光波导以及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光波导以及电子设备。
[0002] 本申请主张于基于2013年3月29日在日本申请的特愿2013-075387号以及于 2013年11月26日在日本申请的特愿2013-243997号的优先权，并在此引用其内容。
【背景技术】
[0003] 近年来，作为用于将光信号从一个地点导向其它地点的手段，光波导逐渐普及。该 光波导具有线状的芯部以及设置为覆盖芯部的周围的被覆部。芯部由相对于光实质上透明 的材料构成，被覆部由折射率比芯部低的材料构成。
[0004] 在光波导中，从芯部的一端导入的光在芯部与被覆部的边界边进行反射边被向另 一端输送。在光波导中，在光的入射侧配置有半导体激光器等发光元件，在光的出射侧配置 有光电二极管等受光元件。从发光元件射出的光向光波导入射并在光波导中传播，而后被 受光元件接收。基于接收的光的闪烁图案或光的强弱图案进行通信。
[0005] 例如，若将信号处理基板内的电气配线置换成光波导，则能够期待消除高频噪声 的产生、电信号的劣化之类的电信号所特有的课题，从而能够使信号处理基板的进一步的 高处理能力化。
[0006] 为了将电气配线置换成光波导，需要进行电信号与光信号的相互转换。因此，开发 了具备发光元件以及受光元件、将发光元件与受光元件之间以光学方式连接的光波导的光 波导模块。
[0007] 例如，在专利文献1中公开了具有印刷电路基板、搭载于印刷电路基板上的发光 元件以及设置于印刷电路基板的下表面侧的光波导的光接口。而且，光波导与发光元件之 间经由形成于印刷电路基板的用于传送光信号的贯通孔亦即通孔以光学方式被连接。
[0008] 在上述的光接口中，为了使从发光元件的发光部射出的信号光向光波导的芯部入 射，需要利用形成于光波导的反射镜转换光路。
[0009] 上述的反射镜例如可以由形成为仅横截光波导中的芯部的倾斜面构成，但也可以 由专利文献2所记载的、遍布芯与层叠于该芯的被覆层连续地形成的倾斜面构成。在专利 文献2公开了在层叠下包层、芯以及上包层后，在它们的一端形成相对于芯的轴向，即长度 方向倾斜45°的倾斜面，从而将该倾斜面使用为光波导的光反射面。
[0010] 专利文献1 :日本特开2005-294407号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2012-208306号公报
[0012] 然而，当在层叠体设置倾斜面的情况下，担心在芯与被覆层之间产生剥离，而使光 波导的传送特性降低、反射镜的反射特性降低的问题。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的在于提供一种能够抑制传送特性的降低而进行高品质的光通信的 光波导以及具备上述的光波导的电子设备。
[0014] 上述的目的通过下述（1)~（11)的本发明能够实现。
[0015] (1) -种光波导，其具有形成有芯部的芯层、层叠于上述芯层的一面的第一被覆 层、层叠于上述芯层的另一面的第二被覆层以及分别贯通上述第二被覆层以及上述芯层直 至上述第一被覆层的空洞部，
[0016] 上述光波导的特征在于，
[0017] 上述空洞部的内壁面的一部分由相对于包含上述芯层与上述第一被覆层的界面 的平面倾斜且交叉的倾斜面构成，
[0018] 在上述平面中，上述倾斜面与上述内壁面的、同上述倾斜面连续的其他部分的连 接部的最小曲率半径为1~500 μ m。
[0019] (2)根据上述（1)所记载的光波导，其特征在于，构成为：
[0020] 上述空洞部设置于上述芯部或者上述芯部的长度方向的延长线上，
[0021] 上述倾斜面横截上述芯部的光轴或者其延长线。
[0022] (3)根据上述（1)或（2)所记载的光波导，其特征在于，
[0023] 在上述第二被覆层中的与上述芯层相反的一侧的面的上述空洞部中，上述倾斜面 与上述内壁面的、同上述倾斜面连续的其他部分的连接部的最小曲率半径为1~500 μm。
[0024] (4)根据上述⑴~⑶中任一项所记载的光波导，其特征在于，
[0025] 在上述第二被覆层与上述芯层的界面的上述空洞部中，上述倾斜面与上述内壁面 的、同上述倾斜面连续的其他部分的连接部的最小曲率半径为1~500 μπι。
[0026] (5)根据上述⑴~⑷中任一项所记载的光波导，其特征在于，
[0027] 具有层叠于上述第二被覆层的与上述芯层相反的一侧的面的覆盖层。
[0028] (6)根据上述⑴~（5)中任一项所记载的光波导，其特征在于，
[0029] 上述空洞部的内壁面包含相对于上述平面以锐角侧的角度为60~90°的角度交 叉的直立面。
[0030] (7)根据上述⑴~（6)中任一项所记载的光波导，其特征在于，
[0031] 上述倾斜面相对于上述平面以20~90°的角度交叉。
[0032] (8)根据上述（6)或（7)所记载的光波导，其特征在于，构成为：
[0033] 上述空洞部的内壁面包含两个上述倾斜面以及两个上述直立面，
[0034] 上述空洞部在其内壁面被上述平面剖切后的剖面中，上述倾斜面彼此以及上述直 立面彼此分别对置。
[0035] (9)根据上述（6)~⑶中任一项所记载的光波导，其特征在于，
[0036] 上述直立面沿光波导的长度方向弯曲。
[0037] (10)根据上述⑴~（5)中任一项所记载的光波导，其特征在于，构成为：
[0038] 上述空洞部的内壁面与上述平面之间的角度亦即与上述空洞部侧相反的一侧的 角度成为锐角。
[0039] (11) -种电子设备，其特征在于，
[0040] 具备上述⑴~（10)中任一项所记载的光波导。
[0041] 根据本发明，能够获得能够抑制传送特性的降低而进行高品质的光通信的光波 导。
[0042] 另外，根据本发明，能够获得具备上述的光波导的可靠性较高的电子设备。
【附图说明】
[0043] 图1是透过光波导的一部分表示本发明的光波导的第一实施方式的立体图。
[0044] 图2是图1所示的光波导的俯视图。
[0045] 图3是示意性地表示图2所示的光波导的凹部（空洞部）被包含芯层与第一被覆 层的界面的平面剖切后的开口的俯视图。
[0046] 图4是示意性地表示图2所示的光波导的凹部（空洞部）的开口的俯视图。
[0047] 图5是第二实施方式所涉及的光波导的俯视图。
[0048] 图6是第三实施方式所涉及的光波导的俯视图。
[0049] 图7是第四实施方式所涉及的光波导的剖视图。
[0050] 图8是示意性地表示本发明的光波导的制造所使用的激光加工装置的一个例子 的立体图。
[0051] 图9是图示了使激光加工用掩模相对移动而形成凹部的情况的俯视图。
[0052] 图10是示意性地表示图4所示的凹部的开口的其他构成例的俯视图。
【具体实施方式】
[0053] 以下，基于附图所示的优选实施方式对本发明的光波导以及电子设备详细地进行 说明。
[0054] 〈光波导〉
[0055] 《第一实施方式》
[0056] 首先，对本发明的光波导的第一实施方式进行说明。
[0057] 图1是透过一部分表示本发明的光波导的第一实施方式的立体图，图2是图1所 示的光波导的俯视图，图3是示意性地表示图2所示的光波导的凹部（也称为空洞部、槽） 被包含芯层与第一被覆层的界面的平面剖切后的开口的俯视图，图4是示意性地表示图2 所示的光波导的凹部（空洞部）的开口的俯视图。
[0058] 图1所示的光波导1呈带状，在光入射部与光出射部之间传送光信号，进行光通 {目。
[0059] 图1所示的光波导1具备从下侧层叠被覆层11、芯层13以及被覆层12而成的层 叠体10。在芯层13中，形成有长条状的芯部14以及与芯部14的侧面邻接地设置的侧面被 覆部15。此外，在图1、图2中，利用虚线等也对能够从被覆层12透视到的芯层13中的芯 部14、侧面被覆部15进行图示。
[0060] 芯部14的宽度以及芯部14的高度（芯层13的厚度）不被特别地限定，但优选为 1~200 μ m左右，更加优选为5~100 μ m左右。由此，能够实现芯层13的芯部14的高密 度化，从而能够提高光波导的光的传送效率。即，能够增多在每个单位面积能够铺设的芯部 14的个数，因此即使光波导为小面积，也能够进行大容量的光通信。
[0061] 此外，形成于芯层13的芯部14的个数不被特别地限定，但例如能够形成1~100 条。
[0062] 另外，光波导1的宽度方向的折射率分布以及厚度方向的折射率分布可以分别为 折射率不连续地变化的所谓的阶跃折射率（SI)型的分布，也可以为折射率连续地变化的 所谓的缓变折射率（GI)型的分布。
[0063] 在光波导1设置有将其一部分除去而形成的凹部（空洞部）170。即，光波导1具 备层叠体10以及形成于层叠体10的凹部170。图1所示的凹部170位于芯部14的长度方 向的中途。凹部170的内侧面的一部分成为相对于芯部14的光轴，即芯部14的长度方向 倾斜的倾斜面171。换言之，倾斜面171相对于包含芯层13与被覆层11的界面的平面倾 斜且交叉。上述的倾斜面171作为转换芯部14的光路的反射镜（光路转换部）发挥功能。 即，由倾斜面171构成的反射镜使在芯部14内从图2的上侧朝向下侧传播的光朝向图2的 纸面里侧反射，从而转换传播方向。
[0064] 凹部170构成为在被与被覆层12的上表面正交且与芯部14的长度方向平行的平 面剖切后，其剖面形状呈底部的宽度较窄且开口的宽度较宽的梯形。另外，凹部170也可以 构成为在被与被覆层12的上表面正交且与芯部14的长度方向平行的平面剖切时，其剖面 形状呈以底部为顶点的三角形。
[0065] 另外，如图1、图2所示，倾斜面171为在从被覆层12经由芯层13直至被覆层11 的中途之间连续形成的平坦面。另外，在凹部170的内侧面中的与倾斜面171对置的位置 设置有另一倾斜面172。该倾斜面172也与倾斜面171相同地，为在从被覆层12经由芯层 13直至被覆层11的中途之间连续形成的平坦面。
[0066] 另一方面，凹部170的内侧面中的与芯部14的光轴，即长度方向大致平行的两个 面分别为具有与被覆层11的下表面垂直的关系的直立面173、174。该直立面173、174构成 为在俯视包含芯层13与被覆层11的界面的平面时，如图2所示，能够观察到稍微弯曲。
[0067] 由上述的两个倾斜面171、172与两个直立面173、174构成凹部170的内侧面。
[0068] 若在光波导形成凹部，则往往产生与传送特性、反射特性有关的不希望的不良情 况。上述的不良情况在对光波导进行温度循环试验那样的加速试验的情况下以较高的频率 产生，因此考虑为伴随着加速试验而带来的负荷，而在光波导产生某些化学方面或者构造 方面的问题。
[0069] 本发明的发明人对在具备上述的凹部的光波导产生不良情况的原因进行专心调 查、研究。然后，发现了不良情况的原因在于在凹部附近产生的层间剥离，具体而言在上述 的倾斜面附近的芯层与被覆层的界面产生的层间剥离。然后，发现了在凹部的开口部的形 状满足规定的条件时，上述的层间剥离的产生被抑制，其结果，能够消除在光波导产生的不 良情况，而完成了本发明。
[0070] 即，在将利用包含光波导1中的芯层13与被覆层11的界面的平面剖切凹部170 的内壁面后的凹部170的开口部设为"开口部177"时，开口部177的俯视形状呈由与上述 的两个倾斜面171、172对应的直线线段171b、172b以及与直线线段171b、172b邻接（连 续）且与上述的两个直立面173、174对应的弧173b、174b构成的椭圆形。而且，各直线线 段171b、172b与各弧173b、174b的连接部178的最小曲率半径成为1~500 μm(参照图3 的曲率半径r2)。
[0071] 根据具有上述的剖面形状的凹部170,应力在其附近局部的集中被缓和。其结果， 能够抑制以应力集中的部位为起点产生龟裂、在凹部170附近的层间产生剥离。其结果，能 够获得能够抑制光波导1的传送效率的降低、倾斜面171的反射效率的降低而进行高品质 的光通信的光波导1。
[0072] 此外，最小曲率半径;1"2优选形成3~400 μπι左右，更加优选形成5~350 μπι左 右，进一步更加优选形成10