JP2011013362A - Method of manufacturing optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide manufacturing method.
光通信システムの実用化に伴い、その基本構成としての光導波路に関する技術が注目を集めている。光導波路とは、代表的には、屈折率が高いコアを屈折率が低いクラッドが取り囲んだ埋め込み型構造が知られている。光導波路のコアに入射した光は、コアとクラッドとの界面で反射しながらコア中を伝播する。 Along with the practical application of optical communication systems, the technology related to optical waveguides as its basic configuration has attracted attention. As an optical waveguide, a buried structure in which a core having a high refractive index is surrounded by a clad having a low refractive index is typically known. Light incident on the core of the optical waveguide propagates through the core while being reflected at the interface between the core and the clad.
このような光導波路と電子回路とを１枚の基板上に混載した光電気混載基板においては、裏面に電気配線を有する基板の反対面上に光導波路が形成され、光導波路の両端部に４５°ミラーを形成して、一方の４５°ミラーの位置における基板の電気配線側に実装されている発光素子から発光された光を、４５°ミラー部で９０°光路を変更させて光導波路のコアの中を伝播させ、他方の４５°ミラーの位置における基板の電気配線側に実装された受光素子により受光するように構成されている。例えば、特許文献１には、上記説明とは上下が逆だが、発光素子からの出射光をミラーで光路変換して、光導波路のコア内を伝搬させる光電子回路基板（光電気混載基板）が示されている。
In an opto-electric hybrid board in which such an optical waveguide and an electronic circuit are mixedly mounted on a single substrate, an optical waveguide is formed on the opposite surface of the substrate having electrical wiring on the back surface, and 45 at both ends of the optical waveguide. The core of the optical waveguide is formed by forming a mirror and changing the optical path of the light emitted from the light emitting element mounted on the electric wiring side of the substrate at the position of one 45 ° mirror by changing the 90 ° optical path at the 45 ° mirror section. The light is received by a light receiving element mounted on the electric wiring side of the board at the position of the other 45 ° mirror. For example,
上記の４５°ミラー部を形成するには、光導波路の下部クラッド、コア、上部クラッドを形成した後、４５°ミラー部のための断面Ｖ字状の溝を、三角形状のブレードを用いてダイシングソー（ダイサー）によりＶ溝加工を行い、このＶ溝表面に真空蒸着等の方法で金属膜を形成する方法が、一般的であり、特許文献１においても、ダイサーで切込みを入れてミラー部用溝を形成している。 In order to form the 45 ° mirror part, after forming the lower clad, core and upper clad of the optical waveguide, the V-shaped groove for the 45 ° mirror part is diced using a triangular blade. It is common to perform V-groove processing with a saw (dicer) and form a metal film on the surface of the V-groove by vacuum deposition or the like. Grooves are formed.
しかしながら、上記従来方法では、ブレードの加工位置および加工深さを精密に制御する必要がある上に、また、クラッドの厚さのバラツキがミラー位置のバラツキに影響するため、位置精度の制御が困難であるという問題があった。さらに、ブレードでの切削では、コアやクラッドが比較的軟らかい材料の場合は、加工面が荒れてしまい、光の反射効率が低下するという問題があった。 However, in the above conventional method, it is necessary to precisely control the processing position and processing depth of the blade, and the variation in the thickness of the clad affects the variation in the mirror position, so it is difficult to control the position accuracy. There was a problem of being. Further, in the cutting with the blade, when the core and the clad are relatively soft materials, there is a problem that the processed surface becomes rough and the light reflection efficiency is lowered.
一方、特許文献２には、コアパターンと斜めミラー部を同時形成することのできる金型が記載されている。しかしながら、転写後の斜めミラー部のみに金属膜を形成する技術が不明であり、通常は、ミラー部以外をマスクする工程が必要となるためと、光導波路形成後に電気配線を有する基板を精密な位置合わせで貼り合わせる必要があるため、工程が煩雑になると推測される。また、図面を参照しても、コアパターン１４と斜めミラー部１６の位置関係がおかしく、両者の位置関係を理解することができない。
On the other hand,
そこで本発明では、簡単に光導波路のミラー部を形成することのできる製造方法を提供することを課題として掲げた。 Therefore, the present invention has been made to provide a manufacturing method capable of easily forming a mirror part of an optical waveguide.
本発明は、コアの少なくとも一方端に斜めミラー部が形成されている光導波路の製造方法であって、
コア溝に対応する凸部と、コア溝対応凸部の少なくとも一方端に当接し、コア溝対応凸部に直交する方向に延びる斜めミラー部に対応する凸部とを有する第１の型で、基板上に形成された硬化前のクラッド層を押圧し、そのままクラッド層を硬化させて、下部クラッド層にコア溝と斜めミラー部用Ｖ溝を形成する工程；
上記第１の型を下部クラッド層から離型させ、コア溝および斜めミラー部用Ｖ溝にコア材料を注入して充填する工程；
第１の型における斜めミラー部に対応する凸部と同一形状の凸部のみを有する第２の型を、コア溝と斜めミラー部用Ｖ溝にコア材料が充填された下部クラッド層のＶ溝に第２の型の凸部が当接するように押し当てて、Ｖ溝からコア材料を除去した後、コア溝中のコア材料を硬化させる工程；
を含むことを特徴とする。
The present invention is a method of manufacturing an optical waveguide in which an oblique mirror portion is formed at least at one end of a core,
A first mold having a convex portion corresponding to the core groove, and a convex portion corresponding to the oblique mirror portion extending in a direction perpendicular to the convex portion corresponding to the core groove, in contact with at least one end of the convex portion corresponding to the core groove. Pressing the pre-curing clad layer formed on the substrate, curing the clad layer as it is, and forming a core groove and an oblique mirror portion V-groove in the lower clad layer;
Releasing the first mold from the lower cladding layer, and injecting and filling the core material into the core groove and the V-groove for the oblique mirror portion;
The second mold having only the convex portion having the same shape as the convex portion corresponding to the oblique mirror portion in the first die is used as the V groove of the lower clad layer in which the core material is filled in the core groove and the oblique mirror portion V groove. Pressing the second mold so that the convex part of the second mold is in contact with the core, removing the core material from the V-groove, and then curing the core material in the core groove;
It is characterized by including.
コア材料を硬化させた後、金属ナノコロイド液を斜めミラー部用Ｖ溝の斜面に塗布して熱処理することにより、斜めミラー部を形成する工程をさらに含むことが好ましい。また、斜めミラー部を形成した後に、クラッド材料を滴下して硬化させ、上部クラッド層を形成する工程をさらに含むことも、本発明の好適な実施態様である。 It is preferable to further include a step of forming the oblique mirror part by curing the core material and then applying a metal nanocolloid liquid to the slope of the oblique mirror part V-groove and performing a heat treatment. Moreover, after forming an oblique mirror part, it is also a suitable embodiment of this invention to further include the process of dripping and hardening a clad material and forming an upper clad layer.
本発明法では、上記第１の型を用いることで、斜めミラー部用Ｖ溝とコア溝とを一工程で下部クラッド層上に作製することができるので、斜めミラー部を有する光導波路を簡単に製造することができる。また、第１の型においコア溝に対応する凸部と、斜めミラー部に対応する凸部との位置合わせをしておけば、下部クラッド層上において、常に正確な位置にコア溝と斜めミラー部用Ｖ溝を形成することができるため、ダイシングソー等を用いる際の高精度の位置合わせが必要がなく、装置のコストダウン、生産速度の向上および歩止まりの向上を図ることができ、結果として、光導波路のコストを低下させることができた。また、金属ナノコロイド液を斜めミラー部の形成に用いる態様では、蒸着法等に比べてマスキングや真空装置が必要がないため、さらに簡単かつ安価に光導波路を製造することが可能である。 In the method of the present invention, by using the first mold, the V-groove for the oblique mirror portion and the core groove can be formed on the lower clad layer in one step, so that the optical waveguide having the oblique mirror portion can be easily obtained. Can be manufactured. In addition, if the convex portion corresponding to the core groove in the first mold and the convex portion corresponding to the oblique mirror portion are aligned, the core groove and the oblique mirror are always in an accurate position on the lower cladding layer. As part V-grooves can be formed, there is no need for high-precision alignment when using a dicing saw or the like, and the cost of the apparatus can be reduced, the production speed can be improved, and the yield can be improved. As a result, the cost of the optical waveguide could be reduced. Further, in the embodiment in which the metal nanocolloid liquid is used for forming the oblique mirror portion, masking and a vacuum device are not necessary as compared with the vapor deposition method and the like, so that the optical waveguide can be manufactured more easily and inexpensively.
＜本発明の光導波路の製造方法＞
以下、図面を参照しながら、本発明を説明する。図１には、第１の型１の一方端の斜視説明図を示した。第１の型１は、コア溝に対応する凸部１１と、コア溝対応凸部１１の一方端に当接し、コア溝対応凸部１１に直交する方向に延びる斜めミラー部に対応する凸部１２とを有している。コア溝対応凸部１１は、図例では１本だけだが、複数本、並設して形成しても構わない。また、第１の型の図示しない他方端においても斜めミラー部対応凸部１２をコア溝対応凸部１１に直交するように当接させることができ、あるいは別の形状とすることもできる。
<The manufacturing method of the optical waveguide of this invention>
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective explanatory view of one end of the
斜めミラー部対応凸部１２の断面形状は図例では二等辺三角形である。二等辺三角形の頂角は、９０°以上であればよく、理論的に１８０°未満である。
The cross-sectional shape of the
この第１の型１を用いて、下部クラッド層にコア溝と斜めミラー部用Ｖ溝を形成する。図２には、図１の第１の型１を上下に反転させた状態のＡ−Ａ線断面を見た図を示している。硬化前の下部クラッド層３を公知の方法で図示しない基板上に作製し、図２に示したように、第１の型を図１とは上下反転させて、下部クラッド層３に押し当てる。第１の型を押圧したまま下部クラッド層３を硬化させることにより、第１の型を離型した後には、図３に斜視図で示したように、コア溝３１と斜めミラー部用Ｖ溝３２とが形成された硬化後の下部クラッド層３Ａが得られる。
Using this
次に、コア溝３１と斜めミラー部用Ｖ溝３２にコア材料を公知の方法で充填する。コア溝３１は幅と深さが大体数十μｍ程度であって細いので、毛細管現象でコア溝の長さ方向にコア材料が吸い込まれていくが、必然的にＶ溝３２にもコア材料が充填されてしまう。
Next, the core material is filled into the
そこで、第２の型２を用いる。図４に示したように、第２の型２は第１の型１と同一形状の斜めミラー部対応凸部１２を有しているが、コア溝対応凸部１１は有していない。
Therefore, the
図５は第２の型２の使用方法を説明する図であり、図３の下部クラッド層３ＡをＢ−Ｂ線断面方向から見た状態を示している。図５では、下部クラッド層３Ａのコア溝に充填されたコア材料４１と、Ｖ溝に充填されたコア材料４２とが硬化する前に、第２の型２を下部クラッド層３Ａに押し当てる。Ｖ溝に充填されたコア材料４２は、第２の型２の斜めミラー部対応凸部１２によって押し出されてＶ溝から除去された状態となるが、コア溝に充填されたコア材料４１は除去されないので、このままコア材料４１を硬化させることにより、下部クラッド層３Ａの上部にコア溝内に硬化したコア層５１が形成される。第２の型２を離型することにより、Ｖ溝３２を有し、下部クラッド層３Ａの上部にコア層５１が積層された積層体４が得られる。
FIG. 5 is a view for explaining a method of using the
次に、斜めミラー部を作製する。斜めミラー部は、Ｖ溝３２のコア層５１と接する斜面３３に形成する必要がある。斜めミラー部の形成に用い得る金属としては、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｆｅ等またはこれらの１種以上を含む合金が挙げられ、使用する光の波長での反射率が高い金属が好ましい。反射率が高く、化学安定性に優れた金属としては、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇが挙げられ、低コスト化の観点からは、ＡｇもしくはＡｇ合金が好ましい。斜めミラー部は、蒸着等の公知の方法で形成してもよく、この場合は、斜面３３および対向斜面以外の部分をマスキングしておく。
Next, an oblique mirror part is produced. The oblique mirror portion needs to be formed on the
蒸着法等より簡便な方法としては、金属ナノコロイド液を、公知の塗布方法で、Ｖ溝の斜面３３に塗布し、焼成する方法、または、融点以上に加熱した低融点合金（例えば、大阪アサヒメタル工場社製「Ｕ ＡＬＬＯＹ」等）をＶ溝に塗布した後、冷却を行う方法、さらに、粉末状またはフレーク状等の低融点合金を、この低融点合金の融点以上に加熱した下部クラッド層のＶ溝に載置し、溶融を確認した後、冷却を行う方法等がある。低融点合金の融点は３０℃以上、１８３℃以下が好適であるが、より好ましくは１００℃以上である。本発明の光導波路は、用途によっては高温環境下で使用される場合があり、このような場合、融点が低すぎると、低融点合金の融点を超える温度負荷がかかるおそれがあるからである。
As a simpler method than the vapor deposition method or the like, a metal nanocolloid solution is applied to the
また、金属ナノコロイド液とは、上記金属（または合金、以下、両者をあわせて金属という）のナノサイズの微粒子がコロイド状に溶媒中に分散されたものである。微粒子の平均粒子径としては、１μｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。粒径が小さいと、より低い焼成温度で粒子同士を融着させることができ、斜めミラー部に光反射性を付与することができる。平均粒子径は、ＴＥＭ観察やＳＥＭ観察により得られる数平均粒子径；粉末Ｘ線回折測定法により得られる結晶子径；Ｘ線小角散乱法等により得られる慣性半径とその散乱強度から求められる平均粒子径等を用いることができる。中でも、ＳＥＭ観察により得られる数平均粒子径が好ましい。 The metal nanocolloid liquid is a solution in which nano-sized fine particles of the above metal (or alloy, hereinafter referred to as a metal) are colloidally dispersed in a solvent. The average particle diameter of the fine particles is preferably 1 μm or less, more preferably 500 nm or less, more preferably 100 nm or less, and even more preferably 10 nm or less. If the particle size is small, the particles can be fused together at a lower firing temperature, and light reflectivity can be imparted to the oblique mirror portion. Average particle diameter is the number average particle diameter obtained by TEM observation or SEM observation; crystallite diameter obtained by powder X-ray diffraction measurement method; average obtained from inertia radius obtained by X-ray small angle scattering method and the scattering intensity The particle diameter or the like can be used. Especially, the number average particle diameter obtained by SEM observation is preferable.
金属ナノコロイド液中の微粒子の形状は、球状に限られず、楕円球状、立方体状、直方体状、ピラミッド状、針状、柱状、棒状、筒状、鱗片状、板状（例えば、六角板状）等の薄片状、紐状等の形状でも好適に用いることができる。 The shape of the fine particles in the metal nanocolloid liquid is not limited to a sphere, but an oval sphere, a cube, a cuboid, a pyramid, a needle, a column, a rod, a cylinder, a scale, a plate (for example, a hexagonal plate) It can also be suitably used in the shape of a thin piece such as a string or the like.
金属ナノコロイド液は、前記した金属のハロゲン化物、酸化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の金属源となる化合物を、溶媒（特に好ましくは下記保護剤）に溶解させて、この溶液に還元剤を加えて還元処理を行うことで、容易に製造することができる。これらは１種のみ、または２種以上混合して使用することができる。 Metal nanocolloid liquid is a metal source compound such as the above-mentioned metal halides, oxides, nitrates, sulfates, carbonates, phosphates, borates, acetates, tartrate, citrates, It can be easily produced by dissolving in a solvent (particularly preferably, the following protective agent), adding a reducing agent to this solution and carrying out a reduction treatment. These can be used alone or in combination of two or more.
還元剤としては、ジメチルアミンボラン、tert−ブチルアミンボラン；水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム；蓚酸、アスコルビン酸；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類；ヒドラジン化合物；アルコール類；アミン類；糖類等が挙げられる。これらは１種のみ、または２種以上混合して使用することができる。 Examples of the reducing agent include dimethylamine borane, tert-butylamine borane; sodium borohydride, sodium sulfite; succinic acid, ascorbic acid; aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde; hydrazine compounds; alcohols; amines; These can be used alone or in combination of two or more.
還元処理に際しては、保護剤（分散剤としても機能）として、イソニトリル化合物、硫黄化合物、アミノ化合物、カルボキシル基を持つ脂肪酸等の１種以上を共存させることが好ましい。保護剤の中でもアミノ化合物が好ましく、特に、オクチルアミンやドデシルアミン等の第１級アミンが好ましい。 In the reduction treatment, it is preferable that at least one of an isonitrile compound, a sulfur compound, an amino compound, a fatty acid having a carboxyl group, etc. coexist as a protective agent (also functions as a dispersant). Among the protective agents, amino compounds are preferable, and primary amines such as octylamine and dodecylamine are particularly preferable.
還元処理により金属ナノ粒子が形成したら、後述する分散媒へ溶媒置換を行うことが好ましい。塗膜形成時の溶媒の揮散が容易になる。 When the metal nanoparticles are formed by the reduction treatment, it is preferable to perform solvent substitution to the dispersion medium described later. Evaporation of the solvent at the time of coating film formation becomes easy.
上記還元処理においては、金属源となる化合物中の金属１モルに対し、保護剤は０．５〜３０モル、還元剤は０．１〜１０モル程度使用することが好ましい。 In the reduction treatment, it is preferable to use about 0.5 to 30 mol of the protective agent and about 0.1 to 10 mol of the reducing agent with respect to 1 mol of the metal in the metal source compound.
また、金属微粒子ではなく、非金属粒子の表面を金属膜で被覆した微粒子が分散したようなナノコロイド液を用いることもできる。また、酸化銀等の微粒子を分散させて塗膜を形成した後、還元性雰囲気下で焼成することで、Ａｇ等に還元させて斜めミラー部を形成することも可能である。 Further, instead of metal fine particles, a nanocolloid liquid in which fine particles obtained by coating the surface of non-metallic particles with a metal film can be used. Alternatively, after forming a coating film by dispersing fine particles of silver oxide or the like, it is possible to form an oblique mirror part by reducing it to Ag or the like by firing in a reducing atmosphere.
金属ナノコロイド液や、他のナノコロイド液における分散媒としては、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類；ｎ−ヘキサン、ｎ−デカン等のパラフィン系炭化水素、アイソパー（登録商標；エクソンモービル・ジャパンコーポレーション製）等のイソパラフィン系炭化水素、１−オクテン、１−デセン等のオレフィン系炭化水素、シクロヘキサン、デカリン等のナフテン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類；ケロシン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、工業ガソリン等の石油や石炭由来の炭化水素混合物；ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルセロソルブ等のアルコール類；ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類；ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系溶剤等が好ましい。 Examples of the dispersion medium in the metal nanocolloid liquid and other nanocolloid liquids include aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; paraffinic hydrocarbons such as n-hexane and n-decane, Isopar (registered trademark; Exxon Mobil, From Japan Corporation), olefinic hydrocarbons such as 1-octene and 1-decene, aliphatic hydrocarbons such as naphthenic hydrocarbons such as cyclohexane and decalin; kerosene, petroleum ether, petroleum benzine, Hydrocarbons derived from petroleum and coal such as ligroin and industrial gasoline; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and chloroform; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; methanol, ethanol, isopropanol, Such as methyl cellosolve Call acids; dimethyl silicone oil, silicone oils such as methyl phenyl silicone oil; fluorine-based solvents such as hydrofluoroether is preferred.
上記分散媒の粘度は、室温（２０℃）において、２ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。分散媒の粘度が高すぎると、Ｖ溝に塗布することが困難となる。また、ナノコロイド液の固形分（ナノ微粒子の）濃度は、０．０５〜３０質量％であることが好ましい。３０質量％を超えるとナノ微粒子が凝集するおそれがあり、０．０５質量％未満では、ナノ微粒子が少なく、充分なミラー効果（光反射効果）が得られないことがある。より好ましい固形分濃度は０．１〜２０質量％であり、さらに好ましくは０．２〜２０質量％である。 The dispersion medium preferably has a viscosity of 2 mPa · s or less at room temperature (20 ° C.). When the viscosity of the dispersion medium is too high, it is difficult to apply to the V-groove. Moreover, it is preferable that the solid content (nanoparticles) density | concentration of a nano colloid liquid is 0.05-30 mass%. If it exceeds 30% by mass, the nanoparticles may aggregate, and if it is less than 0.05% by mass, there are few nanoparticles and a sufficient mirror effect (light reflection effect) may not be obtained. A more preferable solid content concentration is 0.1 to 20% by mass, and further preferably 0.2 to 20% by mass.
金属ナノコロイド液または他のナノコロイド液をＶ溝の斜面３３に塗布した後は、分散媒を除去し、金属微粒子や金属膜被覆微粒子を融着させるために焼成を行うことが好ましい。焼成温度は、金属材料の種類や膜厚等に応じて適宜変更すればよい。焼成温度が高すぎるとナノ微粒子が凝集することができないため、通常は、４００℃以下が好ましく、３００℃以下がより好ましく、２００℃以下がさらに好ましい。焼成時間も特に限定されず、２時間以内が好ましく、１時間以内がより好ましい。
After the metal nanocolloid liquid or other nanocolloid liquid is applied to the
斜めミラー部を形成したら、後は、公知の方法で、上部クラッド層を形成すれば、埋め込み型光導波路が得られる。 After forming the oblique mirror portion, a buried optical waveguide can be obtained by forming an upper cladding layer by a known method.
＜本発明法に用いられる各種材料の好適例＞
［第１の型および第２の型］
第１の型および第２の型の素材は特に限定されず、リン青銅等の合金や他の金属からなる金型であってもよいし、シリコーン材料やウレタン樹脂等の軟らかい材料からなる型であってもよい。特にシリコーン材料が好ましい。シリコーン材料のうち、硬化後にシリコーン系ゴムまたはシリコーン系樹脂となる硬化性シリコーン系ゴムオリゴマーもしくはモノマー、または、硬化性シリコーン系樹脂オリゴマーもしくはモノマー等の硬化性シリコーン材料が好適であり、硬化性ポリシロキサンが特に好適である。
<Preferred examples of various materials used in the method of the present invention>
[First mold and second mold]
The material of the first mold and the second mold is not particularly limited, and may be a mold made of an alloy such as phosphor bronze or another metal, or a mold made of a soft material such as a silicone material or a urethane resin. There may be. A silicone material is particularly preferable. Of the silicone materials, curable silicone rubber oligomers or monomers that become silicone rubber or silicone resin after curing, or curable silicone materials such as curable silicone resin oligomers or monomers, are preferred, and curable polysiloxanes. Is particularly preferred.
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るものが用いられるが、形成される下部クラッド層からの剥離性に優れ、かつ機械的強度に優れることから、硬化剤と組み合わせて用いる二液混合型が好適である。また、低粘度の硬化性シリコーン材料を用いれば、型の作製時に巻き込む泡の除去等の加工性に優れると共に、転写パターンの精密な型取りをすることができる。一方、硬化性ポリシロキサンは、一液硬化型または二液硬化型のいずれでもよく、熱硬化型または室温硬化型のいずれでもよい。 As the curable silicone material, what is called liquid silicone is usually used, but since it is excellent in peelability from the formed lower clad layer and excellent in mechanical strength, it is used in combination with a curing agent. A liquid mixed type is preferred. If a low-viscosity curable silicone material is used, it is excellent in workability such as removal of bubbles entrained during the production of the mold, and a precise pattern of the transfer pattern can be obtained. On the other hand, the curable polysiloxane may be either a one-component curable type or a two-component curable type, and may be either a thermosetting type or a room temperature curable type.
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、ポリアルキル水素シロキサン等を含有するものが挙げられる。特に、アルキルアルケニルシロキサンおよびポリアルキル水素シロキサンの二成分混合系であり、低粘度で室温硬化型のものが剥離性および硬化性の観点から好適である。 Specific examples of the curable silicone material include those containing alkyl siloxane, alkenyl siloxane, alkyl alkenyl siloxane, polyalkyl hydrogen siloxane and the like. In particular, a two-component mixed system of an alkyl alkenyl siloxane and a polyalkyl hydrogen siloxane, which has a low viscosity and is room temperature curable, is preferable from the viewpoint of peelability and curability.
第１および第２の型から下部クラッド層やコア層が容易に離型するように、剥離剤を塗布して使用することが望ましい。剥離剤としては、従来公知の剥離剤を用いればよく、特に限定されるものではない。 It is desirable to apply and use a release agent so that the lower cladding layer and the core layer can be easily released from the first and second molds. A known release agent may be used as the release agent, and is not particularly limited.
［基板］
基板は前記した図例では省略したが、光導波路においては必須構成要素である。基板としては、無機材料、有機材料を問わず、公知の材料はいずれも使用することができるが、例えば、シリコン基板；石英、パイレックス（登録商標）等のガラス基板；Ａｌ，Ｃｕ等の金属基板；金属酸化物基板；ポリイミド、ポリエーテルケトン等の樹脂基板；有機無機ハイブリッド基板等を使用することが好ましい。フレキシブル光導波路を作製する場合は、樹脂基板が好ましく、樹脂フィルムからなるフィルム基板がより好ましい。
[substrate]
Although the substrate is omitted in the above example, it is an essential component in the optical waveguide. Any known material can be used as the substrate, regardless of whether it is an inorganic material or an organic material. For example, a silicon substrate; a glass substrate such as quartz or Pyrex (registered trademark); a metal substrate such as Al or Cu. A metal oxide substrate; a resin substrate such as polyimide or polyetherketone; an organic-inorganic hybrid substrate or the like is preferably used. When producing a flexible optical waveguide, a resin substrate is preferable, and a film substrate made of a resin film is more preferable.
フィルム基板としては、従来公知の光導波路材料から構成される樹脂フィルムであればよく、特に限定されるものではないが、具体的には、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルニトリル系樹脂、オキセタン系樹脂、シラン系樹脂、シリコーン系樹脂等から構成される樹脂フィルムが挙げられる。これらの樹脂フィルムのうち、光電気混載基板の製造を考慮すると、耐熱性（特に、半田付けを想定した耐熱性、具体的には２００〜２５０℃の耐熱性）の観点からは、ポリイミド系樹脂から構成されるフィルム、すなわちポリイミドフィルム（ハロゲン化ポリイミドフィルムを含む）が好ましい。また、フィルム基板として、ポリイミドフィルムを用いる場合には、市販品を利用してもよい。ポリイミドフィルムの市販品としては、例えば、東レ・デュポン株式会社の商品名「カプトン（登録商標）」シリーズが挙げられる。 The film substrate is not particularly limited as long as it is a resin film composed of a conventionally known optical waveguide material. Specifically, an epoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, and a polyester resin are used. Examples include resin films composed of resins, polystyrene resins, cycloolefin resins, polyether sulfone resins, polyether ketone resins, polyether nitrile resins, oxetane resins, silane resins, silicone resins, and the like. . Among these resin films, considering the production of the opto-electric hybrid board, from the viewpoint of heat resistance (particularly heat resistance assuming soldering, specifically 200-250 ° C. heat resistance), a polyimide resin That is, a film composed of a polyimide film (including a halogenated polyimide film) is preferable. Moreover, when using a polyimide film as a film substrate, you may utilize a commercial item. As a commercial item of a polyimide film, the brand name "Kapton (trademark)" series of Toray DuPont Co., Ltd. is mentioned, for example.
基板の厚さは、光導波路の用途や、光電気混載フレキシブル基板を製造した場合に使用する光の波長等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、また、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。基板の厚さが小さすぎると、基板の強度が低下することがある。逆に、基板の厚さが大きすぎると、光電気混載基板を製造した場合に、基板の透明性が低下することがある。 The thickness of the substrate may be appropriately selected according to the use of the optical waveguide, the wavelength of light used when the opto-electric hybrid flexible substrate is manufactured, and is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more. More preferably, it is 10 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the thickness of the substrate is too small, the strength of the substrate may decrease. On the other hand, if the thickness of the substrate is too large, the transparency of the substrate may decrease when an opto-electric hybrid board is manufactured.
［下部クラッド層］
下部クラッド層を構成するクラッド材料は、従来公知の光導波路材料であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、紫外線（または光）硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂等が挙げられる。これらの樹脂のうち、紫外線（または光）硬化性樹脂が好適である。硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルニトリル系樹脂、オキセタン系樹脂、シラン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、これらの樹脂は、溶剤に溶解した溶液型であっても溶剤を含まない無溶剤型であってもよいが、無溶剤型がより好ましい。さらに、これらの樹脂を硬化性樹脂として用いる場合には、硬化剤や架橋剤等を併用することができる。
[Lower cladding layer]
The clad material constituting the lower clad layer is not particularly limited as long as it is a conventionally known optical waveguide material. For example, a curable resin such as an ultraviolet (or light) curable resin or a thermosetting resin is used. And thermoplastic resins. Of these resins, ultraviolet (or light) curable resins are preferred. Specific examples of the curable resin and the thermoplastic resin include, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, a polystyrene resin, a cycloolefin resin, a polyether sulfone resin, a polyether ketone resin, and a polyether. Examples include nitrile resins, oxetane resins, silane resins, silicone resins, and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more. These resins may be a solution type dissolved in a solvent or a solventless type containing no solvent, but a solventless type is more preferable. Furthermore, when these resins are used as the curable resin, a curing agent, a crosslinking agent, or the like can be used in combination.
上記硬化性樹脂のうちでは、エポキシ系樹脂が好適であり、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂がより好適である。ＵＶ硬化型エポキシ樹脂としては、ポリアルキレングリコール鎖と少なくとも２個のグリシジル基とを有するポリグリシジル化合物を含有するＵＶ硬化型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂および脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。可撓性を有するフレキシブル光導波路を得たい場合には、ポリアルキレングリコール鎖と少なくとも２個のグリシジル基とを有するポリグリシジル化合物を含有するＵＶ硬化型エポキシ樹脂が特に好適であり、光導波路に可撓性を持たせる必要がない場合には、ビスフェノール型エポキシ樹脂や脂環式エポキシ樹脂等が好適である。 Among the curable resins, epoxy resins are preferable, and UV curable epoxy resins are more preferable. Examples of the UV curable epoxy resin include a UV curable epoxy resin, a bisphenol type epoxy resin, and an alicyclic epoxy resin containing a polyglycidyl compound having a polyalkylene glycol chain and at least two glycidyl groups. In order to obtain a flexible optical waveguide having flexibility, a UV curable epoxy resin containing a polyglycidyl compound having a polyalkylene glycol chain and at least two glycidyl groups is particularly suitable. When it is not necessary to give flexibility, a bisphenol type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, or the like is preferable.
ポリアルキレングリコール鎖と少なくとも２個のグリシジル基とを有するポリグリシジル化合物としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールのジグリシジルエーテルが特に好適である。ポリテトラメチレンエーテルグリコールのジグリシジルエーテルの市販品としては、例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「ｊＥＲ（登録商標）ＹＬ７４１０」、「ｊＥＲ（登録商標）ＹＬ７２１７」等が挙げられる。 As the polyglycidyl compound having a polyalkylene glycol chain and at least two glycidyl groups, diglycidyl ether of polytetramethylene ether glycol is particularly suitable. Examples of commercially available diglycidyl ether of polytetramethylene ether glycol include trade names “jER (registered trademark) YL7410” and “jER (registered trademark) YL7217” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
上記ポリグリシジル化合物を含むＵＶ硬化型エポキシ樹脂を用いる場合には、屈折率や粘度調整のために、必要に応じて、ビスフェノール型エポキシ樹脂や脂環式エポキシ樹脂やオキセタン等の反応性希釈剤を配合してもよい。ただし、より低粘度のエポキシ樹脂が取り扱い性に優れるので、好適である。 When using a UV curable epoxy resin containing the polyglycidyl compound, a reactive diluent such as a bisphenol type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, or oxetane is used as necessary to adjust the refractive index and viscosity. You may mix | blend. However, an epoxy resin having a lower viscosity is preferable because it is excellent in handleability.
ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ−アルキレンオキシド付加体のジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦのアルキレンオキシド付加体のジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、これらのハロゲン化ビスフェノール型エポキシ樹脂（例えば、フッ素化ビスフェノール型エポキシ樹脂、塩素化ビスフェノール型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂）等が挙げられる。これらのビスフェノール型エポキシ樹脂は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらのビスフェノール型エポキシ樹脂のうち、入手の容易さや取り扱い性の観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好適である。これらのビスフェノール型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「ｊＥＲ（登録商標）８２８ＥＬ」（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）、「ｊＥＲ（登録商標）５０５０」（臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）等が挙げられる。 Examples of the bisphenol type epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, diglycidyl ether of bisphenol A-alkylene oxide adduct, bisphenol F type epoxy resin, diglycidyl ether of bisphenol F alkylene oxide adduct, and bisphenol AD type epoxy resin. Bisphenol S type epoxy resin, tetramethyl bisphenol A type epoxy resin, tetramethyl bisphenol F type epoxy resin, halogenated bisphenol type epoxy resin (for example, fluorinated bisphenol type epoxy resin, chlorinated bisphenol type epoxy resin, brominated Bisphenol type epoxy resin). These bisphenol type epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. Of these bisphenol-type epoxy resins, bisphenol A-type epoxy resins, bisphenol F-type epoxy resins, brominated bisphenol A-type epoxy resins, and brominated bisphenol F-type epoxy resins are preferred from the viewpoint of easy availability and handling. . As commercial products of these bisphenol type epoxy resins, for example, trade names “jER (registered trademark) 828EL” (bisphenol A type epoxy resin) and “jER (registered trademark) 5050” (brominated bisphenol) manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. A-type epoxy resin).
ビスフェノール型エポキシ樹脂の配合量は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂から得られるエポキシ系樹脂フィルムが所望の屈折率を有するように適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、開始剤を除いたＵＶ硬化型エポキシ樹脂組成物の合計を１００質量％とした場合、上述のポリグリシジル化合物と、ビスフェノール型エポキシ樹脂および脂環式エポキシ樹脂との配合量は、ポリグリシジル化合物０質量％〜７０質量％（より好ましくは５質量％〜６０質量％）、ビスフェノール型エポキシ樹脂と脂環式エポキシ樹脂との合計を３０質量％〜１００質量％（より好ましくは４０質量％〜９５質量％）とするのが好ましい。ポリグリシジル化合物の配合量が７０質量％を超えると、フィルムの硬化速度が遅くなったり、得られたフィルムの強度が不足することがある。また、ポリグリシジル化合物の添加量が５質量％以上であれば、強度と可撓性とを備えたフィルムを得ることができる。 The blending amount of the bisphenol type epoxy resin may be appropriately adjusted so that the epoxy resin film obtained from the UV curable epoxy resin has a desired refractive index, and is not particularly limited. When the total of the removed UV curable epoxy resin composition is 100% by mass, the blending amount of the polyglycidyl compound, the bisphenol type epoxy resin, and the alicyclic epoxy resin is 0% by mass to 70% by mass of the polyglycidyl compound. The total of the mass% (more preferably 5 mass% to 60 mass%) and the bisphenol type epoxy resin and the alicyclic epoxy resin is 30 mass% to 100 mass% (more preferably 40 mass% to 95 mass%). Is preferred. When the compounding quantity of a polyglycidyl compound exceeds 70 mass%, the cure rate of a film may become slow or the intensity | strength of the obtained film may be insufficient. Moreover, if the addition amount of a polyglycidyl compound is 5 mass% or more, the film provided with intensity | strength and flexibility can be obtained.
脂環式エポキシ樹脂としては、例えば、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートおよびそのε−カプロラクトン変性体（ダイセル化学工業社製、商品名「セロキサイド（登録商標）２０８１」）、１，２−エポキシ−ビニルシクロヘキセン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、１−エポキシエチル−３，４−エポキシシクロヘキサン、リモネンジエポキシド、３，４−エポキシシクロヘキシルメタノール、ジシクロペンタジエンジエポキシド、オリゴマー型脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業社製、商品名「エポリード（登録商標）ＧＴ３００」、「エポリード（登録商標）ＧＴ４００」、「ＥＨＰＥ（登録商標）３１５０」）等のオレフィンを酸化することにより得られるエポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビフェノール型エポキシ樹脂、水添フェノールノボラック型エポキシ樹脂、水添クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、水添ナフタレン型エポキシ樹脂等の芳香族エポキシを直接水添したエポキシ樹脂または多価フェノール類を水添した後、エピクロルヒドリンと反応させることにより得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの脂環式エポキシ樹脂は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの脂環式エポキシ樹脂のうち、入手の容易さや低粘度で作業性に優れることから、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートおよびそのε−カプロラクトン変性体、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好適である。 Examples of the alicyclic epoxy resin include 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate and its ε-caprolactone modified product (trade name “Celoxide (registered trademark)” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. 2081 "), 1,2-epoxy-vinylcyclohexene, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, 1-epoxyethyl-3,4-epoxycyclohexane, limonene diepoxide, 3,4-epoxycyclohexylmethanol, di Cyclopentadiene diepoxide, oligomer type alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries, trade name “Epolide (registered trademark) GT300”, “Epolide (registered trademark) GT400”, “EHPE (registered trademark) 3150”), etc. Oxidize olefins Epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, hydrogenated biphenol type epoxy resin, hydrogenated phenol novolac type epoxy resin, hydrogenated cresol novolac type epoxy resin, hydrogenated naphthalene type Examples thereof include an epoxy resin obtained by directly hydrogenating an aromatic epoxy such as an epoxy resin or an epoxy resin obtained by hydrogenating a polyhydric phenol and then reacting with epichlorohydrin. These alicyclic epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. Among these alicyclic epoxy resins, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate and its ε-caprolactone modified product, since it is easily available and has low viscosity and excellent workability. Hydrogenated bisphenol A type epoxy resins and hydrogenated bisphenol F type epoxy resins are preferred.
脂環式エポキシ樹脂の配合量は、特に限定されるものではなく、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂が所望の屈折率を有するように適宜調節すればよい。 The compounding quantity of an alicyclic epoxy resin is not specifically limited, What is necessary is just to adjust suitably so that UV curable epoxy resin may have a desired refractive index.
ＵＶ硬化型エポキシ樹脂を光硬化させるためには、光カチオン重合開始剤を配合することが好ましい。 In order to photocur the UV curable epoxy resin, it is preferable to add a cationic photopolymerization initiator.
光カチオン重合開始剤としては、例えば、金属フルオロホウ素錯塩、三フッ化ホウ素錯化合物、ビス（ペルフルオルアルキルスルホニル）メタン金属塩、アリールジアゾニウム化合物、ＶＩａ族元素の芳香族オニウム塩、Ｖａ族元素の芳香族オニウム塩ＩＩＩａ〜Ｖａ族元素のジカルボニルキレート、チオピリリウム塩、ＭＦ６−陰イオン（ここで、Ｍは、リン、アンチモンおよびヒ素から選択される）の形のＶＩｂ元素、アリールスルホニウム錯塩、芳香族ヨードニウム錯塩、芳香族スルホニウム錯塩、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィド−ビス−ヘキサフルオロ金属塩（例えば、リン酸塩、ヒ酸塩、アンチモン酸塩等）、鉄化合物の混合配位子金属塩、シラノール−アルミニウム錯体等が挙げられる。これらの光カチオン重合開始剤は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの光カチオン重合開始剤のうち、アリールスルホニウム錯塩、ハロゲン含有錯イオンの芳香族ヨードニウム錯塩または芳香族スルホニウム錯塩、ＩＩ族、Ｖ族およびＶＩ族元素の芳香族オニウム塩が好適である。これらの塩のいくつかは、例えば、商品名「ＡＴ−６９７６」、「ＡＴ−６９９２」（以上、Ａｃｅｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、商品名「ＦＸ−５１２」（スリーエム・カンパニー製）、商品名「ＵＶＲ−６９９０」、「ＵＶＲ−６９７４」（以上、ユニオン・カーバイド・コーポレーション製）、商品名「ＵＶＥ−１０１４」、「ＵＶＥ−１０１６」（以上、ゼネラル・エレクトリック・カンパニー製）、商品名「ＫＩ−８５」（デグサ・アクチエンゲゼルシャフト製）、商品名「ＳＰ−１５０」、「ＳＰ−１７０」（以上、株式会社ＡＤＥＫＡ製）、商品名「サンエイド（登録商標）ＳＩ−６０Ｌ」、「サンエイド（登録商標）ＳＩ−８０Ｌ」、「サンエイド（登録商標）ＳＩ−１００Ｌ」、「サンエイド（登録商標）ＳＩ−１１０Ｌ」、「サンエイド（登録商標）ＳＩ−１８０Ｌ」（以上、三新化学工業株式会社製）等の市販品を入手することができる。 Examples of the cationic photopolymerization initiator include metal fluoroboron complex salts, boron trifluoride complex compounds, bis (perfluoroalkylsulfonyl) methane metal salts, aryldiazonium compounds, aromatic onium salts of group VIa elements, group Va elements Aromatic onium salts IIIa-Va elements dicarbonyl chelates, thiopyrylium salts, MF6-anions (where M is selected from phosphorus, antimony and arsenic) in the form of VIb elements, arylsulfonium complexes, aromatic Iodonium complex salt, aromatic sulfonium complex salt, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide-bis-hexafluorometal salt (for example, phosphate, arsenate, antimonate, etc.), mixed arrangement of iron compound A ligand metal salt, a silanol-aluminum complex, etc. are mentioned. These photocationic polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. Of these photocationic polymerization initiators, arylsulfonium complex salts, aromatic iodonium complex salts of halogen-containing complex ions or aromatic sulfonium complex salts, and aromatic onium salts of Group II, Group V and Group VI elements are preferred. Some of these salts are, for example, trade names “AT-6976”, “AT-6990” (manufactured by Aceto Chemical), trade names “FX-512” (manufactured by 3M Company), trade names “UVR”. -6990 "," UVR-6974 "(manufactured by Union Carbide Corporation), trade names" UVE-1014 "," UVE-1016 "(manufactured by General Electric Company), trade names" KI-85 ". "(Degussa Aktiengesellschaft), trade names" SP-150 "," SP-170 "(above, manufactured by ADEKA Corporation), trade names" Sun-Aid (registered trademark) SI-60L "," Sun-Aid (registered trademark) ) SI-80L "," Sun-Aid (registered trademark) SI-100L "," Sun-Aid (registered trademark) SI-110L " ”,“ Sun-Aid (registered trademark) SI-180L ”(manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) can be obtained.
また、これらの光カチオン重合開始剤のうち、取り扱い性に優れ、潜在性と硬化性とのバランスに優れることから、オニウム塩が好適であり、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩が特に好適である。 Of these photocationic polymerization initiators, onium salts are preferred because of their excellent handleability and balance between latency and curability, and diazonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, and phosphonium salts are particularly preferred. Is preferred.
光カチオン重合開始剤の配合量は、硬化するエポキシ樹脂成分の配合量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂成分の合計量１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上、さらに好ましくは１質量部以上であり、また、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは８質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下である。 The blending amount of the cationic photopolymerization initiator may be appropriately adjusted according to the blending amount of the epoxy resin component to be cured, and is not particularly limited, but is preferably based on 100 parts by mass of the total epoxy resin component. Is 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, further preferably 1 part by mass or more, preferably 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, and further preferably 5 parts by mass. Or less.
ＵＶ硬化型エポキシ樹脂は、原料であるポリアルキレングリコール鎖と少なくとも２個のグリシジル基とを有するポリグリシジル化合物、必要に応じて配合されるビスフェノール型エポキシ樹脂や脂環式エポキシ樹脂等の分子量を適宜選択することにより、溶剤を用いることなく、粘度を、温度２３℃で、１０ｍＰａ・ｓ以上、１００，０００ｍＰａ・ｓ以下の範囲内に調整することができる。 The UV curable epoxy resin has an appropriate molecular weight such as a polyglycidyl compound having a polyalkylene glycol chain and at least two glycidyl groups as raw materials, and a bisphenol type epoxy resin or an alicyclic epoxy resin blended as necessary. By selecting, the viscosity can be adjusted within a range of 10 mPa · s or more and 100,000 mPa · s or less at a temperature of 23 ° C. without using a solvent.
ＵＶ硬化型エポキシ樹脂は、常温で液状であるので、基板上に、適宜、下部クラッド層用の容器や型を載置し、その中に間隙に適量注入して充填した後、あるいは、基板上に適量滴下した後、第１の型を載置した後、例えば、照射積算光量（露光エネルギー）が０．０１Ｊ／ｃｍ2〜１０Ｊ／ｃｍ2程度の紫外線を照射して硬化させることにより、下部クラッド層を形成することができる。 Since the UV curable epoxy resin is liquid at room temperature, a container or mold for the lower cladding layer is appropriately placed on the substrate, and an appropriate amount is injected into the gap to fill it, or on the substrate. After dropping the appropriate amount onto the first mold, after placing the first mold, for example, by irradiating with ultraviolet rays having an irradiation integrated light quantity (exposure energy) of about 0.01 J / cm 2 to 10 J / cm 2 , A clad layer can be formed.
下部クラッド層の厚さは、光導波路の用途や使用する光の波長等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、コア溝の下側を除いて、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。下部クラッド層の厚さが小さすぎると、充分な厚さのコア層を形成できないことがある。逆に、下部クラッド層の厚さが大きすぎると、光電気混載板を製造した場合に、下部クラッド層の透明性が低下することがある。 The thickness of the lower cladding layer may be appropriately selected according to the use of the optical waveguide, the wavelength of light to be used, and the like, and is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more except for the lower side of the core groove. More preferably, it is 20 μm or more, preferably 150 μm or less, more preferably 100 μm or less. If the thickness of the lower cladding layer is too small, a sufficiently thick core layer may not be formed. Conversely, if the thickness of the lower clad layer is too large, the transparency of the lower clad layer may be reduced when an opto-electric hybrid board is manufactured.
下部クラッド層の屈折率は、コア層の屈折率より低い限り、特に限定されるものではないが、例えば、１．４５〜１．６５の範囲内で、クラッド材料の種類や組成を選択することにより、任意に調節することができる。 The refractive index of the lower cladding layer is not particularly limited as long as it is lower than the refractive index of the core layer. For example, the type and composition of the cladding material should be selected within the range of 1.45 to 1.65. Can be adjusted arbitrarily.
［コア層］
コア層を形成するためのコア材料は、上記下部クラッド層に用い得る材料がそのまま例示できる。ただし、下部クラッド層や上部クラッド層とコア層とで、屈折率が異なるように材料を選択する必要がある。コア層の厚さ（深さ）は、光導波路の用途や使用する光の波長等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、また、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。コア層の厚さが小さすぎると、コア層を伝播する光の量が低下することがある、逆に、コア層の厚さが大きすぎると、下部クラッド層の厚さを大きくする必要があり、コア層の両側に下部クラッド層の不必要な部分が多くなり、製造コストが上昇することがある。また、光導波路を構成する下部クラッド層やコア層の厚さが大きくなるので、光導波路フィルムの厚さが大きくなることがある。
[Core layer]
Examples of the core material for forming the core layer include materials that can be used for the lower cladding layer. However, it is necessary to select materials so that the lower cladding layer, the upper cladding layer, and the core layer have different refractive indexes. The thickness (depth) of the core layer may be appropriately selected according to the use of the optical waveguide, the wavelength of light to be used, and the like, and is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more. Moreover, it is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the thickness of the core layer is too small, the amount of light propagating through the core layer may be reduced. Conversely, if the thickness of the core layer is too large, the thickness of the lower cladding layer needs to be increased. In addition, unnecessary portions of the lower clad layer increase on both sides of the core layer, which may increase the manufacturing cost. Further, since the thickness of the lower clad layer and the core layer constituting the optical waveguide is increased, the thickness of the optical waveguide film may be increased.
コア層は、長手方向に対して垂直な断面の形状が矩形であることが好ましく、正方形であることが最も好ましい。コア層のアスペクト比（幅／厚さ）は、好ましくは１／２以上、より好ましくは２／３以上、さらに好ましくは５／６以上であり、また、好ましくは２／１以下、より好ましくは３／２以下、さらに好ましくは６／５以下である。最も好ましくは１／１である。コア層のアスペクト比が小さすぎるか、あるいは、大きすぎると、コア層の長手方向に対して垂直な断面の形状が扁平になるので、コア層に光が入射したり、コア層から光が出射したりする際に光損失が生じることがある。 The core layer preferably has a rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction, and most preferably has a square shape. The aspect ratio (width / thickness) of the core layer is preferably ½ or more, more preferably 2/3 or more, further preferably 5/6 or more, and preferably 2/1 or less, more preferably 3/2 or less, more preferably 6/5 or less. Most preferably, it is 1/1. If the aspect ratio of the core layer is too small or too large, the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the core layer becomes flat, so that light enters the core layer or emits light from the core layer. In some cases, light loss may occur.
コア層の屈折率は、下部クラッド層および上部クラッド層の屈折率より高い限り、特に限定されるものではないが、例えば、１．４５〜１．６５の範囲内であるのが好ましく、コア材料の種類や組成を選択することにより、任意に調節することができる。 The refractive index of the core layer is not particularly limited as long as it is higher than the refractive indexes of the lower clad layer and the upper clad layer. For example, it is preferably in the range of 1.45 to 1.65, and the core material It can be arbitrarily adjusted by selecting the kind and composition.
［上部クラッド層］
上部クラッド層を形成するための材料は、上記下部クラッド層に用い得る材料がそのまま例示できる。ただし、コア層とは屈折率が異なるように材料を選択する必要がある。
[Upper clad layer]
Examples of the material for forming the upper clad layer include the materials that can be used for the lower clad layer. However, it is necessary to select a material so that the refractive index is different from that of the core layer.
コア層上端面から上部クラッド層上端面までの上部クラッド層の厚さは、光導波路の用途や使用する光の波長等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。上部クラッド層の厚さが小さすぎると、コア層における光の閉じ込め効果が弱くなって、上部クラッドから光が抜け、光損失が増大するおそれがある。逆に、上部クラッド層の厚さが大きすぎると、不必要な部分が多くなり、製造コストが増大することがある。 The thickness of the upper cladding layer from the upper end surface of the core layer to the upper end surface of the upper cladding layer may be appropriately selected according to the use of the optical waveguide, the wavelength of light to be used, etc., but is not particularly limited, but preferably Is 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the thickness of the upper clad layer is too small, the light confinement effect in the core layer becomes weak, and light may escape from the upper clad, which may increase optical loss. On the other hand, if the thickness of the upper clad layer is too large, unnecessary portions increase and the manufacturing cost may increase.
上部クラッド層の屈折率は、コア層の屈折率より小さい限り、特に限定されるものではないが、例えば、１．４５〜１．６５の範囲内であるのが好ましく、クラッド材料の種類や組成を選択することにより、任意に調節することができる。 The refractive index of the upper cladding layer is not particularly limited as long as it is smaller than the refractive index of the core layer, but is preferably within the range of 1.45 to 1.65, for example, the type and composition of the cladding material By selecting, it can be arbitrarily adjusted.
本発明では、上記したように、下部クラッド層に斜めミラー部用のＶ溝とコア溝を形成するために、上記構成の第１の型を採用したところに特徴がある。このため、これらの特徴以外の、電気回路等の材料や構造については特に限定されず、従来公知の光電気混載基板の材料や構造をいずれも採用することができる。また、フィルム基板を用いたフレキシブル光電気混載基板とすることも可能である。さらに、光電気混載基板の製造方法についても特に限定されず、公知の方法が採用可能である。 As described above, the present invention is characterized in that the first mold having the above configuration is employed in order to form the V groove and the core groove for the oblique mirror portion in the lower clad layer. For this reason, materials and structures such as electric circuits other than these characteristics are not particularly limited, and any conventionally known materials and structures of opto-electric hybrid boards can be employed. It is also possible to use a flexible opto-electric hybrid board using a film substrate. Further, the manufacturing method of the opto-electric hybrid board is not particularly limited, and a known method can be adopted.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記の実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can meet the purpose described above and below. Any of these can be carried out and are included in the technical scope of the present invention.
まず、実施例および比較例においてクラッド材料およびコア材料として用いたＵＶ硬化型エポキシ樹脂の調製方法について説明する。 First, a method for preparing a UV curable epoxy resin used as a clad material and a core material in Examples and Comparative Examples will be described.
＜ＵＶ硬化型エポキシ樹脂（１）の調製＞
ポリテトラメチレングリコールのジグリシジルエーテル（ジャパンエポキシレジン社製；商品名「ｊＥＲ（登録商標）ＹＬ７４１０」；数平均分子量７００〜８００）４８質量部、ε−カプロラクトン変性３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート（ダイセル化学工業社製；商品名「セロキサイド（登録商標）２０８１」）３０質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製；商品名「ｊＥＲ（登録商標）８２８ＥＬ」）１８質量部、光重合開始剤であるトリアリールスルホニウムヘキサフルオロリン酸塩（Ａｃｅｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製；商品名「ＡＴ−６９９２」）４質量部を、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製、商品名「あわとり練太郎（登録商標）」）を用いて混合し、クラッド材料として用いるＵＶ硬化型エポキシ樹脂（１）を調製した。
<Preparation of UV curable epoxy resin (1)>
48 parts by mass of polytetramethylene glycol diglycidyl ether (manufactured by Japan Epoxy Resin; trade name “jER (registered trademark) YL7410”; number average molecular weight 700 to 800), ε-caprolactone-modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 30 parts by mass of ', 4'-epoxycyclohexanecarboxylate (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .; trade name “Celoxide (registered trademark) 2081”), bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd .; trade name “jER (registered trademark)) ) 828EL ") 18 parts by mass, 4 parts by mass of triarylsulfonium hexafluorophosphate (manufactured by Aceto Chemical; product name" AT-6992 ") which is a photopolymerization initiator, , Product name "Awatori Nerita (registered) Trademark) ") were mixed was used to prepare UV-curable epoxy resin (1) used as a cladding material.
＜ＵＶ硬化型エポキシ樹脂（２）の調製＞
上記で用いたポリテトラメチレングリコールのジグリシジルエーテル（「ｊＥＲ（登録商標）ＹＬ７４１０」）９質量部、上記で用いたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（「ｊＥＲ（登録商標）８２８ＥＬ」）４３．５質量部、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製；商品名「ｊＥＲ（登録商標）５０５０」）４３．５質量部、上記で用いた光重合開始剤（「ＡＴ−６９９２」）４質量部を、上記で用いた自転・公転ミキサーを用いて混合し、コア材料として用いるＵＶ硬化型エポキシ樹脂（２）を調製した。
<Preparation of UV curable epoxy resin (2)>
9 parts by mass of diglycidyl ether of polytetramethylene glycol ("jER (registered trademark) YL7410") used above, 43.5 parts by mass of the bisphenol A type epoxy resin ("jER (registered trademark) 828EL") used above , 43.5 parts by mass of brominated bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin; trade name “jER (registered trademark) 5050”), 4 parts by mass of the photopolymerization initiator (“AT-6992”) used above Were mixed using the rotation / revolution mixer used above to prepare a UV curable epoxy resin (2) used as a core material.
＜銀ナノコロイド液の調製＞
オクチルアミン（和光純薬工業社製）１４８．１質量部を入れたビーカーを４０℃の恒温槽に入れた。次に酢酸銀（和光純薬工業社製）１８．６質量部を添加し、２０分間充分に撹拌混合し、均一な混合溶液を調製した。２０質量％濃度の水素化ホウ素ナトリウム水溶液を徐々に添加して、還元処理を実施した。
<Preparation of silver nanocolloid solution>
A beaker containing 148.1 parts by mass of octylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was placed in a constant temperature bath at 40 ° C. Next, 18.6 parts by mass of silver acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and sufficiently stirred and mixed for 20 minutes to prepare a uniform mixed solution. A 20% by mass sodium borohydride aqueous solution was gradually added to carry out the reduction treatment.
還元処理後の溶液にアセトンを２００質量部添加し、しばらく放置した後、濾過を行って、銀微粒子と有機物からなる沈殿物を分離回収した。回収物にトルエンを添加して、有機物を再溶解させた後、１０℃以下に冷却し、再度濾過して、不純物を低減させたトルエン分散液を得た。次に、エバポレーターでトルエンの一部を留去し、銀微粒子を２０質量％含むトルエン分散液を得た。この銀ナノコロイド液は、銀微粒子の他に、トルエン７１質量％とオクチルアミンを９質量％含むものであった。 200 parts by mass of acetone was added to the solution after the reduction treatment and allowed to stand for a while, followed by filtration to separate and collect a precipitate composed of silver fine particles and organic matter. Toluene was added to the recovered material to redissolve the organic matter, and then cooled to 10 ° C. or lower and filtered again to obtain a toluene dispersion with reduced impurities. Next, a part of toluene was distilled off with an evaporator to obtain a toluene dispersion containing 20% by mass of silver fine particles. This silver nanocolloid liquid contained 71% by mass of toluene and 9% by mass of octylamine in addition to the silver fine particles.
この銀ナノコロイド液をＦＥ−ＳＥＭで観察したところ、平均粒子径４ｎｍ、変動係数ＣＶが１４％の粒子径分布を持つ銀ナノ粒子分散体であることが確認された。 When this silver nanocolloid liquid was observed by FE-SEM, it was confirmed that the silver nanoparticle dispersion had a particle size distribution with an average particle size of 4 nm and a coefficient of variation CV of 14%.
実施例１
まず、本発明の第１の型１（図１）と第２の型２（図４）を作製するために、２個の雌型を作製した。リン青銅板の表面を切削し、コア溝に対応する幅５０μｍ、深さ５０μｍ、長さ５０ｍｍのコア溝対応凹部と、このコア溝対応凹部に当接し、コア溝対応凹部に直交する方向へ延びる深さ７５μｍのＶ溝対応凹部（頂角＝９０°）とを形成し、図３に示した下部クラッド層３Ａと同一形状のリン青銅製の型Ａを作製した。この型Ａは第１の型１用の型である。また、別のリン青銅板の表面を切削し、深さ７５μｍのＶ溝対応凹部（頂角＝９０°）のみを形成した型Ｂを作製した。この型Ｂは第２の型２用の型である。なお、第２の型２のＶ溝対応凸部１２の表面粗さＲａは４００Åであった。
Example 1
First, in order to produce the 1st type | mold 1 (FIG. 1) and the 2nd type | mold 2 (FIG. 4) of this invention, the two female type | molds were produced. The surface of the phosphor bronze plate is cut, the core groove-corresponding recess having a width of 50 μm, the depth of 50 μm, and the length of 50 mm corresponding to the core groove, and the core groove-corresponding recess, and extending in a direction perpendicular to the core groove-corresponding recess. A recess corresponding to a V groove having a depth of 75 μm (vertical angle = 90 °) was formed, and a phosphor bronze mold A having the same shape as the lower
ガラス基板（厚さ２ｍｍ）上に、間隙を空けて、上記リン青銅製の型Ａを上下反転させて載置し、ガラス基板とリン青銅製の型との間隙に、気泡を挟み込むことなく、二液硬化型シリコーン系ゴム（東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名「ＳＩＬＰＯＴ １８４」）を注入して充填し、室温で２４時間静置して硬化させて、シリコーン系ゴム製の第１の型１を作製した。また、上記同様にして、シリコーン系ゴム製の第２の型２を作製した。
On the glass substrate (thickness: 2 mm), the phosphor bronze mold A was placed upside down with a gap between them, and without interposing bubbles in the gap between the glass substrate and the phosphor bronze mold, A two-part curable silicone rubber (trade name “SILPOT 184” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is injected and filled, and left to stand at room temperature for 24 hours to be cured.
フィルム基板としてのポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製、商品名「カプトン（登録商標）Ｈタイプ」；厚さ２５μｍ）上に、クラッド材料として、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂（１）を適量滴下した後、平行度を持たせたステージ上で、図２に示したように、第１の型１を硬化前の下部クラッド層３に押し当てた（フィルム基板は図示していない）。次いで、第１の型１側からＵＶ照射を行ってクラッド材料を硬化させた後、第１の型１を引き剥がした。フィルム基板上に、Ｖ溝３２とコア溝３１とを有する硬化した下部クラッド層３Ａが形成された。ＵＶ照射は、高圧水銀ランプを光源とする露光機（ミカサ株式会社製、商品名「ＭＡ−６０Ｆ」）を用いて、照度１０ｍＷ／ｃｍ2で１５分間、すなわち露光エネルギー９Ｊ／ｃｍ2の条件で行った。
After a suitable amount of UV curable epoxy resin (1) is dropped as a clad material on a polyimide film (trade name “Kapton (registered trademark) H type” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd .; thickness 25 μm) as a film substrate On the stage with parallelism, as shown in FIG. 2, the
続いて、下部クラッド層３ＡのＶ溝３２とコア溝３１とに、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂（２）を適量滴下し、毛細管現象を利用してＶ溝３２およびコア溝３１全体にコア材料を充填した。図５に示したように、下部クラッド層のＶ溝にコア材料４２が充填され、コア溝にコア材料４１が充填された状態となった。次に、第２の型２のＶ溝対応凸部１２が下部クラッド層３ＡのＶ溝３２に当接するように位置合わせを行って、第２の型２のＶ溝対応凸部１２の頂点が下部クラッド層３ＡのＶ溝３２の頂点（最深部）に接するように、第２の型２を下部クラッド層３Ａに押し当て、Ｖ溝３２の中のコア材料４２をＶ溝３２の中から外部へ押し出し、排除した。続いて第２の型２側から上記と同条件でＵＶ照射を行って、コア溝３１内部のコア材料４１を硬化させて、コア層５１を形成した。このコア層５１は、片端面に傾斜角４５°の斜面３３を有している。
Subsequently, an appropriate amount of UV curable epoxy resin (2) is dropped on the
次に、上記で合成した銀ナノコロイド液を滴下し、毛細管現象を利用して、Ｖ溝３２全体に充填した。７０℃のホットプレート上で１０分間加熱した後、１５０℃の恒温槽で３０分間加熱して、Ｖ溝３２の両斜面に銀塗膜（斜めミラー部）を形成した。
Next, the silver nanocolloid liquid synthesized above was dropped, and the
続いて、上記で得られた斜めミラー部を備えたコア層と下部クラッド層の積層体の上に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂（１）を膜厚が２０μｍとなるようにスピンコーターで塗布し、上記と同条件でＵＶ照射を行って、上部クラッド層を硬化させた。 Subsequently, a UV curable epoxy resin (1) was applied on the laminate of the core layer and the lower clad layer provided with the oblique mirror portion obtained above with a spin coater so that the film thickness was 20 μm. UV irradiation was performed under the same conditions as above to cure the upper cladding layer.
Ｖ溝を有する側の反対側を、ダイシングソー（ＤＩＳＣＯ社製；品番［ＤＡＤ３２１］）を用いてコア層に直交する方向に切り出して、コア層端面を露出させ、片側に４５°ミラー部を有する長さ５０ｍｍの埋め込み型光導波路を得た。 The opposite side of the side having the V-groove is cut out in a direction perpendicular to the core layer using a dicing saw (manufactured by DISCO; product number [DAD321]) to expose the end face of the core layer, and has a 45 ° mirror on one side. A buried optical waveguide having a length of 50 mm was obtained.
４５°ミラー部が形成されているコア層の端部側で、かつ、ポリイミドフィルム基板の光導波路積層面と反対面側に、フィルム基板面に鉛直な方向に光量計を接続した光ファイバーを接触させ、ミラー部が形成されていないコア層端部から波長８５０ｎｍの光を入れて、コア層内を伝播させ、ミラー部で反射された光の強さを光量計で測定した。導波損失は３．０ｄＢであった。 An optical fiber with a light meter connected in a direction perpendicular to the film substrate surface is brought into contact with the end side of the core layer where the 45 ° mirror is formed and on the side opposite to the optical waveguide lamination surface of the polyimide film substrate. Then, light having a wavelength of 850 nm was introduced from the end of the core layer where the mirror part was not formed, propagated through the core layer, and the intensity of the light reflected by the mirror part was measured with a photometer. Waveguide loss was 3.0 dB.
Ｖ溝対応凸部を有する第１の型と第２の型を用いてＶ溝を形成したのでＶ溝の表面が均一だった上に、銀のナノ微粒子が含まれている銀ナノコロイド溶液を用いてミラー部を形成したのでミラー部の表面も均一となり、導波損失を非常に小さくすることができた。 Since the V-groove was formed by using the first mold and the second mold having convex portions corresponding to the V-groove, the surface of the V-groove was uniform and the silver nanocolloid solution containing silver nanoparticles was prepared. Since the mirror part was formed by using it, the surface of the mirror part was also uniform, and the waveguide loss could be made very small.
実施例２
金属ナノコロイド液を用いずに、Ｖ溝以外の部分をテープでマスキングして、蒸着法で厚さ１００ｎｍの銀塗膜を形成し、マスキングを外してミラー部を形成した以外は、実施例１と同様にして、長さ５０ｍｍの埋め込み型光導波路を得た。実施例１と同様にして導波損失を測定したところ、３．５ｄＢであった。
Example 2
Example 1 except that the part other than the V-groove was masked with a tape without using the metal nanocolloid solution, a silver coating film having a thickness of 100 nm was formed by vapor deposition, and the mirror part was formed by removing the masking. In the same manner as above, a buried optical waveguide having a length of 50 mm was obtained. When the waveguide loss was measured in the same manner as in Example 1, it was 3.5 dB.
実施例２では、マスキングテープの精密位置合わせが必要で、真空蒸着工程があるため、実施例１よりはコスト高となる。また、マスキングテープ剥離時に粘着剤がコア層表面に残存したためか、導波損失は実施例１よりも少し大きくなった。 In Example 2, the masking tape needs to be precisely positioned and there is a vacuum vapor deposition process, so the cost is higher than in Example 1. In addition, the waveguide loss was slightly larger than in Example 1 because the adhesive remained on the surface of the core layer when the masking tape was peeled off.
比較例１
コア溝対応凸部を有し、Ｖ溝対応凸部を有しない型Ｃを作製し、この型Ｃを用いた以外は実施例１と同様にして、コア溝を有する下部クラッド層の形成、コア層の形成、および上部クラッド層の形成を行った。ダイシングソー（ＤＩＳＣＯ社製；品番［ＤＡＤ３２１］）に、頂角９０°となるＶ型形状のダイヤモンドブレード（番手＃２０００）をセットし、スピンドル回転数３００００ｒｐｍ、カット速度０．３ｍｍ／ｓで、コア層に直交する方向に、上部クラッド層表面から深さ９５μｍの位置にブレードの頂点が来るようにして、コア層の一方端にＶ溝を形成した。また、実施例１と同様にして、Ｖ溝形成端部の反対側のコア層端面が露出するようにダイシングソーで切り出した。実施例１と同様にして、銀ナノコロイド液を用いてＶ溝にミラー部を形成し、長さ５０ｍｍの埋め込み型光導波路を得た。実施例１と同様にして導波損失を測定したところ、１５ｄＢであった。ダイシングソーで形成したＶ溝の表面が、目視でも非常に荒れていることがわかった。このため、導波損失が大きくなったと考えられる。
Comparative Example 1
Forming a mold C having a core groove-corresponding convex portion and not having a V-groove corresponding convex portion, and forming the lower clad layer having the core groove, in the same manner as in Example 1 except that this mold C was used, A layer was formed and an upper cladding layer was formed. A dicing saw (manufactured by DISCO; product number [DAD321]) is set with a V-shaped diamond blade (count # 2000) having an apex angle of 90 °, a spindle rotation speed of 30000 rpm, a cutting speed of 0.3 mm / s, and a core A V-groove was formed at one end of the core layer so that the apex of the blade was located at a depth of 95 μm from the surface of the upper clad layer in a direction perpendicular to the layer. Moreover, it cut out with the dicing saw like Example 1 so that the core layer end surface on the opposite side of a V-groove formation edge part might be exposed. In the same manner as in Example 1, a mirror part was formed in the V groove using a silver nanocolloid liquid to obtain a buried optical waveguide having a length of 50 mm. When the waveguide loss was measured in the same manner as in Example 1, it was 15 dB. It was found that the surface of the V-groove formed with the dicing saw was very rough visually. For this reason, it is considered that the waveguide loss has increased.
比較例２
銀ナノコロイド液を用いずに、Ｖ溝以外の部分をマスキングして、蒸着法で厚さ１００ｎｍの銀塗膜を形成し、マスキングを外してミラー部を形成した以外は、比較例１と同様にして、長さ５０ｍｍの埋め込み型光導波路を得た。実施例１と同様にして導波損失を測定したところ、２０ｄＢであった。ダイシングソーで形成したＶ溝の表面が非常に荒れていた上に、蒸着膜はエポキシ樹脂に対する接着性が劣っており膜の一部剥離が見られたことが、導波損失増大の原因と考えられる。ミラー部形成後にさらにエポキシ樹脂等で封止をすれば、もう少し導波損失は抑えられる。実施例２では、ミラー部形成後に上部クラッド層を形成したので、上部クラッド層が封止の役割も果たしたものと考えられる。
Comparative Example 2
The same as Comparative Example 1 except that the portion other than the V-groove was masked without using the silver nanocolloid solution, a silver coating film having a thickness of 100 nm was formed by vapor deposition, and the mirror portion was formed by removing the masking. Thus, an embedded optical waveguide having a length of 50 mm was obtained. When the waveguide loss was measured in the same manner as in Example 1, it was 20 dB. The surface of the V-groove formed with the dicing saw was very rough, and the deposited film was inferior in adhesion to the epoxy resin, and part of the film was peeled off. It is done. If sealing is further performed with an epoxy resin or the like after the mirror portion is formed, the waveguide loss can be further suppressed. In Example 2, since the upper clad layer was formed after the mirror portion was formed, it is considered that the upper clad layer also played a role of sealing.
本発明の光導波路の製造方法は、フレキシブル性を有する比較的柔らかい樹脂を用いても、表面粗さが小さいミラー面を簡単に形成することができる。また、金属ナノコロイド液を使用する実施態様の場合、工程数を低減でき、低コストな斜めミラー部付き光導波路を提供することが可能となった。 The method for manufacturing an optical waveguide of the present invention can easily form a mirror surface having a small surface roughness even when a relatively soft resin having flexibility is used. In the case of the embodiment using the metal nanocolloid liquid, the number of steps can be reduced, and it becomes possible to provide a low-cost optical waveguide with an oblique mirror part.
光導波路の基板の裏面側に電気配線を設ければ、光電気混載基板として使用することができ、携帯電話、パソコン、デジタルカメラ等、現在フレキシブルプリント基板が使用されている電子機器分野や光学関連分野に適用可能である。 If electrical wiring is provided on the back side of the substrate of the optical waveguide, it can be used as an opto-electric hybrid board, such as mobile phones, personal computers, digital cameras, etc. Applicable to the field.
１ 第１の型
２ 第２の型
３ 硬化前の下部クラッド層
３Ａ 硬化後の下部クラッド層
４ 積層体
１１ コア溝対応凸部
１２ 斜めミラー部対応凸部
３１ コア溝
３２ Ｖ溝
３３ 斜めミラー部用斜面
４１，４２ コア材料
５１ 硬化後のコア層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
コア溝に対応する凸部と、コア溝対応凸部の少なくとも一方端に当接し、コア溝対応凸部に直交する方向に延びる斜めミラー部に対応する凸部とを有する第１の型で、基板上に形成された硬化前のクラッド層を押圧し、そのままクラッド層を硬化させて、下部クラッド層にコア溝と斜めミラー部用Ｖ溝を形成する工程；
上記第１の型を下部クラッド層から離型させ、コア溝および斜めミラー部用Ｖ溝にコア材料を注入して充填する工程；
第１の型における斜めミラー部に対応する凸部と同一形状の凸部のみを有する第２の型を、コア溝と斜めミラー部用Ｖ溝にコア材料が充填された下部クラッド層のＶ溝に第２の型の凸部が当接するように押し当てて、Ｖ溝からコア材料を除去した後、コア溝中のコア材料を硬化させる工程；
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。 A method of manufacturing an optical waveguide in which an oblique mirror portion is formed on at least one end of a core,
A first mold having a convex portion corresponding to the core groove, and a convex portion corresponding to the oblique mirror portion extending in a direction perpendicular to the convex portion corresponding to the core groove, in contact with at least one end of the convex portion corresponding to the core groove. Pressing the pre-curing clad layer formed on the substrate, curing the clad layer as it is, and forming a core groove and an oblique mirror portion V-groove in the lower clad layer;
Releasing the first mold from the lower cladding layer, and injecting and filling the core material into the core groove and the V-groove for the oblique mirror portion;
The second mold having only the convex portion having the same shape as the convex portion corresponding to the oblique mirror portion in the first die is used as the V groove of the lower clad layer in which the core material is filled in the core groove and the oblique mirror portion V groove. Pressing the second mold so that the convex part of the second mold is in contact with the core, removing the core material from the V-groove, and then curing the core material in the core groove;
A method for manufacturing an optical waveguide, comprising:
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