JPS63266405A

JPS63266405A - 光回路板およびその製法

Info

Publication number: JPS63266405A
Application number: JP10231987A
Authority: JP
Inventors: Kohei Kodera; 小寺　孝兵; Masashi Nakamura; 正志中村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1988-11-02
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH079492B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、光回路板およびその製法に関する〔背景技
術〕光学測定やセンシング等に供される光学機器の内部にお
いて、たとえば、外部光学系からの光を受光素子に導い
たり、発光素子から発した光を外部光学系に導いたりす
るために、光回路板（平面光導波路）が用いられている
。

この光回路板としては、従来から半導体結晶。

誘電体結晶、ガラス、プラスチック等の材料を用いたも
のが種々提案されている。

光回路板は、光ファイバーや受発光素子などの外部光学
系と光学的に結合されるようになっている。ところが、
コアだけでは、光ファイバーや受発光素子との光学的結
合性が余りよくない。そこで、これをよくするために、
コアの端面、すなわち、光の出入口となる面にレンズを
対向させるようにして取り付けることが行われている。

しかし、レンズとコアの光軸合わせが難しく、外部光学
系との結合不良をまねく原因となっていた。

ところで、光回路板は、たとえば、っぎの■、　、■に
示すような方法によって形成されていた。

■　プラスチックなどの基板表面に蒸着やスパッタリン
グによりコア（先導波路）となる物質（たとえば、二酸
化珪素等）の層を形成し、フォトリソグラフィの技術を
用いて回路状にパターン化する方法。

■　基板表面にコアとなる物質として感光性樹脂層を形
成し、フォトリソグラフィの技術を用いて回路状にパタ
ーン化する方法。

しかし、上記■、■のような方法では、製造工程が非常
に複雑となり、製造コストが高いものであった。

〔発明の目的〕

このような事情に鑑みて、第１の発明は、光ファイバー
や受発光素子などの外部光学系との光学的結合性にすぐ
れる光回路板を提供することを目的とし、第２の発明は
、上記光回路板を安価で製造することができる光回路板
の製法を提供することを目的としている。

〔発明の開示〕

このような目的を達成するために、第１の発明は、光の
導波路となるコアが基板に形成され、このコアと外部光
学系とを光学的に結合させるレンズが前記コアの所望の
端面に対向するように設けられている光回路板であって
、前記レンズとなる部分が前記基板に一体成形により形
成されていることを特徴とする光回路板を要旨とし、第
２の発明は、光の導波路となるコアが基板に形成され、
このコアと外部光学系とを光学的に結合させるレンズが
前記コアの所望の端面に対向するように設けられている
光回路板の製法であって、コアが配置される溝が表面に
形成されているとともに、この溝の所望の端面に対向す
る位置にレンズとなる部分が一体成形で形成されている
基板を用意し、前記溝の内壁面より屈折率が高い樹脂を
前記溝に溢れ出るまで充填したのち、前記樹脂の溝から
溢れ出た部分を研磨により除去してコアを形成するよう
にすることを特徴とする光回路板の製法を要旨としてい
る。

以下に、第１の発明および第２の発明を、それぞれの実
施例をあられす図面を参照しつつ詳しく説明する。

第１図は第１の発明にかかる光回路板の１実施例を斜め
上からみてあられしている。図にみるように、この光回
路板１は、基板２の表面にコア３が所望の回路となるよ
うに埋設されている。コア３の所望の端面に対向する基
板２の端面にレンズ４が一体成形で形成されている。コ
ア３とレンズ４とは、互いの光軸が合わされている。

上記のようにこの光回路板１は、レンズ４が基板２にあ
らかじめ一体成形されているので、コア３とレンズ４の
光軸がずれることがない。したがって、外部光学系との
光学的結合性に優れている。なお、コアは、その表面の
粗度がコア３内を伝播する導波光の波長の１／２以下に
しておくことが好ましい。すなわち、それより粗いと、
コア３内を伝播してきた光が凹凸部分でモード変換され
たり、部分的に全反射の臨界角を越した光ができ、コア
３外に放散される恐れがあるのである。

基板２を形成する材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。

レンズ４は、基板２と同様の材料で形成されてもよいし
、別の材料で形成されていてもよいが、たとえば、透明
性の高いアクリル樹脂やポリアリルカーボネート樹脂な
どが好ましい。

コア３を形成する材料としては、基板２のコア３と接す
る面より屈折率の高いものであれば、とくに限定されな
いが、レンズ４および基板２のコア３と接する面が、上
記のアクリル樹脂やポリアリルカーボネート樹脂などで
ある場合には、ベンゼン核およびハロゲン原子（ただし
、フッ素を除く）を多く含む樹脂などを用いるようにす
ることが好ましい。

この発明にかかる光回路板は、たとえば、つぎのように
して用いられる。すなわち、第４図にみるように、外部
光学系からの光が導波される光フアイパー４３の先端を
光回路板４０の球状レンズ４２に対向させるように配置
し、光ファイバー４３からの光をレンズ４２からコア４
１に導キ、コア４１から内部光学系に導くようにされる
。また、第５図にみるように、プリント回路板５３に光
回路板５０を搭載し、プリント回路板５３に搭載された
発光素子５５から発せられた光をシリンドリカルレンズ
５２を介してコア５１に導き、コア５１から外部光学系
にこの光を導波することができる。なお、図中、５４は
反射鏡である。発光素子の代わりに受光素子をプリント
回路板に搭載するようにしても構わない。

この発明にかかる光回路板は、上記の実施例に限定され
ない。上記実施例では、コアが基板に埋設されていたが
、基板表面に突設させるようにしても構わない。

つぎに、第２の発明にかかる光回路板の製法を詳しく説
明する。

まず、第２図（ａ）にみるように、その端面にレンズ４
となる部分が形成されていて、その表面に溝２１が形成
された基板２を形成する。基板２は、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂などを用い、射出成形
、圧縮成形、注型成形などの通常の成形法によって形成
される。溝２１は、その中心軸がレンズ４の光軸と合う
ように形成しておく。レンズ４となる部分は、基板２と
別の材質で形成してもよいし、異なる成形法で基板２と
一体に形成するようしても構わない。図中、２２は基板
２の周縁を囲むように形成された突条である。

つぎに、第２図中）にみるように、溝２１に溝２１の内
壁面より屈折率（硬化性樹脂の場合、硬化後の屈折率）
の高い樹脂５を充填する。充填は、樹脂５が溝から溢れ
出るまで行う。“充填される樹脂５としては、熱可塑性
樹脂、＠硬化性樹脂および光硬化性樹脂の中から、導波
光の波長領域で透明なものが選択される。充填の方法と
しては、熱圧成形や注型成形などが用いられる。熱圧成
形を用いた場合には、基板２を形成している材料が、熱
圧成形に耐え得る材質のものである必要がある。注型成
形を用いる場合には、減圧下で行うようすれば、より良
好な充填状態が得られる。図にみるように、突条２２は
、樹脂５の流れ止めになっている。

つぎに、第２図（Ｃ）にみるように、基板２表面を研磨
し、余分な樹脂５を除去する。研磨は、前記溝２１が表
面に現れるまで行う。研磨によってコア２１表面の粗度
をコア３内を伝播する導波光の波長の１／２以下にされ
るようになっている。なお、コア表面の平滑化にあたり
、＠磨とともに加熱鏡面板を熱圧着させる方法等を併用
するようにしても構わない。

必要に応じて、コア表面にごみや水分の付着あるいはキ
ズの保護のために蓋を設けたり、コーティングを施すよ
うにしてもよい。

基板２は、たとえば、第３図にみるように、表面、ある
いは、少なくとも溝の部分のみを屈折率の低い材料２５
で形成するようにしても構わない。このようにすると、
溝２１に充填されるコア３となる樹脂５の屈折率を基板
２０本体部分より高くする必要がなくなり、樹脂の選択
範囲が拡がる上記のように、この光回路板の製法は、蒸
着やスパッタリングなどの真空系を用いたり、フォトリ
ソグラフィ等を用いたりする複雑な工程が要らないので
、所望の光回路板を安価に製造することができる。しか
も、コアの表面を平滑な状態にすることができる。

この発明にかかる光回路板の製法は、上記の実施例に限
定されない。たとえば、上記実施例では、樹脂の流れ止
めのために突条が形成されていたが、樹脂の充填を溝の
廻りだけ盛り上げるようにすれば、なくても構わない。

また、充填の際に基板の端面に仕切り板を沿わせるよう
に配置するようにしても構わない。

〔発明の効果〕

第１の発明にかかる光回路板は、以上のように、光の導
波路となるコアが基板に形成され、このコアと外部光学
系とを光学的に結合させるレンズが前記コアの所望の端
面に対向するように設けろれている光回路板であって、
前記レンズとなる部分が前記基板に一体成形により形成
されているので、光ファイバーや受発光素子などの外部
光学系との光学的結合性に優れている。

第２の発明にかかる光回路板の製法は、光の導波路とな
るコアが基板に形成され、このコアと外部光学系とを光
学的に結合させるレンズが前記コアの所望の端面に対向
するように設けられている光回路板の製法であって、コ
アが配置される溝が表面に形成されているとともに、こ
の溝の所望の端面に対向する位置にレンズとなる部分が
一体成形で形成されている基板を用意し、前記溝の内壁
面より屈折率が高い樹脂を前記溝に溢れ出るまで充填し
たのち、前記樹脂の溝から溢れ出た部分を研磨により除
去してコアを形成するようになっているので、所望の光
回路板を安価で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明にかかる光回路板の１実施例をあら
れす斜視図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第２の発明にかか
る光回路板の製法の１実施例を工程順にあられす側断面
図、第３図はその基板の別の実施例をあられす斜視図、
第４図および第５図は光回路板の応用例をあられす側面
図である。１．４０．５０・・・光回路板　２・・・基板　３，４
１．５１・・・コア　４，４２．５２・・・レンズ　５
・・・樹脂　２１・・・溝代理人　弁理士　　松　本　武　彦第　１０＠２図第３図第４図第５図づΦ 手続補正書く自発昭和６２年　８月　５日３、補正をする者羽生との関係　　　　特許出願人住　　所　　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称（５８３）松下電工株式会社代表者　　（（Ｊ１ｍ役藤井貞夫４、代理人６、補正の対象　　　　　　　　　　Ｐ！！−１１１１
２１９明細書７、補正の内容（１）　　明細書第３真第６行に「プラスチックなどの
」とあるを、「ガラスなどの」と訂正する。用り積５堅ネｉｆｆ正マモ（自発［ｌ訓６２年特剖藤１０２３１９号２、発明の名称光回路板およびその製法３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名
　称（５８３）松下電工株式会社代表者　　イ弘輯役　藤　井　貞　夫４、代理人Ｐ６２−１０２３１９６．補正の対象明ｍ害７、補正の内容 ■　明細書第７頁第１６行と同頁第１７行の間に、下記
の文言を挿入する。「この発明にかかる光回路板は、上記の構成よりなるた
め、外部光学系との光結合性にすぐれるほか、耐湿信頼
性にも優れる。すなわち、コアやココア／クラッド界面
への水分の浸入が起きにくく、その結果、水分による伝
播光の吸収・散乱が起きないからである。実験によれば
、その耐湿信頼性は、下表のようであり、従来品に比し
、約１０分の１になっている。なお、実験の際の処理条
件は、６０°／９５％／１５０ｈｒである。 ■　明細書第１１頁第４行に「優れている。」とあるを
、「優れているほか、耐湿信頼性にも優れている。」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光の導波路となるコアが基板に形成され、このコ
アと外部光学系とを光学的に結合させるレンズが前記コ
アの所望の端面に対向するように設けられている光回路
板であって、前記レンズとなる部分が前記基板に一体成
形により形成されていることを特徴とする光回路板。
（２）光の導波路となるコアが基板に形成され、このコ
アと外部光学系とを光学的に結合させるレンズが前記コ
アの所望の端面に対向するように設けられている光回路
板の製法であって、コアが配置される溝が表面に形成さ
れているとともに、この溝の所望の端面に対向する位置
にレンズとなる部分が一体成形で形成されている基板を
用意し、前記溝の内壁面より屈折率が高い樹脂を前記溝
に溢れ出るまで充填したのち、前記樹脂の溝から溢れ出
た部分を研磨により除去してコアを形成するようにする
ことを特徴とする光回路板の製法。