(57)【要約】【課題】接続時に、位置ずれにより発生する導通不良を抑制することができるとともに、表面の破損を抑制することができる平面光導波路基板（ＰＬＣ）および該ＰＬＣを含む光モジュールを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るＰＬＣ１５０は、基礎基板１５７と、基礎基板および電気配線１５５を覆う絶縁膜１５８とを含み、ＰＬＣ１５０の内部に電気配線が設けられている。ＰＬＣの上面にはＰＬＣの表面が窪んで形成される開口部１６０が設けられており、開口部には電気配線に電気的に接続されている電極１５６が設けられている。開口部において、電極が配置されている領域以外におけるＰＬＣの上面は、電極の上面に対して窪んでいる。すなわち、電極の上面を基準とするＰＬＣの上面の高さｄ（上方向が正）は、ｄ＜０である。【選択図】図４
2015075588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線板と該配線板に接続されている平面光導波路基板とを備える光モジュールであって、
前記配線板は、
第１の基板と、
前記第１の基板上に設けられている第１の電気配線と、
前記第１の基板上に設けられており、前記第１の電気配線に電気的に接続されている第１の電極と、
を備え、
前記平面光導波路基板は、
第２の基板と、
前記第２の基板の内部に設けられている光導波路と、
前記第２の基板の内部に設けられている第２の電気配線と、
前記第２の基板の表面の一部が窪むことにより形成されている開口部と、
前記開口部において前記第２の基板上に設けられており、前記電気配線に電気的に接続されている第２の電極と、
を備え、
前記第２の電極の表面に対して、前記開口部において前記第２の電極が配置されている領域以外の前記第２の基板の前記表面は窪んでおり、
前記開口部において、前記第１の電極と前記第２の電極とが電気的に接続されている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記配線板と前記平面光導波路基板とは、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）または異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第１の電極の幅Ｌは、前記第２の電極の幅Ｗと同じ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第２の電極は少なくとも２個設けられており、
前記開口部は前記少なくとも２個の第２の電極を含み、
前記少なくとも２個の第２の電極の前記表面に対して、前記少なくとも２個の第２の電極の間の領域の前記第２の基板の前記表面は窪んでいる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記開口部は前記第２の基板の前記表面に隣接する端面の一部を含む領域に形成されており、
前記第２の電極の前記表面に対して、前記第２の電極と前記端面の一部との間の領域の前記第２の基板の前記表面は窪んでいる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第２の基板の内部において前記光導波路の近傍に設けられ、前記第２の電気配線に電気的に接続されているヒータをさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項７】
基板と、
前記基板の内部に設けられている光導波路と、
前記基板の内部に設けられている電気配線と、
前記基板の表面の一部が窪むことにより形成されている開口部と、
前記開口部において前記基板上に設けられており、前記電気配線に電気的に接続されている電極と、
を備え、
前記電極の表面に対して、前記開口部において前記電極が配置されている領域以外の前記基板の前記表面は窪んでいる
ことを特徴とする平面光導波路基板。
【請求項８】
前記電極は少なくとも２個設けられており、
前記開口部は前記少なくとも２個の電極を含み、
前記少なくとも２個の電極の前記表面に対して、前記少なくとも２個の電極の間の領域の前記基板の前記表面は窪んでいる
ことを特徴とする請求項７に記載の平面光導波路基板。
【請求項９】
前記開口部は前記基板の前記表面に隣接する端面の一部を含む領域に形成されており、
前記電極の前記表面に対して、前記電極と前記端面の一部との間の領域の前記基板の前記表面は窪んでいる
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の平面光導波路基板。
【請求項１０】
前記基板の内部において前記光導波路の近傍に設けられ、前記電気配線に電気的に接続されているヒータをさらに備えることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の平面光導波路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面光導波路を備える基板、および該基板を含む光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信の高速化および大容量化のために、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）技術が考案された。ＲＯＡＤＭによる光ネットワークでは、波長多重伝送方式が用いられており、任意の波長の光信号を電気信号に変換せずに分岐および挿入することができる。また、ＲＯＡＤＭによる光ネットワークでは、それぞれの波長の光信号の通るべき経路を変更する（又は新設する、廃止する）際に、接続工事等の作業を行わずに経路を変更、すなわち、再構成することが可能である（Reconfigurable）。
【０００３】
ＲＯＡＤＭを実現するためには、ＲＯＡＤＭネットワークとクライアント機器との間に設けられ、複数の波長の入出力が可能であり、かつ経路を変更可能なスイッチ装置（マルチキャストスイッチともいう）が必要となる。すなわち、ＲＯＡＤＭで用いられるスイッチ装置は、クライアント機器から光信号の入力を受けてＲＯＡＤＭネットワークの方路に挿入する機能（Ａｄｄ機能ともいう）と、ＲＯＡＤＭネットワークの方路から分岐された光信号をクライアント機器に出力する機能（Ｄｒｏｐ機能ともいう）とを有しており、光信号の通る経路は、動的に変更可能である。本明細書では、スイッチ装置においてＲＯＡＤＭネットワークの方路に接続可能な数を方路数といい、クライアント機器に接続可能な数を波長数という。
【０００４】
ＲＯＡＤＭで用いられるスイッチ装置は、一般的に平面光導波路基板（ＰＬＣ）を用いて作製され、チップ（基板）内に多数の光導波路を含んでおり、スイッチ装置が処理可能な方路数および波長数が増加するほどチップ内の光導波路の数が増加する。例えば、方路数８、波長数１６のスイッチ装置は、１個のチップ上に設けられた８アレイの１×１６光スプリッタと、４個のチップ上にそれぞれ設けられた４アレイの８×１光スイッチ（合計１６アレイ）とを備え、該光スプリッタと該光スイッチとはそれぞれＰＬＣ内に形成される。特に光スイッチを有するＰＬＣにおいては、光スプリッタに接続される側に３２本もの光導波路が近接して配列されるとともに、光導波路の近傍には光信号の経路選択を行うためのヒータが設けられる。さらに各ヒータは光スイッチを有するＰＬＣ内に設けられる電気配線を介して外部に接続される。近年、ＲＯＡＤＭで用いられるスイッチ装置はより多くの方路数および波長数に対応するとともにサイズを小さくすることが求められており、それを実現するためには光スイッチを有するＰＬＣに含まれる光導波路の数および電気配線の数を増加させると同時に、光導波路間および電気配線間のピッチを小さくすることが必要になる。
【０００５】
従来では、光スイッチを有するＰＬＣと、該ＰＬＣ中の電気配線を外部に接続するための配線板との間を導電性ワイヤによって接続（ワイヤボンディングともいう）し、該配線板を介して制御部等に接続を行っていた。しかしながら、特に光導波路の数が多い場合にワイヤボンディングでは接続作業が煩雑であり、導電性ワイヤの剥離の問題が起こるおそれがある。また、導電性ワイヤおよび配線板を配置するスペースを確保する必要があるため、ＰＬＣのサイズ低減の妨げとなる。
【０００６】
ワイヤボンディングの代わりに、電気配線を有するフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）をＰＬＣに直接接続（ダイレクトボンディングともいう）する方法を用いることができる。特許文献１は、ＰＬＣ上の電極とＦＰＣ上の電極とをＡＣＦを用いて接続する技術を開示している。この場合には、ＦＰＣとＰＬＣとの間に導電機能と接着機能との両方を有する異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を挟み込んで圧着することによって、ＦＰＣとＰＬＣとを接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２３３４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図９（ａ）は、特許文献１に記載のＰＬＣ１０、ＦＰＣ２０およびＡＣＦ３０の接続構成を示す断面図である。ＰＬＣ１０は、基板１２と、基板１２を被覆する絶縁膜１３とを備え、絶縁膜１３中に設けられている開口部に電極１１が設けられている。ＦＰＣ２０は、基板２１と、基板２１の表面に設けられている電極２２を備える。ＡＣＦ３０は、フィルム状の接着剤３１と、接着剤３１中に混合されている導電性粒子３２とを備える。ＰＬＣ１０の電極１１とＦＰＣ２０の電極２２との位置を合わせ、ＰＬＣ１０とＦＰＣ２０との間にＡＣＦ３０を挟み込み、ＰＬＣ１０とＦＰＣ２０とを近付ける方向に圧力を加えることによって、ＰＬＣ１０とＦＰＣ２０とを接着させるとともに導通させる。
【０００９】
特許文献１は、ＰＬＣ１０の電極１１の幅ＷをＦＰＣ２０の電極２２の幅Ｌよりも大きくし、かつＰＬＣ１０において電極１１の上面を含む面に対する絶縁膜１３の上面の高さｄ（上方向が正）についてｄ≧０にすることを開示している。このような構成により、ＰＬＣ１０とＦＰＣ２０とが少しずれて位置する場合にも、電極２２に絶縁膜１３が干渉し、電極２２と電極１１とが導通不良が起こることを抑制することができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ＰＬＣ１０とＦＰＣ２０とが大きくずれた場合（例えば、幅Ｗから幅Ｌを減じた差よりも大きくずれた場合）には、導通不良等の問題が発生する。図９（ｂ）は、ｄが０より大きい場合の接続部分の断面図である。このような構成において、ＰＬＣ１０とＦＰＣ２０とが大きくずれて位置する場合には、電極１１と電極２２とが接触しない、電極１１と電極２２とが斜めに接触して経時的に導通不良が起こる、また絶縁膜１３に電極２２から圧力が与えられて破壊される等の問題が発生するおそれがある。この問題を防ぐために幅Ｗから幅Ｌを減じた差を大きくすることが考えられるが、上述のようにＰＬＣ１０のサイズを小さくすることが求められているため、電極１１の幅Ｗを大きくすることは望ましくない。また、ＦＰＣ２０の電極２２の幅Ｌを小さくすることには製造上の限界がある。
【００１１】
図９（ｃ）は、ｄが０に等しい場合の接続部分の断面図である。このような構成において、ＰＬＣ１０とＦＰＣ２０とが大きくずれて位置する場合に、電極１１と電極２２とは導通しやすいが、電極１１および絶縁膜１３の両方に電極２２から導電粒子３２を介して圧力が与えられる。その結果、金属等で形成される電極１１は硬いため破損しづらいが、ガラス等で形成される絶縁膜１３は圧力により破損するおそれがある。
【００１２】
本発明は、上述の問題に鑑みて行われたものであって、接続時に、位置ずれにより発生する導通不良を抑制することができるとともに、表面の破損を抑制することができる平面光導波路基板（ＰＬＣ）および該ＰＬＣを含む光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、配線板と該配線板に接続されている平面光導波路基板とを備える光モジュールであって、前記配線板は、第１の基板と、前記第１の基板上に設けられている第１の電気配線と、前記第１の基板上に設けられており、前記第１の電気配線に電気的に接続されている第１の電極と、を備え、前記平面光導波路基板は、第２の基板と、前記第２の基板の内部に設けられている光導波路と、前記第２の基板の内部に設けられている第２の電気配線と、前記第２の基板の表面の一部が窪むことにより形成されている開口部と、前記開口部において前記第２の基板上に設けられており、前記電気配線に電気的に接続されている第２の電極と、を備え、前記第２の電極の表面に対して、前記開口部において前記第２の電極が配置されている領域以外の前記第２の基板の前記表面は窪んでおり、前記開口部において、前記第１の電極と前記第２の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の別の態様は、平面光導波路基板であって、基板と、前記基板の内部に設けられている光導波路と、前記基板の内部に設けられている電気配線と、前記基板の表面の一部が窪むことにより形成されている開口部と、前記開口部において前記基板上に設けられており、前記電気配線に電気的に接続されている電極と、を備え、前記電極の表面に対して、前記開口部において前記電極が配置されている領域以外の前記基板の前記表面は凹であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る平面光導波路基板およびそれを備える光モジュールによれば、基板の表面に開口部を設け、該開口部に電極を配置し、該電極の表面に対して該開口部において該電極が配置されている領域以外の該基板の表面が窪んでいるため、位置ずれが発生しても電極の導通不良を抑制することができ、また電極周辺の基板表面の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチ装置の上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスプリッタ部およびスイッチ部の模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスイッチ部の上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＰＬＣの上面図および断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＦＰＣの上面図および断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＰＬＣおよびＦＰＣの接続部分の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＰＬＣおよびＦＰＣの接続部分の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＰＬＣの上面図である。
【図９】従来のＰＬＣおよびＦＰＣの接続部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るスイッチ装置１００の上面図である。スイッチ装置１００は、複数の方路を有するＲＯＡＤＭネットワークと複数のクライアント機器との間に接続可能である。スイッチ装置１００は、Ｄｒｏｐ機能としてＲＯＡＤＭネットワークの方路から所望のクライアント機器に光信号を分岐し、またＡｄｄ機能としてクライアント機器からＲＯＡＤＭネットワークの所望の方路に信号を挿入することができる。スイッチ装置１００は、方路数８、波長数１６の構成を２組有するデュアル構成（すなわち、Ｄｒｏｐ機能とＡｄｄ機能とを有する構成）である。
【００１９】
スイッチ装置１００は、筐体１１０中に、１個のスプリッタ部１２０と、それぞれのスプリッタ部１２０に接続されている４個のスイッチ部１３０とを備える構成を２組有する。各スプリッタ部１２０は方路側光ファイバ１０１に接続されており、各スイッチ部１３０はクライアント側光ファイバ１０２に接続されている。スプリッタ部１２０とスイッチ部１３０とは、立体的に組み替えられた複数の光ファイバを有するシャッフルファイバアレイ１４０によって接続されている。
【００２０】
図２は、スプリッタ部１２０およびスイッチ部１３０の模式図である。スプリッタ部１２０は、１枚のチップ（基板）上に、８個の光スプリッタ１２１を備える。光スプリッタ１２１は１×１６光スプリッタであり、一端に１個の共通ポート１２２と他端に１６個の分岐ポート１２３とを有する。共通ポート１２２から入力された光信号は、各分岐ポート１２３に分割されて出力される。又は、各分岐ポート１２３から入力された光信号は、共通ポート１２２に合流されて出力される。スプリッタ部１２０は、例えば石英を用いて形成されたＰＬＣ中に作製されている。
【００２１】
スイッチ部１３０は、１枚のチップ（基板）上に、４個の光スイッチ１３１を備える。光スイッチ１３１は不図示の制御部に制御されることによって光信号の経路を選択可能な１×８光スイッチであり、一端に１個の共通ポート１３２と他端に８個の分岐ポート１３３とを有する。共通ポート１３２から入力された光信号は、制御に応じていずれかの分岐ポート１３３に出力される。又は、各分岐ポート１３３から入力された光信号は、制御に応じて共通ポート１３２に出力される又は出力されずに廃棄される。例示的な構成として、光スイッチ１３１は多段接続されている複数のＭＺＩを備え、制御部が各ＭＺＩに設けられているヒータを駆動させることによって各ＭＺＩの分岐比を変化させ、光スイッチ１３１を通る光信号の経路を選択することができる。スイッチ部１３０は、例えばシリコンを用いて形成されたＰＬＣ中に作製されている。
【００２２】
スプリッタ部１２０とスイッチ部１３０とは、シャッフルファイバアレイ１４０によって接続されている。シャッフルファイバアレイ１４０は、スプリッタ部１２０とスイッチ部１３０との間に立体的に組み替えられて設けられた複数（本実施形態では１２８本）の光ファイバを有する。シャッフルファイバアレイ１４０の１２８本の光ファイバはそれぞれ、１個のスプリッタ部１２０に含まれる８個の光スプリッタ１２１の分岐ポート１２３（合計１２８個）と、４個のスイッチ部１３０に含まれる４個の光スイッチ１３１の分岐ポート１３３（合計１２８個）とを接続する。各光スプリッタ１２１が有する１６個の分岐ポート１２３は、それぞれ異なる光スイッチ１３１の分岐ポート１３３に接続される。
【００２３】
以下にスイッチ部１３０の構成をより詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るスイッチ部１３０の上面図である。４個の光スイッチ１３１は、ＰＬＣ（基板）１５０中に設けられている。４個の共通ポート１３２はＰＬＣ１５０の第１の端面１５１上に設けられており、３２個の分岐ポート１３３はＰＬＣ１５０の第１の端面１５１に対向する第２の端面１５１上に設けられている。ＰＬＣ１５０の内部には光スイッチ１３１が有するヒータに電気的に接続されている複数の電気配線１５５が設けられており、電気配線１５５は基板１５１の上面に沿って延在している。電気配線１５５は、ヒータに電力を供給するための電源線と、ヒータをグランドに接続するためのグランド線とを少なくとも含む。電気配線１５５は、ＰＬＣ１５０の外部に露出されている複数の電極１５６に接続されており、電極１５６はＰＬＣ１５０の第１の端面１５１と第２の端面１５２とに隣接する第３の端面１５３および第４の端面１５４の近傍に設けられている。
【００２４】
図３に示すように、複数の電極１５６はいくつか毎に密集してなる群を形成するように設けられており、ＰＬＣ１５０の該群の周辺を含む領域の上面にはＰＬＣ１５０の表面が窪んで形成される開口部１６０が設けられている。電極１５６は、開口部１６０においてＰＬＣ１５０の外部に露出している。各群に含まれる電極１５６の数は電気配線１５５の配置に応じて任意に決定することができ、本実施形態では一つの群に１〜１６個の電極１５６が含まれている。例えば、１個の開口部１５０は、隣り合う電極１５６の中心間のピッチが５００μｍ以下である群を含むように構成されてよい。
【００２５】
図４（ａ）は、ＰＬＣ１５０の上面図である。ここでは簡略化のために３個の電極１５６を備える構成を示しているが、開口部１６０に含まれる電極１５６の数は任意である。図４（ａ）において、電気配線１５５はＰＬＣ１５０の内部に存在しているため、破線で示されている。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。ＰＬＣ１５０は、電気配線１５５が上面に設けられている基礎基板１５７と、電気配線１５５および基礎基板１５７を覆う絶縁膜１５８とを含む。ＰＬＣ１５０の上面には開口部１６０は設けられており、開口部１６０には電気配線１５５に電気的に接続されている電極１５６が設けられている。本実施形態では電極１５６は電気配線１５５の一部が露出されることにより形成されているが、電極１５６の表面にさらに導電性の層（例えば、金メッキ）が設けられてもよい。基礎基板１５７は、シリコン等を用いて形成されており、ＰＬＣの光導波路を形成するコアおよびクラッドを含む。ＰＬＣ１５０のサイズを低減するために、基礎基板１５７は高い比屈折率差Δ（例えば、１．５％以上）を有することが望ましい。絶縁膜１５８は、電気配線１５５の酸化や短絡を防ぐために、電気配線１５５と基礎基板１５７との上に被覆される絶縁層である。本実施形態では、これらの具体的な数値には限定されないが、電極１５６の幅Ｗは１５０μｍ程度、隣り合う電極１５６の中心間のピッチは２５０μｍ程度である。なお、本実施形態では基礎基板１５７と絶縁膜１５８とは別々の層として設けられているが、光導波路および電気配線１５５が内部に形成されている一つの層として設けられてもよい。
【００２６】
開口部１６０は、電極１５６とＰＬＣ１５０の第３の端面１５３（又は第４の端面１５４）とを含む領域に設けられており、ＰＬＣ１５０の厚さ方向の一部を上面から除去し、電極１５６を露出させることにより形成される。反応性イオンエッチングを用いることによって、電極１５６は除去されず、電極１５６の周囲の部分の基礎基板１５７および絶縁膜１５８のみが除去されるため、容易に開口部１６０を形成することができる。
【００２７】
開口部１６０において、電極１５６が配置されている領域以外におけるＰＬＣ１５０の上面（電極１５６が配置されている側の表面）は、電極１５６の上面（ＰＬＣ１５０に接しない側の表面）に対して窪んでいる（すなわち、凹である）。すなわち、電極１５６の上面を含む面を基準とするＰＬＣ１５０の上面の高さｄ（上方向が正）について、ｄ＜０である。なお、ここでは基礎基板１５７の上面に対して電極１５６が形成されている方向を上方向と定義する。ＰＬＣ１５０および電極１５６をこのような高さ関係にすることによって、後に詳述するように、導通不良を抑制することができるとともに、ＰＬＣ１５０の表面の破損を抑制することができる。本実施形態では開口部１６０においてＰＬＣ１５０の上面に絶縁膜１５８が残っている状態であるが、反応性イオンエッチング等により絶縁膜１５８を完全に除去して基礎基板１５７を厚さ方向の途中まで除去し、電極１５６が配置されている領域以外におけるＰＬＣ１５０の上面が電極１５６の下面よりも下に位置するように構成してもよい。
【００２８】
図５（ａ）は、本実施形態に係るＰＬＣに接続される配線板としてのＦＰＣ２００の上面図である。ここでは簡略化のために両端に３個ずつ電極２０３を備える構成を示しているが、ＦＰＣ２００に含まれる電極２０３の数は任意である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。ＦＰＣ２００は、基板２０１と、基板２０１の上面に設けられている電気配線２０２と、電気配線２０２の上面を覆うカバーレイ２０４と、電気配線２０２のカバーレイ２０４に覆われていない部分に形成されている電極２０３とを備える。基板２０１およびカバーレイ２０４はポリイミド等の絶縁材料を用いて形成されており、電気配線２０２および電極２０３を支持するとともに保護する。ポリイミドの基板２０１は柔らかいため、基板２０１の下面の電極２０３の下方に位置する領域にはガラス繊維等を用いて形成される補強フィルム２０５が設けられており、電極２０３を裏側から補強している。電気配線２０２は銅等の導電体材料を用いて形成されており、電極２０３は電気配線２０２の一部（例えば両端）に金等の導電体によるメッキが施されることにより形成されている。ＰＬＣ１５０の電極１５６とＦＰＣ２００の電極２０３と接続することによって、ＰＬＣ１５０の電気配線１５５とＦＰＣ２００の電気配線２０２とを導通させることができる。さらに、ＦＰＣ２００の電極２０３に制御部を接続することによって、該制御部とＰＬＣ１５０とは電気的に接続され、該制御部はＰＬＣ１５０に含まれるスイッチ部１３０を制御することが可能になる。本実施形態では、これらの具体的な数値には限定されないが、電極２０３の幅Ｌは１５０μｍ程度、隣り合う電極２０３の中心間のピッチは２５０μｍ程度である。
【００２９】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００とをＡＣＦ３００によって接続する前後の状態を示す断面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の断面図は、図４（ａ）のＡ−Ａ線におけるＰＬＣ１５０の断面と、図５（ａ）のＣ−Ｃ線におけるＦＰＣ２００の断面とを組み合わせた状態を示している。ＡＣＦ３００は、フィルム状の接着剤３０１と、接着剤３０１中に混合されている導電性粒子３０２とを備える。接着剤３０１としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂やアクリル樹脂を用いることができる。導電性粒子３０２としては、例えば金属粒子や、樹脂に導電層を被覆してなる粒子を用いることができる。導電性粒子３０２の最外周には、圧力により破れるように構成されている絶縁層が被覆されていると好ましい。その場合には、導電性粒子３０２がＰＬＣ１５０の電極１５６とＦＰＣ２００の電極２０３とにより挟まれると圧力により絶縁層が破れて導電性が発生するため、電極１５６と電極２０３との間のみ導通し、かつそれ以外の部分は絶縁性が維持される。その結果、短絡の発生をより効果的に抑制することができる。ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との接着手段としては、フィルム状のＡＣＦ３００の代わりに、ペースト状の接着剤とに導電性粒子とを含む異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を用いてもよく、その場合でも本実施形態の構成および接続方法は同様である。
【００３０】
ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との接続を行う際には、まず図６（ａ）のようにＰＬＣ１５０の上面（電極１５６が設けられている側の表面）とＦＰＣ２００の上面（電極２０３が設けられている側の表面）とを対向させ、電極１５６と電極２０３との位置が合うように調整する。その後、ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との間にＡＣＦ３００を挟み、加熱しながらＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００とが近付く方向に圧力を掛ける。その結果、図６（ｂ）のようにＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００とがＡＣＦ３００によって接着される。
【００３１】
本実施形態では、開口部１６０において、電極１５６が配置されていない領域のＰＬＣ１５０の上面は、電極１５６の上面に対して窪んでいる（すなわち、凹である、又はｄ＜０である）。具体的には、互いに隣り合う２個の電極１５６の間の領域（隣に別の電極１５６が存在しない電極１５６については、その周辺の領域）において、ＰＬＣ１５０の上面は電極１５６の上面に対して窪んでいる。このような構成によって、ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との間に位置ずれが発生している状態であっても、電極１５６と電極２０３との間の導通不良の発生を抑制できると同時に、絶縁膜１５８（又は基礎基板１５７）が電極２０３から導電性粒子３０２を介して与えられる圧力が低減される。図６（ｂ）に示すように、ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との間に位置ずれが発生している場合であっても、電極１５６と電極２０３との間には導電性粒子３０２が挟まっている（すなわち、導電性粒子３０２が電極１５６および電極２０３に同時に接触する）ため、導通が確保されている。一方で、ＰＬＣ１５０の上面は電極１５６の上面に対して窪んでいるため、該導電性粒子３０２と同じ又はそれよりも小さい粒子径を有する別の導電性粒子３０２は絶縁膜１５８と電極２０３との両方に同時に接触することはない。この状態では導電性粒子３０２はＰＬＣ１５０の上面に設けられている絶縁膜１５８に電極２０３からの圧力を伝えないため、絶縁膜１５８の破損を抑制することができる。すなわち、電極１５６と電極２０３との間に挟まっている導電性粒子３０２と同じ又はそれよりも小さい粒子径を有する導電性粒子３０２が絶縁膜１５８と電極２０３との間に位置する場合に、絶縁膜１５８に印加される力の発生を防止することができる。
【００３２】
ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との接続部分には多数の導電性粒子３０２が含まれるが、導電性粒子３０２の大きさにはばらつきがあり、全ての導電性粒子３０２が同じ粒子径を有するわけではない。しかしながら、導電性粒子３０２は平均粒子径Ｒを有する確率が最も高いと考えられる。そのため、多くの場合においては絶縁膜１５８と電極２０３との間に位置する導電性粒子３０２の粒子径は、電極１５６と電極２０３との間に挟まっている導電性粒子３０２の粒子径と同じかそれよりも小さいものとなる。したがって、少なくともＰＬＣ１５０の上面が電極１５６の上面に対して窪んでいる（すなわち、凹である、又はｄ＜０である）状態であれば、ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との接続部分の全体としては絶縁膜１５８に与えられる圧力が低減され、絶縁膜１５８の破損を抑制することができる。
【００３３】
より確実に絶縁膜１５８の破損を抑制するためには、ｄは小さい（すなわち、ｄの絶対値が大きい）ほどよい。例えば、図６（ｃ）に示すように、ばらつきを含む導電性粒子３０２の最大粒子径をＲｍａｘ、最小粒子径をＲｍｉｎとするとき、電極１５６の上面を基準とするＰＬＣ１５０の上面の高さｄ（上方向が正）について、｜ｄ｜＞Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎであるとよい。このようなｄを用いることによって、電極１５６と電極２０３との間に最小粒子径Ｒｍｉｎを有する導電性粒子３０２が位置すると同時に、絶縁膜１５８と電極２０３との間に最大粒子径Ｒｍａｘを有する導電性粒子３０２が位置する場合であっても、導電性粒子３０２が絶縁膜１５８に圧力を与えることがない。そのため、絶縁膜１５８の破損をより確実に抑制することができる。
【００３４】
ＰＬＣ１５０（絶縁膜１５８）の上面が電極１５６の上面に対して窪んでいる（すなわち、ｄ＜０にする）と、電極１５６の側面が露出する。このような状態で従来のようにワイヤボンディングを行うと、接続後にも電極１５６の側面が露出したままになり、電極１５６および電極１５６の下の層の酸化が起こるおそれがある。それに対して、本実施形態ではＡＣＦ３００を用いてＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００とを接続するため、接続後には電極１５６の側面がＡＣＦ３００の接着剤３０１により覆われるため、電極１５６の側面が露出せず、電極１５６および電極１５６の下の層の酸化を低減することができる。
【００３５】
ＦＰＣ２００の電極２０３の幅ＬおよびＰＬＣ１５０の電極１５６の幅Ｗは任意に設定することができるが、好ましくはＬ≧Ｗとするとよい。これにより、上述のようなＰＬＣ１５０のサイズを小さくする（Ｗを小さくする）要求に応える場合であっても、電極２０３と電極１５６との接触面積を十分に確保し、接続性を良好にすることができる。逆に、特許文献１に記載の技術のようにＬ＜Ｗとする場合には、ＰＬＣ１５０のサイズを小さくすると、ＦＰＣ２００をそれ以上に小さくする必要があるため、電極２０３と電極１５６との接触面積が小さくなり接続性が悪化してしまう。また、電極２０３および電極１５６の幅やピッチ、および位置合わせには誤差が発生する。そのため、最大誤差Ｘを用いてＬ≧Ｗ＋Ｘとすることがより好ましい。このようにＬおよびＷを設定することによって、最大誤差Ｘが生じる場合であっても、電極２０３と電極１５６とを最大の面積で接触させることができる。具体的には、最大誤差を１０％とし、Ｌ≧１．１Ｗとするとよい。
【００３６】
図７（ａ）、（ｂ）は、ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００とをＡＣＦ３００によって接続する前後の状態を示す断面図である。図７（ａ）、（ｂ）の断面図は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線におけるＰＬＣ１５０の断面と、図５（ａ）のＤ−Ｄ線におけるＦＰＣ２００の断面とを組み合わせた状態を示している。一般的なＦＰＣには電極を保護するための厚み（本実施形態では５０μｍ程度）のあるカバーレイが設けられているため、ＦＰＣをＰＬＣにダイレクトボンディングする際にカバーレイがＰＬＣに干渉する場合がある。それに対して、本実施形態では、電極１５６が配置される開口部１６０はＰＬＣ１５０の端面１５３を含む領域に設けられている。そのため、電極１５６と端面１５３との間の領域において、ＰＬＣ１５０の上面は電極１５６の上面に対して窪んでいる。このような構成によって、図７（ｂ）に示すように、カバーレイ２０４がＰＬＣ１５０の端面１５３よりも外側に位置するように、ＦＰＣ２００をＰＬＣ１５０に接続することができる。その結果、ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００とを接続した状態であっても、カバーレイ２０４がＰＬＣ１５０に干渉することがない。
【００３７】
（第１の実施例）
第１の実施形態の構成を有するＰＬＣ１５０およびＦＰＣ２００の接続したサンプルを作製し、導通試験を行った。ＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との間にＡＣＦ３００を挟み、１８０℃、３ＭＰａ、２０秒間の条件で圧着することにより、サンプルを作製した。接続後にサンプルの導通試験を行ったところ、電極１５６と電極２０３との間で導通がとれていることが確認された。さらに、サンプルに対して、高温多湿状態への耐性を測るためのプレッシャークッカー試験（１２０℃、湿度１００％、２０時間）と、温度変化への耐性を測るためのヒートショック試験（−４０℃〜８５℃、５００サイクル）とを行った。それらの試験を行った後のサンプルの導通試験を行ったところ、試験前の抵抗値から変化がなく、またＰＬＣ１５０とＦＰＣ２００との間の剥離もなかった。以上により、第１の実施形態に係る構成は、十分な導通性および耐性を備えていることが確認された。
【００３８】
（第２の実施形態）
図８は、本実施形態に係るスイッチ部１３０の上面図である。第１の実施形態では、図３に示すように、近接する電極１５６の群ごとに開口部１６０が設けられている。それに対して、本実施形態では図８に示すように、ＰＬＣ１５０の一つの端面（第３の端面１５３又は第４の端面１５４）に沿って配置されている全ての電極１５６を含むように開口部１６０が設けられている。
【００３９】
本実施形態のように開口部１６０を設けることによって、ＰＬＣ１５０にＦＰＣ２００を接続する際に、ＰＬＣ１５０の一つの端面について一回ずつ接続作業を行えば、該端面に沿って設けられている全ての電極１５６の接続を行うことができる。そのため、第１の実施形態のように電極１５６の群ごとに開口部１６０を設けるよりも、接続作業に要する時間を低減することができる。
【００４０】
発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  スイッチ装置
１１０  筐体
１２０  スプリッタ部
１２１  光スプリッタ
１３０  スイッチ部
１３１  光スイッチ
１４０  シャッフルファイバアレイ
１５０  平面光導波路基板（ＰＬＣ）
１５１、１５２、１５３、１５４  端面
１５５  電気配線
１５６  電極
１５７  基礎基板
１５８  絶縁層
１６０  開口部
２００  フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
２０１  基板
２０２  電気配線
２０３  電極
２０４  カバーレイ
２０５  補強フィルム
３００  異方性導電フィルム（ＡＣＦ）
３０１  接着剤
３０２  導電性粒子
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図３】
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【図８】
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