JP2010156802A - 高分子光導波路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コアと導電線との位置精度が高い高分子光導波路を提供する。
【解決手段】高分子光導波路１０は、光が伝搬するコア１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、前記コアを包囲し、かつ、該コアよりも屈折率が小さいクラッド１２，１６，３０と、前記クラッドのうち、少なくとも片面のクラッド上に設けられた導電線２０ａ，２０ｂとを有する。導電線は、前記クラッド上に予め設けられた導電層２０を分離する第１の溝２２によって形成され、前記コアの側面の一部は、前記第１の溝の一部に形成された第２の溝２４ａ，２４ｂによって形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高分子光導波路及びその製造方法に関する。

高速信号の伝送において、伝送媒体として広く利用されている電気は限界が近づき、光伝送の役割が期待され、機器装置間、機器装置内のボード間、チップ間において光配線を使用するいわゆる光インターコネクションが注目されている。
前記光インターコネクションを可能とする技術として、光を伝搬し屈折率の高い高分子からなるコアと、該コアを包囲し屈折率がより小さい高分子からなるクラッドから構成される高分子光導波路が、可撓性を有することや製造コストを低く抑えられること等の面から注目されている。

このような高分子光導波路を製造する技術としては、例えば、下記に示すような方法が提案されている。
（１）フィルムにモノマーを含浸させ、コア部を選択的に露光して屈折率を変化させてフィルムを張り合わせる方法（選択重合法）。
（２）コア層及びクラッド層を塗布後、反応性イオンエッチングを用いてクラッド部を形成する方法（ＲＩＥ法）。
（３）高分子材料中に感光性の材料を添加した紫外線硬化樹脂を用いて、露光・現像するフォトリソグラフィー法を用いる方法（直接露光法）。
（４）射出成形を利用する方法。
（５）コア層及びクラッド層を塗布後、コア部を露光してコア部の屈折率を変化させる方法（フォトブリーチング法）。
（６）鋳型を用いて高分子光導波路を製造する方法（特許文献１参照）。

上記（１）〜（６）の高分子光導波路の製造方法のほかに、簡便な製造法として、屈折率の小さい第１の層と、該第１の層より屈折率の高い第２の層と、該第２の層より屈折率の小さい第３の層からなるフィルムを用意し、フィルムの上部より深さ方向に高速回転するブレードより溝を形成し、導波路コアを形成する手法が提案されている（特許文献２）。

上記のような各方法により製造された高分子導波路は、光信号のみを導くことが可能な導波路であり、例えば、プリント基板間、あるいはモジュール間における高速光信号の伝送以外に低速電気信号の伝送あるいは電力供給を行う場合は、光配線の他に導電線を別途設置する必要がある。
そこで、導波路シートの表面あるいは裏面の少なくとも一方に電気配線パターンを形成した高分子光導波路（特許文献３参照）、導波路シートに光配線と電気配線を内在させた高分子光導波路（特許文献４参照）などが提案されている。

特開２００４−２２６９４１号公報 特開平８−２８６０６４号公報 特開２００１−３１１８４６号公報 特開２００７−１４０３００号公報

本発明は、コアと導電線との位置精度が高い高分子光導波路およびその高分子光導波路の製造方法を提供することを主な目的とする。

上記課題は、以下の手段により解決される。
請求項１の発明は、光が伝搬するコアと、前記コアを包囲し、かつ、該コアよりも屈折率が小さいクラッドと、前記クラッドのうち、少なくとも片面のクラッド上に設けられた導電線と、を有し、前記導電線は、前記クラッド上に予め設けられた導電層を分離する第１の溝によって形成され、前記コアの側面の一部は、前記第１の溝の内側の一部に形成された第２の溝によって形成されていることを特徴とする高分子光導波路。
請求項２の発明は、前記第１の溝と前記第２の溝にそれぞれ誘電体が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
請求項３の発明は、前記第１の溝の底部が、前記導電線が設けられた側の前記クラッドに、又は、該導電線と該クラッドとの間に設けられた接着層に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高分子光導波路。
請求項４の発明は、前記第１の溝の底部が、前記コアの側面の他の一部を形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高分子光導波路。
請求項５の発明は、前記第１の溝の内側に、前記第２の溝の少なくとも一部が位置するように複数の第２の溝が形成されており、前記第１の溝の幅が、前記複数の第２の溝のうち最も外側に位置する２つの第２の溝の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の高分子光導波路。
請求項６の発明は、クラッドとなる第１の層と、該第１の層よりも屈折率が大きく、光が伝搬するコアとなる第２の層と、該第２の層よりも屈折率が小さく、クラッドとなる第３の層がこの順に積層され、さらに前記第１の層及び前記第３の層の少なくとも一方の側に金属層が積層された積層体を用意する工程と、前記積層体の前記金属層の側から厚さ方向に第１のブレードで切削して第１の溝を形成することにより該金属層を分離して導電線を形成する工程と、前記第１の溝の内側の一部を第２のブレードで切削して第２の溝を形成することにより前記コアの側面の一部を形成する工程と、を有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
請求項７の発明は、前記第１のブレードの幅が、前記第２のブレードの幅よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の高分子光導波路の製造方法。

請求項１記載の発明によれば、コアと導電線との位置精度が高い、導電線付きの高分子光導波路が提供される。
請求項２記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、コアの環境からの耐性を有し、さらに導電線の特性インピーダンスを制御することが可能な導電線付きの高分子光導波路が提供される。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、さらにコア層の厚みがそのまま反映された断面形状を有し、光伝播損失の小さい導波路コアを備えた導電線付きの高分子光導波路が提供される。
請求項４記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、さらに第１の溝によってコアの高さが調整され、第２の溝間隔の調整と合わせて導波路コアの断面形状が制御された導電線付きの高分子光導波路が提供される。
請求項５記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、さらに伝搬損失の小さい、導電線付きの高分子光導波路が提供される。
請求項６記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、簡便な方法で導波路コアと導電線との位置精度が高い導電線付きの高分子光導波路を製造する方法が提供される。
請求項７記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、簡便な方法で導波路コアと導電線との位置精度が高く、かつ、伝搬損失の小さい、導電線付きの高分子光導波路を製造する方法が提供される。

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又は符号を省略し、重複する説明は適宜省略する。また、図面は、本発明の理解を容易なものとするため、形状、大きさ、位置関係を概略的に示しており、図に示されている具体的な条件も一例に過ぎず、これらの形態に限定されるものではない。

本発明者らは、まず、導電線を有する光導波路及びその製造方法について以下のような研究及び検討を行った。
例えば、コアと、該コアを包囲するクラッドからなる導波路シートを用意し、片面のクラッドに銅箔を貼り合わせる。次いで、フォトリソグラフィーによって銅箔上にレジストでエッチングマスクを形成した後、エッチングによって不要な銅箔を溶解して取り去る。さらにレジストでエッチングマスクを除去することにより、銅からなる導電線パターンが形成される。以上の工程により、少なくとも片面に導電線を有する導波路を得ることができる。

しかしながら、上記のような導電線を有する高分子光導波路の製造方法では、電気配線パターンや光配線パターン（コア）などを作製するにあたって、パターニング、露光・現像、エッチングなどの様々な薄膜形成プロセス等により作製するため、複雑で多くの工程が必要であり、製造歩留まりの悪化を招きやくなり、製造コストが高騰してしまう。

さらに、導波路コアと電気配線パターン（導電ライン）を別工程で形成している、つまり、マスクの精度、あるいはマスクと導波路シートとの位置合わせ精度に依存しているため、導波路コアと電気配線との位置精度の低下を招きやすい。加えて、導電ラインの下方に導波路コアが位置するとき、上方から導波路コアを観察し難いため、コア端と他の受発光素子等の光デバイスとの結合精度の低下を招きやすい。

また、例えば、クラッド層、コア層、及びクラッド層を積層した３層からなるシートの上にさらに金属層を設け、金属層側から溝を形成して導波路コアと導電ラインを形成しようと試みると、導波路コアを形成する際、金属層も同時に切削するため、金属の切削粉によりブレードが目詰まりして、平坦性の高いコア側面が形成できず、コア内の伝搬光の損失が大きくなってしまう。

また、例えば、平坦性の高いコア側面を有する高分子光導波路をあらかじめ用意し、該導波路上に金属層を設けた後、金属層を切削して導電ラインを形成する方法が考えられる。しかし、この場合、金属層の下方に導波路コアが形成されているため、コアラインが観察できず、コアラインと導電ラインの平行度、位置の精度が低下するばかりでなく、コアと他の光デバイス（たとえばＶＣＳＥＬやフォトダイオード等の受発光素子、あるいは光ファイバー）との結合精度も低下し易い。

このような研究及び検討を重ねた結果、本発明者らは、クラッド層、コア層、クラッド層、及び導電層を積層させた積層シートに対し、導電層側から深さの異なる溝を段階的に形成して導電線とコアを順次形成することで、コア内の伝搬光の損失が抑制されるとともに、他の光デバイスとの結合精度が向上する導電線付きの光導波路が得られることを見出し、さらに研究を重ねて本発明の完成に至った。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る高分子光導波路の構成を光の伝搬方向から見た断面として概略的に示している。
本実施形態に係る高分子光導波路１０は、光が伝搬するコア１４ａ，１４ｂ，１４ｃ（適宜、「導波路コア」という。）と、コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃを包囲し、かつ、該コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃよりも屈折率が小さいクラッド１２，１６，３０と、少なくとも片面側のクラッド１６上に設けられた導電線２０ａ，２０ｂ（適宜、「導電ライン」という。）と、を有している。以下、適宜、導電線が設けられている側のクラッド１６を「上部クラッド」、コア層１４に対して上部クラッド１６と反対側に設けられているクラッド１２を「下部クラッド」という。

導電線２０ａ，２０ｂと上部クラッド１６との間には接着層１８が設けられている。また、コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃを含むコア層１４には光が伝搬しないダミーコア１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇが含まれ、導電線２０ａ，２０ｂを含む導電層２０には導電ラインとして使用しないダミー導電ライン２０ｃ，２０ｄが含まれている。導電線２０ａ，２０ｂは、上部クラッド１６上に予め設けられた導電層２０を分離する第１の溝２２によって形成され、コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの側面の一部、すなわち、光導波路１０の厚さ方向の側面は、第１の溝２２の一部をさらに深く形成した第２の溝２４ａ，２４ｂによって形成されている。また、各溝２２，２４ａ，２４ｂは誘電体３０で充填されている。

次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る高分子光導波路１０の製造方法について各構成要素と共に説明する。

（１）積層シートを用意する工程
下部クラッドとなる第１の層（下部クラッド層）１２と、該第１の層１２よりも屈折率が大きく、コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃとなる第２の層（コア層）１４と、該第２の層１４よりも屈折率が小さく、上部クラッドとなる第３の層（上部クラッド層）１６がこの順に積層され、さらに第３の層１６上に接着層１８を介して金属層２０を設けた積層体（積層シート）１０Ａを用意する（図２（Ａ））。
なお、接着層１８を設けずに、接着層１８を兼ねた第３の層１６上に金属層２０を直接設けてもよい。また、片面だけでなく、両面、すなわち、第１の層１２と第３の層１６の両方に導電層２０を設けてもよい。

第１の層１２と第３の層１６はクラッドとなるため、第２の層（コア層）１４より屈折率が小さいことが求められる。コア層１４とクラッド層１２，１６の屈折率差は、本導波路１０への入射光の広がり角、結合される光デバイスの開口数（ＮＡ）、光導波路１０の屈曲径等から適宜決定される。
また、下部クラッド層１２と上部クラッド層１６は同一材料である必要はないが、簡便性と光学設計の点から同一材料で形成されていることが好ましい。

コア層１４の厚みは、コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの高さに影響するため、本導波路１０と結合させる光デバイスとの結合効率等を考慮して決定される。
一方、クラッド層１２，１６の厚みは機械強度を維持する範囲で、導波路１０の可撓性を助長させる目的で薄いことが好ましい。なお、詳細は後の工程で説明するが、クラッド層１２，１６に各溝２２，２４ａ，２４ｂの下端を形成する精度が補償される厚みは必要となる。

金属層２０は電気的導通が可能であれば、金、銀、銅、アルミ、あるいはそれらの合金等広く選択することができる。なお、金属層２０としては、コスト面と接着性から銅を選択し、さらに、簡便さと接着強度の点から上部クラッド層１６に接着層１８を介して銅箔を張り合わせて形成することが好ましい。
なお、銅箔を用いる場合、接着層１８との相当の接着強度が必要であり、銅箔の接着側の面に予め粗面加工を施しておくことが好ましい。

また、金属層２０の厚さは、後の溝形成において金属層２０を分離して導電線２０ａ，２０ｂを形成したときの抵抗と耐電流が確保されるように材料に応じて設定すればよいが、導波路１０に可撓性を具備させる目的から２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。

接着層１８の材料は特に制限されないが、後の溝形成においても金属層２０の剥がれが発生しない強度が求められる。また、導波路１０の可撓性を保持させる目的から該接着層１８は可能な限り薄膜化することが好ましく、３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。

（２）第１の溝を形成する工程
次に、積層シート１０Ａの金属層２０の側から厚さ方向に第１のブレード２６によって少なくとも金属層２０を切削して第１の溝２２を形成する（図２（Ｂ））。このように積層シート１０Ａに第１の溝２２を形成して金属層２０を分離することにより導電線２０ａ，２０ｂを形成する。

第１の溝２２を形成する手段としては、高速回転するブレード２６で切削するダイシングソーが、μｍレベルで水平方向あるいは切削深さの精度が実現される点、また、ブレード２６の面粗さ、材質、及び切削速度を最適化することで、光学的に平滑な切削溝の側面が形成される点から好ましい。

第１の溝２２を形成する際、第１の溝２２の底部（下端）が、例えば、金属層２０よりも下方、かつ、コア層１４よりも上方、すなわち、接着層１８又は上部クラッド層１６に位置するように切削することで、金属層２０を分離し、かつ、コア層１４を分離せずに導電線２０ａ，２０ｂが形成される。このように切削する方法としては、ブレード２６の取り付け台からの高さ、いわゆるブレードハイトをコア層１４より上方、かつ、金属層２０より下方に設定すればよい。ただし、ブレード２６の高さ位置精度と積層シートの厚みムラを考慮すると、ブレード２６の下端が、好ましくはコア層１４から５μｍ以上かつ金属層２０から５μｍ以下の間、より好ましくはコア層１４から７μｍ以上かつ金属層２０から７μｍ以下の間に位置となるように切削を行う。

なお、第１の溝２２を形成する際、第１のブレード２６によってコア層１４の一部も切削してコア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの高さを調整してもよい。この場合、第１の溝２２を形成するとともにコア層１４の一部を切削することで、第１の溝２２の底部がコア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの上面（導電線側の側面）を形成する。これにより、導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの高さが制御され、さらに第２の溝２４ａ，２４ｂの間隔の調整と合わせて導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの断面形状が制御される。

隣接する第１の溝２２同士の間隔Ｌ１は、それらの溝２２の間に形成される導電線２０ａ，２０ｂの幅となるため、本導波路１０の用途に応じて適宜決めればよい。また、第１の溝２２の幅Ｌ２は、次の工程において第２の溝２４ａ，２４ｂとともに形成するコア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの幅を考慮して決めればよい。
また、第１の溝２２の形成に当たっては、形成すべき第１の溝２２の幅Ｌ２に相当する幅（厚み）を有するブレード２６を用いて１回の切削により１つの第１の溝２２を形成してもよいし、Ｌ２よりも幅が小さいブレードを用いて複数回切削することにより１つの第１の溝２２を形成してもよい。ただし、工程数と切削深さの均一性の観点から、形成すべき第１の溝２２の幅Ｌ２に相当する幅を有するブレード２６により形成されることが好ましい。

なお、導電層２０を分割して形成された導電線２０ａ，２０ｂが他の高周波デバイス又はラインと結合するとき、しばしばインピーダンス整合が図られるが、本実施形態のように積層シート１０Ａの片面あるいは両面に電気ラインが形成される形態では、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と同様、電気ラインの幅（Ｌ１）、電気ライン間の幅（Ｌ２）、あるいは、電気ライン間の誘電率によってインピーダンス設計が行われる。

（３）第２の溝を形成する工程
次に、第１の溝２２の一部を第２のブレード２８でさらに深く切削して第２の溝２４ａ，２４ｂを形成することによりコア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの両側面を形成する（図２（Ｃ））。
本実施形態では、各第１の溝２２の内側において一部をさらに深く切削してそれぞれ２つの第２の溝２４ａ，２４ｂを形成することで、導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの側面を形成する。そのため、第２の溝２４ａ，２４ｂの底部（下端）が、コア層１４より下方、かつ、積層シート１０Ａの底面より上方、すなわち、下部クラッド層１２に位置するように切削する。

第２の溝２４ａ，２４ｂの形成によって形成されるコア側面の平坦性は、導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃ内の伝搬光の損失に影響を与えるため、光学的に平坦であることが必要である。コア側面の平坦性に影響するブレード２８の番手、素材、切削速度等は、切削するコア材に応じて適宜決めればよい。

なお、ブレード２８でクラッド層１６，１２とコア層１４を切削してコア側面を形成するときに金属層２０も同時に切削してしまうと、金属層２０の切削によって生じた金属粉がブレードに目詰まり、それによりコア側面の光学的な平坦性を低下させてしまう。一方、本実施形態のように第１の溝２２の幅より厚みが小さいブレード（第２のブレード）を用い、第１の溝２２の内側に複数の第２の溝２４ａ，２４ｂを形成してコア側面を形成すれば、ブレード２８に対する金属粉の目詰まりが防止され、光学的に平坦なコア側面が形成される。

コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成する第２の溝２４ａ，２４ｂの間隔は、例えばコア層１４の厚みに相当する長さとする。
第１の溝２２の形成によって導電層２０が分離されることで、アレイ構造の導電線２０ａ，２０ｂが容易に形成され、さらに、第２の溝２４ａ，２４ｂの形成によって各導電線２０ａ，２０ｂ間、導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃ間あるいは導波路１０と導電線２０ａ，２０ｂ間の位置精度が高い導電線付きの光導波路１０が得られる。

なお、各第２の溝２４ａ，２４ｂの幅は、狭過ぎると、後の工程でクラッドとなる誘電体３０を充填する場合は誘電体３０が充填され難くなり、気泡が入って導波路１０の光学特性に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、第２の溝２４ａ，２４ｂの幅は、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上である。
第２の溝２４ａ，２４ｂも複数回の切削によって１つの溝を形成してもよいが、工数等の観点から１回の切削により形成することが好ましい。

このように第１の溝２２と第２の溝２４ａ，２４ｂを順次形成することによって形成された導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの上方には金属層２０が存在しないため、導波路１０の上部クラッド側からコアラインが観察される。そのため、コア端部と、受発光素子、光ファイバー等の光学デバイスとの結合において、容易に、かつ、精度が高いアライメントが実現される。
さらに、ダイシングソーによって第１の溝２２と第２の溝２４ａ，２４ｂが形成されているため、両者の位置精度が極めて高く、コントラストの高い金属ラインによっても導波路１０と結合するデバイスとのアライメント調整がより容易に行える。

なお、第１の溝２２と第２の溝２４ａ，２４ｂをそれぞれ形成する際、各ブレード２６，２８を保持するスピンドルは同一のものとし、それぞれブレードを交換して各溝２２，２４ａ，２４ｂを形成してもよいが、ブレードを交換すると、ブレードのドレス処理あるいはワーク（積層シート）の試料台からの一時退避等で位置精度が悪化することもあり得る。そのため、スピンドルを２つ有するダイシングソーによって、ワークを試料台から退避させることなく形成することが好ましい。

（４）溝に誘電体を充填する工程
第１の溝２２及び第２の溝２４ａ，２４ｂには、各溝２２，２４ａ，２４ｂが形成されたままの状態、すなわち各溝２２，２４ａ，２４ｂに空気が存在する状態であっても、導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの光伝搬機能、及び導電線２０ａ，２０ｂによる電気信号伝送、電力供給、アースライン機能等を果たすことができるが、導波路コア１４ａ，１４ｂ，１４ｃの側面の保護、導電線２０ａ，２０ｂの側面の保護、インピーダンス調整などの点から、各溝２２，２４ａ，２４ｂを誘電体３０で充填することが好ましい。

第２の溝２４ａ，２４ｂに充填される誘電体３０はクラッドの役目を果たすため、コア層１４よりも屈折率が小さいことが必要である。このようなクラッドとしての役目や簡便さなど点から、誘電体３０は第１の層１２又は第２の層１４を構成するクラッド材と同一の材料であることが好ましい。これにより、熱収縮の影響が小さく、クラッドの接着力が良好になることから屈曲耐久性、環境耐久性がより高い導波路が得られる。

例えば、導電層２０側から液状のクラッド材を滴下してスピンコートによって各溝２２，２４ａ，２４ｂに充填した後、クラッド材に応じて、紫外線照射、加熱などの処理を施して硬化させればよい（図２（Ｄ））。

（５）外形を形成する工程
溝２２，２４ａ，２４ｂに誘電体３０を充填した後、用途に応じて本シートの外形をダイシングソーによって形成する。これにより、導電線２０ａ，２０ｂを有する高分子光導波路１０が完成する。

上記のように第１の実施形態では、厚みの異なるブレード２６，２８を用い、２つの第２の溝２４ａ，２４ｂが第１の溝２２の内側に完全に入る状態で切削を行うが、第１の溝の幅が、該第１の溝において最も外側に位置する第２の溝の間隔よりも大きくなるようにすれば、第１の溝２２の内側に第２の溝２２を３つ以上形成してもよいし、以下の第２の実施形態のように、例えば、第１の溝と第２の溝を同じ厚みのブレードを用いて形成してもよい。

＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態に係る高分子光導波路１１の製造工程を概略的に示している。
第１の実施形態と同様に導電層（銅箔）付きの積層シート１０Ａを用意し、銅箔２０側から、銅箔２０、接着層１８、及び上部クラッド層１６を切削して第１の溝２２を形成する（図３（Ａ））。

次いで、第１の溝２２の両側面をそれぞれ含むように２回切削して２つの第２の溝２４Ａ，２４Ｂを形成する（図３（Ｂ））。
このように第２の溝２４Ａ，２４Ｂを形成する際、第１の溝２２の外側ではブレード２６が導電層２０も切削することになるが、ブレード２６は第１の溝２２の内側では導電層２０を切削せずに、上部クラッド層１６の一部、コア層１４、及び下部クラッド層１２の一部をそれぞれ切削することになる。従って、ブレード２６は金属の切削粉による目詰まりが抑制され、第２の溝２４Ａ，２４Ｂとともに平坦性の高いコア側面が形成される。

次いで、第１の溝２２と第２の溝２４Ａ，２４Ｂに誘電体３０を充填する（図３（Ｃ））。例えば、第１の実施形態と同様に、導電層２０側から液状のクラッド材を滴下してスピンコートによって各溝２２，２４Ａ，２４Ｂに充填した後、クラッド材に応じて、紫外線照射、加熱などの処理を施して硬化させればよい。
これにより第２の実施形態に係る導電線２０ａ，２０ｂ付きの高分子光導波路１１が製造される。

このように本実施形態でも、光学的に平坦性の高いコア側面が形成され、伝搬損失が抑制されるとともに、導波路コアの上方には金属層２０が存在しないため、導波路の上部クラッド側からコアラインが観察されるため、光学デバイスとの結合において、容易に、かつ、精度が高いアライメントが実現される。

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＞
アクリル系高分子からなり、屈折率１．５１、厚さ２５μｍの第１の層（下部クラッド層）と、アクリル系高分子からなり、屈折率１．５５、厚さ５０μｍの第２の層（コア層）と、第１の層と同じ材料からなり、厚さ２５μｍの第３の層（上部クラッド層）がこの順に積層された３層積層シート（１１ｍｍ×１１０ｍｍ）を用意した。

続いて、前記３層積層シートの上部クラッド層上にスピンコート法により紫外線硬化型アクリル樹脂による接着層（厚さ１０μｍ）を形成した。次いで、片面が粗面加工された銅箔（日鉱金属株式会社製 厚さ１２μｍ）を粗い面側を前記接着層側として延伸器にて貼り合わせ、積層シートの下部クラッド層側から紫外線を照射して接着層を硬化させた。これにより、厚さが計１２０μｍの銅箔付き積層シートを用意した（図２（Ａ））。

次に、紫外線硬化型未硬化樹脂を表面に有するワーク固定シート（厚さ１７０μｍ）に対して、前記銅箔付き積層シートの下部クラッド層と固定シートの未硬化樹脂面が合わさるように貼り合わせるとともに金属製のリングに全体を固定した。これを、回転ブレードを２つ取り付け可能なダイシングソー（株式会社ディスコ社製、ＤＦＤ６３６１）の試料台（チャックテーブル）に固定した。
ダイシングソーの第１の回転軸には厚さ２５０μｍのブレードを、第２の回転軸には厚さ３０μｍのブレードをそれぞれ取り付けた。

はじめに、金属層側から厚さ方向に、第１の回転軸に取り付けられた、厚さ２５０μｍ、３００００ｒｐｍで回転するブレードによって、銅箔、接着層、及び上部クラッド層の一部を切削し、幅２５０μｍの第１の溝を形成した（図２（Ｂ））。

続いて、ダイシングソーの第２の回転軸に取り付けられた、厚さ３０μｍ、３００００ｒｐｍで回転するブレードにより、第１の溝の内側に第２の溝を２つ形成した。これらの第２の溝は、幅が３０μｍ、底部が下部クラッド層に位置し、間隔が９０μｍで溝間の中心が第１の溝と同等となるよう形成した（図２（Ｃ））。

最後に、第１の溝と第２の溝に、第１の層と第３の層（クラッド）と同様の紫外線硬化型のアクリル系高分子材料（硬化後の屈折率が１．５１）を充填した後、紫外線照射によって硬化させた（図２（Ｄ））。
以上の工程により導電線を有する高分子光導波路を作製した。

作製された導波路コアの伝搬損失を測定すると、１．１ｄＢ／ｃｍであった。さらに、導電ラインの導通を確認するともに、０．４Ｖｐｐ、ＰＲＢＳ（７段）の５０Ｍｂｐｓの信号伝送を確認した。

＜比較例１＞
実施例１と同様の手法により、上部クラッド層上に銅箔が張り合わされた積層シートを用意した。続いて、厚さ３０μｍのブレードを有するダイシングソー（株式会社ディスコ社製、ＤＦＤ６３６１）にて、積層シートを銅箔側から厚さ方向に切削し、底部か下部クラッド層に位置するように溝を９０μｍの間隔で形成し、各溝に第１の層と第３の層（クラッド）と同様の紫外線硬化方のアクリル系高分子材料（硬化後の屈折率が１．５１）を充填した後、紫外線照射によって硬化させた。
作製された導波路コアの伝搬損失を測定すると、５．９ｄＢ／ｃｍであった。

第１の実施形態に係る高分子光導波路の構成を概略的に示す図である。 第１の実施形態に係る高分子光導波路を製造する工程を概略的に示す図である。 第２の実施形態に係る高分子光導波路の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

１０，１１ 導電線付き高分子光導波路
１２ 第１の層（下部クラッド層）
１４ 第２の層（コア層）
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ コア
１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ ダミーコア
１６ 第３の層（上部クラッド層）
１８ 接着層
２０ 導電層（金属層、銅箔）
２０ａ，２０ｂ 導電線（導電ライン）
２０ｃ，２０ｄ ダミー導電ライン
２２ 第１の溝
２４ａ，２４ｂ，２４Ａ，２４Ｂ 第２の溝
２６ 第１のブレード
２８ 第２のブレード
３０ 誘電体

Claims (7)

1. 光が伝搬するコアと、
   前記コアを包囲し、かつ、該コアよりも屈折率が小さいクラッドと、
   前記クラッドのうち、少なくとも片面のクラッド上に設けられた導電線と、を有し、
   前記導電線は、前記クラッド上に予め設けられた導電層を分離する第１の溝によって形成され、前記コアの側面の一部は、前記第１の溝の内側の一部に形成された第２の溝によって形成されていることを特徴とする高分子光導波路。
2. 前記第１の溝と前記第２の溝にそれぞれ誘電体が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
3. 前記第１の溝の底部が、前記導電線が設けられた側の前記クラッドに、又は、該導電線と該クラッドとの間に設けられた接着層に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高分子光導波路。
4. 前記第１の溝の底部が、前記コアの側面の他の一部を形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高分子光導波路。
5. 前記第１の溝の内側に、前記第２の溝の少なくとも一部が位置するように複数の第２の溝が形成されており、前記第１の溝の幅が、前記複数の第２の溝のうち最も外側に位置する２つの第２の溝の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の高分子光導波路。
6. クラッドとなる第１の層と、該第１の層よりも屈折率が大きく、光が伝搬するコアとなる第２の層と、該第２の層よりも屈折率が小さく、クラッドとなる第３の層がこの順に積層され、さらに前記第１の層及び前記第３の層の少なくとも一方の側に金属層が積層された積層体を用意する工程と、
   前記積層体の前記金属層の側から厚さ方向に第１のブレードで切削して第１の溝を形成することにより該金属層を分離して導電線を形成する工程と、
   前記第１の溝の内側の一部を第２のブレードで切削して第２の溝を形成することにより前記コアの側面の一部を形成する工程と、
   を有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
7. 前記第１のブレードの幅が、前記第２のブレードの幅よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の高分子光導波路の製造方法。

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