带有透镜的基板及其制造方法，以及带有透镜的光波导的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在基板上形成光学透镜的带有透镜的基板及其制造方法，和具有该带有透镜的基板的带有透镜的光波导以及能够形成透镜等的曲面形状图案形成用树脂膜。
【背景技术】
[0002]在IC技术、LSI技术中，为了提高工作速度、集成度，正在进行将电配线基板中的电配线的一部分替换为光纤、光波导等光配线，并且利用光信号代替电信号。
[0003]例如，专利文献I中公开了在表面上具备光学元件的IC芯片的上方设置光波导膜，在这些IC芯片和光波导膜之间进行光通信。然而，在专利文献I这种具备光学元件这样的光通信工具的基板与光波导这样的光通信工具之间进行光通信时，存在如果没有以高精度将这些光通信工具彼此定位并安装则无法进行光通信的问题，如果未聚光则光损耗增大、信号强度减小的问题。
[0004]为了解决该问题，在基板的表面上设置了显微透镜。作为简易制造显微透镜的方法，已知例如如专利文献2中记载的那样利用所谓热垂落(熱/?'扎)的方法。具体而言，在透明基板的表面上形成感光性树脂抗蚀剂，并且在基板的背面形成具有开口部的遮光膜。接着，从遮光膜侧照射光，使感光性树脂抗蚀剂中存在于和遮光膜的开口部相对位置的部分曝光，然后显影，形成圆柱状的抗蚀剂构造物。然后，加热该抗蚀剂构造物，使抗蚀剂构造物的表面热垂落，从而制造显微透镜。
[0005]另外，作为显微透镜其他的简易制造方法，还已知有在基板上滴下液滴树脂，形成显微透镜的方法。
[0006]专利文献1:日本特开2006 - 11210号公报
[0007]专利文献2:日本特开2004 - 361858号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]然而，如专利文献2所述在基板表面上直接形成透镜时，由于基板表面的微细凹凸、基板表面的润湿性不均匀、基板表面与透镜部件形成材料的表面张力差异等，难以使透镜形状固定，存在有无法以狭窄的间距宽度形成多个透镜部件的问题。
[0010]另外，为了减少光损耗，可以考虑增大设置在基板上的透镜部件的厚度，缩小透镜部件与和该透镜部件光学连接的其他光学部件的距离。然而，在专利文献2所述的通过热垂落制造的透镜中，如果增大透镜厚度，则透镜面的曲率减小，因此，为了适当地保持曲率，不得不增大直径，窄间距化变得更加困难。
[0011]这些问题不仅产生于专利文献2所述的利用热垂落的透镜部件中，在向基板上滴下液滴树脂形成透镜部件时，以及制作透镜形状的抗蚀剂后，通过各向异性蚀刻在基板本身上形成透镜部件时也同样会产生。进而，作为其他的透镜部件，还有通过注射成型使凸透镜从基座突出的显微透镜，然而在该情况下，由于基座的厚度，透镜部件变厚，当基板与透镜部件复合时，存在有厚度变厚的问题。
[0012]因此，以往很难以简单的方法任意选择透镜高度并且使透镜形状成为固定并且所希望的形状，例如，使透镜与其他光学部件的距离变窄、使透镜窄间距化等。
[0013]本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种任意选择透镜高度，并使透镜形状成为固定并且所希望的形状，从而能够使透镜与其他光学部件的距离变窄、使透镜窄间距化的带有透镜的基板。另外，本发明目的还在于提供能够在任意的基板上形成所希望的透镜形状的带有透镜的基板的制造方法，进而提供曲面形状图案的制造方法、能够容易地制造该曲面形状图案的曲面形状图案形成用树脂膜。
[0014]解决问题的方法
[0015]本发明人进行了深入研宄，结果发现在基板上设置柱状部件后，在柱状部件上配置透镜部件，可以解决上述问题，由此完成本发明。
[0016]也就是说，本发明提供:
[0017][I] 一种带有透镜的基板，其具备基板、设置在所述基板一面侧的柱状部件、和进一步设置在所述柱状部件上的透镜部件。
[0018][2]根据上述[I]所述的带有透镜的基板，其中，所述柱状部件从所述基板的一面上突出。
[0019][3]根据上述[I]或[2]所述的带有透镜的基板，其中，所述柱状部件由透明材料形成。
[0020][4]根据上述[I]?[3]中任一项所述的带有透镜的基板，其中，所述基板具有通孔，并且，所述柱状部件以一部分配置在所述通孔内部、一部分由通孔内部从所述基板的一面上突出的方式形成，所述带有透镜的基板在所述通孔内部具有在比所述柱状部件更靠近所述基板另一面侧配置的透明部件。
[0021][5]根据上述[4]所述的带有透镜的基板，其中，所述透明部件的与基板侧一面相反侧的面形成为与所述基板的一面平行的非透镜面。
[0022][6]根据上述[4]所述的带有透镜的基板，其中，所述透明部件的与基板侧一面相反侧的面配置在所述通孔的外部，并且形成为凸透镜面。
[0023][7]根据上述[I]?[6]中任一项所述的带有透镜的基板，其中，所述透镜部件为凸透镜。
[0024][8]根据上述[I]?[7]中任一项所述的带有透镜的基板，其中，所述基板为具有电配线的电配线板。
[0025][9]根据上述[I]?[8]中任一项所述的带有透镜的基板，其中，在所述基板的一面上，与透镜部件平行设置有抗蚀剂，所述抗蚀剂具有从所述基板的一面到所述透镜部件的最上部的高度以上的高度。
[0026][10]根据上述[I]?[9]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其包含下述第I?第3工序，
[0027]第I工序:在基板的一面上形成柱状部件的工序；
[0028]第2工序:在所述基板的一面侧层叠透镜部件形成用感光性树脂组合物，并至少在所述柱状部件上配置透镜部件形成用感光性树脂组合物，并且通过曝光使所述柱状部件上的所述透镜部件形成用感光性树脂组合物固化，在所述柱状部件上形成透镜部件形成用柱状部件的工序；
[0029]第3工序:加热所述透镜部件形成用柱状部件，使其滴液，从而使其上表面形成为凸透镜面的工序。
[0030][11]根据上述[10]所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述基板为具有通孔的基板，
[0031]在所述第I工序中，从所述基板的一面侧层叠柱状部件形成用感光性树脂组合物，并使其填充在所述通孔内，并且，从所述基板的另一面侧层叠透明部件形成用树脂组合物，并使其填充在所述通孔内，
[0032]对位于与所述通孔一致的位置上的所述柱状部件形成用感光性树脂组合物进行曝光，使其固化，并且，对所述透明部件形成用树脂组合物进行光固化或热固化，
[0033]显影除去所述柱状部件形成用感光性树脂组合物的未固化部分，形成从所述通孔的内部向所述基板一面的外部突出的柱状部件。
[0034][12]根据上述[11]所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，在所述第I工序中，在所述基板的另一面侧配置在与所述通孔相对的位置上具有开口部的掩模，并隔着所述掩模从所述另一面侧照射活性光线，从而对所述柱状部件形成用感光性树脂组合物进行曝光，使其固化。
[0035][13]根据上述[11]所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述基板对于对所述柱状部件形成用感光性树脂组合物进行曝光时的活性光线具有遮光性，
[0036]在所述第I工序中，通过从所述基板的另一面侧照射活性光线，从而对所述柱状部件形成用感光性树脂组合物中配置在与所述通孔一致的位置上的部分进行曝光，使其固化。
[0037][14]根据上述[11]?[13]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，在所述第2工序中，在所述基板的另一面侧配置在与所述通孔相对的位置上具有开口部的掩模，并隔着所述掩模从所述另一面侧照射活性光线，从而对所述透镜部件形成用感光性树脂组合物进行曝光，使其固化。
[0038][15]根据上述[11]?[13]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述基板对于对所述透镜部件形成用感光性树脂组合物进行曝光时的活性光线具有遮光性，
[0039]在所述第2工序中，通过从所述基板的另一面侧照射活性光线，从而对所述透镜部件形成用感光性树脂组合物中与所述通孔一致的部分进行曝光，使其固化。
[0040][16]根据上述[11]?[15]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述透明部件形成用树脂组合物为感光性树脂组合物。
[0041][17] 一种带有透镜的光波导，其具备上述[I]?[8]中任一项所述的带有透镜的基板、光波导、和形成在所述光波导的与透镜部件相对的位置上的反射镜，
[0042]其中，所述光波导由设置在所述基板的另一面侧的下部包覆层、设置在所述下部包覆层上的芯层、以及设置在所述芯层上的上部包覆层形成。
[0043][18] 一种带有透镜的光波导，其具备上述[4]所述的带有透镜的基板，
[0044]其中，所述透明部件形成为层叠在所述基板另一面上的下部包覆层，
[0045]在所述下部包覆层上层叠芯层以及上部包覆层而形成光波导，
[0046]在所述光波导的与透镜部件相对的位置上形成反射镜。
[0047][19] 一种光模块，其具有上述[I]?[9]中任一项所述的带有透镜的基板。
[0048][20]根据上述[I]?[8]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其包含将基板、柱状部件形成用树脂层、和曲面形状形成用树脂层依次层叠形成层叠体的工序(A)、
[0049]蚀刻该柱状部件形成用树脂层和该曲面形状形成用树脂层，形成柱状部件和曲面形状形成用部件的层叠凸部的工序(B)、和
[0050]加热该曲面形状形成用部件，使其滴液，形成透镜部件的工序(C)。
[0051][21]根据上述[20]所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述曲面形状形成用树脂层为感光性树脂层。
[0052][22]根据上述[20]或[21]所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述柱状部件形成用树脂层为感光性树脂层。
[0053][23]根据上述[20]?[22]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，在所述工序(B)中，通过曝光使所述曲面形状形成用树脂层光固化，接着进行蚀刻，将其图案化。
[0054][24]根据上述[20]?[23]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，在所述工序(B)中，在所述曲面形状形成用树脂层曝光的同时，对所述柱状部件形成用树脂层进行曝光。
[0055][25]根据上述[20]?[24]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述曲面形状形成用树脂层和所述柱状部件形成用树脂层的至少一者是由干膜形成的树脂层O
[0056][26]根据上述[20]?[25]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述基板为透明基板。
[0057][27]根据上述[20]?[26]中任一项所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，在所述工序(A)中，将预先制造的含有曲面形状形成用树脂层和柱状部件形成用树脂层的层叠体的曲面形状图案形成用树脂膜层叠在基板上。
[0058][28]根据上述[27]所述的带有透镜的基板的制造方法，其中，所述曲面形状图案形成用树脂膜具有层叠在曲面形状形成用树脂层侧的支持膜和层叠在所述柱状部件形成用树脂层侧的保护膜中的至少一者。
[0059][29] 一种根据上述[20]?[28]中任一项所述的制造方法得到的带有透镜的基板。
[0060][30] 一种曲面形状图案的制造方法，其包含将柱状部件形成用树脂层和曲面形状形成用树脂层依次层叠形成层叠体的工序(A’ )、
[0061]蚀刻该柱状部件形成用树脂层和该曲面形状形成用树脂层，形成柱状部件和曲面形状形成用部件的层叠凸部的工序(B)、和
[0062]加热该曲面形状形成用部件，使其滴液，形成曲面的工序(C’ )。
[0063][31] 一种含有曲面形状形成用树脂层和柱状部件形成用树脂层的层叠体的曲面形状图案形成用树脂膜
[0064][32]根据上述[31]所述的曲面形状图案形成用树脂膜，其具有层叠在所述曲面形状形成用树脂层侧的支持膜和层叠在所述柱状部件形成用树脂层侧的保护膜中的至少一者O
[0065][33] 一种带有曲面形状图案的基板，其具备基板、设置在该基板一面侧的柱状部件、和进一步设置在该柱状部件上的曲面形状图案。
[0066]发明效果
[0067]根据本发明，能够提供一种能够任意选择透镜高度，并使透镜形状成为固定且所希望的形状的带有透镜的基板。另外，根据本发明，可以得到所希望的良好形状的曲面形状图案。
【附图说明】
[0068][图1]是第I实施方式涉及的带有透镜的基板的立体图。
[0069][图2]是第I实施方式涉及的带有透镜的基板的剖面图。
[0070][图3]是表示第I实施方式涉及的带有透镜的基板的制造方法的立体图。
[0071][图4]是表示第I实施方式涉及的带有透镜的基板的制造方法的剖面图。
[0072][图5]是第2实施方式涉及的带有透镜的基板的立体图。
[0073][图6]是第2实施方式涉及的带有透镜的基板的剖面图。
[0074][图7]是表示第2实施方式涉及的带有透镜的基板的制造方法的立体图。
[0075][图8]是表示第2实施方式涉及的带有透镜的基板的制造方法的剖面图。
[0076][图9]是表示第2实施方式的变形例涉及的带有透镜的基板的剖面图。
[0077][图10]是表示第2实施方式的变形例涉及的带有透镜的基板的制造方法的一个工序的剖面图。
[0078][图11]是表示第2实施方式的变形例涉及的带有透镜的基板的剖面图。
[0079][图12]是表示在第I实施方式中，设置有抗蚀剂的带有透镜的基板的立体图。
[0080][图13]是表示在第I实施方式中，设置有抗蚀剂的带有透镜的基板的剖面图。
[0081][图14]是表示带有透镜的光波导的剖面图。
[0082][图15]是表示带有透镜的光波导的制造方法的剖面图。
[0083][图16]是表示本发明的带有透镜的基板的制造方法的立体图。
[0084][图17]是表示本发明的带有透镜的基板的制造方法的剖面图。
[0085]符号说明
[0086]I 基板
[0087]2 通孔
[0088]3 柱状部件
[0089]3A 柱状部件形成用树脂层
[0090]5 透明部件
[0091]5A 透明部件形成用树脂层
[0092]6 透镜部件
[0093]6A 透镜部件形成用柱状部件
[0094]7 下部包覆层
[0095]8 芯层
[0096]9 上部包覆层
[0097]10 光波导
[0098]11反射镜
[0099]12支持膜
[0100]13抗蚀剂
[0101]14曲面形状形成用部件
[0102]14A曲面形状形成用树脂层
[0103]15凸透镜面
[0104]16曲面形状图案
[0105]17沟
[0106]17A倾斜面
[0107]18发光元件
[0108]19受光元件
[0109]20带有透镜的基板
[0110]22开口部
[0111]23光掩模
【具体实施方式】
[0112][第I实施方式]
[0113]〈带有透镜的基板〉
[0114]本发明第I实施方式涉及的带有透镜的基板20，具备基板1、以从基板I的一面突出的方式设置在基板I的一面侧的柱状部件3、和配置在柱状部件3上的透镜部件6。透镜部件6为凸透镜，并且其上表面弯曲为凸状，形成凸透镜面(参见图1)。
[0115]在带有透镜的基板20中，例如，在与透镜部件6相对的位置、以及与基板I的另一面相对的位置上配置发光元件、受光元件、光波导、光纤等光学部件，用于光通信。
[0116]具体而言，例如如图2所示，在与基板I的另一面相对、并且与透镜部件6—致的位置上配置发光元件18，在与透镜部件6相对的位置上配置受光元件19。由发光元件18发出的光信号，从基板I的另一面侧入射到基板I中，入射的光信号通过基板1、柱状部件3和透镜部件6，并由透镜部件6的凸透镜面进行聚光，入射到受光元件19中。通过采用这样的构成，能够以较少的光损耗进行光通信。
[0117]接着，对带有透镜的基板的各部件进