(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板に、当該基板の一方の面側から他方の面側にかけて厚さ方向にわたって設けられた第１の光導波路と、
前記基板の両面のうち少なくともどちらか一方の面側に設けられた第２の光導波路と、
これら第１の光導波路と第２の光導波路のうちの一方の光導波路から他方の光導波路側へ光の向きを変える方向変換手段とを具備し、
前記第１の光導波路は、光を通すためのコア層と、このコア層の周りに設けられたクラッド層とから構成される光導波路付基板の製造方法であって、
前記第１の光導波路は、
前記基板に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔が形成された基板をクラッド層形成用の第１の樹脂液中に浸して前記貫通孔内に第１の樹脂液を充填させた後、その樹脂液を硬化させる工程と、
第１の樹脂で埋められた前記貫通孔部分にクラッド層を残してコア用貫通孔を形成する工程と、
前記コア用貫通孔が形成された基板をコア層形成用の第２の樹脂液中に浸して前記コア用貫通孔内に第２の樹脂液を充填させた後、その樹脂液を硬化させる工程とを行うことにより形成するようにしたことを特徴とする光導波路付基板の製造方法。
【請求項２】
コア用貫通孔は、レーザーまたはプラズマ加工により形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の光導波路付基板の製造方法。
【請求項３】
基板は、ポリイミドにより形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光導波路付基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に光導波路を設ける構成とした光導波路付基板の製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、光と電気の混載を目的として、基板に光導波路を設ける構成とした光導波路付基板が検討されている。従来では、例えば次のようなものが考えられている。それは、基板の片面に、光導波路を設けると共に、この光導波路の一端部側に位置させて、方向変換手段としての反射面及び受光素子を設け、光導波路に入った光を、反射面にて受光素子側へ向きを変え、その受光素子にて受ける構成としたものである。
【０００３】
しかしながら、上記した構成のものの場合、基板において光が扱えるのは、片面側だけである。このため、光を扱うについて、一つの基板において利用できるスペースが限定されることになる。
【０００４】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光を扱うについて、基板を有効に活用できて、基板の高密度化に対応できる光導波路付基板を提供でき、また、基板に光導波路を良好に形成することができる光導波路付基板の製造方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明は、基板と、この基板に、当該基板の一方の面側から他方の面側にかけて厚さ方向にわたって設けられた第１の光導波路と、前記基板の両面のうち少なくともどちらか一方の面側に設けられた第２の光導波路と、これら第１の光導波路と第２の光導波路のうちの一方の光導波路から他方の光導波路側へ光の向きを変える方向変換手段とを具備し、前記第１の光導波路は、光を通すためのコア層と、このコア層の周りに設けられたクラッド層とから構成される光導波路付基板の製造方法であって、
前記第１の光導波路は、
前記基板に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔が形成された基板をクラッド層形成用の第１の樹脂液中に浸して前記貫通孔内に第１の樹脂液を充填させた後、その樹脂液を硬化させる工程と、
第１の樹脂で埋められた前記貫通孔部分にクラッド層を残してコア用貫通孔を形成する工程と、
前記コア用貫通孔が形成された基板をコア層形成用の第２の樹脂液中に浸して前記コア用貫通孔内に第２の樹脂液を充填させた後、その樹脂液を硬化させる工程とを行うことにより形成するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
上記した手段によれば、基板に設けられた第１の光導波路は、基板の一方の面と他方の面とを光学的に接続することができる。このため、光を扱う手段を基板の両面に設けることが可能になり、基板を有効に活用できるようになる。また、上記した製造方法によれば、コア層とクラッド層とを有する第１の光導波路を良好に形成することができる。
【０００７】
この場合、コア用貫通孔は、レーザーまたはプラズマ加工により形成することが好ましい（請求項２の発明）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について、図１ないし図４を参照して説明する。これらのうち、図１及び図２は要部を拡大して示したものでる。基板１は、例えば、耐熱性に優れたポリイミド製のフィルムから構成されている。この基板１に用いたポリイミドフィルムは、厚さが１２５μｍ、屈折率が１．７５１のものであり、柔軟性を有している。
【０００９】
この基板１には、当該基板１の図１中、上面側から下面側にかけて厚さ方向にわたるように第１の光導波路２が設けられている。この第１の光導波路２は、基板１に形成された貫通孔３に設けられていて、光を通すためのコア層４と、このコア層４の周りに設けられたクラッド層５とから構成されている。この場合、コア層４は、例えば、屈折率が１．５６０のフッ素化ポリイミド樹脂により形成され、また、クラッド層５は、例えば、屈折率が１．５４１のフッ素化ポリイミド樹脂により形成されている。
【００１０】
ここで、基板１に第１の光導波路２を形成する方法について、図３を参照して説明する。
（１）ポリイミドフィルムからなる基板１に、第１の光導波路２を形成する箇所に対応して、円形の貫通孔３を形成する（（ａ）参照）。この貫通孔３は、例えばＫｒＦエキシマレーザー（波長が２４８ｎｍ）を用いて形成する。貫通孔３の内径は、例えば１５０μｍとする。
【００１１】
（２）次に、基板１を、クラッド層５を形成するための第１の樹脂、この場合、フッ素化ポリイミドの樹脂液中に浸し（いわゆるディッピング）、貫通孔３内にその第１の樹脂が充填されるようにする。このとき、第１の樹脂は基板１の表裏両面にも付着することになる。そして、基板１を取り出した後、その第１の樹脂５ａ（（ｂ）参照）を硬化させる。このとき、貫通孔３は第１の樹脂５ａにより埋められた状態となっている。
【００１２】
（３）次に、第１の樹脂５ａで埋められた貫通孔３部分に、クラッド層５を残して円形のコア用貫通孔６（（ｃ）参照）を、レーザーまたはプラズマにより形成する。この場合、コア用貫通孔６の内径は、例えば１２５μｍとする。なお、コア用貫通孔６は、棒状のものを差し込むことで形成するようにしてもよい。
【００１３】
（４）次に、コア用貫通孔６が形成された基板１を、コア層４を形成するための第２の樹脂、この場合、フッ素化ポリイミドの樹脂液中に浸し、コア用貫通孔６内にその第２の樹脂が充填されるようにする。このとき、第２の樹脂は基板１の表裏両面にも付着することになる。そして、基板１を取り出した後、その第２の樹脂４ａ（（ｄ）参照）を硬化させる。このとき、コア用貫通孔６は第２の樹脂４ａにより埋められた状態となっている。これにより、基板１の貫通孔３部分に、第２の樹脂４ａによりコア層４が形成されると共に、第１の樹脂５ａによりクラッド層５が形成される。
【００１４】
このようにして第１の光導波路２が形成された基板１には、図１及び図２中、上面側と下面側に、それぞれ同様な構成の第２の光導波路７，７が設けられている。この第２の光導波路７は、例えば、屈折率が１．５７２のフッ素化ポリイミド樹脂により形成されたもので、第１の光導波路２の端部と対応する部分に、光の方向変換手段を構成する反射面８がそれぞれ形成されている。この場合、反射面８は、４５度の傾斜面により形成されている。この反射面８に、例えば金属の薄膜を形成することが好ましい。このようにした場合には、反射面８における反射率を高めることができる。
【００１５】
このような構成の第２の光導波路７は、基板１とは別に予め形成され、上記コア層４を形成するための第２の樹脂４ａを接着剤として基板１の上面側及び下面側にそれぞれ固定状態に設けられている。この場合、上面側の光導波路７と下面側の光導波路７とは、その長手方向（光の通る方向）が直交する配置形態となっている。
【００１６】
上記した構成において、例えば、上面側の第２の光導波路７に、図１及び図２中矢印Ａ方向の光が入力されると、その光は、第２の光導波路７を通り、端部の反射面８において第１の光導波路２側に向きを変え、この第１の光導波路２のコア層４を通って下方に向かう。コア層４を下方に向かった光は、下面側の反射面８において第２の光導波路７側に向きを変え、この第２の光導波路７を通って出力されるようになる。このとき、上面側の第２の光導波路７に入力される光と、下面側の第２の光導波路７から出力される光の向きは、９０度異なった向きとなる。
【００１７】
また、上述とは逆に、下面側の第２の光導波路７の端部から光を入力した場合には、光は上述とは逆の経路で上面側の第２の光導波路７から出力されるようになる。
【００１８】
図４には、１枚の基板１に、上述した第１の光導波路２と第２の光導波路７，７を複数組設けたものが示されている。この場合も、上面側の第２の光導波路７と下面側の第２の光導波路７とは、その長手方向（光の通る方向）が直交する配置形態となっている。
【００１９】
ここで、図示はしないが、例えば基板１の下面側に、第２の光導波路７を設けることに代えて、受光素子を設ける構成とすることもできる。このようにした場合には、上面側の第２の光導波路７に入力された光を、第１の光導波路２を経由して、その受光素子により検出することが可能になる。
【００２０】
上記した第１実施例によれば、次のような効果を得ることができる。
基板１に、この基板１の厚さ方向にわたって第１の光導波路２を設けた構成としているので、基板１の一方の面である上面側と他方の面となる下面側とを光学的に接続することができるようになる。これにより、光を扱う手段を基板１の両面に設けることが可能になるから、基板１を有効に活用できるようになり、ひいては基板１の高密度化に対応できるようになる。
【００２１】
第１の光導波路２は、基板１に形成した貫通穴３に設ける構成としているので、基板１に第１の光導波路２を設ける構成としながらも、基板１を極力コンパクトにすることができる。
【００２２】
第１の光導波路２は、光を通すためのコア層４と、このコア層４の周りに設けられたクラッド層５とから構成しているから、この第１の光導波路２に光を良好に通すことができる。
【００２３】
第２の光導波路７を基板１の上下両面側に設け、上面側の第２の光導波路７と下面側の第２の光導波路７の向きを適宜設定することにより、基板１において光の方向を自由に設定することが可能になる。
【００２４】
また、基板１に第１の光導波路２を形成する際に、上記した製造方法（（１）〜（４））を採用したことにより、基板１にこれの厚さ方向にわたる第１の光導波路２を良好に、しかも容易に形成することができる。
【００２５】
図５は本発明の第２実施例を示したものであり、この第２実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。
すなわち、基板１の下面側の第２の光導波路７は、これの長手方向（光の通る方向）が、上面側の第２の光導波路７の長手方向（光の通る方向）と同じ方向となっている。
【００２６】
図６は本発明の第３実施例を示したものであり、この第３実施例は第１実施例とは次の点が異なっている。
すなわち、基板１に形成された貫通穴３の中央部に設けられた第１の光導波路１０は、中心部のコア層１１と、このコア層１１の周りに設けられたクラッド層１２とから構成されている。基板１の図中上下両面、及び貫通穴３におけるクラッド層１２の周りには、第２のクラッド層１３が設けられている。
【００２７】
基板１の上面側に設けられた第２の光導波路１４は、中央部のコア層１５と、このコア層１５の周りに設けられたクラッド層１６とから構成されている。この第２の光導波路１４の端部にも、反射面８が形成されている。そして、第２の光導波路１４のコア層１５は、反射面８において向きが変えられていて、このコア層１５と第１の光導波路１０におけるコア層１１とが接続された状態となっている。なお、基板１の下面側には、第２の光導波路１４または受光素子が設けられる構成とする。
【００２８】
このような構成とした第３実施例においても、基板１の上下両面側を光学的に接続することができるようになり、光を扱う手段を基板１の両面に設けることが可能になるから、基板１を有効に活用できるようになり、ひいては基板１の高密度化に対応できるようになる。
【００２９】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
第２の光導波路７，１４は、基板１の片面に溝を形成し、この溝に設ける構成とすることもできる。
反射面８は、第２の光導波路７，１４とは別の部材に設けることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
請求項１の光導波路付基板の製造方法によれば、基板に、この基板の厚さ方向にわたって第１の光導波路を設ける構成としたことにより、基板の一方の面側と他方の面側とを光学的に接続することができるようになる。これにより、光を扱う手段を基板の両面に設けることが可能になるから、基板を有効に活用できるようになり、ひいては基板の高密度化に対応できるようになる。また、基板にこれの厚さ方向にわたる第１の光導波路を良好に、しかも容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示す要部の縦断面図
【図２】  要部の破断斜視図
【図３】  （ａ）〜（ｄ）は基板に第１の光導波路を形成する工程を示す図
【図４】  基板に第１及び第２の光導波路を複数組設けた状態の斜視図
【図５】  本発明の第２実施例を示す図２相当図
【図６】  本発明の第３実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
１は基板、２は第１の光導波路、３は貫通孔、４はコア層、４ａは第２の樹脂、５はクラッド層、５ａは第１の樹脂、６はコア用貫通孔、７は第２の光導波路、８は反射面（方向変換手段）、１０は第１の光導波路、１１はコア層、１２はクラッド層、１４は第２の光導波路、１５はコア層、１６はクラッド層を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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