JPS63316805A - 光回路板の製法 - Google Patents

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）が用いられる。

従来、このような光回路板としては、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
ある。その製法も種々提案されている。

光回路板の製法の一つとして、溝付きの基板（クラッド
）を、たとえば、プラスチック等で成形しておき、その
溝内に、前記基板よりも屈折率の高いコア（導波路）を
形成する硬化性樹脂液を注入し、熱あるいは光のエネル
ギーにより、前記樹脂液を硬化させる方法がある。硬化
させて形成したコアの上には、光が逃げないようにする
ため、このコアよりも屈折率の低い材料がコーティング
されるようになっている。

ところが、このような方法では、コアの形成後、溝外に
はみ出した硬化樹脂を除去し、コア表面の形状を整える
ために、研磨工程が必要となる。

研磨工程は、このような光回路板の製造に限らず、製造
コストの向上環の問題をもたらす。また、光回路板にお
いては、コア表面の表面粗度が、その性能を大きく左右
するため、研磨精度にばらつきがあると製品の性能を一
定に保つことができなくなる、と言う問題もある。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、
本質的に研磨工程を必要とせず、性能の安定化と低コス
ト化を実現できる光回路板の製法を提供することもを目
的としている。

〔発明の開示〕 上記目的を達成するため、この発明は、内部に光の導波
路となるコアが形成された光回路板の製法であって、コ
アの配置される溝が形成された基板を光透過材料で作り
、この基板の溝が形成された側の表面の前記溝内壁面以
外の面に光を透過しない層を形成したのち、前記溝内に
硬化後の屈折率が前記溝の内壁面よりも高くなる光硬化
性樹脂液を溝からあふれ出るまで充填し、前記光を透過
しない層が形成された側とは反対側の基板裏面より前記
光硬化性樹脂液硬化のための光を照射して溝内の樹脂液
を硬化させ、前記光を透過しない層上にあふれ出して硬
化しなかった樹脂液を除去してコアを形成する工程を含
んでい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、この発明を、その一実施例をあられず図面を参
照しつつ、詳しく説明する。

まず、コアの配置されるｍ１ａが形成された、光透過材
料からなる基板１を用意する（第１図（ａ）、（ｂ））
。

基板１は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いて、射出
成形、注型等通常の成形法によって製造される。

射出成形用の樹脂としては、たとえば、ポリメチルメタ
クリレート等のアクリル樹脂、ポリ−２−メチルペンテ
ン等のポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リ塩化ビニル等が、好ましいものとして挙げられる。

注型用の樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、エチ
レングリコ−′ルビスアリルカーボネート樹脂等が、好
ましく用いられる。

得られる基板１は、溝１ａの内壁面が、コア内を伝播す
る導波光の波長の１／２以下の表面粗度になるよう、鏡
面仕上げされている必要がある。

なぜなら、内壁面の表面粗度が導波光の波長の１／２を
超えると、コア内を伝播する光が、内壁面の凹凸部分で
モード変換されたり、部分的に全反射の臨界角を超えた
光が発生、コア外に放散される恐れがあるからである。

１１ａの内壁面が、コア内を伝播する導波光の波長の１
／２以下の表面粗度になるよう、鏡面仕上げする方法は
、この発°明では特に限定されないが、注型や成形のた
めの型における、溝１ａを形成するための凸部表面を、
鏡面に仕上げておけばよい。この方法によれば、成形あ
るいは注型と同時に、ｉｌａの内壁面を鏡面仕上げでき
、その後の工程での鏡面仕上げが不要となるばかりでな
く、常に一定状態の鏡面を得ることができるようになる
からである。

つぎに、上記基板ｌの、溝１ａが形成された側の表面の
、前記溝１ａ内壁面以外の面に、光を透過しない層（以
下「マスク層」と記す）２を形成する（第２図（ａ）、
　（ｂ））。

マスク層２としては、溝１ａの形状を切り抜いた、金属
板等の光を透過しない板を、基板１表面に貼り合わせる
ようであってもよいし、隠蔽力のある塗料をコーティン
グするようであってもよい。塗料によりマスク層２を得
る場合には、塗料が溝ｌａ内に流れ込まないよう、注意
が必要である続いて、前記溝ｌａ内に、硬化後の屈折率
が基板１よりも高くなる光硬化性樹脂液３″を溝からあ
ふれ出るまで充填する（第３図（ａ）　、　（ｂｌ　）
。

光硬化性樹脂液３′としては、種々の光硬化性樹脂液の
中から、硬化後の屈折率が基板１よりも高く、かつ、導
波光の波長領域で透明なものが選択される。光硬化性樹
脂液３′には、光硬化剤や架橋剤として加えられる単量
体やオリゴマー成分、あるいは、溶剤や他の添加物が配
合されていても構わない。

？Ｊｌａ内への充填は、ディスペンサー等を用いて行う
のが好ましい。

つぎに、前記マスク層２が形成された側とは反対側の基
板１裏面より前記光硬化性樹脂液ご硬化のための光４を
照射して溝内の樹脂液を硬化させる（第４図（ａ）　、
　（ｂｌ　）。

照射光４としては、通常、紫外線が用いられるが、その
他、光硬化性樹脂液ごに含まれる光硬化剤の種類に応じ
て、電子線等、種々の波長の光を使用することができる
。

光４の照射量は、溝ｌａ内に充填された光硬化性樹脂３
′を、その最上部まで硬化できる量必要である。また、
照射光４は、マスク層２によるマスキングの正確を期す
るため、散乱光のない平行光束であることが望ましい。

最後に、前記マスク層２上にあふれ出し、光が到達しな
かったため硬化しなかった光硬化性樹脂液３′を除去す
れば、コア３が完成する（第５図（ａｌ、（ｂ））。

光硬化性樹脂液３′の除去は、通常、残った光硬化性樹
脂液γを溶剤等で洗い流すことでなされる、また、マス
ク層２が金属板等である場合には、マスク層２を基板１
から取り外せば、−緒に光硬化性樹脂液γを除去するこ
とができる。

このあと、従来と同様に、形成されたコア３の上面を、
そのコア３の屈折率よりも低い屈折率を有する材料５で
コーティングすれば、第６図＋３）、（ｂ）にみるよう
な、光回路板が得られるすここで、基板１．コア３そし
てコーティング材料５の屈折率の間には、下記の関係が
成り立っている。

ｎｓ　＞ｎｌ ｎｓ　　＞ｎ鳳 コーティングのための材料５は、コア３よりも屈折率が
低ければ、それ以外の物性は特に限定されないが、導波
光の波長領域で透明なものが好ましく用いられる。

以上のような、この発明の光回路板の製法によれば、溝
１ａからはみ出した光硬化性樹脂液子には硬化のための
光４が照射されないため、簡単に除去することができる
。また、コア最上部の表面は、光硬化性樹脂液３′の液
体としての表面自身であるため、研磨を必要としない。

このため、この発明の製法によれば、コアを作る際には
、全く研磨工程が不要となり、それに伴う問題を全て解
消できるようになるのである。

なお、これまでは、この発明の光回路板の製法について
、上記実施例にもとづいてのみ、説明してきたが、この
発明は上記実施例に限定されるものではない。

たとえば、上記実施例では、基板１の全体がコア３より
も屈折率の小さい材料で形成されていたが、コア３と接
する面、すなわち、溝の内壁面のみが屈折率の低い材料
で形成されていてもよい。

コア３の表面をコーティングするにあたっては、図の実
施例のようにマスク層２を除去せず、その上にコーティ
ングを行うようであってもよいし、マスク層２を除去し
てからコーティングを行うようであっても構わない。

基板ｌや溝１３の形状も、上記実施例の形状には限定さ
れない。

要するに、内部に光の導波路となるコアが形成された光
回路板を得るにあたり、基板の、コアの配置される溝が
形成された側の表面の前記溝内壁面以外の面に光を透過
しない層を形成したのち、前記溝内に硬化後の屈折率が
前記溝の内壁面よりも高くなる光硬化性樹脂液を溝から
あふれ出るまで充填し、前記光を透過しない層が形成さ
れた側とは反対側の基板裏面より前記光硬化性樹脂液硬
化のための光を照射して溝内の樹脂液を硬化させ、前記
光を透過しない層上にあふれ出して硬化しなかった樹脂
液を除去してコアを形成する工程を含んでいるのであれ
ば、その他の構成は特に限定されないめである。

〔発明の効果〕

この発明の光回路板の製法は、以上のようであり、内部
に光の導波路となるコアが形成された光回路板の製法で
あって、コアの配置される溝が形成された基板を光透過
材料で作り、この基板の溝が形成された側の表面の前記
溝内壁面以外の面に光を透過しない層を形成したのち、
前記溝内に硬化後の屈折率が前記溝の内壁面よりも高く
なる光硬化性樹脂液を溝からあふれ出るまで充填し、前
記光を透過しない層が形成された側とは反対側の基板裏
面より前記光硬化性樹脂液硬化のための光を照射して溝
内の樹脂液を硬化させ、前記光を透過しない層上にあふ
れ出して硬化しなかった樹脂液を除去してコアを形成す
るようになっており、形成されたコアの表面は、研磨す
る必要のない表面で、かつ、はみ出した部分は未硬化で
簡単に除去できるため、本質的に研磨工程を必要とせず
、・性能の安定化と低コスト化を実現できるものとなっ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は溝が形成された基板の例をあらゎす斜視
図、第１図（ｂ）はその断面図、第２図（ａ）は溝が形
成された側の表面に光を透過しない層が形成された状態
をあられす斜視図、第２図（ｂ）はその断面図、第３図
（ａ）は溝内に光硬化性樹脂液が充填された状態をあら
れす斜視図、第３図（ｂｌはその断面図、第４図＋８）
は基板裏面より光を照射して溝内の光硬化性樹脂液を硬
化させている状態をあらゎす斜視図、第４図（ｂ）はそ
の断面図、第５図（ａ）は光を透過しない層の上にはみ
出して硬化しなかった光硬化性樹脂液を除去してコアを
完成した状態をあられす斜視図、第５図山）はその断面
図、第６図（ａ）はコアの上にコーティングを行って完
成した光回路板の外観をあられす斜視図、第６図（ｂ）
はその断面図である。 ｌ・・・基板　１ａ・・・溝　２・・・光を透過しない
層（マスク層）　３・・・コア　γ・・・光硬化性樹脂
液　４・・・光 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 （ａ） （ｂ） ′Ｉ４５図 （ａ） （ｂ） 第６図 （ａ） （ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に光の導波路となるコアが形成された光回路
   板の製法であって、コアの配置される溝が形成された基
   板を光透過材料で作り、この基板の溝が形成された側の
   表面の前記溝内壁面以外の面に光を透過しない層を形成
   したのち、前記溝内に硬化後の屈折率が前記溝の内壁面
   よりも高くなる光硬化性樹脂液を溝からあふれ出るまで
   充填し、前記光を透過しない層が形成された側とは反対
   側の基板裏面より前記光硬化性樹脂液硬化のための光を
   照射して溝内の樹脂液を硬化させ、前記光を透過しない
   層上にあふれ出して硬化しなかった樹脂液を除去してコ
   アを形成する工程を含んでいることを特徴とする光回路
   板の製法。
2. （２）形成されたコアの上面を、コアとなる光硬化性樹
   脂液の硬化後の屈折率よりも低い屈折率を有する材料で
   コーティングする工程をも含んでいる特許請求の範囲第
   １項記載の光回路板の製法。