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_4

文档序号:8269223阅读:来源:国知局
I成为具有电配线的电配线板。电配线可以用于例如受发光元件安装用电极、驱动IC安装用电极等。电配线的形成方法没有特别限定,只要通过半加成法、减去法、加成法等常规方法形成即可。另外,在电配线的表面上也可以实施各种金属镀覆,并且还可以使用后述的抗蚀剂13作为镀覆抗蚀剂。
[0219](抗蚀剂)
[0220]另外,在上述第I和第2实施方式的透镜部件6的周围,可以平行设置用于保护透镜部件6的抗蚀剂13。作为抗蚀剂13在基板I的平面视图中的形状,没有特别限定,只要是相对于透过透镜的光信号不产生干涉的形状即可。例如,如图12、13所示,如果在基板I的一面上以包围透镜部件6的方式形成抗蚀剂,则能够降低在操作中损坏透镜部件6的可能性,因此优选。抗蚀剂13的高度被设为大于或等于从基板I的一面到透镜部件6的最上部的高度,优选大于到该透镜部件6的最上部的高度。另外,抗蚀剂13还可以用作电配线保护用的抗蚀剂、镀覆抗蚀剂。
[0221]作为抗蚀剂的形成方法,没有特别限定,优选在形成透镜部件6后进行,其可以在将感光性的抗蚀剂形成用树脂以与上述第I工序同样地进行涂布的方法、进行贴合的方法形成后,通过光刻加工而形成。如果通过光刻加工而形成,则能够以良好的位置精度形成,因此更优选。
[0222]另外,抗蚀剂可以在形成透镜部件6的同时,由相同的透镜部件形成用感光性树脂组合物形成。这时,抗蚀剂也可以是具有透镜形状的仿真透镜(du_y lens)。
[0223]<带有透镜的光波导>
[0224]通过在本发明的带有透镜的基板上设置光波导10,能够形成带有透镜的光波导。以下,使用图14,对于将第2实施方式涉及的带有透镜的基板适用于带有透镜的光波导的例子进行说明。
[0225]第2实施方式涉及的带有透镜的基板20,使用透明部件5作为下部包覆层7,并在其之上依次层叠芯层8、上部包覆层9,能够形成光波导10。如果将透明部件5作为光波导的下部包覆层,能够形成厚度薄的光波导10。芯层8例如形成由细长的多个芯构成的芯图案,并且将芯图案配置为埋设在下部、上部包覆层7、9内部。另外,光波导10中设置有反射镜11,并且透镜部件6和反射镜11隔着基板I设置在相对的位置上。
[0226]根据该带有透镜的光波导10,在芯层8内传输的光信号通过反射镜11进行光路转换后,在透镜部件6的凸透镜面聚光,入射到其他光学部件等,因此能够以较少的光损耗进行光传播。同样地,从带有透镜的光波导10的外部入射到透镜部件6的凸透镜面的光信号,在凸透镜面聚光后,通过反射镜11进行光路转换,传输至芯层8内,光损耗减少。
[0227]需要说明的是,在本实施方式中,从光波导10的上部包覆层9侧,沿着与芯图案的轴方向垂直的方向刻出图14所示的剖面三角形的沟17,由此在光波导10中形成倾斜面17A。在倾斜面17A上,露出埋设在下部、上部包覆层7、9中的芯,通过该芯形成反射镜11,反射镜11在各条沟17中以与芯数相同的数量设置。
[0228]此处,在光波导10中,沟17例如分别设置在芯延伸方向的两端部附近。因此,从外部入射到光波导10 —端部侧的透镜部件6的光信号,通过该一端部侧的反射镜11进行光路转换并在芯层8传播,通过另一端部侧的反射镜11再次进行光路转换后,能够通过另一端部侧的透镜部件6入射至其他的光学部件等。需要说明的是,图14所示的带有透镜的基板20具备抗蚀剂13,但抗蚀剂13也可以省略。
[0229]以下,对光波导中使用的各部件进行详细说明。
[0230](下部包覆层和上部包覆层)
[0231]作为下部包覆层7和上部包覆层9的材料,可以使用包覆层形成用树脂组合物或包覆层形成用树脂膜。
[0232]作为本发明中使用的包覆层形成用树脂组合物,只要是折射率低于芯,并且利用光或热进行固化的树脂组合物,就没有特别限定,可以优选使用热固性树脂组合物、感光性树脂组合物。用于包覆层形成用树脂的树脂组合物,在下部包覆层和上部包覆层中,该树脂组合物中含有的成分可以相同,也可以不同,该树脂组合物的折射率可以相同,也可以不同。
[0233]在本发明中,包覆层的形成方法没有特别限定,例如,只要通过包覆层形成用树脂组合物的涂布或包覆层形成用树脂膜的层压而形成即可。
[0234]在采用涂布时,其方法没有限定,只要通过常规方法涂布包覆层形成用树脂组合物即可。
[0235]另外,用于层压的包覆层形成用树脂膜,例如,可以通过将包覆层形成用树脂组合物溶解在溶剂中,涂布在载膜上,再除去溶剂而容易地制造。
[0236]对于下部包覆层和上部包覆层的厚度,没有特别限定,但干燥后的厚度优选为5?500 μ m的范围。如果为大于或等于5 μ m,则可以确保光的封闭所需的包覆厚度,如果小于或等于500 μ m,则容易均匀地控制膜厚。从以上观点出发,下部包覆层和上部包覆层的厚度更优选进一步为10?100 μ m的范围。
[0237](芯层)
[0238]作为芯层8,可以使用芯层形成用树脂组合物或芯层形成用树脂膜。
[0239]芯层形成用树脂组合物设计成折射率高于下部包覆层和上部包覆层,其优选使用可以通过活性光线而形成芯图案的材料。图案化前芯层的形成方法没有限定,可以列举通过常规方法涂布所述芯层形成用树脂组合物的方法等。
[0240]对于芯层形成用树脂膜的厚度,没有特别限定,但干燥后的芯层厚度通常调整为10?100 μπι。如果该膜完成后的芯层厚度为大于或等于10 μm,则具有在光波导形成后与受发光元件或光纤的耦合中对位容差能扩大的优点,如果为小于或等于ΙΟΟμπι,则具有在光波导形成后与受发光元件或光纤的耦合中耦合效率提高的优点。从以上观点出发,该膜的厚度优选进一步为30?90 μπι的范围,为了得到该厚度,只要适当调整膜厚度即可。
[0241](反射镜)
[0242]作为反射镜的形成方法,可以适用公知的方法。例如,可以通过使用划片机等从上部包覆层9形成面侧切削芯层8而形成。反射镜11即倾斜面17Α相对于芯的轴方向的倾斜角度优选为45°。另外,还可以使用蒸镀装置在反射镜11蒸镀金等金属,作为具备反射金属层的反射镜。
[0243][带有透镜的光波导的制造方法]
[0244]接着,参照图15对带有透镜的光波导的制造方法进行说明。
[0245]在本制造方法中,首先,与第2实施方式同样地形成在基板I的另一面侧设置了透明部件5 (下部包覆层7)的带有透镜的基板20。接着,在下部包覆层7上依次层叠芯层8、上部包覆层9,在另一面侧形成光波导10。然后,通过在光波导10中形成沟17而设置反射镜11,得到带有透镜的光波导。
[0246]但是,带有反射镜的光波导的制造方法并不限定于该方法,例如,可以在如第I实施方式所示的另一面侧未设置透明部件的带有透镜的基板上接合具有下部、上部包覆层和芯层并且设置了反射镜的光波导而形成,还可以在接合光波导后,在该光波导10上设置反射镜11而形成。另外,可以在第I实施方式的带有透镜的基板另一面上依次层叠形成下部包覆层7、芯层8、上部包覆层9,制成光波导10,然后设置反射镜11而形成。
[0247]需要说明的是,上述带有透镜的基板和带有反射镜的光波导,可以与受光元件、发光元件等各种光学部件一体化,构成光模块。
[0248][曲面形状图案]
[0249]在本说明书中,以上说明是针对透镜进行的,但也可以将上述“透镜”变换为“曲面形状图案”,将“透镜部件形成用”变换为“曲面形状图案形成用”这样的用语,扩大其定义来把握发明。
[0250]本发明中所谓的曲面形状图案16,是指在基板I上形成的具有曲面的图案,其包括柱状部件3和在柱状部件3上形成的曲面形状图案(相当于上述的透镜部件6)。本发明的透镜部件6也是曲面形状图案的一种(一部分)(参见图17(d))。
[0251]作为本发明的曲面形状图案,除了透镜部件以外,还可以列举例如柱状部件3为折射率低的包覆层,相当于透镜部件6的部分为折射率高的芯层所形成的光波导。如此所述,如果以直线状形成折射率低的包覆层和折射率高的芯层,则光轴剖面形状为接近于圆的形状,例如,可以得到与剖面为圆形的光纤、受发光部为圆形的光电二极管、激光二极管的耦合损失低的光波导。
[0252]另外,作为其他光波导的例子,在包覆层上将折射率高于该包覆层的柱状部件3和相当于透镜部件6的部分作为芯图案的光波导也可以获得同样的效果。
[0253]进而,作为其他例子,还可以列举以下电配线板:在基板I上形成导电层,形成作为镀覆抗蚀剂的曲面形状图案16,进行电镀,形成电配线后,除去基板和导电层,再除去镀覆抗蚀剂。在该方式的情况下,如果使用曲面形状图案16,则与矩形的图案相比,具有容易除去基板、导电层和镀覆抗蚀剂的优点。
[0254]需要说明的是,在曲面形状图案的情况下,也可以使用与上述同样的树脂组合物,而在不传输光的曲面形状图案的情况下,不需要树脂的透明性。
[0255][曲面形状图案的制造方法和曲面形状图案形成用树脂膜]
[0256]本发明包括曲面形状图案的制造方法,其具有依次层叠柱状部件形成用树脂层和曲面形状形成用树脂层而形成层叠体的工序(A’)、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而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)、以及加热该曲面形状形成用部件使其滴液而形成曲面的工序(C’),并且还包括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。
[0257][曲面形状图案形成用树脂膜]
[0258]为了形成本发明的透镜部件、曲面形状图案,使用本发明的含有曲面形状形成用树脂层14A、柱状部件形成用树脂层3A的层叠体的曲面形状图案形成用树脂膜,在容易制造这一方面是优选的。该树脂膜只要具有利用热而滴液(热垂落)的曲面形状形成用树脂层14A,以及不会因热而滴液(热垂落)的柱状部件形成用树脂层3A即可,也可以是通过光、热等对发生滴液(热垂落)的曲面形状形成用树脂层14A的一面进行改性,使其不滴液(热垂落),并将其一部分作为柱状部件形成用树脂层3A的层叠体。其中,对于通过热而热垂落的曲面形状形成用树脂层14A和不发生热垂落的柱状部件形成用树脂层3A,在一方的树脂层上涂布另一方树脂,或者将预先制作的各自的树脂层贴合在一起而形成,这样容易控制厚度,因此优选。
[0259]本发明的曲面形状图案形成用树脂膜,优选在曲面形状形成用树脂层侧层叠支持膜,并且在柱状部件形成用树脂层侧层叠保护膜。支持膜和保护膜,可以具有任意一方,也可以具有这两方(参见图16(b))。
[0260]如果在上述层叠体的曲面形状形成用树脂层14A侧层叠具备支持膜12,则层叠体的操作容易,因此优选,隔着支持膜12密合光掩模并曝光,可以不污染光掩模而曝光,因此优选。从这种观点考虑,支持膜12优选对曝光波长具有透明性,其程度为不妨碍采用曝光的图案化。
[0261]另外,如果在上述层叠体的柱状部件形成用树脂层3A侧层叠具备保护膜,则能够抑制树脂表面的污染,因此优选。另外,支持膜12和保护膜(未图示)优选使用不同厚度、材质的膜。由此,能够容易地判断曲面形状形成用树脂层和柱状部件形成用树脂层的方向。另外,如果支持膜与曲面形状形成用树脂层的剥离力强于保护膜与柱状部件形成用树脂层的剥离力,则能够容易地剥离保护膜,因此能够容易地使贴合侧的柱状部件形成用树脂层露出,并且将贴合方向弄错的机会减少,因此优选。剥离力的强弱,可以同时拉拽支持膜和保护膜,由树脂层叠体残留在哪一张膜上来判断,并且只要残留在支持膜侧即可。
[0262]需要说明的是,在本发明中,在表述为曲面形状形成用树脂层、曲面形状形成用部件时,是指透镜或曲面形状图案形成用的树脂层、热垂落前的透镜或曲面形状图案形成用的柱状部件,在表述为透镜部件时,是指改变光的角度抑制光扩散、具有校准或聚光功能的部位。
[0263]接着,使用图16和图17,对于在使用上述曲面形状图案形成用树脂膜时能适当制造的本发明的带有透镜的基板的制造方法进行说明。具体而言,其具有将基板、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而形成层叠体的工序(A)、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而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)、以及加热该曲面形状形成用部件使其滴液而形成透镜部件的工序(C)。
[0264][工序(A)]
[0265]在本发明中,作为工序(A),将基板1、柱状部件形成用树脂层3A和曲面形状形成用树脂层14A按照基板1、柱状部件形成用树脂层3A、曲面形状形成用树脂层14A的顺序进行层叠,形成层叠体(参见图16(b)和图17(b),但是此处省略了支持膜)。作为层叠体的形成方法,没有特别限定,可以列举使用缺角轮涂布机、模涂机、旋涂机等在基板I上依次涂布清漆状的柱状部件形成用树脂层3A和清漆状的曲面形状形成用树脂层14A的方法;使用辊式层压机、真空辊层压机、真空层压机、常压压机、真空压机等依次层叠膜状的柱状部件形成用树脂层3A (干膜)和膜状的曲面形状形成用树脂层14A (干膜)的方法;通过上述方法对一方的清漆状和另一方的膜状的树脂进行涂布和层叠而形成的方法;预先形成柱状部件形成用树脂层3A和曲面形状形成用树脂层14A的层叠体后,通过上述方法进行层叠,使柱状部件形成用树脂层3A侧成为基板I侧的方法。
[0266]在上述方法中,由于不需要涂布清漆后的干燥工序,因此优选使用膜状的柱状部件形成用树脂层3A、膜状的曲面形状形成用树脂层14A。进一步优选预先形成柱状部件形成用树脂层3A和曲面形状形成用树脂层14A的层叠体后,进行层叠,使柱状部件形成用树脂层3A侧成为基板I侧的方法,通过该方法,能减少在基板I上的层叠次数。
[0267][工序⑶]
[0268]在本发明中,作为工序(B),优选同时蚀刻柱状部件形成用树脂层3A和曲面形状形成用树脂层14A,形成柱状部件3和曲面形状形成用部件14的层叠体(层叠凸部)(参见图 16(c)和图 17(c))。
[0269]作为蚀刻方法,可以列举干式蚀刻如RIE(Reactive 1n Etching:反应离子刻蚀)等、使用溶剂、碱溶液溶解或溶胀除去树脂的湿式蚀刻。还可以采用如下方法,在干式蚀刻和湿式蚀刻前,在柱状部件3和曲面形状形成用部件14上形成不会被蚀刻或难以被蚀刻的抗蚀剂图案,除去没有抗蚀剂图案部分的柱状部件形成用树脂层3A、曲面形状形成用树脂层14A,然后除去抗蚀剂图案。在进行湿式蚀刻时,柱状部件形成用树脂层3A和曲面形状形成用树脂层14A优选使用能够通过溶液、碱溶液蚀刻的树脂。
[0270]作为其他的湿式蚀刻的方法,还有通过活性光线使柱状部件3、曲面形状形成用部件14的部位进行光固化,并进行蚀刻的方法。这时,如果至少曲面形状形成用树脂层14A为感光性树脂层,则曲面形状形成用部件14可以代替抗蚀剂,形成柱状部件3和曲面形状形成用部件14的层叠体。在使用该方法时,不需要在曲面形状形成用树脂层14A上形成抗蚀剂图案的工序、除去抗蚀剂图案的工序,因此优选。
[0271]更优选柱状部件形成用树脂层3A也为感光性树脂层。由此,通过蚀刻除去的未固化部和形成柱状部件3的光固化部的对比变得明确,能够抑制柱状部件3侧面被削去,容易得到相同形状的柱状部件3和曲面形状形成用部件14的层叠体。这时,如果将柱状部件3和曲面形状形成用部件14同时曝光,则能将曝光的工序数简化,能使柱状部件3和曲面形状形成用部件14的位置无偏差地形成层叠体,因此进一步优选。
[0272][工序(C)]
[0273]在本发明中,作为工序(C),加热曲面形状形成用部件14,使其滴液(热垂落),形成透镜部件6或曲面形状图案16 (与柱状部件3的层叠图案)(参见图16 (d)和图17 (d))。由于曲面形状形成用部件14形成在柱状部件3上,因此即使滴液(热垂落)而导致粘度下降,也会因表面张力而留在柱状部件3上,因此不依存于基板I的种类、表面粗糙度,能够良好地得到透镜部件6或曲面形状图案16。使其滴液(热垂落)的温度,只要是曲面形状形成用部件14的粘度下降而形成曲面的温度,就没有特别限定,优选为40°C?270°C,更优选为80°C?230°C。从维持透镜部件6、柱状部件3的透明性的观点考虑,最优选为80°C?180°C。在滴液(热垂落)后,可以施加用于使透镜部件6和柱状部件3固化的热,可以是和上述相同的温度,也可以是该温度以上的温度,但是从维持透镜部件6、柱状部件3的透明性的观点考虑,最优选为80°C?180°C。
[0274]实施例
[0275]以下,通过实施例更详细地说明本发明,但只要不超出本发明的
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