(57)【要約】本発明は１種類の光信号を含む１種類または複数種類の信号を導く導体担体構成（１０）に関する。上記構成は、基板（１３）および前記基板上に配置された前記光信号のための光導波路（１１）を少なくとも１つ含む。前記光導波路の材料と異なる特性を持つ材料からなる被覆層（１２）が前記光導波路に施され、前記基板（１３）の製造段階において光導波路が前記基板（１３）上に設けられる。
2005507506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種類の光信号を含む１種類または複数種類の信号を導く導体担体構成（１０）であって、
・基板（１３）および
・前記基板上に配置された前記光信号のための光導波路（１１）を少なくとも１つ含む導体担体構成において、
前記光導波路の材料と異なる特性を持つ材料からなる被覆層（１２）が前記光導波路に施され、前記基板（１３）の製造段階において光導波路が前記基板（１３）上に設けられることを特徴とする導体担体構成。
【請求項２】
前記基板がセラミック基板である請求項１記載の構成。
【請求項３】
前記光導波路が、特定の用途に使われる波長域においてほぼ透過な材料である、ガラス複合材料などのセラミック材料、ガラス、ポリマーなどのいずれか１つである請求項１記載の構成。
【請求項４】
光導波路の断面が、ほぼ矩形または半円形であるか、あるいは円弧に似ている請求項１記載の構成。
【請求項５】
光導波路（１１）が基板（１３）上にペーストを介して固定的に配置される先行する請求項のいずれか１項記載の構成。
【請求項６】
前記被覆層がクラッド層である請求項７１記載の構成。
【請求項７】
最初に中間支持部（１４）が基板（１３）に設けられ、光導波路（１１）がその上に設けられる先行する請求項のいずれかの項に記載の構成。
【請求項８】
被覆層（１２）の屈折率（ｎ２）が信号を閉じ込めるための光導波路（１１）の屈折率（ｎ１）と異なる請求項６記載の構成。
【請求項９】
基板（１３）がＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）またはＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）材からなる請求項３記載の構成。
【請求項１０】
導波路が基板上にオフセット印刷によって設けられている請求項１乃至９のいずれか１項記載の構成。
【請求項１１】
信号、特に光信号を導くための導体担体構成（１０）の製造方法であり、前記導体構成（１０）がセラミック基板（１３）上に配置された光導波路（１１）を少なくとも１つ含む導体担体構成の製造方法であって、少なくとも１つのペーストをセラミック基板（１３）に施す工程と、少なくとも１つの光導波路（１２１）を前記セラミック基板（１３）上に押し付けることによって、前記ペーストを介して固定する工程と、前記光導波路とは異なる特性を持つ被覆層（１２）を前記光導波路に設ける工程とを含む導体担体構成の製造方法。
【請求項１２】
光導波路（１１）を前記基板（１３）上に配置する前または後に、少なくとも１つの被覆層（１２）を前記光導波路（１１）に設ける工程をさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
最初に中間支持部（１４）をセラミック基板（１３）に設け、第２の光導波路（１１）をこの中間支持部（１４）に設ける工程をさらに含む請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
光導波路を前記基板上にオフセット印刷によって設ける工程をさらに含む請求項１１乃至１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
信号、特に光信号を導くための導体担体構成（１０）の製造方法であり、前記導体担体構成（１０）がセラミック基板（１３）上に配置された光導波路（１１）を少なくとも１つ含む導体担体構成の製造方法であって、
−少なくとも１つのガラスペーストを支持（１４）部材としてセラミック基板（１３）に印刷によって設ける工程と、
−前記印刷されたガラスペーストと基板との１回目の同時焼成を行う工程と、
−第２のガラスペーストを光導波路（１１）として前記支持部（１４）の上に印刷する工程と、
−前記光導波路の２回目の同時焼成を行う工程と、
を含む導体担体構成の製造方法。
【請求項１６】
前記印刷方法がスクリーン印刷である請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
第１のガラスペーストが第２のガラスペーストとは異なる特性を持つ請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
１回目の同時焼成を２回目の同時焼成より高い温度で行う請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上、好ましくはセラミック基板上に配置した少なくとも１つの光導波路を含む、信号、特に光信号を導くための導波路の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、光通信がこれまで以上に多くの用途に利用されるようになっている。これらの光学システムには、これまで電気システムでは得られなかった利点がある。光ファイバは、超高帯域幅および低損失を長距離にわたってサポートし、それが取って代わった銅線をはるかに超える能力を提供する、遠隔通信に最適な伝送装置として確立されている。現在では、光学配線をより短距離用の用途、例えば回路上の電気光学部品間、回路間通信、コンピュータ内部、医療などへの用途の可能性を探る研究が進められている。
【０００３】
従来の光通信においては、光信号は光ファイバ、光導波路、コネクタ、部品、およびその他の種類の回路を用いて導かれるか、または自由空間中の伝播によって伝送されていた。ただし、従来技術では、通信用の光導波路を（特に）セラミック担体上に配置する技術はなにも開示されていない。
【０００４】
米国特許第５，９３７，１２５号、米国特許第５，５７４，８１４号、および米国特許第５，４５２，３９０号の明細書には、光学分野におけるＬＴＣＣ〔低温同時焼成セラミック(Low Temperature Cofired Ceramic)〕技術を含む応用例が開示されている。これらの明細書には、ＬＴＣＣ技術を導体内のベースプレートまたはある種のベッディング(bedding)に使用したさまざまな光学接点が示されている。ＬＴＣＣ担体上に直接設けられた導体は、これらの明細書のどれにも示されていない。
【０００５】
シューネマン(Shuenemann)らは、「センサとアクチュエータ(Sensors and Actuators)」、第７３号、エルセビア・サイエンス社、１９９９年、ｐ．１５３−１６８に、ＬＴＣＣ技術を使用したモジュールを示している。このモジュールは、微細流の電子および光学信号を管理するように調整されている。
【０００６】
韓国特許第９，７１１，５２１号の目的は、製造コストおよび伝播ホーンの損失を低減することである。したがって、第１工程から第４工程からなる、光伝播ホーンの製造方法が開示されている。第１工程では、シリカ粉末を用いてガラスを製造するために使用するペーストを製造する。第２工程では、スクリーン印刷法によって基板にペーストをコーティングし、加熱処理を行い、バッファ層を形成する。第３工程では、バッファ層にペーストをコーティングし、バッファ層での加熱処理温度より低い温度で加熱処理を行ってコア層を形成する。第４工程では、コア層にペーストをコーティングし、コア層での加熱処理温度より低い温度で加熱処理を行ってクラッド層を形成する。
【０００７】
この明細書は、すべての導波部品の作成に同じペーストを使用しており、特性の異なるさまざま種類のガラスの使用については言及していない。
【０００８】
米国特許第５，２６１，０２２号明細書には、Ａｌ２Ｏ３の基板およびその上に施されたＳｉＯ２の石英ガラス膜からなる光導波路が開示されている。このガラス膜は、ＳｉＯ２を３５〜９０モル％含む。この素子は、光電子配線を形成するために、同じ基板上に系統連系(interconnection)と一緒に使用してもよい。この発明は、薄膜ガラス釉をセラミック基板に施すために使用してもよい。また、この文献には、同じ特性を持つ同じ導波材料が使われている。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の主な目的は、（セラミック）担体構成上に、紫外バンドとサブミリメータバンド間の波長域における電磁放射などの光信号のための導波路を配置することである。この導波路は、特に光導波路用の構成にすることも、複合伝導構成にすることもできるので、電気信号と光信号の両方の伝導に適している。
【００１０】
また、本発明の別の極めて基本的な目的は、光信号を複数の異なる方向に導くこと、つまり光信号を導波路構成の基板の平面上で導くことである。
【００１１】
これらの理由により、本発明は、１種類の光信号を含む１種類または複数種類の信号を導くための導体担体構成を含む。この構成は、基板および前記基板上に配置された前記光信号のための少なくとも１つの光導波路(optical conductor guide)を含む。この光導波路には、光導波路材とは異なる特性を持つ材料からなる被覆層が設けられ、光導波路は前記基板上に、前記基板の製造段階において設けられる。好適な実施形態においては、基板はセラミック基板とすることができる。光導波路は、特定の用途に使用される波長域においてほぼ透過な材料である、ガラス複合材料などのセラミック材料、ガラス、ポリマーなどのうちの１つで形成することができる。光導波路の断面は、ほぼ矩形または半円にするか、あるいは円弧に似せる。光導波路は、ペーストによって基板上に固定的に配置する。被覆層はクラッド層とすることができる。基板には、最初に中間支持部を設け、その上に光導波路を設ける。被覆層の屈折率（ｎ２）は、信号を閉じ込めるための光導波路の屈折率（ｎ１）とは異なる。基板は、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）またはＨＴＣＣ〔高温同時焼成セラミック(High Temperature Cofired Ceramic)〕材のどちらかであることが好ましい。導波路は、オフセット印刷によって基板上に設けることが最も好ましい。
【００１２】
本発明は、さらに信号、特に光信号を導くための導体担体構成の製造方法に関する。導体構成は、前記基板上に少なくとも１つのペーストを施す工程と、少なくとも１つの光導波路を前記セラミック基板上に押し付けることによって前記ペーストを介して固定する工程と、前記光導波路とは異なる特性を持つ被覆層を前記光導波路に施す工程とによってセラミック基板上に配置された少なくとも１つの光導波路を含む。この方法は、前記光導波路を前記基板上に配置する前または後に、少なくとも１つの被覆層を光導波路に設ける工程をさらに含む。この方法は、最初に中間支持部をセラミック基板に設け、第２の光導波路をこの中間支持部に設ける工程をさらに含む。この方法は、オフセット印刷によって光導波路を前記基板上に設ける工程をさらに含む。
【００１３】
本発明は、また、信号、特に光信号を導くための導体担体構成の製造方法に関する。この導体担体構成は、少なくとも１つのガラスペーストを支持部材としてセラミック基板上に印刷によって設ける工程と、前記印刷されたガラスペーストと基板との１回目の同時焼成を行う工程と、第２のガラスペーストを光導波路として前記支持部上に印刷する工程と、前記光導波路の２回目の同時焼成を行う工程とによってセラミック基板上に配置された少なくとも１つの光導波路を含む。印刷方法はスクリーン印刷である。第１のガラスペーストは、第２のガラスペーストとは異なる特性を持つ。１回目の同時焼成は、２回目の同時焼成より高い温度で行う。
【００１４】
次に、以下の添付図面に従って実施形態に関連づけながら、本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
導波路構成を設けた担体構成１０は、図１に示す概略図のように、基板１３の上に設けた少なくとも１つのコア部分１１から構成される。コア部分は、特定の用途に使用される波長域においてほぼ透過な材料である、ガラス複合材などのセラミック材、ガラス、ポリマーなどで製造することが好ましい。コア部の断面は、任意に選ぶことも、矩形、半円形、または円弧に似た形にすることもできる。断面の幅は、１〜１０００μｍであることが好ましい。
【００１６】
好適な実施形態においては、クラッド層１２等の形状の被覆をコア部１１に少なくとも１層施す。クラッド層１２もガラス材などのセラミック材料、ポリマーなどで構成する。クラッド層１２もほぼ透明であることが好ましいが、金属などの反射材料でも構わない。また、それぞれ異なる反射率を持つ複数の異なる種類のガラスを使用することもできる。
【００１７】
ただし、クラッド部１２の屈折率ｎ２は、コア部１１の屈折率ｎ１とは異なることが好ましい。コア部とクラッド部の両方が透明な場合は、屈折率の差によって、またはクラッド部の内部表面が反射する場合は、クラッド部の反射によって、光信号は構成内を導かれる。
【００１８】
さらに、コア層１１のみの構成で、つまりクラッド層１２なしで、光導波路を構成することも可能である。図２を参照。例えば、本発明の別の実施形態においては、コア部１１をドープ処理することによって、コア部１１の表面近くに反射特性を導入することも、コア部断面全体にわたって異なる屈折率を分布させることもできる。
【００１９】
図１に示すクラッド層１２はコア部１１を完全に包囲することができるので、その後、完全な光導波路１１、１２、および１４をセラミック基板１３などの担体上に構成するときに、このクラッド部の部分１４が、その上に光学コア部１１を設けることができる中間支持部としての「足」を構成する。したがって、伝送特性と製造技術の両方が改良される。中間支持部１４は、上記のようにクラッド層として実際の光波長に対して透過なガラスなどのセラミック材料または金属で構成する。
【００２０】
セラミック基板１３は、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）材で製造することが好ましい。ただし、ＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）材も可能である。光導波路のコア部１１はセラミック基板１３上に、上記のように被覆クラッド層１２付きで設けることも、被覆クラッド層１２なしで設けることもできる。さらに、クラッド層１２は、製造プロセスの複数の異なる段階でコア部１１上に設けることもできる。コア部１１は、セラミック基板１３上に施したペーストを介してセラミック基板１３上に設けることができるので、光学導体１１は、基板１３に押し付けるなどの方法によって、基板１３上に設ける。この方法によると、光導波路はセラミック基板１３上に平坦な断面を持つことができる。その後、ペーストの有機物を焼くことができる。この結果、導波路１１が基板１３上に固定的に配置される。
【００２１】
本発明による担体構成１０は、電磁放射などの信号、例えば光を導くための用途に用いることができる。
【００２２】
さらに、本発明は、このような導波路の製造方法、およびこのような構成のさまざまな用途への利用、例えばシングルモード１０μｍ／マルチモード１００μｍへの利用も具現化する。それぞれの工程を図３に示し、以下に説明する。
【００２３】
例えば、シングルモード用に製造するときは、オフセット印刷によってペーストを担体に施す。その後、ペーストを再溶融する。オフセット印刷は、精細かつ精密な導波路を可能にする。
【００２４】
別の製造方法によると、導電体などが設けられた標準ＬＴＣＣを事前に製造する。次に、支持部としてのガラスペーストを基板の一方の面に印刷する（スクリーン印刷が好ましい）。印刷されたガラスペーストと基板を同時焼成する（例えば、８００℃で）。支持部が乾燥したら（硬化したら）、第２のガラスペースト、すなわち光導波路を支持構造の上に印刷する（スクリーン印刷）。光導波路用ペーストの溶融温度および硬化温度などの特性は、第１のペーストとは異なることが好ましい。その後、光導波路用ペーストを、好ましくは１回目の同時焼成より低い温度で、同時焼成する。温度を下げる理由は、第１のガラスは非常に平らな表面を得るために、より遊動させる必要があるが、第２のガラスは導波路の所定の形状を維持するために、粘度をより制御するためである。
【００２５】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば上記の複数の実施形態を組み合わせることによって、請求の範囲を逸脱することなく、何通りにも変更することができ、また用途、機能ユニット、ニーズ、および要件に応じて何通りもの方法で本構成と方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】は、本発明による導波構成の第１の実施形態の側面図である。
【図２】は、本発明による導波構成の第２の実施形態の側面図である。
【図３】は、製造工程の一部を示す流れ図である。
【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月16日(2003.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種類の光信号を含む１種類または複数種類の信号を導く導体担体構成（１０）であって、
・基板（１３）および
・前記基板上に配置された前記光信号のための光導波路（１１）を少なくとも１つ含む導体担体構成において、
前記光導波路の材料と異なる特性を持つ材料からなる被覆層（１２）が前記光導波路に施され、前記基板（１３）の製造段階において前記光導波路が前記基板（１３）上に設けられることを特徴とする導体担体構成。
【請求項２】
前記基板がセラミック基板である請求項１記載の構成。
【請求項３】
前記光導波路が、特定の用途に使われる波長域においてほぼ透過である、ガラス複合材料などのセラミック材料、ガラス、ポリマーなどのいずれか１つである請求項１記載の構成。
【請求項４】
光導波路の断面が、ほぼ矩形、半円形あるいは円弧に似ている請求項１記載の構成。
【請求項５】
光導波路（１１）が基板（１３）上にペーストを介して固定的に配置される先行する請求項のいずれか１項記載の構成。
【請求項６】
前記被覆層がクラッド層である請求項１記載の構成。
【請求項７】
最初に中間支持部（１４）が基板（１３）に設けられ、光導波路（１１）がその上に設けられる先行する請求項のいずれかの項に記載の構成。
【請求項８】
被覆層（１２）の屈折率（ｎ２）が信号を閉じ込めるための光導波路（１１）の屈折率（ｎ１）と異なる請求項６記載の構成。
【請求項９】
基板（１３）がＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）またはＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）材からなる請求項３記載の構成。
【請求項１０】
導波路が基板上にオフセット印刷によって設けられている請求項１乃至９のいずれか１項記載の構成。
【請求項１１】
信号、特に光信号を導くための導体担体構成（１０）の製造方法であり、前記導体構成（１０）がセラミック基板（１３）上に配置された光導波路（１１）を少なくとも１つ含む導体担体構成の製造方法であって、少なくとも１つのペーストをセラミック基板（１３）に施す工程と、少なくとも１つの光導波路（１２１）を前記セラミック基板（１３）上に押し付けることによって、前記ペーストを介して固定する工程と、前記光導波路とは異なる特性を持つ被覆層（１２）を前記光導波路に設ける工程と、を含む導体担体構成の製造方法。
【請求項１２】
光導波路（１１）を前記基板（１３）上に配置する前または後に、少なくとも１つの被覆層（１２）を前記光導波路（１１）に設ける工程をさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
最初に中間支持部（１４）をセラミック基板（１３）に設け、第２の光導波路（１１）をこの中間支持部（１４）に設ける工程をさらに含む請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
光導波路を前記基板上にオフセット印刷によって設ける工程をさらに含む請求項１１乃至１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
信号、特に光信号を導くための導体担体構成（１０）の製造方法であり、前記導体担体構成（１０）がセラミック基板（１３）上に配置された光導波路（１１）を少なくとも１つ含む導体担体構成の製造方法であって、
−少なくとも１つのガラスペーストを支持（１４）部材としてセラミック基板（１３）に印刷によって設ける工程と、
−前記印刷されたガラスペーストと基板との１回目の同時焼成を行う工程と、
−第２のガラスペーストを光導波路（１１）として前記支持部（１４）の上に印刷する工程と、
−前記光導波路の２回目の同時焼成を行う工程と、
を含む導体担体構成の製造方法。
【請求項１６】
前記印刷方法がスクリーン印刷である請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
第１のガラスペーストが第２のガラスペーストとは異なる特性を持つ請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
１回目の同時焼成を２回目の同時焼成より高い温度で行う請求項１５に記載の方法。
【国際調査報告】
2005507506.tif 000014
2005507506.tif 000015