JP2007139898A - Method for manufacturing optical waveguide device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide device.
現在、インターネットの普及に伴って、光信号による大容量の情報を送信できる光ファイバを家庭まで引き込む高速通信サービス「ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈｏｍｅ）」が提供されつつある。光ファイバ網を普及するためには、光ファイバの他、光スイッチや光ファイバアレイなどの光導波路を備える装置（以下、「光導波路装置」）がキーデバイスと言われている。光導波路装置の材質としては、従来、光伝搬損失が小さく、伝送帯域が広いという理由から、石英、パイレックス（登録商標）などの無機材料が使用されてきたが、価格、加工性、及び、生産性などの面から、現在、高分子材料の光導波路装置が普及しつつある。 Currently, with the spread of the Internet, a high-speed communication service “FTTH (Fiber to the home)” for drawing an optical fiber capable of transmitting a large amount of information using an optical signal to a home is being provided. In order to spread the optical fiber network, an apparatus including an optical waveguide, such as an optical switch or an optical fiber array (hereinafter referred to as “optical waveguide apparatus”) is called a key device. Conventionally, inorganic materials such as quartz and Pyrex (registered trademark) have been used as optical waveguide device materials because of their low optical propagation loss and wide transmission bandwidth. From the standpoint of performance, an optical waveguide device made of a polymer material is now becoming widespread.
高分子材料からなる光導波路装置に関する技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２がある。特許文献１には、高分子材料よりなるコアおよび該コアを取り囲み該コアよりも屈折率の低い材料よりなるクラッドを少なくとも含む高分子光導波路の製造方法において、平坦な表面の一部に連続した凸部を有する金型上に該クラッドの材料を表面が平坦になるように配置して下部クラッドとする工程、該下部クラッドの上に平坦な基板を配置する工程、該平坦な基板が下になるように上下を反転させる工程、該金型を除去する工程、該下部クラッドの、該金型の凸部にできた溝に該コアの材料を配置する工程、該コアの材料の、該溝からはみ出した部分を除去する工程、該コアを覆うように該下部クラッドの上に該クラッドの材料を配置する工程、及び、該平坦な基板を除去する工程よりなる光導波路の製造方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are related to an optical waveguide device made of a polymer material. In Patent Document 1, in a method of manufacturing a polymer optical waveguide including at least a core made of a polymer material and a clad made of a material surrounding the core and having a lower refractive index than the core, the polymer optical waveguide is continuous with a part of a flat surface. Disposing the clad material on the mold having a convex portion so that the surface is flat to form a lower clad, placing the flat substrate on the lower clad, and lowering the flat substrate downward A step of reversing the upper and lower sides, a step of removing the mold, a step of disposing the material of the core in a groove formed in the convex portion of the mold of the lower cladding, the groove of the material of the core Disclosed is a method of manufacturing an optical waveguide comprising a step of removing a protruding portion, a step of disposing a material of the clad on the lower clad so as to cover the core, and a step of removing the flat substrate. ing.
特許文献２には、光導波路のコア部となる凹凸形状が形成されている基板上に、高分子と基板を剥離するための犠牲層を形成した金型を作製し、溶融状態または溶液状態のコアとなる高分子を塗布し、該高分子を紫外線あるいは熱によって硬化させたのち、更に、その上から溶融状態または溶液状態の下部クラッドとなる高分子を塗布、硬化し、その後犠牲層を除去することにより、金型を剥離する工程を含むことを特徴とするリッジ型高分子光導波路の製造方法が開示されている。 In Patent Document 2, a mold in which a sacrificial layer for peeling a polymer and a substrate is formed on a substrate on which a concavo-convex shape serving as a core portion of an optical waveguide is formed is prepared in a molten state or a solution state. After applying the polymer to be the core and curing the polymer with ultraviolet light or heat, the polymer to be the lower cladding in the molten or solution state is further applied and cured, and then the sacrificial layer is removed. Thus, a method for manufacturing a ridge-type polymer optical waveguide is disclosed, which includes a step of peeling the mold.
また、特許文献３においては、１）光導波路に対応する複数の凸部が形成された原盤を用いて、前記凸部に対応する複数の凹部、並びに該凹部の両端部であるコア形成用硬化性樹脂の進入部及び排出部を有する鋳型を作製する工程、２）前記鋳型にクラッド用基材を密着させる工程、３）前記鋳型の進入部からコア形成用硬化性樹脂を鋳型凹部に充填する工程、４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、鋳型をクラッド用基材から剥離する工程、５）コアが形成されたクラッド用基材の上に、クラッド層を形成する工程、を有する高分子光導波路の製造方法であって、前記鋳型が、鋳型形成用硬化性樹脂が硬化した層からなり前記凹部並びに進入部及び排出部が設けられ、かつ、その端部に、すべての進入部及び／又はすべての排出部に連通する共通の空隙部を有する硬化樹脂層と、前記硬化樹脂層を補強しかつコア形成用硬化性樹脂を圧入するための注入口を備えた強化部材とを有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法が開示されている。
光導波路を備える光導波路装置としては、例えば、マルチモードの光ファイバとシングルモードの光ファイバとを接続するメディアコンバーターや、波長の異なる複数の光信号が多重化された光信号をそれぞれの波長の光に分波する波長分波器など、多様な機能を有する光導波路装置が求められ、具体的には、口径や形状が異なるコアを一つの光導波路装置に設ける方法が求められている。従来技術によれば、口径や形状が異なるコアを一つの光導波路に設けるためには、高価なフォトマスクや金型を作製、使用し、さらには、製造工程も複雑なものとならざるを得なかった。 As an optical waveguide device provided with an optical waveguide, for example, a media converter that connects a multimode optical fiber and a single mode optical fiber, or an optical signal in which a plurality of optical signals having different wavelengths are multiplexed is used for each wavelength. There is a demand for optical waveguide devices having various functions, such as a wavelength demultiplexer that demultiplexes light. Specifically, there is a need for a method in which cores having different diameters and shapes are provided in one optical waveguide device. According to the prior art, in order to provide a core having a different diameter and shape in one optical waveguide, an expensive photomask or mold is manufactured and used, and the manufacturing process must be complicated. There wasn't.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光導波路装置を作製する新規な製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a novel manufacturing method for manufacturing an optical waveguide device.
本発明の光導波路装置の製造方法は、基板の表面をダイシングして、基板の表面に溝を形成した第一の型を作製する工程と、前記第一の型を用いてクラッド成型用の第二の型を成型する工程と、前記第二の型を用いて高分子材料のクラッドを成型する工程とを有することを特徴とする。 The method for manufacturing an optical waveguide device according to the present invention includes a step of dicing the surface of a substrate to produce a first mold having grooves formed on the surface of the substrate, and a first method for clad molding using the first mold. A step of molding a second mold, and a step of molding a clad of a polymer material using the second mold.
本発明の製造方法によれば、基板の表面をダイシングすることよって、基板の表面に所望の形状や口径の溝を容易に形成できる。そして、前記第一の型に形成される溝の形状が、クラッド表面に形成される溝、最終的には、コアの形状になるので、前記第一の型に形成する溝の口径や形状をダイシングによって変えることによって、得られるクラッドの溝、最終的には、コアの口径や形状を変更できる。 According to the manufacturing method of the present invention, a groove having a desired shape and diameter can be easily formed on the surface of the substrate by dicing the surface of the substrate. Then, since the shape of the groove formed in the first mold becomes the shape of the groove formed in the cladding surface and finally the core, the diameter and shape of the groove formed in the first mold are diced. Can change the groove of the clad obtained, and finally the diameter and shape of the core.
本発明では、基板の表面にダイシングして、基板の表面に口径又は形状が異なる溝を形成することも好ましい態様である。口径や形状が異なるコアを有する光導波路装置を容易に作製できるからである。前記基板としては、例えば、無機材料の基板を使用することが好ましい。また本発明では、クラッド表面に形成された溝内にマイクロディスペンサーを用いてコア材料を充填し、コアを形成するようにすることも好ましい態様である。マイクロディスペンサーを用いてコア材料を充填するようにすれば、クラッド表面に設けられた溝内にコア材料を直接充填でき、凹溝に隣接する凸部にコア材料が塗布されることがないので、余剰層の形成を低減できる。また、マイクロディスペンサーを用いれば、クラッド表面に設けられている溝毎に異なるコア材料を充填することができ、屈折率などの特性の異なるコアを形成できる。 In the present invention, it is also a preferred embodiment that dicing is performed on the surface of the substrate to form grooves having different diameters or shapes on the surface of the substrate. This is because optical waveguide devices having cores having different diameters and shapes can be easily manufactured. As the substrate, for example, an inorganic material substrate is preferably used. In the present invention, it is also a preferred embodiment that a core is formed by filling a core material into a groove formed on the cladding surface using a microdispenser. If the core material is filled using a micro dispenser, the core material can be directly filled into the groove provided on the cladding surface, and the core material is not applied to the convex portion adjacent to the concave groove. Formation of an excess layer can be reduced. Further, if a microdispenser is used, a different core material can be filled for each groove provided on the cladding surface, and a core having different characteristics such as refractive index can be formed.
本発明によれば、通常の光導波路装置はもちろんのこと、ダイシングにより口径や形状の異なるコアを有する光導波路装置を容易に製造できる。 According to the present invention, not only a normal optical waveguide device but also an optical waveguide device having cores having different diameters and shapes can be easily manufactured by dicing.
本発明の光導波路装置の製造方法は、基板の表面をダイシングして、基板の表面に溝を形成した第一の型を作製する工程と、前記第一の型を用いてクラッド成型用の第二の型を成型する工程と、前記第二の型を用いて高分子材料のクラッドを成型する工程とを有することを特徴とする。 The method for manufacturing an optical waveguide device according to the present invention includes a step of dicing the surface of a substrate to produce a first mold having grooves formed on the surface of the substrate, and a first method for clad molding using the first mold. A step of molding a second mold, and a step of molding a clad of a polymer material using the second mold.
まず、本発明における光導波路装置について説明する。本発明において、「光導波路装置」とは、「光導波路」を備える装置であれば、特に限定されない。光導波路は、通常、平面構造であって、コアと該コアを被覆するクラッドとからなり、コアとクラッドとの屈折率の差を利用して、光がコアとクラッドの界面で反射を繰返しながら、コアを透過していく。クラッドとしては、通常、屈折率がコアの屈折率よりも小さい材料を使用する。光導波路の種類としては、例えば、下部クラッドと上部クラッドと線状コアとを有し、該線状コアが、下部クラッドと上部クラッドとによって埋設されている埋め込み型光導波路、埋め込み型の光導波路において、コア材料として空気の屈折率よりも高いものを選択し、上部クラッドとして空気を採用するリッヂ型光導波路、板状のコアが、それぞれ板状の上部クラッドと下部クラッドとに挟まれるように積層されているスラブ型光導波路、などを挙げることができる。光導波路装置としては、光導波路を備えるものであれば特に限定されず、例えば、光導波路、光分岐器、光合成器、光スイッチ、光変調器、光フィルター、波長分割器、光増幅器、光減衰器、波長変換機、光回路などを挙げることができる。 First, the optical waveguide device in the present invention will be described. In the present invention, the “optical waveguide device” is not particularly limited as long as it is a device including an “optical waveguide”. An optical waveguide usually has a planar structure and is composed of a core and a clad covering the core, and light is repeatedly reflected at the interface between the core and the clad using the difference in refractive index between the core and the clad. Through the core. As the cladding, a material whose refractive index is smaller than that of the core is usually used. Examples of the type of optical waveguide include a buried optical waveguide having a lower cladding, an upper cladding, and a linear core, and the linear core is embedded by the lower cladding and the upper cladding, and an embedded optical waveguide. In this case, the core material is selected to be higher than the refractive index of air, and a rigid optical waveguide adopting air as the upper clad and the plate-like core are sandwiched between the plate-like upper clad and lower clad, respectively. Examples include laminated slab type optical waveguides. The optical waveguide device is not particularly limited as long as it has an optical waveguide. For example, the optical waveguide, the optical branching device, the optical combiner, the optical switch, the optical modulator, the optical filter, the wavelength divider, the optical amplifier, and the optical attenuation are used. And a wavelength converter and an optical circuit.
以下、本発明の光導波路装置の製造方法の上記各工程について、図面を参照しながら説明する。本発明では、まず、基板１の表面をダイシングして、基板の表面に溝を形成した第一の型２を作製する（図１、図２）。特に、平坦な基板の表面をダイシングすることによって、基板表面に溝を設けることが好ましい態様であり、より具体的には、基板表面をダイヤモンドカッターのようなダイシングソーで研磨して溝を設ける。ダイシングによって基板表面に溝を設けるようにすれば、形成される溝毎に、口径や形状を変更できる。上述したように本発明では、前記第一の型に形成される溝の形状が、クラッド表面に形成される溝、最終的には、コアの形状になるので、前記第一の型に形成される溝の口径や形状を変えることによって、得られるクラッドの溝、すなわち、コアの口径や形状を変更できる。 Hereinafter, each process of the manufacturing method of the optical waveguide device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present invention, first, the surface of the substrate 1 is diced to produce a first mold 2 having grooves formed on the surface of the substrate (FIGS. 1 and 2). In particular, it is preferable that the groove is provided on the surface of the substrate by dicing the surface of the flat substrate. More specifically, the groove is provided by polishing the substrate surface with a dicing saw such as a diamond cutter. If a groove is provided on the substrate surface by dicing, the diameter and shape can be changed for each groove formed. As described above, in the present invention, the shape of the groove formed in the first mold is the groove formed in the cladding surface, and finally the shape of the core. By changing the diameter and shape of the groove, the obtained groove of the clad, that is, the core diameter and shape can be changed.
基板表面のダイシングは、例えば、４００〜６，０００番手の砥粒（例えば、シリコン基板：２０００番手、石英基板：６００番手）を用いて、送り速度：０．１ｍｍ／秒〜５ｍｍ／秒、ダイシングソー回転数：１０，０００ｒｐｍ〜３０，０００ｒｐｍ、切削水：約１Ｌ／分の条件で行えばよい。送り速度が、５ｍｍ／秒を超えると、切削面が粗くなる傾向がある。また、ダイシングソーの歯厚は、特に限定されるものではないが、約２０μｍ〜１ｍｍである。 Dicing on the surface of the substrate is performed using, for example, 400 to 6,000 abrasive grains (for example, silicon substrate: 2000 count, quartz substrate: 600 count), feed rate: 0.1 mm / second to 5 mm / second, dicing Saw rotation speed: 10,000 rpm to 30,000 rpm, cutting water: about 1 L / min. When the feed rate exceeds 5 mm / second, the cutting surface tends to become rough. The tooth thickness of the dicing saw is not particularly limited, but is about 20 μm to 1 mm.
基板表面に設ける溝の口径は、ダイシングソーの歯厚、および、基板を研磨する深さを適宜選択することにより、制御することができる。また、第一の型に形成する溝は、設計するコアの大きさに応じて適宜決定すればよいが、通常、シングルモードの光ファイバに対応できる光導波路として、約２０μｍ角以下の口径の溝を、マルチモード光ファイバに対応できる光導波路として、２０μｍ角〜１ｍｍ角程度、好ましくは２０μｍ角から２００μｍ角の口径のものを挙げることができる。 The diameter of the groove provided on the substrate surface can be controlled by appropriately selecting the tooth thickness of the dicing saw and the depth of polishing the substrate. In addition, the groove formed in the first mold may be appropriately determined according to the size of the core to be designed. Usually, a groove having a diameter of about 20 μm square or less is used as an optical waveguide capable of accommodating a single mode optical fiber. As an optical waveguide that can be used for a multimode optical fiber, one having a diameter of about 20 μm square to 1 mm square, preferably 20 μm square to 200 μm square can be mentioned.
前記第一の型は、マスターと呼ばれるものであり、クラッドの成型には直接使用しない。これは第一の型から直接クラッドを成型すると、クラッドとの離型性が悪い場合には、型欠けなどが生じて寸法精度が低下するからである。又、剥離剤を塗布して、クラッドとの離型性を高めたとしても、剥離剤の除去が難しいという問題があるからである。従って、光導波路装置のクラッドを成型するためには、この第一の型を用いてクラッド成型用の第二の型を成型しこれを使用する。前記第一の型の基板としては、無機材料の基板を使用することが好ましく、前記無機材料としては、石英やシリコンを挙げることができ、好ましくはシリコンである。シリコンの基板をダイシングして得られる基板の表面平滑性（ＲＡ＝９０Å）が石英（ＲＡ＝５００〜６００Å）に比べて良好だからである。 The first mold is called a master and is not directly used for molding a clad. This is because if the cladding is molded directly from the first mold, the mold accuracy is reduced due to mold chipping or the like when the releasability from the cladding is poor. Further, even if a release agent is applied to improve the releasability from the clad, there is a problem that it is difficult to remove the release agent. Therefore, in order to mold the clad of the optical waveguide device, a second mold for clad molding is molded using this first mold. As the first type substrate, it is preferable to use an inorganic material substrate, and examples of the inorganic material include quartz and silicon, preferably silicon. This is because the surface smoothness (RA = 90Å) of the substrate obtained by dicing a silicon substrate is better than quartz (RA = 500 to 600〜).
第二の型の製造方法は、特に限定されず、第一の型に積層させるようにして作製することによって、第一の型に形成されている溝のパターンを第二の型３に転写できる（図３）。尚、第一の型に、離型剤を塗布しておくことによって第二の型との離型性が高くなり、第一の型に設けられた溝のパターンを精度高く、第二の型に転写することができる。 The manufacturing method of the second mold is not particularly limited, and the groove pattern formed in the first mold can be transferred to the second mold 3 by making it laminated on the first mold. (Figure 3). By applying a release agent to the first mold, the releasability with the second mold is enhanced, and the groove pattern provided in the first mold is highly accurate, and the second mold Can be transferred to.
前記第二の型の材質としては、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂、および、硬化性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂を使用する場合には、加熱して流動状態若しくは融液状態の熱可塑性樹脂を第一の型の溝が形成されている側に載置しもしくは流し込み、必要に応じて、加圧しながら第二の型を成型する方法を挙げることができる。紫外線（又は光）硬化性または熱（又は二液）硬化性の硬化性樹脂を使用する場合には、硬化性樹脂を第一の型上へ各溝が埋まるように流し込み、これを硬化させることにより、第二の型を形成できる。 Although it does not specifically limit as a material of said 2nd type | mold, For example, it is preferable that they are a thermoplastic resin and a curable resin. When using a thermoplastic resin, heat or place the fluidized or melted thermoplastic resin on the side where the first mold groove is formed or pour, and pressurize as necessary. However, a method of molding the second mold can be mentioned. When ultraviolet (or light) curable or heat (or two-component) curable resin is used, the curable resin is poured onto the first mold so that each groove is filled and cured. Thus, the second mold can be formed.
前記第二の型は、シリコーン材料とすることが特に好ましい態様である。成型されるクラッドとの離型性が向上するからである。前記シリコーン材料としては、硬化後、シリコーンゴム、又は、シリコーン樹脂となる硬化性シリコーンゴムオリゴマー若しくはシリコーンモノマー、又は、硬化性シリコーン樹脂オリゴマー若しくはモノマーなどの硬化性シリコーン材料が好ましく、硬化性ポリシロキサンがより好ましい。また、前記硬化性ポリシロキサンは、一液硬化型若しくは二液硬化型のものでも良く、熱硬化型のものでも室温硬化型のものでも良い。前記硬化性シリコーン材料としては、通常、液状シリコーンと称されているものが用いられ、硬化剤と組合せて用いる二液混合型のものが好ましい。剥離性に優れ、機械強度に優れるからである。また、低粘度の硬化性シリコーン材料を使用すれば、作製時に巻き込む泡の除去等の加工性や転写パターンの精細な型取りをすることができる。 The second mold is particularly preferably a silicone material. This is because releasability from the clad to be molded is improved. As the silicone material, a curable silicone material such as a curable silicone rubber oligomer or a silicone monomer, or a curable silicone resin oligomer or monomer that becomes a silicone resin after curing is preferable, and a curable polysiloxane is preferable. More preferred. The curable polysiloxane may be a one-component curable type or a two-component curable type, and may be a thermosetting type or a room temperature curable type. As the curable silicone material, what is usually called liquid silicone is used, and a two-component mixed type used in combination with a curing agent is preferable. This is because it has excellent peelability and excellent mechanical strength. Moreover, if a low-viscosity curable silicone material is used, processability such as removal of bubbles entrained during production and fine transfer patterning can be performed.
硬化性シリコーン材料の具体例としては、例えば、アルキルシロキサン、アルケニルシロキサン、アルキルアルケニルシロキサン及びポリアルキル水素シロキサンを含むものが好ましく、特にアルキルアルケニルシロキサンとポリアルキル水素シロキサンの２成分混合系で低粘度、室温硬化するものが、剥離性、加工性の点から好ましい。 Specific examples of the curable silicone material include, for example, those containing alkyl siloxane, alkenyl siloxane, alkyl alkenyl siloxane, and polyalkyl hydrogen siloxane, and particularly low viscosity in a two-component mixed system of alkyl alkenyl siloxane and polyalkyl hydrogen siloxane. What cures at room temperature is preferable from the viewpoint of peelability and workability.
シリコーン材料の第二の型を作製する方法としては、例えば、上述した硬化性シリコーン材料を第一の型上に、各溝を埋めるように塗布して、硬化させる方法を挙げることができる。 Examples of the method for producing the second mold of the silicone material include a method in which the curable silicone material described above is applied on the first mold so as to fill each groove and is cured.
次いで、前記第二の型３を用いて高分子材料のクラッド４を成型する。具体的には、前記第一の型２から第二の型３を離型し、これを反転させて、第二の型３の溝が形成されている側に高分子材料のクラッド４を形成する（図３〜図５）。第二の型３に積層させるようにして作製することによって、第二の型３に形成されている溝のパターンが、クラッド４に転写される。 Next, a clad 4 made of a polymer material is molded using the second mold 3. Specifically, the second mold 3 is released from the first mold 2 and inverted to form a clad 4 made of a polymer material on the side where the grooves of the second mold 3 are formed. (FIGS. 3 to 5). By making the second mold 3 so as to be laminated, the groove pattern formed in the second mold 3 is transferred to the clad 4.
前記クラッドを構成する高分子材料として、熱可塑性樹脂を使用する場合には、加熱して流動状態もしくは融解状態の熱可塑性樹脂を、第二の型の溝が形成されている側に載置若しくは流し込み、基板で加圧しながらクラッドを成型する方法を挙げることができる。前記高分子材料として、硬化性樹脂を使用する場合には、第二の型の溝が形成されている側に硬化性樹脂を溝が埋まるように塗布し、斯かる硬化性樹脂上にさらに平坦な基板を積層して、硬化性樹脂を硬化させることにより得られる。 When a thermoplastic resin is used as the polymer material constituting the clad, the thermoplastic resin in a fluidized state or a molten state is placed on the side where the second mold groove is formed or heated. A method of casting the clad while pressing with a substrate can be mentioned. When a curable resin is used as the polymer material, the curable resin is applied so that the groove is filled on the side where the second mold groove is formed, and is further flattened on the curable resin. It is obtained by laminating various substrates and curing the curable resin.
前記硬化性樹脂としては、熱（又は二液）硬化性樹脂、紫外線（又は光）硬化性樹脂などを挙げることができるが、紫外線（又は光）硬化性樹脂を使用することが好ましい。前記硬化性樹脂は、溶媒により溶解されているもの、無溶媒のもののいずれであってもよい。前記硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、アクリル系樹脂、及び、ポリイミド系樹脂などを挙げることができる。前記硬化性樹脂として紫外線（又は光）硬化性樹脂を使用する場合には、樹脂上に積層する基板として、石英などの透明基板を使用して、基板上部から紫外線（又は光）を照射することによって紫外線（又は光）硬化性樹脂を硬化させることが好ましい。 Examples of the curable resin include a heat (or two-component) curable resin and an ultraviolet (or light) curable resin, and it is preferable to use an ultraviolet (or light) curable resin. The curable resin may be either dissolved in a solvent or solvent-free. Examples of the curable resin include epoxy resins, oxetane resins, acrylic resins, and polyimide resins. When an ultraviolet (or light) curable resin is used as the curable resin, a transparent substrate such as quartz is used as a substrate laminated on the resin, and ultraviolet (or light) is irradiated from above the substrate. It is preferable to cure the ultraviolet (or light) curable resin.
尚、第二の型がシリコーンゴム製である場合、クラッドを１０〜２０バッチ程度作製すると劣化してくる場合がある。このような場合には、前記第一の型から第二の型を再度作製して使用すればよい。 When the second mold is made of silicone rubber, it may be deteriorated when the clad is produced about 10 to 20 batches. In such a case, the second mold may be produced again from the first mold and used.
次に、本発明の光導波路装置の製造方法におけるクラッドにコアを形成する方法、及び、前記コアを被覆する第二のクラッドを形成する方法について説明する。 Next, a method for forming a core in the clad and a method for forming a second clad covering the core in the method for manufacturing an optical waveguide device of the present invention will be described.
前記クラッド４を第二の型３から離型すると、クラッド４の表面には、第二の型から転写された溝が形成されており、斯かる溝にコア５を形成する（図６）。前記コアを形成する方法としては、例えば、コア材料をクラッド表面に設けられた溝に充填し、これを硬化する方法を挙げることができ、前記コア材料としては、熱可塑性樹脂または硬化性樹脂を挙げることができる。前記硬化性樹脂としては、上述したクラッド材料に使用できる硬化性樹脂と同一のものを使用することができる。 When the clad 4 is released from the second mold 3, a groove transferred from the second mold is formed on the surface of the clad 4, and a core 5 is formed in the groove (FIG. 6). Examples of the method for forming the core include a method in which a core material is filled in a groove provided on a clad surface and cured, and the core material may be a thermoplastic resin or a curable resin. Can be mentioned. As said curable resin, the same thing as curable resin which can be used for the cladding material mentioned above can be used.
クラッドにコアを形成する具体的な方法としては、例えば、熱可塑性樹脂のコア材料を、加熱して流動状態もしくは融液状態とし、クラッドの溝が形成されている側に載置し、これを加圧することにより溝内部に充填させ、冷却することにより硬化させる方法、毛管現象を利用して溝内部にコア材料を充填する方法、マイクロディスペンサーを用いて溝内部にコア材料を充填する方法、及び、紫外線（又は光）硬化性樹脂または熱（又は二液）硬化性樹脂などの硬化性樹脂をクラッドの溝が形成されている側に載置し、スピンコート法により該溝に充填させ、硬化させる方法などを挙げることができる。前記毛管現象を利用して溝内部にコア材料を充填する方法とは、溝が設けられたクラッドのチップ上の片すみに、縦方向（溝に対して垂直方向）に低粘度のコア材料をのせることによって、毛管現象を利用して溝内部にのみコア材料を浸透させる方法である。 As a specific method for forming the core in the clad, for example, a core material of a thermoplastic resin is heated to be in a fluidized state or a melted state, and is placed on the side where the groove of the clad is formed. A method of filling the inside of the groove by pressurization and hardening by cooling, a method of filling the core material inside the groove using capillary action, a method of filling the core material inside the groove using a microdispenser, and Place a curable resin such as an ultraviolet (or light) curable resin or a heat (or two-component) curable resin on the side where the clad groove is formed, fill the groove by spin coating, and cure And the like. The method of filling the core material into the groove using the capillary phenomenon is to apply a low-viscosity core material in the vertical direction (perpendicular to the groove) to one corner of the clad chip provided with the groove. This is a method of allowing the core material to penetrate only into the groove by utilizing capillary action.
尚、クラッド表面の溝と溝との間にできた凸部上にも、コア材料が塗布される場合には、凸部のコア材料を十分に拭き取る、或は、コア材料を硬化させた後に研磨して除去することが好ましい態様である。前記凸部の部分に余剰なコア層が形成されると、コアを伝搬する光がコア外部に漏れるので、伝搬損失が大きくなるからである。 In addition, when the core material is also applied to the convex portion formed between the grooves on the clad surface, the core material of the convex portion is sufficiently wiped or after the core material is cured. It is a preferable aspect to remove by polishing. This is because if an excessive core layer is formed on the convex portion, light propagating through the core leaks to the outside of the core, and propagation loss increases.
前記コアを形成する方法の中でも、マイクロディスペンサーを用いる方法が好ましい。前記マイクロディスペンサーを用いる場合、口径の異なる複数の溝のそれぞれに特性の異なる樹脂を直接充填することができ、クラッド表面の溝と溝との間にできた凸部の部分に余剰なコア層が形成されることがない。ここで、特性とは、屈折率及び／又は光損失スペクトルといった異なる光学的特性を指す。 Among the methods for forming the core, a method using a microdispenser is preferable. When the microdispenser is used, each of a plurality of grooves having different diameters can be directly filled with a resin having different characteristics, and an excess core layer is formed on the convex portion formed between the grooves on the cladding surface. It is never formed. Here, the characteristics refer to different optical characteristics such as refractive index and / or light loss spectrum.
本発明で使用する「マイクロディスペンサー」とは、ノズル径で１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下のノズルを用いてコア材料を塗布若しくは注入できる装置であり、例えば、武蔵エンジニアリング社製ディスペンサーＭＬ５０５ＦＸ（高精細ノズルＦＮ−０．０２）などを挙げることができる。マイクロディスペンサーの吐出様式としては、連続式であることが好ましい。尚、ノズルの直径、塗布スピード、コア材料の粘性などを適宜設計することにより、コア材料の塗布精度を制御して、クラッド表面に設けられた溝内にのみコア材料を充填するようにすることが好ましい態様である。マイクロディスペンサーを用いて充填するコア材料としては、例えば、紫外線（又は光）硬化性樹脂、熱（又は二液）硬化性樹脂などの硬化性樹脂、及び、熱可塑性樹脂（ホットメルトタイプ）、或は、これらの樹脂の溶液などを挙げることができる。コア材料として、紫外線（又は光）硬化性または熱（又は二液）硬化性などの硬化性樹脂を使用する場合には、（液状の）硬化性樹脂をクラッド表面に設けられた溝内が埋まるように充填し、これを硬化させてコアを形成する。また、コア材料として、熱可塑性樹脂を使用する場合には、加熱して流動状態若しくは融液状態の熱可塑性樹脂をクラッド表面に設けられた溝に充填し、冷却して固化させて、コアを形成する。マイクロディスペンサーを用いてコア材料を充填する観点から、充填する際のコア材料の粘度は、０．１Ｐａ・ｓ以上が好ましく、１Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、１００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、５０Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。 The “micro dispenser” used in the present invention is a device that can apply or inject a core material using a nozzle having a nozzle diameter of 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less. Dispenser ML505FX (high-definition nozzle FN-0.02) etc. can be mentioned. The discharge mode of the micro dispenser is preferably a continuous type. By appropriately designing the nozzle diameter, coating speed, viscosity of the core material, etc., the coating accuracy of the core material is controlled so that the core material is filled only into the groove provided on the cladding surface. Is a preferred embodiment. Examples of the core material to be filled using the microdispenser include curable resins such as ultraviolet (or light) curable resins, thermal (or two-component) curable resins, and thermoplastic resins (hot melt type). Can include solutions of these resins. When a curable resin such as ultraviolet (or light) curable or heat (or two-component) curable resin is used as the core material, the (liquid) curable resin is filled in the groove provided on the cladding surface. And the core is formed by curing. Also, when a thermoplastic resin is used as the core material, it is heated to fill the fluidized or melted thermoplastic resin into the groove provided on the clad surface, cooled and solidified, and the core is Form. From the viewpoint of filling the core material using a microdispenser, the viscosity of the core material at the time of filling is preferably 0.1 Pa · s or more, more preferably 1 Pa · s or more, preferably 100 Pa · s or less, 50 Pa · s. The following is more preferable.
そして、クラッド４にコア５を形成した後、前記クラッド４のコア５を形成した側に、コア５を被覆するように第二クラッド６を形成する（図７）。第二クラッド６を形成する方法としては、特に限定されず、例えば、クラッド材として熱可塑性樹脂を使用する場合には、加熱して流動状態若しくは融液状態の熱可塑性樹脂をクラッドのコアが形成されている側に載置し、必要に応じて、加圧しながら第二クラッドを成型する方法、予めクラッド材を平板状に成型し、これを前記クラッドのコアを形成した側に載置し、クラッド４と第二クラッド６とを接着剤などで貼り合わせる方法、予めクラッド材を平板状に成形し、熱融着（ラミネート加工）して、クラッド４と第二クラッド６とを張り合わせる方法などを挙げることができる。接着剤を使用する場合は、スピンコート法などにより、クラッド４と第二クラッド６との貼り合わせ面全体に塗布しておくことが好ましい。前記第二クラッド材として、紫外線（又は光）硬化性または熱（又は二液）硬化性の樹脂を使用する場合には、硬化性樹脂をクラッドのコアを形成した側に載置し、スピンコートにより第二クラッド層を形成する方法を挙げることができる。第二クラッド材を構成する硬化性樹脂としては、上述したクラッド材料に使用できる硬化性樹脂と同一のものを使用することができる。 Then, after forming the core 5 in the clad 4, the second clad 6 is formed on the side of the clad 4 where the core 5 is formed so as to cover the core 5 (FIG. 7). The method for forming the second clad 6 is not particularly limited. For example, when a thermoplastic resin is used as the clad material, the clad core is formed by heating to form a fluidized or melted thermoplastic resin. Placed on the side that is, if necessary, a method of molding the second clad while applying pressure, pre-molded the clad material into a flat plate, and placed on the side where the core of the clad is formed, A method in which the clad 4 and the second clad 6 are bonded together with an adhesive, a method in which the clad material is previously formed into a flat plate shape, heat-sealed (laminated), and the clad 4 and the second clad 6 are bonded to each other. Can be mentioned. When an adhesive is used, it is preferably applied to the entire bonding surface of the clad 4 and the second clad 6 by spin coating or the like. In the case of using an ultraviolet (or light) curable resin or a heat (or two liquid) curable resin as the second cladding material, the curable resin is placed on the side where the cladding core is formed, and spin coated. A method of forming the second cladding layer can be mentioned. As curable resin which comprises a 2nd clad material, the same thing as curable resin which can be used for the cladding material mentioned above can be used.
前記第二クラッドの厚さは、特に限定されるものではないが、１０μｍ以上が好ましい。 The thickness of the second cladding is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more.
図８〜図１４は、基板の表面をダイシングして、基板の表面に口径又の異なる溝を形成した第一の型を用いて、異口径のコアを有する光導波路装置の製造過程を模式的に示した図である。第一の型２の基板の表面に形成された異なる口径の溝が（図９）、高分子材料のクラッド４に転写され（図１２）、異なる口径のコアを有する光導波路装置が容易に得られることが分かる（図１４）。 8 to 14 schematically illustrate a manufacturing process of an optical waveguide device having a core with a different diameter using a first die in which grooves having different diameters or diameters are formed on the surface of the substrate by dicing the surface of the substrate. It is the figure shown in. Grooves with different diameters formed on the surface of the substrate of the first mold 2 (FIG. 9) are transferred to the clad 4 of polymer material (FIG. 12), and an optical waveguide device having a core with different diameters can be easily obtained. (Fig. 14).
図１５は、図８〜図１４に示した方法により実際に形成した異口径のコアを有する光導波路装置の断面を示した図面代用写真（電子顕微鏡写真）である。 FIG. 15 is a drawing-substituting photograph (electron micrograph) showing a cross section of an optical waveguide device having cores with different diameters actually formed by the method shown in FIGS.
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and all modifications and embodiments without departing from the gist of the present invention are not limited thereto. Included in range.
（表面粗さの測定方法）
表面粗さ計（Ｄｅｋｔａｋ３０３０）及び共焦点顕微鏡により測定した。
(Measurement method of surface roughness)
The surface roughness was measured with a surface roughness meter (Dektak 3030) and a confocal microscope.
（使用原料）
光導波路装置の製造には、以下の原料を使用した。
ＵＶ硬化型エポキシ樹脂１：ＮＴＴ−ＡＴ製クラッド用、屈折率１．４９７、硬化前粘度２９００ｃｐｓ
ＵＶ硬化型エポキシ樹脂２：ＮＴＴ−ＡＴ製コア用、屈折率１．５２２、硬化前粘度２２００ｃｐｓ
ＵＶ硬化型エポキシ樹脂３：ＮＴＴ−ＡＴ製コア用、屈折率１．５２２、硬化前粘度１００ｃｐｓ
ＵＶ硬化型エポキシ樹脂４：ＮＴＴ−ＡＴ製コア用、屈折率１．５０５、硬化前粘度２２００ｃｐｓ
(Raw materials used)
The following raw materials were used for manufacturing the optical waveguide device.
UV curable epoxy resin 1: for clad made of NTT-AT, refractive index 1.497, viscosity before curing 2900 cps
UV curable epoxy resin 2: for core made of NTT-AT, refractive index 1.522, viscosity before curing 2200 cps
UV curable epoxy resin 3: for NTT-AT core, refractive index 1.522, viscosity before curing 100 cps
UV curable epoxy resin 4: for core made of NTT-AT, refractive index 1.505, viscosity before curing 2200 cps
実施例１
シリコン基板（幅５ｃｍ、長さ５ｃｍ）の表面をダイシングして、幅２００μｍ、深さ２００μｍの溝を１ｍｍ間隔で４０本形成し、第一の型を作製した。ダイシングの条件を以下に示した。
ダイシングの条件
（株）ディスコ製ＤＡＤ３２１オートマチックダイシングソー
ブレード：Ｇ１Ａ８５１ＳＤ６００Ｒ１３Ｂ０１
送り速度１ｍｍ／分
ブレード回転数：３０，０００ｒｐｍ
切削水：ブレード／シャワー＝１／１（Ｌ／分）
Example 1
The surface of the silicon substrate (5 cm wide and 5 cm long) was diced to form 40 grooves having a width of 200 μm and a depth of 200 μm at intervals of 1 mm, thereby producing a first mold. The dicing conditions are shown below.
Conditions for dicing DAD321 automatic dicing saw blade manufactured by DISCO Corporation: G1A851SD600R13B01
Feed rate 1mm / min Blade rotation speed: 30,000rpm
Cutting water: blade / shower = 1/1 (L / min)
次に、前記第一の型に、二液混合型シリコーン樹脂（信越シリコーン製）を塗布して、室温で２４時間放置して硬化させて、クラッド成型用のシリコーンゴムの第二の型を成型した。この際、第一の型上に剥離剤（アルドリッチ製ＴＥＦＬＯＮ ＡＦ１６００を３Ｍ製フロリナートに溶解した０．２ｗｔ％溶液）をスピンコーターにより塗布して、得られる第二の型と第一の型との離型を容易にし、第二の型に精細な溝パターンを転写するようにした。 Next, a two-component mixed silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Silicone) is applied to the first mold and allowed to cure at room temperature for 24 hours to mold a second mold of silicone rubber for cladding molding. did. At this time, a release agent (0.2 wt% solution of Aldrich TEFLON AF1600 dissolved in 3M Fluorinert) was applied on the first mold by a spin coater, and the obtained second mold and first mold Release was facilitated, and a fine groove pattern was transferred to the second mold.
次に、クラッド材料、コア材材料として、屈折率の異なるＵＶ硬化型エポキシ樹脂を用い、クラッドおよびコアを形成した。まず、先に作製した第二の型にＵＶ硬化型エポキシ樹脂１を適量流し込み、石英（ＳｉＯ２）基板を載せ、上からＵＶ照射を行い硬化させた。その後、硬化した石英（ＳｉＯ２）基板付きクラッドを第二の型（シリコーンゴム製型）より離型した。得られた溝付きクラッドに、コア材料として、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂２をスピンコートすることにより、クラッドの溝部に充填し、ＵＶ照射による硬化を行い２００μｍ角のコアを作製した。 Next, as a clad material and a core material, a UV curable epoxy resin having a different refractive index was used to form a clad and a core. First, an appropriate amount of the UV curable epoxy resin 1 was poured into the previously produced second mold, a quartz (SiO 2 ) substrate was placed, and UV irradiation was performed from above to be cured. Thereafter, the cured clad with a quartz (SiO 2 ) substrate was released from the second mold (silicone rubber mold). The obtained grooved clad was spin-coated with a UV curable epoxy resin 2 as a core material to fill the groove of the clad and cured by UV irradiation to produce a 200 μm square core.
最後に、クラッドのコアが形成されている側に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂１をスピンコートし、ＵＶ照射による硬化を行って、厚さ１００μｍの第二クラッド層を形成し、４ｃｍの長さに切断し，光導波路を備える光導波路装置１を得た。波長８５０ｎｍにおける４ｃｍの導波路の導波損失（結合損を含む）を測定したところ、０．４ｄＢ／ｃｍであった。 Finally, the UV curable epoxy resin 1 is spin-coated on the side where the clad core is formed, and cured by UV irradiation to form a second clad layer having a thickness of 100 μm. It cut | disconnected and obtained the optical waveguide apparatus 1 provided with an optical waveguide. When the waveguide loss (including coupling loss) of a 4 cm waveguide at a wavelength of 850 nm was measured, it was 0.4 dB / cm.
尚、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂の硬化は、３００〜４００ｎｍの波長域の紫外線を用いて、エネルギー密度１０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間３０分の条件で行った。 The UV curable epoxy resin was cured using ultraviolet rays having a wavelength range of 300 to 400 nm under the conditions of an energy density of 10 mW / cm 2 and an irradiation time of 30 minutes.
実施例２
コア材料をスピンコートしてクラッドの溝部に充填する代わりに、毛管現象を利用して、クラッドの溝部にコア材料として、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂３を充填した以外は、実施例１と同様の方法により光導波路装置２を得た。波長８５０ｎｍにおける４ｃｍの導波路の導波損失（結合損を含む）を測定したところ、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
Example 2
The same method as in Example 1 except that the core material was filled with the UV curable epoxy resin 3 as the core material using capillary action instead of spin coating the core material into the clad groove. Thus, an optical waveguide device 2 was obtained. When the waveguide loss (including coupling loss) of a 4 cm waveguide at a wavelength of 850 nm was measured, it was 0.2 dB / cm.
実施例３
コア材料をスピンコートしてクラッドの溝部に充填する代わりに、マイクロディスペンサー（武蔵エンジニアリング製 高精細ノズルＦＮ−０．０２ ディスペンサＭＬ５０５ＦＸ）を用いて、溝部分にのみコア材料を充填した以外は、実施例１同様の方法により光導波路装置３を得た。波長８５０ｎｍにおける４ｃｍの導波路の導波損失（結合損を含む）を測定したところ、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
Example 3
Instead of spin coating the core material and filling the clad groove, using a micro dispenser (high definition nozzle FN-0.02 dispenser ML505FX made by Musashi Engineering), except that the core material was filled only in the groove part An optical waveguide device 3 was obtained in the same manner as in Example 1. When the waveguide loss (including coupling loss) of a 4 cm waveguide at a wavelength of 850 nm was measured, it was 0.2 dB / cm.
実施例４
シリコン基板（幅５ｃｍ、長さ５ｃｍ）の表面をダイシングして、幅２００μｍ、深さ２００μｍの溝と幅２０μｍ深さ２０μｍの溝とを形成し、第一の型を作製した（溝：２０μｍ角１０本、２００μｍ角１０本）。ダイシングの条件を以下に示した。
ダイシングの条件
（株）ディスコ製ＤＡＤ３２１オートマチックダイシングソー
ブレード：Ｇ１Ａ８５１ＳＤ６００Ｒ１３Ｂ０１（２００μｍ用）
：ＺＢＴ−３４０５ Ｚ２２６ＪＮ（２０μｍ用）
送り速度：１ｍｍ／分（２００μｍ）、０．３ｍｍ／分（２０μｍ）
ブレード回転数：３０，０００ｒｐｍ（２００μｍ用）、３０，０００ｒｐｍ（２０μｍ用）
切削水：ブレード／シャワー＝１／１（Ｌ／分）
Example 4
The surface of a silicon substrate (5 cm wide and 5 cm long) was diced to form a groove having a width of 200 μm and a depth of 200 μm and a groove having a width of 20 μm and a depth of 20 μm, thereby producing a first mold (groove: 20 μm square). 10 pieces, 10 pieces of 200 μm square). The dicing conditions are shown below.
Conditions for dicing DAD321 automatic dicing saw blade manufactured by DISCO Corporation: G1A851SD600R13B01 (for 200 μm)
: ZBT-3405 Z226JN (for 20 μm)
Feeding speed: 1 mm / min (200 μm), 0.3 mm / min (20 μm)
Blade rotation speed: 30,000 rpm (for 200 μm), 30,000 rpm (for 20 μm)
Cutting water: blade / shower = 1/1 (L / min)
次に、前記第一の型に、二液混合型シリコーン樹脂（信越シリコーン製）を塗布して、室温で２４時間静置して硬化させて、クラッド成型用のシリコーンゴムの第二の型を成型した。この際、第一の型上に剥離剤（アルドリッチ製ＴＥＦＬＯＮ ＡＦ１６００を３Ｍ製フロリナートに溶解した０．２ｗｔ％溶液）をスピンコーターにより塗布して、得られる第二の型と第一の型との離型を容易にし、第二の型に精細な溝パターンを転写した。 Next, a two-component mixed silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Silicone) is applied to the first mold and allowed to stand at room temperature for 24 hours to be cured, whereby a second mold of silicone rubber for cladding molding is formed. Molded. At this time, a release agent (0.2 wt% solution of Aldrich TEFLON AF1600 dissolved in 3M Fluorinert) was applied onto the first mold with a spin coater, and the obtained second mold and first mold Release was facilitated and a fine groove pattern was transferred to the second mold.
次に、クラッド材料、コア材料としては、屈折率の異なるＵＶ硬化型エポキシ樹脂を用い、クラッドおよびコアを形成した。まず、先に作製した第二の型にＵＶ硬化型エポキシ樹脂１を適量流し込み、石英（ＳｉＯ２）基板を載せ、上からＵＶ照射を行い硬化させる。その後、硬化した石英（ＳｉＯ２）基板付きクラッドを第二の型（シリコーンゴム製型）より離型した。得られた溝付きクラッドに、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂２をスピンコートすることにより、クラッドの溝部にコア材料を充填し、ＵＶ照射による硬化を行い２００μｍ角と２０μｍ角の異口径のコアを作製した。 Next, as the cladding material and the core material, UV curable epoxy resins having different refractive indexes were used to form the cladding and the core. First, an appropriate amount of the UV curable epoxy resin 1 is poured into the previously prepared second mold, a quartz (SiO 2 ) substrate is placed, and UV irradiation is performed from above to be cured. Thereafter, the cured clad with a quartz (SiO 2 ) substrate was released from the second mold (silicone rubber mold). The obtained grooved clad was spin-coated with UV curable epoxy resin 2 to fill the clad groove with a core material and cured by UV irradiation to produce cores with different diameters of 200 μm square and 20 μm square. .
最後に、クラッドのコアが形成されている側に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂１をスピンコートし、ＵＶ照射による硬化を行って、厚さ１００μｍの第二クラッド層を形成し、４ｃｍの長さに切断し、光導波路を備える光導波路装置１を得た。波長８５０ｎｍにおける４ｃｍの導波路の導波損失（結合損を含む）を測定したところ、０．４ｄＢ／ｃｍであった。 Finally, the UV curable epoxy resin 1 is spin-coated on the side where the clad core is formed, and cured by UV irradiation to form a second clad layer having a thickness of 100 μm. It cut | disconnected and obtained the optical waveguide apparatus 1 provided with an optical waveguide. When the waveguide loss (including coupling loss) of a 4 cm waveguide at a wavelength of 850 nm was measured, it was 0.4 dB / cm.
尚、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂の硬化は、３００〜４００ｎｍの波長域の紫外線を用いて、エネルギー密度１０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間３０分の条件で行った。 The UV curable epoxy resin was cured using ultraviolet rays having a wavelength range of 300 to 400 nm under the conditions of an energy density of 10 mW / cm 2 and an irradiation time of 30 minutes.
実施例５
実施例４で得られたクラッド成型用の第二の型にＵＶ硬化型エポキシ樹脂１を適量流し込み、石英（ＳｉＯ２）基板を載せ、上からＵＶ照射を行い硬化させる。その後、硬化した石英（ＳｉＯ２）基板付きクラッドを第二の型（シリコーンゴム製型）より離型した。得られたクラッドの２００μ角の溝部に、クラッド材料より屈折率の高いＵＶ硬化型エポキシ樹脂２をマイクロディスペンサー（武蔵エンジニアリング製 高精細ノズルＦＮ−０．０２ ディスペンサＭＬ５０５ＦＸ）を用いて充填し、ＵＶ照射による硬化を行い、２００μｍ角のコアを作製した。次に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂３を、毛管現象を利用して２０μｍ角の溝部分に充填し、ＵＶ照射による硬化を行い、２０μｍ角のコアを作製した。
Example 5
An appropriate amount of UV curable epoxy resin 1 is poured into the second mold for clad molding obtained in Example 4, a quartz (SiO 2 ) substrate is placed, and UV irradiation is performed from above to be cured. Thereafter, the cured clad with a quartz (SiO 2 ) substrate was released from the second mold (silicone rubber mold). The 200-cm square groove of the obtained clad is filled with UV curable epoxy resin 2 having a higher refractive index than the clad material using a micro dispenser (high definition nozzle FN-0.02 dispenser ML505FX manufactured by Musashi Engineering), and UV irradiation is performed. Curing was performed to prepare a 200 μm square core. Next, the UV curable epoxy resin 3 was filled in a 20 μm square groove portion utilizing capillary action, and cured by UV irradiation to produce a 20 μm square core.
最後に、クラッドのコアが形成されている側に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂１をスピンコートし、ＵＶ照射による硬化を行って、厚さ１００μｍの第二クラッド層を形成し、４ｃｍの長さに切断し，異なる口径のコアを有する光導波路を備える光導波路装置５を得た。波長８５０ｎｍにおける４ｃｍの導波路の導波損失（結合損を含む）を測定したところ、０．２ｄＢ／ｃｍであった。 Finally, the UV curable epoxy resin 1 is spin-coated on the side where the clad core is formed, and cured by UV irradiation to form a second clad layer having a thickness of 100 μm. It cut | disconnected and obtained the optical waveguide apparatus 5 provided with the optical waveguide which has a core of a different aperture. When the waveguide loss (including coupling loss) of a 4 cm waveguide at a wavelength of 850 nm was measured, it was 0.2 dB / cm.
尚、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂の硬化は、３００〜４００ｎｍの波長域の紫外線を用いて、エネルギー密度１０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間３０分の条件で行った。 The UV curable epoxy resin was cured using ultraviolet rays having a wavelength range of 300 to 400 nm under the conditions of an energy density of 10 mW / cm 2 and an irradiation time of 30 minutes.
実施例６
実施例４で得られたクラッド成型用の第二の型にＵＶ硬化型エポキシ樹脂１を適量流し込み、石英（ＳｉＯ２）基板を載せ、上からＵＶ照射を行い硬化させる。その後、硬化した石英（ＳｉＯ２）基板付きクラッドを第二の型（シリコーンゴム製型）より離型した。得られたクラッドの２００μ角の溝部に、クラッド材料より屈折率の高いＵＶ硬化型エポキシ樹脂２をマイクロディスペンサー（武蔵エンジニアリング製 高精細ノズルＦＮ−０．０２ ディスペンサＭＬ５０５ＦＸ）を用いて充填し、ＵＶ照射による硬化を行い、２００μｍ角のコアを作製した。次に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂３を、スピンコートにより２０μｍ角の溝部分に充填し、ＵＶ照射による硬化を行い、２０μｍ角のコアを作製した。硬化後のコア上部を１０分間研磨処理することにより溝部分の外に積層されたコア材の除去および表面粗さを１００Åに低減した。波長８５０ｎｍにおける４ｃｍの導波路の導波損失（結合損を含む）を測定したところ、０．１ｄＢ／ｃｍであった。
Example 6
An appropriate amount of UV curable epoxy resin 1 is poured into the second mold for clad molding obtained in Example 4, a quartz (SiO 2 ) substrate is placed, and UV irradiation is performed from above to be cured. Thereafter, the cured clad with a quartz (SiO 2 ) substrate was released from the second mold (silicone rubber mold). The 200-cm square groove of the resulting clad is filled with UV curable epoxy resin 2 having a higher refractive index than that of the clad material using a microdispenser (high-definition nozzle FN-0.02 dispenser ML505FX manufactured by Musashi Engineering), and UV irradiation is performed. Curing was performed to prepare a 200 μm square core. Next, the UV curable epoxy resin 3 was filled in a 20 μm square groove portion by spin coating, and cured by UV irradiation to produce a 20 μm square core. By polishing the upper part of the core after curing for 10 minutes, the removal of the core material laminated outside the groove part and the surface roughness were reduced to 100 mm. When the waveguide loss (including coupling loss) of a 4 cm waveguide at a wavelength of 850 nm was measured, it was 0.1 dB / cm.
尚、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂の硬化は、３００〜４００ｎｍの波長域の紫外線を用いて、エネルギー密度１０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間３０分の条件で行った。 The UV curable epoxy resin was cured using ultraviolet rays having a wavelength range of 300 to 400 nm under the conditions of an energy density of 10 mW / cm 2 and an irradiation time of 30 minutes.
本発明は、光導波路装置の製造方法として好適である。 The present invention is suitable as a method for manufacturing an optical waveguide device.
１：基板、２：第一の型、３：第二の型、４：クラッド、５：コア、６：第二クラッド 1: substrate, 2: first mold, 3: second mold, 4: clad, 5: core, 6: second clad
Claims (4)
前記第一の型を用いてクラッド成型用の第二の型を成型する工程と、前記第二の型を用いて高分子材料のクラッドを成型する工程とを有することを特徴とする光導波路装置の製造方法。 Dicing the surface of the substrate to produce a first mold having grooves formed on the surface of the substrate;
An optical waveguide device comprising: a step of forming a second mold for clad molding using the first mold; and a step of molding a clad of a polymer material using the second mold. Manufacturing method.
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