JP5319954B2 - Manufacturing method of optical waveguide having inclined end face - Google Patents
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Description
本発明は、ミラー等の形成に用いられる傾斜端面を有する光導波路の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface used for forming a mirror or the like.
光ファイバーや平面型光導波路といった光導波路には、光導波路から光を入出力すること等を目的として、例えば90度に光路を変更するような45度のマイクロミラー等が、所定の領域に形成される。 In an optical waveguide such as an optical fiber or a planar optical waveguide, for example, a 45-degree micromirror that changes the optical path to 90 degrees is formed in a predetermined region for the purpose of inputting and outputting light from the optical waveguide. The
このようなミラーを形成する方法としては、ダイシングブレードで光導波路を切り込む方法等により傾斜端面を形成させる方法が広く用いられている。 As a method of forming such a mirror, a method of forming an inclined end face by a method of cutting an optical waveguide with a dicing blade is widely used.
例えば、下記特許文献1には、頂角が90°の断面形状となっている刃先や、頂角が略45°の略楔型断面となっている片刃形状の刃先を備えたダイシングブレードを光導波路に対して垂直に当てて切削加工を行うことにより、光導波路に少なくとも片側内面が傾斜面となっているV状の溝を形成することによりマイクロミラーを形成することが記載されている。そして、このようなマイクロミラーを用いることにより、光導波路を伝搬する光を光導波路の平面外に出射したり、あるいは光導波路の平面外から入射する光の光路を光導波路に結合させることが記載されている。
For example, in
また、下記特許文献2には、切削の際にブレードのブレや形状摩耗の影響をうけにくくするために、刃先先端部に平面部を有するダイシングブレードを用いて切削加工することにより、マイクロミラーとして用いられる傾斜端面を形成することが記載されている。
ダイシングによる切削加工は円形の回転刃を使用するため、接触幅が広くなりがちであり、かつ、その接触幅は切削深さが深くなるほど広がってしまう。このために、狭い領域に複数本の光導波路が形成されているような場合に特定の光導波路のみに傾斜端面を形成しようとした場合でも、図9に示すように、ダイシングブレード90が本来切削すべき光導波路91以外に、本来切削すべきではない光導波路92,93までも切削してしまうという問題があった。このように、ダイシングによる切削加工を用いた場合には、ある限られた領域のみを正確に切削して、特定の光導波路のみに正確に傾斜端面を形成するような、微細な加工が困難であった。
Since cutting by dicing uses a circular rotary blade, the contact width tends to be widened, and the contact width increases as the cutting depth increases. For this reason, as shown in FIG. 9, the
また、ダイシングによる切削加工によれば、図10に示すようにダイシングブレード90の進行方向が矢印方向の一方向に制限されてしまう。そのために、互いに垂直に配設されるような複数の光導波路(図10におけるAとB)にそれぞれミラーを形成するような場合には、一旦、処理対象を取り外して、90度方向に向きを変更してセットした後に、新たに切削加工を開始する必要があり、切削効率が悪いという問題があった。
Moreover, according to the cutting process by dicing, the advancing direction of the
本発明は上記課題を解決すべく、目的とする傾斜端面形成部のみに正確に、且つ効率よく傾斜端面を形成することができる、傾斜端面を有する光導波路の製造方法を提供することを目的とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface, which can accurately and efficiently form an inclined end surface only on a target inclined end surface forming portion. To do.
本発明の傾斜端面を有する光導波路の製造方法は、光導波路中の傾斜端面を形成しようとする領域の上方から、先端部分に所定の傾斜面を有するルータービットを該光導波路に対して略垂直方向に切削させながら侵入させる工程と、前記侵入させたルータービットの高さを維持しながら光導波路の長手方向に対して垂直方向に走査することにより傾斜端面を形成する工程とを備える。このような構成によれば、図1に示すように、所定の傾斜面3aを有する先端部分を備えた矢印方向に回転するルータービット3を基材10上に形成された光導波路1の所定の傾斜端面を形成しようとする領域に侵入させ、その高さを維持しながら水平方向(図1中の白抜矢印方向)に走査することにより、目的とする傾斜端面形成部のみに正確に傾斜端面を形成することができる。また、ルータービットは図2の矢印で示すように、2次元方向に自由に可動しうるために、例えば、互いに異なる角度を持って配置されたような複数の光導波路(図2におけるA、B、C)にそれぞれ傾斜端面を形成するような場合には、ダイシングによる切削加工を用いる場合のように、処理対象を取り外して方向を変えてセットしなおすことなく、連続的に効率よく傾斜端面を形成することができる。
The method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface according to the present invention is a method in which a router bit having a predetermined inclined surface at a tip portion is substantially perpendicular to the optical waveguide from above a region where the inclined end surface is to be formed in the optical waveguide. And a step of forming an inclined end surface by scanning in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide while maintaining the height of the penetrated router bit. According to such a configuration, as shown in FIG. 1, the
また、前記ルータービットを侵入させる工程が、前記光導波路表面から所定の切削深さDだけ侵入させる工程である場合には、前記傾斜端面を形成しようとする領域の中心付近に、該ルータービットにより窪みを形成する工程と、該窪みの開口径Wを計測する工程と、該窪みの深さD0を、計測された開口径Wに基づいて該ルータービットの先端部分の径と高さとの関係から特定する工程と、該窪みを形成したときのルータービットの基準座標Z0に基づいて求められる、高さ方向の終点座標Z1=Z0−(D−D0)の位置までルータービットを侵入させる工程とを備えることが好ましい。光導波路が、例えば、フレキシブルプリント配線基板に用いられるようなフィルム基材上に形成されているような場合には、切削ステージに処理対象を正確にセットしたとしても、フィルム基材のわずかな撓み等によりズレが生じて、フィルム面内の各点の表面の高さが均一にならないことが多い。このような場合においては、図3(A)〜(C)に示すように、傾斜端面を形成しようとする領域の中心付近にルータービット3を切削しながら侵入させて窪み31を形成し、(図3(A)、(B))、その開口径Wを測定することにより、ルータービットの先端部分における径と高さとの関係から窪みの深さD0を算出することができる(図3(C))。そして、窪みを形成したときのルータービットの基準座標Z0を基準として、そこから所定の距離(D−D0)だけルータービットをさらに侵入させることにより正確な深さで傾斜端面を形成することができる。また、図7に示すように、略平行に配設されたような複数の光導波路70a〜70eにルータービットを横断的に走査することにより互いに略一列に配置されるような傾斜端面71a〜71eを各光導波路に形成するような場合においては、複数の光導波路のうちの少なくとも2つの光導波路における前記終点座標(Z1)をそれぞれ特定し、特定された複数の終点座標Z1を結ぶようにルータービットを横断的に水平方向に走査させることにより複数の光導波路それぞれに容易且つ正確に傾斜端面を形成することができる。
Further, when the step of intruding the router bit is a step of intruding by a predetermined cutting depth D from the surface of the optical waveguide, the router bit is placed near the center of the region where the inclined end surface is to be formed. The step of forming the depression, the step of measuring the opening diameter W of the depression, and the depth D0 of the depression based on the relationship between the diameter and height of the tip of the router bit based on the measured opening diameter W A step of specifying, and a step of intruding the router bit to the position of the end point coordinate Z1 = Z0− (D−D0) in the height direction, which is obtained based on the reference coordinate Z0 of the router bit when the depression is formed It is preferable to provide. For example, when the optical waveguide is formed on a film base material used for a flexible printed wiring board, even if the processing target is accurately set on the cutting stage, the film base material is slightly bent. In many cases, the surface of each point in the film plane does not become uniform due to misalignment. In such a case, as shown in FIGS. 3 (A) to (C), the
また、形成されたミラー面に対しては、エネルギー線を照射して溶融させること、または、樹脂コーティングすることにより平滑化処理を行うことが、ミラーとして好ましく用いられうる、高い反射率を有する傾斜端面が得られる点から好ましい。 In addition, the formed mirror surface can be preferably used as a mirror by performing an energy ray irradiation and melting, or performing a smoothing process by resin coating. This is preferable because an end face can be obtained.
また、別のミラー面を有する光導波路の製造方法としては、基材表面に第1クラッド層を形成する第1工程と、前記第1クラッド層表面にコア部を形成する第2工程と、前記コア部に傾斜端面を形成する第3工程と、前記コア部を埋設するように第2クラッド層を形成する第4工程とを順に含む傾斜端面を有する光導波路の製造方法であって、前記第3工程が、傾斜端面を形成しようとする領域の上方から、先端部分に所定の傾斜面を有するルータービットを該コア部に対して略垂直方向に切削させながら侵入させる工程と、前記侵入させたルータービットの高さを維持しながら該コア部の長手方向に対して垂直方向に走査することにより傾斜端面を形成する工程と、を備えることを特徴とする。コア部を被覆するように第2クラッド層を形成する場合においては、図4に示すように表面高さが不均一になる。このような表面高さの不均一さにより、コア部にルータービットを正確な深さで侵入させることが困難な場合がある。本方法によれば、第2クラッド層を形成する前に直接コア部に傾斜端面を形成することができるために、第2クラッド層を形成することによる表面高さの不均一さを考慮することなく、高い位置精度でコア部に傾斜端面を形成することができる。また、第2クラッド層を切削する必要がないために、ルータービットの寿命が延び、また、切削屑も大幅に低減できる。さらに、傾斜端面を形成した後に第2クラッドを形成することにより、傾斜端面が第2クラッド層で保護されるために、別工程として傾斜端面を保護するようなプロセスを追加する必要がなくなる点からも好ましい。 In addition, as a method of manufacturing an optical waveguide having another mirror surface, a first step of forming a first cladding layer on the surface of a substrate, a second step of forming a core portion on the surface of the first cladding layer, A method for manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface, which includes a third step of forming an inclined end surface in a core portion and a fourth step of forming a second cladding layer so as to embed the core portion. The three steps are a step of intruding a router bit having a predetermined inclined surface at the tip portion from above the region where the inclined end surface is to be formed while cutting in a substantially vertical direction with respect to the core portion; Forming an inclined end face by scanning in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the core part while maintaining the height of the router bit. In the case where the second cladding layer is formed so as to cover the core portion, the surface height becomes nonuniform as shown in FIG. Due to the unevenness of the surface height, it may be difficult to allow the router bit to enter the core portion with an accurate depth. According to this method, since the inclined end face can be formed directly on the core portion before forming the second cladding layer, the nonuniformity of the surface height due to the formation of the second cladding layer is taken into consideration. In addition, the inclined end face can be formed on the core portion with high positional accuracy. In addition, since it is not necessary to cut the second cladding layer, the life of the router bit is extended, and cutting waste can be greatly reduced. Furthermore, since the inclined end face is protected by the second cladding layer by forming the second cladding after forming the inclined end face, there is no need to add a process for protecting the inclined end face as a separate step. Is also preferable.
本発明によれば、光導波路の目的とする傾斜端面の形成領域のみに傾斜端面を形成することができる。また、互いに異なる角度を持って配設されるような複数の光導波路に、それぞれ傾斜端面を形成するような場合にも、ダイシングによる切削加工を用いる場合のように処理対象を取り外して方向を変えてセットしなおすことなく、連続して効率よく傾斜端面を形成することができる。 According to the present invention, the inclined end face can be formed only in the target inclined end face forming region of the optical waveguide. Also, even when inclined end surfaces are formed in a plurality of optical waveguides that are arranged at different angles, the processing object is removed and the direction is changed as in the case of using cutting by dicing. The inclined end face can be formed continuously and efficiently without re-setting.
[第1実施形態]
本発明に係る傾斜端面を有する光導波路の製造方法の一実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。
[First Embodiment]
An embodiment of a method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end face according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図5は本発明に係る製造方法の一実施形態を説明するための工程図であり、両末端にミラーとして用いられる傾斜端面2を有する平板型光導波路1の製造工程を模式的に示している。図5(A)〜(E)中、2は傾斜端面、3はルータービット、10は基材、11は下部クラッド層(第1クラッド層)、12はコア部、13は上部クラッド層(第2クラッド層)、20は切欠き溝である。
FIG. 5 is a process diagram for explaining an embodiment of the manufacturing method according to the present invention, and schematically shows a manufacturing process of a flat
本製造工程においては、はじめに基材10上に下部クラッド層11が形成される(図5(A))。
In this manufacturing process, first, the
基材10としては、各種有機基材や無機基材が特に限定なく用いられる。有機基材の具体例としては、エポキシ基材、アクリル基材、ポリカーボネート基材、ポリイミド基材等が挙げられ、無機基材としては、シリコン基材やガラス基材等が挙げられる。また、基材上に予め回路が形成されたプリント回路基材のようなものを用いてもよい。
As the
下部クラッド層11の形成方法としては、基材10の表面に、下部クラッド層11を形成するための所定の屈折率を有する硬化性樹脂材料からなる樹脂フィルムを貼り合せた後、硬化させる方法や、下部クラッド層11を形成するための液状の硬化性樹脂材料を塗布した後、硬化させる方法等が挙げられる。
As a method for forming the
下部クラッド層11を形成するための硬化性樹脂材料としては、コア部12を形成するための硬化性樹脂材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が低いものが用いられ、その伝送波長における屈折率としては、例えば、1.5〜1.54程度のものが挙げられる。このような硬化性樹脂材料としては、上記のような屈折率を有する、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。
As the curable resin material for forming the
下部クラッド層11の厚みは特に限定されないが、例えば、5〜15μm程度であることが好ましい。
Although the thickness of the lower
下部クラッド層11を形成する具体的な方法としては、例えば、以下のような方法が用いられる。
As a specific method for forming the
はじめに、基材10表面に下部クラッド層11を形成するための硬化性樹脂材料からなる樹脂フィルムを重ねるように載置した後、加熱プレスにより貼り合せる。そして、貼り合せられた樹脂フィルムに光を照射すること、または、加熱することにより硬化させる。また、下部クラッド層11を形成するための液状の硬化性樹脂材料を塗布した後、硬化させる方法としては、基材10表面に液状の硬化性樹脂材料または硬化性樹脂材料のワニスを、スピンコート法、バーコート法、又は、ディップコート法等を用いて塗布した後、光を照射すること、または加熱により硬化させる方法が用いられる。
First, a resin film made of a curable resin material for forming the lower
次に、形成された下部クラッド層11上にコア部12を形成する(図5(B))。
Next, the
コア部12の形成方法としては、下部クラッド層11の外表面に、コア部12を形成するための所定の屈折率を有する硬化性樹脂材料からなる樹脂フィルムを貼り合せた後、又はコア部12を形成するための液状の硬化性樹脂材料を塗布した後、フォトマスクを介してコア部12を形成させる部分のみを選択的に露光して硬化させる方法等が用いられる。
As a method for forming the
コア部12を形成するための硬化性樹脂材料としては、下部クラッド層11の材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が高いものが用いられ、その伝送波長における屈折率としては、例えば、1.54〜1.6程度のものが挙げられる。このような硬化性樹脂材料の種類としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。
As the curable resin material for forming the
コア部12の厚みは特に限定されないが、例えば、20〜100μm程度であることが好ましい。
Although the thickness of the
選択的露光は、従来から知られたフォトマスクを介して、光硬化性樹脂材料を硬化させうる波長の光を硬化に必要な光量で露光する方法であれば、特に限定なく用いられうる。 The selective exposure can be used without particular limitation as long as it is a method of exposing light having a wavelength capable of curing the photo-curable resin material with a light amount necessary for curing through a conventionally known photomask.
コア部の選択的露光が行われた後、現像処理を行うことにより、図5(B)に示すようなコア部12が形成される。現像処理は、ポジ形の場合には露光処理されなかった部分、ネガ型の場合には露光処理された部分を現像液で洗い流すことにより、不要な部分を除去する処理である。現像液としては、例えば、アセトンやイソプロピルアルコール、トルエン、エチレングリコール、または、これらを所定割合で混合させたもの等が挙げられる。さらに、例えば、特開2007−292964号公報で開示されているような水系の現像液も好ましく用いられうる。現像方法としてはスプレーにより噴射する方法、超音波洗浄を利用する方法等が挙げられる。
After the core portion is selectively exposed, the development processing is performed to form the
次に、コア部12を被覆するように上部クラッド層(第2クラッド層)13を形成することにより光導波路1が形成される(図5(C))。
Next, an
上部クラッド層13の形成方法としては、コア部12を埋設するように、上部クラッド層13を形成するための液状の硬化性樹脂材料を塗布した後、硬化させる方法や、上部クラッド層13を形成するための所定の屈折率を有する硬化性樹脂材料からなる樹脂フィルムを貼り合せた後、硬化させる方法等が挙げられる。
As a method for forming the upper clad
上部クラッド層13を形成するための硬化性樹脂材料としては、コア部12の材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が低い硬化性樹脂材料であれば特に限定なく用いられ、通常は、下部クラッド層11の材料と同様の硬化性樹脂材料が用いられる。
The curable resin material for forming the
また、上部クラッド層13の厚みも特に限定されないが、下部クラッド層11の厚みと同程度の厚みであることが好ましい。
Further, the thickness of the
このような工程を経て、図5(C)に示すような光導波路1が形成される。
Through such steps, the
次に、形成された光導波路1の傾斜端面を形成しようとする領域の上方から、所定の傾斜面を有する先端部分を備えたルータービット3を、該先端部分の先端が所定の高さに位置するように該光導波路に略垂直に侵入させて切削深さDだけ切削し、侵入されたルータービット3を略水平方向に走査することにより傾斜端面が形成される(図5(D)、(E))。
Next, a
ルータービットの先端部分は、図6(A)または図6(B)に示すように、所定の傾斜面3aを有する。この傾斜面の傾斜角により形成される傾斜端面の角度が調整される。なお、45度ミラーを形成する場合には、通常、45度の傾斜面を有するものが用いられる。また、ルータービットの先端部が、図6(B)に示すような平坦部3bを有する断面形状のものを用いた場合には、摩耗によるルータービット先端の形状崩れを抑えることができる点から好ましい。
The tip portion of the router bit has a predetermined
なお、光導波路は通常、基材上に形成されている。基材として、例えば、フレキシブルプリント配線基板に用いられるような薄いフィルムを基材とする場合には、切削ステージに処理対象を正確にセットしたとしても、フィルムのわずかな撓みにより処理対象の表面の高さにわずかなズレが生じる。このような場合には、加工領域全体において正確な表面高さを把握することが困難である。また、図4に示すように上部クラッド層の形成時にも表面高さに不均一さが生じる。このような場合においては、図3に示すように、傾斜端面を形成しようとする領域の中心付近にルータービットを用いて窪み31を形成した後、窪み31の開口径Wを測定することにより、図6に示すようにルータービットの先端部分の径W1と高さHとの関係から窪みの深さD0を算出することができる。そして、窪み31を形成したときのルータービットの基準座標がZ0である場合に、基準座標Z0から、所定の距離(D―D0)だけルータービットを侵入させることにより切削深さDの傾斜端面を正確に形成することができる。より具体的には、図3(A)及び図3(B)に示すように、ルータービットにより、傾斜端面を形成しようとする領域の中心付近に、所定の切削深さDよりも浅い深さの窪み31を形成する。そして、この時点におけるルータービット3の高さ方向の基準座標Z0を特定する。一方、窪み31の開口径Wを計測し、開口径Wに基づいて窪み31の深さD0を求める。深さD0は、図6に示すように、ルータービットの先端部分の径W1が開口径Wと同じときの、ルータービットの高さHから特定することができる。そして、切削深さDを得るために、ルータービット3を高さ方向の終点座標Z1(Z1=Z0−(D−D0))の位置まで侵入させる。そして、終点座標Z1を維持しながら、ルータービットを略水平方向に走査させることにより、切削深さDの切込みを正確に形成することができる。なお、窪み31の深さD0は特に限定されないが、例えば、所定の切削深さDに対して1/6〜2/3程度、好ましくは1/3〜1/2程度であることが好ましい。具体的には、切削深さDが90μmの場合には、D0は60μm以下程度であることが好ましい。このように、終点座標Z1を特定して切削処理することにより、精度良く傾斜端面を形成することができる。このような方法によれば、例えば、ルータービットをコア部12を越えて下部クラッド層11にまで到達させたくないような場合にも精度よく切削することができる。また、傾斜端面2の水平位置精度は、切り込み深さの影響を受けるために、数ミクロンレベルの高精度な位置決め加工が実現できる。
The optical waveguide is usually formed on a base material. As a base material, for example, when a thin film used for a flexible printed circuit board is used as a base material, even if the processing target is accurately set on the cutting stage, the surface of the processing target is slightly deformed by the film. A slight deviation occurs in the height. In such a case, it is difficult to grasp the accurate surface height in the entire processing region. Also, as shown in FIG. 4, the surface height is non-uniform when the upper cladding layer is formed. In such a case, as shown in FIG. 3, after forming the
なお、図7に示すように、所定の間隔で略平行に並んでいる複数の光導波路70a〜70eのそれぞれに対して、一列に並ぶような位置に傾斜端面71a〜71eを形成する場合、上記のように、光導波路70a〜70e毎に正確に高さ方向の終点座標(Z1a〜Z1e)を設定し、光導波路70a〜70e毎にルータービットを上下させて切削加工することは操作が煩雑になる。このような場合においては、少なくとも2つの光導波路における傾斜端面を形成しようとする領域において、切り込み深さDを得るためのルータービット3の終点座標(Z11及びZ12)を特定し、特定された終点座標を結ぶようにルータービットを横断的に走査させることにより複数の光導波路それぞれに傾斜端面を形成することができる。もちろん、Z1の数を増やせば、面内精度ばらつきを低減することができるが、これはスループットとのバランスで設定するとよい。
As shown in FIG. 7, when the inclined end surfaces 71 a to 71 e are formed in positions aligned in a row with respect to each of the plurality of
このようにして形成された傾斜端面2はそのままミラーとして用いてもよいが、傾斜端面2の反射率を高めるために、傾斜端面2の表面に対して平滑化処理を施して用いることが好ましい。このような平滑化処理により、より反射率の高いミラーとして用いられる傾斜端面が得られる。
The
平滑化処理の具体例としては、赤外線レーザ等の各種エネルギー線を照射して表面を溶融させる方法が好ましく用いられる。ルータービットを用いて切削されたミラー面には、切削痕としての微細な凹凸がミクロン〜サブミクロンのオーダーで存在している。このような切削痕は光の乱反射の原因にもなる。平滑化処理により、このような微細な凹凸を消失させることができる。 As a specific example of the smoothing treatment, a method of melting the surface by irradiating various energy rays such as an infrared laser is preferably used. On the mirror surface cut with the router bit, fine irregularities as cutting marks are present on the order of micron to submicron. Such cutting marks also cause irregular reflection of light. Such fine irregularities can be eliminated by the smoothing treatment.
エネルギー線の照射は、非接触式に比べて装置が簡単で接触のさせ方によるばらつきもなく、またエネルギー線の照射範囲を制限することにより目的とする傾斜端面のみを処理することができる。なお、赤外線レーザは、取り扱いが容易でありながら、高密度のエネルギーを供与することができ、特に被照射面の分子振動を生じさせることにより、効率よく傾斜端面を熱溶融させることができる。高分子においては、通常、波長10μm近傍に分子振動による吸収があるために、波長10μm近傍の炭酸ガスレーザは特に有効であり、またコストも低い。 The energy beam irradiation is simpler than the non-contact type, has no variation depending on the contact method, and can limit only the target inclined end face by limiting the irradiation range of the energy beam. In addition, the infrared laser can provide high-density energy while being easy to handle. In particular, by causing molecular vibration of the irradiated surface, the inclined end face can be efficiently melted by heat. In a polymer, since absorption is usually caused by molecular vibration in the vicinity of a wavelength of 10 μm, a carbon dioxide laser having a wavelength of about 10 μm is particularly effective and the cost is low.
上記のエネルギー線の照射のほか、樹脂のコーティングで平滑性を上げるようにしてもよい。この場合に用いられる樹脂は、コアもしくはクラッドの形成に用いられたものと同様のものであり、屈折率が近似するものをコーティング用に適するように希釈したものが好ましく用いられる。このような場合には、下地との物性値(熱膨張率など)の適合性に優れ、また、屈折率も同等であることから、光学特性を劣化させることがない。また、希釈したものを用いることにより、コーティング作業性を良好に保つことができる。さらに必要最小限の量だけコーティングすることができるために、傾斜端面を充分に平坦化することができる。 In addition to the above-mentioned irradiation with energy rays, the smoothness may be increased by resin coating. The resin used in this case is the same as that used for the formation of the core or the clad, and a resin whose refractive index is approximated and diluted so as to be suitable for coating is preferably used. In such a case, the compatibility of the physical property values (thermal expansion coefficient, etc.) with the base is excellent, and the refractive index is also equivalent, so that the optical characteristics are not deteriorated. Also, by using a diluted one, the coating workability can be kept good. Furthermore, since it can coat only the minimum necessary amount, the inclined end face can be sufficiently flattened.
また、形成された傾斜端面2の反射率を高めることを目的として、公知の蒸着法やスパッタ法、ナノペースト法などの方法を用いて、傾斜端面2の表面に金属や誘電体多層膜等からなる反射膜を形成してもよい。このような反射膜を形成することにより、全反射では不可能な特定の方向に対する反射を行うこともできるものとなる。
Further, for the purpose of increasing the reflectivity of the formed
なお、一例として、図6(A)で示したような形状のルータービット(RFDAM 3175 090 ケンマージャパン(株)製)を用いて45度のミラー面(傾斜端面)を形成した後、このミラー面の法線方向から、TEA−CO2レーザ(波長9.8μm)をエネルギー密度9mj/mm2、照射エリア100μm□、照射パルス数4、パルス幅9.3μs、繰り返し周波数100Hzの条件で照射したところ、ミラー面の面粗度は300nm(rms)から100nm(rms)に向上した。また、上記のように平滑化処理されたミラー面に金を蒸着することにより反射膜を形成した後、ミラー面における損失評価をしたところ、波長850μmで1.2dBであった。なお、損失評価は、ミラー面の形成位置より1cm内側の導波路位置で切断研磨し、ミラー面から光を入射させ、切り出し端面から出射させたときの反射損失を評価した。
As an example, a mirror bit (inclined end surface) of 45 degrees is formed using a router bit (RFDAM 3175 090 Kenmer Japan Co., Ltd.) having a shape as shown in FIG. From the normal direction of the surface, a TEA-CO 2 laser (wavelength: 9.8 μm) was irradiated under the conditions of an energy density of 9 mj / mm 2 , an irradiation area of 100 μm □, an irradiation pulse number of 4, a pulse width of 9.3 μs, and a repetition frequency of 100 Hz. However, the surface roughness of the mirror surface was improved from 300 nm (rms) to 100 nm (rms). Moreover, after forming a reflective film by vapor-depositing gold on the mirror surface smoothed as described above, the loss evaluation on the mirror surface was 1.2 dB at a wavelength of 850 μm. The loss evaluation was performed by cutting and polishing at a
エネルギー線の照射は、上述のように傾斜端面の法線方向から行うことにより、最も強いエネルギー密度での照射を行うことができる。この場合には、エネルギー効率が高く、また、傾斜端面以外の部分においてはエネルギー密度が低くなるために、周囲への影響を小さくすることができる。また、光導波路そのものの法線方向から照射してもよい。この場合には、エネルギー線照射に際しての設備を簡略化することができる。 Irradiation of energy rays can be performed at the strongest energy density by performing from the normal direction of the inclined end face as described above. In this case, the energy efficiency is high, and the energy density is low in a portion other than the inclined end face, so that the influence on the surroundings can be reduced. Moreover, you may irradiate from the normal line direction of optical waveguide itself. In this case, facilities for energy beam irradiation can be simplified.
また、別の例としては、上記と同様のミラー面に、PGMEA(プロピレン・グリコール・モノメチルエーテル・アセテート)であるコア部形成用硬化性樹脂材料を2質量%の濃度に希釈したワニス中に浸漬し、ワニス中から引き上げた後、ミラー面に付着したPGMEAを紫外線硬化させることによる、コーティング層を形成した場合、ミラー面の面粗度が300nm(rms)から62nm(rms)に向上した。そして平滑化処理後、金蒸着により反射膜が形成されたミラー面の損失評価を行ったところ、波長850nmの場合では、1.0dBであった。 As another example, the core surface forming curable resin material, which is PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), is immersed in a varnish diluted to a concentration of 2% by mass on the same mirror surface as described above. When the coating layer was formed by UV curing the PGMEA adhering to the mirror surface after pulling up from the varnish, the surface roughness of the mirror surface was improved from 300 nm (rms) to 62 nm (rms). After the smoothing treatment, loss evaluation of the mirror surface on which the reflective film was formed by gold vapor deposition was performed. As a result, it was 1.0 dB in the case of the wavelength of 850 nm.
[第2実施形態]
第2実施形態においては、光導波路を形成した後ミラー面を形成する代わりに、光導波路の形成過程においてコア部の形成後、コア部をクラッド層で被覆する前にミラー面を形成する、本発明に係る製造方法について説明する。なお、第1実施形態と共通する部分については、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, instead of forming the mirror surface after forming the optical waveguide, the mirror surface is formed after the core portion is formed in the optical waveguide formation process and before the core portion is covered with the cladding layer. The manufacturing method according to the invention will be described. Detailed description of portions common to the first embodiment will be omitted.
図8は第2実施形態の製造方法を説明するための工程図である。図8中、82は傾斜端面、3はルータービット、10は基材、11は下部クラッド層(第1クラッド層)、12はコア部、13は上部クラッド層(第2クラッド層)、30は切欠き溝である。 FIG. 8 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the second embodiment. In FIG. 8, 82 is an inclined end face, 3 is a router bit, 10 is a base material, 11 is a lower cladding layer (first cladding layer), 12 is a core portion, 13 is an upper cladding layer (second cladding layer), and 30 is It is a notch groove.
本製造工程においては、はじめに基材10上に下部クラッド層11が形成される(図8(A))。次に、形成された下部クラッド層11上にコア部12を形成する(図8(B))。本工程までは第1実施形態と同様の方法で行うことができる。
In this manufacturing process, first, the lower
そして、形成されたコア部12の傾斜端面を形成しようとする領域の上方から、第一実施形態で用いたのと同様の、先端部分に所定の傾斜面を有するルータービットをコア部に対して略垂直方向に切削させながら侵入させ、侵入させたルータービットの高さを維持しながら光導波路の長手方向に対して垂直方向に走査することにより傾斜端面82を形成する(図8(C)(D))。そして、形成された傾斜端面には、第1実施形態と同様にして、必要に応じて平滑化処理や反射膜形成処理を施してもよい。
Then, from above the region where the inclined end surface of the formed
最後に、傾斜端面82が形成されたコア部12を被覆するように上部クラッド層(第2クラッド層)13を形成することにより光導波路81が形成される(図8(E))。
Finally, the
第2実施形態の製造方法においては、傾斜端面82の形成が第2クラッド層13で覆われていない状態のコア部12に対して直接行われる。このようにコア部12に対して直接傾斜端面82を形成する場合には、次のような利点がある。すなわち、コア部を被覆するように第2クラッド層を形成する場合においては、図4に示すように第2クラッド層13の表面高さが不均一になる。このような表面高さの不均一さにより、コア部12にルータービットを正確な深さで侵入させることが困難な場合がある。本製造方法によれば、第2クラッド層13を形成する前に直接コア部12に傾斜端面を形成することができるために、第2クラッド層13の表面高さの不均一さを考慮することなく、高い位置精度でコア部12に傾斜端面を形成することができる。また、第2クラッド層13を切削する必要がないために、ルータービットの寿命が延び、また、切削屑も大幅に低減できる。さらに、傾斜端面を形成した後に第2クラッドを形成することにより、傾斜端面が第2クラッド層で保護されるために、別工程として傾斜端面を保護するようなプロセスを追加する必要がなくなる点からも好ましい。
In the manufacturing method of the second embodiment, the inclined end face 82 is formed directly on the
以上本発明について、光導波路が基材上にコア部をクラッド層に埋設するようにして形成された平板型のものを代表例として詳しく説明したが、本発明は基材上に光ファイバーを固定したようなタイプのものにも限定なく適用することができる。 Although the present invention has been described in detail as a representative example of a flat plate type in which the optical waveguide is formed so that the core portion is embedded in the clad layer on the base material, the present invention fixes the optical fiber on the base material. The present invention can be applied to such types without limitation.
1,70a,70b,70c,70d,70e,91,92 光導波路
2,71a,71b,71c,71d,71e,82 傾斜端面
3 ルータービット
3a 傾斜面
3b 平坦部
10 基材
11 下部クラッド層(第1クラッド層)
12 コア部
13 上部クラッド層(第2クラッド層)
30 切り欠き溝
90 ダイシングブレード
1, 70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 91, 92
12
30
Claims (10)
前記ルータービットとして、先端部分が平坦部を有する断面形状を有するルータービットを使用することを特徴とする傾斜端面を有する光導波路の製造方法。 A router bit having a predetermined inclined surface at the tip portion from above the region where the inclined end surface is to be formed in the optical waveguide and entering the optical waveguide while being cut in a direction substantially perpendicular to the optical waveguide; Forming an inclined end face by scanning in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide while maintaining the height of the router bit , and
A method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface, wherein a router bit having a cross-sectional shape having a flat portion at a tip portion is used as the router bit .
前記光導波路表面から所定の切削深さDだけ侵入させる工程であり、前記傾斜端面を形成しようとする領域の中心付近に、該ルータービットにより窪みを形成する工程と、該窪みの開口径Wを計測する工程と、該窪みの深さD0を、計測された開口径Wに基づいて該ルータービットの先端部分の径と高さとの関係から特定する工程と、該窪みを形成したときのルータービットの基準座標Z0に基づいて求められる、高さ方向の終点座標Z1=Z0−(D−D0)の位置までルータービットを侵入させる工程とを備える請求項1に記載の傾斜端面を有する光導波路の製造方法。 The step of intruding the router bit comprises:
A step of entering a predetermined cutting depth D from the surface of the optical waveguide, a step of forming a recess by the router bit in the vicinity of the center of the region where the inclined end surface is to be formed, and an opening diameter W of the recess A step of measuring, a step of identifying the depth D0 of the depression based on the measured opening diameter W from the relationship between the diameter and height of the tip portion of the router bit, and a router bit when the depression is formed 2. A step of intruding a router bit to a position of an end point coordinate Z1 = Z0− (D−D0) in a height direction, which is obtained based on the reference coordinate Z0, of the optical waveguide having an inclined end surface according to claim 1 Production method.
前記複数の光導波路のうちの少なくとも2つの光導波路における前記終点座標(Z1)をそれぞれ特定し、特定された終点座標を結ぶようにルータービットを横断的に、且つ、各光導波路の長手方向に対して垂直方向に走査させることにより複数の光導波路それぞれに傾斜端面を形成する請求項2に記載の傾斜端面を有する光導波路の製造方法。 In the case where each optical waveguide is formed with inclined end faces that are arranged in substantially one row by scanning the router bits across a plurality of optical waveguides arranged substantially in parallel,
The end point coordinates (Z1) in at least two of the plurality of optical waveguides are respectively specified, the router bits are crossed so as to connect the specified end point coordinates, and in the longitudinal direction of each optical waveguide 3. The method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface according to claim 2, wherein the inclined end surface is formed in each of the plurality of optical waveguides by scanning in a vertical direction.
前記第3工程が、傾斜端面を形成しようとする領域の上方から、先端部分に所定の傾斜面を有するルータービットを該コア部に対して略垂直方向に切削させながら侵入させる工程と、前記侵入させたルータービットの高さを維持しながら該コア部の長手方向に対して垂直方向に走査することにより傾斜端面を形成する工程と、を備えること、並びに、
前記ルータービットとして、先端部分が平坦部を有する断面形状を有するルータービットを使用することを特徴とする傾斜端面を有する光導波路の製造方法。 A first step of forming a first cladding layer on the surface of the substrate; a second step of forming a core portion on the surface of the first cladding layer; a third step of forming an inclined end surface on the core portion; and the core portion A method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end face, which sequentially includes a fourth step of forming a second cladding layer so as to embed
The third step is a step of causing a router bit having a predetermined inclined surface at a tip portion to enter while cutting in a direction substantially perpendicular to the core portion from above the region where the inclined end surface is to be formed; Forming a tilted end face by scanning in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the core part while maintaining the height of the router bit , and
A method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface, wherein a router bit having a cross-sectional shape having a flat portion at a tip portion is used as the router bit .
前記コア部表面から所定の切削深さD1だけ侵入させる工程であり、前記傾斜端面を形成しようとする領域の中心付近に、該ルータービットにより窪みを形成する工程と、該窪みの開口径Wを計測する工程と、該窪みの深さD0を、計測された開口径Wに基づいて該ルータービットの先端部分の径と高さとの関係から特定する工程と、該窪みを形成したときのルータービットの基準座標Z0に基づいて求められる、高さ方向の終点座標Z1=Z0−(D1−D0)の位置までルータービットを侵入させる工程とを備える請求項6に記載の傾斜端面を有する光導波路の製造方法。 The step of intruding the router bit comprises:
A step of entering a predetermined cutting depth D1 from the surface of the core portion, a step of forming a recess by the router bit near the center of the region where the inclined end surface is to be formed, and an opening diameter W of the recess A step of measuring, a step of identifying the depth D0 of the depression based on the measured opening diameter W from the relationship between the diameter and height of the tip portion of the router bit, and a router bit when the depression is formed And a step of intruding a router bit to a position of an end point coordinate Z1 = Z0− (D1−D0) in the height direction , which is obtained based on the reference coordinate Z0 of the optical waveguide having an inclined end surface according to claim 6. Production method.
前記複数のコア部のうちの少なくとも2つのコア部における前記終点座標(Z1)をそれぞれ特定し、特定された終点座標を結ぶようにルータービットを横断的に、且つ、各コア部の長手方向に対して垂直方向に走査させることにより複数のコア部それぞれに傾斜端面を形成する請求項7に記載の傾斜端面を有する光導波路の製造方法。 In the case where each core portion is formed with inclined end surfaces that are arranged in a substantially single row by scanning the router bits across a plurality of core portions arranged substantially in parallel,
The end point coordinates (Z1) in at least two core portions of the plurality of core portions are respectively specified, the router bits are crossed so as to connect the specified end point coordinates, and in the longitudinal direction of each core portion The method of manufacturing an optical waveguide having an inclined end surface according to claim 7, wherein the inclined end surface is formed in each of the plurality of core portions by scanning in the vertical direction.
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