(57)【要約】【課題】光路変換用の傾斜面を有する光導波路を精度および効率良く安価に得られる光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】クラッド素材１の表面２に断面ほぼ角形の凸型１０を有するプレス型１４を押し付けて、かかるクラッド素材１の表面２に断面ほぼ角形の直線溝４を形成する工程と、かかる直線溝４における上記クラッド１素材の表面２に一対の傾斜面１７を有する凸型１６を有するプレス型１８を押し付けて、かかるクラッド素材１の表面２に両端に一対の傾斜面７を有する凹溝８を形成する工程と、を含む、光導波路の製造方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド素材の表面に断面ほぼ角形の凸型を有するプレス型を押し付けて、上記クラッド素材の表面に断面ほぼ角形の直線溝を形成する工程と、
上記直線溝の少なくとも一端における上記クラッド素材の表面に、少なくとも１つの傾斜面を含む凸型を有するプレス型を押し付けて、かかるクラッド素材の表面に少なくとも１つの傾斜面を含む凹溝を形成する工程と、を含む、
ことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
転写体素材の表面に断面ほぼ角形の直線凹部を有するプレス型を押し付けて、かかる転写体素材の表面に断面ほぼ角形の直線凸部を形成する工程と、
上記転写体素材の直線凸部に少なくとも１つの傾斜面を有するプレス型を押し付けて、上記直線凸部の少なくとも一端に傾斜面を有する凸部を備えた転写体を形成する工程と、
上記転写体の表面における上記凸部をクラッド素材の表面に押し付けて、かかるクラッド素材の表面に直線溝および少なくともその一端に傾斜面を有する凹溝を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記各工程の後に、
前記クラッド素材における前記凹溝にコア素材を充填する工程と、
上記凹溝にコア素材が充填された上記クラッド素材に他のクラッド素材を積層する工程と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板などに用いられる光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光路変換用の傾斜面を有する光導波路の製造方法は、例えば図６（Ａ）に示すように、基板４０の表面に上部クラッド層４４、下部クラッド層４５、およびこれらの間に位置するコア層４６からなる光導波路４２を形成した後、図６（Ｂ）に示すように、先端に傾斜した刃面を有するダイシングブレード４９を上記光導波路４２に直角に切り込むことより行われる。その結果、図６（Ｃ）に示すように、上記光導波路４２に長手方向に対し約４５度傾斜した一対の傾斜面（反射ミラー面）４８，４８が形成される（特開２０００−１９９８２７号公報参照）。
しかし、上記ブレード４９を用いた場合、図６（Ｂ）の前後方向に沿って所定長さの傾斜した刃面が存在するため、上記傾斜面４８，４８を設けた光導波路４２に隣接する図示ない光導波路４２までも切断してしまう、という問題があった。
【０００３】
一方、図６（Ｄ）に示すように、図示しない金型にポリマを押し付けて転写することにより、表面５１に一対の凸部５３，５３とその間に位置する凹溝５２とを複数組形成した下部クラッド５０を用いる方法もある。上記複数の凹溝５２にコアポリマをそれぞれ充填した後、図６（Ｅ）に示すように、下部クラッド５０の表面５１に、一対の凹溝５９，５９とその間に位置する凸部５８とを複数組形成した上部クラッド５６をセットする。この際、凸部５３は凹溝５９に嵌合し、凹溝５２内には凸部５８が途中まで嵌合する。
その結果、図６（Ｅ）に示すように、各凹溝５２内には、断面正方形のコア５４がそれぞれ形成され、且つ隣接する凸部５３，５３間およびそれらの最外側には、余剰のコアポリマ５５が残留する（特開平９−１０１４２５号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
上記の製造方法では、得られる光導波路のコア５４を、転写用の金型の断面形状に倣って、断面正方形に精度良く形成することができる。
しかしながら、コア５４の適所に光路変換用の傾斜面（反射ミラー面）を、前記転写用の金型において予め形成しておくことは、当該金型の製作コストが嵩む、という問題があった。即ち、上記傾斜面は、個別の光導波路ごとに所定の位置に形成するため、上記金型を用いる方法は多品種少量生産には不向きであった。
本発明は、以上において説明した従来の技術における問題点を解決し、光路変換用の傾斜面を有する光導波路を精度および効率良く安価に得られる光導波路の製造方法を提供する、ことを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、光導波路のコアにおける直線部と傾斜面とを個別にプレス成形する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明における第１の光導波路の製造方法（請求項１）は、クラッド素材の表面に断面ほぼ角形の凸型を有するプレス型を押し付けて、上記クラッド素材の表面に断面ほぼ角形の直線溝を形成する工程と、上記直線溝の少なくとも一端における上記クラッド素材の表面に、少なくとも１つの傾斜面を含む凸型を有するプレス型を押し付けて、かかるクラッド素材の表面に少なくとも１つの傾斜面を含む凹溝を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、クラッド素材の表面に直線溝を形成する工程と、クラッド素材の表面に傾斜面を含む凹部を形成する工程と、を組み合わせることにより、直線溝と少なくともその一端に傾斜面とを有する凹溝を、汎用のプレス型を用いることにより確実に形成することができる。後述するように、かかる凹溝にコア素材を充填し且つ他のクラッド素材を積層することによって、光路変換用の傾斜面を有する光導波路を精度および効率良く安価に得ることが可能となる。
尚、クラッド素材や後述する他のクラッド素材は、アクリル、シロキサンポリマ、フッ素ポリイミドなどの樹脂からなり、後述するコア素材に比べて屈折率が０．３〜５％低いものである。また、上記凸型を含むプレス型は、傾斜面を一対対称に有する２等辺３角形や１つの傾斜面のみを有する直角３角形などの断面を有する。更に、得られる光導波路は、例えば配線基板の表面や裏面に光学素子と共に実装され、電気信号に加えて光信号による高速度の信号伝送に活用される。
【０００７】
一方、本発明における第２の光導波路の製造方法（請求項２）は、転写体素材の表面に断面ほぼ角形の直線凹部を有するプレス型を押し付けて、かかる転写体素材の表面に断面ほぼ角形の直線凸部を形成する工程と、上記転写体素材の直線凸部に少なくとも１つの傾斜面を有するプレス型を押し付けて、上記直線凸部の少なくとも一端に傾斜面を有する凸部を備えた転写体を形成する工程と、かかる転写体の表面における上記凸部をクラッド素材の表面に押し付けて、かかるクラッド素材の表面に直線溝および少なくともその一端に傾斜面を有する凹溝を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、転写体素材の表面に直線凸部を形成し、かかる直線凸部の少なくとも一端に傾斜面を有する凸部を備えた転写体を形成すると共に、かかる転写体の直線凸部および傾斜面を含む凸部をクラッド素材の表面にプレスすることにより、かかるクラッド素材の表面に直線溝および少なくともその一端に傾斜面を有する凹溝を形成することができる。次述するように、かかる凹溝にコア素材を充填し且つ他のクラッド素材を積層することによって、光路変換用の傾斜面を有する光導波路を精度および効率良く安価に得ることが可能となる。
尚、上記転写体素材は、ポリイミドなどの樹脂またはＮｉなどの金属からなる。また、少なくとも１つの傾斜面を有する前記プレス型も、前記２等辺３角形や直角３角形などの断面を有する型が用いられる。
【０００９】
更に、本発明には、前記各工程の後に、前記クラッド素材における前記凹溝にコア素材を充填する工程と、かかる凹溝にコア素材が充填された上記クラッド素材に他のクラッド素材を積層する工程と、を更に含む、光導波路の製造方法（請求項３）も含まれる。
これによれば、前記第１または第２の方法により得られたクラッド素材の凹溝にコア素材を充填し、且つかかるコア素材の上方に他のクラッド素材を積層することにより、一体のクラッドおよびその中心部などに沿って貫通し且つ少なくとも一端に傾斜面を有するコアからなる光導波路を確実に得ることができる。
【００１０】
尚、コア素材は、クラッド素材と同様な前記樹脂からなり、屈折率がこれよりも１．３〜５％高いものである。かかるコアの端部に位置する傾斜面は、光を約９０度で反射する光路変換用のミラー反射面である。また、クラッド素材が一体化したクラッドは、断面がほぼロの字形または目の字形であり、その内部に断面が正方形である単数または複数のコアを平行に内蔵する形態の光導波路となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１（Ａ）は、本発明の第１の製造方法に用いる板状のクラッド素材１の断面を示す。かかるクラッド素材１は、図１（Ａ）に示すように、表面２および裏面３を有し、厚みが１００μｍのアクリル樹脂からなる。
第１の製造方法の１つの形態は、図１（Ｂ）〜（Ｅ）のようにして行われる。
先ず、図１（Ｂ）に示すように、クラッド素材１の表面２にプレス型１４の凸型１０を押し付ける。かかる凸型１０は断面がほぼ正方形の直方体で両端に垂直面１２を有する。その結果、図１（Ｃ）に示すように、クラッド素材１の表面２に底面６および両端の垂直面５，５からなる断面角形の直線溝４が形成される。
【００１２】
次に、図１（Ｄ）に示すように、直線溝４を有するクラッド素材１の表面２にプレス型１８を押し付ける。かかるプレス型１８は、一対の傾斜面１７を対称に有する２等辺３角形の断面を有する２つの凸型１６を離間して有する。尚、各傾斜面１７は、図１（Ｄ）中の水平線に対して４５度の仰角の傾きである。
これらの凸型１６の外側向きの傾斜面１７を、図１（Ｄ）に示すように、直線溝４の両端に位置する垂直面５，５よりも外側のクラッド素材１に進入させる。
その結果、図１（Ｅ）に示すように、クラッド素材１の表面２には、断面ほぼ正方形（角形）の直線溝で且つ両端に一対の傾斜面７を対称に有する凹溝８を形成することができる。かかる凹溝８の深さは５０μｍで、両端の傾斜面７の仰角θは、上記傾斜面１７に倣って４５度である。
尚、上記プレス型１８に、１つの凸型１６のみを設け、かかる凸型１６を直線溝４の各垂直面５ごとに押し付けることによっても、上記凹溝８が得られる。
【００１３】
第１の製造方法の異なる形態は、図２のようにして行われる。
図２（Ａ）に示す前記同様のクラッド素材１の表面２に、図２（Ｂ）に示すように、一対の凸型１６を有する前記同様のプレス型１８を押し付ける。
その結果、図２（Ｃ）に示すように、クラッド素材１の表面２に一対の傾斜面７を対称に有する断面２等辺３角形の凹部９が２つ互いに所定距離を置いて形成される。尚、１つの凸型１６のみを有するプレス型１８を用いて、各凹部９を個別に形成するようにしても良い。
次に、図２（Ｄ）に示すように、一対の凹部９を有するクラッド素材１の表面２に、前記同様のプレス型１４を押し付ける。この際、かかるプレス型１４における凸型１０の垂直面１２，１２が、一対の凹部９の頂点と同じ位置になるように予め設定されている。その結果、図２（Ｅ）に示すように、クラッド素材１の表面２に、両端に一対の傾斜面７を対称に有する前記と同じ凹溝８を形成することができる。かかる傾斜面７の仰角θも４５度である。
【００１４】
図３（Ａ），（Ｂ）は、以上の各形態によってクラッド素材１の表面２に形成した凹溝８の断面を示す。図３（Ｂ）に示すように、凹溝８の直線溝の底面６を挟んだ一対の側壁８ａは垂直面である。しかし、前記プレス型１４の凸型１０の断面形状を変更することにより、図３（Ｃ）に示すように、直線溝の底面６を挟んだ一対の側壁８ｃが僅かに傾斜し且つ開口部が底面６よりも若干広い凹溝８ｂとしても良い。かかる凹溝８ｂでは、前記プレス後におけるプレス型１４の凸型１０を抜き出し易くなる抜き勾配が前記直線溝４を形成する工程と同時に形成される。
【００１５】
前記２つの形態により凹溝８が表面２に形成されたクラッド素材１に対して、図３（Ｄ）に示すように、コア（コア素材）２２を充填する。得られるコア２２は、凹溝８に倣った形状の直線部とその両端に対称に位置する一対の傾斜面２４とからなり、各傾斜面２４の仰角θは、凹溝８の前記傾斜面７と同じ４５度である。
そして、図３（Ｅ）に示すように、凹溝８内にコア２２が充填されたクラッド素材１の表面２に、厚みが５０μｍで且つ板状の他のクラッド素材２６を積層すると共に、例えばホットプレスなどにより加圧しつつ加熱する。
【００１６】
その結果、図３（Ｆ）に示すように、クラッド素材１と他のクラッド素材２６とが一体化した断面の外形が１５０μｍ×１５０μｍの正方形のクラッド２８と、その中心部に沿って配置され且つ断面が１辺５０μｍのほぼ正方形であって、両端に傾斜面２４を有するコア２２と、からなる光導波路２０が得られる。
以上のような第１の製造方法によれば、凸型１０を有するプレス型１４と傾斜面１７を含む凸型１６を有するプレス型１８とを用いることにより、直線溝４と傾斜面７を有する凹溝８を確実に形成することができる。しかも、凸型１０の長さを変えて凹溝８の長さを変えたり、凸型１６により傾斜面７を個別に形成することにより、様々な寸法の凹溝８を形成することができ、多品種少量生産に適している。尚、前記クラッド素材１，２２を幅広とし、前記各形態の方法で複数の凹溝８を平行に形成することにより、断面がほぼ目の字形のクラッドと、その内部に複数のコア２２を平行に配置した光導波路を形成することも可能である。
【００１７】
次に、本発明の第２の製造方法について、図４〜図５に沿って説明する。
図４（Ａ）は、第２の製造方法に用いる板状の転写体素材３０の断面を示し、かかる転写体素材３０は、表面３２および裏面３３を有し且つ厚みが１００μｍのポリイミド樹脂からなる。
先ず、図４（Ｂ）に示すように、転写体素材３０の表面３２に、プレス型４０を押し付ける。かかるプレス型４０は、その底面４１に一対の垂直面４３を両端に有し且つ断面ほぼ正方形の直線凹部４２を有する。かかる直線凹部４２内には、図４（Ｂ）に示すように、転写体素材３０における中央付近の表面３２およびその下層のポリイミド樹脂が進入する。その結果、図４（Ｃ）に示すように、転写体素材３０の表面３２に、上記直線凹部４２に倣って両端に垂直面３５，３５を有し且つ断面ほぼ正方形の直線凸部３４が突出して形成される。
【００１８】
次いで、図４（Ｄ）に示すように、転写体素材３０の表面３２から突出する上記直線凸部３４の各垂直面３５付近に対し、プレス型４４を押し付ける。かかるプレス型４４は、水平な底面４５に隣接して斜め上方に４５度傾斜した傾斜面４６を有し、かかる傾斜面４６と上記底面４５との境界である稜線を、図４（Ｄ）に示すように、上記直線凸部３４の各垂直面３５に沿って移動するように設定されている。この際、図４（Ｄ）に示すように、直線凸部３４の両端に位置する一対の垂直面３５付近に対して、１個のプレス型４４を個別に押し込むほか、ベース部のみを共通にし且つ一対の対向する傾斜面４６を有するプレス型を用いても良い。
その結果、図４（Ｅ）に示すように、転写体素材３０の表面３２には、断面ほぼ正方形の直線凸部３４と、その両端に４５度の傾きで且つ対称に位置する一対の傾斜面３６とが形成される。これにより、直線凸部３４と一対の傾斜面３６とからなる凸部３７を有する転写体３８が形成される。
【００１９】
次いで、図５（Ａ）に示すように、転写体３８の表面３２から突出した凸部３７を、前記同様のクラッド素材１の表面２に押し付ける。その結果、図５（Ｂ）に示すように、クラッド素材１の表面２には、底面６を有する断面ほぼ正方形（角形）の直線溝で且つ両端に一対の傾斜面７を対称に有する凹溝８が転写体３８の凸部３７の転写により形成される。かかる凹溝８の深さは５０μｍで、両端の傾斜面７の仰角θは、凸部３７の上記傾斜面３６に倣って４５度である。
更に、凹溝８が表面２に形成されたクラッド素材１に対して、図５（Ｃ）に示すように、コア（コア素材）２２を充填する。得られるコア２２は、凹溝８に倣った形状の直線部とその両端に対称に位置する一対の傾斜面２４とからなり、各傾斜面２４の仰角θは、凹溝８の前記傾斜面７と同じ４５度である。
【００２０】
そして、図５（Ｄ）に示すように、凹溝８内にコア２２が充填されたクラッド素材１の表面２に、厚みが５０μｍの他のクラッド素材２６を積層すると共に、例えばホットプレスなどにより加圧しつつ加熱する。
その結果、図５（Ｅ）に示すように、クラッド素材１と他のクラッド素材２６とが一体化した断面がほぼロの字形のクラッド２８と、その中心部に沿って配置され且つ断面が１辺５０μｍのほぼ正方形であって、両端に傾斜面２４を有するコア２２と、からなる光導波路２０が得られる。
以上のような第２の製造方法によっても、直線凹部４２を有するプレス型４０を用いて直線凸部３４を転写体３０の表面３２に形成し、傾斜面４６を含むプレス型４４を用いて上記直線凸部３４の一端または両端に傾斜面３６を形成することにより、凸部３７を有する転写体３８が形成される。かかる転写体３８をクラッド素材１に押し付けて、少なくとも一端に傾斜面７を有する凹溝８をクラッド素材１の表面に確実に形成することができる。尚、転写体素材３０には、例えばＮｉなどの金属を用いることも可能である。
【００２１】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記光導波路２０のコア（素材）２２は、前記アクリル樹脂のほか、シロキサンポリマやフッ素ポリイミドなどの樹脂を用いても良く、クラッド２８も同様の樹脂で且つコア１６よりも屈折率が０．３〜５％低いものとしても良い。
また、上記コア２２は、マルチモードファイバ（ＭＭＦ）でも、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）であっても、どちらでも良い。
更に、コア２２の前記傾斜面２４は、前記４５度の傾きに限らず、３０度以上で且つ６０度以下の範囲における任意の角度としても良い。
また、前記光導波路２０のクラッド２８内に形成するコア２２は、複数とし且つ互いに平行に配置する形態や、互いに直交する向きや互いに斜めに交差する位置にそれぞれを形成しても良い。あるいは、コア２２およびクラッド２８がそれらの長手方向に沿って緩くカーブするアールが付された形態としても良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明における第１の光導波路の製造方法（請求項１）によれば、直線溝と少なくともその一端に傾斜面を有する凹溝を、汎用のプレス型を用いることにより確実に形成できる。
また、第２の光導波路の製造方法（請求項２）によっても、転写体に形成した凸部をクラッドに転写することにより、上記凹溝を汎用のプレス型を用いて確実に形成できる。
更に、請求項３の光導波路の製造方法によれば、クラッド素材の凹溝にコア素材を充填し、且つかかるコアの上方に他のクラッド素材を積層することで、一体のクラッドおよびその中心部などに沿って貫通し且つ少なくとも一端に傾斜面を有するコアからなる光導波路を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明における第１の製造法の１形態の各工程を示す概略図。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は第１の製造法における異なる形態の各工程を示す概略図。
【図３】（Ａ）は上記各形態により凹溝を形成したクラッド素材の断面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った矢視における端面図、（Ｃ）は異なる形態の凹溝を示す（Ｂ）と同様な端面図、（Ｄ）〜（Ｆ）は上記各形態に続く工程または得られた光導波路を示す概略図。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明における第２の製造法の各工程を示す概略図。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は図４（Ｅ）に続く各工程を示す概略図または得られた光導波路を示す概略図。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）と（Ｄ），（Ｅ）はそれぞれ従来の光導波路の製造方法を示す概略図。
【符号の説明】
１……………クラッド素材、　　　　　　２，３２……表面、
４……………直線溝、　　　　　　　　　７，１７……傾斜面、
８……………凹溝、　　　　　　　　　　１０，１６…凸型、
１４，１８…プレス型、　　　　　　　　２０…………光導波路、
２２…………他のクラッド素材、　　　　２８…………クラッド、
３０…………転写体素材　　　　　　　　３４…………直線凸部、
３６，４６…傾斜面、　　　　　　　　　３７…………凸部
３８…………転写体　　　　　　　　　　４０，４４…プレス型、
４２…………直線凹部
【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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