(57)【要約】      （修正有）【課題】狭ピッチや長いクラッドに複数のコアを並列に配置した光導波路を製造する。【解決手段】隣接するコアの各々を接続するリブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６を設けた状態で複数のコアを形成した後、複数のコアの周囲にクラッドの材料を硬化させることにより、クラッドを形成し、その後、切削加工により、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６を除去する。このように製造することで、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６により、クラッドが形成されるまで、隣接するコアとの接触を防止することが可能となり、狭ピッチや長いクラッドにおいても、複数のコアを並列に配置することができる。【選択図】図７
2011215418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのクラッド内に、該クラッドと光の屈折率が異なる芯状のコアを複数並列に埋設した光導波路の製造方法であって、
隣接する前記コア間の各々をリブにより接続した状態で前記複数のコアを形成し、
前記形成された複数のコアの周囲に、前記クラッドの材料を硬化させることにより、前記クラッドを形成し、
形成された前記クラッド表面から前記各リブまで切削加工を行う
事を特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記複数のコアの形成は、リブと一体形成することにより行う事を特徴とする請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記クラッドは、少なくとも前記複数のコアの両端部を露出させて形成され、
前記リブの除去は、前記コアがクラッドより露出している部分を基準として、リブ位置を推定して切削を行う事を特徴とする請求項１または請求項２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記切削加工により除去された領域に、前記クラッドの材料を充填、硬化させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に光導波路は、光路となるコアの周囲をコアと屈折率が異なるクラッドが取り囲む構造となっており、この屈折率の違いによりコア内を通過する光がクラッドとの境界面で反射されるようになっている。これらコア、クラッドは、共に、ポリイミド、エポキシ等の樹脂を主成分としている。また、コアは、これらの主成分にフッ素、臭素などを添加してクラッドとの屈折率を変えるようにしている。
【０００３】
この様な光導波路を用いた通信は、システム間のみならず、複数の電子部品を搭載したボードを内部に有する装置の各ボード間の通信にも用いられるようになってきている。装置内部におけるボード間通信の場合には、パラレル通信、もしくは、高速化を目的として、複数の光導波路を用いて通信が行われている。このような、通信には、１つのクラッド内に、細い芯状のコアを並列に埋設した光導波路が利用されている。また、光導波路は、複数のコアを並べた状態でその両端を固定し、クラッドの材料をその周囲に硬化させることにより製造を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボードの高密度実装化などから、光導波路は、コア径やコア間の距離（ピッチ）を狭くすることが要求されてきている。また、ボードの規模にもよるが、１つのクラッドに複数のコアを並列に配置した光導波路は、数センチ〜数十センチメートル程度の距離間を光導波路にて接続することが多い。
【０００６】
上記したように、光導波路は、複数のコアを並べた状態でその両端を固定した後に、クラッドを充填・硬化して製造を行うため、コアを並べた時点で、他のコアに接触しないように並べる必要がある。
【０００７】
しかし、コア径が細くなると、コア自体が変形しやすくなり、両端を整列させて固定させても、コアが途中で接触してしまうことがある。よって、コアの両端を固定しただけでは、長い光導波路や狭ピッチの導波路を製造することが困難であった。
【０００８】
本技術は、これらの点に鑑み、狭ピッチや長い１つのクラッドに複数のコアを並列に配置した光導波路を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術は、上記従来の課題を解決するために、隣接する前記コア間の各々をリブにより接続した状態で前記複数のコアを形成し、形成された複数のコアの周囲に、クラッドの材料を硬化させることによりクラッドを形成し、形成された前記クラッド表面から前記各リブまで切削加工を行うことにより光導波路を製造するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本技術によれば、狭ピッチや長い１つのクラッドに複数のコアを並列に配置した光導波路を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る光導波路による通信を行うボードが収容された電子装置用キャビネットの斜視図。
【図２】光伝送回路装置の斜視図。
【図３】光伝送回路装置の底板およびセンタープレーンの形成を示す斜視図。
【図４】図３の光伝送回路装置のＹ１−Ｙ２方向における模式的断面図。
【図５】光導波路の斜視図。
【図６】本実施の形態におけるクラッド２９ｂ充填・硬化前のリブ２９ａの斜視図。
【図７】本実施の形態におけるクラッド２９ｂ充填・硬化後の状態を示した斜視図。
【図８】ＮＣ工作機械１００の概略図。
【図９】台１１０に光導波路２９を載置したＮＣ工作機械１００の概略図。
【図１０】穴あけ位置情報３００を示したテーブル。
【図１１】穴あけ処理のフローチャート。
【図１２】穴あけ処理後の光導波路２９の斜視図。
【図１３】第２の領域２９ａ２を除去した後の光導波路２９の斜視図。
【図１４】再充填・硬化処理を行った後の光導波路２９の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態について説明する。
【００１３】
まず、本実施の形態が対象とする
図１は、本実施の形態に係る光導波路による通信を行うボードが収容された電子装置用キャビネットの斜視図である。図１は、電子装置用キャビネットから１つの光伝送回路装置を引き出して示している。図２は光伝送回路装置の斜視図である。
【００１４】
図１および図２に示されるように、電子装置用キャビネット１０の中は、光伝送回路装置１１が積み重ねられるようにして格納されている。光伝送回路装置１１は、底板１７の上に多数のボード１２と、これらのボード１２とセンタープレーン１３により隔てられて配置された入出力ユニット１４、電源ユニット１５が設けられている。また、光伝送回路装置１１の前面と、センタープレーン１３とバックプレーン１６との間には強制ファン１８が設けられ、光伝送回路装置１１の前面から冷却風として外気が取り入れられ、冷却風はボード１２間を通り、センタープレーン１３の開口部（隠れて図示されない。）を経てバックプレーン１６に設けられた開口部（隠れて図示されない。）から外部に流れ出るようになっている。
【００１５】
ボード１２には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１９、メモリ回路２０、ハードディスク装置２１、光電気変換回路２２、およびこれらのデータ転送を行うバス等の配線（不図示）やバスドライバ等が設けられている。ボード１２は、光伝送回路装置１１の底板１７の上に略垂直に配置され、互いに平行になっており、ボード１２の下端部１２ａが後に図５に示す底板上のレールに嵌め込まれると共に、ボードの後端部１２ｂに設けられた制御信号および電源供給用のコネクタ２３がセンタープレーン１３の前面に設けられた図５に示すコネクタ（隠れて図示されない。）と嵌合し、位置決めされる。ボード１２は、例えば、伝送回路装置１１の上側からレールに挿入し、次いでコネクタ２３をセンタープレーン１３のコネクタに押し込むようにする。制御信号は、図示されないケーブルにより、バックプレーン１６側に設けられた入出力ユニット１４から供給され、バックプレーン１６に設けられた制御信号用コネクタ２７からケーブルを介して他の光伝送回路装置に接続される。また、電源は電源ユニット１５あるいは外部から直接供給される。
【００１６】
図３は、光伝送回路装置の底板およびセンタープレーンの形成を示す斜視図である。なお、図３は、光伝送回路装置の側板およびバックプレーンを省略して示している。
【００１７】
図３を参照するに、光伝送回路装置１１のセンタープレーン１３には、ボード１２に接続される制御信号用のコネクタ２４や冷却風の通風孔１３ａが設けられている。
【００１８】
底板１７には、ボード１２が嵌合される開口部を有するレール２５が、手前から後方（図に示すＸ方向）に延在し、底板１７の幅方向（図に示すＹ方向）に互いに平行に配列されている。底板１７には光伝送回路の光接続部２８が設けられている。
【００１９】
図４は、図３の光伝送回路装置のＹ１−Ｙ２方向における模式的断面図である。
【００２０】
図４を参照するに、光伝送回路２６は、光導波路２９と、光導波路２９に接続され、ボード１２の光電気変換回路２２と接続される光接続部２８から形成される。この光伝送回路２６によって、各々ボードは、各々の光電気変換回路２２により光送信、もしくは受信することによりによって隣接するボードとの通信が通信可能となる。
【００２１】
光導波路２９について、図５の光導波路の斜視図を用い説明する。
【００２２】
光導波路２９は、本実施の形態においては、互いに平行に配列された８本のコア２９ａを有し、クラッド２９ｂを充填・硬化することにより形成される。また、コア２９ａコア直径Ｄは、５０μｍで、ピッチＰは２５０μｍとする。各々のコア２９ａの形状は、Ｙ−Ｙ方向へ延伸する第１の領域と、第１の領域２９ａ１の両端各々から垂直方向へ起き上がる第２の領域２９ａ２を有しており、第２の領域の開放端２９ａ３は、クラッド２９ｂから露出しており、この露出部分と光接続部２８とが接触する事になる。
【００２３】
クラッド２９ｂは、厚さＨが１ｍｍ程度で、長さが２０ｃｍの薄板状に形成される。このため、コア２９の第２の領域２９ｂの長さは、０．５ｍｍ程度である。
（なお、本実施の形態では、上記した寸法をそのまま縮尺した図面を作成した場合、長さ方向Ｌと厚みの比率やピッチＰとコア径Ｄの比が大きすぎ、説明しづらいため、各構成要素の縮尺比は、上記した値とは異なるものとなっている。）
また、コア２９ａ、クラッド２９ｂは、共に、ポリイミド、エポキシ等の樹脂を主成分とし、コアにフッ素、臭素などを添加してクラッドとの屈折率を変えるようにして、コア内を通過する光をクラッドとの境界面で反射させるようにしている。
【００２４】
上記したように、従来は、複数のコア２９ａを並列に並べ、各々のコア２９ａの先端部分を固定して、周囲にクラッド２９ｂの材料を硬化させてクラッド２９ｂを形成することにより、光導波路２９を形成していた。しかし、コア２９ａは、上記したように一般に樹脂製であり、細くなるほど、変形しやすく、直線の精度に問題が有り、距離が長いほどその変形に因る隣接コアとの接触が問題となる。よって、上記したような、μｍオーダーの細いコア２９ａを、その先端を固定するのみで、２５０μｍという狭ピッチにて、かつ、数十センチメートル長さにわたり、各コア２９ａ間が接触しない様にするということは、困難である。
【００２５】
本実施の形態は、この点に鑑み、隣接するコア２９ａの各々を接続するリブを設けた状態で複数のコア２９ａを形成した後、複数のコア２９ａの周囲にクラッド２９ｂの材料を硬化させることにより、クラッド２９ｂを形成し、その後、リブを除去するようにしたものである。
【００２６】
以下、その詳細について説明する。
［コア２９の形成処理］
図６は、本実施の形態におけるクラッド２９ｂを形成する前のリブ２９ａの斜視図である。
【００２７】
この状態において、各コア２９ａは、第１の領域２９ａ１の３箇所において、それぞれ隣接するコア２９ａは、リブ２９ａ４、２９ａ５、２９ａ６にて接続されている。このようにコア２９ａの第１の領域に、リブを所定間隔毎に設けておくことで、第１の領域の長さが長くなっても、各コア２９ａ間の距離を確保することができる。
【００２８】
なお、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６と、コア２９ａとは同じ材質で良く、本実施の形態では、金型によって、一体形成することとする。従来は、各コア２９ａを１本１本製造した後に、並列に並べる必要があったが、本実施の形態は、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６とコア２９ａとを一体形成することができるので、コア２９ａの製造は容易になる。
【００２９】
また、第２の領域２９ａ２は、完成時の長さより長く形成されている。しかし、この第２の領域２９ａ２は、クラッド２９ｂの充填硬化後に切断研磨などで、クラッド２９ｂの表面から突出しないように加工される。
［クラッド２９ｂの形成処理］
このコア２９ａの形成が完了すると、作業者は、このコア２９ａを、クラッド２９ｂの材料であるポリイミドもしくはエポキシによって充填・硬化させ、クラッド２９ｂを形成する。
【００３０】
この処理は、箱型の型を利用して行われ、クラッド２９ｂは、完成時の薄板状に形成される。
【００３１】
図７は、この硬化後の状態を示した斜視図である。
【００３２】
この工程は、コア２９ａは、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６から切り離されること無く、クラッド２９ｂの充填・硬化処理が行われる。
【００３３】
また、この工程では、コア２９ａの第２の領域２９ａ２は、クラッド２９ｂの表面から突出した状態となっている。
［リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６の除去処理］
クラッド２９ｂの形成処理が完了すると、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６の除去処理を行う。
【００３４】
この除去処理は、クラッド２９ｂの第２の領域２９ｂが突出している面２９ｂ１の反対の面２９ｂ２側より、ドリルなどの工具を用いて行われる。
【００３５】
先に記述したように、コア２９ａのピッチは大変狭いため、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械などを用いて行われる。
【００３６】
この際、その位置決めは、コア２９ａの第２の領域の突出位置を基準に、リブの位置を推定して行う。
【００３７】
このＮＣ工作機械による処理について説明する。
【００３８】
図８は、この穴あけ作業を行うＮＣ工作機械１００の概略図である。
【００３９】
ＮＣ工作機械１００は、上位装置であるコンピュータ２００の指示に基づき各処理を行う。
【００４０】
また、ＮＣ工作機械１００は、コンピュータ２００からの指示に基づきＸ−Ｙの２次元方向に移動可能な台１１０を有している。この台は、ステッピングモータなどによって駆動されるもので、この機構自体は周知のものでも有り、詳細な説明は省略する。
【００４１】
この台１１０は、１６個の差し込み穴１１０ａを有している。この穴１１０ａは、各々、光導波路２９のコア２９ａの各々第２の領域の位置に対応した穴で、この穴１１０ａに、図７の状態の第２の領域を差し込んで載置することにより、台１１０におけるコア２９ａの位置が決定することになる。
図９は、上記説明のように光導波路２９を台１１０に載置した際の図である。
【００４２】
また、１２０は、ドリルであり、コンピュータ２００の指示に基づき、Ｚ方向へ移動することが可能である。このＺ方向への移動機構についても、周知の技術であるので説明を省略する。
【００４３】
また、コンピュータ２００は、ＣＰＵ（中央処理装置）２２０及び、メモリ２１０を有する。
【００４４】
このメモリ２１０には、図１０のテーブルに示される穴あけ位置情報３００を記憶している。上記したように、台１１０に載置された光導波路２９のコア２９の位置は、確定されているので、台１１０に光導波路２９を載せる度に、位置決めをしなおす必要はない。なお、この穴あけ位置情報は、リブの切断箇所分（本実施の形態では、１４箇所）記憶されている。
【００４５】
図８に戻り、コンピュータ２００は、作業者が穴あけ指示を出すための入力装置２３０及びディスプレイ２４０も有している。
【００４６】
以上のような工作機械１００による穴あけ処理について図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
入力装置２３０より、穴あけ作業を指示する入力があると、コンピュータ２００のＣＰＵ２２０は、メモリ２１０を参照し、穴あけ位置情報を１つ取得する（Ｓ１００１）。
【００４８】
次に、ＣＰＵ２２０は、穴あけ位置情報によって取得した位置とドリル１２０とのＸ−Ｙ方向における位置が一致する位置まで台１１０を移動するよう工作機械１００の台を移動させる（Ｓ１００２）。
【００４９】
この移動が完了すると、ＣＰＵ２２０は、ドリル１２０をＺ軸方向に移動させる制御を行い、その位置への穴あけを行う（Ｓ１００３）。
【００５０】
この穴あけ作業が完了するとＣＰＵ２２０は、メモリ２３０を参照し、まだ穴開けしていない穴あけ位置情報があるか判断し、あれば、Ｓ１００１の処理へ戻り、なければ、処理を終了する（Ｓ１００４）。
【００５１】
以上のようにして、該処理によってリブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６の除去が行われた後の、光導波路２９を図１２に示す。この図１２に示されるように、光導波路２９は、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６がなくなり、ドリル１２０によって開けられた穴２９ｂ３，２９ｂ４，２９ｂ５が形成されている。
［第２の領域の除去処理］
リブ除去処理が完了すると、第２の領域２９ａ２の除去を行う。この除去は、上記したように切断研磨などで、クラッド２９ｂの表面から突出しないように加工される。
【００５２】
図１３に、除去後の光導波路２９の図を示す。
【００５３】
これにより、１つのクラッド２９ｂ内に複数のコア２９ａを有する光導波路２９を形成することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態において、穴２９ｂ４，２９ｂ５，２９ｂ６は、ドリル加工を行うことにより形成したが、同様の精度が得られれば、レーザー加工など、他の切削加工を行うによって形成しても良い。
［再充填・硬化処理］
このままでも、機能は充分であるが、各コア２９ａと一体形成したリブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６を除去したため、この穴からコア２９の第１の領域２９ａ１の一部が露出しており、多少の光が漏れてしまうことがある。これに対応するために、各穴２９ｂ３，２９ｂ４，２９ｂ５にクラッド２９ｂと同じ材料を再充填・硬化させ、この露出部分をなくすようにすれば、光ロスも少ない光導波路２９を形成することが可能となる。図１４は、この再充填・硬化処理を行った後の光導波路２９を示した図である。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、隣接コア２９ａ間にリブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６を付した、もしくは一体形成した状態で、充填・硬化によるクラッド２９ｂの形成処理を行う事によって、長いコア２９ａや、細いコア２９ａであっても各コア２９ａ間のピッチを確保させることが可能となる。
【００５６】
また、その後の除去の際、コア２９ａがクラッド２９ｂから露出している部分を利用してリブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６を除去する位置を決めることで、容易にリブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６の除去処理を行うことが可能となる。
【００５７】
更に、リブ２９ａ４，２９ａ５，２９ａ６の除去処理にために形成された開口部分をクラッド２９ｂと同じ最良にて再充填・硬化させることで、コア２９ａの側面部分が露出して、ロスが生じてしまうことを防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１０      電子装置用キャビネット
１１      光伝送回路装置
１２      ボード
１３      センタープレーン
１３ａ    通風孔
１７      底板
２２      光電気変換回路
２４      コネクタ
２５      レール
２６      光伝送回路
２７      制御信号用コネクタ
２８      光接続部
２９      光導波路
２９ａ    コア
２９ａ１  第１の領域
２９ａ２  第２の領域
２９ａ３，ａ４，ａ５  リブ
２９ｂ    クラッド
２９ｂ１  クラッド表面
２９ｂ２  クラッド裏面
２９ｂ３，２９ｂ４，２９ｂ５  穴
【図１】
2011215418.tif 000003
【図２】
2011215418.tif 000004
【図３】
2011215418.tif 000005
【図４】
2011215418.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2011215418.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011215418.tif 000011
【図１０】
2011215418.tif 000012
【図１１】
2011215418.tif 000013
【図１２】
2011215418.tif 000014
【図１３】
2011215418.tif 000015
【図１４】
2011215418.tif 000016