することができ、光通信、光情報処理に用いられる光集積回路、光インターコネクタあるいは光合分波器等に安価に利用することが期待できる。 According to the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, an optical substrate can be efficiently mass-produced, and is inexpensive for an optical integrated circuit, an optical interconnector, or an optical multiplexer / demultiplexer used for optical communication and optical information processing. You can expect to use it.

本発明の実施例1に係る光基板の形成工程における断面図である。It is sectional drawing in the formation process of the optical board | substrate which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る光基板の形成工程における断面図である。It is sectional drawing in the formation process of the optical board | substrate which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る光基板の形成工程における断面図である。It is sectional drawing in the formation process of the optical board | substrate which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る光基板の形成工程における断面図等である。It is sectional drawing etc. in the formation process of the optical board | substrate which concerns on Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:支持体
2:第1クラッド層
3:ガイド溝
4:金属線
5:接着剤
6:積層体
7:空孔
8:コア層
1: Support 2: First cladding layer 3: Guide groove 4: Metal wire
5: Adhesive 6: Laminate 7: Hole 8: Core layer

Claims (12)

光透過性を有する第1の樹脂基材の上面に所望のパターンの溝を形成し、
前記溝に接着剤を滴下し、
前記溝に所望の径の金属線を敷設して固定し、
前記第1の樹脂基材及び前記金属線を光透過性を有する第2の樹脂基材によって被覆して一体化した積層体を形成し、
前記積層体を所望の大きさに切断し、
切断した前記積層体をエッチング液に浸漬して前記金属線を溶解して空孔を形成し、
前記空孔を形成した前記積層体を大気圧以下において前記第1及び第2の樹脂基材と異なる屈折率の光透過性を有する第3の樹脂基材に浸漬して前記空孔を該第3の樹脂基材で充填し、
充填した前記第3の樹脂基材を硬化して光導波路のコアを形成すること、を特徴とする光基板の製造方法。
Forming grooves of a desired pattern on the upper surface of the first resin base material having light transmittance;
Dropping an adhesive into the groove,
Laying and fixing a metal wire of a desired diameter in the groove,
Forming a laminated body in which the first resin base material and the metal wire are covered and integrated with a second resin base material having optical transparency;
Cutting the laminate to a desired size,
The cut laminate is immersed in an etching solution to dissolve the metal wire to form a hole,
The laminated body in which the pores are formed is immersed in a third resin base material having a light-transmitting property different from that of the first and second resin base materials at atmospheric pressure or less, so that the pores are formed in the first and second resin base materials. 3 filled with resin base material,
A method for producing an optical substrate, comprising: curing the filled third resin base material to form a core of an optical waveguide.
前記接着剤は、前記第2の樹脂基材の材質を主成分とする接着剤であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法。 The method for manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the adhesive is an adhesive mainly composed of a material of the second resin base material. 前記所望のパターンは、光導波路のコアパターンであることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法。 The method for manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the desired pattern is a core pattern of an optical waveguide. 前記金属線の径は、形成されるコアの径と同一であることを特徴する請求項1に記載の光基板の製造方法。 The method of manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the diameter of the metal wire is the same as the diameter of the core to be formed. 前記コアの断面は略円形であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法。 The method of manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein a cross section of the core is substantially circular. 前記第1乃至第3の樹脂基材は、紫外線硬化性樹脂基材であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法。 The method of manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the first to third resin base materials are ultraviolet curable resin base materials. 前記第1の樹脂基材は、支持体上にスピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、ダイコート法の何れか一の方法によって形成され、
前記第2の樹脂基材は、前記第1の樹脂基材及び前記金属線上にスピンコート法、ロールコート法、ダイコート法の何れか一の方法によって形成されたことを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法。
The first resin substrate is formed on the support by any one of spin coating, dip coating, roll coating, and die coating methods,
The second resin base material is formed on the first resin base material and the metal wire by any one of a spin coat method, a roll coat method, and a die coat method. The manufacturing method of the optical board | substrate of description.
前記第1及び第2の樹脂基材は、それぞれフィルム状基材に樹脂を塗布して貼り合わせて形成された基材であることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法。 2. The method of manufacturing an optical substrate according to claim 1, wherein the first and second resin base materials are base materials formed by applying and bonding a resin to a film-like base material, respectively. 前記請求項1乃至請求項8の何れか一に記載の光基板の製造方法によって製造された光基板。 An optical substrate manufactured by the method for manufacturing an optical substrate according to any one of claims 1 to 8. 請求項9に記載の光基板を少なくとも有することを特徴とする光集積回路。 An optical integrated circuit comprising at least the optical substrate according to claim 9. 請求項9に記載の光基板を少なくとも有することを特徴とする光インターコネクタ。 An optical interconnector comprising at least the optical substrate according to claim 9. 請求項9に記載の光基板を少なくとも有することを特徴とする光合分波器。 An optical multiplexer / demultiplexer comprising at least the optical substrate according to claim 9.
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