光波导基板及其制造方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:光波导基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及光波导基板及其制造方法,进ー步详细而言,涉及高精度地进行了光波导基板的光轴转换镜与光收发光元件的位置对准的光波导基板及其制造方法。此外,还涉及将该光波导和电气配线复合化的光电混载基板及其制造方法以及光波导基板的位置对准用凹部形成装置。
背景技术
近年来,在电子元件间、配线基板间的高速·高密度信号传送中,就使用以往的电气配线的传送而言,信号的相互干扰、衰减成为屏障,开始看到高速·高密度化的极限。为了打破该极限,研究了用光连接电子元件间、配线基板间的技木,即所谓的光互连。作为光的传送路径,从加工的容易度、低成本、配线的自由度高、且能够高密度化的观点出发,聚合物光波导受到关注。使用这样的光通信的设备中,需要使光信号与电信号耦合,需要使光波导与收发光元件的光轴一致。作为使光信号与电信号耦合的方法,通常使用在芯的端部形成有相对于芯的长度方向具有45度的角度的倾斜面,且使光在该倾斜面上全反射的光轴转换镜。而且,为了将光波导基板和电路基板堆叠而配置,并使光轴一致,提出了如下方案在光波导基板和电路基板上设置位置对准用标识器,通过使它们一致,从而简便且确实地进行电路基板上的收发光元件的光轴与光波导基板的光波导的光轴的校准(參照专利文献1、段落0028)o另外,提出了在作为多层配线基板的内层具备金属配线层的陶瓷基板上,通过使位置对准孔和导销嵌合而配置膜状的光波导的光学元件搭载配线基板(专利文献2、段落 0054 0059)。然而,专利文献1和2中,关于如何高精度地得到位置对准用标识器、位置对准孔, 没有详细说明,是以高精度地形成位置对准用标识器、位置对准孔为前提的提案。作为形成位置对准用标识器等的方法,通常采取以下那样的方法。即,经抗蚀剂曝光·显影·金属蒸镀、抗蚀剂剥离エ艺,在光波导附近形成位置对准用金属标识器,使距该标识器的距离一定地使用切块机进行研磨加工,从而制作光轴转换镜,由此,使光轴一致。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2002 — 90586号公报专利文献2 日本特开2005 — 37870号公报

发明内容
发明要解决的课题以往的位置对准用标识器等的制作中,如果是以往的光学元件搭载配线基板,则得到了充分的位置精度。然而,研究了在手机、笔记本型个人电脑等中使用光波导,为了应对省空间、薄型化,收发光元件的小型化、配线密度的高度化很重要,要求光配线与电气配线的校准的更高精度。这样的状况下,使用以往的方法在波导附近制作位置对准用标识器吋,作为曝光时的对准精度,认为有士 10 20 μ m左右的相对位置偏差,在光轴转换镜的加工吋,作为与位置对准用标识器的相对位置偏差,估计进ー步增加士 10 20 μ m左右的偏差。与此相对,现在要求的光波导与光收发光元件的相对位置偏差量为士 ΙΟμπι以内,使用以往的方法得不到充分的位置精度。本发明针对这样的问题点,目的在于提供极高精度地进行了光波导基板的光轴转换镜与光收发光元件的位置对准的光波导基板及其制造方法,以及,将该光波导与电气配线复合化的光电混载基板及其制造方法以及光波导基板的位置对准用凹部形成装置。解决课题的方法本发明人等反复进行了深入研究,结果发现,通过先在芯上形成光轴转换镜,使用光学显微镜等确定该镜面的重心位置,并由该重心位置确定位置对准用凹部的位置,可以解决上述课题。本发明基于上述见解而完成。S卩,本发明提供光波导基板的制造方法,其特征在干,其为具备芯和包层、该芯上具有光轴转换镜、且具有该光轴转换镜与光收发光元件的位置对准用凹部的光波导基板的制造方法,至少将使显微镜的焦点与光轴转换镜上的芯的最高位置对准而得到的图像和使显微镜的焦点与最低位置对准而得到的图像合成而得到芯的轮廓,由该轮廓的重心位置确定位置对准用凹部的位置,从而得到该凹部;以及通过该制造方法制造的、极高精度地进行了光波导基板的光轴转换镜与光收发光元件的位置对准的光波导基板,以及,将该光波导与电气配线复合化的光电混载基板及其制造方法以及光波导基板的位置对准用凹部形成 发明效果根据本发明的方法,可以提供极高精度地进行光波导基板的光轴转换镜与光收发光元件的位置对准,且光的传送损耗小的光波导基板及其制造方法,以及将该光波导与电气配线复合化的光电混载基板及其制造方法以及光波导基板的位置对准用凹部形成装置。 更具体而言,可以制造光波导与光收发光元件的相对位置偏差量为士 ΙΟμπι以内的光电混载基板。


图1是表示用于得到芯的轮廓的方法的概念图。图2是表示光学显微镜的观察图像的图像图(イメージ図)的附图。图3是表示光波导与收发光元件安装基板的连接方法的概念图。图4是表示光波导的位置对准用凹部形成装置的构成的概念图。
具体实施例方式本发明的光波导基板具备芯和包层,该芯上具有光轴转换镜,且具有该光轴转换镜与光收发光元件的位置对准用凹部。并且,本发明的制造方法的特征在干,至少将使显微镜的焦点与光轴转换镜部上的芯的最高位置对准而得到的图像和使显微镜的焦点与最低位置对准而得到的图像合成而得到芯的轮廓,并由该轮廓的重心位置确定位置对准用凹部的位置。就芯的轮廓而言,芯和包层的材料虽然折射率相互不同,但为相同性质的材料,而且为透明性高的材料,因此不易于确定芯的轮廓。通过使用本发明的方法,可以容易确定芯的轮廓,且可以由其重心位置确定位置对准用凹部,因此可以非常高精度地进行光轴转换镜与光收发光元件的位置对准。以下,使用图1和图2,对本发明的制造方法详细进行说明。[用于得到芯的轮廓的方法]图1是表示用于得到芯的轮廓的方法的概念图。本发明的制造方法具有如下特征,在由上部包层11、芯部12和下部包层13构成,且具有光轴转换镜14的光波导10中,用光学显微镜等观察该镜14,得到芯的轮廓。即,该观察时,通过使光学显微镜20的透镜上下移动而一边移动焦点一边观察。更具体而言,使显微镜的焦点与光轴转换镜14上的芯的最高位置14a (与上部包层11相接的位置,以下有时记载为“最高点”。)对准而得到图像。接着,使光学显微镜20的透镜下降,使显微镜的焦点与光轴转换镜14上的芯的最低位置14d(与下部包层13相接的位置,以下有时记载为“最低点”。)对准而得到图像。通过将这2个图像合成而得到芯的轮廓。将在上述最高点和最低点、以及其中间点的光学显微镜的观察图像的图像图示于图2。图2 (a)是最高点的图像图,图2 (d)是最低点的图像图。图2 (a)中,由于焦点对准了光轴转换镜14上的芯的最高位置14a,因此可看到最左侧的亮度高,且可看到越往右侧亮度越低。另一方面,图2 (d)中,由于焦点对准了光轴转换镜14上的芯的最低位置14d,因此可看到最右侧的亮度高。进一步,例如,如果将Ha与14d之间分割成4份,在图1的14b和Hc处得到光学显微镜的观察图像的话,可得到图2 (b)和图2 (c)所示那样的图像图。图2 (a)所示的例子表示最左的1 / 4的部分是亮度最高的部分(8 / 8,图2中用密度高的斜线表现),下一 1 / 4的部分的亮度为其一半(4 / 8,图2中用密度低的斜线表现)左右,下一 1 / 4的部分进一步为其一半(2 / 8,图2中用点表现)左右,最右的1 /4的部分进一步为其一半(1 / 8,图2中用空白表现)左右。以下,显示图2 (b) 图2 (d)的亮度为以下的第1表所示的亮度的情况,但它们为一个例子。另外,这里所谓8 / 8,表示将亮度划分成8个等级时最高的8,4 / 8、2 / 8和1 / 8表示同样将亮度划分成8个等级时相对亮度为4、2和1。[表 1]
权利要求
1.ー种光波导基板的制造方法,其特征在干,其为具备芯和包层、该芯上具有光轴转换镜、且具有该光轴转换镜与光收发光元件的位置对准用凹部的光波导基板的制造方法,至少将使显微镜的焦点与光轴转换镜部上的芯的最高位置对准而得到的图像和使显微镜的焦点与最低位置对准而得到的图像合成而得到芯的轮廓,由该轮廓的重心位置确定位置对准用凹部的位置,从而得到该凹部。
2.如权利要求1所述的光波导基板的制造方法,所述凹部至少具有2处。
3.如权利要求1或2所述的光波导基板的制造方法,所述凹部为贯通孔。
4.ー种光波导基板,通过权利要求1 3中任一项所述的制造方法得到。
5.ー种光电混载基板,其特征在干,其为将具备芯和包层、该芯上具有光轴转换镜、且具有该光轴转换镜与光收发光元件的位置对准用凹部的光波导基板与具有位置对准用凹部的光收发光元件搭载基板接合而成的光电混载基板,光收发光元件的中心部分与光波导的光轴转换镜的重心位置的相对位置偏差为士 10 μ m以内。
6.如权利要求5所述的光电混载基板,所述光波导基板为光波导膜,所述光收发光元件搭载基板为柔性电气配线基板。
7.ー种光电混载基板的制造方法,其特征在干,其为将具备芯和包层、该芯上具有光轴转换镜、且具有该光轴转换镜与光收发光元件的位置对准用凹部的光波导基板与具有位置对准用凹部的光收发光元件搭载基板接合的光电混载基板的制造方法,至少将使显微镜的焦点与光轴转换镜部上的芯的最高位置对准而得到的图像和使显微镜的焦点与最低位置对准而得到的图像合成而得到芯的轮廓,由该轮廓的重心位置确定位置对准用凹部的位置,从而得到该凹部,以与从轮廓的重心位置到位置对准用凹部位置的距离一致的方式确定光收发光元件搭载基板的位置对准用凹部的位置,并通过各个位置对准用凹部进行位置对准。
8.如权利要求7所述的光电混载基板的制造方法,所述光波导基板为光波导膜,所述光收发光元件搭载基板为柔性电气配线基板。
9.ー种位置对准用凹部形成装置,其特征在干,其为用于在具备芯和包层、该芯上具有光轴转换镜的光波导基板上形成位置对准用凹部的位置对准用凹部形成装置,具备光学显微镜、使该光学显微镜的透镜上下移动的移动机构部、加工用钻头、使该加工用钻头移动的移动机构部和光学显微镜的观察图像运算装置。
10.如权利要求9所述的位置对准用凹部形成装置,所述观察图像运算装置将使显微镜的焦点与光轴转换镜部上的芯的最高位置对准而得到的图像和使显微镜的焦点与最低位置对准而得到的图像合成而得到芯的轮廓,并由该轮廓的重心位置确定位置对准用凹部的位置。
全文摘要
通过如下的光波导基板的制造方法和利用该制造方法得到的光波导基板,从而提供极高精度地进行了光波导基板的光轴转换镜与光收发光元件的位置对准的光波导基板及其制造方法,所述光波导基板的制造方法的特征在于其为具备芯(12)和包层(11)、(13),该芯上具有光轴转换镜(14),且具有该光轴转换镜与光收发光元件的位置对准用凹部的光波导基板的制造方法,至少将使显微镜(20)的焦点与光轴转换镜部上的芯的最高位置(14a)对准而得到的图像和使显微镜的焦点与最低位置(14d)对准而得到的图像合成而得到芯的轮廓,由该轮廓的重心位置确定位置对准用凹部的位置,从而得到该凹部。
文档编号G02B6/42GK102597827SQ201080050768
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月13日
发明者八木成行, 柴田智章, 酒井大地, 黑田敏裕 申请人:日立化成工业株式会社

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