JP5657411B2 - 積層シート体の切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層シート体の切断方法に係り、例えば、光導波路素子や光メモリ素子などのオプトエレクトロニクス部品を積層シート体から切り分けるための切断方法に関する。

近年、樹脂フィルムを積層したシート体は様々な技術分野で発展している。例えば、樹脂フィルムの積層構造をもつ光導波路や光メモリ素子などのオプトエレクトロニクス部品が開発されている。積層型の光導波路素子では、導波路の形成されたコア層を挟むようにその上下にクラッド層が積層された構造をもっている。クラッド層、コア層はともに樹脂フィルムからなる。このような光導波路のシート体は、クラッド層、コア層の材料となる樹脂フィルムをロールによって押圧しながら積層される。

光導波路の積層シート体は多数本の導波路が形成されている中間品であり、最終製品に使う光導波路素子にするには、この積層シート体を所定の１単位の大きさのものに切り分ける必要がある。

従来、この種の積層シート体を切断する方法としては、刃型で打ち抜く方法(例えば、特許文献１)や、高速回転するダイヤモンドブレードで切断する方法(例えば、特許文献２)などが知られている。

このうち、刃型で打ち抜く方法は、一般に高速な切断が可能であり、生産効率が良い反面、切断面の面精度が悪いという欠点がある。他方、ダイヤモンドブレードで切断する方法は、一般に切断面の面精度が良い反面、生産性が悪いといわれている。

図４は、内部に導波路を形成した積層シート体２の一例を示す図である。この積層シート体２では、下層のクラッド層３と、コア層４と、上層のクラッド層５が順に積層されている。コア層４には、多数の導波路６が形成されている。この積層シート体２では、例えば、３本の導波路６をひとまとまりにして、図６に示されるような１単位の光導波路素子１０となる。

１単位の光導波路素子１０に関しては、左右両端からの導波路６の距離ａなどの寸法に高い精度が要求される。光導波路素子を組み込まれる相手側部品に突き当てて導波路６の光軸合わせを行うからである。

図４において、参照番号８で示す破線は、積層シート体２を切り分けるときの切断ラインである。図５に示すように、この切断ライン８にそってダイヤモンドブレード９で積層シート体２を切断することにより、１単位の光導波路素子１０に切り分けられる。この時、余ったシートの端材１１は、不要材として廃棄される。

特開２００９−２１０８０６号公報 特開２００６−２７６４８１号公報

ところが、積層シート体２から１単位の光導波路素子１０を切り分ける場合、切断ライン８にそってダイヤモンドブレード９で切断しても、実際には、精度良く切断することができない。これは、次のような原因によるものと考えられる。

光導波路６の形成された積層シート体２は、材料の樹脂フィルムを積層するときにロールなどで押圧されるために、積層後もシート体内部に応力が残留している。図７（ａ）において、ダイヤモンドブレード９を積層シート体２の切断ライン８上に正確に位置決めして切り込んでいくと、残留していた応力が切断によって解放され、図７（ｂ）に示すように、積層シート体２に変形や歪みをもたらす。そして、積層シート体２は変形した状態のまま切断される結果、図７（ｃ）に示すように、一単位の光導波路素子１０は、予定された寸法通りに切り分けられない。

従来は、積層シート体２の変形や歪みの原因をはっきりと掴めていなかったため、光導波路素子１０を一本切断する毎に、その切断した光導波路素子１０の寸法を測定し、切断ライン８からのずれ量を補正して次の光導波路素子１０を切断する位置を決めていた。しかし、このような切断ライン８の位置を補正することによっても、切断の際には変形や歪みが生じるので、一単位の光導波路素子１０を予定の寸法通りに高精度に切断することは極めて困難であった。

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、切断時に解放される残留応力に起因する歪みや変形の影響を受けることなく、積層シート体を高精度に切り分けることをできるようにした積層シート体の切断方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、切断時に解放される残留応力に起因する歪みや変形の影響を受けることなく、光導波路の形成された積層シート体から光電子部品の一単位を高精度に切断できるようにした積層シート体の切断方法を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、樹脂フィルムの積層構造をもつ積層シート体を所定の寸法の単位部分に切り分けるための切断方法であって、前記積層シート体を前記単位部分に切り分けるための切断ラインとは別に、隣り合う単位部分の境界の間にそれぞれマージン部を設定し、前記各マージン部上の任意のラインにそって高速回転する薄刃砥石でそれぞれマージン部を事前に切断する工程と、前記マージン部を切断した後で、前記積層シート体上に本来の切断ラインの位置を単位部分毎に設定し、前記切断ラインに沿って高速回転する薄刃の砥石で前記積層シート体を切断し、各単位部分を切り分ける工程と、からなることを特徴とする。

本発明によれば、隣り合う単位部分の境界の間にマージン部を設定して、このマージン部を事前に切断して残留応力を解放しているので、その後に設定した切断位置に薄刃砥石を位置決めして切断すれば、残留応力に起因する歪みや変形の影響を受けることなく単位部分を高精度に効率良く切り分けることができる。

本発明の積層シート体の切断方法が適用される積層シート体の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による切断方法において、積層シート体のマージン部を切断する工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による積層シート体の切断方法の工程を順を追って示す説明図である。 従来の積層シート体の切断箇所を示す斜視図である。 従来の積層シート体の切断方法を示す斜視図である。 積層シート体から切り分けられた１単位の光導波路素子を示す斜視図である。 従来の積層シート体の切断方法の工程を順次示す説明図である。

以下、本発明による積層シート体の切断方法の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の切断方法を適用して切断する積層シート体の一例を示す図である。図１において、参照番号２は、切断する対象の積層シート体である。この積層シート体２は、下層のクラッド層３と、中間層のコア層４と、上層のクラッド層５からなる３層の樹脂フィルムからなる積層シートである。これらクラッド層３、コア層４、クラッド層５は下層から順に積層して公知の成形方法により一枚のシートに成形されている。コア層４と上下のクラッド層３、５とでは屈折率が異なり、コア層４には、多数の導波路６が形成されている。積層シート体２では、例えば、３本の導波路６をひとまとまりにして１単位の光導波路素子が構成される。

図１において、網掛けされて示される部分が、１単位の光導波路素子に相当する部分（以下、単位部分１２という）である。この単位部分１２は、１枚の積層シート体２において、一定の間隔をあけて積層シート体の長手方向に配列されている。１つの単位部分１２では、導波路６は積層シート体２の長手方向と直角の方向に延びている。

１枚の積層シート体２では、隣合う単位部分１２の境界の間には、マージン部１４が設定されている。単位部分１２とは異なり、マージン部１４のコア層４には導波路６は形成されておらず、切断後は不要な端材として廃棄される部分である。

次に、図１乃至図３を参照しながら、積層シート体２を切断し、１単位の光導波路素子に切り分ける工程について順を追って説明する。
まず、図１において、最初の段階では、１枚の積層シート体２には、単位部分１２に切り分ける切断ラインはまだ設定されていない。本来の切断ラインの替わりに、マージン部１４の方に切断位置を表すライン１５が設定される。このライン１５は、マージン部１４において積層シート体２の長手方向の直角に延びるラインであるが、位置はマージン部１４において任意の適当なところに設定される。

次に、積層シート体２の各マージン部１４のライン１５にそって高速回転する薄刃砥石１６でそれぞれマージン部１４を切断する。ここで使用する薄刃砥石１６としては、ダイヤモンド砥粒を円板状に形成してなるダイヤモンドブレードが好ましい。

図２に示されるように、積層シート体２には、複数のマージン部１４があるので、例えば、左側にあるマージン部１４から高速回転する薄刃砥石１６にシートの厚さ方向への切り込みとライン１５にそった送りを与えながら順次切断していく。

ここで、図３は、切断工程が進行する順に、積層シート体２の断面形状の変化を示す図である。なお、この図３では、理解しやすくするために変形量を誇張して模式的に描いている。

図３（ａ）は、マージン部１４を切断する前の積層シート体２の断面形状を示し、点線で示すのがマージン部１４を切断するために薄刃砥石１６が切り込んでいくライン１５である。切断前の積層シート体２では、外見的には変形はしていないが、内部にはクラッド層３、５とコア層４を積層したときに受けた応力が残留している。

次に、図３（ｂ）は、積層シート体２のマージン部１４を薄刃砥石１６で切断したときの断面形状を示す。マージン部１４では、切断されたことによって内部に残留していた応力が解放される結果、切り口が歪んで図３（ｂ）に示されるように変形することになる。もっとも、このような歪みは、最終的には不要になるマージン部１４に生じているので、導波路６をもつ単位部分１２の方には問題とならない。むしろ、マージン部１４の方を事前に切断しておくことで、単位部分１２の内部に存在していた残留応力も解放されるという点に利点がある。

そこで、図３（ｃ）に示されるように、単位部分１２ごとに本来の切断位置を設定することになる。この図３（ｃ）において、点線で示すのが切断位置に設定された切断ライン１８である。このとき切断位置は、１単位の光導波路素子１０の規定の幅に正確に対応させている。

次に、薄刃砥石１６を切断ライン１８上に正確に位置決めして切り込んでいくと、残留していた応力はマージン部１４の切断によってすでに解放されているため、図３（ｄ）に示されるように、単位部分１２に変形や歪みが発生することなく、正確に切断ライン１８にそってダイヤモンドブレードの性能を発揮させて切り口を高精度に切断することができる。

以後、同様にして隣にある単位部分１２の切断ライン１８を順次切断していくことで、積層シート体から１単位の光導波路素子１０を連続して精密に切り分けることができる。

以上のようにして、本実施形態の切断方法によれば、隣り合う単位部分１２の境界の間にマージン部１４を設定して、このマージン部１４を事前に切断して残留応力を解放しているので、その後に設定した切断位置に薄刃砥石１６を位置決めして切断すれば、１単位の光導波路素子１０を高精度にしかも効率よく切り分けることができ、切断工程のスピードアップが可能になり、１シートあたり切断時間の短縮化が可能である。また、薄刃砥石１６の位置を設定するだけなので、切断工程の自動化も容易である。

以上、本発明による積層シート体の切断方法について、光導波路の形成された電子部品を一枚の積層シート体から切り分ける実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。実施形態では、マージン部を完全に断ち切る例を示したが、マージン部に切り込みを入れて、残留応力を開放するようにしてもよい。また、切断の対象となる積層シート体は、光メモリその他のオプトエレクトロニクス部品を製造する様々な積層シート体の切断にも適用可能である。

２…積層シート体、３…クラッド層、４…コア層、５…クラッド層、６…導波路、１０…光導波路素子、１２…単位部分、１４…マージン部、１５…ライン、１６…薄刃砥石、１８…切断ライン

Claims (5)

1. 樹脂フィルムの積層構造をもつ積層シート体を所定の寸法の単位部分に切り分けるための切断方法であって、
   前記積層シート体を前記単位部分に切り分けるための切断ラインとは別に、隣り合う単位部分の境界の間にそれぞれマージン部を設定し、前記各マージン部上の任意のラインにそって高速回転する薄刃砥石でそれぞれマージン部を事前に切断する工程と、
   前記マージン部を切断した後で、前記積層シート体上に本来の切断ラインの位置を単位部分毎に設定し、前記切断ラインに沿って高速回転する薄刃砥石で前記積層シート体を切断し、各単位部分を切り分ける工程と、
   からなることを特徴とする積層シート体の切断方法。
2. 前記積層シート体は、多数本の光導波路が内部に形成された積層シートであることを特徴とする請求項１に記載の積層シート体の切断方法。
3. 前記単位部分のマージン部上の前記ラインは、前記光導波路の延びる方向と平行なラインであることを特徴とする請求項２に記載の積層シート体の切断方法。
4. 前記単位部分は、複数本の光導波路が配列された光電子部品の一単位であることを特徴とする請求項２または３に記載の積層シート体の切断方法。
5. 前記薄刃砥石は、ダイヤモンドブレードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の積層シート体の切断方法。

Images