TWI477835B - 光波導之製造方法及光波導 - Google Patents

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Description

光波導之製造方法及光波導
本發明係屬於光波導之技術領域，詳而言之係關於一種光波導之製造方法及光波導。
一般而言，光波導，係使入射在一端部的光在折射率相異之核心與護套之界面受到全反射，且進行傳遞，而從另一端部射出。以往，此類光波導，如專利文獻1所揭示，係藉由將下部護套層、核心層、上部護套層依序個別形成來製造之。在下部護套層之上形成核心層之情形，為了提高下部護套層與核心層之間的層間密接力，有時會對下部護套層的外表面預先施以電漿處理以使其活性化。
若像這樣對下部護套層的外表面施以電漿處理，則有時下部護套層的外表面變得粗糙，該外表面的平滑性降低。若下部護套層的外表面之平滑性降低，則會有光更加散亂、波導損失變大之傾向。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2009-265340號公報
本發明的目的在於提供一種無須施以電漿處理，而下部護套層與核心層之間的層間密接力優良之光波導及其製造方法。
本發明的一態樣，係具有核心及護套的光波導之製造方法，其特徵為包含：第1步驟，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之護套形成用樹脂層；第2步驟，在該護套形成用樹脂層之上，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之核心形成用樹脂層；光照射步驟，僅對以下兩部分照射光：該核心形成用樹脂層中用以形成核心的部分，及該護套形成用樹脂層中對應用以形成核心的部分之部分；以及熱處理步驟，對該核心形成用樹脂層及該護套形成用樹脂層進行熱處理。
在上述製造方法中，宜包含：壓模步驟，在該第2步驟之後，該光照射步驟之前，在該核心形成用樹脂層形成傾斜面；該壓模步驟宜為以下步驟：對設有對應該傾斜面的成形面之凸部的成形模進行推壓，以使該凸部進入該核心形成用樹脂層，藉此在該核心形成用樹脂層形成該傾斜面。
在上述製造方法中，該成形模的凸部之高度，宜為大於該核心形成用樹脂層的厚度之高度。
在上述製造方法中，宜包含：金屬膜形成步驟，在該壓模步驟之後，該光照射步驟之前或之後，使在該核心形成用樹脂層所形成的該傾斜面，與疊層有金屬膜的轉印用薄膜密接，藉此使該金屬膜轉印形成在該傾斜面上以作為金屬反射膜。
在上述製造方法中，宜包含：第2護套層形成步驟，在該熱處理步驟之後，形成第2護套層，以將所形成的護套層及核心層覆蓋而使其埋沒。
又，本發明的另一態樣，係具有核心及護套的光波導；該光波導之特徵為：由上述製造方法所製造。
又，本發明的另一態樣，係具有核心及護套的光波導；該光波導之特徵為具有：基板；第1護套，部分地形成在該基板之上；核心，疊置在該第1護套之上而形成；以及第2護套，以將該第1護套及該核心覆蓋而使其埋沒之方式形成；對該基板以俯視觀之時，該第1護套的輪廓形狀與該核心的輪廓形狀一致；在該第1護套與該核心之間的層間，產生化學結合力。
以下根據依本發明的實施形態，來說明本發明。
依本實施形態的光波導之製造方法，例如參照圖5，係具有核心17及護套13的光波導1之製造方法；其包含：第1步驟(圖5(b))，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之護套形成用樹脂層12；第2步驟(圖5(c))，在該護套形成用樹脂層12之上，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之核心形成用樹脂層14；光照射步驟(圖5(d))，僅對以下兩部分照射光：該核心形成用樹脂層14中用以形成核心17的部分，及該護套形成用樹脂層12中對應用以形成核心的部分之部分；以及熱處理步驟(圖5(d))，對該核心形成用樹脂層14及該護套形成用樹脂層12進行熱處理。
在本實施形態中，例如參照圖7，宜包含：壓模步驟，在該第2步驟(圖7(d))之後，該光照射步驟(圖7(h))之前，在該核心形成用樹脂層14形成傾斜面18a；該壓模步驟，宜為以下步驟(圖7(f))：對設有對應該傾斜面18a的成形面16b之凸部16a的成形模16進行推壓，以使該凸部16a進入該核心形成用樹脂層14，藉此在該核心形成用樹脂層14形成該傾斜面18a。
又，在本實施形態中，例如參照圖3，該成形模16的凸部16a的高度(D)，宜為大於該核心形成用樹脂層14的厚度之高度。
又，在本實施形態中，例如參照圖7，宜包含：金屬膜形成步驟(圖7(j))，在該壓模步驟(圖7(f))之後，該光照射步驟(圖7(h))之前或之後，使在該核心形成用樹脂層14所形成的該傾斜面18a，與疊層有金屬膜15b的轉印用薄膜15密接，藉此使該金屬膜15b轉印形成在該傾斜面18a上以作為金屬反射膜。
又，在本實施形態中，例如參照圖5，宜包含：第2護套層形成步驟(圖5(f))，在該熱處理步驟(圖5(d))之後，形成第2護套層21，以將所形成的護套層13及核心層17覆蓋而使其埋沒。
依本實施形態的光波導，例如參照圖5，係具有核心17及護套13之光波導1；並由該光波導之製造方法所製造。
依本實施形態的光波導，例如參照圖5(g)、圖5(g’)，係具有核心17及護套13之光波導1；其具有：基板11；第1護套13，部分地形成在基板11之上；核心17，疊置在第1護套13之上而形成；以及第2護套21，以將第1護套13及核心層17覆蓋而使其埋沒之方式形成；對基板11以俯視觀之時，第1護套13的輪廓形狀與核心17的輪廓形狀一致；在該第1護套與該核心之間的層間，產生化學結合力。
依本實施形態之光波導之製造方法的一特徵部分，在於：使未硬化的護套形成用樹脂層保持不硬化，於其上形成未硬化的核心形成用樹脂層；同時對未硬化的護套形成用樹脂層及未硬化的核心形成用樹脂層照射光，同時施以熱處理。
如圖1(a)所示，形成未硬化的光硬化性之護套形成用樹脂層12，於其上形成未硬化的光硬化性之核心形成用樹脂層14。因此，2個光硬化性樹脂層12、14在未硬化的狀態下疊層而互相接觸。
接著，如圖1(b)所示，例如，在核心形成用樹脂層14之側，疊置開設有曝光圖案的負型遮罩22，使紫外光(在圖1(b)中以箭頭符號(↓)表示之紫外光)透射負型遮罩22而照射在核心形成用樹脂層14及護套形成用樹脂層12。藉此，護套形成用樹脂層12與核心形成用樹脂層14兩個光硬化性樹脂層之中，對應負型遮罩22的曝光圖案之部分受到曝光。曝光圖案，形成為核心形成用樹脂層14中用以形成核心17的部分之輪廓形狀。亦即，核心形成用樹脂層14中，僅有用以形成核心17的部分受到曝光。又，護套形成用樹脂層12中，僅有對應用以形成核心的部分之部分受到曝光。護套形成用樹脂層12之已曝光的部分，及核心形成用樹脂層14之已曝光的部分，成為半硬化狀態。而若對核心形成用樹脂層14及護套形成用樹脂層12進行熱處理，則半硬化狀態的曝光部分，成為完全硬化狀態。亦即，使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14同時硬化。
因此，若對其進行顯影處理，則如圖1(c)所示，去除未曝光部分，而護套形成用樹脂層12的曝光部分硬化之護套層13，與核心形成用樹脂層14的曝光部分硬化之核心層亦即核心17，係以相互疊合之狀態殘留。對此等護套層13與核心17以俯視觀之，亦即從光照射方向觀察之時，輪廓形狀一致。
如此，在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時藉由光及熱使之硬化，因此無須進行電漿處理，即可提高護套層13與核心層17之層間密接力。
吾人思及，此係因在護套層13與核心層17之間，有化學結合力作動。亦即，吾人思及原因在於：在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時藉由光及熱使之硬化，因此護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14之間的層間有化學性結合。
依本實施形態之光波導之製造方法的另一特徵部分，係壓模步驟。壓模步驟，係在第2步驟之後，光照射步驟之前所進行。如圖2(a)所示，在壓模步驟中，對於核心形成用樹脂層14朝箭頭方向推壓成形模16，其所具備之凸部16a設有成形面16b。此時，如圖2(b)所示，成形模16之凸部16a進入核心形成用樹脂層14。因此，藉由凸部16a的成形面16b，在核心形成用樹脂層14形成傾斜面18a。該傾斜面18a係作為變更光的路徑(例如變更為略呈垂直)之微鏡而發揮功能。因此，所得之光波導，適合於光波導與電子電路複合化的光電複合配線板等。
參照圖3，依本發明的實施形態之光波導之製造方法的壓模步驟中所使用的成形模16，具有：模本體16x，側視為矩形狀；以及凸部16a，在模本體16x的下面16c之中央部突出於下方。凸部16a具有成形面16b。成形面16b，從相對於模本體16x的下面16c之垂線(短劃線)開始在45°±3°的範圍內傾斜(相對於模本體16x的下面16c亦在45°±3°的範圍內傾斜)。凸部16a的高度(D)，係下面16c與凸部16a前端之間的距離。
而參照圖2(b)，在本實施形態中，成形模16的凸部16a的高度(D)，係採用大於核心形成用樹脂層14的厚度之高度。其理由大致如下所述。在圖2(a)及圖2(b)中，符號S，表示在進行壓模前，核心形成用樹脂層14表面之高度。在壓模步驟中，若成形模16之凸部16a進入核心形成用樹脂層14，則如圖2(b)的向下箭頭所示，樹脂層14的一部分樹脂被凸部16a推開，這些量，如圖2(b)的向上箭頭所示，有時會使核心形成用樹脂層14的表面隆起。在此情形，隆起的表面抵接於成形模16的下面16c而平坦地成形。假設，若成形模16的凸部16a的高度(D)，與核心形成用樹脂層14的厚度相同或較其為低，則有時在核心形成用樹脂層14完全(換言之，穿越核心形成用樹脂層14的全厚度)形成傾斜面18a之前，隆起的樹脂層14的表面抵接於成形模16的下面16c，而無法再進行壓模。因此，成形模16的凸部16a的高度(D)採用大於核心形成用樹脂層14的厚度之高度，從而可確保在核心形成用樹脂層14完全形成傾斜面18a。高度(D)的上限，雖可因應凸部16a所推開的樹脂量、或樹脂層14表面的隆起量等而改變，但例如，係與核心形成用樹脂層14的厚度與護套形成用樹脂層12(例如參照圖7(f))之厚度的總和相當之高度，更佳的是與該總和加上5μm的值相當之高度等。
在本實施形態中，雖僅以在核心形成用樹脂層14所形成的傾斜面18a，亦可作為微鏡而發揮功能，但為了提高反射效率，宜在傾斜面18a形成金屬反射膜。此類金屬反射膜，例如宜為：由蒸鍍或濺鍍等真空製程所形成者、由電鍍製程所形成者、由使用轉印用薄膜之轉印製程所形成者等，而可採用之。
參照圖4，依本發明的實施形態之光波導之製造方法中所使用的轉印用薄膜(反射膜轉印用薄膜)15，其構造為：在作為基體薄膜的PET薄膜15a(厚度為例如10μm等)之上，依序疊層作為金屬膜的金(亦可為其他金屬)膜15b(厚度為例如1500等)及黏接層15c(厚度為例如1μm等)。
依本實施形態之光波導之製造方法的再另一特徵部分，係使用轉印用薄膜15之金屬膜形成步驟。金屬膜形成步驟，係在壓模步驟之後，光照射步驟之前或之後所進行。在金屬膜形成步驟中，首先，以黏接層15c與核心形成用樹脂層14對接的方式配置轉印用薄膜15。而使核心形成用樹脂層14所形成的傾斜面18a，與轉印用薄膜15密接，藉此使金屬膜15b轉印形成在傾斜面18a上以作為金屬反射膜。
在本實施形態中，構成護套形成用樹脂層12及核心形成用樹脂層14之光硬化性樹脂層，係因光(紫外光等)而硬化的樹脂層。樹脂宜為透明樹脂。樹脂層的形成，例如可藉由將樹脂薄膜疊層(壓合)來進行。樹脂薄膜，宜為例如在室溫下無樹脂流動性，可保持薄膜形狀之乾薄膜等，而可採用之。
在本實施形態中，光硬化性樹脂，例如使用丙烯酸類樹脂、環氧類樹脂、或矽酮類樹脂。更佳為因光而硬化且亦因熱而硬化之樹脂。其中，適宜的是環氧系樹脂，其種類有：雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、苯氧基樹脂等。具體而言，可舉出：Japan Epoxy Resins製之「YX8000」、Japan Epoxy Resins製之「YL7170」、Japan Epoxy Resins製之「Epikote 1006FS」、東都化成製之「YP50」、Daicel化學工業製之「EHPE3150」、Daicel化學工業製之「Celloxide2021P」、三井化學製之「VG-3101」、日本化藥製之「EPPN201」、DIC製之「Epiclon850S」等。此等樹脂，可與陽離子硬化劑一起使用，藉此作為光硬化性樹脂而發揮功能。
一般而言，若在核心露出的狀態，則會發生以下問題：核心上容易附著雜質或塵埃，或是在容易結露的環境中傳遞特性容易產生變化。因此，在本實施形態中，例如如圖5(g)或圖7(n)所示，以第2護套層21將第1護套層13及核心層17覆蓋而使其埋沒。第2護套層21的材料，可與第1護套層13的材料或核心層17的材料相同，亦可與之不同。又，不僅是樹脂薄膜的形態，液狀的形態亦無妨。其折射率亦與第1護套層13相同，只要是小於核心層17的折射率，便無特別限定。
又，第2護套層形成步驟，如圖5(g)或圖7(n)所示，雖亦可在熱處理步驟之後進行，但只要是在第1護套層13及核心層17形成之後，便無特別限定。亦即，亦可在熱處理步驟之前進行。
以上雖詳細說明了依本發明的實施形態，但上述說明在所有態樣中僅為例示，本發明並不限於此。未例示的無數變形例，亦解釋為並不超出本發明的範圍外。
[實施例]
以下，藉由實施例更具體地說明本發明。另外，本發明的範圍並不因實施例而有任何限定。
首先，製作出下述護套用環氧薄膜及核心用環氧薄膜，以作為用於製作光波導的材料。
[護套用環氧薄膜之製作]
將下述滲合成分，溶解於甲苯30質量份/丁酮70質量份的混合溶媒，以孔徑1μm的薄膜濾器進行過濾，並進行減壓消泡，藉此調製出環氧樹脂清漆。利用Hirano Tecseed製之雙輥筒塗布頭的多重塗布，將該清漆塗布在PET薄膜(東洋紡績製之「A4100」)之上，並使其乾燥，藉此製作出厚度為10μm、40μm、50μm之三種護套用環氧薄膜。
(滲合成分)
‧聚丙二醇環氧丙醚(東都化成製之「PG207」)7質量份
‧液狀的氫化雙酚A型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins製之「YX8000」)25質量份
‧固體的氫化雙酚A型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins製之「YL7170」)20質量份
‧2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇之1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物(Daicel化學工業製之「EHPE3150」)8質量份
‧固體雙酚A型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins製之「Epikote 1006FS」)2質量份
‧苯氧基樹脂(東都化成製之「YP50」)20質量份
‧光陽離子硬化開始劑(Adeka製之「SP-170」)0.5質量份
‧熱陽離子硬化開始劑(三新化學工業製之「SI-150L」)0.5質量份
‧表面調整劑(DIC製之「F470」)0.1質量份
[核心用環氧薄膜之製作]
將下述滲合成分，溶解於甲苯30質量份/丁酮70質量份的混合溶媒，以孔徑1μm的薄膜濾器進行過濾，並進行減壓消泡，藉此調製出環氧樹脂清漆。利用Hirano Tecseed製之雙輥筒塗布頭的多重塗布，將該清漆塗布在PET薄膜(東洋紡績製之「A4100」)之上，並使其乾燥，藉此製作出厚度為30μm之核心用環氧薄膜。
(滲合成分)
‧3,4-環氧環己烯甲基-3’,4’-環氧環己烯羧酸酯
‧2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇之1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加合物(Daicel化學工業製之「EHPE3150」)12質量份
‧固體雙酚A型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins製之「Epikote 1006FS」)37質量份
‧三官能環氧樹脂(三井化學製之「VG-3101」)15質量份
‧固體酚醛型環氧樹脂(日本化藥製之「EPPN201」)18質量份
‧液狀雙酚A型環氧樹脂(DIC製之「Epiclon850S」)10質量份
‧光陽離子硬化開始劑(Adeka製之「SP-170」)0.5質量份
‧熱陽離子硬化開始劑(三新化學工業製之「SI-150L」)0.5質量份
‧表面調整劑(DIC製之「F470」)0.1質量份
又，在端面輸入輸出的光波導之損失評價方法，係如下所述。
[在端面輸入輸出的光波導之損失評價]
將來自LED光源的850nm的光，通過核心徑10μm、NA0.21的光纖，介由匹配油(矽酮油)，入射在光波導一方的端面。介由同樣的匹配油，接通核心徑200μm、NA0.4的光纖，以光功率計測定從另一方的端面射出之光的功率(P1)。又，以光功率計測定在上述2個光纖直接碰觸而沒有插入光波導之狀態下，所射出之光的功率(P0)。根據「(-10)log(P1/P0)」之算式算出在端面輸入輸出的光波導之插入損失。
又，在鏡輸入輸出的光波導之損失評價方法，係如下所述。
[在鏡輸入輸出的光波導之損失評價]
將來自LED光源的850nm的光，通過核心徑10μm、NA0.21的光纖，介由匹配油(矽酮油)，入射在光波導一方的微鏡。介由同樣的匹配油，接通核心徑200μm、NA0.4的光纖，以光功率計測定從另一方的微鏡射出之光的功率(P1)。又，以光功率計測定在上述2個光纖直接碰觸而沒有插入光波導之狀態下，所射出之光的功率(P0)。根據「(-10)log(P1/P0)」之算式算出在鏡輸入輸出的光波導之插入損失。
[實施例1]
參照圖5來說明實施例1的光波導1之製作。
(圖5(a))
對由聚碳酸酯樹脂所構成的140mm×120mm之基板(帝人化成製之「Panlite PC1151」)11施以氧電漿處理。條件定為10sccm，300W，2分30秒。
(圖5(b))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，將厚度10μm的護套用環氧薄膜12，壓合在基板11之上。將PET薄膜從環氧薄膜12上剝除。
(圖5(c))
使護套用環氧薄膜12保持不硬化，使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，將厚度30μm的核心用環氧薄膜14，壓合在護套用環氧薄膜12之上。將PET薄膜從環氧薄膜14上剝除。此時，沒有進行任何電漿處理等表面處理。
(圖5(d))
在核心用環氧薄膜14之側，將負型遮罩22定位並疊置之。負型遮罩22，其構造為：在不透射紫外線的薄片上，形成有寬30μm、長120mm的直線圖案之狹縫。從核心用環氧薄膜14之側，使用超高壓水銀燈，在4J/cm2 之條件下，使紫外光(在圖5(d)中以箭頭符號(↓)表示之紫外光)透射負型遮罩22而照射在核心用環氧薄膜14與護套用環氧薄膜12。核心用環氧薄膜14與護套用環氧薄膜12之中，對應負型遮罩22的直線圖案之狹縫之部分受到曝光。再以140℃進行2分鐘的熱處理。顯影液，係使用調整至55℃的水類助溶清洗劑(荒川化學工業製之「PineAlpha ST-100SX」)，來進行顯影處理。顯影處理係使用超音波清洗機。此時，核心與護套之間沒有發生任何層間剝離。藉由顯影處理，核心用環氧薄膜14與護套用環氧薄膜12之中，未曝光部分溶解而去除。再以水進行最終清洗，進行吹氣之後，以100℃進行10分鐘的乾燥處理。
(圖5(e))
藉由以上步驟，護套用環氧薄膜12硬化的第1護套層13形成於基板11之上，核心用環氧薄膜14硬化的核心層17疊置形成於第1護套層13之上。換言之，護套用環氧薄膜12的曝光部分硬化的第1護套層13，與核心用環氧薄膜14的曝光部分硬化的核心層亦即核心17，係在互相疊合之狀態下，殘留在基板11之上。
(圖5(f))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在80℃，0.3MPa的條件下，將厚度50μm的護套用環氧薄膜19，壓合在核心層17之上及一部分的基板11之上。將PET薄膜從環氧薄膜19上剝除。使用超高壓水銀燈，在2J/cm2 之條件下，使紫外光(在圖5(f)中以箭頭符號(↓)表示之紫外光)照射在護套用環氧薄膜19。再以140℃進行60分鐘的熱處理。
(圖5(g))
藉由以上步驟，護套用環氧薄膜19硬化的第2護套層21形成於核心層17之上及一部分的基板11之上。第2護套層21，以將第1護套13及核心層17覆蓋而使其埋沒之方式形成。製作出具有第1護套層13與核心層17與第2護套層21之光波導(平板波導：平面波導)1。光波導1係與基板11接合。
(圖5(g’))
若對基板11以俯視觀之，亦即從紫外光的照射方向(在圖5(d)或圖5(f)中之箭頭符號(↓))進行觀察，則第1護套層13部分地形成在基板11之上。又，若對基板11以俯視觀之，則第1護套層13的輪廓形狀與核心17的輪廓形狀一致。
進行所製作的光波導1在端面輸入輸出之損失評價，係0.1d B/cm之良好結果。
[比較例1]
參照圖6來說明比較例1的光波導1之製作。另外，與實施例1相同或相當的要素係使用相同符號。
(圖6(a))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，將厚度10μm的護套用環氧薄膜12，壓合在由聚碳酸酯樹脂所構成的140mm×120mm之基板(帝人化成製之「Panlite PC1151」)11之上。使用超高壓水銀燈，在2J/cm2 之條件下，使紫外光(↓)照射在護套用環氧薄膜12。將PET薄膜從環氧薄膜12上剝除之後，再以150℃進行30分鐘的熱處理。
(圖6(b))
藉由以上步驟，護套用環氧薄膜12硬化的第1護套層13形成於基板11之上。對第1護套層13施以氧電漿處理。條件定為10sccm，300W，2分30秒。
(圖6(c))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，將厚度30μm的核心用環氧薄膜14，壓合在已施行氧電漿處理的第1護套層13之上。將PET薄膜從環氧薄膜14上剝除。
(圖6(d))
在核心用環氧薄膜14之側，將負型遮罩22定位並疊置之。負型遮罩22，其構造為：在不透射紫外線的薄片上，形成有寬30μm、長120mm的直線圖案之狹縫。從核心用環氧薄膜14之側，使用超高壓水銀燈，在4J/cm2 之條件下，使紫外光(在圖6(d)中以箭頭符號(↓)表示之紫外光)透射負型遮罩22而照射在核心用環氧薄膜14。核心用環氧薄膜14之中，對應負型遮罩22的直線圖案之狹縫之部分受到曝光。再以140℃進行2分鐘的熱處理。顯影液，係使用調整至55℃的水類助溶清洗劑(荒川化學工業製之「PineAlpha ST-100SX」)，來進行顯影處理。顯影處理係使用超音波清洗機。此時，核心與護套之間沒有發生層間剝離。藉由顯影處理，核心用環氧薄膜14之中，未曝光部分溶解而去除。再以水進行最終清洗，進行吹氣之後，以100℃進行10分鐘的乾燥處理。
(圖6(e))
藉由以上步驟，核心用環氧薄膜14硬化的核心層17形成於第1護套層13之上。
(圖6(f))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在80℃，0.3MPa的條件下，將厚度40μm的護套用環氧薄膜19，壓合在核心層17之上及一部分的第1護套層13之上。將PET薄膜從環氧薄膜19上剝除。使用超高壓水銀燈，在2J/cm2 之條件下，使紫外光(在圖6(f)中以箭頭符號(↓)表示之紫外光)照射在護套用環氧薄膜19。再以140℃進行60分鐘的熱處理。
(圖6(g))
藉由以上步驟，護套用環氧薄膜19硬化的第2護套層21形成於核心層17之上及一部分的第1護套層13之上。製作出具有第1護套層13與核心層17與第2護套層21之光波導(平板波導：平面波導)2。光波導2係與基板11接合。
與實施例1相比較，第2護套層21，僅覆蓋到核心層17。對基板11以俯視觀之時，第1護套層13在基板11之上全面地形成。又，對基板11以俯視觀之時，則第1護套層13的輪廓形狀與核心17的輪廓形狀不一致。
進行所製作的光波導2在端面輸入輸出之損失評價，係0.1d B/cm之良好結果。
對在該比較例1的損失評價與在實施例1的損失評價進行比較， 發現係同等的損失。由此發現，根據依實施例1的製造方法，即使不進行電漿處理，亦可得到一種光波導，其與對下部護套層施以電漿處理的比較例1同樣優良，並發揮下部護套層與核心層之間的層間密接力。
[實施例2]
參照圖7來說明實施例2的光波導1之製作。另外，與實施例1相同或相當的要素係使用相同符號。
(圖7(a))
準備撓性雙面包銅疊層板(Panasonic電工製之「FELIOS(R-F7 75」)，其構造為：在厚度25μm的聚醯亞胺之雙面上疊層有厚度12μm的銅箔。對該撓性疊層板的一面之銅箔進行蝕刻以預先形成電子電路，並對另一面的所有銅箔進行蝕刻以去除之，藉此製作出外型尺寸為130mm×130mm的撓性印刷電路板，令其為撓性基板31。
(圖7(b))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，使外型尺寸為140mm×140mm的玻璃板(厚度2mm)32的一面，與可再次剝離的雙面膠帶(寺岡製作所製之「No.7692」)33的強黏著面對接，並進行壓合。使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，使雙面膠帶33的弱黏著面，與撓性基板31的電子電路形成面對接，並進行壓合。撓性基板31係隔著雙面膠帶33暫時黏接在玻璃板32上。
(圖7(c))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，將厚度10μm的護套用環氧薄膜12，壓合在撓性基板31之銅箔除去面之上。將PET薄膜從環氧薄膜12上剝除。
(圖7(d))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在60℃，0.2MPa的條件下，將厚度30μm的核心用環氧薄膜14，壓合在護套用環氧薄膜12之上。將PET薄膜從環氧薄膜14上剝除。
(圖7(e))
如圖3所示，以黃銅製作出模具16，其所具備之凸部16a(高度45μm)設有成形面16b。在核心形成用環氧薄膜14的外方，將模具16定位在鏡形成位置。
(圖7(f))
在50℃，0.2MPa的條件下，推入模具16，以使該凸部16a進入核心形成用環氧薄膜14。
(圖7(g))
若將模具16拔出，則在核心形成用環氧薄膜14上，形成了具有成形為45°的傾斜面18a之凹溝18b。
(圖7(h))
在核心用環氧薄膜14之側，將負型遮罩22定位並疊置之。負型遮罩22，其構造為：在不透射紫外線的薄片上，形成有寬30μm、長120mm的直線圖案之狹縫。從環氧薄膜14之側，使用超高壓水銀燈，在3J/cm2 之條件下，使紫外光(在圖7(h)中以箭頭符號(↓)表示之紫外光)透射負型遮罩22而照射在核心用環氧薄膜14及護套用環氧薄膜12。核心用環氧薄膜14及護套用環氧薄膜12之中，對應負型遮罩22的直線圖案之狹縫之部分同時受到曝光。
(圖7(i))
以140℃進行2分鐘的熱處理之後，顯影液，係使用調整至55℃的水類助溶清洗劑(荒川化學工業製之「PineAlpha ST-100SX」)，來進行顯影處理。核心用環氧薄膜14及護套用環氧薄膜12之中，未曝光部分溶解而去除。再以水進行最終清洗，進行吹氣之後，以100℃進行10分鐘的乾燥處理。藉由以上步驟，護套用環氧薄膜12硬化的第1護套層13形成於撓性基板31之上，核心用環氧薄膜14硬化的核心層17疊置形成於第1護套層13之上。
(圖7(j))
在核心層17的凹溝18b之上，攤開並設置了反射膜轉印用薄膜15。轉印用薄膜15，如圖4所示，其構造為：在PET薄膜15a(厚度10μm)之上，依序疊層金膜15b(厚度1500)及黏接層15c(厚度1μm)。轉印用薄膜15，係以黏接層15c與核心層17對接的方式配置。使用具有沿著凹溝18b內面的形狀之凸部之矽酮橡膠模20，在150℃，0.5MPa，15秒的條件下，將轉印用薄膜15推入凹溝18b之中，使其與傾斜面18a密接。
(圖7(k))
將矽酮橡膠模20拔出，並將轉印用薄膜15的PET薄膜15a剝除。於核心層17，形成了微鏡18，其構造為：金膜15b作為反射膜貼附在成形為45°的傾斜面18a。
(圖7(m))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在80℃，0.3MPa的條件下，將厚度50μm的護套用環氧薄膜19，壓合在核心層17之上及一部分的撓性基板31之上。在以120℃進行30分鐘的熱處理之後，使用超高壓水銀燈，在2J/cm2 之條件下，使紫外光(在圖7(m)中以箭頭符號(↓)表示之紫外光)照射在護套用環氧薄膜19。將PET薄膜從環氧薄膜19上剝除之後，再以150℃進行30分鐘的熱處理。
(圖7(n))
藉由以上步驟，護套用環氧薄膜19硬化的第2護套層21形成於核心層17之上及一部分的撓性基板31之上。第2護套層21的表面係施加了氧電漿處理。
(圖7(o))
使用加壓式真空壓合器(Nichigo-morton製之「V-130」)，在120℃，0.3MPa的條件下，將表覆層薄膜(Panasonic電工製之「halogen-free coverlay film R-CAES」，聚醯亞胺製，厚度12.5μm，黏接層厚度15μm)24，壓合在第2護套層21之上。再以160℃進行60分鐘的熱處理。
(圖7(p))
藉由以上步驟，製作出具有第1護套層13與核心層17與第2護套層21之光波導(通道波導)3。光波導3係與撓性基板31及表覆層薄膜24接合。亦即，製作出光電複合撓性配線板。將玻璃板32及雙面膠帶33去除。
進行所製作的光電複合撓性配線板之光波導3在鏡輸入輸出之損失評價，係3.8dB之良好結果。另外，此損失的值，係使用附有微鏡的光波導來進行測定之結果。亦即，係包含鏡損失之值。
以上，如透過本發明的實施形態及實施例，舉出具體例來詳細說明般，依本實施形態的光波導之製造方法，例如參照圖5，係具有核心17及護套13的光波導1之製造方法；其包含：第1步驟(圖5(b))，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之護套形成用樹脂層12；第2步驟(圖5(c))，在該護套形成用樹脂層12之上，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之核心形成用樹脂層14；光照射步驟(圖5(d))，僅對以下兩部分照射光：該核心形成用樹脂層14中用以形成核心17的部分，及該護套形成用樹脂層12中對應用以形成核心的部分之部分；以及熱處理步驟(圖5(d))，對該核心形成用樹脂層14及該護套形成用樹脂層12進行熱處理。因此，未硬化的護套形成用樹脂層12，保持不硬化，於其上形成未硬化的核心形成用樹脂層14。而同時對未硬化的護套形成用樹脂層及未硬化的核心形成用樹脂層照射光，同時施以熱處理。其結果，在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時藉由光及熱使之硬化，因而無須進行電漿處理，即可提高護套層13與核心層17之層間密接力。吾人思及，此係因如上所述，在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時藉由光及熱使之硬化，因而在護套層13與核心層17之間，有化學結合力作動。
在本實施形態中，例如參照圖7，宜包含：壓模步驟，在該第2步驟(圖7(d))之後，該光照射步驟(圖7(h))之前，在該核心形成用樹脂層14形成傾斜面18a；該壓模步驟，宜為以下步驟(圖7(f))：對設有對應該傾斜面18a的成形面16b之凸部16a的成形模16進行推壓，以使該凸部16a進入該核心形成用樹脂層14，藉此在該核心形成用樹脂層14形成該傾斜面18a。因此，在核心形成用樹脂層14形成有傾斜面18a。該傾斜面18a係作為變更光的路徑(例如變更為略呈垂直)之微鏡而發揮功能。因此，可得到一種光波導，其適合於光波導與電子電路複合化的光電複合配線板等。
在本實施形態中，例如參照圖3，該成形模16的凸部16a的高度(D)，宜為大於該核心形成用樹脂層14的厚度之高度。因此，可確保在核心形成用樹脂層14完全(穿越核心形成用樹脂層14的全厚度)形成傾斜面18a。
在本實施形態中，例如參照圖7，宜包含：金屬膜形成步驟(圖7(j))，在該壓模步驟(圖7(f))之後，該光照射步驟(圖7(h))之前或之後，使在該核心形成用樹脂層14所形成的傾斜面18a，與疊層有金屬膜15b的轉印用薄膜15密接，藉此使該金屬膜15b轉印形成在該傾斜面18a上以作為金屬反射膜。因此，可簡便且低成本地，在傾斜面18a形成金屬反射膜，可提高微鏡的反射效率。
在本實施形態中，例如參照圖5，宜包含：第2護套層形成步驟(圖5(f))，在該熱處理步驟(圖5(d))之後，形成第2護套層21，以將所形成的護套層13及核心層17覆蓋而使其埋沒。因此，可避免以下問題：核心17上容易附著雜質或塵埃，或是在容易結露的環境中傳遞特性容易產生變化。
依本實施形態的光波導，例如參照圖5，係具有核心17及護套13之光波導1；並由上述製造方法所製造。因此，在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時使之硬化，因而無須進行電漿處理，即可提高護套層13與核心層17之層間密接力。吾人思及，此係因如上所述，在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時藉由光及熱使之硬化，因而在護套層13與核心層17之間，有化學結合力作動。
依本實施形態的光波導，例如參照圖5(g)、圖5(g’)，係具有核心17及護套13之光波導1；其具有：基板11；第1護套13，部分地形成在基板11之上；核心17，疊置在第1護套13之上而形成；以及第2護套21，以將第1護套13及核心層17覆蓋而使其埋沒之方式形成；對基板11以俯視觀之時，第1護套13的輪廓形狀與核心17的輪廓形狀一致；在第1護套與核心之間的層間，產生化學結合力。
此種構造，係無法在各層之個別形成中取得之構造。所謂各層之個別形成，係例如先使護套形成用樹脂層硬化，於該硬化層(護套層)之上，形成未硬化的核心形成用樹脂層，而僅對核心形成用樹脂層中用以形成核心的部分照射光，以使其硬化。(參照比較例1)。亦即，此種構造，正是藉由依本實施形態的光波導之製造方法製造而取得之構造。亦即，係在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下，僅對用以形成核心的部分同時選擇性地進行曝光，以使其硬化而取得之構造。
因此，依具有此種構造的本實施形態的光波導，在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時使之硬化，因而無須進行電漿處理，即可提高護套層13與核心層17之層間密接力。吾人思及，此係因如上所述，在使未硬化的護套形成用樹脂層12與未硬化的核心形成用樹脂層14疊層之狀態下同時藉由光及熱使之硬化，因而在護套層13與核心層17之間，有化學結合力作動。
[產業上利用性]
根據本發明，可提供一種光波導之製造方法，其無須施以電漿處理，即可製造護套層與核心層之間的層間密接力優良之光波導。又，可提供一種藉由該光波導之製造方法所製造之光波導。
1、2、3．．．光波導
11．．．基板
12．．．護套形成用樹脂層
13．．．第1護套
14．．．核心形成用樹脂層
15．．．轉印用薄膜
15a．．．PET薄膜
15b．．．金屬膜
15c．．．黏接層
16．．．成形模
16a．．．凸部
16b．．．成形面
16c．．．下面
16x．．．模本體
17．．．核心
18．．．微鏡
18a．．．傾斜面
18b．．．凹溝
19．．．護套用環氧薄膜
20．．．矽酮橡膠模
21．．．第2護套
22．．．負型遮罩
24．．．表覆層薄膜
31．．．撓性基板
32．．．玻璃板
33．．．雙面膠帶
D．．．凸部16a的高度
S．．．在進行壓模前，核心形成用樹脂層14表面之高度
圖1(a)~(c)係用以說明依本發明的實施形態之光波導之製造方法的一特徵部分之主要部分放大圖。
圖2(a)~(b)係用以說明依本發明的實施形態之光波導之製造方法的壓模步驟之主要部分放大剖面圖。
圖3係用以說明依本發明的實施形態之光波導之製造方法的壓模步驟中所使用的成形模規格之側視圖。
圖4係用以說明依本發明的實施形態之光波導之製造方法中所使用的反射膜轉印用薄膜之構造之側視圖。
圖5(a)~(g’)係用以說明實施例1之光波導之製造方法之步驟圖。
圖6(a)~(g)係用以說明比較例1之光波導之製造方法之步驟圖。
圖7(a)~(p)係用以說明實施例2之光波導之製造方法之步驟圖。
11．．．基板
12．．．護套形成用樹脂層
13．．．第1護套
14．．．核心形成用樹脂層
17．．．核心
19．．．護套用環氧薄膜
21．．．第2護套
22．．．負型遮罩

Claims (7)

  1. 一種光波導之製造方法，該光波導具有核心及護套；該光波導之製造方法的特徵為包含：第1步驟，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之護套形成用樹脂層；第2步驟，在該護套形成用樹脂層之上，形成由未硬化的光硬化性樹脂所構成之核心形成用樹脂層；光照射步驟，僅對以下兩部分照射光：該核心形成用樹脂層中用以形成核心的部分，及該護套形成用樹脂層中對應用以形成核心的部分之部分；熱處理步驟，對該核心形成用樹脂層及該護套形成用樹脂層進行熱處理；以及壓模步驟，在該第2步驟之後，該光照射步驟之前，在該核心形成用樹脂層形成傾斜面；其中該壓模步驟為以下步驟：對設有對應該傾斜面的成形面之凸部的成形模進行推壓，以使該凸部進入該核心形成用樹脂層，藉此在該核心形成用樹脂層形成該傾斜面；且該成形模的凸部之高度，為大於該核心形成用樹脂層的厚度之高度。
  2. 如申請專利範圍第1項的光波導之製造方法，其包含：金屬膜形成步驟，在該壓模步驟之後，該光照射步驟之前或之後，使在該核心形成用樹脂層所形成的該傾斜面，與疊層有金屬膜的轉印用薄膜密接，藉此使該金屬膜轉印形成在該傾斜面上以作為金屬反射膜。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的光波導之製造方法，其包含：第2護套層形成步驟，在該熱處理步驟之後，形成第2護套層，以將所形成的護套層及核心層覆蓋而使其埋沒。
  4. 一種光波導，具有核心及護套；該光波導之特徵為：由申請專利範圍第1項的光波導之製造方法所製造。
  5. 一種光波導，具有核心及護套；該光波導之特徵為具有：基板；第1護套，部分地形成在該基板之上；核心，疊置在該第1護套之上而形成；以及第2護套，以將該第1護套及該核心覆蓋而使其埋沒之方式形成；其中以從該核心到達至該第1護套內的方式，形成有傾斜面；且在該第1護套與該核心之間的層間，產生化學結合力。
  6. 如申請專利範圍第5項的光波導，其中，在該傾斜面上，隔著黏接層而包含有金屬膜。
  7. 如申請專利範圍第5或6項的光波導，其中，對該基板以俯視觀之時，該第1護套的輪廓形狀與該核心的輪廓形狀一致。
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