JP5810532B2 - Optical waveguide substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、光導波路基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical waveguide substrate and a method for manufacturing the same.
情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間又はボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、光伝送路として、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ、高密度化が可能な光導波路が用いられている。
また、光導波路は、光学製品のデバイスとして用いられる際、他の光学素子、例えば光ファイバと接続して用いられることがある(例えば、特許文献1)。
そして、光学製品間は、複数の光ファイバで接続される。このため、基板に形成された複数の光導波路と光ファイバのような複数の光学素子とをそれぞれ接続する際の位置合わせのトレランスが確保できることが求められる。
With the increase in information capacity, development of optical interconnection technology that uses optical signals not only for communication fields such as trunk lines and access systems but also for information processing in routers and servers is underway. Specifically, because light is used for short-distance signal transmission between boards in a router or server device, or as an optical transmission path, the degree of freedom of wiring is higher and the density is higher than optical fibers. An optical waveguide that can be used is used.
In addition, when the optical waveguide is used as a device of an optical product, it may be used in connection with another optical element such as an optical fiber (for example, Patent Document 1).
The optical products are connected by a plurality of optical fibers. For this reason, it is required that a tolerance for alignment when securing a plurality of optical waveguides formed on the substrate and a plurality of optical elements such as optical fibers can be secured.
本発明は、複数の光導波路と光ファイバのような複数の光学素子とをそれぞれ接続する際の位置合わせのトレランスが確保できる光導波路基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical waveguide substrate and a method for manufacturing the same, which can ensure alignment tolerance when connecting a plurality of optical waveguides and a plurality of optical elements such as optical fibers.
本発明に係る光導波路基板は、ケーブル状の複数の光素子が接続される光導波路基板である。光導波路基板は、板状の基板と、前記基板の上面の上方に形成された複数の光導波路であってそれぞれの端部と各光素子の端部とが光学的に接続する複数の光導波路と、複数の一対の側面を形成する複数の壁部と複数の底面を有する下部ガイド層とを有し、前記基板の上面の上方に形成されたガイド部と、を備える。前記複数の壁部及び前記下部ガイド層は、それぞれが各光素子の端部の位置が各光導波路の端部の位置に合うように各光素子の端部を案内するための複数のガイド溝部であってそれぞれが各一対の側面及び各底面により形成される複数のガイド溝部を形成する。各一対の側面は、各光素子を間において互いに対向する位置に形成される。前記複数の底面は、それぞれ、各光素子が各一対の側面及び各底面に沿って各ガイド溝部に挿入される挿入方向に進むに従って各光素子の端部が各光導波路の端部に光学的に接続できるように、各一対の側面の間に形成された複数の傾斜面を含む。
前記傾斜面と前記基板の上面との間の距離は、前記挿入方向に進むに従って大きくなっていることが好ましい。
前記ガイド部は、前記複数の壁部の上面に前記複数のガイド溝部の開口を覆う蓋材を有し、前記蓋材の下側は、それぞれが、各光素子を間において各底面に対向するように位置し、各一対の側面の間に形成された複数の押さえ面を有し、各一対の側面、各底面及び各押さえ面は、それぞれが各光素子の端部を挿入する複数の挿通穴を形成していることが好ましい。
本発明に係る光導波路基板は、さらに、前記下部ガイド層と前記基板の上面との間に前記複数の傾斜面を形成するための板状の段部を有することが好ましい。
The optical waveguide substrate according to the present invention is an optical waveguide substrate to which a plurality of cable-shaped optical elements are connected. The optical waveguide substrate includes a plate-shaped substrate and a plurality of optical waveguides formed above the upper surface of the substrate, each of which is optically connected to the end of each optical element. And a plurality of wall portions forming a plurality of pairs of side surfaces and a lower guide layer having a plurality of bottom surfaces, and a guide portion formed above the upper surface of the substrate. The plurality of wall portions and the lower guide layer each have a plurality of guide groove portions for guiding the end portions of the respective optical elements so that the positions of the end portions of the respective optical elements are aligned with the positions of the end portions of the respective optical waveguides. A plurality of guide groove portions each formed by each pair of side surfaces and each bottom surface are formed. The pair of side surfaces are formed at positions facing each other with the optical elements interposed therebetween. The plurality of bottom surfaces are optically connected to the end portions of the optical waveguides so that the end portions of the optical elements are advanced in the insertion direction in which the optical devices are inserted into the guide groove portions along the pair of side surfaces and the bottom surfaces. A plurality of inclined surfaces formed between each pair of side surfaces.
It is preferable that the distance between the inclined surface and the upper surface of the substrate increases as the distance increases.
The guide portion has a cover member that covers the openings of the plurality of guide groove portions on the upper surfaces of the plurality of wall portions, and the lower side of the cover member faces each bottom surface with each optical element interposed therebetween. Each having a plurality of pressing surfaces formed between each pair of side surfaces, each of the pair of side surfaces, each bottom surface, and each pressing surface each having a plurality of insertions for inserting the end portions of each optical element. It is preferable to form a hole.
The optical waveguide substrate according to the present invention preferably further includes a plate-shaped step portion for forming the plurality of inclined surfaces between the lower guide layer and the upper surface of the substrate.
本発明に係る光導波路基板の製造方法は、前記基板の上面に前記段部を形成する第1工程と、前記下部ガイド層の上面が各底面を形成するように、かつ、前記段部の段差によって前記下部ガイド層の上面が各傾斜面を形成するように、前記基板の上面及び前記段部の上面に前記下部ガイド層を形成する第2工程と、前記下部ガイド層の上面に、各底面が形成できるような間隔をおいて前記複数の一対の側面が形成できるように、前記複数の壁部を形成する第3工程と、を備えた、光導波路基板の製造方法に関する。
本発明に係る光導波路基板の製造方法は、さらに、前記下部ガイド層の上面に前記複数のガイド溝部の開口を覆うように前記蓋材を形成する第4工程を備えてもよい。
The method of manufacturing an optical waveguide substrate according to the present invention includes a first step of forming the step portion on the upper surface of the substrate, a step of the step portion such that the upper surface of the lower guide layer forms a bottom surface. A second step of forming the lower guide layer on the upper surface of the substrate and the upper surface of the step portion so that the upper surface of the lower guide layer forms an inclined surface, and a bottom surface on the upper surface of the lower guide layer. And a third step of forming the plurality of wall portions so that the plurality of paired side surfaces can be formed at intervals such that the plurality of side surfaces can be formed.
The method for manufacturing an optical waveguide substrate according to the present invention may further include a fourth step of forming the lid member on the upper surface of the lower guide layer so as to cover the openings of the plurality of guide groove portions.
本発明によれば、複数の光導波路と光ファイバのような複数の光学素子とをそれぞれ接続する際の位置合わせのトレランスが確保できる光導波路基板及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical waveguide board | substrate which can ensure the tolerance of the alignment at the time of connecting a several optical waveguide and several optical elements like an optical fiber, respectively, and its manufacturing method can be provided.
本発明に係る光導波路基板10について、図1から図3を参照して説明する。
図1から図3を参照するに、光導波路基板10は、ケーブル状の複数の光素子である光ファイバ5が接続されるように構成されている。
図1に示すように、光導波路基板10は、板状の基板20と、基板20に相対的に移動不能に形成された複数の光導波路(コア層32)である光導波路群30と、複数のコア層32に対してガイドするガイド部40と、基板20の上面22aに形成された板状の段部60と、を備える。
An
Referring to FIGS. 1 to 3, the
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、基板20は、例えば、上面22a及び下面22bが平らの矩形状の板部材22と、基板20の下面22bに形成された電気配線25とを有する。板部材22の材質としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム等が挙げられる。
As shown in FIG. 2, the
複数の光導波路(コア層32)からなる光導波路群30は、各光導波路(コア層32)の端部35と各光ファイバ5の端部6とが光学的に接続するように、基板20の上面22aの上方に形成されたガイド部40の第2下部クラッド層42に形成されている。なお、各光導波路(コア層32)の端部35と各光ファイバ5の端部6との間には、スリット溝36が形成する空間の一部がある。この空間の一部の大きさは、光導波路(コア層32)の端部35と各光ファイバ5の端部6との光学的な接続が可能であれば、特に限定されない。
複数のコア層32は、第2下部クラッド層42に積層された第1下部クラッド層31に積層されている。複数のコア層32は、第1下部クラッド層31と、コア層32を覆う上部クラッド層33とにより包み込まれている。
本実施形態では、複数の光導波路(コア層32)は、複数の端部35が同一平面上に位置するように、かつ、複数の光導波路(コア層32)が基板20の上面22aの広がる方向に並ぶように、第2下部クラッド層42に形成されている。したがって、複数の光導波路(コア層32)の端部35は、基板20の上面22aから等距離の位置に配置されている。また、複数の光導波路(コア層32)のうち隣接する2つの光導波路(コア層32)は、各光導波路(コア層32)の端部35が各光ファイバ5の端部6に光学的に接続されるように、所定の間隔をおいて、第2下部クラッド層42に形成されている。
The
The plurality of
In the present embodiment, the plurality of optical waveguides (core layer 32) are arranged such that the plurality of
図2及び図3に示すように、ガイド部40は、基板20の上面22aの上方に形成され、複数の一対の側面43を形成する複数の壁部44と、複数の底面41を有する第2下部クラッド層42と、上部ガイド部47と、蓋材50と、を有する。したがって、第2下部クラッド層42は、下部ガイド層として作用する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
複数の壁部44は、複数の光導波路(コア層32)の端部35が並んでいる方向に並ぶように、第2下部クラッド層42の上面42aに形成されている。複数の壁部44のうち互いに隣接する2つの壁部44の間の間隔は、互いに隣接する2つの光導波路(コア層32)の間の間隔と等しい。
複数の壁部44のうち互いに隣接する2つの壁部44及び第2下部クラッド層42は、各ガイド溝部45を形成する。各ガイド溝部45は、各光ファイバ5の端部6の位置が各光導波路(コア層32)の端部35の位置に合うように、つまり、各光ファイバ5の端部6を案内するように、各一対の側面43及び各底面41によって形成される。
互いに隣接する2つの壁部44の側面43のうち互いに対向する2つの側面43の間の間隔は、光ファイバ5が対向する2つの側面43の間にスムーズに挿入できるように、光ファイバ5の外径と等しいか若干広いことが好ましい。換言すると、各一対の側面43は、各光ファイバ5を間において互いに対向する位置に形成されていることが好ましい。
The plurality of
Two
The distance between the two
図2に示すように、複数の傾斜面46は、それぞれ、複数の底面41の一部である。したがって、複数の底面41は、それぞれ、各一対の側面43の間に形成された複数の傾斜面46を含む。傾斜面46は、底面41のうち、段部60によって第2下部クラッド層42に段差が生じた部分である。傾斜面46の形状は、コア層32側に凸の曲面状、又は、一つの変曲点を有するコア層32側に凸の曲面状である。
各傾斜面46は、各光ファイバ5が各一対の側面43及び各底面41に沿って各ガイド溝部45に挿入される挿入方向Xに進むに従って各光ファイバ5の端部6が各光導波路(コア層32)の端部35に光学的に接続できるように形成されたテーパー面である。換言すると、傾斜面46と基板20の上面22aとの間の距離は、挿入方向Xに進むに従って大きくなる。各傾斜面46は、挿入方向Xに進むに従って、基板20の上面22aの上方に向かって緩やかに上がっていく面であることが好ましい。
As shown in FIG. 2, each of the plurality of
As each
図2に示すように、段部60は、複数の傾斜面46を形成するために、第2下部クラッド層42と基板20の上面22aとの間に形成されている。図1に示すように、基板20の上方からみた段部60は、基板20の上面22aの周囲(基板20の上面22aの縁部)が露出する形状である。段部60の形状としては、例えば、基板20の上面22aの形状を縮小したような形状である。段部60の材料は、例えば、第2下部クラッド層42と同一であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、上部ガイド部47は、複数の壁部44のうち最も外側に位置する2つの壁部44の上面44aに形成されている。したがって、上部ガイド部47は、複数の壁部44のうち最も外側に位置する2つの壁部44の間の距離と同じ幅寸法を有する。蓋材50は、複数の壁部44の上面44aに複数のガイド溝部45の開口を覆うように、例えば板状に形成され、複数の壁部44に支持されている。
蓋材50の下側は各一対の側面43の間に形成された複数の押さえ面48を有する。複数の押さえ面48は、各光ファイバ5を間において各底面41に対向するように位置している。各一対の側面43、各底面41及び各押さえ面48は、それぞれが各光ファイバ5の端部6を挿入する複数の挿通穴49を形成している。したがって、各挿通穴49には、各光ファイバ5の端部6が挿入されるので、各底面41と各押さえ面48との間は、各光ファイバ5が各底面41と各押さえ面48との間に挿入できるように、各光ファイバ5の外径と同じか各光ファイバ5の外径よりも若干広いことが好ましい。
As shown in FIG. 3, the
The lower side of the
図2に示すように、各挿通穴49は、傾斜面46を有するので、挿入方向Xに進むに従って各光ファイバ5の端部6が各光導波路(コア層32)の端部35に光学的に接続できるように形成されたラッパ形状を構成する。傾斜面46は挿通穴49の下側に位置するので、挿通穴49は、挿入方向Xに進むに従って挿通穴49の下側が挿通穴49の上側(挿通穴49の中心側)に上がるように、挿通穴49の大きさが小さくなっている。したがって、挿通穴49に挿入しようとした光ファイバ5の端部6が自重により垂れ下がっても、挿通穴49の挿入側の開口は広く、また、挿通穴49の光導波路(コア層32)側の開口は光導波路(コア層32)の端部35に向いているので、垂れ下がった光ファイバ5の端部6をスムーズに光導波路(コア層32)の端部35に案内することができる。換言すると、複数の光導波路(コア層32)と複数の光ファイバ5とをそれぞれ接続する際の位置合わせのトレランスが複数の挿通穴49によって確保できる。
As shown in FIG. 2, each
以上の光導波路基板10は、以下のようにして製造することができる。
まず、光導波路基板10を構成するフィルム等の素材の製造方法を説明する。
[クラッド層形成用樹脂フィルムの作製]
[(A)ベースポリマー;(メタ)アクリルポリマー(A−1)の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46質量部及び乳酸メチル23質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、メチルメタクリレート47質量部、ブチルアクリレート33質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート16質量部、メタクリル酸14質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46質量部、及び乳酸メチル23質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマー(A−1)溶液(固形分45質量%)を得た。
The above
First, a method for manufacturing a material such as a film constituting the
[Preparation of resin film for forming clad layer]
[(A) Base polymer; production of (meth) acrylic polymer (A-1)]
46 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate and 23 parts by mass of methyl lactate were weighed in a flask equipped with a stirrer, a cooling pipe, a gas introduction pipe, a dropping funnel, and a thermometer, and stirred while introducing nitrogen gas. . The liquid temperature was raised to 65 ° C., 47 parts by weight of methyl methacrylate, 33 parts by weight of butyl acrylate, 16 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate, 14 parts by weight of methacrylic acid, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile ) A mixture of 3 parts by mass, 46 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate and 23 parts by mass of methyl lactate was added dropwise over 3 hours, followed by stirring at 65 ° C. for 3 hours, and further stirring at 95 ° C. for 1 hour. A (meth) acrylic polymer (A-1) solution (solid content: 45% by mass) was obtained.
[重量平均分子量の測定]
(A−1)の重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)を、GPC(商品名「SD−8022」、「DP−8020」及び「RI−8020」、東ソー株式会社製)を用いて、測定した結果、3.9×104であった。なお、カラムは商品名「Gelpack GL−A150−S」及び「Gelpack GL−A160−S」(日立化成工業株式会社製)を使用した。
[Measurement of weight average molecular weight]
The result of having measured the weight average molecular weight (standard polystyrene conversion) of (A-1) using GPC (Brand name "SD-8022", "DP-8020" and "RI-8020", the Tosoh Corporation make). 3.9 × 10 4 . In addition, the brand name "Gelpack GL-A150-S" and "Gelpack GL-A160-S" (made by Hitachi Chemical Co., Ltd.) were used for the column.
[酸価の測定]
(A−1)の酸価を測定した結果、79mgKOH/gであった。なお、酸価は(A−1)溶液を中和するのに要した0.1mol/L水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
[Measurement of acid value]
As a result of measuring the acid value of (A-1), it was 79 mgKOH / g. In addition, the acid value was computed from the amount of 0.1 mol / L potassium hydroxide aqueous solution required for neutralizing the (A-1) solution. At this time, the point at which the phenolphthalein added as an indicator changed color from colorless to pink was defined as the neutralization point.
[クラッド層形成用樹脂ワニスの調合]
(A)ベースポリマーとして、前記(A−1)溶液(固形分45質量%)84質量部(固形分38質量部)、(B)光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(商品名「U−200AX」、新中村化学工業株式会社製)33質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(商品名「UA−4200」、新中村化学工業株式会社製)15質量部、(C)熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液(固形分75質量%)(商品名「スミジュールBL3175」、住化バイエルウレタン株式会社製)20質量部(固形分15質量部)、(D)光重合開始剤として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名「イルガキュア2959」、チバ・ジャパン株式会社製)1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(商品名「イルガキュア819」、チバ・ジャパン株式会社製)1質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート23質量部を撹拌しながら混合した。孔径2μmのポリフロンフィルタ(商品名「PF020」、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて、加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、PETフィルム(商品名「コスモシャインA4100」、東洋紡績株式会社製、厚さ50μm)の非処理面上に、前記塗工機を用いて、塗布し、100℃で20分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理PETフィルム(商品名「ピューレックスA31」、帝人デュポンフィルム株式会社製、厚さ25μm)を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用した第1下部クラッド層及び下部ガイド層(接着層)の厚さについては、実施例中に記載する。また、第1下部クラッド層及び下部ガイド層の硬化後の膜厚と塗工後の膜厚は同一であった。本実施例で用いた上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚についても実施例中に記載する。実施例中に記載する上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
[Preparation of resin varnish for forming clad layer]
(A) As a base polymer, (A-1) 84 parts by mass (solid content: 45% by mass) (solid content: 38% by mass), (B) urethane (meth) acrylate having a polyester skeleton as a photocuring component ( Product name "U-200AX", manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 33 parts by mass, and urethane (meth) acrylate having a polypropylene glycol skeleton (trade name "UA-4200", manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 15 masses (C) As a thermosetting component, a polyfunctional block isocyanate solution in which an isocyanurate type trimer of hexamethylene diisocyanate is protected with methyl ethyl ketone oxime (solid content: 75% by mass) (trade name “Sumijour BL3175”, Sumika Bayer) Urethane Co., Ltd.) 20 parts by mass (solid content 15 parts by mass), (D) photopolymerization initiator 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one (trade name “Irgacure 2959”, manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.), 1 part by mass of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (trade name “Irgacure 819”, manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.) and 23 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate as an organic solvent for dilution are stirred. While mixing. Using a polyflon filter having a pore size of 2 μm (trade name “PF020”, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), the resultant was depressurized and degassed under pressure to obtain a resin varnish for forming a cladding layer.
Using the coating machine, the resin composition for forming a clad layer obtained above on a non-treated surface of a PET film (trade name “Cosmo Shine A4100”, manufactured by Toyobo Co., Ltd.,
[コア層形成用樹脂フィルムの作製]
(A)ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂(商品名「フェノトートYP−70」、東都化成株式会社製)26質量部、(B)光重合性化合物として、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(商品名「A−BPEF」、新中村化学工業株式会社製)36質量部、及びビスフェノールA型エポキシアクリレート(商品名「EA−1020」、新中村化学工業株式会社製)36質量部、(C)光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(商品名「イルガキュア819」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)1質量部、及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名「イルガキュア2959」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)1質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスBを調合した。その後、上記製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスBを、PETフィルム(商品名「コスモシャインA1517」、東洋紡績株式会社製、厚さ16μm)の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで、保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名「ピューレックスA31」、帝人デュポンフィルム株式会社製、厚さ25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したコア層形成用樹脂フィルム厚さについては、以下の各実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
[Preparation of resin film for core layer formation]
(A) As a base polymer, 26 parts by mass of a phenoxy resin (trade name “Phenotote YP-70”, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), and (B) 9,9-bis [4- (2- Acrylyloxyethoxy) phenyl] fluorene (trade name “A-BPEF”, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 36 parts by mass, and bisphenol A type epoxy acrylate (trade name “EA-1020”, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) ) 36 parts by mass, (C) As a photopolymerization initiator, 1 part by mass of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (trade name “Irgacure 819”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) And 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one Product name “Irgacure 2959”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 1 part by mass, and using the same method and conditions as in the above production example except that 40 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate was used as the organic solvent. Resin varnish B was prepared. Thereafter, pressure filtration and degassing under reduced pressure were performed under the same method and conditions as in the above production example.
The core layer-forming resin varnish B obtained above is applied to the non-treated surface of a PET film (trade name “Cosmo Shine A1517”, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 16 μm) in the same manner as in the above production example. After coating and drying, a release PET film (trade name “Purex A31”, manufactured by Teijin DuPont Films, Inc.,
図4から図13を参照して、光導波路基板10の製造方法を説明する。
(基板20の形成:サブトラクティブ法による電気配線形成:図4及び図5)
図4に示すように、金属層24として片面銅箔付きのポリイミドフィルム23((ポリイミド:商品名「ユーピレックスVT」、宇部日東化成株式会社製、厚さ25μm)、(銅箔:商品名「NA−DFF」、三井金属鉱業株式会社製、厚さ9μm))の銅箔面に感光性ドライフィルムレジスト(商品名「フォテック」、日立化成工業株式会社製、厚さ25μm)を、ロールラミネータ(商品名「HLM−1500」、日立化成テクノプラント株式会社製)を用いて、圧力0.4MPa、温度110℃、ラミネート速度0.4m/minの条件で貼り、次いで、紫外線露光機(商品名「EXM−1172」、株式会社オーク製作所製)にて感光性ドライフィルムレジスト側から幅50μmのネガ型フォトマスクを介し、上記の銅箔面に紫外線(波長365nm)を120mJ/cm2照射し、そして、未露光部分の感光性ドライフィルムレジストを35℃の0.1〜5重量%炭酸ナトリウムの希薄溶液で除去した。その後、塩化第二鉄溶液を用いて、感光性ドライフィルムレジストが除去されむき出しになった部分の銅箔をエッチングにより除去し、次いで、35℃の1〜10重量%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、露光部分の感光性ドライフィルムレジストを除去し、L(ライン幅)/S(間隙幅)=60/65μmの電気配線25を形成しフレキシブル配線板を得た。
A method for manufacturing the
(Formation of Substrate 20: Electric Wiring Formation by Subtractive Method: FIGS. 4 and 5)
As shown in FIG. 4, a
(Ni/Auめっきの形成)
その後、フレキシブル配線板を、脱脂、ソフトエッチング、酸洗浄し、無電解Niめっき用増感剤(商品名「SA−100」、日立化成工業株式会社製)に25℃で5分間浸漬後水洗し、83℃の無電解Niめっき液(商品名「ICPニコロンGM−SD溶液」、奥野製薬株式会社製、pH4.6)に8分間浸漬して3μmのNi被膜を形成し、その後、純水にて洗浄を実施した。
次に、置換金めっき液(無電解金めっき処理液(商品名「HGS−500」、日立化成工業株式会社製、100mL)及びシアン化金カリウム(1.5g/L)で建浴)に85℃で8分間浸漬し、Ni被膜上に0.06μmの置換金被膜を形成した。これにより、カバーレイフィルムのない電気配線25部分がNi及びAuのめっきに被覆されたフレキシブル配線板である基板20を得た(図5参照)。
(Formation of Ni / Au plating)
Thereafter, the flexible wiring board is degreased, soft-etched, acid washed, immersed in a sensitizer for electroless Ni plating (trade name “SA-100”, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) at 25 ° C. for 5 minutes and then washed with water. And immersed in an electroless Ni plating solution (trade name “ICP Nicolon GM-SD solution”, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., pH 4.6) at 83 ° C. for 8 minutes to form a 3 μm Ni film, Was washed.
Next, 85 substitution gold plating solution (electroless gold plating treatment solution (trade name “HGS-500”, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., 100 mL) and potassium gold cyanide (1.5 g / L)) It was immersed for 8 minutes at 0 ° C. to form a 0.06 μm displacement gold film on the Ni film. Thereby, the board |
(段部60の形成:第1工程:図6)
基板20としての25μm厚さのポリイミド(カプトンEN)の上面22aに、板状の段部60を形成する。15μm厚さの下部ガイド層形成用樹脂を、真空加圧式ラミネータ(商品名「MVLP−500」、株式会社名機製作所製)を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度110℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、基板20の上面22aに、ラミネートした。さらに、ネガ型フォトマスクを使用して紫外線(波長365nm)を150mJ/cm2照射後、現像液(1%炭酸カリウム水溶液)を用いてパターン化し、170℃で1時間加熱乾燥及び硬化することで、段部60を基板20の上面22aに形成した。これにより、基板20と段部60とが一体になった部材の上面は、中央が凸の形状となる。
(Formation of stepped portion 60: first step: FIG. 6)
A plate-
(第2下部クラッド層42の形成:第2工程:図7)
上記で得られた10μm厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを接着層として、大きさ100×100mmに裁断し、保護フィルムである離型PETフィルム(商品名「ピューレックスA31」、帝人デュポンフィルム株式会社製)を剥離し、上記で形成したフレキシブル配線板である基板20のポリイミド面に、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ(商品名「MVLP−500」、株式会社名機製作所製)を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度100℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、基板20に第2下部クラッド層42を形成した。紫外線露光機(商品名「EXM−1172」、株式会社オーク製作所製)にてキャリアフィルム側から紫外線(波長365nm)を4J/cm2照射し、次いで、キャリアフィルムを剥離し、170℃で1時間加熱処理することにより、厚さ10μmの第2下部クラッド層42を基板20に形成した。
(Formation of the second lower cladding layer 42: second step: FIG. 7)
The 10 μm-thick clad layer-forming resin film obtained above is used as an adhesive layer, and is cut into a size of 100 × 100 mm, and is a protective PET release film (trade name “Purex A31”, Teijin DuPont Films Ltd. Product), and using a vacuum pressure laminator (trade name “MVLP-500”, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) as a flat plate laminator on the polyimide surface of the
(第1下部クラッド層31の形成:図8)
15μm厚の第1下部クラッド層形成用樹脂フィルムを、大きさ100×100μmに裁断し、保護フィルムを剥離して、上記と同様の条件で、真空ラミネータによって、第2下部クラッド層42に積層した。95μm×3.0mm×4本の非露光部を有したネガ型フォトマスクを介し、紫外線露光機(商品名「EXM−1172」、株式会社オーク製作所製)にてキャリアフィルム側から積層された第1下部クラッド層形成用樹脂フィルムに紫外線(波長365nm)を250mJ/cm2照射した。その後、キャリアフィルムを剥離し、現像液(1%炭酸カリウム水溶液)を用いて、第1下部クラッド層31をエッチングした。続いて、水洗浄し、170℃で1時間加熱乾燥及び硬化し、光ファイバ溝形成部分に95μm×3.0mmの開口部を形成した第1下部クラッド層31を基板20に形成した。これにより、光導波路であるコア層32が形成される部分には第1下部クラッド層31が形成され、光ファイバ5が搭載される部分には第1下部クラッド層31が無い状態となっている。
(Formation of the first lower cladding layer 31: FIG. 8)
A resin film for forming a first lower clad layer having a thickness of 15 μm was cut into a size of 100 × 100 μm, the protective film was peeled off, and laminated on the second lower clad
(コア層32及び壁部44の形成:第3工程:図9(a)及び(b))
次に、第1下部クラッド層31の表面に、ロールラミネータ(商品名「HLM−1500」、日立化成テクノプラント株式会社製)を用いて、圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、保護フィルムを剥離した50μm厚のコア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで、上記の真空加圧式ラミネータ(商品名「MVLP−500」、株式会社名機製作所製)を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度70℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着した。その後、光信号伝達用コアパターン幅50μm(光ファイバ接続部分のパターンピッチ125μm、光路変換ミラー形成部(光ファイバ接続部分より5mm地点)のパターンピッチ250μm、4本)、ファイバガイド用コアパターン幅40μm(ファイバ溝ピッチ125μm、4本、両端のファイバガイド用コアパターンのみ150μm)のネガ型フォトマスクを介し、ファイバガイド用コアパターンである壁部44によって形成される溝が第2下部クラッド層42の上(図9(a)参照)に、光信号伝達用コアパターンとなるコア層32が第1下部クラッド層31の上(図9(b)参照)に形成されるように位置合わせをし、上記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を700mJ/cm2照射し、次いで、80℃で5分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるPETフィルムを剥離し、現像液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド=8/2、質量比)を用いて、コアパターンをエッチングした。続いて、洗浄液(イソプロパノール)を用いて洗浄し、100℃で10分間加熱乾燥し、光信号伝達用コアパターンであるコア層32及びファイバガイド用コアパターンである壁部44を形成し、同時に、光ファイバ5を収容可能な85μm幅の溝が形成された。なお、ファイバガイド用コアパターンである壁部44における各パターンの大きさは、光ファイバ5を溝に固定した際に、光ファイバが光信号伝達用コアパターンであるコア層32に光信号を送受可能な位置に接合するように設計されている。
(Formation of the
Next, on the surface of the first
(上部クラッド層33の形成:図10(a)及び(b))
次いで、保護フィルムを剥離した85μm厚の上部クラッド層樹脂フィルムをコアパターン形成面側から、コア層32の上面及び壁部44の上面44aに、上記の真空加圧式ラミネータ(商品名「MVLP−500」、株式会社名機製作所製)を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度110℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。さらに、第1下部クラッド層31を形成した際に使用したネガ型フォトマスクを使用して紫外線(波長365nm)を150J/cm2照射後、キャリアフィルムを剥離し、現像液(1%炭酸カリウム水溶液)を用いて、隣接する2つの壁部44で形成される溝部分の上部クラッド層形成用樹脂フィルムをエッチングした。続いて、水洗浄し、170℃で1時間加熱乾燥及び硬化し、これにより、第1下部クラッド層31、光導波路であるコア層32及び上部クラッド層33が基板20に形成された。
以上のようにして、125μmピッチ、ファイバ径80μm、4チャンネル用の光導波路基板10を作製した。
得られた光導波路基板10において、隣接する2つの壁部44で形成される溝の横幅は85μm、壁部44の高さ(段部60の上側において、第2下部クラッド層42の表面から壁部44の上面44aまでの高さ)は64μm、基板20の上面22aから上部クラッド層33の上面までの高さは85.5μm、光信号伝達用コアパターンであるコア層32の厚さは50μmであった。
(Formation of the upper clad layer 33: FIGS. 10A and 10B)
Next, the 85 μm-thick upper clad layer resin film from which the protective film has been peeled is applied to the
As described above, the
In the obtained
(スリット溝36の形成:図11(a)及び(b))
得られた光導波路基板10の光ファイバ接続端面を平滑化するために、ダイシングソー(商品名「DAC552」、株式会社ディスコ社製)を用いて、40μm幅のスリット溝36を形成した(図11(a)及び(b)参照)。併せて、ファイバガイド用コアパターンに対して平行に基板を切断し(光導波路端面から3mm地点)、基板端面に光ファイバ5を搭載するための溝(隣接する2つの壁部44によって形成される溝)が現れるように外形加工を行った。なお、スリット溝36によって上部クラッド層33が分断されると、上部クラッド層33のうち、壁部44の上側に位置している上部クラッド層は、上部ガイド部47とされる。
(Formation of slit groove 36: FIGS. 11A and 11B)
In order to smooth the optical fiber connection end face of the obtained
(光路変換ミラー37の形成:第4工程:図11(a)及び(b)、図12)
得られた光導波路基板10の上部クラッド層33側から、ダイシングソー(商品名「DAC552」、株式会社ディスコ社製)を用いて、45°の光路変換ミラー37を光導波路であるコア層32に形成した(図11(a)及び(b)参照)。次いで、光路変換ミラー37の部分を開口させたメタルマスクを光路変換ミラー37に設置し、蒸着装置(商品名「RE−0025」、株式会社ファースト技研製)を用いて、Auを0.5μm蒸着させて、光路変換ミラー37に蒸着金属層37aを形成した(図12参照)。
(Formation of optical path conversion mirror 37: fourth step: FIGS. 11A and 11B, FIG. 12)
Using a dicing saw (trade name “DAC552”, manufactured by Disco Corporation) from the upper clad
(蓋材50の形成:第4工程:図13)
その後、ポリイミドフィルム(商品名「ユーピレックスRN」、宇部日東化成株式会社製、厚さ25μm)50a上に蓋材50の接着層50bとして上記で得られた10μm厚のクラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離して、上記と同様の条件で、真空ラミネータによって積層し、接着層50bを有する蓋材50を形成した。次に、蓋材50に積層したクラッド層形成用樹脂フィルムのキャリアフィルムを剥離し、剥離された蓋材50を上記の光導波路基板10の上部クラッド層33に載置し、上部クラッド層33が形成されている側から、上記と同様の条件で、真空ラミネータによって加熱圧着した。次いで、180℃1h加熱硬化し、蓋材50を備えた光導波路基板10を形成した。光ファイバ搭載用の溝の光導波路基板10(第1下部クラッド層31)表面から蓋材50の底面(蓋材50の接着層50bの底面)までの高さは、82μmであった。
(Formation of cover 50: Fourth step: FIG. 13)
Thereafter, protection of the 10 μm-thick clad layer-forming resin film obtained above as an
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態において、光導波路基板10において上部ガイド部47を省略した構成としてもよい。また、光導波路基板10の製造方法において、第4工程を省略してもよい。
As mentioned above, although preferred embodiment was described, this invention can be implemented with a various form, without being limited to embodiment mentioned above. For example, in this embodiment, the
5 光ファイバ
6 光ファイバの端部
10 光導波路基板
20 基板
22 基板の上面
30 光導波路群
31 第1下部クラッド層
32 コア層(光導波路)
33 上部クラッド層
35 コア層(光導波路)の端部
36 スリット溝
40 ガイド部
41 底面
42 第2下部クラッド層(下部ガイド層)
42a 第2下部クラッド層の上面
43 壁部の側面
44 壁部
44a 壁部の上面
45 ガイド溝部
46 傾斜面
47 上部ガイド部
48 蓋材の押さえ面
49 挿通穴
50 蓋材
60 段部
60a 段部の上面
5 Optical fiber 6
33 Upper clad
Claims (6)
板状の基板と、
前記基板の上面の上方に形成された複数の光導波路であってそれぞれの端部と各光素子の端部とが光学的に接続する複数の光導波路と、
前記基板の上面の上方に形成されたガイド部と、を備え、
前記ガイド部は、複数の一対の側面を形成する複数の壁部と、複数の底面を有する下部ガイド層とを有し、
前記複数の壁部及び前記下部ガイド層は、それぞれが各光素子の端部を案内するための複数のガイド溝部を形成し、
各ガイド溝部は各光素子の端部の位置が各光導波路の端部の位置に合うように形成され、
各ガイド溝部は各一対の側面及び各底面により形成され、
各一対の側面は、各光素子を間において互いに対向する位置に形成され、
各光素子が各一対の側面及び各底面に沿って各ガイド溝部に挿入される挿入方向に進むに従って各光素子の端部が各光導波路の端部に光学的に接続できるように、前記複数の底面は、それぞれ、各一対の側面の間に形成された複数の傾斜面を含み、
各傾斜面は、各光素子が各ガイド溝部に挿入された際の各光素子側に凸の曲面上部を有する、光導波路基板。 An optical waveguide substrate to which a plurality of cable-shaped optical elements are connected,
A plate-like substrate;
A plurality of optical waveguides formed above the upper surface of the substrate, each of which is optically connected to an end of each optical element; and
A guide part formed above the upper surface of the substrate,
The guide portion includes a plurality of wall portions forming a plurality of pairs of side surfaces, and a lower guide layer having a plurality of bottom surfaces,
The plurality of wall portions and the lower guide layer each form a plurality of guide groove portions for guiding an end portion of each optical element,
Each guide groove is formed so that the position of the end of each optical element matches the position of the end of each optical waveguide,
Each guide groove is formed by each pair of side surfaces and each bottom surface,
Each pair of side surfaces is formed at a position facing each other with each optical element interposed therebetween,
The plurality of optical elements are optically connected to the ends of the optical waveguides as the optical elements advance in the insertion direction inserted into the guide grooves along the pair of side surfaces and the bottom surfaces. Each includes a plurality of inclined surfaces formed between each pair of side surfaces,
Each inclined surface is an optical waveguide substrate having a convex curved upper portion on each optical element side when each optical element is inserted into each guide groove.
前記蓋材の下側は、各一対の側面の間に形成された複数の押さえ面を有し、
各押さえ面が各光素子を間において各底面に対向するように位置し、
各一対の側面、各底面及び各押さえ面は、各挿通穴を形成し、
各光素子の端部は各挿通穴に挿入される、請求項1又は2に記載の光導波路基板。 The guide portion has a cover material that covers the openings of the plurality of guide groove portions on the upper surfaces of the plurality of wall portions,
The lower side of the lid member has a plurality of pressing surfaces formed between each pair of side surfaces,
Each holding surface is positioned so as to face each bottom surface with each optical element in between,
Each pair of side surfaces, each bottom surface and each pressing surface form each insertion hole,
The optical waveguide substrate according to claim 1, wherein an end portion of each optical element is inserted into each insertion hole .
前記基板の上面に前記段部を形成する第1工程と、
前記下部ガイド層の上面が各底面を形成するように、かつ、前記段部の段差によって前記下部ガイド層の上面が各傾斜面を形成するように、前記基板の上面及び前記段部の上面に前記下部ガイド層を形成する第2工程と、
各押さえ面に対向し、各光素子を間において各底面が形成できるような間隔をおいて、前記複数の一対の側面が形成できるように、前記複数の壁部を形成する第3工程と、を備えた、光導波路基板の製造方法。 It is a manufacturing method of the optical waveguide board according to claim 4,
A first step of forming the step on the upper surface of the substrate;
The upper surface of the substrate and the upper surface of the step portion are formed such that the upper surface of the lower guide layer forms a bottom surface and the upper surface of the lower guide layer forms an inclined surface by the step of the step portion. A second step of forming the lower guide layer;
A third step of forming the plurality of wall portions so as to form the plurality of pairs of side surfaces at intervals such that each bottom surface can be formed between the respective optical elements facing each holding surface ; A method of manufacturing an optical waveguide substrate, comprising:
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