(57)【要約】 【課題】  長尺の光導波路を簡易に得ることを目的とする。【解決手段】光導波路フィルム１を、所望の形状にダイシングソー等で切り出して複数の光導波路フィルムを得ることができる。このうち接合する二枚の光導波路を互いの端部を突き当てるように目視などで粗く位置合せを行い、上下からガラス板やプラスチック板などの部材２などではさむ。また溝や凹みに合う形状を有するプレートや棒などを、光導波路をはさむ部材の替わりとし、嵌合させることにより微動調芯ステージなどを用いず、位置合せをしてもよい【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光導波路がそれぞれの導波方向の端面で互いに接着固定されていることを特徴とした光導波路。
【請求項２】
接着固定した箇所が部材により上下からはさまれた請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
光導波路に存在する凹みをガイドとして位置あわせをし、複数の光導波路同士をそれぞれの導波方向の端面で互いに接合することを特徴とする光導波路の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高分子光導波路に関し、特に光集積回路、光インターコネクション用光学部品、光電気混載板等を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光部品、あるいは光ファイバの基材としては、光伝搬損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴を有する石英ガラスや多成分ガラス等の無機系の材料が広く使用されているが、最近では高分子系の材料も開発され、無機系材料に比べて加工性や価格の点で優れていることから、光導波路用材料として注目されている。例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、あるいは、ポリスチレンのような透明性に優れた高分子をコアとし、そのコア材料よりも屈折率の低い高分子をクラッド材料としたコア−クラッド構造からなる平板型光導波路が作製されている（特許文献１：特開平３−１８８４０２号）。これに対して耐熱性の高い透明性高分子であるポリイミドを用い低損失の平板型光導波路が実現されている（特許文献２：特開平２−１１０５００号）。
【０００３】
光インターコネクション用には、光導波路は電気配線の代替として検討されている。電気配線で高速伝送が困難とされる伝送距離を光配線で求められるため、例えばマルチアレイの光導波路でかつ長さが２０ｃｍ以上にわたる光導波路を求められることが多い。しかしながら、高分子光導波路の多くは、スピンコートを用いて作製するために基板の大きさに制限されてしまう。そこで、１０インチなどの大きな基板を用いて作成しようとした場合でも、膜厚や加工精度の不均一性などが生じてしまい、例えば長さが２０ｃｍ以上の光導波路を作成することは非常に困難である。
【０００４】
一方、複数の光導波路を光コネクタで接続して長い光導波路を作製することは可能である。しかしながら、数ｃｍ以上の横幅の広い光コネクタを製造することは難しい。また、半田リフロー工程がある場合、コネクターの耐熱性に問題がある。
【特許文献１】特開平３−１８８４０２号
【特許文献２】特開平２−１１０５００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題を回避すべく、簡便に実現できる長尺の光導波路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討した結果、光導波路同士を上下から基板ではさみこみ、接着固定することにより、前記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、複数の光導波路同士がそれぞれの導波方向の端面で接着固定された構造を有する光導波路である。
【０００７】
接着固定した箇所が部材により上下からはさまれた構造を有することが好ましい。この場合部材と光導波路も接着固定されていることが好ましい。
【０００８】
さらに本発明は、光導波路に存在する凹みをガイドとして位置合わせをし、複数の光導波路同士をそれぞれの導波方向の端面で接合することを特徴とする光導波路の接合方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による光導波路接合方法を用いることにより、長尺の光導波路が低コストに製造できる。また、多種多様な回路パターンに対しても、接合する各光導波路の回路設計と光導波路フィルムの組み合わせを変えることにより、簡便に多種多様なパターンの光導波路が形成できる。また並列に複数の光導波路を備えたマルチアレイでも、必要な長さを確保した光導波路が得られる。さらに接合部の部材の材質は広く選択できるため、耐熱性を高めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。ここでは、ポリイミド光導波路を例に挙げて説明するが、光導波路の材料としてポリイミド以外の光学用材料の樹脂を用いて接合することももちろん可能である。図１に本発明の光導波路同士接合の一例を示す。
【００１１】
まず、シリコンウェハ上に下部クラッド層を形成する。その上に一部がコアとなる層とレジスト層を順次形成する。次に、所望のコアパターンの描いてあるマスクパターンを用いて露光することにより、マスクとなるレジストパターンが形成される。このレジストパターンをマスクとして酸素プラズマで一部がコアとなる層をドライエッチングする。次に、マスクのレジストを剥離液で除去する。次にその上に上部クラッド層を形成する。そして多層の形成されたシオリコンウエハごとフッ酸水溶液に浸漬させ、シリコンウェハから光導波路となる多層を剥離する。こうして光導波路が形成された光導波路フィルムが得られる。
【００１２】
このようにして得られた光導波路フィルム１を、所望の形状にダイシングソー等で切り出して複数の光導波路フィルムを得ることができる。このうち接合する二枚の光導波路（図1(a)）を互いの端部を突き当てるように目視などで粗く位置合せを行い、上下からガラス板やプラスチック板などの部材２などではさむ。この部材の材料は、無機、有機問わず様々な材料を用いることができ、また、フィルムでも構わない。この部材の幅は、光導波路の幅よりも若干大きめとしておく。この部材ではさむとき、光導波路と部材の間にＵＶ硬化あるいは熱硬化型の接着剤３を塗布しておく（図１(b)）。その後、部材の上から、ばね（図示せず）などにより荷重をかけ押しつける。これで、膜厚方向の位置合せは完了する。マルチアレイの場合には、マルチアレイの一つの導波路を観察すればよい。
【００１３】
次に、光導波路上面からコアパターンを観察し、微動調芯ステージを用いて両者のパターンが合うように位置合せを行う。
このとき、光導波路にダイシングソ−などで形成した溝、あるいは、光導波路製造工程において、溶剤の蒸発などにより生じてしまうコアの延伸方向に形成される光導波路最表面の凹み１１をガイドとし（図２(a)）、位置合せをしてもよい。例えば図２(b)に示すような、溝や凹みに合う形状を有するプレート１２や棒などを、光導波路をはさむ部材の替わりとし、嵌合させることにより微動調芯ステージなどを用いず、位置合せをすることができる（図２(c)）。このプレートをそのまま接着固定させてもよいし、位置あわせ後に別の部材ではさんでもよい。その後、接着剤をＵＶ照射や加熱処理により硬化させる。光導波路接合部の上下を部材ではさむことにより、曲げに対する補強だけでなく、接着強度が向上する。また光導波路と部材の接着強度が若干弱かったとしても、部材同士の接着に最適な接着材を用いることにより、光導波路からはみ出した部材同士で接着されるため接着強度が向上し、結果として接合部の強度、特に、引き剥がし強度は向上できる。このようにして、光コネクタを用いず、光導波路同士を接合した長尺の光導波路が作製できる。
【実施例】
【００１４】
引き続いて、いくつかの実施例を用いて本発明を更に詳しく説明する。なお、分子構造の異なる種々の高分子の溶液を用いることにより数限りない本発明の高分子光導波路が得られることは明らかである。したがって、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１５】
（実施例１）
５インチシリコンウェハ上に２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）と２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４, ４' −ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）から形成されるポリイミドを上下のクラッド層として、６ＦＤＡと４, ４' −オキシジアニリン（ＯＤＡ）から形成されるポリイミドをコア層として、公知のフォトリソグラフィとドライエッチング技術により光導波路フィルムを形成する。ここで長さ方向が互いに平行な複数のコア層が形成されておりマルチアレイの光導波路となっている。その後、この光導波路が形成されたシリコンウエハを５ｗｔ％のフッ酸水溶液中に浸漬させ、シリコンウェハから光導波路を剥し、フィルム光導波路を作製した。フィルム導波路の厚みは８０μｍとした。光導波路試料間の厚みのばらつきは２μｍ以内であった。長さ１０ｃｍ、幅５ｃｍになるように光導波路をダイシングソーにより切り出した。このようにして得られた二枚の光導波路を用いて長さ２０ｃｍの光導波路を作製する。
【００１６】
二枚の光導波路を厚さ１ｍｍのガラス板の上に置き、目視でコアパターンが合うように粗く位置合せを行った。そのとき、二枚のフィルム光導波路とガラスの間にＵＶ硬化型接着剤を塗布しておく。次に、上から同様にＵＶ硬化型接着剤を塗布し、厚さ１ｍｍの別のガラス板を置き、軽く押し付けた。その後、上から光学顕微鏡でコアパターンが合うように微動調芯ステージを動かし、位置合せを行った。このとき、観察して合わせるコアパターンは１組で良い。上側のガラス板の上から、中心付近をばねで押さえつけた。スポット型ＵＶ照射機により、上下方向からＵＶ照射し、接着剤を硬化させた。このとき、接合部の結合損失は、約０．５ｄＢであった。このようにして、簡便にかつ低結合損失で長さ２０ｃｍ、幅５ｃｍの光導波路が作製できた。
【００１７】
（実施例２）
実施例１と同様のフッ素化ポリイミドを用いて光導波路を作製した。フォトリソグラフィとドライエッチング技術により、下部クラッドに複数の溝を形成した。溝にコアとなるフッ素化ポリイミドを埋め込み、熱処理させた。その後、その上から上部クラッドを塗布し、熱処理させた。このとき、溝部には、溶剤の蒸発などにより生じた凹みが形成された。深さ２０μｍ、幅４０μｍの円弧上の凹みであった。これと嵌合する凸形状がついたポリイミドフィルムをフォトリソグラフィとドライエッチング技術で別途作製した。このポリイミドフィルムを長さ１ｃｍ、幅６ｃｍ切り出した。また、作製した光導波路を長さ１０ｃｍ、幅５ｃｍにダイシングソ−で切り出した。
【００１８】
このようにして得られた二枚の光導波路を、ホットプレート上に置かれ熱硬化型接着剤が塗布してあるポリイミド基板上に置いた。次に上から薄く接着剤を塗布した凸形状付きポリイミドフィルムを置き、二枚の光導波路の凹みに嵌合させた。このとき、上から、ばねを用いてポリイミドフィルム全体を押さえつけた。その後、ホットプレートを昇温し、１５０℃／１時間の熱処理を行い、接着固定した。このとき、接合部の結合損失は、約０．７ｄＢであった。このようにして、簡便にかつ低結合損失で長さ２０ｃｍ、幅５ｃｍの光導波路が作製できた。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
特に光集積回路、光インターコネクション用光学部品、光電気混載板等などに用いられる光導波路を提供できる。  
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明により光導波路同士の光結合方法の一例を示す図である。
【図２】本発明により嵌合構造を用いた光導波路同士の光結合方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１：光導波路、    ２：部材、    ３：接着剤、
１１：光導波路に形成された凹み、
１２：凹みに嵌合させるため凸形状つきプレート。
【図１】
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【図２】
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