JP2009069203A - 高分子光導波路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電線と他の電気デバイスあるいは電極との接続が容易に行えると共に簡単に製造することが可能な高分子光導波路及びその製造方法を提供する。
【解決手段】高分子光導波路１００は、下部基材３、下部基材３上に設けられた高分子材料からなる導波路コア１Ａ〜１Ｃ、これを取り巻くように設けられたクラッド２、クラッド２上に設けられた上部基材４、上部基材４上に設けられた導電線５Ａ，５Ｂ、導電線５Ａ，５Ｂを覆う絶縁層６を備えて構成され、その端面は４５度に切削されている。絶縁層６は、導電線５Ａ，５Ｂが露出するように端部の上面が深さ方向に切削されている。導電線５Ａ，５Ｂの露出面が電極面５ａ，５ｂとなり、デバイス等との電気的接続に用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高分子光導波路及びその製造方法に関する。

最近、集積回路技術や高性能電子デバイスの発展にともなう動作速度や集積度向上のため、あるいは更なる伝送の大容量化、高速化を可能とするために、データ転送において電気配線を使用する代わりに、機器装置間、機器装置内のボード間、チップ間において光配線を使用するいわゆる光インターコネクションが注目されている。

また、光配線と一体的に電気配線を設けて光信号及び電気信号や電力を伝送できるようにしたものが知られており、例えば、中間クラッドに囲まれるようにしてコアと銅箔による電気配線とを下部クラッド上に設けると共に、中間クラッド、コア及び電気配線を覆うようにして上部クラッドを設け、更に、下部クラッド及び上部クラッドの表面に電気配線を設けた構成の電気配線・光配線混載多層基板がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３１１８４６号公報

本発明の目的は、導電線を有する高分子光導波路に関し、導波路コアと受発光素子との光学的結合に加えて、該導電線と他の電気デバイスあるいは電極との接続が容易に行えると共に簡単に製造することが可能な高分子光導波路及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の高分子光導波路及びその製造方法を提供する。

［１］高分子材料から形成されたコア及びクラッドからなる光導波路部と、前記コアに沿って前記光導波路部に一体的に設けられると共に、前記光導波路部の端面とは異なる面に露出した外部接続用の電極面を有する導電線と、を備えたことを特徴とする高分子光導波路。

［２］前記光導波路部の前記端面は、４５度に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。

［３］前記電極面は、前記光導波路部の前記端面に連続して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。

［４］前記電極面は、前記光導波路部の前記端面から所定の距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。

［５］前記電極面は、前記コアの長手方向に垂直な方向に露出していることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。

［６］導電線の形状に対応した凸部を有する原盤を作製する第１の工程と、前記原盤から前記凸部に対応した凹部を有する鋳型を作製する第２の工程と、高分子材料から形成されたコア及びクラッドからなる光導波路部を前記鋳型の前記凹部の形成面に密着させ、前記凹部内に導電物質を充填して導電線を作製する第３の工程と、前記光導波路部から前記鋳型を剥離する第４の工程と、前記導電線を絶縁層で被覆する第５の工程と、前記光導波路部の端面以外の面を除去して前記導電線の一部を露出させ、その露出面を電極面とする第６の工程と、を有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法。

請求項１の高分子光導波路によれば、導電線と他の電気デバイスあるいは電極との接続が容易に行えると共に簡単に製造することが可能になる。

請求項２の高分子光導波路によれば、コアと発光素子や受光素子等の光デバイスとの結合を容易に行うことと、導電線と他の電気デバイスとの容易な接合を両立することができる。

請求項３の高分子光導波路によれば、導電線と他の電気デバイスとの結合を容易に行うことができる。

請求項４の高分子光導波路によれば、導電線と他の電気デバイスとの結合を容易に行うことができる。

請求項５の高分子光導波路によれば、導電線と他の電気デバイスとの結合を容易に行うことができる。

請求項６の高分子光導波路の製造方法によれば、導電線と他の電気デバイスあるいは電極との接続が容易に行えると共に簡単に製造することが可能になる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る高分子光導波路を示す斜視図である。また、図２は、図１の高分子光導波路のＡ−Ａ線の断面図、図３は、図１の高分子光導波路のＢ−Ｂ線の断面図である。

（光導波路の構成）
高分子光導波路１００は、平行に配置された３つの導波路コア１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、導波路コア１Ａ〜１Ｃより小さい屈折率を有して導波路コア１Ａ〜１Ｃの周囲を取り囲むように設けられたクラッド２と、導波路コア１Ａ〜１Ｃ及びクラッド２が設けられた下部基材３と、クラッド２上に設けられた上部基材４と、上部基材４上に平行に設けられた２つの導電線５Ａ，５Ｂと、上部基材４上に導電線５Ａ，５Ｂを覆うようにして設けられた絶縁層６と、を備えて構成されている。

ここで、クラッド２の膜厚、導波路コア１Ａ〜１Ｃのサイズ、導電線５Ａ，５Ｂのサイズ、及び絶縁層６の膜厚等は、用いる光学系、電流、フレキシブル性等を総合的に考慮して決定する。

導波路コア１Ａ〜１Ｃ、クラッド２、下部基材３、上部基材４、及び導電線５Ａ，５Ｂの端部は、図３に示すように、例えば、角度付きブレードを備えたダイシングソーによって４５度にカットすることにより傾斜面７が形成されており、この傾斜面７が発光素子や受光素子等の光学素子との光結合のための反射面になる。

導波路コア１Ａ〜１Ｃは、例えば、フッ素化ポリイミド、シリコーン系、ポリカーボネート系、エポキシ系、アクリル系等の高分子材料からなる。図１においては、３つの導波路コア１Ａ〜１Ｃを示したが、任意の数にすることができる。

クラッド２は、導波路コア１Ａ〜１Ｃよりも屈折率が小さく、かつ屈折率及び光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、可撓性等を備えたフィルム材を用いることができる。このフィルム材として、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等がある。

下部基材３は、例えば、ノルボルネン系、フッ素化ポリイミド、シリコーン系、ポリカーボネート系、アクリル系等の高分子材料からなる。

上部基材４は、例えば、ノルボルネン系、シリコーン系、フッ素化ポリイミド、ポリカーボネート系、アクリル系等の高分子材料からなる。この上部基材４は必ずしも必要ではないが、上部基材４を設けることにより、導電線５Ａ，５Ｂに対する接着性、平坦性等が向上する。

導電線５Ａ，５Ｂは、例えば、導電性及び硬化性を備えた樹脂からなる配線パターンである。図１においては、２つの導電線５Ａ，５Ｂを示したが、任意の数にすることができる。この導電線５Ａ，５Ｂは、図１及び図３に示すように、端部において段差が生じるように上側の略半分が水平にカットされ、その露出した表面はボンディング接続用の電極面５ａ，５ｂとして用いられる。なお、電極面５ａ，５ｂと同一構造の電極面が、高分子光導波路１００の他端（図示せず）にも設けられている。

絶縁層６は、導電線５Ａ，５Ｂを保護するための硬化性樹脂であり、例えば、紫外線硬化性または熱硬化性のモノマー、オリゴマー、あるいはモノマーとオリゴマーの混合物などがある。なお、硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするには、硬化性樹脂と相溶性を有するとともに、硬化性樹脂の屈折率、弾性率、透過特性などに悪影響を及ぼさないポリマー、例えば、メタクリル酸系やエポキシ系等の樹脂を添加するのがよい。

（高分子光導波路の実装例）
図４は、高分子光導波路１００の実装例を示す図である。高分子光導波路１００は、スペーサ１２を介してプリント基板１１に実装されており、このプリント基板１１上には発光部１３ａを備えた半導体レーザ等の発光素子１３、ボンディングワイヤ１６Ａにより発光素子１３に接続されて発光素子１３を駆動するドライバＩＣ１４、ボンディングワイヤ１６Ｂにより電極面５ｂに接続されたデバイス（電気デバイス）１５等が実装されている。

デバイス１５は、導電線５Ａ，５Ｂを介して伝送される電気信号に対応したインターフェース用ＩＣ、増幅用ＩＣ、信号処理用ＩＣ等である。もちろん、導電線５Ｂが電力供給あるいは、同電位（接地）を目的とする使用する場合もある。

図４において、ドライバＩＣ１４からボンディングワイヤ１６Ａを介して、例えば画像信号が発光素子１３に出力されると、発光素子１３は、画像信号を光信号に変換し、発光部１３ａから光信号を傾斜面７に向けて出射する。出射された光信号は、導波路コア１Ｃに入射し、導波路コア１Ｃ内を図４の左側に向けて伝搬する。導波路コア１Ｃの終端には、例えば、図示しない受光素子が配置されており、この受光素子によって導波路コア１Ｃを伝搬した光信号が受信される。

また、画像信号に関連した制御信号等はデバイス１５から出力され、ボンディングワイヤ１６Ｂを介して導電線５Ａ，５Ｂに出力される。導電線５Ａ，５Ｂを伝送した信号等は、導電線５Ａ，５Ｂの他端に接続された受信側のデバイス（インターフェース用ＩＣ、増幅用ＩＣ、信号処理用ＩＣ等）に入力され、この受信側のデバイスによって所定の処理が実行される。

（光導波路の製造方法）
次に、高分子光導波路１００の製造方法について説明する。高分子光導波路１００の製造工程は、下記の７工程からなる。

（１）導波路コア１Ａ〜１Ｃとクラッド２からなる光導波路部を作製する工程（光導波路部の作製工程）。
（２）導電線５Ａ，５Ｂに対応した凸部を有する原盤を作製する工程（原盤の作製工程）。
（３）上記（２）による原盤を使い、導電線５Ａ，５Ｂに対応した凹部を有する鋳型を作製する工程（鋳型の作製工程）。
（４）上記（３）による鋳型と上記（１）の光導波路部とを密着させる工程（鋳型と光導波路とを密着させる工程）。
（５）上記（３）による鋳型の凹部内に硬化性導電性高分子材料を充填し、硬化させる工程。
（６）上記光導波路部から鋳型を剥離し、光導波路部上に導電線５Ａ，５Ｂを露出させる工程（鋳型を導波路から剥離する工程）。
（７）上記（６）による光導波路部に絶縁性硬化型高分子材からなる絶縁層６を形成する工程（絶縁体の形成工程）。

図５は、高分子光導波路１００の製造工程を示し、（ａ）〜（ｇ）は主要な工程を示す図である。以下に、図５を参照し、上記（１）〜（５）及び（７）の各工程について詳しく説明する。

（１）高分子光導波路の作製工程
まず、導波路コア１Ａ〜１Ｃ、クラッド２、下部基材３及び上部基材４を備えた光導波路部を作製する。この光導波路部の作製には、選択重合法、ＲＩＥ法、直接露光法、射出成形法、スタンパ法、フォトブリーチング法等の中から適宜選択可能であるが、本発明者らにより特開２００４−２９５０７号公報、特開２００４−８６１４４号公報及び特開２００４−１０９９２７号公報に示した方法は、コスト、簡便さ、作製された導波路の高性能さ等から採用が好ましい。

導波路コア１Ａ〜１Ｃは、上記各公報に示した方法による場合、コア形成用の硬化性樹脂を毛細管現象と減圧吸引により鋳型とフィルム基材との間に形成された空隙（鋳型の凹部）に充填するため、用いる硬化性樹脂は、粘度によっても適宜決定される。また、コア形状を高精度に再現するため、前記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。

コア形成用の硬化性樹脂は、硬化後の体積変化（収縮）を小さくするため、前記樹脂に他のポリマーを添加することができる。前記ポリマーは、コア形成用硬化性樹脂との相溶性を有し、かつ該樹脂の屈折率、弾性率、光透過特性に悪影響を及ぼさないものが好ましい。また、他のポリマーを添加することにより体積変化を小さくするほか、粘度や硬化樹脂のガラス転移点を制御できる。前記ポリマーとしては、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、これに限定されるものではない。

また、コア形成用の硬化性樹脂の屈折率は、クラッド２より大きいことが必要で、１．５０以上、好ましくは１．５３以上である。そして、クラッド２と導波路コア１Ａ〜１Ｃとの屈折率の差は、０．０１以上、好ましくは０．０３以上である。

クラッド２は、例えば、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、またはこれらの混合物等がある。

脂環式アクリル樹脂として、例えば、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日立化成（株）製の「ＯＺ−１０００」、「ＯＺ−１１００」等が用いられる。脂環式オレフィン樹脂の他の例として、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、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ある。

脂環式オレフィン樹脂の中でも、主鎖にノルボルネン構造を有し、側鎖にアルキルオキシカルボニル基等の極性基を有する脂環式オレフィン樹脂は、屈折率が１．５０近辺であり、導波路コア１Ａ〜１Ｃとクラッド２の屈折率差を十分に確保できる低屈折率、及び高い光透過性等をもつ光学的特性を有し、更には、耐熱性に優れているので、高分子光導波路に適している。

（２）原盤の作製工程
次に、図５（ａ）に示すように、導電線５Ａ，５Ｂの形状に対応する導電線形成用の凸部２０ａを複数備えた原盤２０を作製する。この原盤２０の作製には、例えば、フォトリソグラフィー法等を用いることができる。原盤２０の作製方法の他の一例として、例えば、本出願人等が先に提案した特開２００２−１０２４０号公報、特開２００４−２９５０７号公報に記載された原盤の作製技術を用いることができる。なお、原盤２０の導電線形成用の凸部の大きさは、電流値等に応じて適宜決定する。

（３）鋳型の作製工程
次に、鋳型凹部２１ａを有した鋳型２１を作製する。まず、図５（ｂ）に示すように、原盤２０の凸部２０ａの形成面上に、鋳型形成用の硬化性の樹脂層２２を塗布し、或いは注型を用いる等の方法によって、樹脂層２２からなる鋳型２１成形する。このとき、原盤２０は、予め離型剤の塗布による離型処理を施しておき、原盤２０及び鋳型２１の剥離性を促進することが望ましい。

次に、樹脂層２２を一定時間放置した後、約１０分間の真空脱泡を行う。更に、必要に応じて樹脂層２２の乾燥処理を行った後、硬化させる。

次に、硬化した樹脂層２２を原盤２０から剥離することにより、図５（ｃ）に示すように、樹脂層２２からなる鋳型２１が得られる。

樹脂層２２は、剥離性、機械的強度・寸法安定性、硬度、クラッド基材との密着性等の点から、硬化後に、シリコーンエラストマーまたはシリコーン樹脂となる硬化性オルガノポリシロキサンの使用が好ましい。具体的には、硬化性オルガノポリシロキサンとして、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ある。また、硬化性オルガノポリシロキサンとして、一液型のものや硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものがある。熱硬化型のものであっても、室温硬化型、例えば空気中の水分で硬化するものでもよく、更には、紫外線硬化等により硬化するものであってもよい。

硬化性オルガノポリシロキサンの中でも、硬化後にシリコーンゴムとなる液状シリコーンゴムは、剥離性に優れている。このシリコーンゴムを用いた鋳型２１は、原盤２０の凸部２０ａの形状を高精度に写し取ることができると共に、上部基材４に良好に密着することができる。また、鋳型凹部２１ａ及び上部基材４の界面を極めて良好に形成することができるようになり、鋳型凹部２１ａのみに効率良く硬化性樹脂２２を充填することが可能になる。更には、上部基材４と鋳型２１との剥離も容易になる。このような鋳型を用いることにより、高分子光導波路上に極めて簡便にかつ自由度のあるパターンの導電線５Ａ，５Ｂを高精度に作製することができる。

液状シリコーンゴムとして、液状の中にペースト状のように粘度の高いものも含まれ、硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものが適している。液状シリコーンゴムの中でも、付加型の液状シリコーンゴムは、表面と内部が均一にかつ短時間に硬化し、その際に副生成物が無く、または副生成物が少なく、更には、離型性に優れており、収縮率も小さいので、好ましい。また、硬化してゴム状になる液状ジメチルシロキサンゴムは、密着性、剥離性、強度及び硬度の点から特に好ましい。

液状シリコーンゴムの粘度としては、原盤２０における凸部２０ａを正確に写し取ることができること、気泡の混入を少なくして真空脱泡し易くすることができること、数ミリの厚さの鋳型を形成することができることからみて、例えば、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。更に好ましくは、例えば、２０００〜５０００ｍＰａ・ｓ程度のものが特に望ましい。なお、この硬化性樹脂には、粘度調節のための溶剤を添加することができる。

樹脂層２２は、表面エネルギーが１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは１５〜２４ｄｙｎ／ｃｍの範囲内にあると、上部基材４との密着性の点で有利である。また、鋳型２１のシェア（Ｓｈａｒｅ）ゴム硬度は、１５〜８０が好ましい。更に好ましくは、２０〜６０であり、型取り性能、凹凸形態の維持、剥離性の面からみて好適である。また、樹脂層２２は、表面粗さ（二乗平均粗さ（ＲＭＳ））としては、０．２μｍ以下であることが好適であり、好ましくは、０．１μｍ以下であることが、型取り性能からみて特に好ましい。

また、樹脂層２２は、紫外領域または可視領域、もしくは両領域において光透過性であることが好ましい。樹脂層２２が可視領域において光透過性であると、鋳型２１を上部基材４に密着させる際に、位置決めを容易に行うことができると共に、導電線形成用の硬化性樹脂が鋳型２１の凹部に充填される様子を観察することができるようになり、樹脂の充填完了等を容易に確認し得る。

また、樹脂層２２が、紫外領域において光透過性であると、導電線形成用の硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合、鋳型２１を通して紫外線硬化が行える。鋳型２１の紫外領域（２５０〜４００ｎｍ）における透過率は、８０％以上が好適である。

また、樹脂層２２は、原盤２０に形成された個々の導電線対応部分を正確に写し取らなければならないので、例えば、２０００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度の粘度を有することが好ましい。また、必要に応じて、各種の添加剤を鋳型形成用硬化性樹脂に加えることができる。

樹脂層２２の厚さは、鋳型２１としての取り扱い性を考慮して設定するが、例えば、０．１〜５０ｍｍ程度の範囲内で設定するのがよい。そして、鋳型２１の導電線形成用凹部内を充填するための充填口、及び樹脂層２２を導電線形成用凹部内から排出させるための排出口（いずれも図示せず）を形成することが望ましい。この場合、鋳型２１の充填口や排出口の形態に対応する凸部を原盤２０に設けておく必要がある。

（４）鋳型と光導波路部とを密着させる工程
次に、図５（ｄ）に示すように、上記工程（１）で製作した光導波路部１０を鋳型２１の鋳型凹部２１ａの形成面に密着させる。ここで、樹脂層２２として液状ジメチルシロキサンゴムを用い、上部基材４に脂環式オレフィン樹脂を用いた組み合わせは、鋳型２１と上部基材４との間の密着性に優れており、鋳型２１の凹凸成形面の変形を防止することができる。なお、鋳型２１の凹凸成形面の断面積が極めて小さくても（例えば、１００×１００μｍの矩形）、毛細管現象及び減圧吸引を利用することで、素早く鋳型凹部２１ａに導電線形成用硬化性樹脂を充填させることができる。

（５）導電線用物質を充填、硬化する工程
毛細管現象及び減圧吸引を利用して、鋳型２１の充填口（図示せず）から、導電線用物質、例えば、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の導電線形成用硬化性樹脂を鋳型凹部２１ａに充填すると共に、余分な導電線形成用硬化性樹脂を鋳型２１の排出口（図示せず）から外部へと排出する。その後、充填した導電線形成用硬化性樹脂を熱または光により硬化させ、図５（ｅ）に示すように導電線５Ａ，５Ｂを作製する。その後、図５（ｆ）に示すように、鋳型２１を光導波路部１０及び導電線５Ａ，５Ｂから剥離する。

（７）絶縁層の形成工程
導電線５Ａ，５Ｂを作製後、図５（ｇ）に示すように、導電線５Ａ，５Ｂの上部基材４から露出している側面及び上面に硬化性絶縁物質を塗布ならびに硬化して絶縁層６を形成する。硬化性絶縁性物質は、コスト、透明性、作製の簡便性等の理由から硬化性樹脂の使用が望ましい。硬化性樹脂として、例えば、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂があり、例えば、紫外線硬化性または熱硬化性のモノマー、オリゴマーあるいはモノマーとオリゴマーの混合物などがある。絶縁部形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするには、その硬化性樹脂と相溶性を有すると共に、硬化性樹脂の屈折率、弾性率、透過特性等に悪影響を及ぼさない他のポリマー、例えば、メタクリル酸系やエポキシ系などの添加が望ましい。

絶縁層６を形成後、図３に示すように、一端をダイシングソー等により４５度に切削して傾斜面７を形成し、更に、傾斜面７から所定の範囲の導電線５Ａ，５Ｂ及び絶縁層６を、導電線５Ａ，５Ｂの上下方向の、例えば１／２の厚みの位置からダイシングソー等により水平に切削し、電極面５ｂを形成する。同様にして、他端にもダイシングソー等により傾斜面７を形成する。

［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る高分子光導波路を示す斜視図である。

本実施の形態は、第１の実施の形態において、電極面５ａ，５ｂを端部から離した位置の所定領域に設けたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

導電線５Ａ，５Ｂ及び絶縁層６は、傾斜面７の上面の端縁より距離Ｌの位置から幅ｗにわたって絶縁層６及び導電線５Ａ，５Ｂの所定部分が除去されることにより、カット部８が形成されており、このカット部８の上面に導電線５Ａ，５Ｂが露出している。このカット部８から露出する導電線５Ａ，５Ｂの表面が電極面５ａ，５ｂとなる。

カット部８を設ける距離Ｌ及び幅ｗは、任意であり、デバイス等の配置、回路構成等に応じて、或いは傾斜面７より露出する導波路コア１Ａ〜１Ｃに対するボンディングワイヤ１６Ｂの干渉の可能性の有無等に応じて自由に決定することができる。

本実施の形態の高分子光導波路１００は、図４に示した第１の実施の形態の高分子光導波路１００と同様に実装され、電極面５ａ，５ｂとデバイス１５がボンディングワイヤ１６Ｂにより接続される。

［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る高分子光導波路を示す斜視図である。また、図８は、図７の高分子光導波路を示す平面図である。

本実施の形態は、第１の実施の形態において、導波路コア１Ａ〜１Ｄの長手方向に対する絶縁層６の一方の側面に段差を設けて段差面９を形成し、導波路コア１Ａ〜１Ｄの端部を９０度曲げて電極面５ａ，５ｂ，５ｃを段差面９に引き出したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、コア数は導波路コア１Ａ〜１Ｄの４つとし、電極面数は電極面５ａ〜５ｃの３つとしたが、いずれも任意の数にすることができる。

段差面９は、第１の実施の形態と同様に、電極面５ａ〜５ｃの所定部分が残るようにし、かつ必要な電極面面積を確保できるようにして、ダイシングソー等により絶縁層６の一方の側面をＬ字形に切削して形成した。段差面９は、図８においては、高分子光導波路１００の全長にわたって設けているが、所定範囲に設ける構成であってもよい。

本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、高分子光導波路１００は、図４に示したように実装され、電極面５ａ〜５ｃとプリント基板１１上の各種デバイスとがボンディングワイヤ１６Ｂ等を介して接続される。

次に、本発明に係る実施例について説明する。

発明者らは、第１の実施の形態に示した構造の高分子光導波路１００を実施例１として作製した。まず、図５で説明した方法により、断面が５０×５０μｍの導波路コア１Ａ〜１Ｃを下部基材３上に形成し、それより屈折率の小さなクラッド２、さらにクラッド２の上部に上部基材４を設けて長さ１０ｃｍの光導波路部１０（図５（ｄ））を作製した。

また、Ｓｉ基板の表面に厚膜レジスト（例えば、マイクロケミカル（株）製の「ＳＵ−８」）をスピンコート法により塗布した後、８０℃でプリベークした。次に、Ｓｉ基板上の厚膜レジストを、フォトマスクを通して露光・現像し、Ｓｉ基板上に導電線５Ａ，５Ｂの形状に対応する凸部（２００×２００μｍ）を形成した。その後、Ｓｉ基板上の凸部を１２０℃でポストベークし、導電線作製用の原盤２０（図５（ａ））を作製した。

次に、原盤２０上に剥離剤を塗布した後、熱硬化性ジメチルシロキサン樹脂（例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製の「ＳＹＬＧＡＲＤ１８４（登録商標）」）を流し込み、一定時間放置した後、約１０分間真空脱泡を行い、１２０℃で３０分加熱して固化させた。その後、原盤２０を剥離して導電線５Ａ，５Ｂの形状に対応する凹部（型厚さ５ｍｍ）を有する型を作製した。更に、その型の凹部に連通する両端部に直径３ｍｍの穴を明けて充填口と吸引口を形成し、鋳型２１を作製した。なお、鋳型２１は、平行に形成された２本の導電線５Ａ，５Ｂに対応した鋳型凹部２１ａを有し、鋳型凹部２１ａの断面の大きさが２００×２００μｍであり、鋳型凹部２１ａの間隔が１０００μｍとなるように形成した。

次に、作製した鋳型２１と光導波路部１０を互いに密着させた（図５（ｄ））。ついで、鋳型２１の充填口内に銀ペーストを十分に満たし、吸引ポンプを用いると共に毛細管現象を利用して鋳型２１の吸引口から銀ペーストを減圧吸引したところ、該銀ペーストを鋳型凹部２１ａ内に充填することができた。

その後、電気オーブンによって１３０℃の温度により、１時間加熱して硬化させた。さらに、光導波路部１０の作製の際に使用したクラッド剤（絶縁物質）を導電線５Ａ，５Ｂの上面および側面に滴下した。更に、下部基材３及び上部基材４と同一基材により上部を覆った後、紫外線を露光して硬化させた。

次に、角度付きブレードを備えたダイシングソーによって、光導波路部１０の端部を切り出して４５度に傾斜させ、傾斜面７を形成した。

次に、導電線５Ａ，５Ｂを有した光導波路部１０の端部の上側を、導電線５Ａ，５Ｂの上面の所定範囲（ここでは、長さ４５０μｍ及び幅２００μｍ）が電極面５ａ，５ｂとして露出するように、導電線５Ａ，５Ｂの断面で上部より２０μｍの位置を基準にして、ブレード（ブレード幅＝２５０μｍ）により２回切削した。このとき、２回の切削に際し、５０μｍをオーバーラップさせ、切削幅が、２５０μｍ×２−５０μｍ＝４５０μｍとなるようにした。

以上のようにして完成させた実施例１の高分子光導波路１００の伝搬損失を測定しところ、０．１ｄＢ／ｃｍであった。また、両端の電極より、導通を確認した。

次に、発明者らは、図６の第２の実施の形態に示した構造の高分子光導波路１００を実施例２として作製した。

まず、上記実施例１と同様の製造工程により、導電線５Ａ，５Ｂ及び絶縁層６を備えた長さ１０ｃｍの光導波路部１０を作製した。

次に、カット部８を導電線５Ａ，５Ｂ及び絶縁層６に形成した。カット部８は、導電線５Ａ，５Ｂの断面で上部より２０μｍの位置を基準として、端部から導波路コア１Ａ〜１Ｃの長手方向へ２０００μｍの場所を、長さ９００μｍ及び幅２００μｍの電極面５ａ，５ｂが形成されるように、ブレード（ブレード幅：２５０μｍ）により導電線５Ａ，５Ｂ及び絶縁層６を平行に４回切削した。このとき、２回の切削に際し、実施例と同様に５０μｍのオーバーラップが生じるようにした。

以上のようにして完成させた実施例２の高分子光導波路１００の伝搬損失を測定しところ、０．１ｄＢ／ｃｍであった。また、両端の電極より、導通を確認した。

次に、発明者らは、図７及び図８の第３の実施の形態に示した構造の高分子光導波路１００を実施例３として作製した。

まず、上記実施例１と同様の製造工程により、導電線５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び絶縁層６を備えた長さ１０ｃｍの光導波路部１０を作製した。

次に実施例１と同様に、絶縁層６を上部基材４上に設けた。ここで、導電線５Ａ，５Ｂ，５Ｃの端部は、図８に示すように円弧状とし、導電線５Ａ，５Ｂ，５Ｃの端部を絶縁層６の側面に露出させた。

次に、光導波路部１０及び絶縁層６の端部を４５度に切削し、傾斜面７を形成した。更に、導波路コア１Ａ〜１Ｄの長手方向に対して、絶縁層６の一方の側面をＬ字形に切削して段差面９を形成した。

次に、導電線５Ａ，５Ｂ，５Ｃの断面で上部より２０μｍの位置を基準として、端部から導波路コア１Ａ〜１Ｃの長手方向へ２０００μｍの場所を、長さ４５０μｍ及び幅２００μｍの電極面５ａ，５ｂ，５ｃが形成されるように、ブレード（ブレード幅：２５０μｍ）により導電線５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び絶縁層６を垂直方向及び水平方向の各方向から２回切削した。なお、垂直方向及び水平方向からの切削の際、５０μｍのオーバーラップが生じるようにした。

以上のようにして完成させた実施例３の高分子光導波路１００の伝搬損失を測定しところ、０．１ｄＢ／ｃｍであった。また、両端近傍の電極より、導通を確認した。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る高分子光導波路を示す斜視図である。 図２は、図１の高分子光導波路のＡ−Ａ線の断面図である。 図３は、図１の高分子光導波路のＢ−Ｂ線の断面図である。 図４は、第１の実施の形態に係る高分子光導波路の実装例を示す図である。 図５は、第１の実施の形態に係る高分子光導波路の製造工程を示し、（ａ）〜（ｇ）は主要な工程を示す図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係る高分子光導波路を示す斜視図である。 図７は、本発明の第３の実施の形態に係る高分子光導波路を示す斜視図である。 図８は、図７の高分子光導波路を示す平面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 導波路コア
２ クラッド
３ 下部基材
４ 上部基材
５ａ，５ｂ，５ｃ 電極面
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 導電線
６ 絶縁層
７ 傾斜面
８ カット部
９ 段差面
１０ 光導波路部
１１ プリント基板
１２ スペーサ
１３ 発光素子
１３ａ 発光部
１５ デバイス
１６Ａ，１６Ｂ ボンディングワイヤ
２０ 原盤
２０ａ 凸部
２１ 鋳型
２１ａ 鋳型凹部
２２ 樹脂層
１００ 高分子光導波路

Claims (6)

1. 高分子材料から形成されたコア及びクラッドからなる光導波路部と、
   前記コアに沿って前記光導波路部に一体的に設けられると共に、前記光導波路部の端面とは異なる面に露出した外部接続用の電極面を有する導電線と、
   を備えたことを特徴とする高分子光導波路。
2. 前記光導波路部の前記端面は、４５度に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
3. 前記電極面は、前記光導波路部の前記端面に連続して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
4. 前記電極面は、前記光導波路部の前記端面から所定の距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
5. 前記電極面は、前記コアの長手方向に垂直な方向に露出していることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
6. 導電線の形状に対応した凸部を有する原盤を作製する第１の工程と、
   前記原盤から前記凸部に対応した凹部を有する鋳型を作製する第２の工程と、
   高分子材料から形成されたコア及びクラッドからなる光導波路部を前記鋳型の前記凹部の形成面に密着させ、前記凹部内に導電物質を充填して導電線を作製する第３の工程と、
   前記光導波路部から前記鋳型を剥離する第４の工程と、
   前記導電線を絶縁層で被覆する第５の工程と、
   前記光導波路部の端面以外の面を除去して前記導電線の一部を露出させ、その露出面を電極面とする第６の工程と、
   を有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法。

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