JP2010145938A - 光モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた面性状を有する光導波路部分を備えた光モジュールを光導波路部分と光素子との位置決め工程の工数を減らして製造する。
【解決手段】発光素子４を備えた基板２を準備する工程と、光を透過し、基板２上に形成される光導波路部分の形状を有する凹部１２を有し、凹部１２以外の部分が遮光された型１０を準備する工程と、基板２および型１０の間に、クラッド形成用光硬化樹脂層６Ａおよびコア形成用光硬化樹脂層８Ａを形成する工程と、基板２および型１０を、凹部１２にコア形成用光硬化樹脂８Ａが進入するように押し付ける工程と、型１０側から露光し、凹部１２部分におけるコア形成用光硬化樹脂８Ａおよびクラッド形成用光硬化樹脂６Ａを硬化して光導波路部分を形成する工程と、型１０を基板２側から剥離する工程と、未硬化のまま基板２上に残留するコアおよびクラッド形成用光硬化樹脂８Ａ，６Ａを除去する工程と、を有する光モジュールの製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、光モジュールの製造方法に関する。

ＩＣ技術やＬＳＩ技術において、動作速度や集積度向上のために、高密度に電気配線を行なう代わりに、機器装置間、機器装置内のボードで挟まれた領域、チップで挟まれた領域において光配線を行なうことが注目されている。この光配線を実現させるために光導波路を備えた光モジュールが用いられる場合がある。

この光モジュールにおいて、面発光素子と光導波路との接続方法としては、１）面型素子を９０°倒立させ、光導波路と接続する方法、２）面型素子と導波路とで挟まれた領域に９０°折り返しミラーを用いて接続する方法、３）導波路に９０°折り返しミラーを形成し面型素子と接続する方法、４）導波路を垂直に立てて接続する方法等が提案されている。

上記面発光素子と光導波路とを接続した例としては、例えば、半導体レーザの多層膜構造を作製する際に導波路構造を作りこむ方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
また、樹脂でコア、クラッド、およびプリズムを一体形成する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。
更に、密着型イメージセンサーとして、受光素子にピッチ変換導波路を一体に成形する方法が開示されている（例えば特許文献３参照）。
また更には、石英製の型にクロムマスクを施し、ＬＥＤ基板上に型を押し付けて光硬化樹脂をレンズ部分だけ硬化させる方法が開示されている（例えば特許文献４参照）。
特開平０９−２１４０４９号公報 特開２００１−２８１４７７号公報 特開平０９−０８３７２９号公報 特開２００６−３２７１８２号公報

本発明の課題は、本構成を有しない場合に比べ、優れた面性状を有する光導波路部分を備えた光モジュールを、光導波路部分と光素子との位置決め工程の工数を減らして製造することにある。

上記課題は、以下の本発明により達成される。即ち、
請求項１に係る発明は、
光素子を備えた基板を準備する基板準備工程と、
光を透過する材料からなり、前記基板上に形成される光導波路部分の形状を有する凹部を有し、且つ前記基板に対向して押し付けられる面の前記凹部以外の部分が遮光された光導波路部分形成用の型を準備する型準備工程と、
前記基板および前記型によって挟まれる領域に、該基板側から順に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂層および未硬化のコア形成用の光硬化樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記基板および前記型を、前記凹部に前記コア形成用の光硬化樹脂が進入するように押し付ける押し付け工程と、
前記型側から露光し、前記凹部部分における前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を硬化して光導波路部分を形成する露光硬化工程と、
前記型を前記基板側から剥離する型剥離工程と、
未硬化のまま基板上に残留する前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を除去する除去工程と、
を有する光モジュールの製造方法である。

請求項２に係る発明は、
前記樹脂層形成工程が、
前記基板上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
該クラッド形成用の光硬化樹脂層上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
該コア形成用の光硬化樹脂層および前記型の前記凹部を有する面が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、
を有する請求項１に記載の光モジュールの製造方法である。

請求項３に係る発明は、
前記樹脂層形成工程が、
前記基板上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
前記型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
前記クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記コア形成用の光硬化樹脂層が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、
を有する請求項１に記載の光モジュールの製造方法である。

請求項４に係る発明は、
前記樹脂層形成工程が、
前記型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
該コア形成用の光硬化樹脂層上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
該クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記基板が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、
を有する請求項１に記載の光モジュールの製造方法である。

請求項５に係る発明は、
前記凹部の形状が、前記光導波路部分における光導波方向を屈曲させる傾斜面に対応する傾斜を有する請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の光モジュールの製造方法である。

請求項６に係る発明は、
前記除去工程の後に、前記基板を切断する切断工程を有し、
前記凹部が、前記光導波路部分における光導波方向の末端を前記切断工程によって切断される領域にまで形成させる形状を有し、
前記切断工程において、前記基板と共に前記光導波路部分における光導波方向の末端を含む領域を切断する請求項５に記載の光モジュールの製造方法である。

請求項７に係る発明は、
前記凹部が、前記切断工程によって切断される光導波路部分に前記基材との接触面が鋭角な傾斜面を形成させる形状を有する請求項６に記載の光モジュールの製造方法である。

請求項１に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、優れた面性状を有する光導波路部分を備えた光モジュールが、光導波路部分と光素子との位置決め工程の工数を減らして製造される。

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、優れた面性状を有する光導波路部分を備えた光モジュールが容易に製造される。

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、優れた面性状を有する光導波路部分を備えた光モジュールが容易に製造される。

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、優れた面性状を有する光導波路部分を備えた光モジュールが容易に製造される。

請求項５に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、傾斜面における面性状にも優れた光導波路部分を備えた光モジュールが容易に製造される。

請求項６に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、基板の末端と光導波路部分における光導波方向の末端とが揃った光モジュールが容易に製造される。

請求項７に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、型の剥離が容易となる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜光モジュールの製造方法＞
本実施形態に係る光モジュールの製造方法は、
（１）光素子を備えた基板を準備する基板準備工程と、
（２）光を透過する材料からなり、前記基板上に形成される光導波路部分の形状を有する凹部を有し、且つ前記基板に対向して押し付けられる面の前記凹部以外の部分が遮光された光導波路部分形成用の型を準備する型準備工程と、
（３）前記基板および前記型によって挟まれる領域に、該基板側から順に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂層および未硬化のコア形成用の光硬化樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
（４）前記基板および前記型を、前記凹部に前記コア形成用の光硬化樹脂が進入するように押し付ける押し付け工程と、
（５）前記型側から露光し、前記凹部部分における前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を硬化して光導波路部分を形成する露光硬化工程と、
（６）前記型を前記基板側から剥離する型剥離工程と、
（７）未硬化のまま基板上に残留する前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を除去する除去工程と、を有する。

尚、前記（３）樹脂層形成工程としては、例えば以下の３通りの具体的手法が挙げられる。
（３−１−Ａ）前記基板上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
（３−１−Ｂ）該クラッド形成用の光硬化樹脂層上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
（３−１−Ｃ）該コア形成用の光硬化樹脂層および前記型の前記凹部を有する面が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、を有する態様が挙げられる（第１の態様）。

（３−２−Ａ）前記基板上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
（３−２−Ｂ）前記型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
（３−２−Ｃ）前記クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記コア形成用の光硬化樹脂層が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、を有する態様が挙げられる（第２の態様）。

（３−３−Ａ）前記型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
（３−３−Ｂ）該コア形成用の光硬化樹脂層上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
（３−３−Ｃ）該クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記基板が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、を有する態様が挙げられる（第３の態様）。

従来、ＶＣＳＥＬやＬＥＤなどの面発光素子を備えた基板上に光導波路部分を実装した光モジュールの代表的な製造方法としては、面発光素子に対して端部を傾斜面（例えば４５度）に加工した光導波路部分をパッシブアライメントして結合する方法があった。
この方法であれば、実装部は光導波路部分および基板の厚み分まで薄型化される。しかし、この方法では光実装部の面発光素子ごとに端部が傾斜面に加工された光導波路部分をアライメントする必要が生じる。これには従来であれば、特殊な実装装置を長いタクトタイム占有する必要があり、製造に時間を要してしまうため容易な製造方法の実現が望まれていた。また前記傾斜面の加工条件は、通常の垂直に切り落とされる光導波路部分の端面の加工条件に比べて厳しく、求められる面粗さの精度が非常に高いため、加工時間がかさむため、この点でも容易な製造方法の実現が望まれていた。

また従来においては、光導波路部分形成用の凹部を有する型（凹部以外の部分が遮光されてはいない型）を用いて、光硬化樹脂に押し付けて露光、硬化し、該型を剥離した後に電極部など樹脂不要部分をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で除去する方法も用いられていた。この方法では、光導波路部分の面粗さが悪化し、特に非常に高い面粗さの精度が求められる傾斜面の加工も上記ＲＩＥ法による影響を受け、優れた面性状が達成されない。
この容易な製造方法の実現は、必ずしも光導波路部分が傾斜面を有する場合のみには限られず、また発光素子ではなく受光素子を有する場合においても望まれていた。即ち、光素子を備えた基板上に光導波路部分を実装した光モジュールの製造方法として、優れた面性状を保持しつつ且つ容易に製造し得る製造方法が望まれていた。

これに対し、本実施形態に係る光モジュールの製造方法によれば、凹部部分におけるコアおよびクラッドとなる光硬化樹脂が硬化され、光導波路部分が形成されれ、一方遮光された部分の直下にある光硬化樹脂は硬化しないため、露光後に型を剥離し、洗浄等の方法によって容易に除去される。
本実施形態に係る光モジュールの製造方法では、基板に対向して押し付けられる面の凹部以外の部分が遮光された型を用い、且つクラッド形成用の光硬化樹脂層およびコア形成用の光硬化樹脂層を介した状態で露光硬化し、前記凹部部分における前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を硬化して光導波路部分を形成する。即ち、光導波路部分の形状は前記型における凹部の形状によって制御されるため、優れた面性状を有する光導波路部分を容易に形成し得る。
また、クラッド形成用の光硬化樹脂層およびコア形成用の光硬化樹脂層を形成した後、両者を介した状態で露光硬化し、前記凹部部分における前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を硬化して光導波路部分を形成する。即ち、光導波路部分におけるクラッドとコアとがいっぺんに硬化されて形成されるため、光導波路部分を容易に形成し得る。

・傾斜面を有する光導波路部分
尚、求められる面粗さの精度が非常に高い「傾斜面を有する光導波路部分」を形成する場合にあっても、本実施形態に係る光モジュールの製造方法によれば、上述の通り、優れた面性状を有する光導波路部分を容易に形成し得る。

・切断工程
また、本実施形態に係る光モジュールの製造方法においては、前記除去工程の後に、前記基板を切断する切断工程を有していてもよい。その場合、前記凹部が、前記光導波路部分における光導波方向の末端を前記切断工程によって切断される領域にまで形成させる形状を有し、且つ前記切断工程において、前記基板と共に前記光導波路部分における光導波方向の末端を含む領域を切断することが好ましい。
光導波路部分における光導波方向の末端を含む領域を切断することにより、基板の末端と光導波路部分における光導波方向の末端とが揃った光モジュールが容易に形成される。

既存のＶＣＳＥＬやＬＥＤなどの面発光素子からの出射光は、出射開口部直上に発射され、光導波路部分に傾斜面を有する場合には、該傾斜面で光導波方向が変換される。例えば前記傾斜面が４５度面であれば、その進行方向は基板と平行方向に変換される。変換された出射光の光導波方向の末端には、例えば光ファイバー等が接続される。その際、基板の末端と光導波路部分における光導波方向の末端とが揃った光モジュールであれば、接続する光ファイバー等をあてつけた状態で位置決めが容易となる。また、光モジュールと光ファイバーとの接続損失が抑制される。

・切断される光導波路部分の形状
また、前記切断工程によって切断される光導波路部分がある場合には、前記型における凹部が、前記切断工程によって切断される光導波路部分に前記基材との接触面が鋭角な傾斜面を形成させる形状を有することが好ましい。即ち、前記切断工程によって切断される光導波路部分が前記基材との接触面が鋭角な傾斜面を有することが好ましい。
切断される光導波路部分に前記基材との接触面が鋭角な傾斜面を有することにより、型の剥離が容易となる。

以下、本実施形態に係る光モジュールの製造方法について、図面を用いて、その一例を挙げて、各工程毎に詳細に説明する。尚、図１および図２は、本実施形態に係る光モジュールの製造方法を各工程毎に説明する図であり、図３は該製造方法によって得られる光モジュールを示す概略構成図である。

（１）基板準備工程
本実施形態においては、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示す通り、発光素子４を備えた基板２が用いられる。
該発光素子４としては、例えばＶＣＳＥＬやＬＥＤなどの面発光素子が挙げられる。

（２）型準備工程
本実施形態における光導波路部分形成用の型１０（図１（Ｅ）および図１（Ｆ）に記載）は光透過性を有する材料からなる。該材料としては、例えば、石英ガラスやポリノルボルネン樹脂などの高分子材料が好適に利用される。

また上記型１０は、本実施形態において基板２上に形成される光導波路部分の形状を有する凹部１２が形成される。該凹部１２の加工方法としては、機械加工（例えば、ファナック社製ロボナノα−０１を用いた機械加工）により行うことが好ましい。当該機械加工法を適用することにより、数１０ｎｍレベルの表面粗さＲａの精度が達成される。

尚、上記型１０は、基板２に対向して押し付けられる面（図１（Ｆ）においては下側面）の前記凹部１２以外の部分が遮光されている。従って、上記凹部１２を形成する前に、光遮光性のある膜（例えば紫外線を露光する場合であればクロム膜など）を、基板２に対向して押し付けられる面の全面に成膜し、その後前記凹部１２を加工形成することが好ましい。

（３）樹脂層形成工程
本実施形態においては、図１（Ｆ）に示す通り、前記基板２および前記型１０によって挟まれる領域に、該基板２側から順に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂層６Ａおよび未硬化のコア形成用の光硬化樹脂層８Ａを形成する。

（第１の態様）
（３−１−Ａ）クラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程
まず、図１（Ｃ）および図１（Ｄ）に示す通り、基板２上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布してクラッド形成用の光硬化樹脂層６Ａを形成する。
（３−１−Ｂ）コア形成用の光硬化樹脂塗布工程
次いで、図１（Ｅ）および図１（Ｆ）に示す通り、該クラッド形成用の光硬化樹脂層６Ａ上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布してコア形成用の光硬化樹脂層８Ａを形成する。
（３−１−Ｃ）配置工程
その後、図１（Ｅ）および図１（Ｆ）に示す通り、該コア形成用の光硬化樹脂層８Ａおよび型１０の前記凹部１２を有する面が対向して接触するよう前記基板２および前記型１０を配置する。

上記第１の態様では、基板上にクラッド形成用の光硬化樹脂層とコア形成用の光硬化樹脂層とを形成し、その後コア形成用光硬化樹脂層側から型を配置する方法を示したが、これら樹脂層は、まず型の表面に形成してもよい。以下、その態様として第２および第３の態様を示す。

（第２の態様）
（３−２−Ａ）クラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程
まず、基板上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布してクラッド形成用の光硬化樹脂層を形成する。
（３−２−Ｂ）コア形成用の光硬化樹脂塗布工程
次いで、型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布してコア形成用の光硬化樹脂層を形成する。
（３−２−Ｃ）
その後、前記クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記コア形成用の光硬化樹脂層が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する。

（第３の態様）
（３−３−Ａ）コア形成用の光硬化樹脂塗布工程
まず、型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布してコア形成用の光硬化樹脂層を形成する。
（３−３−Ｂ）クラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程
次いで、該コア形成用の光硬化樹脂層上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布してクラッド形成用の光硬化樹脂層を形成する。
（３−３−Ｃ）配置工程
その後、該クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記基板が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する。

ここで、本実施形態において用いられるコアおよびクラッド形成用の光硬化樹脂について説明する。該光硬化樹脂としては、光導波路部分の使用波長に対して透明であり、コアとクラッドとに定められた屈折率差を設定し得るものであれば、特に制限されるものではない。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、中でもアクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。

ただし、光導波路部分としての光学特性を発揮させるため、クラッドは、コアよりも屈折率が低い材料で構成する必要があり、特に上記光モジュールに光ファイバーを接続する場合であれば、接続する光ファイバーのコアおよびクラッドの屈折率差に合わせることが望ましい。

クラッド形成用の光硬化樹脂は、コアと上述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、電子線硬化性等の樹脂、望ましくは紫外線硬化性樹脂を選択し、紫外線硬化性のモノマー、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。

クラッド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。

クラッドの厚みは特に限定されるものではないが、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。

コア形成用の光硬化樹脂としては、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。
コアを形成する具体的な材料としては、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。

コアの厚みはプロセス上は特に限定されず、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。また、特に上記光モジュールに光ファイバーを接続する場合であれば、当然コアの厚みは接続する光ファイバーに合わせることが望ましい。

クラッド形成用の光硬化樹脂およびコア形成用の光硬化樹脂の塗布方法としては、例えば、スピン塗布法やロール塗布法など公知の方法が適用される。

尚、未硬化のコア形成用の光硬化樹脂と未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂とは、いずれも液状であるため、その界面で混合領域が生じる。しかし、界面における多少の混合は、効果後の光導波路部分においては屈折率分布上なんら悪影響を及ぼさない。上記の混合が適度な範囲（即ち光導波路部分において屈折率分布上悪影響が生じない範囲）となるよう制御するには、
・用いるコア形成用の光硬化樹脂およびクラッド形成用の光硬化樹脂の選択
・コア形成用の光硬化樹脂およびクラッド形成用の光硬化樹脂の粘度の調整
・コア形成用の光硬化樹脂層およびクラッド形成用の光硬化樹脂層を形成してから、露光硬化するまでの時間
等を制御することによりおこなわれる。

（４）押し付け工程
次いで、図１（Ｅ）および図１（Ｆ）に示す通り、前記基板２および前記型１０を、前記凹部１２に前記コア形成用の光硬化樹脂８Ａが進入するように押し付ける（図１（Ｆ）においては型１０を矢印Ａ方向に押し付ける）。
尚、基板２と型１０とが接触するまで押し付ける必要はなく、例えば、クラッド形成用の光硬化樹脂層の厚み分まで型を押しつけて行う。また、型１０の凹部１２内をコア形成用の光硬化樹脂８Ａが満たし、気泡等が混入しないよう押し付けることがより好ましい。

（５）露光硬化工程
押し付け工程の後、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す通り、前記型１０側から露光し、前記凹部１２部分における前記コア形成用の光硬化樹脂８Ａおよび前記クラッド形成用の光硬化樹脂６Ａを硬化して光導波路部分を形成する。尚、型１０の凹部１２以外の部分は遮光されているため、凹部１２以外の部分における前記コア形成用の光硬化樹脂８Ａおよび前記クラッド形成用の光硬化樹脂６Ａは未硬化のまま残留する。

露光を行う装置としては、例えば、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられる。

（６）型剥離工程および（７）除去工程
露光硬化工程を経た後、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に示す通り、型１０を前記基板２側から剥離するし、更に未硬化のまま基板２上に残留する前記コア形成用の光硬化樹脂８Ａおよび前記クラッド形成用の光硬化樹脂６Ａを除去する。これにより、クラッド６Ｂとコア８Ｂとからなる光導波路部分が形成される。

除去の方法としては、例えば洗浄液による洗浄が好適な方法として挙げられる。該洗浄液としては、樹脂が紫外線硬化樹脂である場合には、例えば、アセトンなど紫外線硬化樹脂を溶解する有機溶剤が好適に用いられる。
これにより基板の電極部分などに余計な光硬化樹脂が残ることが防止される。

（８）切断工程
除去工程を経た後、図２（Ｅ）および図２（Ｆ）において一点鎖線で示す通り、前記基板２を切断する切断工程を設けてもよい。基板２を切断する方法としては、ダイシングソーによる切断が好適に用いられる。

尚その場合、前記光導波路部分における光導波方向の末端（図２（Ｅ）においては下方向）を前記切断工程によって切断される領域にまで形成しておき、且つ前記切断工程において、前記基板２と共に前記光導波路部分における光導波方向の末端を含む領域を切断することが好ましい。

また、前記切断工程によって切断される光導波路部分がある場合には、前記切断工程によって切断される光導波路部分に前記基材２との接触面が鋭角な傾斜面を形成することが好ましい。

本実施形態に係る製造方法により、４５度傾斜面を設けて製造された光モジュールを図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す。図３（Ａ）は該光モジュールの平面図を、図３（Ｂ）は（Ａ）における横方向からの側面図を、図３（Ｃ）は（Ａ）における下方向からの側面図を表す。
４５度傾斜面を設けた光モジュールは、図３（Ｂ）において矢印で示す通り、発光素子４から発射された光の導波方向が４５度傾斜面によって屈曲され、導波路部分の端面から基板平面に対して平行に光が出るため平面実装が容易になる。即ち、基板に対して光ファイバ等をそのまま突き当てて結合し得る。
また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す通り、基板の末端と光導波路部分における光導波方向の末端とが揃った光モジュールであれば、光ファイバを突き当てて容易に平面結合される。

またへき開で作製する一般的な端面発光レーザーに対しても、出射光の広がり角が均一で光ファイバにそのまま結合できるなど、面発光素子としての利点を残したまま端面発光が実現される。
さらに４５度傾斜面を型における凹部の形状によって成形し得るため、型における凹部の形状をコリメートレンズ形状にすることにより、出射光を平行光にすることも可能である。

尚、本実施形態に係る光モジュールの製造方法は発光素子を備えた基板に対してだけでなく、フォトダイオードなど受光素子を備えた基板に対しても適用し得ることは言うまでもない。

以下実施例を説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。

（実施例１）
１００ｍｍ角で厚み２．２ｍｍの石英板にクロムコートを施したものを用意し、ファナック社製ロボナノα−０１により、３インチＧａＡｓ基板に形成されたＶＣＳＥＬアレイの発光点位置ピッチにあわせた４５度傾斜面、およびそれにつながるコア径３０μｍの矩形光導波路パターンの凹部を加工し、スタンパ型を作製した。
なお導波路コアの側面部分は抜きテーパとして８度の勾配が付けられている。

ＶＣＳＥＬアレイが加工された３インチＧａＡｓ基板に、クラッドとなるＵＶ硬化エポキシ樹脂（屈折率１.５０、粘度２００ｍＰａｓ）を厚み２０μｍになるようにスピンコートしたものを用意する。このＧａＡｓ基板上にさらにコアとなるＵＶ硬化エポキシ樹脂（屈折率１.５５、粘度１００ｍＰａｓ）を滴下し、前記スタンパ型をＶＣＳＥＬ発光点直上に４５度面をアライメントしさらにＧａＡｓ基板に対して２５μｍの間隔になるまで押し付け、コアとなるＵＶ硬化エポキシを展開した。このときＵＶ硬化樹脂内に気泡が入らない速度で押し付け５分で押し付けを完了した。

波長３６５ｎｍ、強度５０ｍＷ／ｃｍ^２のＵＶ平行光源を、スタンパ上から１分照射し、クロムコートが直上にない部分（即ち凹部部分）のＵＶ硬化エポキシ樹脂を硬化した。１分かけてスタンパ型をＧａＡｓ基板から剥離した後、ＧａＡｓ基板上に残る未硬化のエポキシ樹脂を洗浄して除去した。その結果、ＶＣＳＥＬ電極上の樹脂残渣は認められなかった。

最後にＧａＡｓ基板を、切削速度４ｍｍ／ｓｅｃでダイシングして、個別ＶＣＳＥＬチップを切り出した。個別ＶＣＳＥＬチップを切り出す際に、光導波路部分となる樹脂部分の端部も共に切削し、光導波路部分端部とチップ端部の位置を一致させた。

本実施例では、ＶＣＳＥＬ発光点からチップ端部までの長さが０．８ｍｍあるが、コア径５０μｍのＧＩ−ＭＭＦファイバーアレイまでの結合損失は１ｄＢであった。

（実施例２）
光導波路部分のチップ端部にかかる部分も８度の抜きテーパ構造にし、かつＶＣＳＥＬチップを切り出す際の切削位置に重ならない位置とした以外は、実施例１に記載の方法によりＶＣＳＥＬチップを作製した。
その結果、ＧａＡｓ基板をダイシングする際に光導波路部分となるエポキシ樹脂を切削しなくて良いため切削速度を８ｍｍ／ｓｅｃにあげられた。尚、本実施例でのファイバーアレイまでの結合損失は１．５ｄＢであった。

（実施例３）
スタンパ型を１ｍｍ厚のポリノルボルネン樹脂フィルムで構成した以外は、実施例１に記載の方法によりＶＣＳＥＬチップを作製した。
その結果、スタンパ型が変形するためＧａＡｓ基板からのスタンパ型剥離工程が容易になり、１５秒で完了できた。尚、本実施例でのファイバーまでの結合損失は、ＶＣＳＥＬチップのＧａＡｓ基板上での位置によって異なり１ｄＢ以上１．５ｄＢ以下であった。

（比較例１）
実施例１において、スタンパ型へのクロムコートを省略し、且つスタンパ型の凹部形状を２５μｍ余計に掘り込んだ形状とした。そしてスタンパ型を剥離した後に、ドライエッチング装置により２５μｍ分のエポキシ樹脂を除去した。
その結果、本比較例でのファイバーまでの結合損失は３ｄＢであった。また、除去不十分な樹脂が残渣として残り、電極抵抗が増加した。

（比較例２）
実施例１において、ＧａＡｓ基板へのクラッドとなるＵＶ硬化エポキシ樹脂のスピンコートを行わなかったこと以外は、実施例１に記載の方法によりＶＣＳＥＬチップを作製した。
その結果、光導波路部分の形状が縦方向に５５μｍであり、ファイバーまでの結合損失が３．５ｄＢであった。

（比較例３）
比較例２において、更に、結合損失を減少するためにスタンパ型をＧａＡｓ基板に対して５μｍの間隔になるまで押し付けたこと以外は、比較例２に記載の方法によりＶＣＳＥＬチップを作製した。
その結果、押し付け時間が２０分以上増加した上、光導波路部分が基板側にできないため結合損失も２．５ｄＢまでしか減少しなかった。

本実施の形態に係る光モジュールの製造方法を説明する図である。 本実施の形態に係る光モジュールの製造方法を説明する図である。 本実施の形態に係る光モジュールの製造方法によって得られる光モジュールを示す概略構成図である。

符号の説明

２ 基板
４ 発光素子
６Ａ クラッド形成用の光硬化樹脂
６Ｂ クラッド
８Ａ コア形成用の光硬化樹脂
８Ｂ コア
１０ 型
１２ 凹部

Claims (7)

1. 光素子を備えた基板を準備する基板準備工程と、
   光を透過する材料からなり、前記基板上に形成される光導波路部分の形状を有する凹部を有し、且つ前記基板に対向して押し付けられる面の前記凹部以外の部分が遮光された光導波路部分形成用の型を準備する型準備工程と、
   前記基板および前記型によって挟まれる領域に、該基板側から順に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂層および未硬化のコア形成用の光硬化樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
   前記基板および前記型を、前記凹部に前記コア形成用の光硬化樹脂が進入するように押し付ける押し付け工程と、
   前記型側から露光し、前記凹部部分における前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を硬化して光導波路部分を形成する露光硬化工程と、
   前記型を前記基板側から剥離する型剥離工程と、
   未硬化のまま基板上に残留する前記コア形成用の光硬化樹脂および前記クラッド形成用の光硬化樹脂を除去する除去工程と、
   を有する光モジュールの製造方法。
2. 前記樹脂層形成工程が、
   前記基板上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
   該クラッド形成用の光硬化樹脂層上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
   該コア形成用の光硬化樹脂層および前記型の前記凹部を有する面が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、
   を有する請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
3. 前記樹脂層形成工程が、
   前記基板上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
   前記型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
   前記クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記コア形成用の光硬化樹脂層が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、
   を有する請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
4. 前記樹脂層形成工程が、
   前記型の前記凹部を有する面上に未硬化のコア形成用の光硬化樹脂を塗布して前記コア形成用の光硬化樹脂層を形成するコア形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
   該コア形成用の光硬化樹脂層上に未硬化のクラッド形成用の光硬化樹脂を塗布して前記クラッド形成用の光硬化樹脂層を形成するクラッド形成用の光硬化樹脂塗布工程と、
   該クラッド形成用の光硬化樹脂層および前記基板が対向して接触するよう前記基板および前記型を配置する配置工程と、
   を有する請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
5. 前記凹部の形状が、前記光導波路部分における光導波方向を屈曲させる傾斜面に対応する傾斜を有する請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の光モジュールの製造方法。
6. 前記除去工程の後に、前記基板を切断する切断工程を有し、
   前記凹部が、前記光導波路部分における光導波方向の末端を前記切断工程によって切断される領域にまで形成させる形状を有し、
   前記切断工程において、前記基板と共に前記光導波路部分における光導波方向の末端を含む領域を切断する請求項５に記載の光モジュールの製造方法。
7. 前記凹部が、前記切断工程によって切断される光導波路部分に前記基材との接触面が鋭角な傾斜面を形成させる形状を有する請求項６に記載の光モジュールの製造方法。

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