JP2011232786A - Optical waveguide structure and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide structure and an electronic apparatus with small optical loss in a reflection part.SOLUTION: The optical waveguide structure of this invention has an optical waveguide having a core part transmitting light and a clad part joined to an outer circumference of the core part, and a reflection part having an inclined face inclined with respect to a transmission direction of the light of the core part. The optical waveguide structure is processed for the improvement of the smoothness of the inclined face. Additionally, the electronic device of this invention uses the optical waveguide structure.

Description

本発明は、光導波路構造体および電子機器に関する。   The present invention relates to an optical waveguide structure and an electronic device.

近年、電子機器の高速化に対応するために、電気配線と、光配線とを混合して用いる光・電気混載基板の開発が行われている。光配線は、コア部とクラッド部とで構成される光導波路部を有している。光導波路部では、コア部を光が伝送することにより光信号を伝達することが可能となる。   In recent years, in order to cope with the speeding up of electronic devices, development of an optical / electric hybrid board using a mixture of electrical wiring and optical wiring has been performed. The optical wiring has an optical waveguide portion composed of a core portion and a cladding portion. In the optical waveguide part, it is possible to transmit an optical signal by transmitting light through the core part.

このような光導波路部を有する光配線と、電気配線とで構成されている光・電気混載基板では、光配線(光導波路のコア部)を伝送してきた光を光デバイスで光信号から電気信号に変換して信号を伝達する。このように、光配線を伝送してきた光を光デバイスに送信するために、ミラー等の反射部で光信号の方向を変えている。   In an optical / electrical hybrid substrate composed of an optical wiring having such an optical waveguide portion and an electrical wiring, the light transmitted through the optical wiring (core portion of the optical waveguide) is converted from an optical signal to an electrical signal by an optical device. Is converted into a signal. In this way, in order to transmit the light transmitted through the optical wiring to the optical device, the direction of the optical signal is changed by a reflection unit such as a mirror.

このようなミラーは、光配線の所定の位置をダイシング加工によって溝を入れて形成される(例えば特許文献1参照)。しかし、このようなダイシング加工によりミラーを形成した場合、ミラーの反射面での光損失が大きくなる問題があった。そこで、反射面にアルミ、金等を蒸着することにより、反射面での光の反射率を向上させる必要があった。   Such a mirror is formed by forming a groove at a predetermined position of the optical wiring by dicing (for example, see Patent Document 1). However, when a mirror is formed by such a dicing process, there is a problem that light loss at the reflection surface of the mirror becomes large. Therefore, it has been necessary to improve the reflectance of light on the reflecting surface by evaporating aluminum, gold or the like on the reflecting surface.

特開2000−304953号公報JP 2000-304953 A

本発明の目的は、反射部での光損失が小さい光導波路構造体および電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical waveguide structure and an electronic device that have a small optical loss at a reflection portion.

このような目的は、下記(1)〜(8)に記載の本発明により達成される。
(1)光を伝送するコア部および前記コア部の外周に接合されたクラッド部を有する光導波路と、前記コア部の光の伝送方向に対して傾斜した傾斜面を有する反射部と、を有する光導波路構造体であって、前記傾斜面の平滑度を向上する処理を施していることを特徴とする光導波路構造体。
(2)前記平滑度を向上する処理は、前記傾斜面に設けられた樹脂層である上記(1)に記載の光導波路構造体。
(3)前記樹脂層の屈折率は、前記コア部の屈折率と同じまたはそれより高いものである上記(2)に記載の光導波路構造体。
(4)前記樹脂層の屈折率と、前記コア部の屈折率との差が4%以下である上記(3)に記載の光導波路構造体。
(5)前記樹脂層の厚さは、0.1〜10μmである上記(2)ないし(4)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(6)前記樹脂層は、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである上記(2)ないし(5)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(7)前記樹脂層は、アクリル樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである上記(2)ないし(5)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(8)上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の光導波路構造体を用いることを特徴とする電子機器。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (8).
(1) An optical waveguide having a core part for transmitting light and a clad part joined to the outer periphery of the core part, and a reflecting part having an inclined surface inclined with respect to the light transmission direction of the core part. An optical waveguide structure, which is subjected to a treatment for improving the smoothness of the inclined surface.
(2) The optical waveguide structure according to (1), wherein the process for improving the smoothness is a resin layer provided on the inclined surface.
(3) The optical waveguide structure according to (2), wherein a refractive index of the resin layer is equal to or higher than a refractive index of the core portion.
(4) The optical waveguide structure according to (3), wherein a difference between a refractive index of the resin layer and a refractive index of the core portion is 4% or less.
(5) The optical waveguide structure according to any one of (2) to (4), wherein the resin layer has a thickness of 0.1 to 10 μm.
(6) The optical waveguide structure according to any one of (2) to (5), wherein the resin layer is made of a resin composition containing an epoxy resin.
(7) The optical waveguide structure according to any one of (2) to (5), wherein the resin layer is made of a resin composition containing an acrylic resin.
(8) An electronic apparatus using the optical waveguide structure according to any one of (1) to (7).

本発明によれば、反射部での光損失が小さい光導波路構造体および電子機器を得ることができる。
また、前記平滑度を向上する処理を前記斜面に設けられた樹脂層とした場合、反射部の平滑度を特に向上することができ、それによって光損失をより低減することができる。
また、光導波路を構成する材料としてノルボルネン系樹脂を用いた場合、光導波路構造体の絶縁性および耐熱性をより向上することができることに加え、吸湿性を低くすることもできる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical waveguide structure and electronic device with a small optical loss in a reflection part can be obtained.
Moreover, when the process which improves the said smoothness is made into the resin layer provided in the said slope, the smoothness of a reflection part can be improved especially and, thereby, light loss can be reduced more.
Moreover, when norbornene-type resin is used as a material which comprises an optical waveguide, in addition to being able to improve the insulation and heat resistance of an optical waveguide structure more, a hygroscopic property can also be made low.

本発明の光導波路構造体の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the optical waveguide structure of this invention. 光導波路の反射部を拡大して示した断面図である。It is sectional drawing which expanded and showed the reflection part of the optical waveguide. 反射部の形成方法を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation method of a reflection part typically. 反射部の形成方法を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation method of a reflection part typically. 樹脂層の形成方法を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation method of a resin layer typically. 光導波路の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of an optical waveguide.

以下、本発明の光導波路構造体について詳細に説明する。
図1は、光導波路構造体の一例を模式的に示す断面図である。図2は、光導波路の反射部を拡大して示した断面図である。
(光導波路構造体)
図1に示すように、光導波路構造体100は、光導波路形成基板1の一方面側に、光デバイス2および電子デバイス3が端子部4を介して設けられている。端子部4は、封止樹脂5で封止されている。光デバイス2の下部(図1中の下部)には、受発光部21が設けられている。
光導波路形成基板1の他方面側には電気配線6が設けられており、電気配線6と、端子部4とが、光導波路形成基板1を貫通するように設けられたプラグ61を介して電気的に接続されている。
Hereinafter, the optical waveguide structure of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an optical waveguide structure. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a reflection portion of the optical waveguide.
(Optical waveguide structure)
As shown in FIG. 1, in the optical waveguide structure 100, an optical device 2 and an electronic device 3 are provided on one surface side of an optical waveguide forming substrate 1 through terminal portions 4. The terminal portion 4 is sealed with a sealing resin 5. A light emitting / receiving unit 21 is provided at the lower part of the optical device 2 (lower part in FIG. 1).
An electrical wiring 6 is provided on the other surface side of the optical waveguide forming substrate 1, and the electrical wiring 6 and the terminal portion 4 are electrically connected via a plug 61 provided so as to penetrate the optical waveguide forming substrate 1. Connected.

(光導波路形成基板)
光導波路形成基板1は、絶縁層11と、光導波路12と、絶縁層13とがこの順に積層されている。
光導波路12は、光を伝送するコア部121と、コア部の外周に接合されたクラッド部122とで構成されている。
光導波路形成基板1には、光導波路12中を伝送してきた光を反射させる反射部7が受発光部21の下部(図1中の下部)に設けられている。
(Optical waveguide substrate)
In the optical waveguide forming substrate 1, an insulating layer 11, an optical waveguide 12, and an insulating layer 13 are laminated in this order.
The optical waveguide 12 includes a core part 121 that transmits light and a clad part 122 joined to the outer periphery of the core part.
The optical waveguide forming substrate 1 is provided with a reflecting portion 7 that reflects light transmitted through the optical waveguide 12 below the light emitting / receiving portion 21 (lower portion in FIG. 1).

(絶縁層)
絶縁層11は、電気配線6と、電子デバイス3および光デバイス2との絶縁性を維持するために設けられるものである。
絶縁層11を構成する樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール系樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等のエポキシ系樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル系樹脂、ポリイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、特に、ポリイミド系樹脂およびエポキシ系樹脂の中から選ばれる少なくとも1種以上の樹脂を用いることが好ましい。これにより、絶縁性をより向上できる。
(Insulating layer)
The insulating layer 11 is provided in order to maintain insulation between the electrical wiring 6 and the electronic device 3 and the optical device 2.
Examples of the resin constituting the insulating layer 11 include a novolak type phenol resin such as a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, and a bisphenol A novolak resin, an unmodified resole phenol resin, an oil modified by paulownia oil, linseed oil, walnut oil, and the like. Phenolic resins such as resol phenolic resins such as resol phenolic resins, bisphenol epoxy resins such as bisphenol A epoxy resin and bisphenol F epoxy resin, novolac epoxy resins such as novolac epoxy resin and cresol novolac epoxy resins, biphenyl type epoxy resins Such as epoxy resins, urea (urea) resins, melamine resins and other triazine ring resins, unsaturated polyester resins, bismaleimide resins, polyurethane resins, diallyl phthalates DOO resins, silicone resins, resins having a benzoxazine ring, cyanate ester resins, polyimide resins such as polyimide resin, polyamide resin, polyamide resins such as polyamide-imide resins.
Among these, it is particularly preferable to use at least one resin selected from polyimide resins and epoxy resins. Thereby, insulation can be improved more.

絶縁層11の厚さは、その用途に応じて適宜設定されるため特に限定されないが、例えばフレキシブル回路の場合では10〜40μmが好ましく、特に15〜35μmが好ましい。これにより、絶縁性を維持した状態で、可撓性にも優れることができる。   The thickness of the insulating layer 11 is not particularly limited because it is appropriately set depending on the application, but in the case of a flexible circuit, for example, 10 to 40 μm is preferable, and 15 to 35 μm is particularly preferable. Thereby, in the state which maintained insulation, it can also be excellent in flexibility.

絶縁層13は、電気配線6と、電子デバイス3および光デバイス2との絶縁性を維持するために設けられるものである。
絶縁層11と絶縁層13とは、同じ樹脂で構成されていても、異なる樹脂で構成されていても良い。
絶縁層13を構成する樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール系樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等のエポキシ系樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル系樹脂、ポリイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、特に、ポリイミド系樹脂およびエポキシ系樹脂の中から選ばれる少なくとも1種以上の樹脂を用いることが好ましい。これにより、絶縁性をより向上できる。
The insulating layer 13 is provided to maintain insulation between the electrical wiring 6 and the electronic device 3 and the optical device 2.
The insulating layer 11 and the insulating layer 13 may be made of the same resin or different resins.
As the resin constituting the insulating layer 13, for example, a novolac type phenol resin such as a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a bisphenol A novolak resin, an unmodified resole phenol resin, an oil modified by paulownia oil, linseed oil, walnut oil, etc. Phenolic resins such as resol phenolic resins such as resol phenolic resins, bisphenol epoxy resins such as bisphenol A epoxy resin and bisphenol F epoxy resin, novolac epoxy resins such as novolac epoxy resin and cresol novolac epoxy resins, biphenyl type epoxy resins Such as epoxy resins, urea (urea) resins, melamine resins and other triazine ring resins, unsaturated polyester resins, bismaleimide resins, polyurethane resins, diallyl phthalates DOO resins, silicone resins, resins having a benzoxazine ring, cyanate ester resins, polyimide resins such as polyimide resin, polyamide resin, polyamide resins such as polyamide-imide resins.
Among these, it is particularly preferable to use at least one resin selected from polyimide resins and epoxy resins. Thereby, insulation can be improved more.

絶縁層13の厚さは、絶縁層11の厚さと同じであっても、異なっていても良い。具体的には、例えばフレキシブル回路の場合では10〜40μmが好ましく、特に15〜35μmが好ましい。これにより、絶縁性を維持した状態で、可撓性にも優れることができる。   The thickness of the insulating layer 13 may be the same as or different from the thickness of the insulating layer 11. Specifically, for example, in the case of a flexible circuit, 10 to 40 μm is preferable, and 15 to 35 μm is particularly preferable. Thereby, in the state which maintained insulation, it can also be excellent in flexibility.

(光導波路)
光導波路12は、光を伝送するコア部121と、コア部の外周に接合されたクラッド部122とで構成されている。
(Optical waveguide)
The optical waveguide 12 includes a core part 121 that transmits light and a clad part 122 joined to the outer periphery of the core part.

(コア部)
コア部121を構成する材料としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。これらの中でもノルボルネン系樹脂(特に、ノルボルネン系樹脂の付加重合体)が好ましい。これにより、絶縁性および耐熱性に優れる。さらに、他の樹脂を用いた場合と比較して吸湿性を低くすることもできる。
(Core part)
Examples of the material constituting the core part 121 include resin materials such as cyclic olefin resins such as acrylic resins, epoxy resins, polyimide resins, benzocyclobutene resins, and norbornene resins. Among these, norbornene resins (particularly, addition polymers of norbornene resins) are preferable. Thereby, it is excellent in insulation and heat resistance. Furthermore, the hygroscopicity can be lowered as compared with the case where other resins are used.

また、コア部121の構成材料としては、活性放射線の照射により、あるいはさらに加熱することにより屈折率が変化する材料が好ましい。このような材料の好ましい例としては、ベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とするものが挙げられ、ノルボルネン系樹脂(特にノルボルネン系樹脂の付加重合体)を含む(主材料とする)ものが特に好ましい。この場合、活性放射線を照射された領域が最終的にコア部121となり、他の部分はクラッド部122を構成することになる。
前記露光に用いる活性放射線としては、可視光、紫外光、赤外光、レーザー光等の活性エネルギー光線や電子線、X線等が挙げられる。電子線は、例えば50〜2,000KGy程度の照射量で照射することができる。
Moreover, as a constituent material of the core part 121, a material whose refractive index changes by irradiation with actinic radiation or by further heating is preferable. Preferable examples of such materials include those composed mainly of a resin composition containing a cyclic olefin resin such as a benzocyclobutene resin or a norbornene resin, and a norbornene resin (particularly a norbornene resin attached). Those containing (polymerized) (as the main material) are particularly preferred. In this case, the region irradiated with actinic radiation finally becomes the core part 121, and the other part constitutes the cladding part 122.
Examples of the active radiation used for the exposure include active energy rays such as visible light, ultraviolet light, infrared light, and laser light, electron beams, and X-rays. An electron beam can be irradiated with an irradiation dose of, for example, about 50 to 2,000 KGy.

前記ノルボルネン系樹脂としては、例えば(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加(共)重合体、(2)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、(3)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、(4)ノルボルネン型モノマーの開環(共)重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(5)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(6)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。   Examples of the norbornene-based resin include (1) addition (co) polymers of norbornene monomers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, and (2) norbornene monomers and ethylene or α-olefins. Addition copolymers, (3) addition polymers such as addition copolymers of norbornene-type monomers with non-conjugated dienes, and other monomers as required, (4) ring-opening (co) weights of norbornene-type monomers And a hydrogenated resin of the (co) polymer if necessary, (5) a ring-opening copolymer of a norbornene-type monomer and ethylene or α-olefins, and, if necessary, the (co) polymer Hydrogenated resin, (6) Ring-opening copolymer of norbornene-type monomer and non-conjugated diene, or other monomer, and hydrogenating the (co) polymer as necessary Ring-opening polymers such as the above polymers. Examples of these polymers include random copolymers, block copolymers, and alternating copolymers.

これらのノルボルネン系樹脂は、例えば開環メタセシス重合(ROMP)、ROMPと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤(例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤)を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。   These norbornene resins include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using cationic palladium polymerization initiator, other polymerization initiators (for example, , Polymerization using nickel or other transition metal polymerization initiators) and the like.

これらの中でも、ノルボルネン系樹脂としては、下記式(1)で表される繰り返し単位を有するもの、すなわち、付加(共)重合体が好ましい。これにより、透明性、耐熱性(具体的には、半田リフロー時の耐熱性)および可撓性に優れる。   Among these, as the norbornene-based resin, one having a repeating unit represented by the following formula (1), that is, an addition (co) polymer is preferable. Thereby, transparency, heat resistance (specifically, heat resistance during solder reflow) and flexibility are excellent.

Figure 2011232786
Figure 2011232786

上記のようなノルボルネン系樹脂の中でも、特に側鎖にヘキシル基、デシル基、エポキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基から選ばれる1種以上を有するものが好ましい。これにより、特に850nmの波長域の光線透過率を向上することができる。   Among the norbornene-based resins as described above, those having at least one selected from hexyl group, decyl group, epoxy group and diphenylmethylsilyloxy group in the side chain are preferable. Thereby, in particular, the light transmittance in the wavelength region of 850 nm can be improved.

コア部121の構成材料には、例えば、酸化防止剤、屈折率調整剤、可塑剤、増粘剤、補強剤、増感剤、レベリング剤、消泡剤、密着助剤および難燃剤等の添加剤が含まれていてもよい。酸化防止剤の添加は、高温安定性の向上、耐候性の向上、光劣化の抑制という効果がある。このような酸化防止剤としては、例えば、モノフェノール系、ビスフェノール系、トリフェノール系等のフェノール系や、芳香族アミン系のものが挙げられる。また、可塑剤、増粘剤、補強剤の添加により、曲げに対する耐性をさらに増大させることもできる。   For example, an antioxidant, a refractive index adjuster, a plasticizer, a thickener, a reinforcing agent, a sensitizer, a leveling agent, an antifoaming agent, an adhesion aid, and a flame retardant are added to the constituent material of the core 121. An agent may be included. Addition of an antioxidant has the effect of improving high temperature stability, improving weather resistance, and suppressing light deterioration. Examples of such an antioxidant include phenols such as monophenols, bisphenols, and triphenols, and aromatic amines. Further, the resistance to bending can be further increased by adding a plasticizer, a thickener, and a reinforcing agent.

前記酸化防止剤に代表される添加剤の含有量(2種以上の場合は合計)は、コア部121の構成材料全体に対し、0.5〜40重量%程度が好ましく、3〜30重量%程度がより好ましい。含有量が前記下限値であると添加剤の機能を十分に発揮できない場合があり、前記上限値を超えると添加剤の種類や特性によっては、コア部121を伝送する光(伝送光)の透過率が低下する場合がある。   The content of additives typified by the antioxidant (the total in the case of two or more) is preferably about 0.5 to 40% by weight, and 3 to 30% by weight with respect to the entire constituent material of the core part 121. The degree is more preferable. If the content is the lower limit, the function of the additive may not be fully exhibited. If the content exceeds the upper limit, depending on the type and characteristics of the additive, the light transmitted through the core part 121 (transmission light) is transmitted. The rate may decrease.

(クラッド部)
クラッド部122を構成する材料としては、コア部121を構成する材料より屈折率が低いものであれば、特に限定されない。具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。これらの中でもノルボルネン系樹脂(特に、ノルボルネン系樹脂の付加重合体)が好ましい。これにより、絶縁性および耐熱性に優れる。さらに、他の樹脂を用いた場合と比較して吸湿性を低くすることもできる。
(Clad part)
The material constituting the clad portion 122 is not particularly limited as long as the refractive index is lower than that of the material constituting the core portion 121. Specific examples include resin materials such as cyclic olefin resins such as acrylic resins, epoxy resins, polyimide resins, and norbornene resins. Among these, norbornene resins (particularly, addition polymers of norbornene resins) are preferable. Thereby, it is excellent in insulation and heat resistance. Furthermore, the hygroscopicity can be lowered as compared with the case where other resins are used.

例えば、ノルボルネン系樹脂の付加重合体の場合、その側鎖の種類等によって屈折率を調整することができる。具体的には、ノルボルネン系樹脂の付加重合体の側鎖にアルキル基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、シリルオキシ基等を設けることにより屈折率を適宜調整することができ、それによってコア部121を構成する材料との屈折率差を生じさせることができる。   For example, in the case of an addition polymer of norbornene resin, the refractive index can be adjusted depending on the type of the side chain. Specifically, the refractive index can be adjusted as appropriate by providing an alkyl group, an aralkyl group, a halogenated alkyl group, a silyloxy group, or the like in the side chain of the norbornene-based resin addition polymer. A difference in refractive index with the constituent material can be generated.

特にコア部121を構成する材料にノルボルネン系樹脂の付加重合体と、クラッド部122を構成する材料のノルボルネン系樹脂の付加重合体との組み合わせであることが好ましい。これにより、耐熱性、靭性を特に向上することができる。   In particular, a combination of a norbornene resin addition polymer as a material constituting the core part 121 and a norbornene resin addition polymer as a material constituting the cladding part 122 is preferable. Thereby, especially heat resistance and toughness can be improved.

クラッド部122を構成するノルボルネン系樹脂(の付加重合体)としては、具体的には、直鎖の脂肪族を側鎖に持つものが好ましい。これにより、耐折性を向上することができる。直鎖の脂肪族としては、例えばプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。   Specifically, the norbornene-based resin (addition polymer thereof) constituting the clad part 122 preferably has a linear aliphatic group in the side chain. Thereby, folding resistance can be improved. Examples of the linear aliphatic group include a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.

(光導波路の製造)
上述のような光導波路12は、例えば「予め形成した凹部にコア部を設け、その周囲をクラッド材で覆う方法」、「クラッド層、コア層、クラッド層で構成されている積層体に紫外線等の活性化エネルギーを照射してコア層の一部の構造を変化させることによりコア部を形成する方法」等の公知の方法によって得ることができる。
(Manufacture of optical waveguide)
The optical waveguide 12 as described above includes, for example, “a method of providing a core in a pre-formed recess and covering the periphery thereof with a clad material”, “ultraviolet light on a laminate formed of a clad layer, a core layer, and a clad layer, etc. It can be obtained by a known method such as “a method of forming a core part by irradiating the activation energy of 2 to change the structure of a part of the core layer”.

(反射部)
上述のような方法で得た光導波路12と、絶縁層11等とを接合して光導波路形成基板1を得ることができる。
図2に示すように、反射部7は、上述のような光導波路形成基板1の下方面側から断面が三角形状の空間を設けることによって形成された傾斜面71を有している。
傾斜面71は、コア部121の光の伝送方向に対して傾斜するようになっている。これにより、例えば図2中の矢印Aに示すようにコア部121を伝送してきた光が反射されて光の伝送方向を変更することができる。
本発明では、この傾斜面71には、傾斜面71の平滑度を向上する処理が施されていることを特徴とする。従来の光導波路に形成されているミラー等の反射部では、ダイシング加工により反射面を形成するために表面に微小な凹凸が形成されることが原因となって反射面での光の散乱等によって光損失が大きくなる場合があった。そのため、受発光部に光信号を十分に伝送することができない場合があった。
本発明者らは、この原因について究明し、その対応策として反射部7の傾斜面71の平滑度を向上させることで光の損失をより低下させることができることを見出した。
(Reflection part)
The optical waveguide forming substrate 1 can be obtained by bonding the optical waveguide 12 obtained by the above method and the insulating layer 11 or the like.
As shown in FIG. 2, the reflecting portion 7 has an inclined surface 71 formed by providing a space having a triangular cross section from the lower surface side of the optical waveguide forming substrate 1 as described above.
The inclined surface 71 is inclined with respect to the light transmission direction of the core portion 121. Thereby, for example, as indicated by an arrow A in FIG. 2, the light transmitted through the core unit 121 is reflected, and the light transmission direction can be changed.
The present invention is characterized in that the inclined surface 71 is subjected to a process for improving the smoothness of the inclined surface 71. In a reflection part such as a mirror formed in a conventional optical waveguide, a minute unevenness is formed on the surface in order to form a reflection surface by dicing, and thereby light is scattered on the reflection surface, etc. In some cases, the optical loss increased. For this reason, there are cases where the optical signal cannot be sufficiently transmitted to the light emitting and receiving unit.
The present inventors investigated this cause and found that the loss of light can be further reduced by improving the smoothness of the inclined surface 71 of the reflecting portion 7 as a countermeasure.

このような傾斜面71の平滑度を向上する処理としては、図2に示すような樹脂層72を形成する方法が挙げられる。これにより、傾斜面の微小な凹凸に樹脂が埋まるために、実質的に傾斜面が平滑になる。   As a process for improving the smoothness of the inclined surface 71, a method of forming the resin layer 72 as shown in FIG. Thereby, since the resin is buried in the minute unevenness of the inclined surface, the inclined surface becomes substantially smooth.

このような樹脂層72の屈折率は、特に限定されないが、コア部121の屈折率と同じである、または樹脂層72の屈折率がコア部121の屈折率よりも高いことが好ましい。これにより、光の伝送方向の変換をより精確にできる。また、樹脂層72への光の侵入を防止することができる。   The refractive index of the resin layer 72 is not particularly limited, but is preferably the same as the refractive index of the core part 121 or the refractive index of the resin layer 72 is higher than the refractive index of the core part 121. Thereby, the conversion of the light transmission direction can be made more accurate. In addition, light can be prevented from entering the resin layer 72.

コア部121の屈折率と、樹脂層72の屈折率とが異なる場合、その差は、特に限定されないが、4%以下(0を除く)であることが好ましく、特に0.1%以下であることが好ましい。屈折率が前記範囲内であると、特に光導波路12を伝播する光の屈曲性に優れる。   When the refractive index of the core part 121 and the refractive index of the resin layer 72 are different, the difference is not particularly limited, but is preferably 4% or less (excluding 0), particularly 0.1% or less. It is preferable. When the refractive index is within the above range, the flexibility of light propagating through the optical waveguide 12 is particularly excellent.

樹脂層72の厚さは、特に限定されないが、0.1〜10μmであることが好ましく、特に1〜5μmであることが好ましい。厚さが前記下限値未満であると光損失を低減する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えるとコア部121を伝送した光が傾斜面71で反射されずに樹脂層72に透過してしまう場合がある。   Although the thickness of the resin layer 72 is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1-10 micrometers, and it is especially preferable that it is 1-5 micrometers. If the thickness is less than the lower limit value, the effect of reducing the optical loss may be reduced. If the thickness exceeds the upper limit value, the light transmitted through the core part 121 is not reflected by the inclined surface 71 and is transmitted to the resin layer 72. May end up.

樹脂層72を構成する樹脂としては、例えばビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等のエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等の環状ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物が挙げられる。これらの中でもエポキシ系樹脂およびアクリル系樹脂の少なくとも一方を含む樹脂組成物が好ましい。これにより、傾斜面71の平滑度をより向上することができる。また、エポキシ系樹脂を用いた場合には樹脂層72と傾斜面71との密着性を向上することもできる。   Examples of the resin constituting the resin layer 72 include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A epoxy resin and bisphenol F epoxy resin, novolac type epoxy resins such as novolac epoxy resin and cresol novolac epoxy resin, and epoxy type such as biphenyl type epoxy resin. Examples of the resin composition include a thermosetting resin such as a resin, and a thermoplastic resin such as a cyclic polyolefin resin such as an acrylic resin, a polyolefin resin, and a norbornene resin. Among these, a resin composition containing at least one of an epoxy resin and an acrylic resin is preferable. Thereby, the smoothness of the inclined surface 71 can be further improved. In addition, when an epoxy resin is used, the adhesion between the resin layer 72 and the inclined surface 71 can be improved.

特に、光導波路12を構成する材料がノルボルネン系樹脂の場合、樹脂層72を構成する樹脂は、特に限定されないが、下記式(2)で示されるアクリル系樹脂、下記式(3)で示されるアクリル系樹脂または下記式(4)で示されるエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。   In particular, when the material constituting the optical waveguide 12 is a norbornene resin, the resin constituting the resin layer 72 is not particularly limited, but an acrylic resin represented by the following formula (2), and represented by the following formula (3). It is preferable to use an acrylic resin or an epoxy resin represented by the following formula (4).

Figure 2011232786
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Figure 2011232786
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Figure 2011232786
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前記各式で表されるアクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂を用いることにより、コア部121と樹脂層72との熱膨張率の差を低減することができ、それによって耐熱性を向上することができる。   By using the acrylic resin or the epoxy resin represented by the above formulas, the difference in thermal expansion coefficient between the core portion 121 and the resin layer 72 can be reduced, thereby improving the heat resistance. .

また、前記式(2)または(3)で示されるアクリル系樹脂を用いる場合、屈折率調整剤を用いることが好ましい。これにより、ノルボルネン系樹脂の屈折率と、前記アクリル系樹脂との屈折率差を小さくすることができる。   Moreover, when using acrylic resin shown by the said Formula (2) or (3), it is preferable to use a refractive index regulator. Thereby, the difference in refractive index between the norbornene resin and the acrylic resin can be reduced.

前記屈折率調整剤は、前記式(2)または(3)で示されるアクリル系樹脂に対して相溶性を有し、かつ前記アクリル系樹脂の屈折率よりも低いものであれば、特に限定されない。具体的には、ビスフェノールA型アクリレート、ビスフェノールF型アクリレート、脂肪族アクリレート、脂環式アクリレート等が挙げられる。これらの中でも下記式(5)で示されるビスフェノールA型アクリレートの屈折率調整剤が好ましい。   The refractive index adjusting agent is not particularly limited as long as it has compatibility with the acrylic resin represented by the formula (2) or (3) and is lower than the refractive index of the acrylic resin. . Specific examples include bisphenol A acrylate, bisphenol F acrylate, aliphatic acrylate, and alicyclic acrylate. Among these, a refractive index adjuster of bisphenol A acrylate represented by the following formula (5) is preferable.

Figure 2011232786
Figure 2011232786

また、前記式(4)で示されるエポキシ系樹脂を用いる場合も屈折率調整剤を用いることが好ましい。これにより、ノルボルネン系樹脂の屈折率と、前記エポキシ系樹脂との屈折率差を小さくすることができる。
この前記式(4)で示されるエポキシ系樹脂に対する屈折率調整剤も、前記エポキシ系樹脂に対して相溶性を有し、かつ前記エポキシ系樹脂の屈折率よりも低いものであれば、特に限定されない。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ、ビスフェノールF型エポキシ、シクロヘキセンオキシド、脂肪族エポキシ等が挙げられる。これらの中でも下記式(6)で示されるシクロヘキセンオキシド化合物の屈折率調整剤が好ましい。
Moreover, it is preferable to use a refractive index adjuster also when using the epoxy resin represented by the formula (4). Thereby, the difference in refractive index between the norbornene resin and the epoxy resin can be reduced.
The refractive index modifier for the epoxy resin represented by the formula (4) is also particularly limited as long as it has compatibility with the epoxy resin and is lower than the refractive index of the epoxy resin. Not. Specific examples include bisphenol A type epoxy, bisphenol F type epoxy, cyclohexene oxide, and aliphatic epoxy. Among these, a refractive index adjuster of a cyclohexene oxide compound represented by the following formula (6) is preferable.

Figure 2011232786
Figure 2011232786

このような屈折率調整剤の含有量は、前記ノルボルネン系樹脂の屈折率および使用する屈折率調整剤の屈折率に応じて適宜決定されるが、具体的には前記樹脂組成物全体の10〜90重量%が好ましく、特に40〜60重量%が好ましい。前記屈折率調整剤の含有量が前記範囲内であると、特にコアとの屈折率整合性に優れる。   The content of such a refractive index adjusting agent is appropriately determined according to the refractive index of the norbornene-based resin and the refractive index of the refractive index adjusting agent to be used. 90% by weight is preferable, and 40 to 60% by weight is particularly preferable. When the content of the refractive index adjusting agent is within the above range, the refractive index matching with the core is particularly excellent.

前記樹脂組成物は、前記樹脂以外に樹脂層72の形成を容易にするために、有機溶媒等の希釈剤を含有していることが好ましい。これにより、樹脂層72の薄膜化を容易にすることができる。
前記有機溶媒としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のプロピレングリコールエーテル系溶媒、イソプルパノール等のアルコール系溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒の中でも、光導波路12を構成する材料に対して貧溶媒となる溶媒が特に好ましい。これにより、傾斜面71が溶媒で膨潤等されるのを防止することができる。
The resin composition preferably contains a diluent such as an organic solvent in order to facilitate the formation of the resin layer 72 in addition to the resin. Thereby, the resin layer 72 can be easily thinned.
Examples of the organic solvent include propylene glycol ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether, and alcohol solvents such as isopropanol. Among these organic solvents, a solvent that is a poor solvent for the material constituting the optical waveguide 12 is particularly preferable. Thereby, it can prevent that the inclined surface 71 is swollen with a solvent.

前記有機溶媒の含有量は、前記樹脂組成物を含む全体の50〜95重量%であることが好ましく、特に70〜90重量%であることが好ましい。含有量が前記範囲内であると、樹脂層72の薄膜化および溶媒揮発後の膜の平滑化を容易にすることができる。   The content of the organic solvent is preferably 50 to 95% by weight, and particularly preferably 70 to 90% by weight, based on the total amount including the resin composition. When the content is within the above range, the resin layer 72 can be made thinner and the film smoothed after solvent volatilization can be facilitated.

前記樹脂組成物は、前記樹脂成分および有機溶媒以外に、硬化剤、硬化触媒、レベリング剤、消泡剤、密着助剤、酸化防止剤等の他の添加剤を含むことができる。   In addition to the resin component and the organic solvent, the resin composition may contain other additives such as a curing agent, a curing catalyst, a leveling agent, an antifoaming agent, an adhesion assistant, and an antioxidant.

以上のように本発明の光導波路構造体について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば絶縁層11、13は無くても良い。また、傾斜面71の平滑度を向上させる方法としては、樹脂層72の形成以外に、物理的な研磨、溶媒(この場合は、光導波路12を構成する材料に対して良溶媒が好ましい)等を用いた化学的研磨等の研磨する方法、ドライエッチングによる切削方法、レーザーによって切削する方法等が挙げられる。また、研磨した後に樹脂層72を形成しても良い。   As described above, the optical waveguide structure of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the insulating layers 11 and 13 may be omitted. Further, as a method for improving the smoothness of the inclined surface 71, in addition to the formation of the resin layer 72, physical polishing, a solvent (in this case, a good solvent is preferable for the material constituting the optical waveguide 12), etc. Examples include a polishing method such as chemical polishing using, a cutting method using dry etching, and a method using a laser. Further, the resin layer 72 may be formed after polishing.

次に、反射部7および樹脂層72の形成方法について説明する。
まず、反射部7の形成方法について説明する。
本発明の反射部7の形成方法を簡単に説明すると、図3に示すようにコア部121と、コア部121の外周に接合されたクラッド部122とで構成される光導波路12の反射部7を形成する部分7’にレーザー8を照射して、照射部分の光導波路12の構成材料を除去して反射部7を形成するものである。このように、レーザー8の照射により反射部7を形成することができるので、任意の位置に、任意のパターンで反射部7を形成することが容易となる。ゆえに、光配線のパターンの形成を容易にできる。
Next, the formation method of the reflection part 7 and the resin layer 72 is demonstrated.
First, a method for forming the reflective portion 7 will be described.
The method for forming the reflecting portion 7 of the present invention will be briefly described. As shown in FIG. 3, the reflecting portion 7 of the optical waveguide 12 including the core portion 121 and the clad portion 122 joined to the outer periphery of the core portion 121. The reflecting portion 7 is formed by irradiating the portion 7 'forming the laser 8 with the laser 8 and removing the constituent material of the optical waveguide 12 in the irradiated portion. Thus, since the reflection part 7 can be formed by irradiation of the laser 8, it becomes easy to form the reflection part 7 in an arbitrary pattern at an arbitrary position. Therefore, the pattern of the optical wiring can be easily formed.

次に、図4を用いて具体的に反射部7の形成方法を説明する。
まず、マスク81を介してレーザー8を照射すると共に、光導波路12をレーザー8に対して水平方向(A方向)に移動させる(レーザー8と、マスク81は移動しない)。その際に、光導波路12の各部分に照射されるレーザー8の照射時間が変化するので、レーザー8の光導波路12に対する深さ方向の到達度が異なり、光導波路12の構成材料を深さ方向に連続的に除去して傾斜面71を形成する(図4)。
Next, a method for forming the reflecting portion 7 will be specifically described with reference to FIG.
First, the laser 8 is irradiated through the mask 81, and the optical waveguide 12 is moved in the horizontal direction (A direction) with respect to the laser 8 (the laser 8 and the mask 81 do not move). At that time, since the irradiation time of the laser 8 irradiated to each part of the optical waveguide 12 changes, the reach of the laser 8 to the optical waveguide 12 in the depth direction is different, and the constituent material of the optical waveguide 12 is changed in the depth direction. In this way, the inclined surface 71 is formed by continuous removal (FIG. 4).

あるサイズでレーザー8が光導波路12に照射されると、照射された部分(照射部分)82の光導波路12の構成材料が所定の深さまで除去される。
次に、光導波路12は水平方向に移動するので、レーザー8により照射される照射部分82が水平方向に移動することになる。ここで、レーザー8が照射される照射部分82のサイズは変わらないので、照射部分82の左側部(図4中の左側)では、光導波路12の移動により、レーザー8が照射されず、光導波路12を構成する材料がこれ以上除去されないことになる。
一方、照射部分82の中央近傍は、依然としてレーザー8が照射されているので、左側部分よりも深く光導波路12を構成する材料が除去されることになる。
また、照射部分82の右側の部分は、光導波路12の移動によってレーザー8が新たに照射されるようになった部分である。ゆえに、レーザー8が新たに照射された時間分だけ、光導波路12を構成する材料が除去される。
When the optical waveguide 12 is irradiated with the laser 8 at a certain size, the constituent material of the optical waveguide 12 in the irradiated portion (irradiated portion) 82 is removed to a predetermined depth.
Next, since the optical waveguide 12 moves in the horizontal direction, the irradiated portion 82 irradiated by the laser 8 moves in the horizontal direction. Here, since the size of the irradiated portion 82 irradiated with the laser 8 does not change, the laser 8 is not irradiated on the left side (left side in FIG. 4) of the irradiated portion 82 due to the movement of the optical waveguide 12, and the optical waveguide. No further material constituting 12 will be removed.
On the other hand, since the laser 8 is still irradiated in the vicinity of the center of the irradiated portion 82, the material constituting the optical waveguide 12 is removed deeper than the left portion.
The right part of the irradiated portion 82 is a portion where the laser 8 is newly irradiated by the movement of the optical waveguide 12. Therefore, the material constituting the optical waveguide 12 is removed for the time when the laser 8 is newly irradiated.

同様に光導波路12は連続的に水平方向に移動するので、照射部分82の位置が一定の長さだけ連続的に変化する。これにより、レーザー8が照射される時間に相違が生じる。この相違により、レーザー8が最も長く照射された部分を頂点とする断面が三角形状の空間が形成され、その一辺により傾斜面71が形成される。   Similarly, since the optical waveguide 12 continuously moves in the horizontal direction, the position of the irradiation portion 82 continuously changes by a certain length. Thereby, a difference arises in the time when the laser 8 is irradiated. Due to this difference, a space having a triangular cross section with the longest portion irradiated with the laser 8 as a vertex is formed, and an inclined surface 71 is formed by one side thereof.

光導波路12の移動速度は、特に限定されないが、10〜100μm/sの速度で移動させることが好ましく、特に40〜60μm/sの速度で移動させることが好ましい。これにより、傾斜面71の平滑性を向上することができる。   The moving speed of the optical waveguide 12 is not particularly limited, but is preferably moved at a speed of 10 to 100 μm / s, and more preferably moved at a speed of 40 to 60 μm / s. Thereby, the smoothness of the inclined surface 71 can be improved.

レーザー8としては、例えばArF、KrF等のエキシマレーザー、YAGレーザー、COレーザー等が挙げられる。 Examples of the laser 8 include an excimer laser such as ArF and KrF, a YAG laser, and a CO 2 laser.

レーザー8の照射エネルギーは、特に限定されないが、1〜10mJが好ましく、特に5〜7mJが好ましい。前記範囲内であると、短時間で光導波路12の構成材料を除去することができる。レーザー8の照射する際の周波数は、特に限定されないが、50〜300Hzが好ましく、特に200〜250Hzが好ましい。周波数が前記範囲内であると、特に加工面の平滑性に優れる。   Although the irradiation energy of the laser 8 is not specifically limited, 1-10 mJ is preferable and 5-7 mJ is especially preferable. Within the above range, the constituent material of the optical waveguide 12 can be removed in a short time. Although the frequency at the time of irradiation of the laser 8 is not particularly limited, 50 to 300 Hz is preferable, and 200 to 250 Hz is particularly preferable. When the frequency is within the above range, the smoothness of the processed surface is particularly excellent.

また、光導波路12にレーザー8が照射されるサイズは、形成する反射部7の大きさに依存するため特に限定されないが、80〜200μm×80〜200μm角であることが好ましく、特に100〜150μm×100〜150μm角であることが好ましい。これにより、微細な反射部7を形成することができる。   The size of the optical waveguide 12 irradiated with the laser 8 is not particularly limited because it depends on the size of the reflecting portion 7 to be formed, but is preferably 80 to 200 μm × 80 to 200 μm square, particularly 100 to 150 μm. × 100 to 150 μm square is preferable. Thereby, the fine reflection part 7 can be formed.

(樹脂層の形成)
このようにして得られる反射部7の傾斜面71の角度は、例えば光導波路12の移動速度と、照射するレーザー8のエネルギー密度を調整することにより適宜調整することができる。特に、傾斜面71の角度を45度近傍にする場合、45度よりも若干低い角度にすることが好ましい。
(Formation of resin layer)
Thus, the angle of the inclined surface 71 of the reflection part 7 obtained can be suitably adjusted by adjusting the moving speed of the optical waveguide 12, and the energy density of the laser 8 to irradiate, for example. In particular, when the angle of the inclined surface 71 is in the vicinity of 45 degrees, it is preferable that the angle is slightly lower than 45 degrees.

なお、本実施形態では、光導波路12を移動させることにより、傾斜面71を形成したが、レーザー8(およびマスク81)を移動させることにより傾斜面71を形成しても構わない。このような傾斜面71により、光導波路12を伝播する光の進行方向を変えることができる。上述したようなレーザー8による傾斜面71を形成する方法は、従来のダイシング加工により傾斜面を形成する方法に比べてその表面の平滑性に優れているが、より低い光損失を要求される場合には、後述する平滑度を向上する処理を施すことが好ましい。これにより、傾斜面71(反射部7)での光損失をより低減することができる。   In the present embodiment, the inclined surface 71 is formed by moving the optical waveguide 12, but the inclined surface 71 may be formed by moving the laser 8 (and the mask 81). Such an inclined surface 71 can change the traveling direction of light propagating through the optical waveguide 12. The method of forming the inclined surface 71 by the laser 8 as described above is superior in surface smoothness compared to the conventional method of forming the inclined surface by dicing, but requires lower light loss. It is preferable to perform a process for improving the smoothness described later. Thereby, the optical loss in the inclined surface 71 (reflecting part 7) can be reduced more.

次に、形成された傾斜面71に平滑度を向上する処理を施す。これにより、傾斜面71の平滑度を向上することができ、光損失を低減することができる。
ここでは、傾斜面71の平滑度を向上する処理として樹脂層72を形成する方法について説明する。
図5に示すように、レーザー8の照射で光導波路12の構成材料が除去された部分(傾斜面71が形成されている近傍の部分)に最終的に樹脂層72(不図示)を形成する樹脂組成物72’を滴下する。
Next, the formed inclined surface 71 is processed to improve the smoothness. Thereby, the smoothness of the inclined surface 71 can be improved and light loss can be reduced.
Here, a method for forming the resin layer 72 as a process for improving the smoothness of the inclined surface 71 will be described.
As shown in FIG. 5, a resin layer 72 (not shown) is finally formed in a portion where the constituent material of the optical waveguide 12 is removed by irradiation of the laser 8 (a portion in the vicinity where the inclined surface 71 is formed). Resin composition 72 'is dropped.

そして、次に樹脂組成物72’中の溶媒を除去(揮発)することにより樹脂層72を形成する。除去する条件としては、例えば50〜200℃×5〜60分間処理する方法が挙げられる。このようにして、溶媒を除去させることで厚さ1〜10μm程度の樹脂層72を形成することができる。これにより、傾斜面71の平滑度を向上することができる。   Then, the resin layer 72 is formed by removing (volatilizing) the solvent in the resin composition 72 ′. Examples of the conditions for removal include a method of treating at 50 to 200 ° C. for 5 to 60 minutes. Thus, the resin layer 72 having a thickness of about 1 to 10 μm can be formed by removing the solvent. Thereby, the smoothness of the inclined surface 71 can be improved.

樹脂組成物72’を構成する樹脂が、光硬化性樹脂の場合、紫外線等の光を照射しても良い。その照射エネルギーは、特に限定されないが、100〜3,000mJ/cmが好ましく、特に2,000〜2,500mJ/cmが好ましい。これにより、光硬化樹脂の架橋度を十分に向上することが出来る。 When resin which comprises resin composition 72 'is a photocurable resin, you may irradiate light, such as an ultraviolet-ray. The irradiation energy is not particularly limited, but is preferably 100~3,000mJ / cm 2, particularly 2,000~2,500mJ / cm 2 is preferred. Thereby, the crosslinking degree of photocuring resin can fully be improved.

そして、樹脂層72を構成する樹脂が熱硬化性樹脂である場合、樹脂層72を硬化する。硬化条件としては、例えば100〜180℃×1〜10分間が好ましく、特に120〜150℃×2〜8分間が好ましい。これにより、樹脂層72の耐熱性を向上することができる。   When the resin constituting the resin layer 72 is a thermosetting resin, the resin layer 72 is cured. As curing conditions, for example, 100 to 180 ° C. × 1 to 10 minutes are preferable, and 120 to 150 ° C. × 2 to 8 minutes are particularly preferable. Thereby, the heat resistance of the resin layer 72 can be improved.

このように、本発明の光導波路12では、反射部7を任意の位置に、任意のパターンで形成することができるので、光配線の自由度が向上した光導波路12およびそれを用いた光導波路構造体を得ることができる。   As described above, in the optical waveguide 12 of the present invention, since the reflecting portion 7 can be formed in an arbitrary pattern at an arbitrary position, the optical waveguide 12 with improved flexibility of optical wiring and an optical waveguide using the same A structure can be obtained.

従来のダイシング加工により反射部を形成する方法では、光配線が細線となる場合に任意の位置に反射部を設けることが困難であった。
これに対して、本発明の光導波路構造体ではレーザー8の利用により、反射部7を形成することができるので、任意の位置に、任意のパターンで反射部7を容易に形成することができ、光配線の自由度を向上することができる。
例えば、図6に示すように光導波路12は、一端側(図6中右側)に5本のコア部121に対応する5つの反射部7aと、中央部に3つの反射部7bと、他端部に2つの反射部7cとを有している。これにより、コア部121を介して基板(不図示)からの信号を伝送し、その一部を反射部7bによって途中で光信号を受信、発信することができ、残りを反射部7cによって光信号を受信、発信することができる。
In the conventional method of forming the reflection portion by dicing, it is difficult to provide the reflection portion at an arbitrary position when the optical wiring is a thin line.
On the other hand, in the optical waveguide structure of the present invention, the reflection portion 7 can be formed by using the laser 8, so that the reflection portion 7 can be easily formed in an arbitrary pattern at an arbitrary position. The degree of freedom of optical wiring can be improved.
For example, as shown in FIG. 6, the optical waveguide 12 has five reflecting portions 7a corresponding to the five core portions 121 on one end side (right side in FIG. 6), three reflecting portions 7b on the center portion, and the other end. It has two reflection parts 7c in the part. Thereby, a signal from a substrate (not shown) can be transmitted through the core part 121, and a part of the signal can be received and transmitted by the reflecting part 7b, and the rest can be transmitted by the reflecting part 7c. Can be received and transmitted.

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
1.光導波路の製造
・触媒前駆体C1:Pd(OAc)(P(Cy)の合成
漏斗を装備した2口丸底フラスコで、Pd(OAc)(5.00g、22.3mmol)とCHCl(30mL)からなる赤茶色懸濁液を−78℃で攪拌した。Cyはシクロヘキシル基を表し、Acは、アセチル基を表す。
漏斗に、P(Cy)(13.12mL(44.6mmol))のCHCl溶液(30mL)を入れ、そして、15分かけて上記攪拌懸濁液に滴下した。その結果、徐々に赤褐色から黄色に変化した。
−78℃で1時間攪拌した後、懸濁液を室温に温め、さらに2時間攪拌して、ヘキサン(20mL)で希釈した。
次に、この黄色の固体を空気中でろ過し、ペンタンで洗浄し(5×10mL)、真空乾燥して1次収集物を得た。
2次収集物は、ろ液を0℃に冷却して分離し、上記と同様に洗浄して乾燥させた。
収率は、15.42g(88%)であった。NMRのデータは次のようになった。1H−NMR(δ,CDCl):1.18−1.32(br m,18H,Cy),1.69(br m,18H,Cy),1.80(br m,18H,Cy),1.84(s,6H,CH),2.00(br d,12H,Cy),31P−NMR(δ,CDCl):21.2(s)。以下、得られた1次収集物および2次収集物を、触媒前駆体C1とした。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.
Example 1
1. Production of Optical Waveguide / Catalyst Precursor C1: Synthesis of Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 In a two-necked round bottom flask equipped with a funnel, Pd (OAc) 2 (5.00 g, 22.3 mmol) And a red-brown suspension consisting of CH 2 Cl 2 (30 mL) was stirred at −78 ° C. Cy represents a cyclohexyl group, and Ac represents an acetyl group.
A funnel was charged with a CH 2 Cl 2 solution (30 mL) of P (Cy) 3 (13.12 mL (44.6 mmol)) and added dropwise to the stirred suspension over 15 minutes. As a result, the color gradually changed from reddish brown to yellow.
After stirring at −78 ° C. for 1 hour, the suspension was warmed to room temperature, stirred for an additional 2 hours, and diluted with hexane (20 mL).
The yellow solid was then filtered in air, washed with pentane (5 × 10 mL) and dried in vacuo to give a primary collection.
The secondary collection was separated by cooling the filtrate to 0 ° C., washed and dried as above.
The yield was 15.42 g (88%). The NMR data was as follows. 1H-NMR (δ, CD 2 Cl 2 ): 1.18-1.32 (brm, 18H, Cy), 1.69 (brm, 18H, Cy), 1.80 (brm, 18H, Cy) ), 1.84 (s, 6H, CH 3), 2.00 (br d, 12H, Cy), 31P-NMR (δ, CD 2 Cl 2): 21.2 (s). Hereinafter, the obtained primary collection and secondary collection were used as catalyst precursor C1.

コア部ポリマー(P1)の合成
・ポリマーP1:ヘキシルノルボルネン(HxNB)/ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン(diPhNB)コポリマーの合成
HxNB(8.94g,0.05mol)、diPhNB(16.1g,0.05mol)、1−ヘキセン(4.2g,0.05mol)およびトルエン(142.0g)を、250mLのシーラムボトルで混合し、オイルバスで120℃に加熱して溶液を形成した。
この溶液に、[Pd(PCy(OCCH)(NCCH)]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(以下、「Pd1446」と略す。)(5.8×10−3g,4.0×10−6mol)およびN,N−ジメルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(以下、「DANFABA」と略す。)(3.2×10−3g,4.0×10−6mol)を、それぞれ濃縮ジクロロメタン溶液の形態で加えた。
添加後、得られた溶液を120℃で6時間維持した。勢いよく攪拌された混合物にメタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。沈殿した共重合体をろ過して集め、80℃のオーブンで、真空乾燥した。乾燥後の重量は、12.0gであった(収率:48%)。得られた共重合体の分子量を、THFを溶媒としてGPC法(ゲル浸透クロマトグラフィー法)で測定すると(ポリスチレン換算)、Mw=16,196およびMn=8,448であった。共重合体の組成を、1H−NMRで測定すると、1H−NMR:54/46=HxNB/diPhNBコポリマーであった。以下、HxNB/diPhNBコポリマーを、ポリマーP1とした。
ポリマーP1(共重合体)の屈折率(屈折率は、プリズムカップリング法で測定、以下、同じ)は、波長633nmで、TEモードで1.5569であり、TMモードで1.5555であった。
Synthesis of core polymer (P1) Polymer P1: Synthesis of hexylnorbornene (HxNB) / diphenylmethylnorbornenemethoxysilane (diPhNB) copolymer HxNB (8.94 g, 0.05 mol), diPhNB (16.1 g, 0.05 mol) , 1-hexene (4.2 g, 0.05 mol) and toluene (142.0 g) were mixed in a 250 mL sealam bottle and heated to 120 ° C. in an oil bath to form a solution.
To this solution, [Pd (PCy 3 ) 2 (O 2 CCH 3 ) (NCCH 3 )] tetrakis (pentafluorophenyl) borate (hereinafter abbreviated as “Pd1446”) (5.8 × 10 −3 g, 4 0.0 × 10 −6 mol) and N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (hereinafter abbreviated as “DANFABA”) (3.2 × 10 −3 g, 4.0 × 10 − 6 mol) was added in the form of a concentrated dichloromethane solution, respectively.
After the addition, the resulting solution was maintained at 120 ° C. for 6 hours. When methanol was added dropwise to the vigorously stirred mixture, the copolymer precipitated. The precipitated copolymer was collected by filtration and vacuum dried in an oven at 80 ° C. The weight after drying was 12.0 g (yield: 48%). When the molecular weight of the obtained copolymer was measured by GPC method (gel permeation chromatography method) using THF as a solvent (polystyrene conversion), it was Mw = 16,196 and Mn = 8,448. When the composition of the copolymer was measured by 1H-NMR, it was 1H-NMR: 54/46 = HxNB / diPhNB copolymer. Hereinafter, the HxNB / diPhNB copolymer was designated as polymer P1.
The refractive index of the polymer P1 (copolymer) (the refractive index was measured by the prism coupling method, hereinafter the same) was 633 nm, 1.5569 in the TE mode, and 1.5555 in the TM mode. .

・コア部ワニス(V1)の調製
ヘキシルノルボルネン(42.03g,0.24mol)およびジメチルビス(ノルボルネンメトキシ)シラン(7.97g,0.026mol)を秤量し、ガラス瓶にいれた。
このモノマー溶液に、酸化防止剤として、Ciba IRGANOX 1076(0.5g)およびCiba IRGAFOS 168(0.125g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。
上記のポリマーP1を10wt%となるようにメシチレンに溶解した溶液(30.0g)に、モノマー酸化防止剤溶液(3.0g)、上記の触媒前駆体C1(4.94×10−4g,6.29×10−7mol、メチレンクロライド0.1mL中)、光酸発生剤(助触媒)として、RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074(2.55×10−3g,2.51×10−6mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えて、ワニスV1を調製した。
このワニスV1を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。以下、Ciba IRGANOX 1076を「IRGANOX 1076」と、Ciba IRGAFOS 168を「IRGAFOS 168」と、RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074を「RHODORSIL 2074」とした。
-Preparation of core part varnish (V1) Hexylnorbornene (42.03g, 0.24mol) and dimethylbis (norbornenemethoxy) silane (7.97g, 0.026mol) were weighed and put into a glass bottle.
Ciba IRGANOX 1076 (0.5 g) and Ciba IRGAFOS 168 (0.125 g) were added to the monomer solution as an antioxidant to obtain a monomer antioxidant solution.
In a solution (30.0 g) of the above polymer P1 dissolved in mesitylene so as to be 10 wt%, a monomer antioxidant solution (3.0 g) and the catalyst precursor C1 (4.94 × 10 −4 g, 6.29 × 10 −7 mol, in 0.1 mL of methylene chloride), RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074 (2.55 × 10 −3 g, 2.51 × 10 −6 mol, methylene chloride) as a photoacid generator (co-catalyst) In 0.1 mL of chloride) was added to prepare varnish V1.
This varnish V1 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter. Hereinafter, Ciba IRGANOX 1076 was referred to as “IRGANOX 1076”, Ciba IRGAFOS 168 as “IRGAFOS 168”, and RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074 as “RHODORSIL 2074”.

クラッド部ポリマー(P2)の合成
・ポリマーP2:デシルノルボルネン(DeNB)/メチルグリシジルエーテルノルボルネン(AGENB)コポリマーの合成
DeNB(16.4g,0.07mol)、AGENB(5.41g,0.03mol)およびトルエン(58.0g)を、ドライボックス内のシーラムボトルに加えた。この溶液を80℃のオイルバス中で攪拌した。
この溶液に、(η6−トルエン)Ni(C(0.69g,0.0014mol)のトルエン溶液(5g)を加えた。
添加後、得られた混合物を室温で4時間維持した。トルエン溶液(87.0g)を反応溶液に加えた。勢いよく攪拌した反応混合物にメタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。
沈殿した共重合体をろ過して集め、60℃のオーブンで真空乾燥した。乾燥後の重量は、17.00gであった(収率:87%)。得られた共重合体の分子量を、THFを溶媒としてGPC法で測定すると(ポリスチレン換算)、Mw=75,000およびMn=30,000であった。
共重合体の組成を、1H−NMRで測定すると、1H−NMR:77/23=DeNB/AGENBコポリマーであった。以下、DeNB/AGENBコポリマーをポリマーP2とした。
ポリマーP2(共重合体)の屈折率は、波長633nmで、TEモードで1.5153であり、TMモードで1.5151であった。
Synthesis of Cladding Polymer (P2) Polymer P2: Synthesis of Decylnorbornene (DeNB) / Methyl Glycidyl Ether Norbornene (AGENB) Copolymer DeNB (16.4 g, 0.07 mol), AGENB (5.41 g, 0.03 mol) and Toluene (58.0 g) was added to the sealum bottle in the dry box. This solution was stirred in an oil bath at 80 ° C.
To this solution was added a toluene solution (5 g) of (η6-toluene) Ni (C 6 F 5 ) 2 (0.69 g, 0.0014 mol).
After the addition, the resulting mixture was maintained at room temperature for 4 hours. Toluene solution (87.0 g) was added to the reaction solution. When methanol was added dropwise to the vigorously stirred reaction mixture, the copolymer precipitated.
The precipitated copolymer was collected by filtration and vacuum dried in an oven at 60 ° C. The weight after drying was 17.00 g (yield: 87%). When the molecular weight of the obtained copolymer was measured by GPC method using THF as a solvent (in terms of polystyrene), it was Mw = 75,000 and Mn = 30,000.
When the composition of the copolymer was measured by 1H-NMR, it was 1H-NMR: 77/23 = DeNB / AGENB copolymer. Hereinafter, DeNB / AGENB copolymer was designated as polymer P2.
The refractive index of the polymer P2 (copolymer) was 1.5153 in the TE mode and 1.5151 in the TM mode at a wavelength of 633 nm.

・クラッド部ワニス(V2)の調製
上記のポリマーP2を30wt%となるようにトルエンに溶解した溶液(16.7g)に、酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.05g)およびIRGAFOS 168(1.25×10−2g)、および、光酸発生剤として、RHODORSIL 2074(0.1g、メチレンクロライド0.5mL中)を加えて、ワニスV2を調製した。
このワニスV2を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
-Preparation of clad varnish (V2) IRGANOX 1076 (0.05 g) and IRGAFOS 168 (1. g) were used as antioxidants in a solution (16.7 g) of the above polymer P2 dissolved in toluene so as to be 30 wt%. 25 × 10 −2 g) and RHODORSIL 2074 (0.1 g in 0.5 mL of methylene chloride) were added as a photoacid generator to prepare varnish V2.
This varnish V2 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.

・光導波路の形成
コア層形成用材料として、ろ過したワニスV1を、ガラス基板上に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定の厚さに広げた。その後、このガラス基板を換気された水平台に一夜置いて溶剤を蒸発させ、実質的に乾燥した固体フィルムを形成した。
フィルムにフォトマスクを通してUV光(波長:365nm)を照射し(照射量=3J/cm)、次に、オーブン中で、85℃で30分間加熱し、さらに150℃で60分加熱した。これにより、コア層(単層光導波路)を得た。なお、コア部のパターンは、第1回目の加熱後、目視で確認することができた。
また、クラッド層形成用材料として、ワニスV2を用いて、平均厚さ50μmのクラッド層を2つ形成した。そして、コア層を、上記の2つのクラッド層の間に挟み、10MPaの圧力を掛けながらオーブン内で150℃×1時間加熱した。これにより、光導波路を得た。
なお、光導波路は、コア幅50μm、コア間隔250μm、コアの本数12本、コアの長さ10cmの直線状とした。コア部の屈折率1.555、クラッド部の屈折率1.542であった。
-Formation of optical waveguide Filtered varnish V1 was poured onto a glass substrate as a core layer forming material, and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade. The glass substrate was then placed on a ventilated horizontal platform overnight to evaporate the solvent and form a substantially dry solid film.
The film was irradiated with UV light (wavelength: 365 nm) through a photomask (irradiation amount = 3 J / cm 2 ), then heated in an oven at 85 ° C. for 30 minutes and further at 150 ° C. for 60 minutes. Thereby, a core layer (single-layer optical waveguide) was obtained. In addition, the pattern of the core part was able to be confirmed visually after the 1st heating.
Two clad layers having an average thickness of 50 μm were formed using varnish V2 as a clad layer forming material. The core layer was sandwiched between the two clad layers, and heated in an oven at 150 ° C. for 1 hour while applying a pressure of 10 MPa. Thereby, an optical waveguide was obtained.
The optical waveguide was linear with a core width of 50 μm, a core interval of 250 μm, 12 cores, and a core length of 10 cm. The refractive index of the core portion was 1.555, and the refractive index of the cladding portion was 1.542.

2.反射部の形成
上記で作製した光導波路12を、ガラス基板を支持体として貼り付け、エキシマレーザー(波長193nm、機器名:ProMaster(OPTEC社))のサンプルホルダーに、真空チャックで固定した。レーザー強度を7mJ、レーザー発振周波数を250Hz、レーザー光をカットするステンレスマスクの開口部が1mm×1mm、加工台の移動速度を45μm/s、加工台に移動距離を150μmに設定し、導波路のコアの中心線上を加工した。加工後の断面(反射部)を顕微鏡で観察した結果、上部クラッド層、コア層の樹脂を除去した領域は二等辺三角形となっており、頂角はほぼ90°となっていた。
2. Formation of Reflecting Section The optical waveguide 12 produced above was attached using a glass substrate as a support, and fixed to a sample holder of an excimer laser (wavelength: 193 nm, device name: ProMaster (OPTEC)) with a vacuum chuck. The laser intensity is set to 7 mJ, the laser oscillation frequency is set to 250 Hz, the opening of the stainless steel mask for cutting the laser light is set to 1 mm × 1 mm, the moving speed of the processing table is set to 45 μm / s, and the moving distance to the processing table is set to 150 μm. The center line of the core was processed. As a result of observing the processed cross section (reflecting portion) with a microscope, the region of the upper clad layer and the core layer where the resin was removed was an isosceles triangle, and the apex angle was approximately 90 °.

3.平滑化処理(樹脂層の形成)
ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートを10g、光重合開始剤としてIRGACURE651(CIBA SPECIALITY CHEMICALS製)を0.3g秤量し、プロピレングリコールモノメチルエーテル90gに溶解し、0.02μmの細孔のフィルターでろ過を行い、コーティング剤とした。ガラス基板にこのコーティング剤をスピンコート法で塗布を行い、50℃のクリーンオーブンに30分投入し、超高圧水銀灯で3J/cm露光後、85℃のオーブンに10分投入した後、プリズムカプラで屈折率の測定を行ったところ、850nmの波長で、1.60であった。上記の光導波路の溝加工部(反射部)に前述のコーティング剤をシリンジで滴下後、シリコンゴム製のスキージで溝部以外のコーティング剤の除去を行った。
この導波路を50℃のクリーンオーブンに30分投入し、超高圧水銀灯で3J/cm露光後、85℃のオーブンに10分投入した。
溝部を顕微鏡で観察を行ったところ、コア部のコーティング部分が滑らかであった。なお、樹脂層の厚さは5μmであった。
この光導波路と、銅箔付きポリイミドフィルムとを積層して光導波路構造体を得た。
3. Smoothing treatment (formation of resin layer)
Weigh 10 g of bisphenoxyethanol fluorene acrylate, 0.3 g of IRGACURE651 (CIBA SPECIALITY CHEMICALS) as a photopolymerization initiator, dissolve in 90 g of propylene glycol monomethyl ether, filter with a 0.02 μm pore filter, and coat An agent was used. This coating agent is applied to a glass substrate by spin coating, put in a clean oven at 50 ° C. for 30 minutes, exposed to 3 J / cm 2 with an ultra-high pressure mercury lamp, and then put in an oven at 85 ° C. for 10 minutes. And the refractive index was measured, and it was 1.60 at a wavelength of 850 nm. The above coating agent was dropped onto the groove processed part (reflective part) of the optical waveguide with a syringe, and the coating agent other than the groove part was removed with a silicon rubber squeegee.
This waveguide was placed in a clean oven at 50 ° C. for 30 minutes, exposed to 3 J / cm 2 with an ultrahigh pressure mercury lamp, and then placed in an oven at 85 ° C. for 10 minutes.
When the groove portion was observed with a microscope, the coating portion of the core portion was smooth. The thickness of the resin layer was 5 μm.
This optical waveguide and a polyimide film with a copper foil were laminated to obtain an optical waveguide structure.

(実施例2)
樹脂層の形成を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ビスフェノールA型エポキシ5g、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート5g、アデカオプトマーSP170(旭電化工業製、以下SP−170と略す)を0.15g秤量し、プロピレングリコールモノメチルエーテル45gに溶解したものをコーティング剤として用いた以外は、実施例1と同様に行った。樹脂層の屈折率は、850nmの波長で、1.55であった。実施例1と同様にコーティングを行い、顕微鏡で観察を行ったところ、コア部のコーティング部分は滑らかであった。なお、樹脂層の厚さは5μmであった。
(Example 2)
The resin layer was formed in the same manner as in Example 1 except for the following.
0.15 g of bisphenol A-type epoxy 5 g, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3′4′-epoxycyclohexene carboxylate 5 g, and adekatopomer SP170 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., hereinafter abbreviated as SP-170) were weighed. The same procedure as in Example 1 was performed except that a solution dissolved in 45 g of propylene glycol monomethyl ether was used as a coating agent. The refractive index of the resin layer was 1.55 at a wavelength of 850 nm. When coating was performed in the same manner as in Example 1 and observed with a microscope, the coating portion of the core portion was smooth. The thickness of the resin layer was 5 μm.

(実施例3)
樹脂層の形成を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ビスフェノールA型エポキシ10g、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート10g、アデカオプトマーSP170(旭電化工業製、以下SP−170と略す)を0.15g秤量し、プロピレングリコールモノメチルエーテル30gに溶解したものをコーティング剤として用いた以外は、実施例1と同様に行った。樹脂層の屈折率は、850nmの波長で、1.55であった。実施例1と同様にコーティングを行い、顕微鏡で観察を行ったところ、コア部のコーティング部分は滑らかであったが、形状が湾曲しており、溝部分は長円形となっていた。なお、樹脂層の厚さは10μmであった。
(Example 3)
The resin layer was formed in the same manner as in Example 1 except for the following.
0.15 g of bisphenol A type epoxy 10 g, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3′4′-epoxycyclohexenecarboxylate 10 g, Adekaoptomer SP170 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., hereinafter abbreviated as SP-170), The same procedure as in Example 1 was performed except that a solution dissolved in 30 g of propylene glycol monomethyl ether was used as a coating agent. The refractive index of the resin layer was 1.55 at a wavelength of 850 nm. When coating was performed in the same manner as in Example 1 and observed with a microscope, the coating portion of the core portion was smooth, but the shape was curved and the groove portion was oval. The thickness of the resin layer was 10 μm.

(実施例4)
樹脂層の形成を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ビスフェノールA型エポキシ2.5g、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート2.5g、アデカオプトマーSP170(旭電化工業製、以下SP−170と略す)を0.15g秤量し、プロピレングリコールモノメチルエーテル95gに溶解したものをコーティング剤として用いた以外は、実施例1と同様に行った。樹脂層の屈折率は、850nmの波長で、1.55であった。実施例1と同様にコーティングを行い、顕微鏡で観察を行ったところ、コア部のコーティング部分に緩衝縞が見られ、0.5〜1μm周期の段差がコア上に認められた。なお、樹脂層の厚さは0.5μmであった。
Example 4
The resin layer was formed in the same manner as in Example 1 except for the following.
2.5 g of bisphenol A type epoxy, 2.5 g of 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3′4′-epoxycyclohexene carboxylate, Adekaoptomer SP170 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., hereinafter abbreviated as SP-170) The same procedure as in Example 1 was carried out except that 15 g was weighed and dissolved in 95 g of propylene glycol monomethyl ether as a coating agent. The refractive index of the resin layer was 1.55 at a wavelength of 850 nm. When coating was performed in the same manner as in Example 1 and observation was performed with a microscope, buffer stripes were observed in the coating portion of the core portion, and steps having a period of 0.5 to 1 μm were observed on the core. The thickness of the resin layer was 0.5 μm.

(実施例5)
光導波路として以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
クラッド層形成用材料として、脂肪族炭化水素基を持った分岐型ポリシランを含有するワニスを、離型処理済みのガラス基板の上に塗布し、80℃、20分乾燥させて、平均厚さ50μmのクラッド層を形成した。
次に、その上に、コア層形成用材料として、前記分岐型ポリシランよりも屈折率の高い芳香族炭化水素基を持った分岐型ポリフェニルシランを含有するワニスを塗布し、80℃、20分乾燥させた。その後、コア部となるところに遮蔽部が設けられたフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプにて露光し、250℃で熱処理して、コア部(幅:50μm)を有する平均厚さ50μmのコア層を形成した。その上に、クラッド層形成用材料として、前記と同じポリシランワニスを塗布し、300℃で熱処理して、平均厚さ50μmのクラッド層を形成した。以上のようにして、光導波路を作製した。なお、光導波路は、幅0.5cm、長さ10cmの直線状とした。コア部の屈折率が1.475、クラッド部の屈折率が1.415であった。
(Example 5)
The optical waveguide was the same as Example 1 except that the following was used.
As a cladding layer forming material, a varnish containing a branched polysilane having an aliphatic hydrocarbon group is applied on a glass substrate that has been subjected to a release treatment, dried at 80 ° C. for 20 minutes, and an average thickness of 50 μm. A clad layer was formed.
Next, a varnish containing a branched polyphenylsilane having an aromatic hydrocarbon group having a refractive index higher than that of the branched polysilane is applied as a material for forming a core layer thereon, at 80 ° C. for 20 minutes. Dried. Thereafter, the core is exposed to an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask provided with a shielding portion at the core portion, and is heat-treated at 250 ° C. A layer was formed. On top of that, the same polysilane varnish as described above was applied as a clad layer forming material and heat-treated at 300 ° C. to form a clad layer having an average thickness of 50 μm. The optical waveguide was produced as described above. The optical waveguide was linear with a width of 0.5 cm and a length of 10 cm. The refractive index of the core part was 1.475, and the refractive index of the clad part was 1.415.

(実施例6)
光導波路として以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
クラッド層形成用材料として、UV硬化型エポキシ樹脂ワニス(NTT−AT製E3129)を、離型処理したガラス基板上にスピンコートし、次いでUV照射して硬化して、平均厚さ50μmのクラッド層を形成した。次に、その上に、コア層形成用材料として、前記UV硬化型エポキシ樹脂よりも屈折率の高いUV硬化型エポキシ樹脂(NTT−AT製E3135)をスピンコートし、フォトリソグラフィー法により、直接コア部(幅50μm×厚さ50μm)をパターニングした。その後、クラッド層形成用材料として、前記と同じUV硬化型エポキシ樹脂ワニスをスピンコートし、次いでUV照射して硬化して、平均厚さ50μmのクラッド層を形成した。以上のようにして、光導波路を作製した。なお、光導波路は、幅0.5cm、長さ10cmの直線状とした。コア部の屈折率が1.532、クラッド部の屈折率が1.512であった。
(Example 6)
The optical waveguide was the same as Example 1 except that the following was used.
As a clad layer forming material, a UV curable epoxy resin varnish (E3129 manufactured by NTT-AT) is spin-coated on a release-treated glass substrate and then cured by UV irradiation to obtain a clad layer having an average thickness of 50 μm. Formed. Next, a UV curable epoxy resin (E3135 manufactured by NTT-AT) having a refractive index higher than that of the UV curable epoxy resin is spin-coated thereon as a core layer forming material, and the core is directly formed by photolithography. The part (width 50 μm × thickness 50 μm) was patterned. Thereafter, the same UV curable epoxy resin varnish as described above was spin-coated as a cladding layer forming material, and then cured by UV irradiation to form a cladding layer having an average thickness of 50 μm. The optical waveguide was produced as described above. The optical waveguide was linear with a width of 0.5 cm and a length of 10 cm. The refractive index of the core portion was 1.532 and the refractive index of the cladding portion was 1.512.

(実施例7)
反射部の平滑化処理を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
上記の光導波路を、プラズマアッシャー(OPM−EM−1000、東京応化製)のチャンバー内に入れ、O流量を200sccm、高周波出力を400Wで5分間、平滑化処理を行った。
プラズマ処理前は、溝加工部(反射部)の表面には0.5〜1μm周期の段差が認められたが、処理後は前記のような周期模様は無く、滑らかであった。
(Example 7)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the reflective portion was smoothed as follows.
The optical waveguide was placed in a chamber of a plasma asher (OPM-EM-1000, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), and smoothed for 5 minutes at an O 2 flow rate of 200 sccm and a high frequency output of 400 W.
Before the plasma treatment, a step with a period of 0.5 to 1 μm was observed on the surface of the groove processing part (reflection part), but after the treatment, there was no periodic pattern as described above and it was smooth.

(実施例8)
反射部の形成を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
上記の光導波路を、ダイシングソー(DAD321、ディスコ製)のスピンドルにダイシングブレード(NBC−ZH226J−D−T4B−SE、ディスコ製)を取り付け、コアのライン方向に対し、垂直な方向に、0.2mm/sで切断を行った。断面を観察したところ、下部クラッドの面と切断面が45°となっていた。切断面は、ブレードの回転方向に1μm周期の溝が認められた。
実施例1と同じコーティング剤を用いて同条件でコーティングを行った(樹脂層を形成した)。コーティング面を顕微鏡で観察したところ、滑らかであった。なお、樹脂層の厚さは5μmであった。
(Example 8)
The reflective portion was formed in the same manner as in Example 1 except for the following.
A dicing blade (NBC-ZH226J-D-T4B-SE, manufactured by Disco) is attached to the spindle of a dicing saw (DAD321, manufactured by Disco), and the optical waveguide is set in a direction perpendicular to the line direction of the core. Cutting was performed at 2 mm / s. When the cross section was observed, the surface of the lower cladding and the cut surface were 45 °. On the cut surface, grooves with a period of 1 μm were observed in the blade rotation direction.
Coating was performed under the same conditions using the same coating agent as in Example 1 (resin layer was formed). When the coated surface was observed with a microscope, it was smooth. The thickness of the resin layer was 5 μm.

(比較例1)
反射部の形成を以下のようにし、平滑化処理をしなかった以外は、実施例1と同様にした。
上記の光導波路を、ダイシングソー(DAD321、ディスコ製)のスピンドルにダイシングブレード(NBC−ZH226J−D−T4B−SE、ディスコ製)を取り付け、コアのライン方向に対し、垂直な方向に、0.2mm/sで切断を行った。断面を観察したところ、下部クラッドの面と切断面が45°となっていた。切断面は、ブレードの回転方向に1μm周期の溝が認められた。
(Comparative Example 1)
The reflective portion was formed as follows, and the same procedure as in Example 1 was performed except that the smoothing process was not performed.
A dicing blade (NBC-ZH226J-D-T4B-SE, manufactured by Disco) is attached to the spindle of a dicing saw (DAD321, manufactured by Disco), and the optical waveguide is set in a direction perpendicular to the line direction of the core. Cutting was performed at 2 mm / s. When the cross section was observed, the surface of the lower cladding and the cut surface were 45 °. On the cut surface, grooves with a period of 1 μm were observed in the blade rotation direction.

各実施例および比較例で得られた光導波路構造体について以下の評価を行った。評価項目を、内容と共に示す。得られた結果を表1に示す。
1.光損失
レーザーダイオードから発生させた波長850nmの光を、光ファイバーを通して、この導波路の端部に入力し、溝部の反対側の面で光ファイバーを用いて出力を検出して光損失を下記式で評価した。
総光損失(dB)=−10log(Pn/P0)
式中、Pnは反射部の反対側で測定された値であり、P0は、光ファイバーを導波路端部に結合する前の光ファイバーの端部における光源の測定出力である。
The following evaluation was performed about the optical waveguide structure obtained by each Example and the comparative example. The evaluation items are shown together with the contents. The obtained results are shown in Table 1.
1. Light loss Light with a wavelength of 850 nm generated from a laser diode is input to the end of this waveguide through an optical fiber, and the output is detected using the optical fiber on the opposite side of the groove, and the optical loss is evaluated by the following equation. did.
Total optical loss (dB) =-10 log (Pn / P0)
Where Pn is the value measured on the opposite side of the reflector, and P0 is the measured output of the light source at the end of the optical fiber before coupling the optical fiber to the waveguide end.

2.耐熱性
光導波路構造体の耐熱性は、リフロー処理(260℃以上15秒、最高265℃)を2回通し、その外観を観察し評価した。
◎:溝加工部(反射部)に膨れ、剥がれ等の異常が無かった。
○:溝加工部(反射部)周辺部の製品部分以外に、剥がれが発生した。
△:溝加工部(反射部)の製品部分に1mm未満の大きさの膨れ、剥がれが発生した。
×:溝加工部(反射部)の製品部分に1mm以上の大きさの膨れ、剥がれ等の異常が発生した。
2. Heat resistance The heat resistance of the optical waveguide structure was evaluated by observing its appearance twice through a reflow process (260 ° C. to 15 seconds, maximum 265 ° C.).
(Double-circle): There was no abnormality, such as a swelling and peeling, in a groove processing part (reflection part).
○: Peeling occurred in addition to the product portion around the groove processed portion (reflecting portion).
(Triangle | delta): The swelling and peeling of a magnitude | size of less than 1 mm generate | occur | produced in the product part of the groove process part (reflection part).
X: Abnormalities such as swelling and peeling having a size of 1 mm or more occurred in the product portion of the groove processed portion (reflecting portion).

3.屈曲性
光導波路構造体の屈曲性は、ヒンジ評価用開閉試験機で評価した(評価は、n=10枚で行った)。各符号は、以下の通りである。
◎:全てのサンプルに、50,000回以上で抵抗の上昇および断線が無かった。
○:7〜9枚のサンプルに、50,000回以上でも抵抗の上昇および断線が無かった。
△:3〜6枚のサンプルに、50,000回以上で抵抗の上昇および断線が無かった。
×:2枚以下のサンプルが、50,000回未満で抵抗の上昇および断線があった。
3. Flexibility The flexibility of the optical waveguide structure was evaluated with a hinge evaluation open / close tester (evaluation was performed with n = 10). Each code is as follows.
A: All samples had no increase in resistance or disconnection after 50,000 times or more.
◯: There was no increase in resistance or disconnection in 7 to 9 samples even after 50,000 times or more.
(Triangle | delta): There was no raise of resistance and a disconnection in 50,000 times or more in the sample of 3-6 sheets.
X: Less than 50,000 samples had resistance increase and disconnection in less than 2 samples.

4.吸湿性
光導波路構造体の吸湿性は、JIS−K7209に準じ、光導波路構造体の5cm×5cmサイズのフィルムを、85℃/85%の湿度下で168時間処理した前後の重量差により評価した(評価は、n=10枚で行った)。
◎:全てのサンプルの吸湿率が、0.2%未満であった。
○:7〜9枚のサンプルの吸湿率が、0.2%未満であった。
△:3〜6枚のサンプルの吸湿率が、0.2%未満であった。
×:2枚以下のサンプルの吸湿率が、0.2%以上であった。
4). Hygroscopicity The hygroscopicity of the optical waveguide structure was evaluated according to JIS-K7209 by the weight difference between before and after the 5 cm × 5 cm film of the optical waveguide structure was treated at 85 ° C./85% humidity for 168 hours. (Evaluation was performed with n = 10 sheets).
(Double-circle): The moisture absorption rate of all the samples was less than 0.2%.
A: The moisture absorption rate of 7 to 9 samples was less than 0.2%.
Δ: The moisture absorption rate of 3 to 6 samples was less than 0.2%.
X: The moisture absorption rate of the sample of 2 or less sheets was 0.2% or more.

Figure 2011232786
Figure 2011232786

表1から明らかなように、実施例1〜8で得られた光導波路構造体は、反射部での光損失が小さいことが示された。
また、実施例1〜5は、特に耐熱性にも優れていることが示された。
また、実施例1〜4は、屈曲性にも優れていることが示された。
また、実施例1〜4は、吸湿性が特に低いことが示された。
As is apparent from Table 1, it was shown that the optical waveguide structures obtained in Examples 1 to 8 had a small optical loss at the reflecting portion.
Moreover, it was shown that Examples 1-5 are excellent also in heat resistance especially.
Moreover, it was shown that Examples 1-4 are excellent also in the flexibility.
Moreover, Examples 1-4 showed that hygroscopicity was especially low.

このようにして得られた光導波路構造体を用いた携帯電話等の電子機器も正常に動作することが確認された。   It was confirmed that an electronic device such as a cellular phone using the optical waveguide structure obtained in this way also operates normally.

本発明の光導波路構造体は、サーバー、携帯電話、PDA等の種々の電子機器、ホログラム、ディスプレイ等に有用なものである。   The optical waveguide structure of the present invention is useful for various electronic devices such as servers, mobile phones, and PDAs, holograms, displays, and the like.

1 光導波路形成基板
100 光導波路構造体
11 絶縁層
12 光導波路
121 コア部
122 クラッド部
13 絶縁層
2 光デバイス
21 受発光部
3 電子デバイス
4 端子部
5 封止樹脂
6 電気配線
61 プラグ
7 反射部
7’ 部分
7a 反射部
7b 反射部
7c 反射部
71 傾斜面
72 樹脂層
72’ 樹脂組成物
8 レーザー
81 マスク
82 照射部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide formation board | substrate 100 Optical waveguide structure 11 Insulating layer 12 Optical waveguide 121 Core part 122 Cladding part 13 Insulating layer 2 Optical device 21 Light emitting / receiving part 3 Electronic device 4 Terminal part 5 Sealing resin 6 Electrical wiring 61 Plug 7 Reflecting part 7 'portion 7a reflecting portion 7b reflecting portion 7c reflecting portion 71 inclined surface 72 resin layer 72' resin composition 8 laser 81 mask 82 irradiated portion

Claims (2)

光を伝送するコア部および前記コア部の外周に接合されたクラッド部を有する光導波路と、
前記コア部の光の伝送方向に対して傾斜した傾斜面を有する反射部と、を有する光導波路構造体であって、
前記傾斜面の平滑度を向上する処理を施していることを特徴とする光導波路構造体。
An optical waveguide having a core part for transmitting light and a clad part joined to the outer periphery of the core part;
A reflection part having an inclined surface inclined with respect to the light transmission direction of the core part, and an optical waveguide structure comprising:
An optical waveguide structure that is subjected to a treatment for improving the smoothness of the inclined surface.
請求項1に記載の光導波路構造体を用いることを特徴とする電子機器。   An electronic device using the optical waveguide structure according to claim 1.
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