JP2010072435A - 光導波路フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】光導波路フィルム本体の柔軟性や性能劣化を抑制しつつダイシングソーの切削加工により精度が良い位置設定用マークの配設が実現されると共に、視認又は物理的接触（当て付け）により精度良く位置合わせがなされる光導波路フィルムを提供すること。
【解決手段】クラッド１１４と、クラッド１１４に埋設された光導波路コア１１２と、を有する光導波路フィルム本体１１６を備えた光導波路フィルム１０において、光導波路フィルム本体１１６の主面上の少なくとも一部に当該主面から突出して配設され、溝状の位置設定用マーク１２０が形成されたマーク形成用部材１１８を配設させる。
【選択図】図１
【解決手段】クラッド１１４と、クラッド１１４に埋設された光導波路コア１１２と、を有する光導波路フィルム本体１１６を備えた光導波路フィルム１０において、光導波路フィルム本体１１６の主面上の少なくとも一部に当該主面から突出して配設され、溝状の位置設定用マーク１２０が形成されたマーク形成用部材１１８を配設させる。
【選択図】図１
Description
本発明は、光導波路フィルムの製造方法に関するものである。
光導波路は、受発光素子、光ファイバ、又は他の光導波路と接続する必要がある。そのため光導波路コア及び当該コア端面の位置が正確に認識できることが望ましい。しかし導波路コアと導波路クラッドはどちらも透明体であるため、認識しやすい位置設定用マークを別途用意して、位置設定用マークとコア端面の位置関係を設定しておくと、光導波路と受発光素子、光ファイバ、又は他の光導波路との接続が容易になる。この位置設定用マークは、例えば、光導波路コア断面程度のごく小さな十字形のマークを光導波路に複数もつことにより、光導波路コアの位置を正確に検出するようにするものである。
位置設定用マーク、及び光導波路コアの接続すべき端面の位置関係を正確に設定するには、コアパターンの作製プロセスを利用して、コアパターンと同時に位置設定用マークを作製してしまうのが望ましい。これは従来良く使われる光導波路の製造法でも行われている。たとえばフォトマスクを用いた露光プロセスを用いる方法の場合、フォトマスクにコアパターン及び位置設定用マークのパターンを用意し、一括露光することによって極めて正確に両者の位置関係を保って形成することができる（例えば特許文献１乃至２参照）。型を用いた複製法でも同様である（例えば特許文献３）。
一方、フォトマスクや型を使わない光導波路製造方法として、ダイシングソーを用いた切削加工をフレキシブル光学フィルムに行うことによって、光導波路コアを形成する製造方法がある。このような製造方法はボード間の高速データ伝送のための光バスのように、多数の直線アレイ導波路コアを備えた光導波路に適用できる。ダイシングソーを用いた切削加工では高い加工速度を実現できるため、コストダウンに有力な方法である。
本発明の課題は、光導波路フィルム本体の柔軟性や性能劣化を抑制しつつダイシングソーの切削加工により精度が良い位置設定用マークの配設が実現されると共に、視認又は物理的接触（当て付け）により精度良く位置合わせがなされる光導波路フィルムを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
光が伝播する光導波路コア、及び前記光導波路コアを包囲し前記光導波路コアよりも屈折率が低いクラッド部を有する光導波路フィルム本体と、
光導波路フィルム本体の主面上の少なくとも一部に前記主面から突出して配設され、位置設定用マークを形成するためのマーク形成用部材と、
前記マーク形成用部材の表面に溝状に形成された位置設定用マークと、
を備えることを光導波路フィルム。
請求項１に係る発明は、
光が伝播する光導波路コア、及び前記光導波路コアを包囲し前記光導波路コアよりも屈折率が低いクラッド部を有する光導波路フィルム本体と、
光導波路フィルム本体の主面上の少なくとも一部に前記主面から突出して配設され、位置設定用マークを形成するためのマーク形成用部材と、
前記マーク形成用部材の表面に溝状に形成された位置設定用マークと、
を備えることを光導波路フィルム。
請求項２に係る発明は、
前記マーク形成用部材における位置設定用マークを形成する表面であって、前記位置設定用マークの形成領域以外の表面に配設された着色層を有する請求項１に記載の光導波路フィルム。
前記マーク形成用部材における位置設定用マークを形成する表面であって、前記位置設定用マークの形成領域以外の表面に配設された着色層を有する請求項１に記載の光導波路フィルム。
請求項３に係る発明は、
前記マーク形成用部材が、前記光導波路フィルム本体よりも硬い部材である請求項１に記載の光導波路フィルム。
前記マーク形成用部材が、前記光導波路フィルム本体よりも硬い部材である請求項１に記載の光導波路フィルム。
請求項４に係る発明は、
少なくとも、第１クラッド層及びコア層が積層された積層体を準備する工程と、
前記積層体の主面上の少なくとも一部に前記主面から突出して、位置設定用マークを形成するためのマーク形成用部材を配設する工程と、
ダイシングソーにより、前記コア層を切削して光を伝播する光導波路コアを形成すると共に、連続して前記マーク形成用部材を切削して位置検出用のマークを形成する工程と、
前記光導波路コアを覆うように、第２クラッド層を形成する工程と、
を有する光導波路フィルムの製造方法。
少なくとも、第１クラッド層及びコア層が積層された積層体を準備する工程と、
前記積層体の主面上の少なくとも一部に前記主面から突出して、位置設定用マークを形成するためのマーク形成用部材を配設する工程と、
ダイシングソーにより、前記コア層を切削して光を伝播する光導波路コアを形成すると共に、連続して前記マーク形成用部材を切削して位置検出用のマークを形成する工程と、
前記光導波路コアを覆うように、第２クラッド層を形成する工程と、
を有する光導波路フィルムの製造方法。
請求項５に係る発明は、
前記マーク形成用部材の切削面に、着色層を有する請求項４に記載の光導波路フィルムの製造方法。
前記マーク形成用部材の切削面に、着色層を有する請求項４に記載の光導波路フィルムの製造方法。
請求項６に係る発明は、
前記マーク形成用部材が、前記積層体よりも硬い部材である請求項４に記載の光導波路フィルムの製造方法。
前記マーク形成用部材が、前記積層体よりも硬い部材である請求項４に記載の光導波路フィルムの製造方法。
請求項１に係る発明によれば、光導波路フィルム本体の柔軟性や性能劣化を抑制しつつダイシングソーの切削加工により精度が良い位置設定用マークの配設が実現されると共に、視認又は物理的接触（当て付け）により精度良く位置合わせがなされる。
請求項２に係る発明によれば、マーク形成用部材に着色層を有さない場合に比べ、位置設定用マークの視認性が向上される。
請求項３に係る発明は、マーク形成用部材の硬さを考慮しない場合に比べ、物理的接触（当て付け）による位置合わせ制度が向上される。
請求項４に係る発明によれば、光導波路フィルム本体の柔軟性や性能劣化を抑制しつつダイシングソーの切削加工により精度が良い位置設定用マークの配設が実現されると共に、視認又は物理的接触（当て付け）により精度良く位置合わせがなされる光導波路フィルムが得られる。
請求項５に係る発明によれば、マーク形成用部材に着色層を有さない場合に比べ、位置設定用マークの視認性が向上された光導波路フィルムが得られる。
請求項６に係る発明は、マーク形成用部材の硬さを考慮しない場合に比べ、物理的接触（当て付け）による位置合わせ制度が向上された光導波路フィルムが得られる。
請求項２に係る発明によれば、マーク形成用部材に着色層を有さない場合に比べ、位置設定用マークの視認性が向上される。
請求項３に係る発明は、マーク形成用部材の硬さを考慮しない場合に比べ、物理的接触（当て付け）による位置合わせ制度が向上される。
請求項４に係る発明によれば、光導波路フィルム本体の柔軟性や性能劣化を抑制しつつダイシングソーの切削加工により精度が良い位置設定用マークの配設が実現されると共に、視認又は物理的接触（当て付け）により精度良く位置合わせがなされる光導波路フィルムが得られる。
請求項５に係る発明によれば、マーク形成用部材に着色層を有さない場合に比べ、位置設定用マークの視認性が向上された光導波路フィルムが得られる。
請求項６に係る発明は、マーク形成用部材の硬さを考慮しない場合に比べ、物理的接触（当て付け）による位置合わせ制度が向上された光導波路フィルムが得られる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能・作用を有する部材には、全図面を通じて同じ符合を付与し、重複する説明は省略することがある。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光導波路フィルムを示す概略斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、第１実施形態に係る光導波路フィルムが変形に対して追従性（屈曲性）を有することを示す斜視図である。
図１は、第１実施形態に係る光導波路フィルムを示す概略斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、第１実施形態に係る光導波路フィルムが変形に対して追従性（屈曲性）を有することを示す斜視図である。
第１実施形態に係る光導波路フィルム１０は、図１及び図２に示すように、例えば、ベルト状の光導波路であり、クラッド１１４と、クラッド１１４に埋設された光導波路コア１１２と、を有する光導波路フィルム本体１１６を備える。そして、光導波路フィルム本体１１６の一方の主面に、例えば、位置設定用マーク１２０を上面に有するマーク形成用部材１１８が配設されている。なお、主面とは、フィルム厚み方向に直行する面を意味する。
ここで、光導波路コア１１２の屈折率はクラッド１１４よりも高く構成されている。例えば、光導波路コア１１２とクラッド１１４との屈折率差を一例として３％である場合を考えると、屈曲させたときに曲率半径が１．５ｍｍまで曲げ損失がほとんどない光導波路フィルムとなる。屈折率差は、大きいほど屈曲時の損失が無い曲げ半径を小さくできるが、光導波路フィルムの機械的な屈曲性、受発光素子との接続損などを考えると屈折率差を２％以上５％以下程度が最も好ましい。特にこの屈折率差を４％以上にすると、曲げ半径１ｍｍで屈曲させても、実用的な屈曲時の光損失が非常に小さくなり、受発光素子との接続も容易で実用的である。
光導波路コア１１２は、同一平面上であって光導波路フィルム１０の幅方向に互いに伝播光が並進するように並列に配列して複数配設されている。なお、本実施形態では、６本の光導波路コア１１２が配列されている。
なお、光導波路コア１１２は、その長手方向端部が、当該長手方向に対して傾斜する傾斜面が形成されていてもよい。この傾斜面は、光導波路コア１１２に伝播する光の光路変換部となる面である。当該傾斜面は、光導波路コア１１２の長手方向に対して、例えば４５°の角度をなすように形成されている。この傾斜面では、光導波路コア１１２内を伝播する光が傾斜面に到達すると、傾斜面と隣接する層（本実施形態では空気層が該当）により、反射され、光の伝播方向が変換される。
クラッド１１４は、光導波路コア１１２よりも屈折率が低い材料で構成され、光導波路コア１１２の周囲を取り囲んで配設されている。
ここで、光導波路コア１１２及びクラッド１１４の材料としては、光導波路フィルム１０の使用波長に対して透明であり、光導波路コア１１２及びクラッド１１４との間に所望の屈折率差を設定できるものであれば、特に制限されるものではなく、例えば脂環式オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等が使用される。
なお、後述する如く光導波路フィルム１０が難燃性樹脂により被覆される場合、難燃性樹脂層との良好な接着性を得るためには、少なくともこの難燃性樹脂層と接する領域については、クラッド１１４の材料としてアクリル系樹脂、又はエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。
マーク形成用部材１１８は、例えば、立方体で構成され、光導波路フィルム本体１１６の一方の主面の四隅に４つ配設されている。このマーク形成用部材１１８は、光導波路フィルム本体１１６の主面から突出して配設されている。マーク形成用部材１１８は、光導波路フィルム本体１１６の主面の少なくとも一部に当該主面から突出し、且つ当該主面側みたときに位置設定用マーク１２０が視認されるものであれば、その形状や数、配設位置等に特に制限はない。
マーク形成用部材１１８は、光導波路フィルム本体１１６と同じ材料でもよいが、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガラス（ＳｉＯ２）、各種樹脂（ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂［アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体］、ガラス繊維強化樹脂等）など、光導波路フィルム本体１１６（後述するクラッド層及びコア層の積層体：高分子フィルム１０Ａ）よりも硬い部材であることがより望ましい。具体的には、例えば、マーク形成用部材１１８は、当て付け精度および加工性の兼ね合いから、そのヤング率は５ＧＰａ以上３００ＧＰａ以下、望ましくは１０Ｇｐａ以上２００Ｐａ以下であることがより望ましい。一方、光導波路フィルム本体１１６は、屈曲性が要求されることから、そのヤング率が不必要に高ければ屈曲時の曲げ応力が増加し破断の恐れが増すため、そのヤング率が５ＧＰａ以下、さらに望ましくは３ＧＰａ以下が望ましい。これにより、マーク形成用部材１１８自体の歪みが低減されることから、マーク形成用部材１１８の硬さを考慮しない場合に比べ、物理的接触（当て付け）による位置合わせ精度が向上する。
マーク形成用部材１１８は、例えば、接着剤（例えば紫外線硬化又は熱硬化特性をもつエポキシ系接着剤やアクリル系接着剤等）により、光導波路フィルム本体１１６の主面に接着・固定される。
位置設定用マーク１２０は、位置合わせなどの基準として配設される、所謂アライメントマークと呼ばれる部位である。位置設定用マーク１２０は、例えば、マーク形成用部材１１８の表面（頂面）に形成された十字状の溝で構成されている。位置設定用マーク１２０の形状は、十字状に限られず、例えば、ライン状など位置検出マーク（基準部）として視認される形状であれば、特に制限はない。位置設定用マーク１２０を構成する溝幅・溝深さは任意に設定される。但し、溝状の位置設定用マーク１２０へ、位置合わせ部材を嵌め込みつつ当て付けて位置設定（基準部設定）がなされる場合、当該位置合わせ部材の大きさを考慮して、溝幅・溝深さは設定される。
光導波路フィルム１０（光導波路フィルム本体１１６）は、可とう性を有する透明樹脂フィルムからなることがよく、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、「折り曲げ」や「ねじれ」等の変形に対して追従性（高い屈曲性）を有していることがよい。これにより、フィルムが変形した状態でも、光送受信部から送信された光信号が、光導波路フィルム１０に形成された光導波路を導波して、光送受信部により受信される。光導波路フィルム１０は、最小屈曲半径３ｍｍ以下の可とう性を備えていることが好ましい。最小屈曲半径は、光導波路フィルム１０を折り曲げたときに光導波路フィルム１０の内側に形成される曲線の微小な部分を円と近似したとき、その円の最小半径の長さを表す値であり、ＡＳＴＭ Ｄ―２１７６に従いその許容値が測定される。
光導波路フィルム１０（光導波路フィルム本体１１６）は、その厚さが５０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは、５０μｍ以上２００μｍ以下である。一方、光導波路フィルム１０は、その幅が０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが望ましく、より望ましくは、０．２５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
以下、本実施形態に係る光導波路フィルム１０の製造方法について説明する。図４及び図５は、第１実施形態に係る光導波路フィルムの製造方法を示す工程図である。図４及び図５は、図１のＡ−Ａ断面図における工程図を示す。なお、以下に説明する本実施形態に係る光導波路フィルム１０の製造方法で、一つの高分子フィルム１０Ａに対して切削加工を行い、複数個の光導波路フィルム１０を得る手法を示している。
本実施形態に係る光導波路フィルム１０の製造方法では、まず。図４（Ａ）示すように、クラッド層１１４Ａ（第１クラッド層）、コア層１１２Ａ、及びクラッド層１１４Ｂ（第１クラッド層）がこの順で積層された高分子フィルム１０Ａ（積層体）を準備する。即ち、２つのクラッド層１１４Ａ及びクラッド層１１４Ｂによりコア層１１２Ａが挟まれて積層された高分子フィルム１０Ａを準備する。高分子フィルム１０Ａの各層を積層する方法は、各層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、スピンコート等の公知の方法が採用される。そして、準備した高分子フィルム１０Ａをダイシングテープ１０Ｂに張り合わせる。
クラッド層１１４Ａ及びクラッド層１１４Ｂを構成する材料は、コア層１１２Ａ（光導波路コア１１２）との間で特定の屈折率差が設定され得る材質であれば特に制限されず、用途に応じて、材料の屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、フレキシビリティー（可撓性）等を考慮して選択される。例えば、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂、望ましくは紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を選択し、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマーあるいはモノマーとオリゴマーの混合物が望ましく用いられる。より望ましくは紫外線硬化性樹脂を選択する。
クラッド層１１４Ａ及びクラッド層１１４Ｂを構成する具体的な材料としては、例えばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二又は三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、又は前記樹脂のブレンド物等が挙げられる。
クラッド層１１４Ａ及びクラッド層１１４Ｂは、例えば、上記材料から選択される液状樹脂をガラス等の基板上に滴下し、スピンコートにより均一な厚みとした後、これを硬化させて形成してもよいし、予め成形された樹脂フィルムを用いてもよい。
クラッド層１１４Ａの厚みは特に限定されるものではないが、光学性能、フレキシブル性能、後述する切削加工性、強度などの観点から、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。
クラッド層１１４Ａの厚みは特に限定されるものではないが、光学性能、フレキシブル性能、後述する切削加工性、強度などの観点から、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。
なお、クラッド層１１４Ａとクラッド層１１４Ｃの厚みは同じである必要はなく、例えば、クラッド層１１４Ｃの厚みをクラッド層１１４Ａよりも薄くすることで、高分子フィルム１０Ａの総厚を小さく抑えてもよい。
コア層１１２Ａとしては、例えば紫外線硬化性樹脂が用いられ、紫外線硬化性のモノマー、オリゴマー、若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が望ましく用いられる。コア用の具体的な材料として、エポキシ系、アクリル系紫外線硬化性樹脂などが望ましく用いられる。
例えば、コア用硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）の液状樹脂をクラッド層１１４Ａ上に均一な厚みで塗布した後、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等を用いて紫外線を照射して硬化させることでコア層１１２Ａが形成される。
コア層１１２Ａの厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよいが、光学性能、フレキシブル性能、後述する切削加工性、強度などの観点から、２０μｍ以上１２０μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは３０μｍ以上９０μｍ以下である。
コア層１１２Ａの厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよいが、光学性能、フレキシブル性能、後述する切削加工性、強度などの観点から、２０μｍ以上１２０μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは３０μｍ以上９０μｍ以下である。
高分子フィルム１０Ａのサイズや総厚は特に限定されず、材質、用途等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、フレキシブルな光導波路フィルム１０とするためには、高分子フィルム１０Ａの厚さは５０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。一方、高分子フィルム１０Ａの幅は、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが望ましく、より望ましくは、０．２５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。光導波路フィルム１０の厚さ及び幅を上記範囲とすることで、光導波路としての屈曲性及び強度を確保し易い。
次に。図４（Ｂ）示すように、直方体状のマーク形成用部材１１８を、光導波路フィルム本体１１６となる領域の四隅に、接着剤によりそれぞれ配設する。
次に、図４（Ｃ）に示すように、高分子フィルム１０Ａをクラッド層１１４Ｂ側から切削、即ちクラッド層１１４Ｂごとコア層１１２Ａを切削し、光導波路コア１１２を形成する。光導波路コア１１２の形成は、例えば、ダイシングソーにより、高分子フィルム１０Ａの長手方向に沿って行う切削を、高分子フィルム１０Ａの幅方向に所定間隔（この間隔が光導波路コア１１２の幅となる）で実施することで行われる。この切削により、クラッド層１１４Ａの同一平面上であって高分子フィルム１０Ａの幅方向に互いに伝播光が並進するように並列に配列して、光導波路コア１１２が複数配設される。本実施形態では６本の光導波路コア１１２を形成している。なお、図４中、１３０は、ダイシングソーのブレードを示す。
次、図４（Ｄ）に示すように、上記コア層１１２Ａの切削に続けて、マーク形成用部材１１８の表面（頂面）を切削し、溝状の位置設定用マーク１２０を形成する。具体的には、例えば、まず、コア層１１２Ａの切削方向（溝長手方向）と同方向の切削を、マーク形成用部材１１８の頂面に対して行った後、当該コア層１１２Ａの切削方向（溝長手方向）と交差方向の切削を、マーク形成用部材１１８の頂面に対して行う。これにより、マーク形成用部材１１８の頂面に十字状の溝が形成され、これが位置設定用マーク１２０となる。
このマーク形成用部材１１８の表面（頂面）を切削は、コア層１１２Ａの切削後、連続して実施される。この連続して切削を行うとは、一回の切削加工準備状態から連続加工で、コア層１１２Ａ及びマーク形成用部材１１８の切削加工を行うことを意味する。そして、切削加工準備状態とは、被加工物であるマーク形成用部材１１８が配設された高分子フィルム１０Ａをダイシングソーの特定の加工場所に取り付けてダイシングソーの機械原点に対して取り付け位置を固定することである。
ここで、被加工物をダイシングソーへ被加工物を取り付ける方法は、貼り付けたダイシングテープを介した真空チャックである。この位置決め状態は、真空チャックを解除したり、ダイシングブレードを交換する、又はダイシングソーをシステムリセットするなど加工段取りを変えない限り保持される。被加工物が高分子フィルムの場合、ダイシングテープへの貼り直ししや、ダイシングテープ自体の真空チャック時のゆがみなどにより位置ずれが発生するため、複数箇所の加工にはなるべく一回の加工準備状態から連続して加工した方が、複数加工溝もしくは切断部の位置誤差が発生し難い。
次に、図５（Ｅ）に示すように、高分子フィルム１０Ａをダイシングソーから取り外した後、光導波路コア１１２を覆う、即ち、上記切削による切削溝に埋め込むように、クラッド形成用硬化性樹脂を塗布し、これを硬化してクラッド層１１４Ｃ（第２クラッド層）を形成する。具体的には、例えば、高分子フィルム１０Ａの切削面側に、クラッド用硬化性樹脂を滴下するとともに、スピンコート法による遠心力により広げることで、光導波路コア１１２上とクラッド用硬化性樹脂が塗布されると共に各切削溝の内部がクラッド用硬化性樹脂によって満たされ、これを硬化させる。なお、このクラッド用硬化性樹脂を塗布する方法としては、スピンコート法に限ることではなく、例えばスペーサーにより膜厚を制御しながら、ガラス基板などによりクラッド用硬化性樹脂を押し付けて露光硬化する方法を採用してもよい。これによりクラッド１１４（クラッド層１１４Ａ、クラッド層１１４Ｂ、及びクラッド層１１４Ｃ）が、光導波路コア１１２の周囲を取り囲んで形成される。
ここで、クラッド層１１４Ｃを形成するためのクラッド形成用硬化性樹脂は、液状の物質であり、例えば、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂を用いられる。中でも、硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が望ましく用いられるが、紫外線硬化性樹脂を選択することが望ましい。紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性、熱硬化性のモノマー、オリゴマーあるいはモノマーとオリゴマーの混合物が望ましく用いられる。紫外線硬化性樹脂としては、エポキシ系、アクリル系の紫外線硬化性樹脂が望ましく用いられ、熱硬化性樹脂としては、ポリイミド系、シリコーン系の樹脂が望ましく用いられる。
そして、図５（Ｆ）及び図６に示すように、再び、光導波路コア１１２が形成された高分子フィルム１０Ａをダイシングソーに設置した後、高分子フィルム１０Ａの切削ラインＰに沿って外形切削加工を施し、一つの高分子フィルムから複数の光導波路フィルム１０を作製する。なお、図６は、第１実施形態に係る光導波路フィルムの製造方法において、外形切削加工を施す様子を示す高分子フィルム１０Ａを示す上面図である。
なお、作製する光導波路フィルム１０の端面（クラッド１１４の端面及び光導波路コア１１２の端面）を傾斜面とするための切削は、例えば、刃先に４５°の傾斜構造を有するブレードを用いたダイシングソーにより実施される。
以上説明した本実施形態に係る光導波路フィルム１０は、光導波路フィルム本体１１６の一方の主面に、溝状の位置設定用マーク１２０を上面に有するマーク形成用部材１１８が当該主面から突出して配設されている。
通常、ダイシングソーは直径５０ｍｍ程度のブレードを高速回転して厚み１ｍｍ以下の被加工物を切削するため、切削位置及び切削深さは精密に制御できるが、切削距離は精密に制御できない。つまり、ダイシングソーでは被加工物全面を横切る形での直線加工しかできない。そのため、光導波路コアを形成した光導波路フィルム本体の四隅に、例えば位置設定用マークとして十字状の溝を形成しようとしても、形成した光導波路コアを横切る切削を行わねばならず、光導波路フィルムの性能が劣化することがある。
そこで、本実施形態では、上記如く、マーク形成用部材１１８を光導波路フィルム本体１１６の一方の主面に突出させて配設し、マーク形成用部材１１８に溝状の位置設定用マーク１２０を配設している。つまり、マーク形成用部材１１８を配設することで、光導波路コアを形成するためのコア層の切削位置よりも、位置設定用マーク１２０を形成するための切削位置を高くしている。このため、当該溝状の位置設定用マーク１２０は、その溝の方向に関係なく、光導波路フィルム本体１１６（高分子フィルム１０Ａ）に対する傷等の発生に起因する柔軟性や光伝搬性の性能劣化を抑制しつつ形成される。加えて、光導波路コア１１２形成のためのコア層の切削と位置設定用マーク１２０を形成するためのマーク形成用部材の切削とが連続して実施され、光導波路コア１１２と位置設定用マーク１２０とがその距離関係を正確に形成される。つまり、位置決め基準となる位置設定用マーク１２０が精度良く形成される。
また、位置設定用マーク１２０は、溝状に配設されていることから、視認による位置合わせのみならず、位置決め部材を当該溝状の位置設定用マークに嵌め込んで当て付けることで位置合わせも実現される。
また、位置設定用マーク１２０は、別途配設したマーク形成用部材に配設されることから、光導波路フィルム本体１１６（高分子フィルム１０Ａ）が通常の構成で配設されることとなる。
したがって、本実施形態では、光導波路フィルム本体１１６の柔軟性や性能劣化を抑制しつつダイシングソーの切削加工により精度が良い位置設定用マーク１２０の配設が実現されると共に、視認又は物理的接触（当て付け）により精度良く位置合わせがなされる。
また、本実施形態に係る光導波路フィルム１０は、例えば、位置設定用マーク１２０としての十字溝に対応した凸部（当該十字溝に嵌め込まれる凸部）を持つ他の接続素子（コネクタ、発光素子、受光素子）を用い、当該凸部を位置設定用マークとしての十字溝に嵌め込んで、他の接続素子と接続することで、精度の良い接続が実現される。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る光導波路フィルムを示す概略斜視図である。図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。図９及び図１０は、第２実施形態に係る光導波路フィルムの製造方法を示す工程図である。なお、図９及び図１０は、図７のＢ−Ｂ断面図における工程図である。
図７は、第２実施形態に係る光導波路フィルムを示す概略斜視図である。図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。図９及び図１０は、第２実施形態に係る光導波路フィルムの製造方法を示す工程図である。なお、図９及び図１０は、図７のＢ−Ｂ断面図における工程図である。
第２実施形態に係る光導波路フィルム１０は、図７及び図８に示すように、マーク形成用部材１１８における位置設定用マークを形成する表面（頂面）であって、溝状の位置設定用マーク１２０の形成領域以外の表面に着色層１１８Ａが配設された形態である。つまり、例えば、切削面（頂面）に着色層１１８Ａを形成したマーク形成用部材１１８に対して、当該着色層１１８Ａ側からマーク形成用部材１１８に到達するように切削して、溝状の位置設定用マークを形成している（図９（Ｄ）参照）。これら以外の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
ここで、着色層１１８Ａは、例えば、樹脂製のマーク形成用部材１１８の頂面に染料インクを付着させて、当該染料インクを浸透させて配設してもよく、別途、着色剤を配合した樹脂を塗布して配設してもよい。着色層１１８Ａの色は、マーク形成用部材１１８とは異なる色であればよく、例えば赤色が挙げられるが、特に制限されない。
本実施形態に係る光導波路フィルム１０の製造方法は、図９（Ａ）乃至図９（Ｄ）、及び図１０（Ｅ）乃至（Ｆ）に示すように、着色層を持つマーク形成用部材１１８を高分子フィルム１０Ａの主面上に配置し（図９（Ｂ）参照）、当該着色層１１８Ａ側からマーク形成用部材１１８に到達するように切削して、溝状の位置設定用マーク１２０を形成する以外は、第１実施形態と同様にして実施する。
以上説明した本実施形態に係る光導波路フィルム１０では、マーク形成用部材１１８の表面（頂面）に、溝状の位置設定用マーク１２０と、その形成領域以外の領域に着色層１１８Ａとが配設されていることから、溝状の位置設定用マーク１２０とそれ以外の領域とで色が異り、コントラストが出ることとなる。また、位置設定用マーク１２０を反射光だけでなく透過光による位置設定用マーク１２０の視認も実現される。このため、マーク形成用部材１１８に着色層１１８Ａを有さない場合に比べ、位置設定用マーク１２０の視認性が向上される。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
まず、エポキシ系樹脂フィルム（コア層：厚さ６０μｍ、屈折率１．５９）の両面がエポキシ系樹脂フィルム（クラッド層：厚さ２０μｍ、屈折率１．５５）で挟んだ、２０５０ｍｍ角（２０５ｍｍ×２０５ｍｍ）の３層高分子フィルムを準備した。なお、この高分子フィルムのヤング率は、２．２ＧＰａであった。
まず、エポキシ系樹脂フィルム（コア層：厚さ６０μｍ、屈折率１．５９）の両面がエポキシ系樹脂フィルム（クラッド層：厚さ２０μｍ、屈折率１．５５）で挟んだ、２０５０ｍｍ角（２０５ｍｍ×２０５ｍｍ）の３層高分子フィルムを準備した。なお、この高分子フィルムのヤング率は、２．２ＧＰａであった。
次に、上記３層高分子フィルムをダイシングテープに貼り付けた後、３層高分子フィルム上における光導波路フィルムの形成領域の四隅に、マーク形成用部材としてＳｉウエハから切り出したＳｉ片（３ｍｍ角、厚み３ｍｍ、ヤング率１６０ＧＰａ）を紫外線硬化性エポキシ接着剤により接着・固定する。このマーク形成用部材としてのＳｉ片は、光導波路フィルムの大きさ及び３層高分子フィルム１枚あたりの光導波路フィルムの取れ数（本例では２０５幅の高分子フィルムに対して、２５ｍｍ幅の光導波路フィルムを切り出すので８枚）に対応して配設するので、本例では形成される一つの光導波路フィルム当たりに４つ配設（四隅に配設）することから、８×４＝３２個配設する。
次に、マーク形成用部材としてのＳｉ片を配設した３層の高分子フィルムを、１２インチ対応ダイシングソー（ＤＩＳＣＯ社製ＤＦＤ６３６１）に設置する。そして、幅６５μＭのブレードを取り付けたダイシングソーを用い、高分子フィルムの主面（最上面クラッド層）側から、最上面クラッド層及びコア層まで切り込むハーフカット切削を、送りピッチ１２５μｍで１０１回行うことにより、コア径が６０μｍでピッチが１２５μｍの１００芯（１００ｃｈ）の光導波路コアを形成した。
この光導波路コアの切削加工と連続して、ブレード切り込み深さ１００μｍでマーク形成用部材としてのＳｉ片の頂面を切削し、十字状の溝からなる位置設定用マークを形成した。この位置設定用マークの切削加工は、高分子フィルムよりも上方側で行われたことから、当該高分子フィルムに傷等は形成されなかった。
次に、ダイシングソーから、切削加工を施した高分子フィルムを取り外した後、屈折率１．５１のエポキシ系紫外線硬化樹脂を、上記切削した凹部へ埋めるように塗布した後に、紫外線を照射して硬化させた。
次に、再び、切削した凹部にエポキシ系紫外線硬化樹脂を埋め込んだ高分子フィルムを、１２インチ対応ダイシングソー（ＤＩＳＣＯ社製ＤＦＤ６３６１）に設置し、位置検出マークとしての十字状溝を基準として外形切削加工を行い、複数（８枚）の光導波路フィルムを作製した。
なお、得られた光導波路フィルムは、長さ２００μｍ×幅２５μｍ×厚み０．１ｍｍで、中心部に１２５μｍピッチでコア径６０μｍの光導波路コアが１００本形成されている。また、光導波路フィルム（光導波路フィルム本体）の主面上には、３ｍｍ角で厚み３ｍｍのマーク形成用部材（Ｓｉ片）が主面の四隅（フィルム縁部から２ｍｍ内側の四隅）に４つ配設されている。また、マーク形成用部材（Ｓｉ片）の頂面には、深さ１００μｍで幅６０μｍの十字溝からなる位置設定用マークが配設されている。なお、光導波路フィルムのコア端面は、光導波路コアを挟んだ２つの位置設定用マーク（十字溝）の中心位置を基準として、フィルム長手方向にでっぱっている（突出している）。また、当該２つの位置設定用マーク（十字溝）の中心位置同士の距離は２０ｍｍであり、１００本の光導波路コアの全幅（コアアレイ膳幅）１２．５μｍは当該距離２０ｍｍの中心部に位置している。
得られた光導波路フィルムの挿入損失をしたところ、２．５ｄＢ乃至２．８ｄＢであり、曲率半径２ｍｍまで曲げ損失が無視できるものであった。また、得られた光導波路フィルムと位置設定用マークとしての十字溝に対応した凸部（当該十字溝に嵌め込まれる凸部）を持つコネクタとを当該十字溝に当該凸部を嵌め込んで接続・固定する動作を、３０回繰り返して、コネクタに対する光導波路コア位置のバラツキを評価したところ、３σで１０μｍに収まった。
（実施例２）
マーク形成用部材として、染料インク（種類ローダミンレッド）を頂面に付着させて、赤色の着色層（厚み０．１μｍ）が形成されたガラス繊維強化型ポリカーボネート片（３ｍｍ角、厚み３ｍｍ、硬度５ＧＰａ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、光導波路フィルムを作製した。但し、光導波路フィルムの長手方向両端部の切削加工は、Ｖ字状のブレードを持つダイシングソーにより行い、当該光導波路フィルムの長手方向両端部に４５度傾斜面を形成した。
マーク形成用部材として、染料インク（種類ローダミンレッド）を頂面に付着させて、赤色の着色層（厚み０．１μｍ）が形成されたガラス繊維強化型ポリカーボネート片（３ｍｍ角、厚み３ｍｍ、硬度５ＧＰａ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、光導波路フィルムを作製した。但し、光導波路フィルムの長手方向両端部の切削加工は、Ｖ字状のブレードを持つダイシングソーにより行い、当該光導波路フィルムの長手方向両端部に４５度傾斜面を形成した。
得られた光導波路フィルムの挿入損失をしたところ、２．５ｄＢ乃至２．８ｄＢであり、曲率半径２ｍｍまで曲げ損失が無視できるものであった。また、位置設定用マークとしての十字溝を利用した顕微鏡光学系と画像処理による位置決め接着装置により、得られた光導波路フィルムの長手方向一端部を１００ｃｈの受光素子アレイに接着・固定する操作を、３０回繰り返して、受発光素子に対する光導波路コア位置のバラツキを評価したところ、３σで８μｍに収まった。
１０ 光導波路フィルム
１０Ａ 高分子フィルム
１０Ｂ ダイシングテープ
１１２ 光導波路コア
１１２Ａ コア層
１１４ クラッド
１１４Ａ クラッド層
１１４Ｂ クラッド層
１１４Ｃ クラッド層
１１６ 光導波路フィルム本体
１１８ マーク形成用部材
１１８Ａ 着色層
１２０ 位置設定用マーク
Ｐ 切削ライン
１０Ａ 高分子フィルム
１０Ｂ ダイシングテープ
１１２ 光導波路コア
１１２Ａ コア層
１１４ クラッド
１１４Ａ クラッド層
１１４Ｂ クラッド層
１１４Ｃ クラッド層
１１６ 光導波路フィルム本体
１１８ マーク形成用部材
１１８Ａ 着色層
１２０ 位置設定用マーク
Ｐ 切削ライン
Claims (6)
- 光が伝播する光導波路コア、及び前記光導波路コアを包囲し前記光導波路コアよりも屈折率が低いクラッド部を有する光導波路フィルム本体と、
光導波路フィルム本体の主面上の少なくとも一部に前記主面から突出して配設され、位置設定用マークを形成するためのマーク形成用部材と、
前記マーク形成用部材の表面に溝状に形成された位置設定用マークと、
を備えることを光導波路フィルム。 - 前記マーク形成用部材における位置設定用マークを形成する表面であって、前記位置設定用マークの形成領域以外の表面に配設された着色層を有する請求項１に記載の光導波路フィルム。
- 前記マーク形成用部材が、前記光導波路フィルム本体よりも硬い部材である請求項１に記載の光導波路フィルム。
- 少なくとも、第１クラッド層及びコア層が積層された積層体を準備する工程と、
前記積層体の主面上の少なくとも一部に前記主面から突出して、位置設定用マークを形成するためのマーク形成用部材を配設する工程と、
ダイシングソーにより、前記コア層を切削して光を伝播する光導波路コアを形成すると共に、連続して前記マーク形成用部材を切削して位置検出用のマークを形成する工程と、
前記光導波路コアを覆うように、第２クラッド層を形成する工程と、
を有する光導波路フィルムの製造方法。 - 前記マーク形成用部材の切削面に、着色層を有する請求項４に記載の光導波路フィルムの製造方法。
- 前記マーク形成用部材が、前記積層体よりも硬い部材である請求項４に記載の光導波路フィルムの製造方法。
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