专利名称：光波导路基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及光波导路基板及其制造方法。
背景技术：
为了使在光纤等光传送媒体中传送的光进行分支或耦合，目前使用光波导路基板。例如，埋入型的光波导路基板是在由Si等制成的基板上具有由传递光用的芯子和覆盖该芯子的包层构成的聚合物制的光波导路层。在这种光波导路基板上，有时与芯子长度方向交叉地设置有波长过滤器等光学部件。通常，光学部件在插入在例如光波导路基板的规定位置上形成的槽中的状态下被固定。
例如，在以下的专利文献1～6中公开了具有上述结构的光波导路基板。多数现有的光波导路基板，通过在基板上形成的光波导路层上作出由刻模制造的槽，并将光学部件插入该槽中，从而将该光学部件固定在光波导路层和基板上。另外，在以下的专利文献7中公开了当将光学部件(光学过滤器)插入刻模槽时，将用于矫正光学部件弯曲的压入件与光学部件一起插入刻模槽的方法。作为上述以外的结构例子，在以下的专利文献8中公开了以在二块光波导路基板之间夹住光学部件(滤光片)的状态进行固定的光合分波器。
专利文献1特开平11-38240专利文献2特开平11-52150专利文献3特开平11-287916专利文献4特开2000-131527专利文献5特开2000-75155专利文献6特开2002-243960专利文献7特开2002-303772专利文献8特开2005-77933本发明者们研究了上述现有的光波导路基板，结果发现了以下这些问题。
即，上述专利文献中所述的多数现有的光波导路基板，利用紫外线固化树脂等粘接剂，将光学部件固定在刻模槽中。然而，如上述专利文献2所述，在光波导路基板中所使用的粘接剂中，具很充分的耐湿性、耐热性的少，使光波导路基板的可靠性受到损害。另外，当在光波导路基板的表面上产生由光学部件或粘接剂造成的凹凸时，难以稳定地将例如光电二极管等光学器件放置在光波导路基板上。
为了解决现有的光波导路基板所存在的这些问题，本发明者们提出了将光学部件埋入由树脂制成的光波导路层内部的光波导路基板。通过将光学部件埋入光波导路层的内部，可以提供具有耐湿性和耐热性、同时可靠性优异的光波导路基板。另外，由于能够将光波导路层的表面作得平坦，所以可以稳定地将光电二极管等器件放置在光波导路基板上。
但是，在光波导路层由树脂构成的情况下，为了均匀地调整层厚，多数是利用例如旋涂这样的方法来涂布形成光波导路层。因此，当将光学部件埋入光波导路层内时，最好是预先将光学部件保持在规定位置，以便不致将光学部件冲走。另外，即使在不使用旋涂法的情况下，由于当光学部件的位置偏移时，光学部件和芯子的光耦合效率降低，所以最好是当将光学部件埋入光波导路层内时，预先将该光学部件保持在规定位置。
在上述专利文献7中，通过与压入件一起将光学过滤器压接在槽内，从而将该光学过滤器固定在基板上。然而，采用这种固定方法，除了因需要另外的压入件而使部件数增加以外，也存在将光学部件插入槽中的作业需要费工夫或时间等问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种光波导路基板及其制造方法，该光波导路基板具有通过简单的结构和工序、能够将光学部件埋入由树脂制成的光波导路层内部的结构，同时，具有能够使光波导路层表面平坦化的结构。
为了解决上述问题，本发明的光波导路基板包括具有主面的基板、设置在该基板主面上的光波导路层和光学部件。光波导路层是设置在基板的主面上由树脂制成的层，它具有沿第一方向延伸的第一芯部、沿着与该第一方向交叉的第二方向延伸的第二芯部和覆盖该第一和第二芯部的包层部。光学部件具有反射规定波长的光的反射面。另外，光学部件设置在基板的主面上，使反射面将在第一和第二芯部中的一个芯部中传递的光向另一个芯部反射。特别是，在本发明的光波导路基板中，光波导路层还具有以夹住光学部件的状态来保持该光学部件的第一和第二支承部。该第一和第二支承部分别由与第一和第二芯部相同的材料制成而且与该第一和第二芯部一起在基板的主面上形成。另外，光学部件与第一和第二芯部一起由包层部覆盖。
在具有上述结构的该光波导路基板上，光波导路层具有以相互之间夹入光学部件的状态来保持该光学部件的第一和第二支承部。而且，该第一和第二支承部用与第一和第二芯部相同的材料制成，而且与该第一和第二芯部一起在基板的主面上形成。因此，在基板的主面上同时形成第一芯部、第二芯部、第一支承部和第二支承部后，在第一支承部和第二支承部之间夹入光学部件的状态下(第一和第二支承部将光学部件保持在规定位置的状态)，可形成由树脂制成的包层部，以便同时覆盖第一芯部、第二芯部、第一支承部、第二支承部和光学部件。这样，采用该光波导路基板，由于能够利用可简易形成的第一支承部和第二支承部保持光学部件，并用包层部覆盖该光学部件，所以即使在利用例如旋涂形成包层部的情况下，也可以利用简单的结构将光学部件埋入光波导路层内部，而不会被树脂冲走。由此，可得到容易制造、具有耐湿性和耐热性、可靠性高的光波导路基板。另外，与用粘接剂将光学部件固定在槽中的现有光波导路基板不同，在本发明的光波导路基板中，由于用包层部覆盖(埋入)光学部件，所以也容易使该光波导路基板表面平坦化。
另外，在本发明的光波导路基板中，第一和第二支承部分别用与第一和第二芯部相同的材料制成，而且包含与第一和第二芯部一起在基板的主面上形成的部分。由于这样，利用形成第一和第二芯部时的掩模也同时形成第一和第二支承部，由此，可以高精度地调节第一和第二支承部相对于第一和第二芯部的形成位置。在这种情况下，采用该光波导路基板，可用少的工序，高精度地进行光学部件的定位。而且，在本发明的光波导路基板中，由于用覆盖第一和第二芯部的包层部也覆盖光学部件，故可以由包层部防止尘埃侵入第一芯部、第二芯部和光学部件的反射面的间隙中，同时，该间隙可用包层部填埋。在这种情况下，采用该光波导路基板，可省去将折射率调整用的粘接剂等注入光学部件和芯部的间隙中的工序。在这种情况下，可不增加制造工序中，可有效地减少第一和第二芯部与光学部件间的光损失。
本发明的光波导路基板可包括具有二种包层部的光波导路层。即，该光波导路基板包括具有主面的基板、设置在基板的主面上由树脂制成的光波导路层和光学部件。光波导路层具有沿着互相交叉的方向延伸的第一和第二芯部、覆盖该第一和第二芯部的第一包层部、和覆盖该第一包层部和光学部件的第二包层部。这时，在光波导路层，第一包层部具有收容光学部件的光学部件收容槽、和在光学部件收容槽侧面上形成的以相互之间夹入光学部件状态保持该光学部件的第一和第二支承部。
在具有上述结构的该光波导路基板中，第一包层部具有以相互间夹入光学部件的状态来保持该光学部件的第一和第二支承部。因此，对于在主面上与第一和第二芯部一起形成第一包层部的基板，形成由树脂制成的第二包层部，以便覆盖以夹入第一支承部和第二支承部之间的状态保持于光学部件收容槽内的光学部件的同时覆盖第一包层部。在这种情况下，采用该光波导路基板，能够利用可简单地形成的第一和第二支承部保持光学部件，并能够用第二包层部覆盖该光学部件。即使在利用例如旋涂形成第二包层部的情况下，也可以利用简单的结构将光学部件埋入光波导路层内部，而不会被树脂冲走。其结果是，可得到容易制造、同时具有耐湿性的耐热性、而且可靠性高的光波导路基板。另外，与用粘接剂将光学部件固定在槽中的现有光波导路基板不同，在本发明的光波导路基板中，由于利用第二包层部覆盖光学部件(埋入光波导路层内)，故容易使该光波导路层平面平坦化。
反射规定波长的光的反射面不是仅限于全反射面，也包括反射至少到达的光的一部分的面。作为具有这种面的光学部件，包括例如根据光中所含的波长成分而有选择地反射或透过该波长的波长过滤器或反射光量的一部分而使剩余部分透过的半透半反镜等。
另外，在本发明的光波导路基板中，优选第一支承部具有与光学部件的反射面相接的第一接触面。同样，第二支承部具有与光学部件的与反射面相对的背面相接的第二接触面。由这些第一和第二接触面保持光学部件。在这种情况下，第一和第二支承部可以稳定地保持光学部件。另外，优选为，第一和第二接触面的间隔设定得比沿着与光学部件的反射面正交的方向的光学部件的厚度小，光学部件压入这些第一接触面和第二接触面之间。在这种情况下，可以利用第一和第二支承部牢固地保持光学部件。
在本发明的光波导路基板中，第一支承部可以具有与光学部件的反射面相对的第一支承面、和从第一支承面沿着基板的主面突出的凸状部。同样，第二支承部可以具有与光学部件的反射面相反侧的背面相对的第二支承面、和从第二支承面沿着基板的主面突出的凸状部。这时，光学部件与第一和第二支承面的凸状部相接。采用这种结构，由于可以减小第一和第二支承部与光学部件的接触面积，故可以减少将光学部件插入第一支承部和第二支承部之间时的光学部件的损伤(特别是反射面的损伤)。另外，分别形成于第一和第二支承部上的凸状部彼此的距离设定得比沿着与反射面正交的方向的光学部件的厚度短，光学部件压入第一支承部的凸状部和第二支承部的凸状部之间。其结果是，可利用第一和第二支承部牢固地保持光学部件。
在本发明的光波导路基板中，光学部件具有沿着与反射面正交的方向的该光学部件的厚度朝向基板渐渐地减少的锥形状也可以。在这种情况下，容易将光学部件插入第一支承部和第二支承部之间。另外，优选光学部件的与反射面相对向的背面中的至少一部分与相对于该反射面倾斜。在这种情况下，可维持反射面的平坦性，将光学部件的接近基板的部分加工成锥形状。
本发明的光波导路基板的第一个制造方法，包括第一包层形成序、芯层形成工序、蚀刻工序、光学部件设置工序、和第二包层形成工序。在第一包层形成工序中，在所准备的基板的主面上形成由树脂制成的第一包层。在芯层形成工序中，在该第一包层上形成由折射率比第一包层高的树脂制成的芯层。在蚀刻工序中，首先，准备形成有下述这样平面形状的掩模，这些平面形状是沿着基板的主面上的第一方向延伸的第一芯部的平面形状；沿着与第一方向交叉的第二方向延伸的第二芯部的平面形状；和以相互之间夹入光学部件的状态来保持该光学部件的第一和第二支承部的平面形状，而该光学部件被配置成将在这些第一和第二芯部中的一个芯部中传递的光由光学部件的反射面反射至另一个芯部。然后，通过使用所准备的掩模对芯层和第一包层部进行蚀刻，与第一和第二芯部一起形成第一和第二支承部。在光学部件设置工序中，将光学部件插入第一支承部和第二支承部之间。在第2包层形成工序中，形成由折射率比芯层低的树脂制成的第二包层，以便分别覆盖第一芯部、第二芯部、第一支承部、第二支承部和光学部件。
利用上述光波导路基板的第一制造方法，在蚀刻工序时，由于形成以相互之间夹入的状态保持光学部件的第一和第二支承部，故在下一个光学部件设置工序时，通过将光学部件夹入第一支承部和第二支承部之间，可以将该光学部件保持在规定位置。而且，当接下来的第二包层形成工序时，在由第一和第二支承部间保持光学部件这样的状态不变的情况下，形成由树脂制成的第二包层，使得分别覆盖第一芯部、第二芯部、第一支承部、第二支承部和光学部件。这样，采用该光波导路基板的第一制造方法，由于利用可简单地形成的第一和第二支承部保持光学部件，并且在这样的状态不变的情况下，再用第二包层覆盖该光学部件，所以即使在利用例如旋涂形成第二包层的情况下，也可以利用简单的工序将光学部件埋入第二包层内部，而不会被树脂冲走。其结果是，可得到容易制造、同时具有耐湿性的耐热性、而且可靠性高的光波导路基板。另外，与用粘接剂将光学部件固定在槽中的现有光波导路基板不同，在本发明的光波导路基板的第一制造方法中，由于利用第二包层覆盖(埋入)光学部件，所以容易使该光波导路基板表面平坦化。
另外，利用上述的该光波导路基板的第一制造方法，由于通过共用用于形成第一和第二芯部的掩模也同时形成第一和第二支承部的平面形状，所以可高精度地调节第一和第二支承部相对于第一和第二芯部的形成位置。因此，采用该光波导路基板的第一制造方法，能够利用少的工序使光学部件相对于第一和第二芯部进行高精度地定位。而且，在该光波导路基板的第一制造方法中，在第二包层形成工序时，形成第二包层部，不但覆盖第一和第二芯部，也覆盖光学部件，因此，可有效防止尘埃侵入第一和第二芯部与光学部件的反射面之间隙中，同时，能够利用第二包层填埋该间隙。其结果是，采用该光波导路基板的第一制造方法，由于可省去将折射率调整用的粘接剂等注入光学部件和芯部的间隙中的工序，所以可不增加制造工序，有效地减少第一和第二芯部与光学部件之间的光损失。
本发明的光波导路基板的第二制造方法包括蚀刻工序、光学部件设置工序、和第二包层形成工序。在蚀刻工序中，首先，对层叠部进行蚀刻，该层叠部设置于所准备的基板的主面上，由树脂制成，并具有沿着第一方向延伸的第一芯部、沿着与该第一方向交叉的第二方向延伸的第二芯部、和覆盖这些第一和第二芯部的第一包层部。这时，使用分别形成有收容光学部件的光学部件收容槽的平面形状、和在光学部件收容槽侧面形成且以相互之间夹入的状态保持光学部件的第一和第二支承部的平面形状的掩模，该光学部件被配置成将在第一和第二芯部之中的一个芯部中传递的光由光学部件的反射面向另一个芯部反射。通过利用这样的掩模，在层叠部上与光学部件收容槽一起形成第一和第二支承部。在光学部件设置工序中，将光学部件插入第一支承部和第二支承部之间。另外，在第二包层形成序中，形成由折射率比第一和第二芯部低的树脂制成的第二包层部，使得分别覆盖层叠部和光学部件。
采用具有上述结构的该光波导路基板的第二制造方法，在蚀刻工序时，由于在层叠部形成以夹住光学部件的状态保持该光学部件的第一和第二支承部，所以在接下来的光学部件设置工序时，可将夹入第一支承部和第二支承部之间的光学部件保持在规定位置。然后，在接下来的第二包层形成工序时，在将光学部件保持于第一和第二支承部之间这样的状态不变的情况下，形成由树脂制成的第二包层部，以覆盖层叠部和光学部件。这样，采用该光波导路基板第二制造方法，由于能够利用可简单地形成的第一和第二支承部保持光学部件，并能够直接用第二包层部覆盖该光学部件，所以即使在利用例如旋涂形成第二包层部情况下，也可以利用简单的工序将光学部件埋入第二包层部的内部，而不会被树脂冲走。其结果是，可得到容易制造、同时具有耐湿性和耐热性、而且可靠性高的光波导路基板。另外，与用粘接剂将光学部件固定在槽中的现有制造方法不同，在该光波导路基板的第二制造方法中，由于利用第二包层部覆盖(埋入)光学部件，所以容易使该光波导路基板表面平坦化。
利用以下的详细说明和附图，可以很好地理解本发明的各实施例。这些实施例是例示性的，不是限制本发明。
本发明的进一步的应用范围，根据以下的详细说明可以清楚地了解。但是，详细的说明及特定的事例表示本发明的优选实施例，只是为了例示而例举的，根据这些详细的说明，本发明的思想和范围内的各种变形和改良，对于本领域技术人员而言是显而易见的。
图1是表示本发明的光波导路基板的第一实施例的结构的立体图。
图2是表示图1所示的光波导路基板的中心部附近结构的平面图。
图3A和3B是表示图2所示的光波导路基板的剖面结构的图。
图4是说明第一实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之一)。
图5A和5B是说明第一实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之二)。
图6A和6B是说明第一实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之三)。
图7是说明第一实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之四)。
图8是说明第一实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之五)。
图9是说明第一实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之六)。
图10是说明第一实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之七)。
图11是表示第一实施例的光波导路基板的第一变形例结构的平面图。
图12是表示在第一变形例的光波导路基板的制造工序中使用的利用蚀刻形成第一和第二支承部用的掩模的形状的立体图。
图13是表示第一实施例的光波导路基板的第二变形例的结构的平面图。
图14是表示在第二变形例的光波导路基板的制造工序中使用的利用蚀刻形成第一和第二支承部用的掩模的形状的立体图。
图15是表示第一实施例的光波导路基板的第三变形例的剖面结构的图。
图16A和16B是说明第二实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之一)。
图17是说明第二实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之二)。
图18是说明第二实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之三)。
图19是说明第二实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之四)。
图20是说明第二实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之5)。
图21是表示本发明光波导路基板的第三实施例的结构的立体图。
图22是表示图21所示的光波导路基板的中心部附近的结构的平面图。
图23A和23B是表示图22所示的光波导路基板的剖面结构的图。
图24是说明第三实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之一)。
图25是说明第三实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之二)。
图26是说明第三实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之三)。
图27是说明第三实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之四)。
图28是说明第三实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之五)。
图29是说明第三实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之六)。
图30是说明第三实施例的光波导路基板的制造工序的立体图(之七)。
图31是表示第三实施例的光波导路基板的第一变形例的结构的平面图。
图32是表示第三实施例的第一变形例的光波导路基板的另一个例子的结构的平面图。
图33是表示第三实施例的光波导路基板的第二变形例的结构的平面图。
图34是表示第三实施例的第二变形例的光波导路基板的另一个例子的结构的平面图。
图35是表示第三实施例的光波导路基板的第三变形例的结构的平面图。
图36是表示第三实施例的光波导路基板的第四变形例的结构的平面图。
图37是表示第四实施例的光波导路基板的大致结构的平面图。
图38是说明第四实施例的光波导路基板的双向通信的动作的平面图。
图39是表示第四实施例的光波导路基板的变形例大致结构的平面图。
图40是示意性地表示本发明的光波导路基板的第五实施例的结构的平面图。
具体实施例方式
以下利用图1～2、3A～3B、4、5A、6B、7～15、16A～16B、17～22、23A～23B和24～40详细地说明本发明的光波导路基板及其制造方法的各实施例。在附图的说明中，同一部件、同一部位用同一符号表示，并省略重复的说明。
(第一实施例)首先，说明本发明的光波导路基板及其制造方法的第一实施例。图1是表示本发明的光波导路基板的第一实施例的结构的立体图。图2是表示图1所示的光波导路基板1a的中心部附近的结构的平面图。图3A和3B是表示图2所示的光波导路基板1a的剖面结构的图，特别是，图3A表示沿着图2所示的I-I线、II-II线和III-III线的光波导路基板1a的剖面；图3B表示沿着图2所示的IV-IV线和V-V线的光波导路基板1a的剖面。该第一实施例的光波导路基板1a是所谓埋入型光波导路基板参见图1～2和3A～3B，第一实施例的光波导路基板1a具有基板2、光波导路层3和波长过滤器4。基板2具有矩形的平面形状，并具有主面2a。基板2由例如硅、聚酰亚胺、玻璃、石英、玻璃环氧树脂、陶瓷等材料制成。在光波导路层3由聚合物(polymer)构成的情况下，在使光波导路层3热固化时，光波导路层3收缩。由于这样，如果使基板2和光波导路层2的热膨胀率相匹配，则基板2的材料与光波导路层3是同一种材料即可。另外，在基板2的材料与光波导路层3的材料不同的情况(例如，相对于聚酰亚胺的光波导路层3而利用硅基板或玻璃基板的情况等)下，为了抑制由光波导路层3的收缩引起的光波导路基板1a的弯曲，优选使基板2的厚度比较厚(例如，厚度为300μm～1mm)。
光波导路层3是包含光传递的芯部32a～32c的层，设置在基板2的主面2a上。光波导路层3包含以例如聚酰亚胺、硅、环氧树脂、丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯并噁唑这样的有机系材料之中的至少一种材料为主剂的聚合物。或者，为了得到与传递的光的波长相应的最优的透过特性，光波导路层3也可以包含以这些有机系材料的C-H基中的H被重氢置换的重氢化物(例如重氢化硅)或C-H基中的H被氟置换的氟化物(例如氟化聚酰亚胺)为主剂的聚合物。(在以下的说明中，简单地将以这些有机系材料或其重氢化物、氟化物为主剂的聚合物称为“聚酰亚胺等聚合物”)。利用以上这样的材料组成，可以容易地将波长过滤器4埋入光波导路层3的内部。另外，光波导路层3优选包含在这些有机系材料中玻璃化转变温度高、耐热性优异的聚酰亚胺。光波导路层3含有聚酰亚胺，由此，可以长期地维持光波导路层3的可靠性，同时，在光波导路层3上安装电子器件等情况下的焊锡也可耐久。另外，更优选的是，考虑光透过率、折射率特性等，光波导路层3也可以含有氟化聚酰亚胺。
光波导路层3具有包层部35和折射率比包层部35高的芯部32a～32c。包层部35在基板2的主面2a上呈层状形成，芯部32a～32c被包层部35覆盖。芯部32a为该第一实施例的第一芯部，它在沿着规定的光轴A(参见图2)的第一方向上延伸。另外，芯部32b为该第一实施例的第二芯部，它在沿着与芯部32a的长度方向(即沿着光轴A的第一方向)交叉的规定光轴B(参见图2)的第二方向上延伸。芯部32a的一端与芯部32b的一端连接，端面32h(参见图2)成为芯部32a和32b的共同端面。芯部32a和32b的另一端分别是在光波导路基板1a的侧面上从包层部35露出的光入射出射端5a和5b。另外，芯部32c在沿着规定光轴A的第一方向上与芯部32a并排设置，在沿着规定光轴A的第一方向上延伸。芯部32c的一端成为与芯部32a的一端隔开规定的间隔并相对向的端面32i(参见图2)。芯部32c的另一端是在光波导路基板1a的侧面上从包层部35露出的光入射出射端5c。
包层部35包含下层包层部31a～31c和上层包层部33。下层包层部31a～31c设置在芯部32a～32c和基板2之间。如后述的制造工序中所示，下层包层部31a～31c在利用蚀刻形成芯部32a～32c时同时蚀刻形成。因此，下层包层部31a～31c的平面形状分别成为与芯部32a～32c的平面形状相同的形状。另外，上层包层部33在主面2a上的全面上形成，以便覆盖芯部32a～32c和下层包层部31a～31c。在图1中，为了说明光波导路层3的内部结构，上层包层部33用假想线(点划线)来表示。在图2中，上层包层部33没有示出。
波长过滤器4是根据传递光中所含的波长成分而有选择地反射该波长的光学部件，是本发明的光学部件的一个例子。参见图2和图3B可看出，波长过滤器4具有根据波长而有选择地反射光的反射面4a和与反射面4a相对的背面4b。波长过滤器4配置在基板2的主面2a上，使得反射面4a将经芯部32a传递的光朝着芯部32b反射(相反地说，反射面4a将经芯部32b传递的光朝着芯部32a反射)。具体地说，波长过滤器4配置成使反射面4a的法线将规定的光轴A和光轴B所形成的角二等分。反射面4a与芯部32a(32b)的端面32h相面对，背面4b与芯部32c的端面32i相对。波长过滤器4的反射面4a、背面4b、侧面4c和上面被上层包层部33覆盖。因此，反射面4a和端面32h的间隙以及背面4b和端面32i的间隙被上层包层部33的构成材料充满。
波长过滤器4由基部41和设置在基部41的反射面4a侧的电介质多层膜42构成。电介质多层膜42层叠具有规定厚度和折射率的多个电介质层，可根据波长有选择地反射光。另外，基部41是用于维持多层膜42的机械强度的部分，由相对于在例如芯部32a～32c中传递的光的波长透明的材料制成。如该第一实施例那样，波长过滤器4优选直接设置在基板2的主面2a上，但例如将包层部35的一部分设置在与主面2a之间也可以。另外，通过使用电介质多层膜作为波长过滤器4，在波长过滤器4中，不反射而透过的光的光轴相对于入射于波长过滤器4之前的光的光轴A稍微偏移。
在光波导路层3由聚酰亚胺等聚合物(聚合物)构成的情况下，在使光波导路层3热固化时，光波导路层3收缩。由于这样，为了使热膨胀率匹配，优选波长过滤器4也含有与光波导路层3相同的聚酰亚胺等聚合物。这样，可抑制由使光波导路层3(特别是上层包层部33)固化时的收缩引起的芯部32a、32b和32c与波长过滤器4的位置偏移。另外，更优选波长过滤器4和上层包层部33含有同种材料即可。例如，在上层包层部33由以氟化聚酰亚胺为主剂的聚合物构成的情况下，波长过滤器4也优选由以氟化聚酰亚胺为主剂的聚合物构成。
在此，光波导路层3还具有第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b。第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b在相互间夹住波长过滤器4的状态下，保持该波长过滤器4。第一支承部36a、36b在基板2的主面2a上，沿着波长过滤器4的长度方向并排地形成，配置在波长过滤器4的两端附近。第二支承部37a、37b也同样，在基板2的主面2a上，沿着波长过滤器4的长度方向并排地形成，配置在波长过滤器4的两端附近。第一支承部36a、36b分别具有与波长过滤器4的反射面4a相接的侧面36c、36d。侧面36c、36d是该第一实施例的第一接触面。另外，第二支承部37a、37b分别具有与波长过滤器4的背面4b相接的侧面37c、37d。侧面37c、37d是该第一实施例的第二接触面。
侧面36c和侧面37c以夹住波长过滤器4而相向对合的状态进行配置。侧面36d和侧面37d也以夹住波长过滤器4而相向对合的状态进行配置。利用这种结构，波长过滤器4的一端被夹入侧面36c和侧面37c，同时，波长过滤器4的另一端被夹入侧面36d和侧面37d，由此分别被保持。另外，波长过滤器4和第一支承部36a、36b的接触位置(即反射面4a和侧面36c、36d的接触位置)、以及波长过滤器4和第二支承部37a、37b的接触位置(即背面4b和侧面37c、37d的接触位置)，通过夹住波长过滤器4而相互对称地配置。这样，可以稳定地保持波长过滤器4。而且，波长过滤器4的反射面4a的位置和角度由侧面36c、36d和侧面37c、37d来规定。如后述的制造工序所示，第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b与芯部32a～32c同时(使用相同的掩模)形成。
又如图3B所示，在该第一实施例中，侧面36c和侧面37c的间隔(侧面36d和侧面37d的间隔)Wa设定成比沿着与反射面4a正交的方向的波长过波器4的厚度t小。而且，波长过滤器4压入侧面36c和侧面37c之间(侧面36d和侧面37d之间)。因此，利用第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b牢固地保持波长过滤器4。在该第一实施例中，第一支承部36a和第二支承部37a利用在与第一支承部36a和第二支承部37a相同层上形成的连结部38a互相连接。第一支承部36b和第二支承部37b也利用在与第一支承部36b和第二支承部37b相同层上形成的连结部38b互相连接。利用这种结构，第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b的机械强度增加，可以防止压入波长过滤器4时第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b的剥离。另外，为了防止压入波长过滤器4时第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b的剥离，将第一支承部36a、36b和基板2的主面2a的接触面的宽度以及第二支承部37a、37b和基板2的主面2a的接触面的宽度设定成分别与波长过滤器4的厚度t相同程度以上也有效。
另外，在该第一实施例中，光波导路层3含有聚酰亚胺等聚合物，第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b也同样含有聚酰亚胺等聚合物。这样，通过第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b包含作为比较软质的材料的聚合物(聚合物)，可降低将波长过滤器4插入第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b之间时波长过滤器4的损伤(特别是反射面4a的损伤)。又如上所述，在该第一实施例中，由于波长过滤器4也含有聚酰亚胺等聚合物，所以还可减少插入波长过滤器4时的波长过滤器4的损伤。
第一支承部36a具有第一部分31d和设置在该第一部分31d上的第二部分32d。同样，第一支承部36b具有第一部分31e和设置在该第一部分31e上的第二部分32e。第一部分31d、31e位于与下层包层部31a～31c相同层上，同时，由与该下层包层部31a～31c相同的材料制成。另一方面，第二部分32d、32e位于与芯部32a～32c相同层上，同时，由与该芯部32a～32c相同的材料制成。另外，第二支承部37a具有第一部分31f和设置在该第一部分31f上的第二部分32f。同样，第二支承部37b具有第一部分31g和设置在该第一部分31g上的第二部分32g。第一部分31f、31g位于与下层包层部31a～31c相同层上，同时，由与该下层包层部31a～31c相同的材料制成。另一方面，第二部分32f、32g位于与芯部32a～32c相同的层上，同时，由与该芯部32a～32c相同的材料制成。
第二部分32d、32e、32f、32g位于与芯部32a～32c相同的层上，而且由相同的材料制成。因此，在离芯部32a～32c过分近的位置上形成时，担心会吸收在芯部32a～32c中传递的光的一部分。因此，在第二部分32d、32e、32f、32g和芯部32a～32c之间优选设置充分的间隔(例如，在以5μm～8μm形成芯部32a～32c的宽度或高度的情况下，与第二部分32d、32e、32f、32g的间隔为50μm)其次，说明具上述结构的光波导路基板1a的制造方法。图4、5A～6B、和图7～图10为依次说明第一实施例的光波导路基板1a的制造工序的立体图。
首先，如图4所示，准备具有主面2a的基板2。为了容易理解，在图4中表示在一块光波导路基板1a上所使用的矩形的基板2。然而，在比基板2大的晶片上，在利用以下所述的制造工序形成光波导路层3后，通过将该晶片切断成芯片状，可以同时制造多块光波导路基板1a。
接着，如图5A和放大图5A的一部分的图5B所示，在基板2的主面2a上形成由树脂制成的第一包层51(第一包层形成工序)。这时，第一包层51优选为聚酰亚胺等聚合物。这种情况下，可通过在主面2a上涂布(优选为旋涂)形成第一包层51。
接着，如图6A和放大图6A的一部分的图6B所示，在第一包层51上形成由树脂制成的芯层52(芯层形成工序)。这时，芯层52的材料具有比第一包层51高的折射率。在本工序中，芯层52优选为聚酰亚胺等聚合物。这种情况下，与第一包层51同样，可通过涂布(优选为旋涂)在第一包层51上形成芯层52。
接着，如图7所示，在芯层52上形成掩模61(掩模形成工序)。该掩模61包括形状分别与图1和图2所示的芯部32a～32c的平面形状(芯子图形)一致的掩模部分61a～61c；形状分别与第一支承部36a、36b的平面形状一致的掩模部分61d、61e；形状分别与第二支承部37a、37b的平面形状一致的掩模部分61f、61g和形状分别与连结部38a、38b的平面形状一致的掩模部分61h、61i。另外，掩模部分61d、61e包括与第一支承部36a、36b的侧面36c、36d对应的边61j、61k。同样，掩模部分61f、61g包括与第二支承部37a、37b的侧面37c、37d对应的边61m、61n。另外，边61j和边61m的间隔以及边61k和边61n的间隔设定得比沿着与反射面4a正交的方向的波长过滤器4的厚度t(参见图3B)小。在本工序中，可利用通常的光刻技术形成掩模61。另外，作为掩模61的掩模材料而言，可以利用例如抗蚀剂或金属薄膜(Al、Ti、Cr、WSi等)。
接着，通过利用掩模61蚀刻芯层52和第一包层51，如图8所示，形成芯部32a～32c、下层包层部31a～31c、第一支承部36a(第一部分31d和第二部分32d)、第一支承部36b(第一部分31e和第二部分32e)、第二支承部37a(第一部分31f和第二部分32f)和第二支承部37b(第一部分31g和第二部分32g)(蚀刻工序)。这时，在第一支承部36a、36b上分别形成用于与波长过滤器4的反射面4a(参见图1、2和3A～3B)相连接的侧面36c、36d，同时，在第二支承部37a、37b上也分别形成用于与波长过滤器4的背面4b(参见图1、2、3A～3B)相连接的侧面37c、37d。在本工序中，芯层52和第一包层51优选用干蚀刻进行蚀刻。另外，蚀刻芯层52和第一包层51时的蚀刻深度比该芯层52的厚度深。为了确保第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b的高度，该蚀刻深度优选更深(例如，蚀刻至露出基板2的主面2a)。这样，在下一工序中，可牢固地保持插入第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b之间的波长过滤器4。
接着，如图9所示，将波长过滤器4插入第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b之间(光学部件设置工序)。这时，侧面36c和侧面37c的间隔以及侧面36d和侧面37d的间隔在比波长过波器4的厚度狭窄的情况下，波长过滤器4压入第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b之间。在下一个工序中形成的上层包层部33包含聚酰亚胺等聚合物的情况下，同样，可以插入包含聚酰亚胺等聚合物的波长过滤器4。另外，更优选为，可以插入包含与上层包层部33同种的材料的波长过滤器4。
接着，如图10所示，形成由折射率比芯部32a～32c低的树脂制成的上层包层部(第二包层)33(第二包层形成工序)。这时，上层包层部33覆盖主面2a、下层包层部31a～31c、芯部32a～32c、第一支承部36a、36b、第二支承部37a、37b和波长过滤器4的全部。由此，形成由下层包层部31a～31c和上层包层部33构成的包层部35。在本工序中，上层包层部33优选为聚酰亚胺等聚合物，在这种情况下，上层包层部33由涂布(优选为旋涂)形成。这时，为了在上层包层部33的表面上形成电气线路、并放置光元件，优选作成平坦的。通过利用旋涂形成上层包层部33，可将上层包层部33表面作得平坦。另外，由于波长过滤器4、第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b是兼备适当硬度和弹力的聚合物，所以第一支承体36a、36b和第二支承部37a、37b可以保持波长过滤器4，而不会被割开或形成缺口。
利用以上工序，可以得到具有基板2、光波导路层3和波长过滤器4的光波导路基板1a。
在用单一模式传递光的情况下，在上述第一包层形成工序(图5A和5B)中形成的第一包层51的厚度优选为10μm～20μm。特别是，光波导路层3的材料是氟化聚酰亚胺的情况下，第一包层51的最优厚度例如为15μm。另外，在芯层形成工序(图6A和6B)中形成的芯层52的厚度例如优选为5μm～10μm。特别是，光波导路层3的材料是氟化聚酰亚胺的情况下，芯层52的最优厚度例如为9μm。另外，在第二包层形成工序(图10)中形成的上层包层部33的厚度例如优选为离芯部32a～32c的上面10μm～30μm。特别是，上层包层部33的材料为氟化聚酰亚胺的情况下，上层包层部33的最优厚度例如为离芯部32a～32c的上面20μm。
另外，在以多模式传递光的情况下，第一包层51、芯层52和上层包层部33的厚度例如可在10μm～数百μm的广大范围内自由设定，根据用途来决定。
另外，例如在波长过滤器4的材料为聚酰亚胺的情况下，在光学部件设置工序中所设置的波长过滤器4的厚度优选为30μm～100μm左右。但是，为了抑制透过波长过滤器4的光的损失，波长过滤器4的厚度越薄越好(例如30μm～40μm)。由于波长过滤器4需要由上层包层部33覆盖，所以优选波长过滤器4的高度(即主面2a的法线方向的波长过滤器4的宽度)为30μm～50μm左右。另外，波长过滤器4的长度方向的宽度可根据波长过滤器4的设置稳定性或放置空间的大小进行适宜决定，例如200μm～400μm左右较为妥当。
其次，说明以上所说明的第一实施例的光波导路基板1a及其制造方法具有的效果。在第一实施例的光波导路基板1a中，光波导路层3具有以互相之间夹住波长过滤器4的状态而保持的第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b。而且，这些第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b位于与芯部32a～32c相同的层上，同时，包含由与该芯部32a～32c相同的材料制成的第二部分32d～32g。因此，如上述制造方法所示，在蚀刻工序中，芯部32a～32c、第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b在基板2的主面2a上同时形成，在波长过滤器设置工序中，波长过滤器4以夹在第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b之间的状态保持在规定位置。而且，在该状态下，可形成由树脂构成的上层包层部(第二包层)33，以便覆盖芯部32a～32c、第一支承部36a、36b、第二支承部37a、37b和波长过滤器4的全部。
如上所述，采用第一实施例的光波导路基板1a及其制造方法，由于共用用于形成芯部32a～32c的掩模61，故也可以简易地形成第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b。在利用这样的第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b保持波长过滤器4的状态下，形成上层包层部(第二包层)33。由于这样，即使在利用旋涂形成上层包层部(第二包层)33的情况下，也可以利用简单结构(工序)将波长过滤器4良好地埋入上层包层部(第二包层)33的内部，而不会将波长过滤器4在树脂中冲走。在这种情况下，可得到制造容易、具有耐湿性和耐热性、可靠性高的光波导路基板。另外，与用粘接剂将波长过滤器4固定在槽中的现有制造方法不同，由于波长过滤器4被上层包层部(第二包层)33覆盖(埋入)，故也可以容易地使光波导路基板1a的表面平坦化。
在第一实施例的光波导路基板1a中，第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b位于与芯部32a～32c相同的层(即图6A和6B所示的芯层52)上，同时由与芯部32a～32c相同的材料制成。因此，如上述的制造方法(图7)所示，仍可利用形成芯部32a～32c时的掩模61，与芯部32a～32c一起，形成第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b。这样，采用第一实施例的光波导路基板1a及其制造方法，由于第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b相对于芯部32a～32c的位置精度与形成掩模61时的尺寸精度同等地高，故相对于芯部32a～32c能够以极高精度配置波长过滤器4的反射面4a。
而且，采用第一实施例的光波导路基板1a及其制造方法，由于利用覆盖芯部32a～32c的上层包层部33覆盖波长过滤器4，故可防止尘埃侵入芯部32a～32c和波长过滤器4的反射面4a的间隙中，有效地减少光损失。另外，由于利用形成上层包层部33的工序(第二包层形成工序)填埋该间隙，故不需要填埋该间隙的别的工序(例如，附着折射率调整用的树脂粘接剂的工序等)，使制造工序简单化。
另外，如第一实施例那样，通过使光波导路基板1a具有根据在芯部32a～32c中传递的光中所含的波长成分而有选择地反射该波长的波长过滤器4，可以根据波长，使光分支或耦合，可实现光损失少的光合分波器(光耦合器)。
(第一实施例的第一变形例)
图11是表示第一实施例的光波导路基板1a的第一变形例的结构的平面图。第一变形例与上述第一实施例的不同点是第一和第二支承部的形状。在本发明的光波导路基板中，第一和第二支承部不只是限于上述那样的第一实施例，即使是该第一变形例这样的形状，也可以很好地夹住并稳定地保持波长过滤器4。
即，该第一变形例的第一支承部36e、36f分别具有与波长过滤器4的反射面4a相对的侧面36g、36h，同时，分别具有从侧面36g、36h突出的凸状部36i、36j。侧面36g、36h为该第一变形例的第一支承面。波长过滤器4的反射面4a与凸状部36i、36i的前端连接。同样，该第一变形例的第二支承部37e、37f分别具有与波长过滤器4的背面4b相对的侧面37g、37h，同时，分别具有从侧面37g、37h突出的凸状部37i、37j。侧面37g、37h是该第一变形例的第二支承面。波长过滤器4的背面4b与凸状部37i、37j的前端连接。
为了夹住波长过滤器4，凸状部36i和凸状部37i互相相对地配置。另外，为了夹住波长过滤器4，凸状部36j和凸状部37j互相相对地配置。利用这种结构，波长过滤器4的一端，在被凸状部36i和凸状部37i夹住的状态下被保持，另一方面，波长过滤器4的另一端，在被凸状部36j和凸状部37j夹住的状态下被保持。另外，波长过滤器4和第一支承部36e、36f的接触位置(即反射面4a和凸状部36i、36j的接触位置)、以及波长过滤器4和第二支承部37e、37f的接触位置(即背面4b和凸状部37i、37j的接触位置)，夹住波长过滤器4而相向对合地配置。这样，可以稳定地保持波长过滤器4。
另外，在该第一变形例中，优选将凸状部36i和凸状部37i之间的距离(凸状部36j和凸状部37j之间的距离)设定成比沿着与反射面4a正交的方向的波长过滤器4的厚度(图3B中所示的t)短。而且，优选为将波长过滤器4压入凸状部36i和凸状部37i之间(凸状部36j和凸状部37j之间)。这样，可利用第一支承部36e、36f和第二支承部37e、37f牢固地保持波长过滤器4。
图12是表示在第一变形例的光波导路基板的制造工序中所使用的利用蚀刻形成第一支承部36e、36f和第二支承部37e、37f用的掩模62的形状的立体图。通过利用掩模62代替上述制造方法中的掩模61(参见图7)，可以容易地形成该第一变形例的第一支承部36e、36f和第二支承部37e、37f。
掩模62包括具有分别与芯部32a～32c的平面形状(芯子图形)相应的形状的掩模部分62a～62c；具有分别与第一支承部36e、36f的平面形状相应的形状的掩模部分62d、62e；具有分别与第二支承部37e、37f的平面形状相应的形状的掩模部分62f、62g；和具有分别与连结部38a、38b的平面形状相应的形状的掩模部分62h、62i。另外，掩模部分62d、62e包含与第一支承部36e、36f的侧面36g、36h对应的边62j、62k。同样，掩模部分62f、62g包含与第二支承部37e、37f的侧面37g、37h对应的边62m、62n。边62j和边62m的间隔以及边62k和边62n的间隔设定成比沿着与反射面4a正交的方向的波长过滤器4的厚度t(参见图3B)大。另外，掩模部分62d、62e包含与第一支承部36e、36f的凸状部36i、36j对应的凸状部62p、62q。同样，掩模部分62f、62g包含与第二支承部37e、37f的凸状部37i、37j对应的凸状部62r、62s。掩模62例如利用通常的光刻技术来形成。作为掩模62的掩模材料而言，可以利用抗蚀剂或金属薄膜(Al、Ti、Cr、WSi等)。
(第一实施例的第二变形例)图13是表示上述第一实施例的光波导路基板1a的第二变形例的结构的平面图。该第二变形例和上述第一变形例的不同点是第二支承部37e、37f的凸状部的配置。本发明的光波导路基板的第一和第二支承部，即使是该第二变形例这样的形状，也可很好地夹住并稳定地保持波长过滤器4。
即，该第二变形例的第二支承部37e具有从侧面37g突出的二个凸状部37k、37m。同样，第二支承部37f具有从侧面37h突出的二个凸状部37n、37p。而且，波长过滤器4的背面4b分别与凸状部37k、37m、37n、37p的前端连接。
第二支承部37e的凸状部37k、37m，相对于第一支承部36e的凸状部36i，以夹住波长过滤器4的方式来配置。另外，第二支承部37f的凸状部37n、37p，也相对于第一支承部36f的凸状部36j，以夹住波长过滤器4的方式来配置。利用这种结构，波长过滤器4的一端在被凸状部36i和凸状部37k、37m夹住的状态下被保持，另一方面，波长过滤器4的另一端在被凸状部36j和凸状部37n、37p夹住的状态下被保持。另外，波长过滤器4和第一支承部36e、36f的接触位置(即反射面4a和凸状部36i、36j的接触位置)、以及波长过滤器4和第二支承部37e、37f的接触位置(即背面4b和凸状部37k、37m、37n、37p的接触位置)，沿着波长过滤器4的长度方向交互地配置。这样，波长过滤器4可以容易地插入第一支承部36e、36f和第二支承部37e、37f之间。
图14是表示在该第二变形例的光波导路基板的制造工序中所使用的利用蚀刻形成第一支承部36e、36f和第二支承部37e、37f用的掩模63的形状的立体图。通过利用掩模63代替上述制造方法的掩模61(参见图7)，可以容易地形成该第二变形例的第一支承部36e、36f和第二支承部37e、37f。
掩模63包括具有分别与芯部32a～32c的平面形状(芯子图形)相应的形状的掩模部分63a～63c；具有分别与第一支承部36e、36f的平面形状相应的形状的掩模部分63d、63e；具有分别与第二支承部37e、37f的平面形状相应的形状的掩模部分63f、63g；和具分别与连结部38a、38b的平面形状相应的形状的掩模部分63h、63i。另外，掩模部分63d、63e包含与第一支承部36e、36f的侧面36g、36h对应的边63j、63k。同样，掩模部分63f、63g包含与第二支承部37e、37f的侧面37g、37h对应的边63m、63n。边63j和边63m的间隔、以及边63k和边63n的间隔设定成比沿着与反射面4a正交的方向的波长过滤器4的厚度t(参见图3B)大。另外，掩模部分63d、63e包含与第一支承部36e、36f的凸状部36i、36j对应的凸状部63p、63q。掩模部分63f包含与第二支承部37e的凸状部37k、37m对应的凸状部63t、63u。同样，掩模部分63g包含与第二支承部37f的凸状部37n、37p对应的凸状部63v、63w。掩模63例如利用通常的光刻技术来形成。作为掩模63的掩模材料而言，可以利用抗蚀剂或金属薄膜(Al、Ti、Cr、WSi等)。
(第一实施例的第三变形例)图15是表示第一实施例的光波导路基板1a的第三变形例的结构的侧面剖面图。图15表示与沿着图2所示的光波导路基板1a的IV-IV线和V-V线的剖面相当的剖面。该第三变形例和上述第一实施例的不同点是波长过滤器的形状。该第三变形例的波长过滤器43具有根据波长有选择地反射光的反射面43a和与反射面43a相反一侧的背面43b。波长过滤器43由基部44和设置在基部44的反射面43a侧的电介质多层膜45构成。
在该第三变形例中，波长过滤器43作成锥状，使接近基板2的部分的厚度朝着基板2减小。在这种情况下，波长过滤器43容易插入第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b之间。另外，在该第三变形例中，波长过滤器43的反射面43a形成为平坦状，波长过滤器43的背面43b之中的接近基板2的区域相对于反射面43a倾斜。在这种情况下，通过维持反射面43a的平坦性，可以很好地反射光，同时将波长过滤器43成形为锥状。
(第二实施例)其次，说明本发明的光波导路基板的第二实施例及其制造方法。图16A～16B和17～20是依次表示该第二实施例的光波导路基板的制造工序的立体图。
首先，与上述第一实施例的光波导路基板的制造方法相同，准备具有主面2a的基板2，在主面2a上形成第一包层51和芯层52(第一包层形成工序和芯层形成工序)。在该第二实施例中，在使用比基板2大的晶片的情况下，在该晶片上形成光波导路层后将该晶片切断成芯片状，由此，可以同时制造多块光波导路基板。
接着，如图16A和放大其一部分图16B所示，在芯层52上形成第三包层53。这时，第三包层53的材料为折射率比芯层52低的材料。另外，在第三包层53的材料是聚酰亚胺等聚合物的情况下，可以利用涂布(优选为旋涂)在芯层52上形成第三包层53。
接着，如图17所示，在第三包层53上形成掩模61(掩模形成工序)。由于该掩模61利用与上述第一实施例的掩模61(参见图7)相同形状、材料、和方法形成，故在此省略其详细说明。
接着，利用掩模61蚀刻第三包层53、芯层52和第一包层51。由此，如图18所示，形成下层包层部31a～31c、芯部32a～32c、和上层包层部的一部分33a～33c，同时，形成由依次层叠的第一部分31d、第二部分32d和第三部分33d构成的第一支承部36q；由依次层叠的第一部分31e、第二部分32e和第三部分33e构成的第一支承部36r；由依次层叠的第一部分31f、第二部分32f和第三部分33f构成的第二支承部37q；和由依次层叠的第一部分31g、第二部分32g和第三部分33g构成的第二支承部37r(蚀刻工序)。另外，这时，分别形成第一支承部36q、36r各自的侧面36c、36d和第二部分37q、37r各自的侧面37c、37d。
接着，如图19所示，将波长过滤器4插入第一支承部36q、36r和第二支承部37q、37r之间(光学部件设置工序)。这时，在侧面36c和侧面37c的间隔以及侧面36d和侧面37d的间隔比波长过滤器4的厚度狭窄的情况下，将波长过滤器4压入第一支承部36q、36r和第二支承部37q、37r之间。
接着，如图20所示，通过形成由折射率比芯部32a～32c低的树脂构成的上层包层部的残余部分33h，形成由各部分33a～33c和33h构成的上层包层部(第二包层)33(第二包层形成工序)。这时，上层包层部33的部分33h覆盖主面2a、下层包层部31a～31c、芯部32a～32c、第一支承部36q、36r、第二支承部37q、37r和波长过滤器4的全部。由此，形成由下层包层部31a～31c和上层包层部33构成的包层部35。在上层包层部33的材料是聚酰亚胺等聚合物的情况下，可以利用涂布(优选为旋涂)形成该部分33h。
即使利用以上的制造方法，也可以很好地制造与上述第一实施例相同的光波导路基板1a。另外，在该第二实施例的光波导路基板中，与第一实施例同样，由于波长过滤器4在夹在第一支承部36q、36r和第二支承部37q、37r之间的状态下被保持，故当涂布形成上层包层部33的残留部分33h时，可以很好地将波长过滤器4保持在规定位置上。
(第三实施例)其次，说明本发明的光波导路基板的第三实施例。图21是表示该第三实施例的光波导路基板1b结构的立体图。图22是表示图21所示的光波导路基板1b的中心部附近的结构的平面图。图23A是表示沿着图22所示的光波导路基板1b的VI-VI线，VII-VII线和VIII-VIII线的剖面结构的图。图23B是表示沿着图22所示的光波导路基板1b的IX-IX线、X-X线的剖面结构的图。该第三实施例的光波导路基板1b也与第一和第二实施例的光波导路基板1a相同，是所谓埋入型的光波导路基板。
参见图21～22和23A～23B可看出，该第三实施例的光波导路基板1b具有基板2、光波导路层3b和波长过滤器4。基板2和波长过滤器4由分别与第一实施例相同的材料制成，并具有相同的形状和结构。光波导路层3b是包含光传递的芯部32a～32c的层，设置在基板2的立面2a上。光波导路层3b由树脂制成，包含聚酰亚胺等聚合物。在种情况下，容易将波长过滤器4埋入光波导路层3b的内部。另外，优选为，光导路层3b包含玻璃化转变温度高、耐热性优异的聚酰亚胺。通过使光波导路层层3b包含聚酰亚胺，可长期地维持光波导路层3b的可靠性，同时，可使将电子器件等安装在光波导路层3b上时的焊锡耐久。考虑到光透过率和折射率特性等，更优选为，光波导路层3b包含氟化聚酰亚胺也可以。
光波导路层3b具有在基板2的主面2a上形成的层叠部34和在该层叠部34上形成的第二包层部39b。另外，为了说明光波导路层3b的内部结构，在图22中，省略了第二包层部39b。
层叠部34具有第一包层部39a、和折射率比第一包层部39a高的芯部32a～32c。优选为，第一包层部39a和第二包层部39b都由相同折射率材料制成。第一包层部39a在基板2的主面2a上成层状形成，芯部32a～32c被第一包层部39a覆盖。芯部32a是该第三实施例的第一芯部，在沿着规定的光轴A(参见图22)的方向延伸。芯部32b是该第三实施例的第二芯部，在沿着与芯部32a的长度方向(即沿着光轴A的方向)交叉的规定光轴B(参见图22)的方向上延伸。芯部32a的一端与芯部32b的一端连接，端面32h(参见图22)是芯部32a、32b的共同端面。芯部32a、32b的另一端分别在光波导路基板1b的侧面上从第一包层部39a露出，成为光入射出射端5a、5b。另外，芯部32c沿着规定的光轴A的方向相对于芯部32a并排设置，在沿着规定光轴A的方向上延伸。芯部32c的一端成为以规定的间隔与芯部32a的一端相对的端面32i(参见图22)。芯部32c的另一端，在光波导路基板1b的侧面从第一包层部39a露出，成为光入射出射端5c。
第一包层部39a包括下层包层部31和上层包层部33。在该第三实施例中，下层包层部31与第一实施例的下层包层部31a～31c不同，在基板2的主面2a的全部表面上成层状形成。而且，芯部32a～32c设置在下层包层部31上。上层包层部33在主面2a上的全部表面上成层状形成，以便覆盖芯部32a～32c和下层包层部31。
如图22和图23B所示，在层叠部34的第一包层部39a上形成用于收容波长过滤器4的光学部件收容槽34a。光学部件收容槽34a以横切的方式形成于芯部32a及32b与芯部32c之间。而且，将波长过滤器4插入光学部件收容槽34a内，使反射面4a与芯部32a(32b)的端面32h相对，背面4b与芯部32c的端面32i相对。即，波长过滤器4设置在基板2的主面2a上，使在芯部32a中传递的光，通过反射面4a，向芯部32b反射(相反地说，在芯部32b中传递的光，通过反射面4a，向芯部32a反射)。
第一包层部39a形成于光学部件收容槽34a的侧面，具有以相互间夹住波长过滤器4的状态保持的第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e。第一支承部34b在光学部件收容槽34a的长度方向的一端，形成于芯部32a、32b侧的侧面。第一支承部34c在光学部件收容槽34a的长度方向的另一端，形成于芯部32a、32b侧的侧面。另外，第二支承部34d在光学部件收容槽34a的长度方向的一端，形成于芯部32c侧的侧面。第二支承部34e在光学部件收容槽34a的长度方向的另一端，形成于芯部32c侧的侧面。而且，光学部件收容槽34a的一端被第一支承部34b和第二支承部34d变窄，光学部件收容槽34a的另一端被第一支承部34c和第二支承部34e变窄。第一支承部34b、34c分别具有与波长过滤器4的反射面4a连接的侧面34f、34g。侧面34f、34g是该第三实施例的第一接触面。第二支承部34d、34e分别具有与波长过滤器4的背面4b连接的侧面34h、34i。侧面34h、34i是该第三实施例的第二接触面。
侧面34f和侧面34h夹住波长过滤器4相对向配置。同样，侧面34g和侧面34i夹住波长过滤器4相对向配置。利用这种结构，波长过滤器4的一端在被侧面34f和侧面34h夹住的状态下被保持，另一方面，波长过滤器4的另一端在被侧面34g和侧面34i夹住的状态下被保持。另外，波长过滤器4和第一支承部34b、34c的接触位置(即反射面4a和侧面34f、34g的接触位置)、以及波长过滤器4和第二支承部34d、34e的接触位置(即背面4b和侧面34h、34i的接触位置)，夹住波长过滤器4互相相对地配置。在这种情况下，可以稳定地保持波长过滤器4。另外，波长过波器4的反射面4a的位置和角度由侧面34f、34g和侧面34h、34i规定。
又如图23B所示，在该第三实施例中，侧面34f和侧面34h的间隔(侧面34f和侧面34i的间隔)Wb，设定成比沿着与反射面4a正交的方向延伸的波长过滤器4的厚度t小。而且，将波长过滤器4压入侧面34f和侧面34h之间(侧面34g和侧面34i之间)。因此，波长过滤器4被第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e牢固地保持。
在该第三实施例中，光波导路层3b包含聚酰亚胺等聚合物，在第一包层部39a上形成的第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e，也同样包含聚酰亚胺等聚合物。这样，通过使第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e包含作为比较软质的材料的聚合物(聚合物)，可减少将波长过滤器4插入第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e之间时波长过滤器4的损伤(特别是反射面4a的损伤)。另外，在波长过滤器4的材料为聚酰亚胺等聚合物的情况下，更可减少插入波长过滤器4时波长过滤器4的损伤。
第二包层部39b在层叠部34上成层状形成，覆盖波长过滤器4的反射面4a、背面4b、侧面4c和上面。因此，反射面4a和端面32h的间隙以及背面4b和端面32i的间隙，被第二包层部39b的构成材料充满。第二包层部39b由聚酰亚胺等聚合物制成，优选由折射率与第一包层部39a相同的材料构成。
在光波导路层3b由聚酸亚胺等聚合物(聚合物)构成的情况下，由于热固化光波导路层3b时，光波导路层3b收缩，为了匹配热膨胀率，优选波长过滤器4也包含与光波导路层3b相同的聚酰亚胺等聚合物。在这种情况下，可以有效地抑制由固化光波导路层3b(特别是第二包层部39b)时的收缩引起的芯部32a、32b和32c与波长过滤器4的位置偏移。更优选为，波长过滤器4和第二包层部39b可包含同种材料。例如，在第二包层部39b由以氟化聚酰亚胺为主剂的聚合物构成的情况下，优选波长过滤器4也由以氟化聚酰亚膜为主剂的聚合物构成。
下面说明具有以上结构的光波导路基板1b的制造方法。图24～图30是依次表示该第三实施例的光波导路基板1b的制造工序的立体图。
首先，与上述第一实施例的光波导路基板1a的制造方法同样，准备具有主面2a的基板2，在主面2a上形成由树脂制成(优选由聚酰亚胺等聚合物构成)的第一包层51和折射率比第一包层51高的芯层52。在该第三实施例中，在使用比基板2大的晶片的情况下，在该晶片上形成光波导路层后，通过将该晶片切断成芯片状，可同时制造多个光波导路基板。
接着，如图24所示，在芯层52上形成掩模64(第一掩模形成工序)。该掩模64包含形状分别与图21和图22所示的芯部32a～32c的平面形状(芯子图形)相应的掩模部分64a～64c。在本工序中，该掩模61可以用通常的光刻技术来形成。另外，作为掩模61的掩模材料而言，可以利用抗蚀剂或金属薄膜(Al、Ti、Cr、WSi等)。
接着，通过使用掩模64蚀刻芯层52，如图25所示，形成芯部32a～32c(第一蚀刻工序)。在该第三实施例中，芯层52的蚀刻与第一实施例不同，至第一包层51的表面露出的时刻停止。在这种情况下，第一包层51作为层状的下层包层部31起作用。在本工序中，优选利用干蚀刻对芯层52进行蚀刻。
接着，如图26所示，形成由折射率比芯部32a～32c低的树脂制成的上层包层部33。这时，上层包层部33形成层状，以覆盖下层包层部31和芯部32a～32c。其结果是，形成由下层包层部31和上层包层部33构成的第一包层部39a，同时，形成由第一包层部39a和芯部32a～32c构成的层叠部34。在上层包层部33由聚酰亚胺等聚合物构成的情况下，可利用涂布(优选为旋涂)形成上层包层部33。
接着，如图27所示，在层叠部34上形成掩模65(第二掩模形成工序)。该掩模65包含与图21和图22所示的光学部件收容槽34a的平面形状相应的开口65a。而且，在该开口65a的边缘上包含分别与第一支承部34b、34c所具有的侧面34f、34g对应的边65b、65c和分别与第二支承部34d、34e所具有的侧面34h、34i对应的边65d、65e。边65b和边65d的间隔以及边65c和边65e的间隔设定成比沿着与反射面4a正交的方向的波长过滤器4的厚度t(参见图23)小。在本工序中，掩模65可利用通常的光刻技术来形成。另外，作为掩模65的掩模材料而言，可以利用抗蚀剂或金属薄膜(Al、Ti、Cr、WSi等)。
接着，通过使用掩模65蚀刻层叠部34的第一包层部39a，如图28所示，形成光学部件收容槽34a。与此同时，形成分别具有与波长过滤器4的反射面4a连接用的侧面34f、34g的第一支承部34b、34c和具有与波长过滤器4的背面4b连接用的侧面34h、34i的第二支承部34d、34e(第二蚀刻工序)。在本工序中，优选为层叠部34的第一包层部39a利用干蚀刻来进行蚀刻。另外，第一包层部39a被蚀刻时的蚀刻深度设定得比芯层52的底面深。为了确保第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e的高度(深度)，优选该蚀刻深度设定得更深(例如，蚀刻至露出基板2的主面2a)。这样，在下一工序中，可牢固地保持插入第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e之间的波长过滤器4。
接着，如图29所示，将波长过滤器4收容在光学部件收容槽34a中，同时，将波长过滤器4插入第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e之间(光学部件设置工序)。这时，在侧面34f和侧面34h的间隔以及侧面34g和侧面34i的间隔(都参见图28)比波长过滤器4的厚度窄的情况下，将波长过滤器4压入第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e之间。在下一个工序中形成的第二包层部39b包含聚酰亚胺等聚合物的情况下，同样，可以插入包含聚酰亚胺等聚合物的波长过滤器4。更优选为，可以插入包含与第二包层部39b同种材料的波长过滤器4。
接着，如图30所示，形成由折射率比芯部32a～32c低的树脂制成的第二包层部39b(第二包层部形成工序)。这时，第二包层部39b形成层状，以便全部覆盖层叠部34(第一包层部39a)和波长过滤器4全部。在这种情况下，埋入波长过滤器4，形成由第一包层部39a、第二包层部39b、和芯部32a～32c构成的光波导路层3b。在第二包层部39b由聚酰亚胺等聚合物制成的情况下，可利用涂布(优选为旋涂)形成第二包层部39b。这时，为了能够在其上形成电气线路或放置光元件，优选第二包层部39b的表面是平坦的。通过用旋涂形成第二包层部39b，可使第二包层部39b的表面平坦。另外，由于波长过滤器4、第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e由兼有适当的硬度和弹力的聚合物等构成，所以第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e可以稳定地保持波长过滤器4，而不会被割开或形成缺口。
通过以上的工序，得到具有基板2、光波导路层3b和波长过滤器4的光波导路基板1b。
以上，说明了所述的第三实施例的光波导路基板1b及其制造方法的效果。在该第三实施例的光波导路基板1b中，第一包层部39a在光学部件收容槽34a中具有以互相间夹持的状态保持波长过滤器4的第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e。另外，在该第三实施例的光波导路基板1b的制造方法中，相对于在该主面2a上形成芯部32a～32c和覆盖芯部32a～32c的第一包层部39a的基板2，形成光学部件收容槽34a，同时，形成第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e。因此，如上述制造方法所示，波长过滤器4在被夹住在第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e之间的状态下被保持在光学部件收容槽34a内，保持这样形态，形成由树脂制成的第二包层部39b，以覆盖第一包层部39a和波长过滤器4。
这样，采用第三实施例的光波导路基板1b及其制造方法，通过共用用于形成光学部件收容槽34a的掩模65，也可以简单地形成第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e。另外，由于利用这样的第一支承部34b、34c和第二支承部34d、34e保持波长过滤器4、并形成第二包层部39b，所以在利用例如旋涂形成第二包层部39b的情况下，也可以利用简单地工序将波长过滤器4埋入第二包层部39b内部，而不会将波长过滤器4在树脂中冲走。因此，可得到制作容易、具有耐湿性和耐热性、而且可靠性高的光波导路基板。另外，与用粘接剂将波长过滤器4固定在槽中的现有制造方法不同，利用第二包层部39b覆盖波长过滤器4(埋入)，因此，容易使光波导路基板1b的表面平坦化。
(第三实施例的第一变形例)图31是表示第三实施例的光波导路基板1b的第一变形例的结构的平面图。在图31中，为了容易理解而省略第二包层部39b和波长过滤器4。该第一变形例和第三实施例的不同点是第一和第二支承部的形状。本发明的第一和第二支承部不限于上述第三实施例，即使是该第一变形例的形状，也能够以夹入状态很好地保持波长过滤器4。
即，在该第三实施例的第一变形例中，第一包层部39a具有第一支承部34j、34k、和第二支承部34m、34n。第一支承部34j在光学部件收容槽34a的长度方向的一端附近，以从芯部32a、32b侧的侧面突出的方式来形成。第一支承部34k在光学部件收容槽34a的长度方向的另一端附近，以从芯部32a、32b侧的侧面突出的方式来形成。第二支承部34m在光学部件收容槽34a的长度方向的一端附近，以从芯部32c侧的侧面突出的方式来形成。第二支承部34n在光学部件收容槽34a的长度方向的另一端附近，以从芯部32c侧的侧面突出的方式来形成。而且，光学部件收容槽34a的一部分被第一支承部34j和第二支承部34m变窄，光学部件收容槽34a的另一部分被第一支承部34k和第二支承部34n变窄。另外，第一支承部34j、34k分别具有与波长过滤器4的反射面4a连接的侧面34p、34q。侧面34p、34q为该第一变形例的第一接触面。第二支承部34m、34n分别具有与波长过滤器4的背面4b连接的侧面34r、34s。侧面34r、34s为该第一变形例的第二接触面。
侧面34p和侧面34r夹住波长过滤器4而相对向配置。另外，侧面34q和侧面34s夹住波长过滤器4而相对向配置。利用这个结构，波长过滤器4的一端附近的一部分，以夹入在侧面34p和侧面34r的状态被保持，另一方面，波长过滤器4的另一端附近的一部分，以夹入在被侧面34q和侧面34s的状态被保持。另外，波长过滤器4和第一支承部34j、34k的接触位置(即反射面4a和侧面34p、34q的接触位置)以及波长过滤器4和第二支承部34m、34n的接触位置(即背面4b和侧面34r、34s的接触位置)，在夹住波长过滤器4的状态下相对向配置。这样，可以稳定地保持波长过滤器4。另外，波长过滤器4的反射面4a的位置和角度由侧面34p、34q和侧面34r、34s规定。
在该第三实施例的第一变形例中，侧面34p和侧面34r之间的距离(侧面34q和侧面34s之间的距离)优选设定得比沿着与反射面4a正交的方向的波长过滤器4的厚度(图23B所示的t)短。而且，波长过滤器4优选压入侧面34p和侧面34r之间(侧面34q和侧面34s之间)。在这种情况下，第一支承部34j、34k和第二支承部34m、34n牢固地保持波长过滤器4。
在该第三实施例的第一变形例中，为了形成第一支承部34j、34k和第二支承部34m、34n，在第二蚀刻工序(参见图27)中，可以使用具有与第一支承部34j、34k和第二支承部34m、34n的平面形状相应的掩模部分的掩模代替掩模65。
图32是表示第三实施例的第一变形例的光波导路基板的另一个例子的结构的平面图。在图32中，为了容易理解，省略了第二包层部39b和波长过滤器4。在该另一个变形例中，如图32所示，第一支承部34j、34k从光学部件收容槽34a的侧面突出的高度、与第二支承部34m、34n从光学部件收容槽34a的侧面突出的高度不同也可以。即使是这种结构，也能够以夹入状态很好地保持波长过滤器4。特别是，通过使第一支承部34j、34k的突出高度设定得比第二支承部34m、34n的突出高度低，可以使芯部32a、32b的端面32h(参见图22)与波长过滤器4的反射面4a的间隔变窄。其结果是，可以有效地减少光传递损失。
(第三实施例的第二变形例)图33是表示第三实施例的光波导路基板1b的第二变形例的结构的平面图。在图33中，为了容易理解，省略了第二包层部39b和波长过滤器4。该第二变形例与第三实施例的不同点是第一和第二支承部的形状。本发明的第一和第二支承部，即使是第二变形例的形状，也能够以夹入状态很好保持波长过滤器4。
即，在该第二变形例中，第一包层部39a具有第一支承部34t、34u和第二支承部34v、34w。第一支承部34t在光学部件收容槽34a的长度方向的一端附近，以从芯部32a、32b侧的侧面呈半圆柱状突出的方式来形成。第一支承部34u在光学部件收容槽34a的长度方向的另一端附近，以从芯部32a、32b侧的侧面呈半圆柱状突出的方式来形成。第二支承部34v在光学部件收容槽34a的长度方向的一端附近，以从芯部32c侧的侧面呈半圆柱状突出的方式来形成。第二支承部34w在光学部件收容槽34a的长度方向的另一端附近，以从芯部32c侧的侧面呈半圆柱状突出的方式来形成。而且，光学部件收容槽34a的一部分被第一支承部34t和第二支承部34v变窄，光学部件收容槽34a的另一部分被第一支承部34u和第二支承部34w变窄。
在该第三实施例的第二变形例中，第一支承部34t、34u和第二支承部34v、34w的侧面呈半圆柱状(带有圆形)地形成。由此，当将波长过滤器4插入第一支承部34t、34u和第二支承部34v、34w之间时，可以有效地减少电介质多层膜42的破损或剥离等。
另外，第一支承部34t和第二支承部34v夹住波长过滤器4相对向地配置。另外，第一支承部34u和第二支承部34w夹住波长过滤器4相对向地配置。利用这个结构，波长过滤器4的一端附近的一部分，以被第一支承部34t的半圆柱状侧面和第二支承部34v的半圆柱状侧面夹入的状态被保持，另一方面，波长过滤器4的另一端附近的一部分，以被第一支承部34u的半圆柱状侧面和第二支承部34w的半圆柱状侧面夹入的状态被保持。另外，波长过滤器4的反射面4a和第一支承部34t、34u的接触位置、以及波长过滤器4的背面4b和第二支承部34v、34w的接触位置，夹住波长过滤器4而相对向配置。由此，可以稳定地保持波长过滤器4。而且，波长过滤器4的反射面4a的位置和角度由第一支承部34t、34u和第二支承部34v、34w规定。
在该第三实施例的第二变形例中，第一支承部34t和第二支承部34v之间的距离(第一支承部34u和第二支承部34w之间的距离)优选设得比沿着与反射面4a正交的方向的波长过滤器4的厚度(图23B所示的t)短。而且，波长过滤器4优选压入第一支承部34t和第二支承部34v之间(第一支承部34u和第二支承部34w之间)。在这种情况下，第一支承部34t、34u和第二支承部34v、34w牢固地将波长过滤器4保持。
在该第三实施例的第二变形例的第一支承部34t、34u和第二支承部34v、34w的形成中，在第二蚀刻工序(参见图27)中，可以使用具有与第一支承部34t、34u和第二支承部34v、34w的平面形状相应的掩模部分的掩模代替掩模65。
图34是表示第三实施例的第二变形例的光波导路基板的另一个例子的结构的平面图。在图34中，为了容易理解，省略了第二包层部39b和波长过滤器4。在这样的另一个变形例中，如图34所示，第一支承部34t、34u从光学部件收容槽34a的侧面突出的高度与第二支承部34v、34w从光学部件收容槽34a的侧面突出的高度不同也可以。即使在这种结构中，也能够以夹入状态很好地保持波长过滤器4。特别是，通过将第一支承部34t、34u的突出高度设定成比第二支承部34v、34w的突出高度低，可以使芯部32a、32b的端面32h(参见图22)和波长过滤器4的反射面4a的间隔变窄。其结果是，可有效地减少光传递损失。
(第三实施例的第三变形例)图35是表示第三实施例的光波导路基板1b的第三变形例的结构的平面图。在图35中，为了容易理解，省略了第二包层部39b和波长过滤器4。该第三变形例与第三实施例的不同点是第一和第二支承部的形状。本发明的第一和第二支承部，即使是第三变形例这样的形状，也能够以夹入状态很好地保持波长过滤器4。
即，在该第三实施例的第三变形例中，第一包层部39a具有第一支承部34t、34u和第二支承部34x。第一支承部34t、34u的形状与上述第三实施例的第二变形例相同。第二支承部34x在光学部件收容槽34a的长度方向的中心附近，以从芯部32c侧的侧面呈半圆柱状突出的方式来形成。而且，波长过滤器4与第一支承部34t、34u的接触位置(即第一支承部34t、34u的前端部)以及波长过滤器4与第二支承部34x的接触位置(即第二支承部34x的前端部)，沿着波长过滤器4的长度方向交互地配置。由此，当将波长过滤器4收容在光学部件收容槽34a中时，可改变波长过滤器4的角度，并可容易地将波长过滤器4插入第一支承部34t、34u和第二支承部34x之间。
(第三实施例的第四变形例)图36是表示第三实施例的光波导路基板1b的第四变形例的结构的平面图。在图36中，为了容易理解，省略了第二包层部39b和波长过滤器4。该第四变形例和第三实施例的不同点是第一的第二支承部的形状。本发明的第一和第二支承部，即使是第四变形例这样的形状，也能够以夹入状态很好地保持波长过滤器4。
即，在该第三实施例的第四变形例中，第一包层部39a具有第一支承部34y和第二支承部34z。第一支承部34y在光学部件收容槽34a侧面的四个角落之中，在芯部32a、32b侧的二个角落形成。第一支承部34y具有相对于波长过滤器4的反射面4a倾斜地形成的侧面。另外，第二支承部34z在光学部件收容槽34a侧面的四个角落之中，在芯部32c侧的二个角落形成。第二支承部34z具有相对于波长过滤器4的背面4b倾斜地形成的侧面。
利用这种结构，波长过滤器4的一端，在被一方的第一支承部34y和第二支承部34z夹入的状态下被保持，另一方面，波长过滤器4的另一端，在被另一方的第一支承部34y和第二支承部34z夹入的状态下被保持。而且，波长过滤器4的反射面4a的位置和角度由第一支承部34y和第二支承部34z规定。
在该第三实施例的第四变形例的第一支承部34y和第二支承部34z的形成中，在第二蚀刻工序(参见图27)中，可以利用具有与第一支承部34y和第二支承部34z的平面形状相应的掩模部分的掩模代替掩模65。
(第四实施例)其次，说明本发明的光波导路基板的第四实施例。图37是示意性地表示该第四实施例的光波导路基板1c的结构的平面图。参见图37可看出，在光波导路基板1c上设定规定的光轴A和从该光轴A分支、且互相平行地延伸的多个光轴B1～B4。而且，光波导路基板1c包括沿着光轴A的芯部91a(第一芯部)；分别沿着光轴B1～B4的多个芯部91b～91e(第二芯部)；和配置在各个芯部91b～91e与芯部91a的结合位置上的多个波长过滤器71～74。芯部91a～91e和波长过滤器71～74由包层部覆盖。
波长过滤器71～74具有选择性地反射在芯部91a中传递的光的波长成分λ1～λ5之中的各自波长成分λ1～λ4的反射面71a～74a。设置波长过滤器71的反射面71a，使得将传送光的波长成分λ1从芯部91a反射至芯部91b。设置波长过滤器72的反射面72a，使得将传递光的波长成分λ2从芯部91a反射至91c。设置波长过滤器73的反射面73a，使得将传递光的波长成分λ3从芯部91a反射至芯部91d。设置波长过滤器74的反射面74a，使得将传递光的波长成分λ4从芯部91a反射至芯部91e。
另外，波长过滤器71～74分别由第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b来保持。该第四实施例的第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b的结构，优选为分别与第一实施例相同。
在该第四实施例的光波导路基板1c中，当包含波长成分λ1～λ5的光从芯部91a的光入射出射端5d入射时，该光沿着光轴A在芯部91a中传递。而且，波长成分λ1～λ4分别在反射面71a～74a上被反射。然后，波长成分λ1～λ4分别沿着光轴B1～B4在芯部91b～94e中传递，从芯部91b～94e的光入射出射端5e～5h射出。波长成分λ5透过波长过滤器71～74，从芯部91a的光入射出射端5i射出。可以在光入射出射端5e～5h上安装例如光电二极管这样的光检测元件。
采用该第四实施例的光波导路基板1c，与上述第一实施例的光波导路基板1a同样，可用简单的工序将波长过滤器71～74良好地埋入包层部的内部。另外，容易使光波导路基板1c的表面平坦化。而且，可以将波长过滤器71～74相对于芯部91a～91e高精度地定位，同时，可有效地减少波长过滤器71～74和芯部91a～91e之间的光损失。因此，可实现在波分复用(WDMWavelength Division Multiplexing)通信中适用的更低损失的合分波组件。另外，通过在比较狭窄的间隔中设置波长过滤器71～74，与例如马赫-曾德(Mach-Zehnder)型比较，可实现小型合分波组件。例如，沿着光轴A的方向的光波导路基板1c的最优长度W1例如为4mm～10mm。沿着光轴B1～B4的方向的光波导路基板1c的最优宽度W2例如为4mm。
该第四实施例的光波导路基板1c可用于双向通信。图38是说明第四实施例的光波导路基板1c的双向通信的动作的平面图。即，在光波导路基板1c中，当包含波长成分λ1、λ2、λ5的光从例如通信用光纤入射至芯部91a的光入射出射端5d上时，该光沿着光轴A在芯部91a中传递。然后，波长成分λ1、λ2分别被反射面71a、72a反射。然后，波长成分λ1、λ2分别沿着光轴B1、B2在芯部91b、91c中传递，从光入射出射端5e、5f射出。波长成分λ5透过波长过滤器71～74后，从光入射出射端5i射出。另外，可以在光入射出射端5e、5f上安装例如光电二极管这样的光检测元件。
另外，当波长λ3的光入射在光入射出射端5g上时，该光沿着光轴B3在芯部91d中传递，被反射面73a反射。同样，当波长λ4的光入射在光入射出射端5h上时，该光沿着光轴B4在芯部91e中传递，被反射面74a反射。这样，分别由反射面73a、74a反射的波长λ3、λ4的光，沿着光轴A在芯部91a中传递，从光入出射端5d射出至例如通信用光纤。另外，可以在光入射出射端5g、5h上安装例如激光二极管这样的发光元件。
采用该第四实施例的光波导路基板1c，在这种双向通信组件中，可利用简单的工序，将波长过滤器71～74良好地埋入包层部的内部。另外，容易使光波导路基板1c的表面平坦化。可以实现低损失且小型的结构。
在该第四实施例的光波路基板1c中，波长过滤器71～74由与第一实施例同样的第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b进行保持，但利用其它实施例或变形例的第一和第二支承部进行保持也可以。
(第四实施例的变形例)图39是示意性地表示第四实施例的光波导路基板的变形例的结构的平面图。该变形例的光波导路基板1d和第四实施例的光波导路基板1c的不同点是光轴A和光轴B1～B4所成的角度(芯部91a的长度方向和芯部91b～94e的长度方向所成的角度)。即，在该第四实施例的变形例的光波导路基板1d中，设定光轴A和光轴B1～B4形成比直角小的规定角度θ。而且，以该规定角度θ将芯部91a和芯部91b～94e结合，并设置波长过滤器71～74，使得反射面71a～74a的法线二等分该规定的角度θ。如该第四实施例的变形例这样，光轴A和光轴B1～B4所形成的角不限于直角，可以设定为各种角度。
该变形例的光波导路基板1d和第四实施例的光波导路基板1c的另一个不同点是光轴B1～B4和光入射出射端5e～5h所形成的角度(芯部91b～94e的长度方向和光入射出射端5e～5h所形成的角度)。即，在该第四实施例的变形例的光波导路基板1d中，光轴B1～B4(芯部91b～94e的长度方向)和光入射出射端5e～5h不垂直，以规定角度θ交叉。由此，可有效地防止光入射出射端5e～5h的菲涅耳反射。角度θ为任意的角度，例如可以设定为82°(即光入射出射端5e～5h的垂线和光轴B1～B4所形成的角度为8°)左右。
(第五实施例)其次，说明本发明的光波导路基板的第五实施例。图40是示意性地表示本发明的光波导路基板1e的第五实施例的结构的平面图。参照图40可看出，在光波导路基板1e中，设定有规定的光轴A1、A2；从光轴A1分支、同时互相平行地延伸的多个光轴B1～B4和从光轴A2分支、同时互相平行延伸的多个光轴B5～B8。而且，光波导路基板1e具有分别沿着光轴A1、A2的芯部91i、91j(第一芯部)；分别沿着光轴B1～B8的芯部91k～91s(第二芯部)；分别配置在芯部91k～91n和芯部91i的结合位置的波长过滤器81～84；和配置在芯部91p～91s和芯部91j的结合位置的波长过滤器85～88。芯部91j的一端与芯部91i结合。芯部91i～91s和波长过滤器81～88由包层部覆盖。
波长过滤器81～84具有分别有选择地反射波长成分λ1～λ4的反射面81a～84a。另外，波长过滤器85～88具有分别有选择地反射波长成分λ6～λ9的反射面85a～88a。分别设置反射面81a～84a，使得可将传递光的波长成分λ1～λ4从芯部91i分别向芯部91k～91n反射。设置反射面85a～88a，使得可分别将波长λ6～λ9的光从芯部91p～91s向芯部91j反射。
另外，波长过滤器81～88分别由第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b来保持。优选为，该第五实施例的第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b的结构分别与第一实施例相同。
在该第五实施例的光导路基板1e中，当包含波长成分λ1～λ5的光从芯部91i的光入射出射端5j入射时，该光沿着光轴A在芯部91i中传递。而且， 波长成分λ1～λ4分别由反射面81a～84a反射。然后，波长成分λ1～λ4分别沿着光轴B1～B4在芯部91k～91n中传递，从芯部91k～91n的光入射出射端5k～5n射出。另外，波长成分λ5透过波长过滤器81～84后，从芯部91i的光入射出射端5t射出。在各光入射出射端5k～5n上可以安装例如光电二极管这样的光检测元件。
另外，当波长λ6～λ9的光分别入射在芯部91p～91s的光入射出射端5p～5s上时，这些光分别沿着光轴B5～B8在芯部91p～91s中传递，分别由反射面85a～88a反射。这样，分别由反射面85a～88a反射的波长λ6～λ9的光，沿着光轴A2在芯部91j中传递后，与沿着光轴A1在芯部91i中传递的波长λ5的光耦合。而且，这种耦合光从光入射出射端5t射出。在光入射出射端5p～5s上可以安装例如激光二极管这样的发光元件。
采用该第五实施例的光波导路基板1e，与上述第一实施例的光波导路基板1a同样，可利用简单的工序将波长过滤器81～88良好地埋入包层部的内部。另外，容易使光波导路基板1e的表面平坦化。而且，波长过滤器81～88可以高精度地相对于芯部91i～91s进行定位，同时，可有效地减少波长过滤器81～88和芯部91i～91s之间的光损失。因此，在例如WDM通信中，可以实现提取和附加不同波长的光信号且损失更低的WDM组件。沿着光轴A1、A2方向的光波导路基板1e的最优长度W3例如为10mm～30mm。另外，沿着光轴B1～B8方向的光波导路基板1e的最优宽度W4例如为4mm。
在该第五实施例的光波导路基板1e中，与第一实施例同样，波长过滤器81～88由第一支承部36a、36b和第二支承部37a、37b来保持，但用其它实施例或变形例的第一和第二支承部来保持也可以。
本发明的光波导路基板及其制造方法不限于上述实施例，可有各种变形。例如，在上述各实施例中，作为光学部件例示了波长过滤器，但作为本发明可适用的光学部件而言，其它具有反射面的各种部件(例如半透半反镜)也可以。
在上述实施例和变形例中，第一和第二支承部被设置成分别与光学部件(波长过滤器)的反射面和背面连接，但是第一和第二支承部被设置成与光学部件长度方向的两端面(例如，图1所示的侧面4c)连接也可以。另外，这些第一和第二支承部被设置成与光学部件的四个角落接触也可以。
上述各实施例和变形例说明了将光学部件(波长过滤器)的平面形状作成长方形的情况，但光学部件的形状不限于此，对于三角形等各种形状的光学部件也可以适用。
如上所述，采用本发明的光波导路基板及其制造方法，可利用简单的工序将光学部件埋入由树脂制成的光波导路层内部，并且可使光波导路层的表面平坦化。
从以上的本发明的说明中可了解到，本发明可有各种变形。这些变形都没有超出本发明的思想和范围，对于所有本领域技术人员而言为显而易见的改良，都包含在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种光波导路基板，它包括具有主面的基板；设置在所述基板的所述主面上且由树脂制成的光波导路层，该光波导路层具有沿着第一方向延伸的第一芯部、沿着与该第一方向交叉的第二方向延伸的第二芯部、和覆盖该第一和第二芯部的包层部；和具有反射规定波长的光的反射面的光学部件，该光学部件配置在所述基板的所述主面上，使得在所述第一和第二芯部之中的一个芯部中传递的光通过所述反射面向另一个芯部反射；其特征在于所述光波导路层还具有以夹入状态保持所述光学部件的第一和第二支承部，该第一和第二支承部分别由与所述第一和第二芯部相同的材料制成，并且与该第一和第二芯部一起形成于所述基板的所述主面上，所述光学部件与所述第一和第二芯部一起由所述包层部覆盖。
2.如权利要求1所述的光波导路基板，其特征在于所述第一支承部具有与所述光学部件的所述反射面相对置的第一支承面、和沿着所述基板的所述主面从该第一支承面突出的凸状部，所述第二支承部具有与所述光学部件的所述反射面相反侧的背面相对置的第二支承面、和沿着所述基板的所述主面从该第二支承面突出的凸状部，所述光学部件与分别设置在所述第一和第二支承面上的所述凸状部相接。
3.如权利要求2所述的光波导路基板，其特征在于分别设置于所述第一和第二支承部上的凸状部彼此的距离比沿着与所述反射面正交的方向的所述光学部件的厚度短，所述光学部件压入所述第一支承部的所述凸状部和所述第二支承部的所述凸状部之间。
4.如权利要求1所述的光波导路基板，其特征在于所述第一支承部具有与所述光学部件的所述反射面相接的第一接触面，所述第二支承部具有与所述光学部件的所述反射面相反侧的背面相接的第二接触面，所述光学部件被所述第一和第二接触面保持。
5.如权利要求4所述的光波导路基板，其特征在于所述第一和第二接触面的间隔比沿着与所述反射面正交的方向的所述光学部件的厚度小，所述光学部件压入所述第一接触面和所述第二接触面之间。
6.如权利要求1所述的光波导路基板，其特征在于所述光学部件具有沿着与所述反射面正交的方向的该光学部件的厚度朝向所述基板渐渐地减少的锥形状。
7.如权利要求6所述的光波导路基板，其特征在于所述光学部件的背面之中的至少一部分相对于所述反射面倾斜。
8.一种光波导路基板，它包括具有主面的基板；设置在所述基板的所述主面上的由树脂制成的光波导路层，该光波导路层具有沿着第一方向延伸的第一芯部、沿着与该第一方向交叉的第二方向延伸的第二芯部、和覆盖该第一和第二芯部的第一包层部；和具有反射规定波长的光的反射面的光学部件，该光学部件设置在所述基板的所述主面上，使得在所述第一和第二芯部之中的一个芯部中传递的光通过所述反射面向另一个芯部反射；其特征在于所述光波导路层的所述第一包层部包括收容所述光学部件的光学部件收容槽、和设置在所述光学部件收容槽的侧面且相互之间夹住地保持所述光学部件的第一和第二支承部，所述光波导路层还具有覆盖所述第一包层部和所述光学部件的第二包层部。
9.如权利要求8所述的光波导路基板，其特征在于所述第一支承部具有与所述光学部件的所述反射面相接的第一接触面，所述第二支承部具有与所述光学部件的所述反射面相反侧的背面相接的第二接触面，所述光学部件被所述第一和第二接触面保持。
10.如权利要求9所述的光波导路基板，其特征在于所述第一和第二接触面的间隔比与所述反射面正交的所述光学部件的厚度小，所述光学部件压入所述第一接触面和所述第二接触面之间。
11.如权利要求8所述的光波导路基板，其特征在于所述光学部件具有沿着与所述反射面正交的方向的该光学部件的厚度朝向所述基板渐渐地减少的锥形状。
12.如权利要求11所述的光波导路基板，其特征在于所述光学部件的背面之中的至少一部分相对于所述反射面倾斜。
13.一种光波导路基板的制造方法，其特征在于，它包括在所准备的基板的主面上形成由树脂制成的第一包层的第一包层形成工序；在所述第一包层上形成由折射率比所述第一包层高的树脂制成的芯层的芯层形成工序；使用分别形成有沿着所述基板的所述主面上的第一方向延伸的第一芯部的平面形状、在与该第一方向交叉的该主面上的第二方向上延伸的第二芯部的平面形状、和以相互之间夹入的状态对配置成将在该第一和第二芯部之中的一个芯部中传递的光由光学部件的反射面向另一个芯部反射的光学部件进行保持的第一和第二支承部的平面形状的掩模，通过对所述芯层和所述第一包层进行蚀刻，形成所述第一芯部、所述第二芯部、所述第一支承部和所述第二支承部的蚀刻工序；将所述光学部件插入所述第一支承部和所述第二支承部之间的光学部件设置工序；和形成由折射率比所述芯层低的树脂制成的第二包层、使得分别覆盖所述第一芯部、所述第二芯部、所述第一支承部、所述第二支承部和光学部件的第二包层形成工序。
14.一种光波导路基板的制造方法，其特征在于，它包括使用分别形成有收容光学部件的光学部件收容槽的平面形状、和在所述光学部件收容槽侧面形成且以相互之间夹入的状态保持所述光学部件的第一和第二支承部的平面形状的掩模，通过对层叠部进行蚀刻，在所述层叠部上形成所述光学部件收容槽、所述第一支承部和所述第二支承部的蚀刻工序；所述光学部件被配置成将在所述第一和第二芯部之中的一个芯部中传递的光由光学部件的反射面向另一个芯部反射，所述层叠部设置于所准备的基板的主面上，由树脂制成，并具有沿着第一方向延伸的第一芯部、沿着与第一方向交叉的第二方向延伸的第二芯部、和覆盖该第一和第二芯部的第一包层部，将所述光学部件插入所述第一支承部和所述第二支承部之间的光学部件设置工序；和形成由折射率比所述第一和第二芯部低的树脂制成的第二包层部、使得分别覆盖所述层叠部和所述光学部件的第二包层部形成工序。
全文摘要
本发明提供一种光波导路基板及其制造方法，该光波导路基板具有利用简单的结构和工序就可将光学部件埋入由树脂制成的光波导路层内部的结构，并且具有可使光波导路层表面平坦化的结构。该光波导路基板包括基板；在基板上沿着互相交叉的方向延伸的第一和第二芯部；具有使在第一和第二芯部之中的一个芯部中传递的光向另一个芯部反射的反射面的光学部件。光波导路层具有以夹住光学部件的状态保持该光学部件的第一和第二支承部。这些第一和第二支承部分别由与第一和第二芯部相同的材料制成，而且与该第一和第二芯部一起形成于基板的主面上。另外，光学部件与第一和第二芯部一起由包层部覆盖。
文档编号G02B6/10GK1920599SQ20061012656
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月28日 优先权日2005年8月26日
发明者能野隆文, 柴山胜己 申请人:浜松光子学株式会社