專利名稱：光波導器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光通信、光信息處理、其他的一般光學中廣泛使用 的光波導器件。
背景技術(shù)：
一般，在光波導器件中，通過光波導路徑傳播從發(fā)光元件發(fā)出的
光(例如參考專利文獻1)。圖5模式地表示該光波導器件。在圖5 中，光波導器件在基板10上形成光波導路徑，在該光波導路徑的一端 部隔開距離地，通過粘接劑A將發(fā)光元件50固定在上述基板10上。 另外，來自發(fā)光元件50的光L從光波導路徑的芯30的一端面入射， 通過了該芯30，從該芯30的另一個端面出射。另外，在圖5中，符 號20是下包層(under clad ),符號40是上包層(over clad )。 專利文獻l: US5914709
但是，在這樣的光波導器件中，芯30是棒狀的，因此其受光面(一 端面)的面積小。因此，來自發(fā)光元件50的投光方向軸與接受該光的 芯30的一個端面的對位困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這樣的問題而提出的，其目的在于提供一種容 易進行來自發(fā)光元件的投光方向軸與接受該光的芯的受光面的對位的 光波導器件。
為了達到上述目的，本發(fā)明的光波導器件具備第一下包層；設 置在上述第一下包層的上面，具有發(fā)出光的發(fā)光部分的發(fā)光元件；設 置在上述第一下包層的上面，具有接受來自上述發(fā)光元件的上述發(fā)光 部分的光的受光部分的芯，該光波導器件構(gòu)成為芯的受光部分形成為平面看大致u字形，將上述發(fā)光投射在該大致u字形受光部分的開 口部分內(nèi)。
另外，在本發(fā)明中，"大致u字形"表示不只是u字形狀，還包含
V字形狀、半圓形等，能夠?qū)碜园l(fā)光元件的發(fā)光部分的發(fā)光投射到
其開口部分內(nèi)的形狀。
本發(fā)明的光波導器件構(gòu)成為芯的受光部分形成為平面看大致u字 形，將來自發(fā)光元件的發(fā)光部分的發(fā)光投射在該大致u字形受光部分 的開口部分內(nèi)，由此能夠使上述大致u字形受光部分的內(nèi)側(cè)面成為受
光面。因此，能夠使其受光面積更大。由此，來自發(fā)光元件的投光方 向軸與接受該光的芯的受光面的對位的自由度變大，因此能夠容易地
進行該對位。
特別在將上述發(fā)光元件的發(fā)光部分定位到上述芯的受光部分的大
致u字形的開口部分內(nèi)的情況下，即使來自發(fā)光元件的投光方向軸在
橫方向上有很大偏離，也能夠在上述大致u字形的內(nèi)側(cè)面進行受光，
因此能夠更容易地進行來自發(fā)光元件的投光方向軸與接受該光的芯的
受光面的對位。
另外，上述光波導器件還具備作為高度調(diào)整層而形成在上述第 一下包層的上面的規(guī)定部分上的第二下包層，在上述芯隔著上述第二 下包層設置在上述第一下包層的上面的情況下，在上述發(fā)光元件的發(fā) 光部分的高度位置高的情況下，作為高度調(diào)整層形成第二下包層，由 此能夠適當并且容易地使芯的高度位置與上述發(fā)光元件的發(fā)光部分的 高度位置一致。


圖l模式地表示本發(fā)明的光波導器件的一個實施例，(a)是其平 面圖，(b)是(a)的X-X截面圖。
圖2的(a) ~ (e)是模式地表示本發(fā)明的光波導器件的制造方 法的說明圖。
圖3是模式地表示上述光波導器件的其他形式的平面圖。圖4是模式地表示上述光波導器件的另外其他形式的平面圖。 圖5是模式地表示現(xiàn)有的光波導器件的截面圖。
具體實施例方式
接著，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖1 (a) 、 (b)表示本發(fā)明的光波導器件的一個實施例。在該 實施例中，在基板1的上面形成有光波導器件。在該光波導器件中， 在笫一下包層21的上面設置發(fā)光元件5，在設置了該發(fā)光元件5的部 分以外的部分(規(guī)定部分)形成有第二下包層22。另外，在該第二下 包層22的上面按照規(guī)定的圖案形成有作為從發(fā)光元件5出射的光L 的通路的芯3。該第二下包層22是用于將上述芯3的高度位置設定為 能夠接受來自發(fā)光元件5的發(fā)光部分5c的光L的高度位置的高度調(diào)整 層。另外，上述芯3的一端部形成在接受來自上述發(fā)光元件5的光L 的受光部分3a上，其形狀為平面看U字形(在圖1 (a)中，是開口 側(cè)朝向左側(cè)的橫向的U字形)。另外，將上迷發(fā)光元件5定位在該U 字形受光部分的開口部分內(nèi)，而成為上迷受光部分3a的U字形部分 包圍該發(fā)光元件5的發(fā)光部分5c的狀態(tài)。理想的是來自該發(fā)光部分 5c的投光方向軸是芯3的長度方向(圖示的方向)，但除此以外，只 要設置為朝向上述U字形的受光部分3a的內(nèi)側(cè)面的方向，則并沒有 特別限定。另外，在本實施例中，形成具有透光性的上包層4使得覆 蓋上述發(fā)光元件5和芯3。另外，在圖1 (a) 、 (b)中，符號5a是 將發(fā)光元件5固定在其一端部上的引線框架，在其另一個端部設置有 與發(fā)光元件5連接的端子(布線連接部分)5b。
在該光波導器件中，從上述發(fā)光元件5向芯3的受光部分3a的方 向投射的光L首先經(jīng)由上包層4,從上述芯3的受光部分3a的U字形 的內(nèi)側(cè)面入射到芯3的受光部分3a內(nèi)。如果投射的光L的方向與芯3 的長度方向(圖示的方向)是同一方向，則光L原樣地向芯3的長度 方向前進。另一方面，如果投射的光L的方向與芯3的長度方向(圖 示的方向)不是同一方向，而是相對于長度方向傾斜的方向，則光L在芯3的受光部分3a的U字形部分內(nèi)循環(huán)反射后，最終向芯3的長 度方向前進。然后，從芯3的另一端面出射。這樣，在上述光波導器 件中，能夠使上述受光部分3a的U字形的內(nèi)側(cè)面的全體成為受光面， 因此能夠使受光面積變大。由此，不需要使來自發(fā)光元件5的投光方 向軸與接受該光的芯3的受光面的對位成為高精度，就能夠容易地進 行該對位。
說明這樣的光波導器件的制造方法的 一 個例子。
即，首先，準備平板狀的基板1 (參考圖2(a))。作為該基板 1，并沒有特別限定，作為其形成材料，例如可以列舉玻璃、聚合物膜、 石英、硅、樹脂、金屬等。另外，基板l的厚度并沒有特別限定，但 通常設定為20nm ~ 2mm的范圍內(nèi)。
接著，如圖2(a)所示那樣，在上述基板l的上面的規(guī)定區(qū)域中， 形成第一下包層21。作為該第一下包層21的形成材料，可以列舉感 光性樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等。另外，如下這樣進行第一下 包層21的形成。即，首先在基板l上涂抹將上述樹脂溶解在溶劑中的 漆。例如通過旋轉(zhuǎn)涂層法、浸潰涂層法、澆注法、注射法、噴墨法等， 進行該漆的涂抹。接著，使其硬化。在該硬化時，在使用感光性樹脂 作為第一下包層21的形成材料的情況下，通過照射線進行曝光。該曝 光了的部分成為第一下包層21。另外，在使用聚酰亞胺樹脂作為第一 下包層21的形成材料的情況下，通常通過100 400。Cx60 180分鐘 的加熱處理，來使其硬化。通常將第一下包層21的厚度設定為5~ 50nm的范圍內(nèi)。這樣，形成第一下包層21。
接著，如圖2 (b)所示，在上述第一下包層21的上面中的發(fā)光 元件5 (參考圖2 (d))的設置預定部分以外的規(guī)定部分，形成第二 下包層22。作為該第二下包層22的形成材料，可以使用感光性樹脂， 通過選擇性地在規(guī)定部分上用照射線進行膝光，而在第二下包層22上 形成該曝光了的規(guī)定部分。
另外，如圖2(c)所示，在上述第二下包層22的上面形成芯3。 這時，將芯3的一端部(受光部分3a)形成為上述U字形，該U字形部分形成為能夠包圍在后面的工序中設置的發(fā)光元件5的發(fā)光部分 5c (參考圖2 (d))。作為該芯3的形成材料，通?？梢粤信e感光性 樹脂，可以使用折射率比上述第二下包層22和后述的上包層4 (參考 圖2(e))的形成材料大的材料。例如可以對上述第二下包層22、芯 3、上包層4的各形成材料的種類的選擇和組成比例進行調(diào)整，來進行 該折射率的調(diào)整。另外，如下這樣進行芯3的形成。即，首先與上述 一樣地，在第二下包層22上涂抹將感光性樹脂溶解在溶劑中的漆。與 上迷一樣，例如通過旋轉(zhuǎn)涂層法、浸漬涂層法、澆注法、注射法、噴 墨法等，進行該漆的涂抹。接著，使其干燥，形成樹脂層。通常通過 50 120。Cxl0 30分鐘的加熱處理，來進行該千燥。
接著，經(jīng)由形成有與芯3的圖案對應的開口圖案的光掩模(未圖 示)，通過照射線對上述樹脂層進行膝光。通過未曝光部分的溶解除 去工序，該曝光了的部分成為芯3。如果對其詳細說明，則作為上述 曝光用的照射線，例如可以使用可視光、紫外線、紅外線、X射線、a 射線、p射線、Y射線等。適合的是使用紫外線。這是因為如果使用 紫外線，則照射大能量，能夠得到快的硬化速度，并且照射裝置小型 并且廉價，能夠降低生產(chǎn)成本。作為紫外線的光源，例如可以列舉低 壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等，紫外線的照射量通常是10 ~ 10000mJ/cm2，理想的是50 ~ 3000mJ/cm2。
在上述膝光后，為了結(jié)束光反應，進行加熱處理。在80 :250'C， 理想的是100~200。C， 10秒 2小時，理想的是5分鐘 1小時的范 圍內(nèi)，進行該加熱處理。然后，通過使用顯影液進行顯影，而溶解除 去樹脂層中的未曝光部分，將殘存的樹脂層形成為芯3的圖案。另外， 上述顯影例如使用浸漬法、噴射法、攪拌法等。另外，作為顯影劑， 例如可以使用有機系的溶劑、含有堿系水溶液的有機系的溶劑等。根 據(jù)感光性樹脂組成物的組成，來適當?shù)剡x擇這樣的顯影劑和顯影條件。
另外，通過加熱處理除去在顯影后殘存的顯影液。通常在80 ~ 120。Cxl0 30分鐘的范圍內(nèi)，進行該加熱處理。由此，在芯3上形成 上述芯3的圖案的殘存樹脂層。通常將各芯3的厚度設定為5 30nm的范圍內(nèi)，通常將其寬度設定為5~30nm的范圍內(nèi)。
接著，如圖2(d)所示那樣，與引線框架5a —起將發(fā)光元件5 設置在上述第一下包層21的上面的芯3的受光部分3a的U字形的開 口部分內(nèi)。這時，設置在引線框架5a的另一端部的端子(布線連接部 分)5b定位在第一下包層21的端緣的外側(cè)。另外，上述發(fā)光元件5 的設置也可以是不使用粘接劑而承載，或者使用很少的粘接劑進行假 固定的程度。其理由是通過形成上包層4使得在后面的工序(參考 圖2(e))中覆蓋上迷發(fā)光元件5，從而固定上述發(fā)光元件5。另外， 作為上述發(fā)光元件5,通常可以使用發(fā)光二極管、激光二極管、VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser )等。
接著，如圖2(e)所示那樣，在上述第一和第二下包層21、 22 的上面，形成具有透光性的上包層4，使得覆蓋上述發(fā)光元件5和芯3。 由此，上述發(fā)光元件5成為被上述第一下包層21和上包層4夾著的狀 態(tài)而被固定。作為上述上包層4的形成材料，可以列舉與上述第一或 第二下包層21、 22—樣的材料，但選擇具有透光性的材料。其中，該 上包層4的形成材料可以與上述第一或第二下包層21、 22的形成材料 一樣，也可以不同。另外，上包層4的形成方法也與上述第一或第二 下包層21、 22的形成方法一樣。通常將上包層4的厚度設定為20~ lOOjim的范圍內(nèi)。
進而，通過引線結(jié)合(wire bonding )等，將布線6連接到上述發(fā) 光元件5的端子(布線連接部分)5b上。
這樣，可以在基板l的上面制造出由第一和第二下包層21、 22、 芯3、上包層4和發(fā)光元件5構(gòu)成的上述光波導器件(參考圖1 (a)、 (b))。
另外，在上述實施例中，將發(fā)光元件5定位在受光部分3a的U 字形的開口部分內(nèi)，但如果能夠在上述U字形的內(nèi)側(cè)面進行受光，則 也可以如圖3所示那樣，將發(fā)光元件5定位在上述U字形部分的外側(cè)。
另外，在上迷實施例中，將芯3的一端部(受光部分3a)形成為 平面看U字形，但并不只限于此，例如也可以如圖4所示那樣，形成為平面看v字形。這樣，也起到同樣的作用和效果。
另外，在上述實施例中，通過形成第二下包層22，使芯3的高度 位置與能夠接受來自發(fā)光元件5的發(fā)光部分5c的光L的高度位置一 致，但在不需要使芯3和發(fā)光元件5的發(fā)光部分5c的高度位置一致的 情況下，也可以不形成第二下包層22地構(gòu)成光波導器件。在該情況下， 將芯3形成在第一下包層21的上面。
進而，在上述實施例中，形成上包層4，但該上包層4并不是必 需的，根據(jù)情況，也可以不形成上包層4而構(gòu)成光波導器件。
另外，在上述實施例中，將發(fā)光元件5的端子(布線連接部分) 5b定位在第一下包層21的端緣的外側(cè)，但也可以將上述端子5b定位 在第一下包層21上，在該情況下，在通過引線結(jié)合等將布線6連接在 端子5b上后，用上包層4覆蓋該端子5b部分。
接著，說明實施例。但是，本發(fā)明并不只限于此。
實施例芴縮水甘油醚(成分A) 35 重量份、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂即3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，，4，-環(huán)氧環(huán)己烯碳酸 酯(夕'4七/"化學公司制造、七口《廿4卜'2021P)(成分B) 40 重量份、(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)曱基-3，，4，-環(huán)氧環(huán)己基碳酸酯(夂4七^ 化學公司制造、七口 *廿4卜'2081 )(成分C ) 25重量份、4,4，-二[二 (P羥乙氧基)苯基锍基I苯基疏醚-二-六氟銻酸鹽的50%碳酸丙酸酯 (propionic carbonate)溶液(光氧發(fā)生劑成分D ) 1重量份，調(diào)制 成第一及第二下包層以及上包層的形成材料。 [芯的形成材料
將上述成分A: 70重量份、1，3，3-三(4- ( 2- (3-氧環(huán)丁基))丁 氧基苯基)丁烷30重量份、上述成分D: 0.5重量份溶解在乳酸乙 基28重量份中，來調(diào)制芯的形成材料。
[光波導器件的制作l
首先，在玻璃基板(厚度1.0mm)的上面，通過旋轉(zhuǎn)涂層法涂抹上述第一下包層的形成材料后，進行2000mJ/cm2的紫外線照射。接著， 通過進行100。Cxl5分鐘的加熱處理，來形成第一下包層(厚度15nm )。 接著，在上述第一下包層的上面的發(fā)光二極管的設置預定部分以 外的規(guī)定部分，與上述第一下包層的形成同樣地，形成第二下包層(厚 度50拜)。
接著，在上述第二下包層的上面，通過旋轉(zhuǎn)涂層法涂抹了上述芯 的形成材料后，進行100。Cxl5分鐘的千燥處理。接著，在其上方，設 置形成了與芯圖案一樣形狀的開口圖案的合成石英系的光掩模。另外， 從其上方通過接觸曝光法進行4000mJ/cm2的紫外線照射的曝光后，進 行12(TCxl5分鐘的加熱處理。接著，通過使用y丁內(nèi)酯水溶液進行顯 影，溶解除去了未曝光部分后，進行120。Cx30分鐘的加熱處理，由此 形成芯(截面尺寸寬度12nmx高度24nm)。對于該芯，將一端部 (受光部分)形成為平面看V字形。
接著，使用少的紫外線硬化型粘接劑，將發(fā)光二極管假固定在上 述第一下包層的上面的上述芯的受光部分的V字形的開口部分內(nèi)。
接著，在上述第一和第二下包層上通過旋轉(zhuǎn)涂層法涂抹了上述上 包層的形成材料，使得覆蓋上述發(fā)光二極管和芯后，進行2000mJ/cm2 的紫外線照射。接著，通過進行150。Cx60分鐘的加熱處理，形成上包 層(厚度35nm )。
接著，通過引線結(jié)合，將布線連接到上述發(fā)光二極管的端子上。
這樣，在上述基板上，能夠制造出由第一和第二下包層、芯、上 包層、發(fā)光二極管構(gòu)成的光波導器件。
權(quán)利要求
1.一種光波導器件，包括第一下包層；設置在上述第一下包層的上面，具有發(fā)出光的發(fā)光部分的發(fā)光元件；設置在上述第一下包層的上面，具有接受來自上述發(fā)光元件的上述發(fā)光部分的光的受光部分的芯，該光波導器件的特征在于上述芯的上述受光部分為平面看大致U字形，將上述發(fā)光投射在上述大致U字形受光部分的開口部分內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光波導器件，其特征在于 將上述發(fā)光元件的發(fā)光部分定位在上述芯的受光部分的大致U字形的開口部分內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光波導器件，其特征在于還具備作為高度調(diào)整層形成在上迷第一下包層的上面的規(guī)定部 分的第二下包層，其中隔著上述第二下包層將上述芯設置在上述第一下包層的上面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光波導器件，其特征在于還具備作為高度調(diào)整層形成在上述第一下包層的上面的規(guī)定部 分的第二下包層，其中隔著上述第二下包層將上述芯設置在上述第一下包層的上面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種來自發(fā)光元件的光的光軸與接受該光的芯的受光面的對位容易的光波導器件。其中，在第一和第二下包層(21、22)的上面，分別設置發(fā)光元件(5)、用于接受該發(fā)光元件(5)的發(fā)光的芯(3)，芯(3)的受光部分(3a)形成為平面看U字形，將來自上述發(fā)光元件(5)的發(fā)光部分(5c)的發(fā)光投射到該大致U字形的開口部分內(nèi)。
文檔編號G02B6/13GK101315441SQ20081010930
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者S·R·卡安, 宗和范 申請人:日東電工株式會社