JP4974917B2 - 光導波路の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路の製造方法に関する。

従来、種々の電子回路において、信号伝達の高速化（高周波化）に伴い、回路の一部を銅等の導電配線から光導波路による光配線に置き換えた光電混載回路が用いられている。

この種の光電混載回路では、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の発光素子とフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子とが、回路基板に搭載されており、発光素子から出射した光が、光導波路を介して受光素子に入射する。

一般に、光電混載回路では、発光素子から回路基板に向けて垂直に出射された光は、その光進行方向が４５度の角度を有するミラー部により回路基板に水平になるように９０度反射されて、光導波路内を光が伝播する方法が取られている。

例えば、特許文献１には、上述したミラー部を有する光導波路を、金型を用いて製造する方法が提案されている。この光導波路の製造方法では、ミラー部と光が伝播するコア層とが、金型を用いて形成される。具体的には、金型の溝に液状の紫外線硬化樹脂を充填した後、この樹脂に紫外線を照射して、ミラー部及びコア層が形成される。

特開２００６−１３９１１９号公報

しかし、特許文献１に記載の光導波路の製造方法では、金型の溝に液状の紫外線硬化樹脂を充填する際に、溝の上に樹脂があふれでる部分があり、溝の上に樹脂があふれた状態で樹脂が硬化されるので、樹脂の硬化後にこの樹脂を除去する必要がある。また、コア層が金型を用いて形成されるのに対して、コア層を囲むクラッド層は樹脂シートを積層して形成されるので、それぞれの製造方法が異なるため、全体として光導波路の製造が複雑となる。さらに、金型は、ミラー部及びコア層それぞれを形成するための複雑な形状の溝を有するので、このような金型を寸法精度良く形成することは困難である。さらにまた、液状の紫外線硬化樹脂が、所定の形状及び寸法を有する金型の溝の隅々まで充填されない場合もある。

従って、本発明の目的は、光導波路の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、製造が容易であって製造コストを低減できる光導波路の製造方法を提供することにある。更に、本発明の目的は、ミラー部の形状を精度良く形成することが可能な光導波路の製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の光導波路の製造方法は、一方の平面に平行な一対の溝が形成されている平板金型を用いて光導波路を製造する方法であって、ベース基板上に下クラッドシートを積層し、上記ベース基板上の上記下クラッドシートを、上記一対の溝に跨るように、上記平板金型における上記一方の平面上に積層し、上記ベース基板を、上記下クラッドシートを介して上記平板金型に向かって押圧しながら、液状樹脂を上記一対の溝それぞれに充填し且つ該液状樹脂を硬化して、上記下クラッドシート上に一対のミラー形成部を形成し、上記平板金型を剥離した上記一対のミラー形成部上に金属反射膜を成膜し、上記金属反射膜を含む上記下クラッドシート上にコアシートを積層し、上記コアシート上に上クラッドシートを積層し、上記ベース基板を上記下クラッドシートから剥離する、工程を有することを特徴とする。

また、本発明の光導波路の製造方法は、一方の平面に平行な一対の溝が形成されている平板金型を用いて回路基板上に配置された光導波路を製造する方法であって、上記ベース基板を、上記一対の溝に跨るように、上記平板金型における上記一方の平面上に積層し、上記ベース基板を、上記平板金型に向かって押圧しながら、液状樹脂を上記一対の溝それぞれに充填し且つ該液状樹脂を硬化して、上記ベース基板上に一対のミラー形成部を形成し、上記平板金型を剥離した上記一対のミラー形成部の上に金属反射膜を成膜し、上記金属反射膜を含む上記ベース基板上にコアシートを積層し、上記コアシート上に上クラッドシートを積層して、上記上クラッドシート、上記コアシート及び上記金属反射膜が成膜された上記一対のミラー形成部からなるコアシート複合体を形成し、上記ベース基板を、上記コアシート複合体における上記一対のミラー形成部が露出した面から剥離し、別途用意した回路基板上の光導波路配置予定の部位に、クラッドシートを構成し得る組成の接合シートを介在させて、上記コアシート複合体の上記面を接合する、工程を有することを特徴とする。

上述した本発明の光導波路の製造方法によれば、光導波路の製造が容易であって製造コストを低減でき、且つ、ミラー部の形状を精度良く形成することが可能である。

図１（ａ）〜（ｃ）に、本発明に係る光導波路の製造方法の一実施態様に基づいて製造された光導波路の一実施形態を示す。

光導波路１０は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、上クラッド層１４と下クラッド層１１との間に縦長のコア層１２が介在配置されており、該コア層１２の長手方向の両端それぞれには、ミラー部１３が設けられている。

光導波路１０は、全体として、直方体形状を有している。上クラッド層１４及び下クラッド層１２それぞれは、図１（ａ）に示すように、平面形状が縦長矩形の同一形状を有している。光導波路１０は、両端にミラー部１３が設けられたコア層１２を３つ備えている。３つのコア層１２それぞれは、互いに平行に配置されている。

コア層１２は、全体として、縦長の直方体形状を有している。コア層１２は、その長手方向と直交する方向の断面は矩形形状を有している。コア層１２は、図１（ｃ）に示すように、コア層１２よりも低い屈折率を有する上クラッド層１４及び下クラッド層１１によって、挟まれるように囲まれている。コア層１２の一つの面は、下クラッド層１１と当接している。コア層１２の他の３つの面それぞれは、上クラッド層１３に包み込まれている。コア層１２が存在しない部位では、上クラッド層１４と下クラッド層１１とは、直接接合されている。上クラッド層１４と下クラッド層１１とは、同じ材料により形成されることが好ましい。

一対のミラー部１３は、図１（ｂ）に示すように、縦長のコア層１２の両端に光学的に接合して形成されている。ミラー部１３は、上クラッド層１４と下クラッド層１１とに挟めた領域に形成されており、光導波路１０の厚さ方向（図１（ｂ）の上下方向）において、コア層１２と同じ領域に配置されている。

ミラー部１３は、光を反射する金属反射膜１３ｂが、ミラー形成部１３ａの上に成膜されて形成されている。ミラー部１３は、その断面形状が、図１（ｂ）に示すように、直角２等辺三角形に形成されている。上記直角２等辺三角形の２つの等辺それぞれは、下クラッド層１１のコア層１２と接する面から形成される底辺と、４５度の内角をなしている。また、上記直角２等辺三角形の内角９０度を有する頂点は、上クラッド層１４のコア層１２と接する面に接している。このように、ミラー部１３は、光導波路１０の長手方向（図１（ｂ）の左右方向）に対して、いわゆる４５度面の光反射面を有している。

ミラー部１３の上記直角２等辺三角形状を有する断面の寸法は、用途に応じて適宜設計することができるが、例えば、底辺を８０μｍ、高さを４０μｍとすることができる。また、上クラッド層１４及び下クラッド層１１の寸法は、用途に応じて適宜設計することができるが、例えば、それぞれ４０μｍの厚さとすることができる。

光導波路１０は、外部の発光素子（図示せず）からコア層１２に向けて垂直に出射された光を、一方のミラー部１３により、その光進行方向がコア層１２に水平になるように９０度反射して、コア層１２内を伝播させる。そして、光導波路１０は、コア層１２内を伝播した光を、他方のミラー部１３により、再度９０度反射して、コア層１２から垂直な方向に向かって、外部の受光素子（図示せず）に光を出射する。

光導波路１０は、例えば、発光素子及び／又は受光素子を備えた回路基板に搭載されて、光電混載回路を構成することに用いられることが好ましい。

次ぎに、上述した光導波路１０の製造方法を、本発明に係る光導波路の製造方法の好ましい第１実施態様に基づいて、図面を参照しながら以下に説明する。

まず、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベース基板２０上に下クラッドシート１１Ａを積層する。この下クラッドシート１１Ａは、後に光導波路１０の下クラッド層１１を形成する。

ベース基板２０としては、例えばアクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ板等の樹脂を用いることができ、平坦度の高いことが望ましい。後述するミラー形成部連続体の形成に、液状の光硬化性樹脂を用いる場合には、ベース基板２０を形成する樹脂は、光硬化性樹脂の硬化処理に用いる光に対する透過性が高いことが好ましい。又は、後述するミラー形成部の形成に、液状の熱硬化性樹脂を用いる場合には、ベース基板２０を形成する樹脂は、熱硬化性樹脂の硬化処理に用いる加熱に対する耐熱性を有していることが好ましい。

下クラッドシート１１Ａとしては、光硬化性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、珪素系樹脂等の光硬化性樹脂、又は、電子線硬化性樹脂などを使用することができる。また、活性エネルギー線の照射によって溶剤に対する溶解性が高くなるものとして、光分解性のナフトキノン系樹脂等を使用することもできる。

また、下クラッドシート１１Ａとしては、熱硬化性のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。またこの樹脂には、難燃性付与や、活性エネルギー線吸収のため、添加型あるいは反応型のハロゲン系、燐系、シリコン系等の難燃剤や紫外線吸収剤を含有させてもよい。また、これらのなかでも透明性が高く、耐熱性の高いものが好ましい。

本実施態様では、下クラッドシート１１Ａは、未硬化の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂により形成されており、積層後、十分に硬化される。

次に、平板金型３０を用意する。この平板金型３０は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、その一方の平面Ｓには平行な一対の溝３１が形成されており、この溝３１の長手方向と直交する方向の該溝の断面では、図３（ｂ）及び（ｄ）に示すように、一対の溝３１それぞれにおける他方の溝側の部分３１ａが、溝３１の深さ方向に向かって、該他方の溝から離間するように直線状に延びている。上記部分３１ａは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、縦長矩形の平面である。

溝３１の上記断面は、図１に示す光導波路１０のミラー形成部１３ａに対応する形状を有している。即ち、溝３１の上記断面は、直角２等辺三角形である。平板金型３０は、一対の溝３１それぞれにおける他方の溝側の部分３１ａが、図３（ｄ）に示すように、溝の深さ方向に向かって、平板金型３０の上記一方の平面Ｓに対して１３５度の内角度を有し、直線状に延びている。また、本実施態様は、平板金型３０の一対の溝３１それぞれでは、部分３１ａと対向する他方の溝の部分３１ｂは、部分３１ａと対称に形成されている。

平板金型３０の一対の溝３１は、詳しくは後述するが、図１に示す光導波路１０のミラー形成部１３ａを形成する。図３（ｄ）に示すように、部分３１ａと平面Ｓの延長線とのなす角度は４５度となっている。平板金型３０は、寸法精度が高く形成されていることが、ミラー部１３の形状を精度良く形成する上で好ましい。本実施態様では、平板金型３０の寸法精度を高く形成し得る材料としては、ステンレスを用いている。即ち、平板金型３０は、ステンレスにより形成されている。他に、ニッケル・銅・クロム・亜鉛・シリコンなどの加工しやすい材料を用いてもよい。

平板金型３０の一方の面Ｓには、後述するミラー形成部連続体１３Ａ及び圧着された下クラッドシート１１Ａを容易に離型する観点から、離型材を塗布しておくことが好ましい。少なくとも、平板金型３０の一対の溝３１には、離型剤を塗布しておくことが好ましい。

次に、ベース基板２０上の下クラッドシート１１Ａを、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、一対の溝３１に跨るように、平板金型３０における一方の平面Ｓ上に積層し、ベース基板２０を、下クラッドシート１１Ａを介して、固定された平板金型３０に向かって押圧し、一対の溝３１が形成された部分を除いて、下クラッドシート１１Ａと平板金型３０との対向する面の間の隙間をなくす。

上述したように、本実施態様では、下クラッドシート１１Ａは、未硬化の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂により形成されており、柔軟性を有しているので、ベース基板２０を押圧することにより、下クラッドシート１１Ａと平板金型３０との対向する面の間の隙間を容易になくすことができる。

次に、ベース基板２０を、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、下クラッドシート１１Ａを介して、固定された平板金型３０に向かって押しながら、液状樹脂としての液状の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を一対の溝３１それぞれに充填し且つ該液状樹脂を硬化して、下クラッドシート１１Ａ上に一対のミラー形成部連続体１３Ａを形成する。

本実施態様では、液状の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を、一対の溝３１それぞれに毛管力を用いて充填する。一対の溝３１それぞれは、下クラッドシート１１Ａに覆われて筒状の空間を形成しているので、一対の溝３１それぞれの端部から、上記筒状の空間内部に液状の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を注入することにより、毛管力によって上記筒状の空間内部の隅々まで、樹脂を行渡らせることができる。

従って、本実施態様では、一対の溝３１の寸法、及び、液状の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂の表面張力又は粘度等の物性値を、液状の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂が、毛管力によって上記筒状の空間内部の隅々まで充填される範囲に設計することが好ましい。

一対のミラー形成部連続体１３Ａを形成するために、液状の光硬化性樹脂を用いる場合には、光を、光透過性を有するベース基板２０側から樹脂に照射することが好ましい。照射された樹脂は硬化して、一対のミラー形成部連続体１３Ａを形成する。この一対のミラー形成部連続体１３Ａは、後に光導波路１０の一対のミラー形成部１３ａを形成する。このようにして、一対のミラー形成部連続体１３Ａ及び下クラッドシート１１Ａからなる下クラッドシート複合体１５を形成する。

また、一対のミラー形成部連続体１３Ａを形成するために、熱硬化性樹脂を用いる場合には、例えば、平板金型３０を加熱することにより、液状の樹脂を熱硬化させることが好ましい。

一対のミラー形成部連続体１３Ａと、下クラッドシート１１Ａとの接合度を高める観点から、一対のミラー形成部連続体１３Ａと下クラッドシート１１Ａとが、同じ樹脂により形成されることが好ましい。

次に、平板金型３０を、下クラッドシート複合体１５から剥離し、下クラッドシート１１Ａから延出している一対のミラー形成部連続体１３Ａの部分を除去する。下クラッドシート複合体１５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、下クラッドシート１１Ａ上に、一対のミラー形成部連続体１３Ａが形成されている。各ミラー形成部連続体１３Ａは、縦長であり、下クラッドシート１１Ａの一方の端部から他方の端部に亘って形成されている。

この一対のミラー形成部連続体１３Ａそれぞれは、図６（ｂ）に示すように、底角が４５度を有する２等辺三角形の断面形状を有する。また、一対のミラー形成部連続体１３Ａにおける各等辺の部分は、平板金型３０における溝３１の上記部分３１ａ及び３１ｂにより形成されているので、これらの部分３１ａ、３１ｂと同様に、平面に形成されている。

次に、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、下クラッドシート複合体１５の上に、一対のミラー形成部連続体１３Ａのみ露出させて下クラッドシート１１Ａを覆うマスク４０を載置する。マスク４０としては、例えばステンレスなどのメタルマスクを用いることができる。

次に、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、下クラッドシート複合体１５における一対のミラー形成部連続体１３Ａ上に金属反射膜を成膜して、一対の金属反射部連続体１３Ｂを形成する。この金属反射部連続体１３Ｂが成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａは、後に光導波路１０の一対のミラー部１３を形成する。金属反射部連続体１３Ｂの成膜方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、金等のスパッタリングを用いることができる。図８（ｂ）に示すように、マスク４０の上には、金属反射膜４０Ｂが成膜されているが、マスク４０に覆われている下クラッドシート１１Ａの部分には、金属反射膜は成膜されていない。

図８（ｂ）に示すように、直角２等辺三角形の断面形状を有するミラー形成部連続体１３Ａにおける各等辺上に成膜された金属反射部連続体１３Ｂは、下クラッドシート１１Ａの上側の面に対して、４５度の角度を有して形成されている。この金属反射膜１３Ｂは、後に、ミラー部１３の金属反射部１３ｂを形成する。一対のミラー形成部連続体１３Ａにおける各等辺の部分は、平面に形成されている。

次に、コアシート１２Ａを、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、金属反射膜が成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａの間に埋め込むように、下クラッドシート複合体１５上に積層する。このコアシート１２Ａは、パターニングされた後、光導波路１０のコア層を形成する。コアシート１２Ａは、一対の金属反射部連続体１３Ｂの上側の面に隙間なく密着して、一対の金属反射部連続体１３Ｂ上に積層される。また、本実施態様では、コアシート１２Ａを、下クラッドシート１１Ａの全体を覆うように積層する。

コアシート１２Ａは、真空ラミネート等の積層法により、一対の金属反射部連続体１３Ｂの上に積層し、一対の金属反射部連続体１３Ｂの高さにあわせて、平らにする。本実施態様では、コアシート１２Ａとして、所定の可塑性を有する未硬化の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。そして、このコアシート１２Ａを、一対の金属反射部連続体１３Ｂの高さにあわせて、平らにして、後述のパターニング後に十分に硬化する。

上記コアシート１２Ａとしては、屈折率が異なる他は、下クラッドシート１１Ａと同様のものを用いることができる。

次に、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、コアシート１２Ａを露光・現像によりパターニングして、金属反射膜が成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａそれぞれと直交し且つ互いに離間する縦長の複数のコアシート片１２Ｂを形成する。このコアシート片１２Ｂは、後に光導波路１０のコア層１２を形成する。

本実施態様では、コアシート１２Ａのパターニング後には、互いに平行な３つのコアシート片１２Ｂの組が離間して２つ形成される。各コアシート片１２Ｂは、金属反射部連続体１３Ｂの長手方向に離間して、一対の金属反射部連続体１３Ｂを跨ぐように形成されている。

コアシートの１２Ａの厚さは、その十分な硬化後に、一対の金属反射部連続体１３Ｂの高さと一致するように設計することが好ましい。

次に、上クラッドシート１４Ａを、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、コアシート片１２Ｂにおける下クラッドシート１１Ａとの当接面を除いて、コアシート片１２Ｂを包み込むように、且つ、複数のコアシート片１２Ｂの間に埋め込むように、コアシート片１２Ｂ上に積層する。この上クラッドシート１４Ａは、後に光導波路１０の上クラッド層１２を形成する。

上クラッドシート１４Ａは、図１１（ｃ）に示すように、コアシート片１２Ｂを、該シート１２Ａの下クラッドシート１１Ａと接している面以外の部分を囲むように、下クラッドシート１１Ａの上に積層する。また、上クラッドシート１４Ａの下側の面は、図１１（ｂ）に示すように、金属反射部連続体１３Ｂの内角が直角である頂点に接した状態で、コアシート片１２Ｂ上に積層される。

本実施態様では、上クラッドシート１４Ａは、未硬化の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂により形成されており、積層後、十分に硬化される。

次に、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベース基板２０を下クラッドシート１１Ａから剥離し、下クラッドシート複合体１５上に複数のコアシート片１２Ｂ及び上クラッドシート１４Ａが積層された光導波路連続体１０Ａを得る。その後、光導波路連続体１０Ａを、金属反射膜が成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａの一部と共に少なくとも１つのコアシート片１２Ｂを含むように切断して、個々の光導波路１０を製造する。

本実施態様では、光導波路連続体１０Ａを、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、切断線Ｌに沿って切断し、図１（ａ）〜（ｃ）に示す光導波路１０を２つ得る。各光導波路１０には、両端にミラー部１３が設けられた３つの縦長のコア層１２が離間して平行に配置されている。

上述した光導波路の製造方法の本実施態様によれば、光導波路１０のミラー部１３を、一対の溝３１を有する平板金型３０を用いて精度良く形成することができる。また、このミラー部１３以外の形成は、樹脂シートの積層処理、いわゆるフィルムプロセス、を用いるので、製造が容易であり、製造コストの低減が可能である。

また、ミラー部１３を形成する金型の材料としては、紫外線が透過しない材料を用いることができるので、金型材料の選択の自由度が高いため、製造コストの低減が可能である。

次に、本発明に係る光導波路の製造方法の第２実施態様を、図１３〜図１６を参照しながら以下に説明する。第２実施態様について特に説明しない点については、上述の第１実施態様に関して詳述した説明が適宜適用される。また、図１３〜図１６において、図１〜図１２と同じ構成要素に同じ符号を付してある。本実施態様は、回路基板上に配置された光導波路の製造方法である。

まず、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベース基板２０と平板金型３０と、を用意する。ベース基板２０及び平板金型３０は、上記第１実施態様で用いた金型と同じである。

次に、ベース基板２０を、一対の溝３１に跨るように、平板金型３０における一方の平面Ｓ上に積層し、ベース基板２０を、平板金型３０に向かって押圧しながら、一対の溝３１それぞれに、液状樹脂としての液状の光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を充填し、且つ、該液状樹脂を硬化して、ベース基板２０上に一対のミラー形成部連続体１３Ａを形成する。

次に、平板金型３０を、一対のミラー形成部連続体１３Ａ及びベース基板２０から剥離し、一対のミラー形成部連続体１３Ａに金属反射膜を成膜して一対の金属反射部１３Ｂを形成し、金属反射膜が成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａの間に埋め込むように、金属反射膜を含むベース基板２０上にコアシート１２Ａを積層した後、コアシート１２Ａを露光・現像によりパターニングして、金属反射膜が成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａそれぞれと直交し且つ互いに離間する縦長の複数のコアシート片１２Ｂを形成する。

次に、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、上クラッドシート１４Ａを、コアシート片１２Ｂにおける下クラッドシート１１Ａとの当接面を除いて、コアシート片１２Ｂを包み込むように、且つ、複数のコアシート片１２Ｂの間に埋め込むように、コアシート片１２Ｂ上に積層して、上クラッドシート１４Ａ、複数のコアシート片１２Ｂ及び金属反射膜が成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａからなるコアシート複合体１６を形成する。また、上クラッドシート１４Ａから延出している一対のミラー形成部連続体１３Ａの部分を、金属反射部連続体１３Ｂと共に除去する。

次に、ベース基板２０を、コアシート複合体１６における一対のミラー形成部連続体１３Ａが露出した面から剥離し、ベース基板２０を剥離したコアシート複合体１６を、金属反射膜が成膜された一対のミラー形成部連続体１３Ａの一部と共に少なくとも１つのコアシート片１２Ｂを含むように切断して、図１５（ａ）〜（ｃ）に示す個々の光導波路前駆体１０Ｂを得る。

光導波路前駆体１０Ｂは、図１に示す光導波路１０から、下クラッド層１１を取り除いた構成を有しており、図１５（ｂ）に示すように、下側の面から一対のミラー部１３が露出している。本実施態様において、ここまでの光導波路の製造工程は、下クラッドシート１１Ａを用いていないことを除いては、上述した第１実施態様と同様である。

次に、図１６（ａ）に示すように、回路基板６０を別途用意する。回路基板６０は、多層配線構造６２の最上層にソルダーレジスト層６４を有している。このソルダーレジスト層６４は、光導波路配置予定の部位として、開口７０を有しており、この開口７０の内部には、多層配線構造６２が露出している。また、ソルダーレジスト層６４は開口６６も有しており、この開口６６には露出した接続パッド６８が配置されている。

次に、図１６（ｂ）に示すように、回路基板６０上の上記光導波路配置予定の部位に、クラッドシートを構成し得る組成の接合シート１１を介在させて、光導波路前駆体１０Ｂにおける一対のミラー部１３が露出した上記面を接合する。光導波路前駆体１０Ｂが回路基板６０に接合された状態では、上記接合シートが光導波路１０の下クラッド層１１となる。

上記接合シートは、光導波路１０の下クラッド層１１を形成し得る組成の液状の接着剤、又は、同組成のシートを用いて形成できる。

上述した光導波路の製造方法の本実施態様によれば、上記接合シートとして、光導波路１０の下クラッド層１１を形成し得る組成の液状の接着剤を用いることにより、光導波路前駆体１０Ｂを上記接着剤に接触した状態で、光導波路前駆体１０Ｂを回路基板６０に対して位置決めすることができるので、光導波路１０を回路基板６０に対して高い精度で接合することができる。

特に、回路基板６０上に配設された光導波路１０の上面（上クラッド層１４の上面）の高さは、発光素子又は受光素子との相対的な配置の関係上、高い寸法精度を必要とする。本実施態様によれば、液状の接着剤から構成される上記接合シートを用いることにより、下クラッド層１１の高さが調節可能となり、材料厚さのばらつきを吸収して、光導波路１０の上面（上クラッド層１４の上面）の高さを、高い寸法精度で調節できる。

次に、上述した本発明に係る光導波路の製造方法により製造された光導波路が、回路基板に搭載された光電混載回路の実施例を以下に説明する。

[実施例１]
光電混載回路の実施例１を図１７に示す。図１７に示す光電混載回路８０は、図１６に示す回路基板６０における上記光導波路配置予定の部位に、上記第１実施態様により製造された光導波路１０が、接着層６７を介して接合されて構成されている。光導波路１０の両端部の近傍に位置する一対の接続パッド６８それぞれには、バンプ７４を介して受発光部７６が配設されている。受発光部７６、７６それぞれは、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の発光素子及びフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子が組み込まれており、光信号を送受信する。本実施例では、一対の受発光部７６と光導波路１０とにより光配線１００が構成される。光配線１００では、受発光部７６間において光導波路１０のコア層１２を通る光信号Ｔが伝送される。

[実施例２]
光電混載回路の実施例２を図１８に示す。本実施例では、一対の光電混載回路８０が、光ファイバ９０を介して光学的に接続された光配線２００を有している。光電混載回路８０は、上記第１実施態様により製造された光導波路１０と、回路基板６０とにより構成されている。

本実施例の回路基板６０は、上述した実施例１の回路基板とは少し異なり、光導波路１０の一方の端部のみに、受発光部７６が配設されている。光導波路１０の他方の端部には、上クラッド層１４の上面に光学的に接合された光コネクタ７８が配設されている。この光コネクタ７８には、光ファイバ９０の一方の端部が光学的に接続されている。光学ファイバ９０の他方の端部は、別の回路基板６０の光コネクタ７８に光学的に接続されている。

各光電混載回路８０は、受発光部７６と、光導波路１０と、光コネクタ７８とから構成される光配線１１０を有している。そして、一対の光配線１１０と、光学ファイバ９０とにより光配線２００が構成される。

光配線２００では、一方の光配線１１０の光導波路１０内を光信号Ｔが伝送され、次に、光ファイバ９０内を光信号Ｔｘが伝送され、次に、他方の光配線１１０の光導波路１０内を光信号Ｔが伝送されて、一対の光電混載回路８０間に光信号が伝送される。

上述した実施例１及び２の光電混載回路８０においては、光導波路１０として上記第１実施態様により製造された光導波路が搭載されていたが、光導波路１０として、上記第２実施態様により製造された光導波路を搭載しても良い。

本発明の光導波路の製造方法は、上述した実施態様に制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。

例えば、上述した第１又は第２実施態様では、製造された１つの光導波路１０には、３つのコア層１２が配置されていたが、光導波路１０は、コア層１２を２つ又は３つ以上有するように製造されても良い。

また、上述した第１又は第２実施態様では、１つの光導波路１０には、３つのコア層１２が配置されており、また、製造工程において３つのコアシート１２Ａを含むように切断されていたが、本発明の光導波路の製造方法は、１つの光導波路が１つのコア層のみを有し、製造工程において切断されなくても良い。この場合には、下クラッドシート１１Ａが下クラッド層に対応し、コアシート１２Ａがコア層に対応し、一対のミラー形成部連続体１３Ａが一対のミラー形成部１３ａに対応し、一対の金属反射部連続体１３Ｂが一対の金属反射部１３ｂに対応し、上クラッドシート１４Ａが上クラッド層に対応する。

また、上述した第１又は第２実施態様により製造された光導波路１０では、ミラー部１３は、その長手方向に直交する向きの断面形状が直角２等辺三角形であったが、金属反射部１３ｂが外部から入射した光をコア層１２に水平に反射でき且つコア層１２を水平に伝播した光を外部に出射できる角度を有していれば良く、ミラー部１３の上記断面形状は、三角形、縦長の矩形、又は、台形であっても良い。

上述した一の実施態様又は実施形態における要件は、適宜、実施態様又は実施形態間で相互に置換可能である。

本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様により製造される光導波路の一実施形態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１ａーＸ１ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ１ｂーＸ１ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における一工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ２ａーＸ２ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ２ｂーＸ２ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図２の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ３ａーＸ３ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ３ｂーＸ３ｂ断面図であり、（ｄ）は（ｂ）の部分拡大図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図３の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ４ａーＸ４ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ４ｂーＸ４ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図４の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ５ａーＸ５ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ５ｂーＸ５ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図５の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ６ａーＸ６ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ６ｂーＸ６ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図６の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ７ａーＸ７ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ７ｂーＸ７ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図７の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ８ａーＸ８ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ８ｂーＸ８ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図８の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ９ａーＸ９ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ９ｂーＸ９ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図９の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１０ａーＸ１０ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ１０ｂーＸ１０ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図１０の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１１ａーＸ１１ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ１１ｂーＸ１１ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第１実施態様における図１１の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１２ａーＸ１２ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ１２ｂーＸ１２ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第２実施態様における一工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１３ａーＸ１３ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ１３ｂーＸ１３ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第２実施態様における図１３の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１３ａーＸ１３ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ１３ｂーＸ１３ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第２実施態様における図１４の次の工程を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１５ａーＸ１５ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ１３ｂーＸ１３ｂ断面図である。 本発明に係る光導波路の製造方法の第２実施態様における図１５の次の工程を示す図であり、（ａ）は光導波路前駆体及び回路基板を示す図であり、（ｂ）は光導波路前駆体が回路基板に接合された状態を示す図である。 本発明に係る光導波路の製造方法により製造された光導波路を用いた光電混載回路を示す図である。 本発明に係る光導波路の製造方法により製造された一対の光導波路を用いた光電混載回路を示す図である。

符号の説明

１０ 光導波路
１０Ａ 光導波路連続体
１０Ｂ 光導波路前駆体
１１ 下クラッド層
１１Ａ 下クラッドシート
１２ コア層
１２Ａ コアシート
１３ ミラー部
１３ａ ミラー形成部
１３ｂ 金属反射部
１３Ａ ミラー形成部連続体
１３Ｂ 金属反射部連続体
１４ 上クラッド層
１４Ａ 上クラッドシート
１５ 下クラッドシート複合体
１６ コアシート複合体
２０ ベース基板
３０ 平板金型
３１ 溝
３１ａ 溝の部分
３２ｂ 溝の部分
４０ マスク

Claims (10)

1. 一方の平面に平行な一対の溝が形成されている平板金型を用いて光導波路を製造する方法であって、
   ベース基板上に下クラッドシートを積層し、
   前記ベース基板上の前記下クラッドシートを、前記一対の溝に跨るように、かつ、前記一対の溝の各々の両端部が前記下クラッドシートの対向する２つの側面よりも外側に位置するように、前記平板金型における前記一方の平面上に積層し、
   前記一対の溝が形成された部分を除いて、前記下クラッドシートと前記平板金型との対向する面の間の隙間をなくすように、前記ベース基板を、前記下クラッドシートを介して前記平板金型に向かって押圧しながら、液状樹脂を前記一対の溝それぞれに毛管力を用いて充填し且つ該液状樹脂を硬化して、前記下クラッドシート上に一対のミラー形成部を形成し、
   前記平板金型を剥離した前記一対のミラー形成部上に金属反射膜を成膜し、
   前記金属反射膜を含む前記下クラッドシート上にコアシートを積層し、
   前記コアシート上に上クラッドシートを積層し、
   前記ベース基板を前記下クラッドシートから剥離する、
   工程を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
2. 前記平板金型は、前記一対の溝の長手方向と直交する方向における該溝の断面では、前記一対の溝それぞれにおける他方の溝側の部分が、溝の深さ方向に向かって、該他方の溝から離間するように直線状に延びている請求項１に記載の光導波路の製造方法。
3. 前記一対のミラー形成部を形成する工程は、前記液状樹脂を、前記一対の溝それぞれに、毛管力を用いて充填する請求項１又は２に記載の光導波路の製造方法。
4. 前記コアシートを積層する工程は、前記コアシートを、前記金属反射膜が成膜された前記一対のミラー形成部の間に埋め込むように、前記金属反射膜を含む前記下クラッドシート上に積層し、
   前記上クラッドシートを積層する工程は、前記上クラッドシートを、前記コアシートにおける前記下クラッドシートとの当接面を除いて、前記コアシートを包み込むように該コアシート上に積層する請求項１から３の何れか一項に記載の光導波路の製造方法。
5. 前記コアシートを積層する工程の後に、前記コアシートをパターニングして、前記一対のミラー形成部それぞれと直交し且つ互いに離間する縦長の複数のコアシート片を形成し、
   前記上クラッドシートを積層する工程は、前記上クラッドシートを、前記複数のコアシート片の間に埋め込むように、前記複数のコアシート片の上に積層し、
   前記ベース基板を前記下クラッドシートから剥離する工程の後に、前記一対のミラー形成部が形成された前記下クラッドシート上に前記複数のコアシート片及び前記上クラッドシートが積層された光導波路連続体を、前記金属反射膜が成膜された前記一対のミラー形成部の一部と共に少なくとも１つの前記コアシート片を含むように切断して、個々の光導波路を得る、請求項１から４の何れか一項に記載の光導波路の製造方法。
6. 前記ベース基板は平坦である請求項１から５の何れか一項に記載の光導波路の製造方法。
7. 前記平板金型は、ステンレスにより形成されている請求項１から６の何れか一項に記載の光導波路の製造方法。
8. 前記液状樹脂は、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂である請求項１から７の何れか一項に記載の光導波路の製造方法。
9. 一方の平面に平行な一対の溝が形成されている平板金型を用いて回路基板上に配置された光導波路を製造する方法であって、
   ベース基板を、前記一対の溝に跨るように、かつ、前記一対の溝の各々の両端部が前記ベース基板の対向する２つの側面よりも外側に位置するように、前記平板金型における前記一方の平面上に積層し、
   前記一対の溝が形成された部分を除いて、前記ベース基板と前記平板金型との対向する面の間の隙間をなくすように、前記ベース基板を、前記平板金型に向かって押圧しながら、液状樹脂を前記一対の溝それぞれに毛管力を用いて充填し且つ該液状樹脂を硬化して、前記ベース基板上に一対のミラー形成部を形成し、
   前記平板金型を剥離した前記一対のミラー形成部の上に金属反射膜を成膜し、
   前記金属反射膜を含む前記ベース基板上にコアシートを積層し、
   前記コアシート上に上クラッドシートを積層して、前記上クラッドシート、前記コアシート及び前記金属反射膜が成膜された前記一対のミラー形成部からなるコアシート複合体を形成し、
   前記ベース基板を、前記コアシート複合体における前記一対のミラー形成部が露出した面から剥離し、
   別途用意した回路基板上の光導波路配置予定の部位に、クラッドシートを構成し得る組成の接合シートを介在させて、前記コアシート複合体の前記面を接合する、
   工程を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
10. 前記ベース基板は平坦である請求項９に記載の光導波路の製造方法。

Images