JP2007033830A - Flexible optical waveguide - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve mounting with high precision while securing flexible performance and to easily machine an end into a 45° surface etc. <P>SOLUTION: A hard clad part 14 which has a larger coefficient of bending elasticity than that of a soft clad part 12 is provided at an end of the soft clad part 12 on a light-propagation-directional side. Consequently, when a macromolecular optical waveguide film 10 is mounted on a sub-mount 72 of an optical transmission/reception part 70, an end of the macromolecular optical waveguide film 10 does not deform even if it is picked up or it is pressed against the sub-mount 72. Accordingly, an alignment mark formed at the end of the macromolecular optical waveguide film 10 is prevented from shifting and position relation between cores 16 at the end is prevented from changing. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、折り曲げやねじりに追従性を持った軟質性のフレキシブル光導波路に関する。   The present invention relates to a flexible flexible optical waveguide that can follow bending and twisting.

従来、高分子光導波路の製造方法としては、（１）フィルムにモノマーを含浸させてコア部を選択的に露光して屈折率を変化させフィルムを張り合わせる方法（選択重合法）、（２）コア層及びクラッド層を塗布後、反応性イオンエチングを用いてクラッド部を形成する方法（ＲＩＥ法）、（３）高分子材料中に感光性の材料を添加した紫外線硬化樹脂を用いて、露光・現像するフォトリソグラフィー法を用いる方法（直接露光法）、（４）射出成形を利用する方法、（５）コア層及びクラッド層を塗布後、コア部を露光してコア部の屈折率を変化させる方法（フォトブリーチング法）等が提案されている。   Conventionally, as a method for producing a polymer optical waveguide, (1) a method in which a monomer is impregnated into a film and a core portion is selectively exposed to change the refractive index to bond the films (selective polymerization method), (2) After applying the core layer and the clad layer, a method of forming the clad portion using reactive ion etching (RIE method), (3) using an ultraviolet curable resin in which a photosensitive material is added to a polymer material, Method using photolithography method for development (direct exposure method), (4) Method using injection molding, (5) After coating the core layer and the clad layer, the core portion is exposed to change the refractive index of the core portion. A method (photo bleaching method) has been proposed.

しかし、（１）の選択重合法はフィルムの張り合わせに問題があり、（２）や（３）の方法は、フォトリソグラフィー法を使うためコスト高になり、（４）の方法は、得られるコア径の精度に課題がある。また、（５）の方法はコア層とクラッド層との十分な屈折率差がとれないという問題がある。   However, the selective polymerization method of (1) has a problem in film lamination, and the methods of (2) and (3) are expensive because the photolithographic method is used. There is a problem in the accuracy of the diameter. Further, the method (5) has a problem that a sufficient refractive index difference between the core layer and the clad layer cannot be obtained.

性能的に優れた実用的な方法は、（２）や（３）の方法だけであるが前記のごときコストの問題がある。そして（１）ないし（５）のいずれの方法も、大面積でフレキシブルなプラスチック基材に高分子光導波路を形成するのに適用しうるものではない。   The practical methods excellent in performance are the methods (2) and (3), but there is a problem of cost as described above. None of the methods (1) to (5) can be applied to form a polymer optical waveguide on a flexible plastic substrate having a large area.

これに対し、本発明者等は、前記のような従来の高分子光導波路の製造方法とは全く異なる方法として、マイクロモールド法と称する鋳型を用いた高分子光導波路の製造方法を発明し出願した（以下の特許文献１から３までを参照）。この方法によれば、極めて簡便に低コストで高分子光導波路を量産することが可能である。また、簡便な方法であるにもかかわらず、導波損失が小さい高分子光導波路を作製することが可能で、鋳型作製が可能であればどのようなパターン形状を有するものでも簡易に作製可能である。更に、従来作製が困難であったフレキシブルなプラスチック基材の上にも光導波路を作製することが可能となった。   On the other hand, the inventors have invented a method for manufacturing a polymer optical waveguide using a mold called a micromold method as a completely different method from the conventional method for manufacturing a polymer optical waveguide as described above. (See Patent Documents 1 to 3 below). According to this method, it is possible to mass-produce polymer optical waveguides very simply and at low cost. In addition, despite the simple method, it is possible to produce a polymer optical waveguide with a small waveguide loss, and any pattern shape can be easily produced as long as the mold can be produced. is there. Furthermore, it has become possible to produce an optical waveguide on a flexible plastic substrate that has been difficult to produce.

ところで、近年においてコンピュータの処理能力の向上に伴い、コンピュータや各種装置間の電気配線がシステム全体の性能を制限する「配線ボトルネック」という問題が生じている。そこで、光インターコネクション（光配線）は、電気配線のようにインピーダンスによる信号遅延がないことや、配線間干渉が生じないことから、この配線ボトルネックを解消する有力な手段として注目されている。   By the way, in recent years, with the improvement of the processing capability of computers, there is a problem of “wiring bottlenecks” in which electrical wiring between computers and various devices limits the performance of the entire system. Therefore, the optical interconnection (optical wiring) is attracting attention as an effective means for solving this wiring bottleneck because there is no signal delay due to impedance unlike the electric wiring and interference between wirings does not occur.

光配線では、光送受信モジュールが重要な構成要素となる。光送受信モジュールは、発光素子から射出された光を光導波路を介して伝搬し、光導波路を伝搬してきた光を受光素子で検出することで、光信号の送受信を行うモジュールである。   In the optical wiring, the optical transceiver module is an important component. The optical transmission / reception module is a module that transmits and receives an optical signal by propagating light emitted from a light emitting element through an optical waveguide and detecting light propagating through the optical waveguide with a light receiving element.

この光送受信モジュールに用いられる光導波路として、高分子材料で形成された高分子光導波路においては、アレイ化された受発光素子と整合した光配線を形成することで、複数の受発光素子とそれに対応する高分子光導波路のコア部とを一括して光結合することができる。また、ダイシングソー等により、４５度マイクロミラー面を容易に作製することができるので、コンパクトな９０度の光路変換（導光方向をフィルム面に垂直な方向に変換すること）が可能となる。これにより、表面実装された面型受発光素子に接続された光路を、実装面に平行に変換できることから、低コストの光送受信モジュールが実現できる。   As an optical waveguide used in this optical transceiver module, in a polymer optical waveguide formed of a polymer material, an optical wiring aligned with an arrayed light emitting / receiving element is formed, so that a plurality of light emitting / receiving elements and The corresponding polymer optical waveguide cores can be optically coupled together. In addition, since a 45-degree micromirror surface can be easily produced by a dicing saw or the like, a compact 90-degree optical path change (converting the light guide direction into a direction perpendicular to the film surface) is possible. As a result, the optical path connected to the surface-mounted light emitting / receiving element mounted on the surface can be converted in parallel to the mounting surface, so that a low cost optical transceiver module can be realized.

一方で、ノート型パソコンや折り畳み型携帯電話のヒンジに代表される稼働部に、光配線を適応することも検討されており、電気配線に用いられるフレキシブルプリント基板のような、ねじれや折り曲げに対する追従性を有するフレキシブルタイプの高分子光導波路が検討されている（特許文献４参照）。このフレキシブルタイプの高分子光導波路（フレキシブル光導波路）は、光が伝播されるコアと、このコアの周囲に設けられるクラッドが、共にゲル状材などの曲げ弾性率が低い材料で作製されており、全体的に柔軟性を有している。   On the other hand, the application of optical wiring to the operating parts represented by hinges of notebook PCs and foldable mobile phones is also being studied, and follow up on twisting and bending, such as flexible printed circuit boards used for electrical wiring. A flexible type polymer optical waveguide having a property has been studied (see Patent Document 4). In this flexible type polymer optical waveguide (flexible optical waveguide), the core through which light propagates and the clad provided around the core are both made of a material having low bending elastic modulus such as a gel material. Overall, it has flexibility.

しかし、高分子光導波路全体に高い柔軟性を持たせた場合、実装工程のピックアップやボンディング等の外力により、容易に変形を起こしてしまう。このため、発光素子及び受光素子と光結合させる際にコア間の距離が保持されず、十分な精度で実装することが困難となる。また、柔軟性を有することでダイシングソーによる４５°マイクロミラー面を作製する工程においても、高い精度で平坦な面を加工することが困難となる。
特開２００４−２９５０７号公報 特開２００４−８６１４４号公報 特開２００４−１０９９２７号公報 特開２００３−２０７６５９号公報 However, when a high flexibility is given to the entire polymer optical waveguide, deformation easily occurs due to external forces such as pick-up and bonding in the mounting process. For this reason, when optically coupling with the light emitting element and the light receiving element, the distance between the cores is not maintained, and it becomes difficult to mount with sufficient accuracy. Moreover, it becomes difficult to process a flat surface with high precision also in the process of producing a 45 degree | times micromirror surface by a dicing saw by having flexibility.
JP 2004-29507 A JP 2004-86144 A JP 2004-109927 A JP 2003-207659 A

本発明は上記事実を考慮し、フレキシブル性能を確保しつつ、高精度で実装でき、且つ、端部の４５°面等の加工が容易に行うことができるフレキシブル光導波路を提供することを目的とする。   In consideration of the above-described facts, the present invention has an object to provide a flexible optical waveguide that can be mounted with high accuracy while ensuring flexible performance, and that can easily process a 45 ° surface of an end portion. To do.

請求項１に記載の発明は、光が伝播するコアと、前記コアを包囲し、該コアより屈折率の小さいクラッド部と、を有するフレキシブル光導波路において、前記クラッド部は、軟質の第１クラッド部と、前記第１クラッド部の光の伝播方向側の少なくとも一方の端部に設けられ、該第１クラッド部よりも高い曲げ弾性率を有する硬質の第２クラッド部と、で構成されていることを特徴としている。   The invention according to claim 1 is a flexible optical waveguide having a core through which light propagates and a clad portion surrounding the core and having a refractive index smaller than that of the core, wherein the clad portion is a soft first clad. And a hard second cladding part provided at at least one end of the first cladding part on the light propagation direction side and having a higher bending elastic modulus than the first cladding part. It is characterized by that.

請求項１に記載の発明によれば、軟質の第１クラッド部の光の伝播方向側の少なくとも一方の端部には、第１クラッド部よりも高い曲げ弾性率を有する硬質の第２クラッド部が設けられている。つまり、コアを包囲するクラッド部が、曲げ弾性率が異なる（軟質と硬質の）２種類のクラッド部で構成されている。これにより、硬質の第２クラッド部を実装対象物に実装する工程において、ピックアップする際の変形や、接合時における加圧によって、クラッド部が変形することがない。したがって、第２クラッド部に設けられたアライメントマークがずれたり、第２クラッド部に包囲されたコア間の位置関係がずれたりするのを防止できるので、発光素子及び受光素子等の実装対象物と光結合させる際に、高精度で実装することができる。   According to the first aspect of the present invention, at least one end of the soft first clad portion on the light propagation direction side is a hard second clad portion having a higher bending elastic modulus than the first clad portion. Is provided. That is, the clad portion surrounding the core is composed of two types of clad portions (soft and hard) having different bending elastic moduli. Thereby, in the process of mounting the hard second clad part on the mounting object, the clad part is not deformed by deformation at the time of pick-up or pressurization at the time of joining. Therefore, it is possible to prevent the alignment mark provided in the second cladding part from being displaced and the positional relationship between the cores surrounded by the second cladding part from being displaced. When optically coupling, it can be mounted with high accuracy.

また、このフレキシブル光導波路を実装対象物に突き当てながら実装する際に、第２クラッド部に包囲されているコアが変形する恐れがない。これにより、フレキシブル光導波路を実装対象物に突き当てて位置合わせを行う、いわゆるセルフアライメント実装が可能となる。   Further, when the flexible optical waveguide is mounted while being abutted against a mounting object, there is no possibility that the core surrounded by the second cladding portion is deformed. As a result, so-called self-alignment mounting is possible in which the flexible optical waveguide is brought into contact with the mounting target and aligned.

さらに、例えばダイシングソー等によって加工を施す必要があるとき、第２クラッド部側に加工を施せば、精度が高い加工面を得ることができる。したがって、光路変換のための４５°ミラー面を、先端部分に精度良く加工することができる。   Furthermore, when it is necessary to perform processing with, for example, a dicing saw or the like, a processed surface with high accuracy can be obtained by processing the second clad portion. Therefore, the 45 ° mirror surface for optical path conversion can be processed with high accuracy at the tip portion.

請求項２に記載の発明は、前記第２クラッド部は、断面積の７０％以上が前記高い曲げ弾性率の硬質材料で形成されていることを特徴としている。   The invention according to claim 2 is characterized in that 70% or more of the cross-sectional area of the second cladding portion is formed of the hard material having the high bending elastic modulus.

請求項２に記載の発明によれば、第２クラッド部の断面積の７０％以上を、高い曲げ弾性率を有する硬質材料で構成することで、ピックアップする際や接合時の加圧によって変形しない強度を得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, 70% or more of the cross-sectional area of the second cladding portion is made of a hard material having a high flexural modulus, so that it is not deformed by picking up or pressing during bonding. Strength can be obtained.

請求項３に記載の発明は、前記第２クラッド部は、前記第１クラッド部の光の伝播方向の両端に設けられていることを特徴としている。   The invention according to claim 3 is characterized in that the second cladding part is provided at both ends of the first cladding part in the light propagation direction.

請求項３に記載の発明によれば、第１クラッド部の両端に第２クラッド部を設けることで、実装対象物をフレキシブル光導波路の両側に高精度で実装できる。   According to the invention described in claim 3, by providing the second cladding part at both ends of the first cladding part, it is possible to mount the mounting object on both sides of the flexible optical waveguide with high accuracy.

請求項４に記載の発明は、前記第２クラッド部は、曲げ弾性率が０．５ＧＰａ以上であることを特徴としている。   The invention according to claim 4 is characterized in that the second clad portion has a flexural modulus of 0.5 GPa or more.

請求項４に記載の発明によれば、第２クラッド部の曲げ弾性率を０．５ＧＰａ以上とすることで、実装対象物に実装する際に第２クラッド部が加圧されても、第２クラッド部が変形する恐れがない。したがって、フレキシブル光導波路の実装精度が安定する。   According to the invention described in claim 4, even if the second clad part is pressurized when mounted on the mounting object by setting the bending elastic modulus of the second clad part to 0.5 GPa or more, There is no fear of deformation of the cladding. Therefore, the mounting accuracy of the flexible optical waveguide is stabilized.

請求項５に記載の発明は、前記第１クラッド部は、許容曲げ半径が１０ｍｍ以下の可撓性を有することを特徴としている。   The invention according to claim 5 is characterized in that the first cladding portion has flexibility with an allowable bending radius of 10 mm or less.

請求項５に記載の発明によれば、第１クラッド部を、許容曲げ半径を１０ｍｍ以下の可撓性を有する部材で形成することで、第１クラッド部を折り曲げたりねじったりした際に、これらの変形に対して第１クラッド部が追従するので、第１クラッド部に包囲されたコアが破損する恐れがない。   According to the invention described in claim 5, when the first cladding part is formed of a flexible member having an allowable bending radius of 10 mm or less, the first cladding part is bent or twisted. Since the first cladding portion follows the deformation of the core, there is no possibility that the core surrounded by the first cladding portion is damaged.

請求項６に記載の発明は、前記クラッド部の厚み方向のサイズが、５０μｍ〜５００μｍとされていることを特徴としている。   The invention according to claim 6 is characterized in that the size of the clad portion in the thickness direction is 50 μm to 500 μm.

請求項６に記載の発明によれば、クラッド部の厚み方向のサイズを５０μｍより小さくすると、第２クラッド部に十分な強度を得ることができず、クラッド部の厚み方向のサイズを５００μｍより大きくすると、第１クラッド部の柔軟性が得られないので、クラッド部の厚み方向のサイズを５０μｍ〜５００μｍとすることで、第１クラッド部の柔軟性を確保し、且つ、第２クラッド部に十分な強度を得ることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, if the size of the cladding portion in the thickness direction is smaller than 50 μm, sufficient strength cannot be obtained in the second cladding portion, and the thickness of the cladding portion in the thickness direction is larger than 500 μm. Then, since the flexibility of the first cladding portion cannot be obtained, the thickness of the cladding portion in the thickness direction is set to 50 μm to 500 μm, so that the flexibility of the first cladding portion is ensured and sufficient for the second cladding portion. High strength can be obtained.

請求項７に記載の発明は、前記コアは、シリコン樹脂製の鋳型を用いて複製されたことを特徴としている。   The invention described in claim 7 is characterized in that the core is replicated using a mold made of silicon resin.

請求項７に記載の発明によれば、シリコン樹脂製の鋳型を用いてコアを複製することで、鋳型に流し込んだ材料との密着性及び剥離性が良くなる。これにより、鋳型に形成された凹凸が鋳型に流しこんだ材料に正確に写され、この材料を剥離する際に離型不良が発生することがない。したがって、高い精度のコアが作製される。   According to the seventh aspect of the invention, the core is duplicated using a mold made of silicon resin, so that the adhesiveness and peelability with the material poured into the mold are improved. As a result, the unevenness formed on the mold is accurately copied onto the material poured into the mold, and no mold release failure occurs when the material is peeled off. Therefore, a highly accurate core is produced.

請求項８に記載の発明は、前記第２クラッド部には、光進行方向を９０°折り曲げる４５°ミラー面が設けられたことを特徴としている。   The invention according to claim 8 is characterized in that the second clad portion is provided with a 45 ° mirror surface that bends the light traveling direction by 90 °.

請求項８に記載の発明によれば、第２クラッド部に４５°ミラー面を設けることで、第２クラッド部に取り囲まれたコアを進行する光の進行方向を９０°折り曲げることが可能となる。つまり、９０°の光路変換を行うことができる。   According to the eighth aspect of the present invention, by providing a 45 ° mirror surface on the second cladding part, it becomes possible to bend the traveling direction of light traveling through the core surrounded by the second cladding part by 90 °. . That is, 90 ° optical path conversion can be performed.

請求項９に記載の発明は、光が伝播するコアと、前記コアが載置され該コアより屈折率の小さいクラッド基材と、前記クラッド基材上に設けられ前記コアの周囲を取り囲み、該コアより屈折率の小さいクラッド部と、を有するフレキシブル光導波路において、前記クラッド部は、軟質のクラッド材料で構成された第１クラッド部と、前記第１クラッド部の光の伝播方向側の少なくとも一方の端部に設けられ、該第１クラッド部を構成するクラッド材料より高い曲げ弾性率を有する硬質のクラッド材料で構成された第２クラッド部と、からなることを特徴としている。   The invention according to claim 9 includes a core through which light propagates, a clad base on which the core is placed and having a refractive index smaller than that of the core, and is provided on the clad base and surrounds the periphery of the core. In the flexible optical waveguide having a cladding portion having a refractive index smaller than that of the core, the cladding portion includes at least one of a first cladding portion made of a soft cladding material and a light propagation direction side of the first cladding portion. And a second clad portion made of a hard clad material having a higher bending elastic modulus than the clad material constituting the first clad portion.

請求項９に記載の発明によれば、コアが載置されたクラッド基材の上に載置されたコアを取り囲むクラッド部を、軟質のクラッド材料で形成された第１クラッド部と、第１クラッド部を形成するクラッド材料の曲げ弾性率よりも高い曲げ弾性率を有する硬質のクラッド材料で形成された第２クラッド部とで構成する。   According to the ninth aspect of the present invention, the clad portion surrounding the core placed on the clad base material on which the core is placed, the first clad portion made of a soft clad material, and the first clad portion The second clad portion is formed of a hard clad material having a flexural modulus higher than that of the clad material forming the clad portion.

これにより、クラッド基材の上にコアを載置して、そのコアを取り囲むようにして、クラッド基材の上に第１クラッド部及び第２クラッド部を形成すればよいので、フレキシブル光導波路の製造工程が複雑にならない。   As a result, the core is placed on the clad substrate, and the first clad portion and the second clad portion may be formed on the clad substrate so as to surround the core. The manufacturing process is not complicated.

本発明は上記構成としたので、フレキシブル性能を確保しつつ、高精度で実装でき、且つ、端部の４５°面等の加工が容易に行うことができる。   Since the present invention is configured as described above, it can be mounted with high accuracy while ensuring flexible performance, and processing of the 45 ° surface of the end portion can be easily performed.

次に、本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルム１０（高分子光導波路）について説明する。   Next, the polymer optical waveguide film 10 (polymer optical waveguide) according to the embodiment of the present invention will be described.

＜高分子光導波路＞
まず、高分子光導波路フィルム１０の構造について説明する。 <Polymer optical waveguide>
First, the structure of the polymer optical waveguide film 10 will be described.

図１には、高分子光導波路フィルム１０の概略図が示されている。図１（Ａ）に示すように、高分子光導波路フィルム１０は、長尺状のクラッド用フィルム基材１８を有しており、このクラッド用フィルム基材１８の上には、２本のコア１６が、クラッド用フィルム基材１８の幅方向に並列に配置されている。なお、クラッド用フィルム基材１８は、曲げ弾性率が２．９ＧＰａのクラッド材料で形成されている。   FIG. 1 shows a schematic view of a polymer optical waveguide film 10. As shown in FIG. 1 (A), the polymer optical waveguide film 10 has an elongated clad film substrate 18, and two cores are provided on the clad film substrate 18. 16 are arranged in parallel in the width direction of the clad film substrate 18. The clad film substrate 18 is made of a clad material having a flexural modulus of 2.9 GPa.

また、クラッド用フィルム基材１８上には、コア１６を包囲するようにして、クラッド部１１が設けられている。クラッド部１１は、軟質クラッド部１２と、軟質クラッド部１２の光の伝播方向の両側に設けられた硬質クラッド部１４とで構成されている。なお、高分子光導波路フィルム１０の断面積の７０％以上が、軟質クラッド部１２又は硬質クラッド部１４で構成されている。   Further, the clad portion 11 is provided on the clad film substrate 18 so as to surround the core 16. The clad portion 11 includes a soft clad portion 12 and hard clad portions 14 provided on both sides of the soft clad portion 12 in the light propagation direction. Note that 70% or more of the cross-sectional area of the polymer optical waveguide film 10 is composed of the soft clad portion 12 or the hard clad portion 14.

軟質クラッド部１２は、曲げ弾性率が０．３ＧＰａのクラッド材料で形成されており、曲率半径１０ｍｍ以下の可撓性を有している。これにより、軟質クラッド部１２の部分を、図２（Ａ）に示すように折り曲げたり、図２（Ｂ）に示すようにねじったりした場合に、これらの変形に対して高分子光導波路フィルム１０が追従するようになっている。したがって、図２に示すように、高分子光導波路フィルム１０が変形した状態でも、高分子光導波路フィルム１０に接続された光送信部（図示省略）から送信された光信号が、高分子光導波路フィルム１０に形成された光導波路を導波して、光受信部に受信される。なお、曲率半径は、フィルムを折り曲げたときにフィルムの内側に形成される曲線の微小な部分を円と近似したとき、その円の半径の長さを表す値であり、ＭＩＴ耐折試験（ＡＳＴＭ Ｄ２１７６）に従いその許容値が測定される。また、曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に従って測定される。   The soft clad portion 12 is made of a clad material having a flexural modulus of 0.3 GPa and has flexibility with a curvature radius of 10 mm or less. Thereby, when the portion of the soft clad portion 12 is bent as shown in FIG. 2 (A) or twisted as shown in FIG. 2 (B), the polymer optical waveguide film 10 against these deformations. Has come to follow. Therefore, as shown in FIG. 2, even when the polymer optical waveguide film 10 is deformed, an optical signal transmitted from an optical transmission unit (not shown) connected to the polymer optical waveguide film 10 is transmitted to the polymer optical waveguide. The light is guided through the optical waveguide formed in the film 10 and is received by the optical receiver. The radius of curvature is a value representing the length of a radius of a circle when a minute portion of a curve formed inside the film is approximated to a circle when the film is bent. The MIT folding test (ASTM The tolerance value is measured according to D2176). Also, the flexural modulus is measured according to ASTM D790.

一方、硬質クラッド部１４は、軟質クラッド部１２を形成するクラッド材料よりも曲げ弾性率が大きいクラッド材料で形成されている。このとき、硬質クラッド部１４の曲げ弾性率は、０．５ＧＰａ以上であることが好ましい。より好ましくは、１．０ＧＰａ以上である。   On the other hand, the hard clad part 14 is formed of a clad material having a bending elastic modulus larger than that of the clad material forming the soft clad part 12. At this time, it is preferable that the bending elastic modulus of the hard clad part 14 is 0.5 GPa or more. More preferably, it is 1.0 GPa or more.

これにより、図３に示すように、高分子光導波路フィルム１０を光送受信部７０のサブマウント７２に実装する際に、高分子光導波路フィルム１０の端部をピックアップしたり、サブマウント７２に向けて加圧しても、高分子光導波路フィルム１０の端部が変形しない。したがって、高分子光導波路フィルム１０の端部に形成されたアライメントマークがずれたり、端部のコア１６間の位置関係がずれたりするのを防止できる。また、高分子光導波路フィルム１０をサブマウント７２に形成した突当面７２Ａに突き当てて位置合わせを行う、いわゆるセルフアライメント実装が可能となる。   Accordingly, as shown in FIG. 3, when the polymer optical waveguide film 10 is mounted on the submount 72 of the optical transmission / reception unit 70, the end of the polymer optical waveguide film 10 is picked up or directed toward the submount 72. Even if it pressurizes, the edge part of the polymer optical waveguide film 10 does not deform | transform. Therefore, it can prevent that the alignment mark formed in the edge part of the polymer optical waveguide film 10 shifts | deviates, and the positional relationship between the cores 16 of an edge part shifts | deviates. In addition, so-called self-alignment mounting is possible in which the polymer optical waveguide film 10 is abutted against the abutting surface 72A formed on the submount 72 to perform alignment.

図４には、曲げ弾性率の異なる試験片（長さ３ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）を、高精度ダイボンダ（無負荷時実装精度±１μｍ）を使用してシリコン基板上に実装したときの、コアと実装対象物に設けられた光素子の位置ずれを測定した結果をグラフにしたものが示されている。   In FIG. 4, test pieces having different flexural moduli (length 3 mm, width 3 mm, thickness 0.5 mm) were mounted on a silicon substrate using a high-accuracy die bonder (no load mounting accuracy ± 1 μm). The graph shows the result of measuring the positional deviation of the optical elements provided on the core and the mounting object.

ところで、コア径が５０μｍ程度のマルチモード光導波路のコアを、光素子と接続する場合には、±１０μｍ程度の実装精度が必要となる。このため、図４のグラフから、±１０μｍの実装精度を満たす条件として、硬質クラッド部１４の曲げ弾性率が０．５ＧＰａ以上である必要があることがわかる。つまり、±１０μｍ程度の実装精度を満たすための硬質クラッド部１４の曲げ弾性率としては、０．５Ｇｐａ以上であることが好ましく、実装精度の安定性を考慮すると１．０ＧＰａ以上であることがより好ましい。   By the way, when connecting a core of a multimode optical waveguide having a core diameter of about 50 μm to an optical element, a mounting accuracy of about ± 10 μm is required. Therefore, it can be seen from the graph of FIG. 4 that the bending elastic modulus of the hard clad portion 14 needs to be 0.5 GPa or more as a condition that satisfies the mounting accuracy of ± 10 μm. That is, the flexural modulus of the hard clad portion 14 for satisfying the mounting accuracy of about ± 10 μm is preferably 0.5 GPa or more, and more preferably 1.0 GPa or more in consideration of the stability of mounting accuracy. preferable.

なお、高分子光導波路フィルム１０に用いる樹脂材料については後述する。   The resin material used for the polymer optical waveguide film 10 will be described later.

ところで、高分子光導波路フィルム１０の厚さを５０μｍより小さくすると、硬質クラッド部１４に十分な強度を得ることができず、５００μｍより大きくすると、軟質クラッド部１２の柔軟性が得られない。そこで、高分子光導波路フィルム１０の厚さを５０μｍ〜５００μｍとすることで、軟質クラッド部１２の柔軟性を確保し、且つ、硬質クラッド部１４に十分な強度を得ることができる。また、高分子光導波路フィルム１０の幅は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とされている。これにより、高分子光導波路フィルム１０は、変形に対する追従性が高まる。なお、高分子光導波路フィルム１０の厚さを１００μｍ〜２００μｍの範囲とし、幅を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とすることがより好ましい。   By the way, if the thickness of the polymer optical waveguide film 10 is less than 50 μm, sufficient strength cannot be obtained in the hard clad portion 14, and if it is greater than 500 μm, the flexibility of the soft clad portion 12 cannot be obtained. Therefore, by setting the thickness of the polymer optical waveguide film 10 to 50 μm to 500 μm, the flexibility of the soft clad portion 12 can be secured and sufficient strength can be obtained for the hard clad portion 14. The width of the polymer optical waveguide film 10 is in the range of 0.5 mm to 10 mm. Thereby, the polymer optical waveguide film 10 has improved followability to deformation. In addition, it is more preferable that the thickness of the polymer optical waveguide film 10 is in the range of 100 μm to 200 μm and the width is in the range of 1 mm to 5 mm.

なお、本実施形態では、図１に示すように、クラッド用フィルム基材１８上に、クラッド用フィルム基材１８を構成するクラッド材料とは異なる曲げ弾性率を有する軟質クラッド部１２及び硬質クラッド部１４を設ける構成としたが、図９に示すように、軟質のクラッド材料で構成された軟質クラッド部７４の両側に、硬質のクラッド材料で構成された硬質クラッド部７２を設ける構成としてもよい。つまり、軟質のクラッド材料で構成された軟質クラッド部７４ａの光伝播方向の両側に、軟質クラッド部７４を構成するクラッド材料よりも高い曲げ弾性率を有するクラッド材料で構成された硬質クラッド部７２ａを設け、この軟質クラッド部ａと硬質クラッド部７２ａの上にコア１６を設けて、コア１６を包囲するようにして、軟質クラッド部７４ａの上に、軟質クラッド部７４ａを構成するクラッド材料と同じ曲げ弾性率を有するクラッド材料で構成された軟質クラッド部７４ｂを設け、硬質クラッド部７２ａの上に、硬質クラッド部７２ａを構成するクラッド材料と同じ曲げ弾性率を有するクラッド材料で構成された硬質クラッド部７２ｂを設け、高分子光導波路フィルム７０を構成する。   In this embodiment, as shown in FIG. 1, the soft clad portion 12 and the hard clad portion having a bending elastic modulus different from the clad material constituting the clad film base material 18 on the clad film base material 18. However, as shown in FIG. 9, a hard clad portion 72 made of a hard clad material may be provided on both sides of a soft clad portion 74 made of a soft clad material. That is, on both sides of the light propagation direction of the soft clad portion 74a made of the soft clad material, the hard clad portion 72a made of the clad material having a higher bending elastic modulus than the clad material constituting the soft clad portion 74 is provided. The core 16 is provided on the soft clad part a and the hard clad part 72a, and the same bending as the clad material constituting the soft clad part 74a is formed on the soft clad part 74a so as to surround the core 16. A soft clad portion 74b made of a clad material having an elastic modulus is provided, and a hard clad portion made of a clad material having the same bending elastic modulus as the clad material constituting the hard clad portion 72a is provided on the hard clad portion 72a. 72b is provided to constitute the polymer optical waveguide film 70.

次に、図５を用いて本発明の高分子光導波路フィルム１０（フレキシブル光導波路）の製造工程について、工程順に説明する。
１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、コア凸部に対応する凹部と、この凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔を有する鋳型を準備する工程
鋳型の作製は、光導波路コア（以下「コア」とする）に対応する凸部を形成した原盤を用いて行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。以下では、原盤を用いる方法について説明する。
＜原盤の作製＞
コアに対応する凸部２２を形成した原盤２０（図５（Ａ）に示す）の作製には、従来の方法、たとえばフォトリソグラフィー法やＲＩＥ法を特に制限なく用いることができる。また、本出願人が先に出願した電着法又は光電着法により光導波路を作製する方法（特願２００２−１０２４０号）も、原盤２０を作製するのに適用できる。 Next, the manufacturing process of the polymer optical waveguide film 10 (flexible optical waveguide) of the present invention will be described in the order of steps with reference to FIG.
1) A step of preparing a mold that is formed from a cured resin layer of a curable resin for mold formation and has a recess corresponding to the core protrusion, and a through hole that communicates with one end and the other end of the recess, respectively. Although it is preferable to use a master having a convex portion corresponding to an optical waveguide core (hereinafter referred to as “core”), it is not limited to this. In the following, a method using the master will be described.
<Preparation of master>
A conventional method such as a photolithography method or an RIE method can be used without particular limitation for the production of the master 20 (shown in FIG. 5A) on which the convex portions 22 corresponding to the core are formed. Further, the method (Japanese Patent Application No. 2002-10240) for producing an optical waveguide by the electrodeposition method or the photo-deposition method previously filed by the present applicant can also be applied to produce the master 20.

原盤２０に形成されるコア１６に対応する凸部２２の大きさは、一般的に５〜５００μｍ角程度、好ましくは４０〜２００μｍ角程度であり、高分子光導波路フィルム１０の用途等に応じて適宜決められる。例えばシングルモード用の高分子光導波路フィルムの場合には、１０μｍ角程度のコアを、マルチモード用の高分子光導波路フィルムの場合には、５０〜１００μｍ角程度のコアが一般的に用いられるが、用途によっては数百μｍ角程度と更に大きなコアを持つ高分子光導波路フィルムも利用される。
＜鋳型の作製＞
次に、鋳型３０の作製の工程について説明する。 The size of the convex portion 22 corresponding to the core 16 formed on the master 20 is generally about 5 to 500 μm square, preferably about 40 to 200 μm square, depending on the use of the polymer optical waveguide film 10 and the like. It is decided appropriately. For example, in the case of a polymer optical waveguide film for single mode, a core of about 10 μm square is generally used, and in the case of a polymer optical waveguide film for multimode, a core of about 50 to 100 μm square is generally used. Depending on the application, a polymer optical waveguide film having a larger core of about several hundred μm square is also used.
<Production of mold>
Next, a process for producing the mold 30 will be described.

上記のようにして作製した原盤２０のコア１６に対応する凸部２２が形成された面に、図５（Ｂ）に示すように、鋳型形成用硬化性樹脂を塗布又は注型して硬化性樹脂層３０ａを形成し、必要に応じ乾燥処理をして硬化性樹脂層３０ａを硬化させる。そして、この硬化した硬化性樹脂層３０ａを原盤２０から剥離することで、凸部２２に対応する凹部３２が形成された鋳型３０が作製される。   As shown in FIG. 5B, a mold-forming curable resin is applied or cast onto the surface of the master 20 produced as described above on which the convex portions 22 corresponding to the core 16 are formed. The resin layer 30a is formed, and if necessary, drying treatment is performed to cure the curable resin layer 30a. Then, the cured curable resin layer 30 a is peeled from the master 20, whereby the mold 30 in which the concave portion 32 corresponding to the convex portion 22 is formed.

次に、図５（Ｃ）に示すように、鋳型３０に、凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口３６、及び凹部３２から樹脂を排出させるための排出口３８を、打ち抜きによって形成する。このように、排出口３８を打ち抜きによって形成した場合でも、鋳型３０と後述するクラッド用フィルム基材１８とは密着性がよいため、鋳型３０とクラッド用フィルム基材１８の間には凹部３２以外の空隙が形成されない。これにより、凹部３２以外の部分に、コア形成用硬化性樹脂が浸透する恐れがない。   Next, as shown in FIG. 5C, the mold 30 is provided with an inlet 36 for filling the recess 32 with the core-forming curable resin, and an outlet 38 for discharging the resin from the recess 32. Formed by punching. As described above, even when the discharge port 38 is formed by punching, the mold 30 and the clad film substrate 18 to be described later have good adhesion. No voids are formed. Thereby, there is no possibility that the curable resin for core formation penetrates into portions other than the recess 32.

なお、進入口３６及び排出口３８は、鋳型３０に打ち抜きによって予め設ける構成以外にも、種々の方法を用いることができる。その他の方法として、例えば、原盤に鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層を形成した後、硬化性樹脂層を原盤から剥離して鋳型を作製し、その後、鋳型の両端を凹部が露出するように切断することにより進入口及び排出口を形成する方法が挙げられる。このように、進入口３６及び排出口３８の形成方法は特に制限されない。   Note that various methods can be used for the advance port 36 and the discharge port 38 in addition to the configuration in which the mold 30 is previously provided by punching. As another method, for example, after forming a cured resin layer of a curable resin for forming a mold on a master, a mold is prepared by peeling the curable resin layer from the master, and then the recesses are exposed at both ends of the mold. And a method of forming the inlet and the outlet by cutting into two. Thus, the formation method of the entrance 36 and the discharge port 38 is not particularly limited.

鋳型３０の凹部３２に連通する進入口３６及び排出口３８を、凹部３２の両端に設けることによって、進入口３６は液（樹脂）溜まりとして利用でき、排出口３８は減圧吸引管をその中に挿入して凹部３２内部を減圧吸引装置に接続することができる。また、進入口３６に注入管を連結して、進入口３６から樹脂を凹部３２に加圧注入することも可能である。進入口３６の形状や大きさは凹部３２に連通し、且つ、液溜まりとしての機能を有していれば特に制限はない。また、排出口３８の形状や大きさは、凹部３２に連通し、且つ、減圧吸引用に用いることができれば特に制限はない。   By providing an entrance 36 and a discharge port 38 communicating with the recess 32 of the mold 30 at both ends of the recess 32, the entrance 36 can be used as a liquid (resin) reservoir, and the discharge port 38 has a vacuum suction pipe therein. The inside of the recess 32 can be inserted and connected to the vacuum suction device. It is also possible to connect an injection pipe to the entrance 36 and pressurize and inject resin from the entrance 36 into the recess 32. The shape and size of the entrance 36 is not particularly limited as long as it communicates with the recess 32 and has a function as a liquid reservoir. The shape and size of the discharge port 38 are not particularly limited as long as it communicates with the recess 32 and can be used for vacuum suction.

さらに、進入口３６は液溜まりの機能を有しているため、その断面積が、鋳型３０を後述するクラッド用フィルム基材１８に密着させたときに、クラッド用フィルム基材１８に接する側を大きくし、クラッド用フィルム基材１８から離れるにしたがって小さくなるようにする。つまり、進入口３６に抜きテーパーを設ける。これにより、進入口３６から凹部３２に充填させたコア形成用硬化性樹脂を硬化させた後、このコア形成用硬化性樹脂を鋳型３０から剥離しやすくなる。   Furthermore, since the entrance 36 has a function of a liquid pool, the cross-sectional area of the entrance 36 is the side in contact with the clad film substrate 18 when the mold 30 is brought into close contact with the clad film substrate 18 described later. The size is increased and is decreased as the distance from the clad film substrate 18 increases. That is, the entrance 36 is provided with a drawing taper. As a result, after the core-forming curable resin filled in the recess 32 from the entrance 36 is cured, the core-forming curable resin is easily peeled off from the mold 30.

コア形成用硬化樹脂層の厚さは、鋳型３０の取り扱い性を考慮して適宜決められるが、一般的に０．１〜５０ｍｍ程度が適切である。また、原盤２０にはあらかじめ離型剤塗布などの離型処理を行うことで、コア形成用硬化樹脂層が原盤２０から剥離しやすくなり、原盤２０と鋳型３０の剥離が促進される。   The thickness of the core-forming cured resin layer is appropriately determined in consideration of the handleability of the mold 30, but generally about 0.1 to 50 mm is appropriate. Further, by performing a release treatment such as application of a release agent on the master 20 in advance, the core-forming cured resin layer is easily peeled off from the master 20 and the peeling between the master 20 and the mold 30 is promoted.

鋳型形成用硬化性樹脂としては、その硬化物が原盤２０から容易に剥離できること、鋳型３０（繰り返し用いる）として一定以上の機械的強度・寸法安定性を有すること、凹部３２の形状を維持する硬さ（硬度）を有すること、後述するクラッド用フィルム基材１８との密着性が良好であることが好ましい。鋳型形成用硬化性樹脂には、必要に応じて各種添加剤を加えることができる。   As the mold forming curable resin, the cured product can be easily peeled off from the master 20, the mold 30 (repetitively used) has a certain level of mechanical strength and dimensional stability, and is a hard resin that maintains the shape of the recess 32. It is preferable that it has thickness (hardness), and adhesiveness with the clad film base material 18 mentioned later is favorable. Various additives can be added to the mold-forming curable resin as necessary.

鋳型形成用硬化性樹脂は、原盤２０の表面に塗布や注型等することが可能で、また、原盤２０に形成された個々のコア１６に対応する凸部２２を正確に転写しなければならない。従って、ある限度以下の粘度、たとえば、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度を有することが好ましい。（なお、本発明において用いる「鋳型形成用硬化性樹脂」の中には、硬化後、弾性を有するゴム状体となるものも含まれる。）また、粘度調節のために溶剤を、溶剤の悪影響が出ない程度に鋳型形成用硬化性樹脂に加えることができる。   The mold-forming curable resin can be applied or cast on the surface of the master 20, and the protrusions 22 corresponding to the individual cores 16 formed on the master 20 must be accurately transferred. . Therefore, it is preferable to have a viscosity below a certain limit, for example, about 500 to 7000 mPa · s. (Note that the “mold-forming curable resin” used in the present invention also includes a resin that becomes a rubber-like body having elasticity after curing.) In addition, the solvent is used for viscosity adjustment, and the adverse effect of the solvent. Can be added to the mold-forming curable resin to such an extent that does not occur.

鋳型形成用硬化性樹脂としては、剥離性、機械強度・寸法安定性、硬度、クラッド用フィルム基材との密着性の点から、硬化後、シリコンゴム（シリコンエラストマー）又はシリコン樹脂となる硬化性オルガノポリシロキサンが好ましく用いられる。硬化性オルガノポリシロキサンは、分子中にメチルシロキサン基、エチルシロキサン基、フェニルシロキサン基を含むものが好ましい。また、硬化性オルガノポリシロキサンは、一液型のものでも硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものでもよく、また、熱硬化型のものでも室温硬化型（例えば空気中の水分で硬化するもの）のものでもよく、更に他の硬化（紫外線硬化等）を利用するものであってもよい。   The mold forming curable resin is curable to become silicon rubber (silicone elastomer) or silicon resin after curing in terms of peelability, mechanical strength and dimensional stability, hardness, and adhesion to the clad film substrate. Organopolysiloxane is preferably used. The curable organopolysiloxane preferably contains a methylsiloxane group, an ethylsiloxane group, or a phenylsiloxane group in the molecule. Further, the curable organopolysiloxane may be a one-component type or a two-component type used in combination with a curing agent, and may be a thermosetting type or a room temperature curable type (for example, one that is cured by moisture in the air). ) Or other types of curing (such as ultraviolet curing).

硬化性オルガノポリシロキサンとしては、硬化後シリコンゴムとなるものが好ましい。硬化後シリコンゴムとなるものには、通常液状シリコンゴム（「液状」の中にはペースト状のように粘度の高いものも含まれる）と称されているものが用いられている。液状シリコンゴムは、硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものが好ましい。中でも付加型の液状シリコンゴムは、表面と内部が均一にかつ短時間に硬化し、またその際、副生成物が無く、あるいは少なく、かつ離型性に優れ収縮率も小さいので好ましく用いられる。   As curable organopolysiloxane, what becomes silicone rubber after hardening is preferable. What is usually called liquid silicon rubber (the “liquid” includes those having a high viscosity such as a paste) is used as the silicon rubber after curing. The liquid silicone rubber is preferably a two-component type used in combination with a curing agent. Among these, addition-type liquid silicone rubber is preferably used because the surface and the inside are uniformly cured in a short time, and there are no or by-products, and the mold release property is excellent and the shrinkage rate is small.

液状シリコンゴムの中でも特に液状ジメチルシロキサンゴムが密着性、剥離性、強度及び硬度の制御性の点から好ましい。また、液状ジメチルシロキサンゴムの硬化物は、一般に屈折率が１．４３程度と低いため、これを用いて形成された鋳型は、クラッド用フィルム基材１８から剥離させずに、そのままクラッド部１１として利用することができる。この場合には、鋳型３０と、充填したコア形成用硬化性樹脂及びクラッド用フィルム基材１８とが剥がれないような工夫が必要になる。   Among liquid silicone rubbers, liquid dimethylsiloxane rubber is particularly preferred from the viewpoints of adhesion, peelability, strength and hardness controllability. In addition, a cured product of liquid dimethylsiloxane rubber generally has a refractive index as low as about 1.43. Therefore, a mold formed using the cured dimethylsiloxane rubber can be directly used as the cladding portion 11 without being peeled off from the cladding film substrate 18. Can be used. In this case, it is necessary to devise such that the mold 30 is not peeled off from the filled core-forming curable resin and the clad film substrate 18.

液状シリコンゴムの粘度は、コア１６に対応する凸部２２を正確に転写し、かつ気泡の混入を少なくして脱泡し易くする観点と、数ミリの厚さの鋳型を形成する点から、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましく、さらには、２０００〜５０００ｍＰａ・ｓ程度のものがより好ましい。   From the viewpoint of accurately transferring the convex portion 22 corresponding to the core 16 and reducing the mixing of bubbles to facilitate defoaming, and the viscosity of the liquid silicone rubber forms a mold with a thickness of several millimeters. The thing of about 500-7000 mPa * s is preferable, Furthermore, the thing of about 2000-5000 mPa * s is more preferable.

さらに、鋳型３０の表面エネルギーは、１０ｄｙｎ／ｃｍ〜３０ｄｙｎ／ｃｍ、特に、１５ｄｙｎ／ｃｍ〜２４ｄｙｎ／ｃｍの範囲にあることが、クラッド用フィルム基材１８との密着性とコア形成用硬化性樹脂の浸透速度の点からみて好ましい。   Further, the surface energy of the mold 30 is in the range of 10 dyn / cm to 30 dyn / cm, and particularly in the range of 15 dyn / cm to 24 dyn / cm. It is preferable from the viewpoint of the penetration rate.

鋳型３０のシェア（Ｓｈａｒｅ）ゴム硬度は、１５〜８０であればよく、特に２０〜６０であることが、型取り性能、凹部形状の維持、剥離性の点からみて好ましい。なお、シェアゴム硬度は、デュロメータを用いてＪＩＳ Ｋ ６２５３にしたがって測定することができる。   The shear rubber hardness of the mold 30 may be 15 to 80, and 20 to 60 is particularly preferable from the viewpoint of mold taking performance, maintenance of the concave shape, and peelability. The shear rubber hardness can be measured according to JIS K 6253 using a durometer.

鋳型３０の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、０．２μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下にすることで、型取り性能の点から見て好ましい。なお、算術平均粗さＲａはＪＩＳ Ｂ ０６０１に従い測定することができる。   The surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the mold 30 is preferably 0.2 μm or less, and preferably 0.1 μm or less, from the viewpoint of mold-taking performance. The arithmetic average roughness Ra can be measured according to JIS B 0601.

また、鋳型３０は、紫外領域及び／又は可視領域において光透過性であることが好ましい。鋳型３０が可視領域において光透過性であることによって、後述する２）の工程において鋳型３０をクラッド用フィルム基材１８（図５（Ｄ）参照）に密着させる際、位置決めが容易に行える。また、後述する３）の工程においてコア形成用硬化性樹脂が鋳型３０の凹部３２に充填される様子が観察でき、充填完了等が容易に確認することができる。   Moreover, it is preferable that the casting_mold | template 30 is a light transmittance in an ultraviolet region and / or a visible region. Since the mold 30 is light transmissive in the visible region, positioning can be easily performed when the mold 30 is brought into close contact with the clad film substrate 18 (see FIG. 5D) in the step 2) described later. Further, it can be observed that the core-forming curable resin is filled in the concave portion 32 of the mold 30 in the step 3) described later, and the completion of filling can be easily confirmed.

さらに、鋳型３０が紫外領域において光透過性であることが好ましいのは、コア形成用硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合に、鋳型３０を透して紫外線硬化を行うためである。従って、鋳型３０の、紫外領域（２５０ｎｍ〜４００ｎｍ）における透過率が８０％以上であることが好ましい。   Further, it is preferable that the mold 30 is light transmissive in the ultraviolet region in order to perform ultraviolet curing through the mold 30 when an ultraviolet curable resin is used as the core-forming curable resin. Therefore, it is preferable that the transmittance | permeability in the ultraviolet region (250 nm-400 nm) of the casting_mold | template 30 is 80% or more.

硬化性オルガノポリシロキサン、中でも硬化後シリコンゴムとなる液状シリコンゴムは、クラッド用フィルム基材１８との密着性と剥離性という相反した特性に優れ、ナノ構造を転写する能力を持ち、シリコンゴムとクラッド用フィルム基材１８とを密着させたとき、液体の進入を防ぐことができる。このようなシリコンゴムを用いた鋳型３０は高精度に原盤２０の形状を転写し、クラッド用フィルム基材１８にしっかりと密着する。このため、鋳型３０とクラッド用フィルム基材１８の間の凹部３２のみに、コア形成用硬化性樹脂を効率良く充填することが可能となる。また、クラッド用フィルム基材１８と鋳型３０の剥離も容易である。従って、この鋳型３０からは高精度に形状を維持した高分子光導波路フィルム１０を、極めて簡便に作製することができる。   Curable organopolysiloxanes, especially liquid silicone rubbers that become silicone rubber after curing, have excellent contradictory properties of adhesion to the clad film substrate 18 and peelability, and have the ability to transfer nanostructures. When the clad film base material 18 is brought into close contact with the clad film base material 18, it is possible to prevent liquid from entering. The mold 30 using such silicon rubber transfers the shape of the master 20 with high accuracy and adheres firmly to the clad film substrate 18. For this reason, it becomes possible to efficiently fill the core-forming curable resin only in the recess 32 between the mold 30 and the clad film substrate 18. Further, the clad film substrate 18 and the mold 30 can be easily peeled off. Therefore, the polymer optical waveguide film 10 whose shape is maintained with high accuracy can be produced very simply from the mold 30.

さらに、硬化樹脂層、とりわけ硬化樹脂層がゴム弾性を有する場合、硬化樹脂層の一部すなわち原盤２０の凸部２２を転写する部分以外の部分を他の剛性材料に置き換えることができ、この場合、鋳型３０のハンドリング性が向上する。   Further, when the cured resin layer, particularly the cured resin layer has rubber elasticity, a part of the cured resin layer, that is, a part other than the part to which the convex portion 22 of the master 20 is transferred can be replaced with another rigid material. The handling property of the mold 30 is improved.

なお、鋳型の作製の他の例として、原盤にコアに対応する凸部だけでなく、貫通孔（進入口及び排出口）を形成するための凸部を設け、貫通孔を形成するための凸部が突き抜けるようにして、原盤に鋳型形成用硬化性樹脂を塗布して、この鋳型形成用硬化性樹脂を硬化させた後、硬化樹脂層を原盤から剥離する方法などがある。このとき、凸部の高さは、鋳型形成用硬化性樹脂の厚さよりも高くする必要がある。
２）鋳型３０にクラッド用フィルム基材１８を密着させる工程
鋳型３０にクラッド用フィルム基材１８を密着させる。なお、高分子光導波路フィルムは種々の階層における光配線に用いられるので、クラッド用フィルム基材１８としての材料は、屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、鋳型との密着性、フレキシビリティー等を考慮して選択される。 As another example of producing the mold, not only a convex portion corresponding to the core but also a convex portion for forming a through hole (admission port and discharge port) is provided on the master, and a convex portion for forming the through hole is provided. For example, there is a method in which a mold forming curable resin is applied to the master so that the portion penetrates, and after the mold forming curable resin is cured, the cured resin layer is peeled off from the master. At this time, the height of the convex portion needs to be higher than the thickness of the mold-forming curable resin.
2) Step of closely attaching the clad film substrate 18 to the mold 30 The clad film substrate 18 is closely attached to the mold 30. Since the polymer optical waveguide film is used for optical wiring at various levels, the material for the clad film base 18 is optical characteristics such as refractive index and light transmittance, mechanical strength, heat resistance, mold, etc. It is selected in consideration of adhesiveness and flexibility.

そこで、クラッド用フィルム基材１８として用いられる材料は、脂環式アクリル樹脂フィルム、脂環式オレフィン樹脂フィルム、三酢酸セルロースフィルム、含フッ素樹脂フィルム等が挙げられる。   Therefore, examples of the material used as the clad film substrate 18 include an alicyclic acrylic resin film, an alicyclic olefin resin film, a cellulose triacetate film, and a fluorine-containing resin film.

また、クラッド用フィルム基材１８としては、鋳型３０との密着性に優れ、両者を密着させた場合、鋳型３０の凹部３２以外に空隙が生じないものが好ましい。   Moreover, as the film base material 18 for clad, the thing excellent in the adhesiveness with the casting_mold | template 30 and the thing which does not produce a space | gap other than the recessed part 32 of the casting_mold | template 30 is preferable when both are stuck.

脂環式アクリル樹脂フィルムとしてはトリシクロデカン等の脂肪族環状炭化水素をエステル置換基に導入した、ＯＺ−１０００、ＯＺ−１１００、また、脂環式オレフィン樹脂フィルムとしては、主鎖にノルボルネン構造を有するもの、及び主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基（アルキル基としては炭素数１から６のものやシクロアルキル基）等の極性基をもつものが挙げられる。中でも前記のごとき主鎖にノルボルネン構造を有し、且つ側鎖にアルキルオキシカルボニル基等の極性基をもつ脂環式オレフィン樹脂は、低屈折率（屈折率が１．５０近辺であり、コア１６、クラッド用フィルム基材１８の屈折率の差を確保できる）及び高い光透過性等の優れた光学的特性を有するので、鋳型３０との密着性に優れ、また耐熱性に優れているので特に本発明の高分子光導波路フィルム１０の作製に適している。   As the alicyclic acrylic resin film, OZ-1000, OZ-1100 in which an aliphatic cyclic hydrocarbon such as tricyclodecane is introduced into the ester substituent, and as the alicyclic olefin resin film, the main chain has a norbornene structure. And those having a polar group such as an alkyloxycarbonyl group (an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group) in the side chain and having a norbornene structure in the main chain. Among them, an alicyclic olefin resin having a norbornene structure in the main chain and a polar group such as an alkyloxycarbonyl group in the side chain as described above has a low refractive index (refractive index is around 1.50, core 16 Since it has excellent optical characteristics such as a high refractive index and a high light transmission property, it is particularly excellent in adhesion to the mold 30 and heat resistance. It is suitable for production of the polymer optical waveguide film 10 of the present invention.

クラッド用フィルム基材１８の屈折率は、コア１６との屈折率差を確保するため、１．５５より小さく、好ましくは１．５３より小さくすることが望ましい。   The refractive index of the clad film substrate 18 is preferably less than 1.55, preferably less than 1.53, in order to ensure a difference in refractive index from the core 16.

また、クラッド用フィルム基材１８の厚さは、フレキシビリティーと剛性や取り扱いの容易さ等を考慮して適切に選ばれ、一般的には０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。   The thickness of the clad film substrate 18 is appropriately selected in consideration of flexibility, rigidity, ease of handling, and the like, and is generally preferably about 0.05 mm to 0.5 mm.

３）クラッド用フィルム基材１８を密着させた鋳型３０の凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を充填する工程
図５（Ｄ）に示すように、凹部３２の一端に形成された進入口３６にコア形成用硬化性樹脂を注入し、凹部３２の他端に形成された排出口３８から減圧吸引して、凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を充填する。このように、減圧吸引することで、鋳型３０とクラッド用フィルム基材１８との密着性が向上し、気泡の混合を避けることができる。減圧吸引は、例えば、吸引管を排出口３８に挿入し、吸引管をポンプに繋げて行われる。 3) Step of filling the concave portion 32 of the mold 30 with the clad film substrate 18 in close contact with the core-forming curable resin, as shown in FIG. 5 (D), the entrance 36 formed at one end of the concave portion 32 The core-forming curable resin is injected and sucked under reduced pressure from a discharge port 38 formed at the other end of the recess 32, and the recess 32 is filled with the core-forming curable resin. In this way, by sucking under reduced pressure, the adhesion between the mold 30 and the film substrate 18 for cladding is improved, and mixing of bubbles can be avoided. The vacuum suction is performed, for example, by inserting a suction tube into the discharge port 38 and connecting the suction tube to a pump.

なお、凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を充填する方法は、上記方法に限定されない。例えば、進入口３６にコア形成用硬化性樹脂を少量垂らし毛細管現象を利用して充填したり、進入口３６から凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を加圧充填したり、排出口３８から凹部３２内を減圧吸引したり、あるいは加圧充填と減圧吸引の両方を行うなどにより、凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を充填する方法がある。加圧充填と減圧吸引を併用する場合はこれらを同期して行うことが好ましい。これにより、鋳型３０が安定して固定された状態で、加圧充填において圧力を段階的に増加させ、減圧吸引において圧力を段階的に減少させることで、コア形成用硬化性樹脂をより高速に注入する相反則を両立させることができる。また、毛細管現象を利用して、凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を充填する場合には、充填を促進するために凹部３２内を０．１〜１００ｋＰａ程度に減圧することが好ましい。さらに、充填を促進するために、凹部３２内の減圧に加えて、鋳型３０の進入口３６から充填するコア形成用硬化性樹脂を加熱することで、より低粘度化することも有効な手段である。   The method for filling the concave portion 32 with the core-forming curable resin is not limited to the above method. For example, a small amount of core-forming curable resin is dripped into the entrance 36 using the capillary phenomenon, or the core-forming curable resin is pressure-filled from the entrance 36 into the recess 32, There is a method of filling the concave portion 32 with the core-forming curable resin by vacuum suction or performing both pressure filling and vacuum suction. When pressure filling and vacuum suction are used in combination, it is preferable to synchronize them. As a result, with the mold 30 being stably fixed, the pressure is gradually increased in the pressure filling, and the pressure is gradually decreased in the vacuum suction, so that the core-forming curable resin can be made faster. The reciprocity law to inject can be made compatible. Further, when the concave portion 32 is filled with the core-forming curable resin by utilizing the capillary phenomenon, the inside of the concave portion 32 is preferably decompressed to about 0.1 to 100 kPa in order to promote filling. Further, in order to promote filling, in addition to reducing the pressure in the recess 32, it is also an effective means to lower the viscosity by heating the core-forming curable resin filled from the entrance 36 of the mold 30. is there.

コア形成用硬化性樹脂としては、紫外線硬化性、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂を用いることができ、中でも紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。コア形成用の紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が好ましく用いられる。また、紫外線硬化性樹脂としてエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。このように、コアをシリコン基板やガラス基板等で形成せずに高分子化合物で形成することで、材料費を低く抑えることができ、製造コスト削減に繋がる。また、コアを紫外線硬化性、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂などの高分子化合物で成形することで、任意の形状を得ることが容易となる。   As the core-forming curable resin, resins such as ultraviolet curable, radiation curable, electron beam curable, and thermosetting can be used. Of these, ultraviolet curable resins and thermosetting resins are preferably used. As the ultraviolet curable resin or thermosetting resin for forming the core, an ultraviolet curable or thermosetting monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer is preferably used. Moreover, epoxy type, polyimide type, and acrylic type ultraviolet curable resin are preferably used as the ultraviolet curable resin. Thus, by forming the core with a polymer compound without forming it with a silicon substrate, a glass substrate or the like, the material cost can be kept low, leading to a reduction in manufacturing cost. Moreover, it becomes easy to obtain arbitrary shapes by molding the core with a polymer compound such as ultraviolet curable, radiation curable, electron beam curable, or thermosetting resin.

コア形成用硬化性樹脂は、鋳型３０とクラッド用フィルム基材１８との間に形成された空隙（凹部３２）に充填させるため、低粘度であることが必要である。コア形成用硬化性樹脂の粘度は、１０〜２０００ｍＰａ・ｓ好ましくは２０〜１０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは３０〜５００ｍＰａ・ｓにすることで、充填速度が速くなり、精度の良い形状のコア１６が得られ、光損失を少なくすることができる。   The core-forming curable resin is required to have a low viscosity in order to fill the gap (recess 32) formed between the mold 30 and the clad film substrate 18. The viscosity of the core-forming curable resin is 10 to 2000 mPa · s, preferably 20 to 1000 mPa · s, and more preferably 30 to 500 mPa · s. As a result, light loss can be reduced.

このほかに、原盤２０に形成されたコア１６に対応する凸部２２が有する元の形状を高精度に再現するため、硬化性樹脂の硬化前後の体積変化が小さいことが必要である。例えば、体積が減少すると導波損失の原因になる。従って、硬化性樹脂は、体積変化ができるだけ小さいものが望ましく、体積変化が１０％以下のものが用いられる。好ましくは体積変化が６％以下のものが用いられる。溶剤を用いて硬化性樹脂を低粘度化することは、硬化前後の体積変化が大きいのでできれば避ける方が好ましい。体積収縮が０．０１％以下の材料や体積膨張する材料では、鋳型３０からの剥離効率が下がり、鋳型３０からの剥離時に表面の破断等の表面劣化が生じるため、形成されるコア１６の表面の平滑性が低下して光導波損失が上昇するので好ましくない。   In addition, in order to reproduce the original shape of the convex portion 22 corresponding to the core 16 formed on the master 20 with high accuracy, it is necessary that the volume change before and after curing of the curable resin is small. For example, a reduction in volume causes waveguide loss. Accordingly, it is desirable that the curable resin has a volume change as small as possible, and a resin having a volume change of 10% or less is used. Preferably, the volume change is 6% or less. Lowering the viscosity of the curable resin using a solvent is preferably avoided if possible because the volume change before and after curing is large. With a material having a volume shrinkage of 0.01% or less or a material that expands in volume, the peeling efficiency from the mold 30 decreases, and surface degradation such as surface breakage occurs when peeling from the mold 30, so the surface of the core 16 that is formed This is not preferable because the smoothness of the optical waveguide decreases and the optical waveguide loss increases.

コア形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするため、樹脂にポリマーを添加することができる。ポリマーはコア形成用硬化性樹脂との相溶性を有し、かつ樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないものが好ましい。またポリマーを添加することにより体積変化を小さくする他、粘度や硬化樹脂のガラス転移点を高度に制御できる。ポリマーとしては例えばアクリル系、メタクリル酸系、エポキシ系のものが用いられるが、これらに限定されるものではない。   In order to reduce the volume change (shrinkage) after curing of the core-forming curable resin, a polymer can be added to the resin. The polymer is preferably compatible with the core-forming curable resin and does not adversely affect the refractive index, elastic modulus, and transmission characteristics of the resin. In addition to reducing the volume change by adding a polymer, the viscosity and the glass transition point of the cured resin can be highly controlled. Examples of the polymer include acrylic, methacrylic acid, and epoxy polymers, but are not limited thereto.

コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は、クラッド用フィルム基材１８となるフィルム基材（以下の５）の工程におけるクラッド部１１を含む）より大きいことが必要であり、１．５０以上、好ましくは１．５３以上である。コアとクラッド（クラッド用フィルム基材及びクラッド部１１）との屈折率の差は、０．０１以上、好ましくは０．０３以上である。
４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、鋳型３０をクラッド用フィルム基材１８から剥離する工程
前記３）の工程において、凹部３２に充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる。紫外線硬化性樹脂を硬化させるには、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられ、熱硬化性樹脂を硬化させるには、オーブン中での加熱等が用いられる。 The refractive index of the cured product of the core-forming curable resin needs to be larger than that of the film base material (including the clad portion 11 in the process 5 below) to be the clad film base material 18. Above, preferably 1.53 or more. The difference in refractive index between the core and the clad (the clad film substrate and the clad portion 11) is 0.01 or more, preferably 0.03 or more.
4) Step of curing the filled core-forming curable resin and peeling the mold 30 from the clad film substrate 18 In the step 3), the core-forming curable resin filled in the recesses 32 is cured. In order to cure the ultraviolet curable resin, an ultraviolet lamp, an ultraviolet LED, a UV irradiation device or the like is used, and in order to cure the thermosetting resin, heating in an oven or the like is used.

この後、鋳型３０をクラッド用フィルム基材１８から剥離する。図５（Ｅ）に示すように、剥離したクラッド用フィルム基材１８の上には、コア１６と進入口３６及び排出口３８内において硬化した樹脂部分３６ａ、３８ａが形成される。   Thereafter, the mold 30 is peeled off from the clad film substrate 18. As shown in FIG. 5E, on the peeled clad film substrate 18, resin portions 36a and 38a cured in the core 16, the entrance 36 and the exit 38 are formed.

また、前記１）〜３）の工程で用いる鋳型３０は、屈折率等の条件を満たせばそのままクラッド部（硬質クラッド部１４）に用いることも可能で、この場合は、鋳型を剥離する必要はなくそのままクラッド部として利用する。この場合、鋳型とコア材料の接着性を向上させるために鋳型をオゾン処理することが好ましい。
５）コア１６が形成されたクラッド用フィルム基材１８の上に硬質クラッド部１４及び軟質クラッド部１２からなるクラッド部１１を形成する工程
図５（Ｉ）に示すように、コア１６が形成されたクラッド用フィルム基材１８の上に硬質クラッド部１４及び軟質クラッド部１２からなるクラッド部１１を形成する。クラッド部１１としては、クラッド用硬化性樹脂を塗布して硬化させた層、高分子材料の溶剤溶液を塗布して乾燥して得られる高分子膜等が挙げられる。クラッド用硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、例えば、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。 Further, the mold 30 used in the steps 1) to 3) can be used as it is for the clad part (hard clad part 14) as long as the conditions such as the refractive index are satisfied. In this case, it is necessary to peel off the mold. It is used as it is as a cladding part. In this case, the mold is preferably subjected to ozone treatment in order to improve the adhesion between the mold and the core material.
5) Step of forming the clad portion 11 composed of the hard clad portion 14 and the soft clad portion 12 on the clad film substrate 18 on which the core 16 is formed. As shown in FIG. 5 (I), the core 16 is formed. A clad portion 11 comprising a hard clad portion 14 and a soft clad portion 12 is formed on the clad film substrate 18. Examples of the clad portion 11 include a layer obtained by applying and hardening a clad curable resin, a polymer film obtained by applying a solvent solution of a polymer material and drying. As the curable resin for cladding, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is preferably used. For example, an ultraviolet curable or thermosetting monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer is used.

また、クラッド形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするために、樹脂と相溶性を有し、また樹脂の屈折率、曲げ弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないポリマー（例えばメタクリル酸系、エポキシ系）を、クラッド用硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂）に添加することができる。   In addition, in order to reduce the volume change (shrinkage) after curing of the curable resin for clad formation, a polymer that has compatibility with the resin and does not adversely affect the refractive index, bending elastic modulus, and transmission characteristics of the resin ( For example, methacrylic acid or epoxy resin can be added to the curable resin for clad (ultraviolet curable resin or thermosetting resin).

硬質クラッド部１４及び軟質クラッド部１２の形成は、それぞれのクラッド材料を塗布し、硬化することによって行われる。２種のクラッド材料は、コア１６が形成されたクラッド用フィルム基材１８の上に同時に塗布され硬化されてもよい。また、１種ずつ塗布と硬化を行ってもよい。   The hard clad part 14 and the soft clad part 12 are formed by applying and curing the respective clad materials. The two types of clad materials may be simultaneously applied and cured on the clad film substrate 18 on which the core 16 is formed. Moreover, you may perform application | coating and hardening 1 type at a time.

硬質クラッド部１４及び軟質クラッド部１２を１種ずつ形成する場合には、例えば、図５（Ｆ）〜図５（Ｉ）に示すように行われる。まず、図５（Ｆ）に示すように、軟質クラッド部１２を形成する部分に保護用マスク４４を設置する。保護用マスク４４は、コア１６が形成されたクラッド用フィルム基材１８に密着し、形成されたコア１６に接触した際にコア１６にダメージを与えないものであれば特に指定はなく、たとえば、鋳型形成用硬化性樹脂として用いるシリコンゴムを使用することができる。ここでのコア１６へのダメージとは、コア１６の側面の損傷や荒れ等によって光導波損失が０．２ｄＢ以上増加することである。   When the hard clad part 14 and the soft clad part 12 are formed one by one, for example, as shown in FIGS. 5 (F) to 5 (I). First, as shown in FIG. 5 (F), a protective mask 44 is provided in a portion where the soft clad portion 12 is to be formed. The protective mask 44 is not particularly specified as long as it is in close contact with the clad film substrate 18 on which the core 16 is formed and does not damage the core 16 when contacting the formed core 16, for example, Silicon rubber used as a curable resin for mold formation can be used. Here, the damage to the core 16 means that the optical waveguide loss increases by 0.2 dB or more due to damage or roughness of the side surface of the core 16.

次に、図５（Ｇ）に示すように、硬質クラッド部１４用の紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射して紫外線硬化させる。これにより、硬質クラッド部１４が形成される。そして、図５（Ｈ）に示すように、保護用マスク４４を剥離して、保護用マスク４４が設置されていた部分に軟質クラッド部１２用の紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射して紫外線硬化させる。これにより、図５（Ｉ）に示すように、保護用マスク４４が設置されていた部分に軟質クラッド部１２が形成される。そして、図５（Ｊ）に示すように、進入口３６及び排出口３８内において硬化した樹脂部分３６ａ、３８ａを、研削等によって除去する。   Next, as shown in FIG. 5G, an ultraviolet curable resin for the hard clad portion 14 is applied, and ultraviolet rays are irradiated to cure the ultraviolet rays. Thereby, the hard clad part 14 is formed. Then, as shown in FIG. 5 (H), the protective mask 44 is peeled off, and the ultraviolet curable resin for the soft cladding portion 12 is applied to the portion where the protective mask 44 is installed, and then irradiated with ultraviolet rays. UV cure. As a result, as shown in FIG. 5I, the soft clad portion 12 is formed in the portion where the protective mask 44 has been installed. Then, as shown in FIG. 5J, the resin portions 36a and 38a cured in the entrance 36 and the exit 38 are removed by grinding or the like.

クラッド部１１（硬質クラッド部１４及び軟質クラッド部１２）の屈折率は、コア１６との屈折率差を確保するため、１．５５以下、好ましくは１．５３以下にすることが望ましい。また、硬質クラッド部１４及び軟質クラッド部１２の屈折率をクラッド用フィルム基材１８の屈折率と同じにすることが、光の閉じ込めの点からみて好ましい。   The refractive index of the clad part 11 (the hard clad part 14 and the soft clad part 12) is 1.55 or less, preferably 1.53 or less in order to ensure a difference in refractive index from the core 16. Further, it is preferable from the viewpoint of light confinement that the refractive indexes of the hard cladding portion 14 and the soft cladding portion 12 be the same as the refractive index of the cladding film substrate 18.

このような高分子光導波路フィルム１０の製造方法は、鋳型３０に鋳型３０との密着性が良好なクラッド用可フィルム基材４０を密着させることで、両者を特別な手段を用いて固着させなくても、鋳型３０に形成された凹部３２構造以外には、鋳型３０とクラッド用フィルム基材４０の間に空隙が生ずることなくコア形成用硬化性樹脂を凹部３２のみに進入させることができることを見出したことに基づくものである。これにより、製造工程が極めて単純化され、容易に高分子光導波路フィルム１０を作製することができる。したがって、従来の高分子光導波路フィルムの製造方法と比較し、極めて低コストで高分子光導波路フィルム１０を作製することが可能となる。   The manufacturing method of such a polymer optical waveguide film 10 is such that the cladable film substrate 40 having good adhesion to the mold 30 is brought into close contact with the mold 30 so that the both are not fixed using a special means. However, in addition to the recess 32 structure formed in the mold 30, the core-forming curable resin can be allowed to enter only the recess 32 without generating a gap between the mold 30 and the clad film substrate 40. This is based on the finding. Thereby, the manufacturing process is extremely simplified, and the polymer optical waveguide film 10 can be easily produced. Therefore, it is possible to produce the polymer optical waveguide film 10 at an extremely low cost as compared with the conventional method for producing a polymer optical waveguide film.

また、この製造方法では、鋳型３０に貫通孔（進入口３６及び排出口３８）を設け、進入口３６から凹部３２にコア形成用硬化性樹脂を排出側を充填して、排出口３８から減圧吸引するので、鋳型３０とクラッド用フィルム基材４０との密着性が更に向上し、気泡の混合を避けることができる。さらに、簡便な方法でありながら、得られる高分子光導波路フィルム１０は、導波損失が少なく高精度であり、かつ、各種機器への自由な装填が可能である。   In this manufacturing method, the mold 30 is provided with through holes (inlet 36 and outlet 38), the core 36 is filled with the curable resin for core formation from the inlet 36 into the recess 32, and the pressure is reduced from the outlet 38. Since suction is performed, the adhesion between the mold 30 and the clad film substrate 40 is further improved, and mixing of bubbles can be avoided. Furthermore, although it is a simple method, the obtained polymer optical waveguide film 10 has high accuracy with little waveguide loss and can be freely loaded into various devices.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
＜原盤の作製＞
シリコン基板に厚膜レジスト（マイクロケミカル（株）製、ＳＵ−８）をスピンコート法で塗布した後、８０℃でプリベークし、フォトマスクを通して露光し、現像した。これにより、断面が正方形の２本のコア用の凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、長さ：８０ｍｍ）が形成された。なお、２本の凸部の間の間隔は、２５０μｍとした。これを１２０℃でポストベークして、コア作製用の原盤を作製した。
＜鋳型の作製＞
次に、原盤に離形材を塗布した後、鋳型の材料として熱硬化性液状ジメチルシロキサンゴム（ダウ・コウニングアジア社製：ＳＹＬＧＡＲＤ１８４、粘度５０００ｍＰａ・ｓ）及びその硬化剤を混合したものを流し込み、１２０℃で３０分間加熱して硬化させた。そして、原盤から鋳型材を剥離して、コア用の凹部（コア用の凸部に対応する凹部）が形成された鋳型（型の厚さ５ｍｍ）を作製した。次に、平面視において円形で、断面形状がテーパー状とされた紫外線硬化性樹脂を充填するための進入口及び、この樹脂（紫外線硬化性樹脂）を排出させるための排出口を、凹部の両端に凹部と連通するようにして打ち抜きにより形成した。
＜クラッド用フィルム基材及びコアの作製＞
鋳型より一回り大きい膜厚１００μｍのクラッド用フィルム基材（アートンフィルム、ＪＳＲ（株）社製、曲げ弾性率２．９ＧＰａ、屈折率１．５１０）を、鋳型に密着させた。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. The present invention is not limited to these examples.
<Preparation of master>
A thick film resist (manufactured by Micro Chemical Co., Ltd., SU-8) was applied to the silicon substrate by spin coating, prebaked at 80 ° C., exposed through a photomask, and developed. Thereby, two convex portions (width: 50 μm, height: 50 μm, length: 80 mm) for the core having a square cross section were formed. In addition, the space | interval between two convex parts was 250 micrometers. This was post-baked at 120 ° C. to prepare a master for core production.
<Production of mold>
Next, after applying a mold release material to the master, a mixture of a thermosetting liquid dimethylsiloxane rubber (manufactured by Dow Corning Asia Co., Ltd .: SYLGARD 184, viscosity 5000 mPa · s) and its curing agent is poured as a mold material. And cured by heating at 120 ° C. for 30 minutes. And the casting_mold | template material (5 mm of mold thickness) in which the casting_mold | template material was peeled from the original disk and the recessed part for cores (recessed part corresponding to the convex part for cores) was formed was produced. Next, an entrance for filling the ultraviolet curable resin which is circular in a plan view and has a tapered cross-sectional shape and an outlet for discharging the resin (ultraviolet curable resin) are provided at both ends of the recess. It was formed by punching so as to communicate with the recess.
<Production of clad film substrate and core>
A clad film substrate (Arton film, manufactured by JSR Corporation, flexural modulus 2.9 GPa, refractive index 1.510) having a film thickness of 100 μm, which is slightly larger than the mold, was adhered to the mold.

次に、鋳型の一端にある進入口に、粘度５００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化樹脂を数滴落とし、排出口から減圧吸引したところ、１０分で凹部に紫外線硬化樹脂が充填された。そして、５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を鋳型の上部から５分間照射し、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、鋳型をクラッド用フィルム基材から剥離した。 Next, a few drops of an ultraviolet curable resin having a viscosity of 500 mPa · s were dropped into the entrance at one end of the mold and sucked under reduced pressure from the outlet, and the concave portion was filled with the ultraviolet curable resin in 10 minutes. Then, a UV light of 50 mW / cm 2 was irradiated for 5 minutes from the top of the mold, to cure the UV curable resin was peeled off the mold from the cladding film substrate.

これにより、クラッド用フィルム基材上に原盤の凸部と同じ形状のコアが形成された。
＜硬質クラッド部及び軟質クラッド部の作製＞
次に、クラッド用フィルム基材のコアが形成された面に、鋳型と同じ材質で作製した保護用マスクを密着させ、コアが形成された面が露出した領域（光導波路の導波方向両端）に、硬化後の屈折率がクラッド用フィルム基材６４と同じ１．５１０であり、曲げ弾性率が２．１ＧＰａである硬質クラッド部用の紫外線硬化性樹脂を塗布した。そして、５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を５分間照射して紫外線硬化させた。 Thereby, the core of the same shape as the convex part of the master was formed on the film substrate for cladding.
<Production of hard clad part and soft clad part>
Next, a protective mask made of the same material as the mold is brought into close contact with the surface of the clad film substrate on which the core is formed, and the areas where the core is formed are exposed (both ends in the waveguide direction of the optical waveguide). Further, an ultraviolet curable resin for a hard clad part having a refractive index after curing of 1.510 which is the same as that of the clad film substrate 64 and a flexural modulus of 2.1 GPa was applied. Then, UV light of 50 mW / cm 2 was irradiated for 5 minutes to be cured by ultraviolet rays.

次に、保護マスクを剥離して、コアが形成された面が露出した領域に、硬化後の屈折率がクラッド用フィルム基材と同じ１．５１０であり、曲げ弾性率が０．３ＧＰａである軟質クラッド部用の紫外線硬化性樹脂を塗布した。そして、５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を５分間照射して紫外線硬化させた。 Next, the protective mask is peeled off, and in the region where the surface on which the core is formed is exposed, the refractive index after curing is 1.510, which is the same as that of the clad film substrate, and the flexural modulus is 0.3 GPa. An ultraviolet curable resin for a soft clad portion was applied. Then, UV light of 50 mW / cm 2 was irradiated for 5 minutes to be cured by ultraviolet rays.

次に、ダイシングソーを用いて、長さ７０ｍｍ、幅１．５ｍｍ、厚さ３００μｍに成形し、長手方向両端に硬質クラッド部をもったベルト状の高分子光導波路フィルムを作製した。   Next, using a dicing saw, a belt-shaped polymer optical waveguide film having a length of 70 mm, a width of 1.5 mm, and a thickness of 300 μm and having hard clad portions at both ends in the longitudinal direction was produced.

ここで、幅５μｍの十字型アライメントマークが形成された長さ５ｍｍ、幅５ｍｍのシリコン基板を用意し、作製した高分子光導波路フィルムの実装精度確認を行った。無負荷状態での実装精度が±１μｍであるダイボンダを用い、画像認識によるパッシブアライメントにて高分子光導波路フィルムをシリコン基板上に実装した。ボンディング荷重は６Ｎとし、予め塗布しておいた紫外線硬化樹脂を紫外線照射により硬化させ、高分子光導波路フィルムをシリコン基板上に接着した。   Here, a silicon substrate having a length of 5 mm and a width of 5 mm on which a cross alignment mark having a width of 5 μm was formed was prepared, and the mounting accuracy of the produced polymer optical waveguide film was confirmed. A polymer optical waveguide film was mounted on a silicon substrate by passive alignment by image recognition using a die bonder having a mounting accuracy of ± 1 μm in an unloaded state. The bonding load was 6 N, and a pre-applied UV curable resin was cured by UV irradiation, and the polymer optical waveguide film was bonded onto the silicon substrate.

上記の実装精度確認を１０回行ったところ、コアの理想的な実装位置からのずれは５μｍ以内であった。また、高分子光導波路フィルムの接合面の端部のコアの位置、及びコア間距離は、実装前後で変化はみられなかった。   When the mounting accuracy was confirmed 10 times, the deviation of the core from the ideal mounting position was within 5 μm. In addition, the position of the core at the end of the joint surface of the polymer optical waveguide film and the distance between the cores were not changed before and after mounting.

まず、実施例１と同様にして、高分子光導波路フィルムを作製した。   First, a polymer optical waveguide film was produced in the same manner as in Example 1.

次に、４５°角度付きＳｉ用のブレードを備えたダイシングソーを用いて、この高分子光導波路フィルムの両端を、光軸に対し４５°の角度で切断し、４５°ミラー面を持ったコアを露出させた。   Next, using a dicing saw equipped with a 45 ° angled Si blade, both ends of the polymer optical waveguide film were cut at an angle of 45 ° with respect to the optical axis, and a core having a 45 ° mirror surface. Was exposed.

このとき、４５°ミラー面のコア形状は平坦であり、Ｒａはλ／１０以下であった。８５０μｍのＬＥＤを光源として測定した４５°ミラー面の過剰損失は０．８ｄＢであった。   At this time, the core shape of the 45 ° mirror surface was flat, and Ra was λ / 10 or less. The excess loss of the 45 ° mirror surface measured with an LED of 850 μm as the light source was 0.8 dB.

このように、高分子光導波路フィルムの両端に硬質クラッド部を設けることで、精度の良い４５°ミラー面を形成することができる。   Thus, by providing the hard clad portions at both ends of the polymer optical waveguide film, a highly accurate 45 ° mirror surface can be formed.

まず、実施例１と同様に、クラッド用フィルム基材５２上に硬質クラッド部５４と軟質クラッド部５６を設けた高分子光導波路フィルム５０を作製し、実施例２と同様にして、硬質クラッド部５４の端部に、４５°ミラー面５６Ａを形成した。次に、クラッド用フィルム基材５２と硬質クラッド部５２を、先端から５０μｍの位置で光軸に対し垂直に切断し、図６に示すように、両端部に４５°ミラー面５６Ａと垂直切断面５２Ａとを備えた高分子光導波路フィルム５０を得た。   First, as in Example 1, a polymer optical waveguide film 50 in which a hard clad portion 54 and a soft clad portion 56 are provided on a clad film substrate 52 is produced, and in the same manner as in Example 2, a hard clad portion is produced. A 45 ° mirror surface 56A was formed at the end of 54. Next, the clad film base 52 and the hard clad 52 are cut perpendicular to the optical axis at a position of 50 μm from the tip, and as shown in FIG. 6, 45 ° mirror surfaces 56A and vertical cut surfaces are formed at both ends. Polymer optical waveguide film 50 provided with 52A was obtained.

また、厚さ６２５μｍＳｉウェハをＲＩＥ法により形成し、図７のようなシリコンサブマウント６０を作製した。シリコンサブマウント６０には受光素子と発光素子を収容する開口部６２と、高分子光導波路フィルムを位置決め実装するための突当面６４が形成されている。   Further, a 625 μm thick Si wafer was formed by the RIE method, and a silicon submount 60 as shown in FIG. 7 was produced. The silicon submount 60 is formed with an opening 62 for receiving the light receiving element and the light emitting element, and an abutment surface 64 for positioning and mounting the polymer optical waveguide film.

このシリコンサブマウント６０に受光素子と発光素子を実装し電気配線を施した後、マニュアル式のボンディングマシンンを用いて、図８に示すように、高分子光導波路フィルム５０の垂直切断面５２Ａをシリコンサブマウント６０の突当面６４に突き当てて、シリコンサブマウント６０に高分子光導波路フィルム５０を位置合わせした。そして、予め塗布しておいた紫外線硬化樹脂を紫外線照射により硬化させ、高分子光導波路フィルム５０をシリコンサブマウント６０に固定した。   After the light receiving element and the light emitting element are mounted on the silicon submount 60 and electric wiring is performed, a vertical cutting surface 52A of the polymer optical waveguide film 50 is formed by using a manual bonding machine as shown in FIG. The polymer optical waveguide film 50 was aligned with the silicon submount 60 by abutting against the abutting surface 64 of the silicon submount 60. Then, the UV curable resin previously applied was cured by UV irradiation, and the polymer optical waveguide film 50 was fixed to the silicon submount 60.

このとき、コアの理想的な実装位置からのずれは５μｍ以内であった。また、高分子光導波路フィルム５０の接合面の端部のコアの位置、及びコア間距離は、実装前後で変化はみられなかった。   At this time, the deviation from the ideal mounting position of the core was within 5 μm. In addition, the position of the core at the end of the joint surface of the polymer optical waveguide film 50 and the distance between the cores were not changed before and after mounting.

本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムを示す三面図である。It is a trihedral view showing a polymer optical waveguide film according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the polymer optical waveguide film which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムを光送受信部に実装した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which mounted the polymer optical waveguide film which concerns on embodiment of this invention in the optical transmission / reception part. 本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムの曲げ弾性率と実装精度を示すグラフである。It is a graph which shows the bending elastic modulus and mounting precision of the polymer optical waveguide film which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムの製造工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing process of the polymer optical waveguide film which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムを示す部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view which shows the polymer optical waveguide film which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムが実装されるサブマウント示す斜視図である。1 is a perspective view showing a submount on which a polymer optical waveguide film according to an embodiment of the present invention is mounted. 本発明の実施形態に係る高分子光導波路フィルムが、サブマウントに実装された状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state with which the polymer optical waveguide film which concerns on embodiment of this invention was mounted in the submount. 本発明の他の実施形態の高分子光導波路フィルムを示す三面図である。It is a three-view figure which shows the polymer optical waveguide film of other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 高分子光導波路フィルム（フレキシブル光導波路）
１１ クラッド部
１２ 軟質クラッド部（第１クラッド部）
１４ 硬質クラッド部（第２クラッド部）
１６ コア
７０ 高分子光導波路フィルム（フレキシブル光導波路）
７２ 硬質クラッド部（クラッド部、第２クラッド部）
７４ 軟質クラッド部（クラッド部、第１クラッド部） 10 Polymer optical waveguide film (flexible optical waveguide)
11 Cladding section 12 Soft cladding section (first cladding section)
14 Hard clad part (second clad part)
16 Core 70 Polymer optical waveguide film (flexible optical waveguide)
72 Hard clad part (clad part, second clad part)
74 Soft cladding (cladding, first cladding)

Claims (9)

光が伝播するコアと、前記コアを包囲し、該コアより屈折率の小さいクラッド部と、を有するフレキシブル光導波路において、
前記クラッド部は、軟質の第１クラッド部と、前記第１クラッド部の光の伝播方向側の少なくとも一方の端部に設けられ、該第１クラッド部よりも高い曲げ弾性率を有する硬質の第２クラッド部と、で構成されていることを特徴とするフレキシブル光導波路。 In a flexible optical waveguide having a core through which light propagates, and a cladding portion surrounding the core and having a refractive index smaller than that of the core,
The clad part is provided at a soft first clad part and at least one end of the first clad part on the light propagation direction side, and has a higher bending elastic modulus than the first clad part. A flexible optical waveguide comprising: 2 clad portions. 前記第２クラッド部は、断面積の７０％以上が前記高い引張り弾性率の硬質材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル光導波路。   2. The flexible optical waveguide according to claim 1, wherein 70% or more of the cross-sectional area of the second cladding portion is formed of the hard material having the high tensile elastic modulus. 前記第２クラッド部は、前記第１クラッド部の光の伝播方向の両端に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフレキシブル光導波路。   3. The flexible optical waveguide according to claim 1, wherein the second clad part is provided at both ends of the first clad part in the light propagation direction. 4. 前記第２クラッド部は、曲げ弾性率が０．５ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフレキシブル光導波路。   The flexible optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein the second cladding portion has a flexural modulus of 0.5 GPa or more. 前記第１クラッド部は、許容曲げ半径が１０ｍｍ以下の可撓性を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル光導波路。   The flexible optical waveguide according to any one of claims 1 to 4, wherein the first cladding portion has flexibility with an allowable bending radius of 10 mm or less. 前記クラッド部の厚み方向のサイズが、５０μｍ〜５００μｍとされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のフレキシブル光導波路。   The flexible optical waveguide according to any one of claims 1 to 5, wherein a size of the clad portion in a thickness direction is 50 µm to 500 µm. 前記コアは、シリコン樹脂製の鋳型を用いて複製されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のフレキシブル光導波路。   The flexible optical waveguide according to claim 1, wherein the core is duplicated using a mold made of silicon resin. 前記第２クラッド部の端部には、光進行方向を９０°折り曲げる４５°ミラー面が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のフレキシブル光導波路。   The flexible optical waveguide according to claim 1, wherein a 45 ° mirror surface that bends the light traveling direction by 90 ° is provided at an end of the second cladding portion. 光が伝播するコアと、前記コアが載置され該コアより屈折率の小さいクラッド基材と、前記クラッド基材上に設けられ前記コアの周囲を取り囲み、該コアより屈折率の小さいクラッド部と、を有するフレキシブル光導波路において、
前記クラッド部は、軟質のクラッド材料で構成された第１クラッド部と、前記第１クラッド部の光の伝播方向側の少なくとも一方の端部に設けられ、該第１クラッド部を構成するクラッド材料より高い曲げ弾性率を有する硬質のクラッド材料で構成された第２クラッド部と、からなることを特徴とするフレキシブル光導波路。 A core through which the light propagates; a clad base on which the core is placed and having a lower refractive index than the core; and a clad part that is provided on the clad base and surrounds the core and has a lower refractive index than the core; In a flexible optical waveguide having
The clad part is provided at a first clad part made of a soft clad material and at least one end of the first clad part on the light propagation direction side, and constitutes the first clad part And a second clad portion made of a hard clad material having a higher flexural modulus.
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