JP2010072078A - Manufacturing method of optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical waveguide manufacturing method.
近年、ノート型パソコンや携帯電話の高機能化により機器で使用されるデータ量は増大する傾向にある。これらのモバイル機器などにおけるデータの送受信で光を信号として伝搬するため、電気配線に用いられるフレキシブルプリント基板のような、ねじれや折り曲げに対する追従性を有するフレキシブルタイプの高分子光導波路が提案されている(特許文献1参照)。このフレキシブルタイプの高分子光導波路は、光が伝播するコアと、コアの周囲に設けられるクラッドが、共にゲル状材などの曲げ弾性率が低い材料で作製されており、全体的に柔軟性を有している。 In recent years, the amount of data used in devices tends to increase due to higher functionality of notebook personal computers and mobile phones. In order to propagate light as a signal by transmitting and receiving data in these mobile devices, flexible type polymer optical waveguides having followability against twisting and bending such as flexible printed circuit boards used for electrical wiring have been proposed. (See Patent Document 1). In this flexible type polymer optical waveguide, the core through which light propagates and the clad provided around the core are both made of a material having a low bending elastic modulus such as a gel material. Have.
また、モバイル機器の高性能化と共に小型化が進み、モバイル機器内において高密度に実装されることから、例えばスライド機構では基板間の間隔Dは4mm以下が要求され、今後は2mm程度までにすることが要求されている。ヒンジ機構やスライド機構による繰り返しの曲げ伸ばしにおいても高いフレキシブル性を有する光導波路が必要とされている。 In addition, as the performance of mobile devices increases, miniaturization progresses and the devices are mounted at a high density in the mobile devices. For example, in the slide mechanism, the distance D between the substrates is required to be 4 mm or less, and will be reduced to about 2 mm in the future. It is requested. There is a need for an optical waveguide having high flexibility even in repeated bending and stretching by a hinge mechanism or a slide mechanism.
直線状の高分子光導波路を容易に製造する方法としては、例えば、基板上に、クラッドとなる第1層と、該第1層よりも屈折率が高い第2層(コア層)を形成する。第2層の一部をダイシングソー等で機械的に切削して除去することでコア部を形成し、次いで、コア部より屈折率の低い材料でコア部を覆って第3層(クラッド層)を形成することによって光導波路構造を形成する方法が提案されている(特許文献2参照)。
本発明は、コアの上下を覆うクラッド部の厚みが薄く、フレキシブル性を有する光導波路を簡便かつ安価に製造する方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flexible optical waveguide with a thin and thin clad portion covering the top and bottom of a core in a simple and inexpensive manner.
請求項1の発明は、光が伝搬するコア層と、該コア層よりも屈折率が小さいクラッド層とが交互に積層され、少なくとも片面が前記クラッド層である積層フィルムを用意する工程と、前記積層フィルムの前記片面のクラッド層をダイシングテープに貼り付けて固定する工程と、前記積層フィルムを、前記ダイシングテープに貼り付けた最下部のクラッド層の途中まで厚さ方向に切削して溝を形成するとともにコア部を形成する工程と、前記コア層よりも屈折率が小さい液状の高分子樹脂を前記溝に充填した後、硬化させることにより埋め込みクラッド層を形成する工程と、前記積層フィルムを、前記埋め込みクラッド層の一部が残るように、該埋め込みクラッド層とともに前記最下部のクラッド層の下まで厚さ方向に切削して光導波路を形成する工程と、を含むことを特徴とする光導波路の製造方法である。
請求項2の発明は、前記埋め込みクラッド層を形成する前記高分子樹脂の屈折率が、前記積層フィルムを構成するクラッド層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の光導波路の製造方法である。
請求項3の発明は、前記コア部を形成する工程において前記積層フィルムの切削に用いるブレードの厚みが、前記光導波路を形成する工程において前記埋め込みクラッド層の切削に用いるブレードの厚みよりも20μm以上厚いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光導波路の製造方法である。
請求項4の発明は、前記ダイシングテープとして紫外線剥離性のダイシングテープを用い、かつ、前記埋め込みクラッド層を形成する高分子樹脂として熱硬化性樹脂を用い、又は、前記ダイシングテープとして熱剥離性のダイシングテープを用い、かつ、前記埋め込みクラッド層を形成する高分子樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光導波路の製造方法である。
The invention of claim 1 is a step of preparing a laminated film in which a core layer through which light propagates and a clad layer having a refractive index smaller than that of the core layer are alternately laminated, and at least one surface of which is the clad layer; The step of fixing the clad layer on one side of the laminated film to a dicing tape and fixing the laminated film in the thickness direction to the middle of the lowermost clad layer attached to the dicing tape to form a groove And forming the core part, filling the groove with a liquid polymer resin having a refractive index smaller than that of the core layer, and then curing to form an embedded cladding layer, and the laminated film, An optical waveguide is formed by cutting in the thickness direction to the bottom of the lowermost clad layer together with the buried clad layer so that a part of the buried clad layer remains. And that step is a method of manufacturing an optical waveguide, which comprises a.
The invention according to claim 2 is characterized in that the refractive index of the polymer resin forming the buried cladding layer is smaller than the refractive index of the cladding layer constituting the laminated film. It is a manufacturing method.
According to a third aspect of the present invention, the thickness of the blade used for cutting the laminated film in the step of forming the core portion is 20 μm or more than the thickness of the blade used for cutting the embedded cladding layer in the step of forming the optical waveguide. 3. The optical waveguide manufacturing method according to claim 1, wherein the optical waveguide is thick.
According to a fourth aspect of the present invention, an ultraviolet peelable dicing tape is used as the dicing tape, and a thermosetting resin is used as the polymer resin for forming the embedded cladding layer, or a heat peelable resin as the dicing tape. 4. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein a dicing tape is used, and an ultraviolet curable resin is used as a polymer resin for forming the buried cladding layer. 5. is there.
請求項1に係る発明によれば、埋め込みクラッド層を一定の幅で切削することで厚みの薄いクラッド部を形成することができ、本構成を有しない場合に比べ、上下のクラッド部の厚さが薄く、フレキシブル性を有する光導波路を簡便かつ安価に製造することができる。
請求項2に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、屈曲時の光閉じ込め効果がより高い光導波路を簡便かつ安価に製造することができる。
請求項3に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、切削本数を減らすことができるとともに、埋め込みクラッド層を切削するときの位置合わせや切削が容易となり、フレキシブル性を有する光導波路を、より簡便かつより安価に製造することができる。
請求項4に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、高分子樹脂を硬化させて埋め込みクラッド層を形成するときにダイシングテープが剥離せず、うねりが発生することが抑制されるため、その後の埋め込みクラッド層の切削をより容易に行うことができ、上下のクラッド部の厚みが薄く、より均一な光導波路を簡便かつ安価に製造することができる。
According to the first aspect of the present invention, a thin clad portion can be formed by cutting the buried clad layer with a constant width, and the thickness of the upper and lower clad portions is larger than that in the case where this configuration is not provided. However, a thin and flexible optical waveguide can be manufactured easily and inexpensively.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily and inexpensively manufacture an optical waveguide having a higher optical confinement effect when bent compared to the case where the present configuration is not provided.
According to the third aspect of the invention, the number of cuttings can be reduced as compared with the case where the present configuration is not provided, and alignment and cutting when cutting the embedded cladding layer are facilitated, and the optical waveguide has flexibility. Can be manufactured more simply and at a lower cost.
According to the invention of claim 4, compared to the case without this configuration, when the embedded cladding layer is formed by curing the polymer resin, the dicing tape does not peel and the occurrence of undulation is suppressed. Therefore, the subsequent buried cladding layer can be cut more easily, and the thickness of the upper and lower cladding portions can be reduced, and a more uniform optical waveguide can be manufactured easily and inexpensively.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能及び作用を有する部材には、適宜全図面を通じて同じ符合を付与し、又は、符号を省略し、重複する説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that members having substantially the same function and action are given the same reference numerals throughout the drawings as appropriate, or the reference numerals are omitted, and repeated descriptions are omitted as appropriate.
本発明者らは、本発明の完成に先立ち以下のような検討を行った。
まず、特許文献1に開示されている光導波路は、ゲル状の柔軟な材料で構成されていることから実装後の接触時に問題がある。
一方、実装後の接触に問題ない材料を使用し、曲げ方向への屈曲耐久性を有するクラッド層の厚みの薄い光導波路を作製するために、特許文献2に開示されたようなダイシングソーを用いて光導波路を作製する場合、ダイシングソーの試料台の平坦性、ダイシングテープの厚さ不均一性、ブレード高さの不均一性、ブレード形状の変化等から、コア層の最下部までではなく最下部のクラッド層の一部まで切削(ハーフカット)することによりコア部を形成することが一般的である。
Prior to the completion of the present invention, the present inventors conducted the following examination.
First, since the optical waveguide disclosed in Patent Document 1 is made of a gel-like flexible material, there is a problem at the time of contact after mounting.
On the other hand, a dicing saw as disclosed in Patent Document 2 is used in order to produce an optical waveguide with a thin cladding layer having a bending durability in the bending direction, using a material that does not have a problem with contact after mounting. When producing an optical waveguide, the flatness of the sample table of the dicing saw, the nonuniformity of the dicing tape thickness, the nonuniformity of the blade height, changes in the blade shape, etc. In general, the core portion is formed by cutting (half-cutting) a part of the lower cladding layer.
ところで、高分子光導波路のフレキシブル性は導波路の総厚に依存するため、なるべく総厚が薄い方が有利であり、総厚は100μm以下であることが多い。光導波路は、用いられる光学系により必要なコア径が決まり、コア層の厚みが制約される。そのため、上下のクラッド層の厚みによって導波路全体の総厚が決まることになる。
しかし、クラッド層の厚みが薄いほど、ハーフカットを行っても切削深さ不足によるコアの形成不良や、下部クラッド層を完全に切断してしまう、すなわち、フルカットが発生し、特に高い得率が要求される大規模な生産に適さないという問題がある。
By the way, since the flexibility of the polymer optical waveguide depends on the total thickness of the waveguide, it is advantageous that the total thickness is as thin as possible, and the total thickness is often 100 μm or less. The required core diameter of the optical waveguide is determined by the optical system used, and the thickness of the core layer is restricted. Therefore, the total thickness of the entire waveguide is determined by the thicknesses of the upper and lower cladding layers.
However, the thinner the clad layer, the poorly formed core due to insufficient cutting depth even when half-cutting is performed, or the lower clad layer is completely cut, that is, full cut occurs, resulting in a particularly high yield. There is a problem that it is not suitable for large-scale production.
そこで、本発明者らは、光導波路の製造に用いる積層フィルムに切削溝を形成し、この溝に埋め込みクラッド層を形成した後、埋め込みクラッド層をさらに細く切削してこれを上下のクラッド層とすることで、上下のクラッド部の厚さが薄く、フレキシブル性を有する光導波路を簡便かつ安価に製造することができることを見出した。 Therefore, the present inventors formed a cutting groove in a laminated film used for manufacturing an optical waveguide, and after forming an embedded cladding layer in the groove, the embedded cladding layer was cut further finely to obtain upper and lower cladding layers. By doing so, it has been found that an optical waveguide having a flexible structure with thin upper and lower clad portions can be easily and inexpensively manufactured.
<第1の実施形態>
図1(A)〜(D)は第1実施形態に係る光導波路の製造工程を概略的に示している。図2は本実施形態により製造される光導波路の断面を概略的に示している。
まず、光が伝搬するコア層14と、該コア層14よりも屈折率が小さいクラッド層12,16とが交互に積層され、少なくとも片面がクラッド層12である積層フィルム10を用意する。
光導波路としての光学特性を発揮させるため、各クラッド層12,16はコア層14よりも屈折率が低い材料で構成する必要があり、特に光導波路コア14Aとの屈折率差を確保するため、比屈折率差は1%以上、望ましくは3%以上である。
積層フィルム10を構成する具体的な材料は、クラッド層12,16およびコア層14の所定の屈折率差が設定できるものであれば特に制限されず、例えば、脂環式オレフィンフィルム、アクリル系フィルム、エポキシ系フィルム、ポリイミド系フィルム等が用いられる。
<First Embodiment>
1A to 1D schematically show a manufacturing process of an optical waveguide according to the first embodiment. FIG. 2 schematically shows a cross section of an optical waveguide manufactured according to this embodiment.
First, a laminated
In order to exhibit optical characteristics as an optical waveguide, each of the
The specific material constituting the laminated
積層フィルム10を作製する方法は特に限定されず、例えば、ガラス、シリコンなどの平坦な支持基板上に、下部クラッド用高分子層(第1クラッド層)12、コア用高分子層14、上部クラッド用高分子層(第2クラッド層)16を順次積層して積層高分子フィルム10を作製する。各層12,14,16を積層する方法は、各層12,14,16の間で剥離が生じないように一体的に積層されれば特に限定されず、例えば、ラミネート法、スピンコート法等の公知の方法が採用される。
なお、クラッド層とコア層の数は限定されず、例えば、複数のコア部を有する光導波路を作製する場合は、複数のコア層がクラッド層と交互に積層されている積層フィルムを用意すればよい。
The method for producing the laminated
The number of clad layers and core layers is not limited. For example, when an optical waveguide having a plurality of core portions is manufactured, a laminated film in which a plurality of core layers are alternately laminated with a clad layer is prepared. Good.
各層12,14,16の厚みは特に限定されず、作製する光導波路30の用途等に応じて選択すればよい。
例えば、コア層14は、作製する光導波路30と接続させる光学系に応じて厚み(コア径)を選択すればよい。
一方、クラッド層12,16は、最終的には光導波路30のコア14Aの左右に位置するクラッド部12A,16Aを構成するため、切削溝18の形成に用いるダイシングソーの加工精度や、光導波路30が配置されるスペース等に応じて選択すればよい。
なお、ダイシングソーによる積層フィルム10の切削深さを制御するものとして、以下のものが挙げられる。例えば、ダイシングソーのブレード22の高さ精度を±0.5μm、ダイシングソーの試料台の平坦性を±3μm、ダイシングテープ20の厚さ不均一性を±3μm、ブレード22の寸法不均一性を±3μm、ブレード形状の変化を±2μmとし、これらを合計すると±11.5μmとなる。そして、より高い得率で製造するために、さらに3μm程度の余裕を加味すると、最下部のクラッド層12は25μm以上の厚さとすることが望ましい。
The thickness of each
For example, the thickness (core diameter) of the
On the other hand, since the
In addition, the following are mentioned as what controls the cutting depth of the
積層フィルム10の総厚も特に限定されないが、積層フィルム10の厚みは最終的に製造される光導波路30の幅Wに相当することになる。近年のスライド機構では基板間の間隔Dは4mm以下が要求されていることなどを考慮すると、積層フィルム10の総厚は4mm以下とすることが好ましい。
また、ブレード径が大きくなると、最下部のクラッド層12の下までフルカットする工程(図1(D))において、フルカットによって形成された光導波路30が倒れてしまう現象が発生するおそれがある。従って、生産歩留まりを向上させるために、積層高分子フィルム10の総厚と、作製する光導波路30の厚みTとの比は10:1〜80:1程度が望ましく、10:1〜30:1程度がより望ましい。
Although the total thickness of the
Further, when the blade diameter is increased, there is a possibility that a phenomenon that the
図1(A)に示すように、積層フィルム10の片面のクラッド層12をダイシングテープ20に貼り付けて固定する。
ダイシングテープ20は、後述するように、埋め込みクラッド層(第3クラッド層)24の形成に用いる高分子樹脂の特性も考慮し、高分子樹脂の硬化とは別に、ダイシングテープ20の剥離を行うことができるものを選択することが好ましい。例えば、紫外線剥離性又は熱剥離性のダイシングテープが用いられる。
As shown in FIG. 1 (A), the clad
As will be described later, the dicing
次に、図1(B)に示すように、積層フィルム10を、ダイシングテープ20に貼り付けた最下部のクラッド層12の途中まで厚さ方向に切削して溝18を形成するとともにコア部14Aを形成する。
積層フィルム10の上部クラッド層16から最下部のコア層14を除去できる切削深さ(下部クラッド層12の一部を切り込む程度)で切削し、このような切削溝18が並列するように順次切削を行う。なお、切削溝18の間に残留するコア層が、光が伝搬するコア部14Aとなるため、コア層14の厚みや、作製する光導波路30を接続させる光学系等に応じて切削溝18のピッチを設定すればよい。
Next, as shown in FIG. 1B, the
Cutting is performed at a cutting depth that allows the
次に、図1(C)に示すように、コア層14よりも屈折率が小さい液状の高分子樹脂を溝18に充填した後、該樹脂を硬化させることにより埋め込みクラッド層24を形成する。
埋め込みクラッド層24を形成するための硬化性樹脂は液状であり、切削溝18に流し込んで充填した後、外部刺激を加えることで硬化する樹脂、例えば、放射線硬化性、電子線硬化性、又は熱硬化性の樹脂が用いられる。いずれにせよ、切削溝18に充填する硬化性樹脂は、光導波路30の上下のクラッド部24A,24Bとなるため、コア層14よりも屈折率が小さい樹脂を用いる。
Next, as shown in FIG. 1C, after filling the
The curable resin for forming the buried
このように切削溝18に充填して埋め込みクラッド層24を形成する樹脂は、例えば、積層フィルム10を構成するクラッド層12,14と同じ材料を用いてもよいが、積層フィルム10を構成するクラッド層12,14よりも屈折率が小さい材料を用いることが好ましい。
硬化性樹脂からなる埋め込みクラッド層24は、後に一部が切削されて幅が小さくなり、図2に示すような光導波路30における上下のクラッド部24A,24Bを構成する。このような上下のクラッド部24A,24Bの厚みが薄い光導波路30は、幅W方向よりも厚さT方向(上下方向)に曲がり易く、厚さ方向における光の閉じ込め効果が要求される。そこで、埋め込みクラッド層24を構成する樹脂の屈折率が、積層フィルム10を構成するクラッド層12,16の屈折率よりも小さければ、上下方向の屈曲時の光閉じ込め効果がより高い高分子光導波路が得られる。
The resin that fills the cutting
The buried
また、例えば、ダイシングテープが紫外線剥離性を有する場合、埋め込みクラッド層形成用として紫外線硬化性樹脂を用いると、樹脂硬化のための露光により、積層フィルム10とダイシングテープ20との剥離が生じ易い。ダイシングテープ20から剥がれたフィルム10を、後の切り離し工程のために再度ダイシングテープ20に貼り付けても、樹脂が硬化して形成された埋め込みクラッド層24にうねりが発生し、光導波路30の上下のクラッド部24A,24Bの厚さ調整の精度が低下する可能性がある。そのため、埋め込みクラッド層形成用樹脂とダイシングテープ20は、樹脂の硬化とダイシングテープ20の剥離が同時に起こらないような組み合わせが望ましい。例えば、埋め込みクラッド層24を形成する高分子樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合は、熱剥離性のダイシングテープを用い、熱硬化性樹脂を用いる場合は、紫外線剥離性のダイシングテープを用いることが好ましい。
For example, when the dicing tape has ultraviolet releasability, if an ultraviolet curable resin is used for forming the embedded cladding layer, peeling between the
なお、埋め込みクラッド層24を形成する高分子樹脂が硬化する温度と、ダイシングテープ20が剥離する温度が異なるような熱硬化性樹脂と熱剥離性ダイシングテープを用いてもよいし、埋め込みクラッド層24を形成する高分子樹脂が硬化する波長と、ダイシングテープ20が剥離する波長とが異なるような紫外線硬化性樹脂と紫外線剥離性ダイシングテープを用いてもよい。
It should be noted that a thermosetting resin and a heat-peelable dicing tape in which the temperature at which the polymer resin forming the buried
次に、図1(D)に示すように、積層フィルム10を、埋め込みクラッド層24の一部が残るように、該埋め込みクラッド層24とともに最下部のクラッド層12の下まで厚さ方向に切削する。
例えば、積層フィルム10に切削溝18を形成するときに用いたブレード22を用い、図1(C)でクラッド材料を充填した溝18から、該溝18の幅よりも短い長さだけ位置をずらし、ブレード22の先端がダイシングテープ20に到達する深さまで積層フィルム10を切削する。これにより、埋め込みクラッド層24の一部が切削されるとともに、積層フィルム10が切り離される。そして、コア部14Aを挟む2層の埋め込みクラッド層24の一部をそれぞれ切削するとともに下部クラッド層12までフルカットすることにより1本の光導波路が形成される。
Next, as shown in FIG. 1D, the
For example, using the
このような切り離し工程において、切削後にコア部14Aの両側に残留する埋め込みクラッド層の一部24A,24Bが、光導波路30の上下のクラッド部24A,24Bを構成する。残留させる埋め込みクラッド24A,24Bの幅(厚み)は、光導波路30の用途や光導波路30が配置されるスペース等に応じて決めればよいが、本実施形態では、ダイシングソーの加工精度に基づき、埋め込みクラッド層の残留幅、すなわち、光導波路30の上下のクラッド部24A,24Bの厚みを10μm以下に加工することも可能である。上下のクラッド部24A,24Bの厚みが10μm以下であれば、光導波路30全体の厚みTが極めて薄くなり、高いフレキシブル性を有する光導波路が得られる。なお、これらのクラッド部24A,24Bの厚みは、積層フィルム10の端部を基準とし、この基準からのブレード22の移動量を制御することで、より正確な調整が可能となる。
In such a separation step, the
切削後、外部刺激、例えば、熱剥離性のダイシングテープの場合は所定の温度まで加熱することで光導波路30をダイシングテープ20から剥離させる。紫外線剥離性のダイシングテープの場合は紫外線を照射して光導波路30を剥離させる。これにより、図2に示すような光導波路30が得られる。このようにして得られる光導波路30は、切り離し工程(図1(D))で切削された埋め込みクラッド層24A,24Bによって上下のクラッド部24A,24Bが構成されるため、上下のクラッド部24A,24Bの厚みが薄く、フレキシブル性が高い光導波路となる。
After cutting, the
<第2の実施形態>
図3は、第2実施形態に係る光導波路の製造工程において、切削溝に充填したクラッド材の一部とともに下部クラッド層12の下まで切断(フルカット)する工程を概略的に示している。
第2実施形態では、第1実施形態と同様の構成を有する積層フィルム11をダイシングテープ20に貼り付けて固定した後、積層フィルム11を最下部のクラッド層12の途中まで厚さ方向に切削する。ここでは、積層フィルム11を一定の間隔で切削してコア部14を形成し、切削溝に埋め込みクラッド層24を形成する。切削溝に液状のクラッド材(高分子樹脂)を充填して硬化させるまでの工程は基本的に第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 3 schematically shows a step of cutting (full cut) under the lower
In the second embodiment, the
埋め込みクラッド層24を形成した後、埋め込みクラッド層24の幅よりも厚みの薄いブレード32を使用し、ブレード32の中心を埋め込みクラッド層24の中央に合わせて、ダイシングテープ20に到達する切削深さまで切削溝38を形成する。このように埋め込みクラッド層24の中央部分を切削して切削溝38を形成するとともに積層フィルム11を切断することで、ブレード32の両側には、埋め込みクラッド層24の一部24A,24Bが残留するとともに光導波路が形成される。埋め込みクラッド層24を切削してコア部14の左右両側にそれぞれ残留した部分24A,24Bが、光導波路の上下のクラッド部を構成することになる。
After forming the embedded
コア部14Aを形成する工程において積層フィルム11の切削に用いるブレード22の厚みと、光導波路を形成する工程において埋め込みクラッド層24の切削に用いるブレード32の厚みは、製造すべき光導波路の上下のクラッド部24A,24Bの厚み等に応じて選択すればよい。なお、これら2種類のブレード22,32の厚みの差が小さ過ぎると、埋め込みクラッド層24を切削する際、ブレード32の両側に、それぞれ埋め込みクラッド層24の一部24A,24Bを残すための位置合わせや切削に高い精度が要求され、生産性の低下を招いたり、ブレード32の片側にクラッド層が形成されないなど、歩留りの低下を招くおそれもある。従って、積層フィルム11を切削してコア部14Aを形成するときに用いるブレード22の厚みが、埋め込みクラッド層24を切削して光導波路を形成するときに用いるブレード32の厚みよりも20μm以上厚いことが好ましい。
The thickness of the
一方、2種類のブレード22,32の厚みの差が大き過ぎると、残留する埋め込みクラッド24A,24Bの厚みが必要以上に大きくなって歩留りの低下を招いたり、1つの埋め込みクラッド層24を複数回に分けて切削することで薄層化することは可能だが、生産性の低下を招いてしまう。そのため、2種類のブレード22,32の厚みの差は、0.1mm以下とすることが好ましい。
On the other hand, if the difference between the thicknesses of the two types of
上記のように埋め込みクラッド層24の幅よりも厚みが小さいブレード32で埋め込みクラッド層24の中央部を切削する場合も、ブレード32の両側に残留させる埋め込みクラッド層24A,24Bの正確な厚さの調整を行うために、積層フィルム11の端部を基準とし、そこからのブレード32の移動量を制御すればよい。
Even when the central portion of the buried
本実施形態では、2回目以降の切削では、1回の切削により1本の光導波路が形成され、第1実施形態に比べて切削回数が半分となるとともに、1枚の積層フィルム11から作製される光導波路の本数が増加するため、高いフレキシブル性を有する光導波路が、より安価に作製される。
In the present embodiment, in the second and subsequent cuttings, one optical waveguide is formed by one cutting, and the number of times of cutting is halved compared to the first embodiment, and the optical film is manufactured from one
<第3の実施形態>
図4(A)〜(D)に示すような製造工程を採用してもよい。本実施形態では、クラッド層12とコア層14を1層ずつ積層した積層フィルム13をダイシングテープ20に貼り付けて固定し(図4(A))、積層フィルム13を厚さ方向にクラッド層12の途中まで切削して切削溝48とともにコア部14Aを形成する(図4(B))。次いで、クラッド材料となる液状の高分子樹脂を切削溝48に充填するとともに、コア層14上に塗布して硬化させる(図4(C))。そして、上部クラッド層25から、埋め込みクラッド層44の一部が残るように、該埋め込みクラッド層44とともに下部クラッド層12の下まで厚さ方向に切削することにより光導波路を切り分ける(図4(D))。このような方法でも、コア部14Aの上下に位置するクラッド部44A,44Bの厚みが薄く、高いフレキシブル性を有する光導波路が簡便かつ安価に製造される。
<Third Embodiment>
You may employ | adopt a manufacturing process as shown to FIG. 4 (A)-(D). In this embodiment, the
また、この場合も、一定の間隔で切削溝48を形成し、切り離し工程(図4(D))では、図3に示したように、切削溝48(埋め込みクラッド層44)の幅よりも細いブレード32を用いて埋め込みクラッド層44の中央部を切削することで、1枚の積層フィルム13から作製される光導波路の本数が増加し、高いフレキシブル性を有する光導波路が、より安価に作製される。
Also in this case, the cutting
以下、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は本発明を制限するものではない。
<実施例1>
前記第2実施形態に係る光導波路の製造方法に従って以下のように光導波路を作製した。
上下のクラッド層(紫外線硬化性エポキシ材料:屈折率1.53)の間に、コア層(紫外線硬化性エポキシ材料:屈折率1.58)が挟まれるように各層を積層して11cm×11cmの3層フィルムを作製した。上部クラッド層の厚みは200μm、コア層の厚みは50μm、下部クラッド層の厚みは200μmである。
この積層フィルムの下部クラッド層側を熱剥離性のダイシングテープ(日東電工社製、商品名:リバアルファ、厚み:180μm)に貼り付けた。
Hereinafter, an example is given and it demonstrates more concretely. However, these examples do not limit the present invention.
<Example 1>
According to the method for manufacturing an optical waveguide according to the second embodiment, an optical waveguide was manufactured as follows.
Each layer is laminated so that a core layer (ultraviolet curable epoxy material: refractive index 1.58) is sandwiched between upper and lower cladding layers (ultraviolet curable epoxy material: refractive index 1.53). A three-layer film was produced. The thickness of the upper cladding layer is 200 μm, the thickness of the core layer is 50 μm, and the thickness of the lower cladding layer is 200 μm.
The lower clad layer side of this laminated film was attached to a heat-peelable dicing tape (manufactured by Nitto Denko Corporation, trade name: Riva Alpha, thickness: 180 μm).
ダイシングソーに厚さ0.12mmのブレードを取り付け、積層フィルムの下部クラッド層の最下面より190μmの位置にブレード下端がくるように所定のピッチで溝を切削した。このときの溝間ピッチは170μmである。
次いで、切削溝に埋め込みクラッドとして紫外線硬化性エポキシ材料(屈折率1.53)を充填して紫外線照射により硬化させた。
A blade having a thickness of 0.12 mm was attached to the dicing saw, and a groove was cut at a predetermined pitch so that the lower end of the blade was 190 μm from the lowermost surface of the lower clad layer of the laminated film. The pitch between the grooves at this time is 170 μm.
Next, an ultraviolet curable epoxy material (refractive index of 1.53) was filled in the cut groove as an embedded clad and cured by ultraviolet irradiation.
次いで、ダイシングソーに厚さ0.1mmのブレードを取り付け、最下部のクラッド層までフルカットする工程として、溝を埋め戻した埋め込みクラッドの中央を切削した。このように埋め込みクラッドをブレードで切削することにより、ブレードの左右にそれぞれクラッド層(厚さ:10μm)が形成された。
次いで、長さ10cmの短冊に整形した後、90℃に加熱してダイシングテープから剥離させた。これにより、幅0.5mm、厚み70μm、長さ10cm、コア径50μmの1チャンネル光導波路を470本作製した。
得られた光導波路から10本選んで、それぞれ半径1mmで360度屈曲させて挿入損失を測定したところ平均1.3dBであった。
Next, a blade having a thickness of 0.1 mm was attached to the dicing saw, and the center of the embedded cladding where the groove was backfilled was cut as a step of full-cutting the lowermost cladding layer. By thus cutting the embedded clad with the blade, clad layers (thickness: 10 μm) were formed on the left and right sides of the blade, respectively.
Then, after shaping into a 10 cm long strip, it was heated to 90 ° C. and peeled off from the dicing tape. As a result, 470 1-channel optical waveguides having a width of 0.5 mm, a thickness of 70 μm, a length of 10 cm, and a core diameter of 50 μm were produced.
Ten optical fibers were selected from the obtained optical waveguides, bent at 360 degrees with a radius of 1 mm, and measured for insertion loss. The average was 1.3 dB.
<実施例2>
前記第1実施形態に係る光導波路の製造方法に従って以下のように光導波路を作製した。
実施例1と同様に3層フィルムを作製し、溝形成工程を経て、切削溝にクラッド材を充填し、硬化させた。
ここでブレードを交換することなく0.12mm厚のものを使用し、コアの左右に、埋め込みクラッド層の一部がクラッド層(厚さ:10μm)を構成するように最下部のクラッド層までフルカットする工程を行う。
次いで、長さ10cmの短冊に整形した後、90℃に加熱してダイシングテープから剥離させた。これにより、幅0.5mm、厚み70μm、長さ10cm、コア径50μmの1チャンネル光導波路を260本作製した。
得られた光導波路から10本選んで、それぞれ半径1mmで360度屈曲させて挿入損失を測定したところ平均1.3dBであった。
<Example 2>
According to the method for manufacturing an optical waveguide according to the first embodiment, an optical waveguide was manufactured as follows.
A three-layer film was produced in the same manner as in Example 1, and after the groove forming step, the cutting groove was filled with a clad material and cured.
Here, a blade having a thickness of 0.12 mm was used without replacing the blade, and the left and right sides of the core were fully filled up to the lowermost clad layer so that part of the buried clad layer constituted the clad layer (thickness: 10 μm). The process to cut is performed.
Then, after shaping into a 10 cm long strip, it was heated to 90 ° C. and peeled off from the dicing tape. Thereby, 260 1-channel optical waveguides having a width of 0.5 mm, a thickness of 70 μm, a length of 10 cm, and a core diameter of 50 μm were produced.
Ten optical fibers were selected from the obtained optical waveguides, bent at 360 degrees with a radius of 1 mm, and measured for insertion loss. The average was 1.3 dB.
<実施例3>
実施例1と同様に3層フィルムを作製し、ダイシングテープを紫外線剥離性のダイシングテープに変更して積層フィルムを貼り付けた。次いで、実施例1と同様に溝形成工程まで行い、溝に熱硬化性エポキシ材料(屈折率1.52)を充填して硬化させた後、最下部のクラッドまでフルカットする工程を経て長さ10cmの短冊に整形した。
次いで、紫外線を照射してダイシングテープから剥離させることで、幅0.5mm、高さ70μm、長さ10cmの1チャンネル光導波路を470本作製した。
得られた光導波路から10本選んで、それぞれ半径1mmで360度屈曲させて挿入損失を測定したところ平均1.2dBであった。
<Example 3>
A three-layer film was prepared in the same manner as in Example 1, and the dicing tape was changed to an ultraviolet-peelable dicing tape to attach a laminated film. Next, the process is performed up to the groove forming process in the same manner as in Example 1, and after filling the groove with a thermosetting epoxy material (refractive index 1.52) and curing, the full length is cut to the lowermost cladding. Shaped into a 10 cm strip.
Subsequently, 470 1-channel optical waveguides having a width of 0.5 mm, a height of 70 μm, and a length of 10 cm were produced by irradiating with ultraviolet rays and peeling from the dicing tape.
Ten optical fibers were selected from the obtained optical waveguides, bent at 360 degrees with a radius of 1 mm, and measured for insertion loss. The average was 1.2 dB.
<実施例4>
上下のクラッド層の厚みを変更した以外は、実施例1と同様に、クラッド層(紫外線硬化性エポキシ材料:屈折率1.53)の間にコア層(紫外線硬化性エポキシ材料:屈折率1.58)が挟まれるように積層して11cm×11cmの3層フィルムを作製した。上部クラッド層の厚みは20μm、コア層の厚みは50μm、下部クラッド層の厚みは20μmである。この積層フィルムの下部クラッド層側を熱剥離性のダイシングテープ(厚み:180μm)に貼り付けた。
<Example 4>
Except for changing the thicknesses of the upper and lower cladding layers, the core layer (ultraviolet curable epoxy material: refractive index: 1.3) is provided between the cladding layers (ultraviolet curable epoxy material: refractive index: 1.53), as in Example 1. 58) were laminated so as to produce a 11 cm × 11 cm three-layer film. The thickness of the upper cladding layer is 20 μm, the thickness of the core layer is 50 μm, and the thickness of the lower cladding layer is 20 μm. The lower clad layer side of this laminated film was attached to a heat-peelable dicing tape (thickness: 180 μm).
ダイシングソーに厚さ0.12mmのブレードを取り付け、この積層フィルムの下部クラッド層の最下部から10μmの位置にブレード下端がくるように所定のピッチで溝を切削した。このときの溝間ピッチは170μmである。
切削深さの誤差から下部クラッド層がフルカットとなった箇所が生じ、溝に紫外線硬化性エポキシ材料(屈折率1.53)を充填して硬化させた際にダイシングテープと接着した。そのため、ダイシングテープ上に形成された470本の光導波路のうち、加熱しても剥離できないものが160本あったが、310本はダイシングテープから剥離して光導波路が得られた。
A blade having a thickness of 0.12 mm was attached to the dicing saw, and a groove was cut at a predetermined pitch so that the lower end of the blade came to a position of 10 μm from the bottom of the lower clad layer of the laminated film. The pitch between the grooves at this time is 170 μm.
The part where the lower clad layer became a full cut was generated due to the error of the cutting depth, and when the groove was filled with an ultraviolet curable epoxy material (refractive index 1.53) and cured, it was adhered to the dicing tape. Therefore, of the 470 optical waveguides formed on the dicing tape, there were 160 that could not be peeled even when heated, but 310 were peeled from the dicing tape to obtain optical waveguides.
<実施例5>
実施例1と同様のフィルム構成の3層フィルムを作製し、下部クラッド層側を紫外線剥離性のダイシングテープ(厚み:180μm)に貼り付けた。
溝形成も実施例1と同様に行い、切削溝に紫外線硬化性エポキシ材料(屈折率1.53)を充填した後、紫外線照射を行うと、エポキシ材料が硬化するとともにダイシングテープが剥離した。再度紫外線剥離性のダイシングテープに貼り付けるとフィルム内にうねりが発生した。次いで、埋め込みクラッド層の一部を切削するとともにフィルムをフルカットして各光導波路を切り離す際、ブレードがコアの一部に接触し、470本の光導波路のうち250本が作製不良となったが、220本の良好な光導波路が得られた。
<Example 5>
A three-layer film having the same film configuration as in Example 1 was prepared, and the lower clad layer side was attached to an ultraviolet-peelable dicing tape (thickness: 180 μm).
Groove formation was also performed in the same manner as in Example 1, and after filling the cut groove with an ultraviolet curable epoxy material (refractive index 1.53), irradiation with ultraviolet light cured the epoxy material and peeled off the dicing tape. When the film was applied again to the UV-peelable dicing tape, waviness occurred in the film. Next, when part of the embedded cladding layer was cut and the film was fully cut to separate each optical waveguide, the blade contacted a part of the core, and 250 of the 470 optical waveguides were poorly manufactured. However, 220 good optical waveguides were obtained.
本発明は、上記実施形態及び実施例に限定されず、適宜変更を加えてもよい。例えば、光導波路内のコア部の数、コア部間の距離等は限定されず、要求に応じて形成すればよい。 The present invention is not limited to the above embodiments and examples, and may be modified as appropriate. For example, the number of core portions in the optical waveguide, the distance between the core portions, and the like are not limited, and may be formed as required.
10,11 積層フィルム
12 下部クラッド層
12A クラッド部
14 コア層
14A コア部
16 上部クラッド層
16A クラッド部
18 溝
20 ダイシングテープ
22 ブレード
24 埋め込みクラッド層
24A,24B クラッド部
25 上部クラッド層
26 切削溝
32 ブレード
38 切削溝
44 埋め込みクラッド層
44A,44B クラッド部
48 切削溝
50 切削溝
10, 11
Claims (4)
前記積層フィルムの前記片面のクラッド層をダイシングテープに貼り付けて固定する工程と、
前記積層フィルムを、前記ダイシングテープに貼り付けた最下部のクラッド層の途中まで厚さ方向に切削して溝を形成するとともにコア部を形成する工程と、
前記コア層よりも屈折率が小さい液状の高分子樹脂を前記溝に充填した後、硬化させることにより埋め込みクラッド層を形成する工程と、
前記積層フィルムを、前記埋め込みクラッド層の一部が残るように、該埋め込みクラッド層とともに前記最下部のクラッド層の下まで厚さ方向に切削して光導波路を形成する工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。 A step of preparing a laminated film in which a core layer in which light propagates and a clad layer having a refractive index smaller than that of the core layer are alternately laminated, and at least one surface of which is the clad layer;
Affixing the single-sided cladding layer of the laminated film to a dicing tape and fixing,
Cutting the laminated film in the thickness direction to the middle of the lowermost clad layer attached to the dicing tape to form a groove and forming a core part;
Forming a buried cladding layer by filling the groove with a liquid polymer resin having a refractive index smaller than that of the core layer, followed by curing;
Cutting the laminated film in the thickness direction to the bottom of the lowermost clad layer together with the buried clad layer so that a part of the buried clad layer remains, and forming an optical waveguide;
A method for manufacturing an optical waveguide, comprising:
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