(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上の任意の箇所で自己整合的に位置決めできる光コネクタハウジングの実装技術を提供する。【解決手段】光導波路３２が形成された導波路基板３０上に、突き当てガイドと、第１接着剤が塗布される接着剤塗布領域５５を形成し、導波路基板３０に搭載される第１の底面と接着剤塗布領域５５に接合される第２の底面１５ｂとを有する光コネクタハウジング１０を用意し、光コネクタハウジング１０の第２の底面１５ｂに第１接着剤を塗布して、第２の底面１５ｂと接着剤塗布領域５５が重なり合うように光コネクタハウジング１０を導波路基板３０上に配置し、第２の底面１５ｂに塗布された第１接着剤と、接着剤塗布領域５５に塗布された第１接着剤の表面張力によって生じる復元力により、光コネクタハウジング１０を接着剤塗布領域５５に対して自己整合的に位置決めさせる、【選択図】図７
2015129802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路が形成された導波路基板上に、突き当てガイドと、第１接着剤が塗布される接着剤塗布領域を形成し、
前記導波路基板に搭載される第１の底面と、前記接着剤塗布領域に接合される第２の底面とを有する光コネクタハウジングを用意し、
前記光コネクタハウジングの前記第２の底面に前記第１接着剤を塗布して、前記第２の底面と前記接着剤塗布領域が重なり合うように前記光コネクタハウジングを前記導波路基板上に配置し、
前記第２の底面に塗布された前記第１接着剤と、前記接着剤塗布領域に塗布された前記第１接着剤の表面張力によって生じる復元力により、前記光コネクタハウジングを前記接着剤塗布領域に対して自己整合的に位置決めさせる、
ことを特徴とする光コネクタハウジングの実装方法。
【請求項２】
前記第１接着剤の前記復元力による位置決めの後に、前記第１接着剤を硬化させ、前記硬化に伴う前記第１接着剤の収縮により、前記光コネクタハウジングの前記第１の底面を前記突き当てガイドに当接させて固定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタハウジングの実装方法。
【請求項３】
導波路基板に搭載される第１の底面と、光ファイバアレイブロックを受け取る嵌合穴とを有する嵌合部と、
前記嵌合部の側面から前記第１の底面側に向かって延びる突起部と、
を有し、前記突起部は第２の底面を有し、前記導波路基板に対する前記第２の底面の高さ位置は、前記導波路基板に対する前記第１の底面の高さ位置よりも高く、前記第２の底面は前記導波路基板との間で接着層の復元力を利用した自己整合的な位置決めに用いられることを特徴とする光コネクタハウジング。
【請求項４】
光導波路が形成された導波路基板と、
前記導波路基板に搭載される光コネクタハウジングと、
を有し、
前記光コネクタハウジングは、前記導波路基板に搭載される第１の底面及び光ファイバアレイブロックを受け取る嵌合穴を有する嵌合部と、前記嵌合部の側面から前記導波路基板の前記光導波路が形成された主面に向かって延びる突起部とを有し、
前記突起部は前記主面と対向する第２の底面を有し、前記導波路基板の前記主面と前記第２の底面の間に、第１レジストパターン上に形成された接着剤の層を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
前記光導波路の先端に光結合器が形成され、
前記嵌合穴は前記導波路基板の前記主面に対して垂直または斜め上方に向かって延び、前記嵌合穴に前記光ファイバアレイブロックが垂直方向または斜め上方から挿入され、前記光ファイバアレイブロックの光ファイバは、前記嵌合穴の内部で前記光結合器と光結合することを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光導波路は、前記導波路基板の端面で露出し、
前記嵌合穴は前記導波路基板の前記主面と平行な方向に延び、前記嵌合穴に前記光ファイバアレイブロックが水平に挿入され、前記光ファイバアレイブロックの光ファイバは、前記導波路基板の前記端面で、前記光導波路と光結合することを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記導波路基板上に、前記光コネクタハウジングの前記第１の底面を係止する突き当てガイドを有することを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタハウジングの実装方法と、光コネクタハウジング及びこれを用いた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模な科学技術計算を行うスーパーコンピュータやハイエンドサーバなどのハイエンド機器では、一つの筐体内に複数のノードを搭載するシステムボードが複数枚搭載されている。各ノードが高帯域の通信路によって相互に接続されることで、大規模な計算処理を行っている。システムボード上には、計算ノードとして、高性能ＣＰＵが搭載された半導体パッケージ装置が配置され、半導体パッケージ装置間で送受信される信号の伝送帯域は数十〜数百Gbps（Gigabit per second）にも達している。
【０００３】
現状では、半導体パッケージ装置間のインターコネクションは差動電気配線が用いられているが、将来のハイエンド機器においては、パッケージ装置からTbps（Terabit per second）級の高帯域信号の入出力が行われる予定である。従来の電気伝送では、伝送損失の増大に対する対処や伝送密度の向上に限界があり、光信号を用いた光インターコネクション技術の適用が望まれている。特に、高速、高帯域の信号伝送が可能な技術としてシリコンフォトニクスが着目されている。シリコンフォトニクスは、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板上に光源、光変調器、光結合器などを集約し、光結合器にファイバアレイなどを実装して大容量の信号入出力を行うものである。
【０００４】
シリコンフォトニクスで利用される光結合器の一つにグレーティングカプラがある。グレーティングカプラは、ＳＯＩ基板上のシリコン（Ｓｉ）細線光導波路の末端に回折格子を形成した光結合器であり、伝搬光を基板垂直方向に取り出すことができる。二次元アレイ状の配置等も可能であることから、高帯域伝送に用いる光結合器としての利用が期待されている。
【０００５】
ＳＯＩチップ上にアレイ状に配置されたグレーティングカプラに、光ファイバアレイブロックを光学接着剤を用いて実装した光トランシーバモジュールが開発されている（たとえば、非特許文献１参照）。一般的に、光ファイバアレイブロックをＳＯＩチップに実装する際に、アクティブアライメントが用いられている。アクティブアライメントは、チップ上に形成された複数のアライメントポートを利用して、接続する多芯の光フェルールの水平位置や高さ、角度を変えながら最大の光量となるところに位置合わせする。そのため位置合わせに時間がかかり、アセンブリコストが問題となる。高精度のフリップチップボンダを用いた光ブロック（フェルール）の実装も、設備コストがかかり製品のコストを引き上げてしまう。
【０００６】
他方、パッシブアライメントとして、光モジュールハウジングの凹部にファイバアレイブロックを挿入し、回路基板のエッジ部分で回路基板上の電気コネクタと接続させる構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６８２１０２７号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Christophe Kopp et al. "Silicon Photonic Circuits: On-CMOS Integration, Fiber Optical Coupling, and Packaging", IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2010
【非特許文献２】Takao, TAJIMA,「超精密樹脂加工技術と光通信部品」、Journal of Advanced Science, Vol. 17, No. 3&4, 2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
アクティブアライメント法や高精度の位置合わせ装置を用いなくても、基板上の任意の箇所で自己整合的に位置決めできる光コネクタハウジングの実装方法と構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ひとつの態様では、光コネクタハウジングの実装方法を提供する。この方法は、
光導波路が形成された導波路基板上に、突き当てガイドと、第１接着剤が塗布される接着剤塗布領域を形成し、
前記導波路基板に搭載される第１の底面と前記接着剤塗布領域に接合される第２の底面とを有する光コネクタハウジングを用意し、
前記光コネクタハウジングの前記第２の底面に前記第１接着剤を塗布して、前記第２の底面と前記接着剤塗布領域が重なり合うように前記光コネクタハウジングを前記導波路基板上に配置し、
前記第２の底面に塗布された前記第１接着剤と、前記接着剤塗布領域に塗布された前記第１接着剤の表面張力によって生じる復元力により、前記光コネクタハウジングを前記接着剤塗布領域に対して自己整合的に位置決めさせる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
アクティブアライメント法や高精度の位置合わせ装置を用いなくても、基板上の任意の箇所で光コネクタハウジングを自己整合的に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の光コネクタハウジングを用いた光モジュールと、光コネクタハウジングに挿入される光ファイバアレイブロックを示す図である。
【図２】図１の光コネクタハウジングの構成例を示す図である。
【図３】光コネクタハウジングが実装される基板の構成例を示す図である。
【図４】基板上のガイドパターンの形成を示す図である。
【図５】基板への光コネクタハウジングの実装工程を示す図である。
【図６】基板への光コネクタハウジングの実装工程を示す図である。
【図７】基板への光コネクタハウジングの実装工程を示す図である。
【図８】基板への光コネクタハウジングの実装工程を示す図である。
【図９】基板上の突き当てガイドと接着領域の配置例を示す図である。
【図１０】第２実施形態の光コネクタハウジングの構成例を示す図である。
【図１１】図１０の光コネクタハウジングの基板への実装状態を示す図である。
【図１２】図１０のＡ−Ａ'断面図とＣ−Ｃ'断面図である。
【図１３】第２実施形態の光コネクタハウジングと光ファイバアレイブロックの嵌合状態を示す図である。
【図１４】図１２のＡ−Ａ'断面図とＣ−Ｃ'断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施形態では、コスト低減と簡易さの観点からパッシブ実装を行う。フリップチップボンダのような高価な設備を使用しなくても、ＳＯＩチップ等の基板上に光コネクタハウジングを高精度に位置決めし、この光コネクタハウジングに光フェルールを嵌め込むことで基板上の導波路あるいは光結合器と光ファイバとの高効率の光結合を可能にする構成と手法を提供する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の光コネクタハウジング１０を用いた光モジュール１と、光コネクタハウジング１０に挿入される光ファイバアレイブロック４０の構成例を示す。図１（ａ）は光ファイバアレイブロックが挿入された光モジュール１の上面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ'断面図である。第１実施形態では、導波路基板３０上の光導波路３２端の回折格子から上方に出射する光を光ファイバアレイ４１に結合させる構成に光コネクタハウジング１０を適用する。
【００１４】
光モジュール１は、光導波路３２が形成された導波路基板３０と、導波路基板３０上に実装されて光ファイバアレイブロック４０を受け取る光コネクタハウジング１０を有する。光コネクタハウジング１０は、光ファイバアレイブロック４０の光フェルール４５と嵌合する嵌合穴１３を有する嵌合部１１と、嵌合部１１の側面から導波路基板３０の表面に向かって延びる突起部１５及び１６を有する。
【００１５】
導波路基板３０上の光導波路３２の一端側は、図示しない光回路（光変調器、光カプラ・スプリッタ、ＡＷＧ（Array waveguide Grating）など）に接続され、他端は、光コネクタハウジング１０の嵌合穴１３の内部まで延びている。嵌合穴１３の内部に位置する光導波路３２の端部には回折格子などの光結合器（図１では不図示）が形成されており、光を導波路基板３０の表面から斜め上方に出射させる。光の出射角度は回折格子のピッチで規定され、第１実施形態では導波路基板３０の垂線に対して５〜１５°の角度で出射させるが、垂直方向に出射させてもよい。
【００１６】
光ファイバアレイブロック４０は、複数の光ファイバ４２を配列させた光ファイバアレイ４１と、光ファイバアレイ４１を保持する光フェルール４５を有する。光フェルール４５を光コネクタハウジング１０の嵌合穴１３に挿入することで、光ファイバアレイ４１の各光ファイバ４２が、光導波路３２の端部に形成された光結合器と光結合する。光ファイバ４２の先端面は、光結合器からの光の出射角度に応じて斜め研磨されていてもよい。
【００１７】
光コネクタハウジング１０の突起部１５、１６は、その底面で接着剤３６により導波路基板３０に固定されている。後述するように、光コネクタハウジング１０は、接着剤３６の表面張力によってもたらされる復元力によって、導波路基板３０のＸ−Ｙ平面内で自己整合的に位置決めされ、突き当てガイド３４に押圧されることによって、高精度に位置合わせされる。
【００１８】
図２は、光コネクタハウジング１０の構造を示す。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ'断面図、図２（ｃ）はＢ−Ｂ'断面図、図２（ｄ）は底面図である。光コネクタハウジング１０は、嵌合部１１のほぼ中央に嵌合穴１３を有し、Ｘ方向の先端側に突起部１５を、Ｙ方向の両側に突起部１６を有する。Ｘ方向は、導波路基板３０の光導波路３２の光軸方向に一致し、Ｙ方向は光導波路３２の配列方向に一致する。嵌合穴１３の底部に拡張部１３ａを形成してもよい。
【００１９】
嵌合部１１は、導波路基板３０の表面に搭載される底面１１ｂを有する。突起部１５は、嵌合部１１の第１側面１１ａから底面１１ｂ方向に向かって延びる延長部１５ａと、延長部１５ａの先端で実装時に導波路基板３０と対向する底面１５ｂを有する。同様に、突起部１６は、嵌合部１１の第２側面１１ｃから底面１１ｂ方向に向かって一体的に延びる延長部１６ａと、延長部１６ａの先端で実装時に導波路基板３０と対向する底面１６ｂを有する。図２の例では、突起部１５，１６の延長部１５ａ、１６ｂは底面１５ｂ、１５ｂに向かって湾曲しているが、直線状に屈曲する構成としてもよい。
【００２０】
嵌合部１１の底面１１ｂを「第１の底面」、突起部１５、１６の底面１５ｂ、１６ｂを「第２の底面」とすると、導波路基板３０の表面に対する第２の底面の高さ位置は、第１の底部の位置よりも上方にある。これは、導波路基板３０と突起部１５、１６の底面１５ｂ、１６ｂとの間に接着剤３６を配置して自己整合的な位置決めを可能にするためである。
【００２１】
光コネクタハウジング１０を構成する材料としては，高耐熱性を有するエンジニアリングプラスチック、いわゆるスパーエンプラ材料が好適であり、例えば、ポリフェニレンサルフォン（ＰＰＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂などが使用できる。耐熱性や剛性を高めるために、シリカなどの無機粒子を混合してもよい。無機粒子は針状、球状、あるいは不定形状であり、粒径は0.01〜100um程度である。射出成形時の練混性や成形性を高めるために，ポリエチレン（ＰＥ）樹脂やエポキシ樹脂など、他の樹脂を添加してもよい。
【００２２】
図３は、光コネクタハウジング１０が実装される導波路基板３０の構成例を示す。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ'断面図である。導波路基板３０として、例えば、シリコンフォトニクスに用いられるＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板上に複数の光導波路（シリコン細線導波路など）３２やグレーティングカプラなどの光結合部３３が設けられたものを用いることができる。
【００２３】
光コネクタハウジング１０を実装するために、導波路基板３０の表面（光導波路３２及び光結合部３３が形成された主面）に、複数の付き当てガイド３４が形成されている。突き当てガイド３４は、レジストパターン５１ａ上のバンプ５２を含む。図３（ａ）の構成例では、Ｘ方向（光軸方向）に延びる突き当てガイド３４と、Ｙ方向（光軸と直交する方向）に延びる突き当てガイド３４が、一つずつ配置されている。また、導波路基板３０の表面に、レジストパターン５１ｂ上に塗布された接着剤３６を含む接着剤塗布領域５５が設けられている。突き当てガイド３４と接着剤塗布領域５５を合わせて、ガイドパターンと称する。
【００２４】
図４は、導波路基板３０上のガイドパターンの形成工程を示す図である。図４（ａ）に示すように、導波路基板３０上の光コネクタハウジング搭載位置に、突き当てガイド３４の下層となるレジストパターン５１ａと、接着剤塗布領域５５の下層となるレジストパターン５１ｂを形成する。レジストパターン５１ａ、５１ｂは、半導体リソグラフィ工程で使用される一般的なネガ型或いはポジ型の、液状またはドライフィルム状のレジストを用いて、通常のリソグラフィ工程で形成される。
【００２５】
次に、図４（ｂ）に示すように、突き当てガイド用のレジストパターン５１ａ上に，ディスペンサを用いて、樹脂モノマー（第２接着剤）を所定量滴下し、加熱した導波路基板３０上で硬化させる。これによって、最大高さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、断面が略半円形状のバンプ５２を形成する。バンプ５２と下層のレジストパターン５１ａで、突き当てガイド３４が形成される。突き当てガイド３４用の接着剤として、エポキシ系、アクリル系、フッ素系、シリコーン系、ポリイミド系などの各種接着剤が使用可能である。突き当てガイド３４は、光コネクタハウジング１０がＸ−Ｙ面内で水平移動する際に突き当たって止まる高さと強度を有するのであれば、上述した例に限定されない。例えば、日本化薬社製の厚膜レジストＳＵ−８（製品名）などを積層して突き当てガイド３４としてもよい。
【００２６】
次に、図４（ｃ）に示すように、導波路基板３０上のレジストパターン５１ｂ上に、ジェットディスペンサを用いて液状の接着剤（第１接着剤）３６を塗布する。親水性の導波路基板３０上と、疎水性のレジストパターン上での接着剤３６の濡れ性の違いを利用することで、接着剤３６はレジストパターン５１ｂ上で最大高さ０．０１ｍｍ〜５．０ｍｍ、断面が略楕円形状に盛り上がる。接着剤３６は、後工程で光コネクタハウジング１０の位置決め（セルフアライメント）に使用するため、ここでは硬化させずにそのままにしておく。したがって、接着剤３６は導波路基板３０上に接着剤塗布領域５５として残る。接着剤３６として、エポキシ系、アクリル系、フッ素系、シリコーン系、ポリイミド系などの各種接着剤が使用可能である。
【００２７】
図５〜図８は、導波路基板３０上への光コネクタハウジング１０の実装工程を示す。まず、図５に示すように、光コネクタハウジング１０の突起部１５、１６の底面１５ｂ、１６ｂ（第２の底面）に、図４（ｃ）の工程で使用した第１接着剤３６をジェットディスペンサを用いて塗布する。図５（ａ）は光コネクタハウジング１０の底面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ'断面図である。
【００２８】
次に、図６に示すように、チップマウンタを用いて光コネクタハウジング１０を導波路基板３０上に搭載する。図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）はＡ−Ａ'断面図、図６（ｃ）は接着剤塗布領域５５に対する突起部１５、１６の底面１５ｂ、１６ｂ（第２の底面）の位置を示す図である。
【００２９】
安価なチップマウンタを用いて光コネクタハウジング１０を搭載するので、搭載直後の状態では、図６（ｃ）に示すように、突起底面１５ｂ、１６ｂ（第２の底面）と接着剤塗布領域５５の面内位置は厳密には一致していない。しかし、突起底面１５ｂ、１６ｂと接着剤塗布領域５５は重なり合うので、突起底面１５ｂ及び１６ｂに塗布された接着剤３６と、接着剤塗布領域５５の接着剤３６とが互いに接触し、図６（ａ）に示すように、台形状に一体化した接着剤３６の領域が形成される。また、導波路基板３０上の接着剤塗布領域５５の中心と、光コネクタハウジング１０の突起底面１５ｂ、１６ｂの中心とがずれていることから、図６（ｂ）に示すように、接着剤３６は、レジストパターン５１の上面から斜め上方に延びる初期形状をもつ。
【００３０】
図７は、接着剤３６による光コネクタハウジング１０のセルフアライメント工程を示す。図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）はＡ−Ａ'断面図、図７（ｃ）は接着剤塗布領域５５と突起底面１５ｂ、１６ｂ（第２の底面）の面内位置関係を示す図である。
【００３１】
接着剤３６は、その表面積を最も小さくするような復元力を持っている。このため、導波路基板３０上に搭載された光コネクタハウジング１０は、図中の矢印で示すように、接着剤３６の復元力によって導波路基板３０のＸ−Ｙ平面内で水平方向に移動し、導波路基板３０上に形成された突き当てガイド３４に当接する。
【００３２】
図８は、接着剤３６の硬化工程を示す。図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）はＡ−Ａ'断面図である。光コネクタハウジング１０が突き当てガイド３４に当接した状態で接着剤３６を硬化させると、接着剤３６は若干収縮する。この硬化に伴って光コネクタハウジング１０は、図８（ａ）の白矢印で示すように、紙面の右上方向にさらに引っ張られる。その結果、図８（ｂ）に示すように、光コネクタハウジング１０の嵌合部１１の底面１１ｂ（第１の底部）と突き当てガイド３４の間に接触圧力が発生する。光コネクタハウジング１０は，突き当てガイド３４に接触圧力をもって当接し、固定されるため、光コネクタハウジング１０は導波路基板３０に高精度に（フォトリソグラフィの精度で）位置決めされ、固定される。また、接着剤塗布領域５５で接着剤３６が硬化することにより、突起部１５、１６の底面１５ｂ、１６ｂ（第２の底面）と導波路基板３０の表面との間に、レジストパターン５１ａ上に硬化した接着剤３６の層が形成される。
【００３３】
実装が完了した光コネクタハウジング１０の嵌合穴１３に光フェルール４５を嵌合させることにより、図１に示したように、導波路基板３０の光導波路３２と光フェルール４５内の光ファイバ４２との間で、高効率な光結合が実現する。
（実装公差について）
ここで、第１実施形態の光コネクタハウジング１０を用いた場合の実装公差について説明する。光コネクタハウジング１０を搭載するまでに、位置ずれを発生させる要因として、
（１）レジストパターン５１ａ、５１ｂの形成時の位置精度、
（２）突き当てガイド３４製造時の位置精度、
（３）光コネクタハウジング１０の製造寸法公差、
の３点が考えられる。さらに、光フェルール４５を嵌合する際の、
（４）光フェルール４５の製造寸法公差、
（５）光フェルール４５の嵌合における隙間（あそび）、
を併せると、５つの要因が考えられる。以下でそれぞれを個別に見積もる。
（１）レジストパターン５１ａ、５１ｂ形成時の位置精度
例えば，永久レジスト（KI-1000-T4、日立化成製）をスピンコートして、ステッパ露光と現像を行い、線幅２０μｍ、厚み１０μｍの細線を形成するときの寸法ばらつきは、３σの値で０．５μｍ以下に形成することが可能である。
（２）突き当てガイド３４製造時の位置精度
突き当てガイド３４の製造において、第２接着剤（樹脂モノマー）をジェットディスペンサを用いてレジストパターン５１ａ上に堆積させる場合を想定する。ジェットディスペンサにおける微小液滴のサイズは１８ｎｌ（ナノリットル）程度であり、７．８５μｌ（マイクロリットル）の体積のバンプを、４３６パルスの液滴噴射で形成できる。このとき、精密ステージ上に導波路基板３０を載せてジェットディスペンスすることにより、突き当てガイド３４側面のレジスト面からの飛び出し量を０．５μｍ以内に収めることが可能である。
（３）光コネクタハウジング１０の製造公差
非特許文献２によると、光学用途のプラスチック成型品について、サブミクロンの精度での金型設計技術とサブミクロンを測定する技術を併せ持つことにより、精度０．７μｍ以下の樹脂成形が可能である。
（４）光フェルール４５の製造公差
上記（３）と同様に、精度０．７μｍ以下での樹脂成形が可能である。
（５）光フェルール４５嵌合における隙間（あそび）
ＪＩＳ規格の「JIS C 5981:2012 Ｆ１２形多心光ファイバコネクタ」によると、ガイドピン外形寸法0.699mm、ピン穴寸法0.700mmであり、滑らかな摺動を可能とするための光フェルール４５の嵌合における隙間（あそび）は0.001mm（１μｍ）程度と見積もられる。
【００３４】
以上の見積りから、第１実施形態の光コネクタハウジング１０に，高精度に成形したＭＴ（Mechanical Transfer）フェルールを嵌合させた場合の実装精度は、（１）〜（４）の二乗和平方根で表わされる。
【００３５】
(0.52＋0.52＋0.72＋0.72)1/2 = 1.217μｍ
したがって、実装精度は約１．２μｍとなる。これに（５）の隙間量１μｍを加算することにより、実装公差は約２．２μｍである。
【００３６】
高精度のフリップチップボンダ、例えば、東レエンジニアリング社製のフリップチップボンダFCB-300Sを用いると、実装公差２μｍ以内の精度でチップ上に小型部品を実装ができる。第１実施形態の構成と手法を用いると、高価なフリップチップボンダを用いなくても、フリップチップボンダを用いた場合と同等の実装公差が実現できる。
【００３７】
Koppらの非特許文献１によると、シリコン細線光導波路に形成されたグレーティングカプラとモードフィールド径１０μｍのシングルモードとの光結合において、面内方向の位置ずれ量が±２．５μｍ以内の場合には、損失増加は１ｄＢ以内であることが実測から明らかにされている。
【００３８】
第１実施形態の光コネクタハウジング１０を用いてＭＴコネクタを嵌合させた場合の実装精度が２．２μｍ以内であることから、Ｘ−Ｙ面内方向の位置ずれによる光結合損失は、１ｄＢ以下になると見積もられる。
【実施例１】
【００３９】
成形材料として耐熱性を有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を用い、射出成型により光コネクタハウジング１０を作製した。ＰＰＳ樹脂１００重量部に対して、直鎖状低密度ポリエチレン３〜３０重量部、エポキシ樹脂を１０重量部、および無機充填剤としてエポキシシランカップリング剤で表面処理した平均粒径が１５μｍの不定形シリカ１５０重量部をヘンシェルミキサーにより混合した。その後、二軸混練押出しを用いてコンパウンド化して樹脂組成物を調整した。得られた樹脂組成物を用いて、射出成形により、図２に示す光コネクタハウジング１０を作製した。
【００４０】
次に、導波路基板３０としてのＳＯＩ基板３０上に、レジスト（AZ-P4620：AZ Electronic Materials社製）をスピンコートし、フォトマスクで露光、現像することにより、突き当てガイド３４用のレジストパターン５１ａと、接着剤塗布領域５５用のレジストパターン５１ｂを同時に形成した（図４（ａ）参照）。
【００４１】
次に、ＳＯＩ基板３０の表面を逆スパッタリングすることで、レジスト形成時などに表面に付着した有機成分を除去し、清浄化を行った。逆スパッタの条件は、チャンバー圧力3.0×10-1 Pa，Ar:O2=95:5、ＲＦ出力２５０Ｗ、基板温度１５０℃、逆スパッタ時間１０分で行った。基板表面の清浄化の後、ＳＯＩ基板３０を１５０℃に加熱した状態で、突き当てガイド用のレジストパターン５１ａの表面にジェットディスペンサ（AeroJet：武蔵エンジニアリング社製）を用いて，一液エポキシ樹脂接着剤（2274：スリーボンド社製）をジェットディスペンスする。ジェットディスペンスされた接着剤（第２接着剤）は、加熱されたＳＯＩ基板３０上で逐次硬化する。このようにして、ＳＯＩ基板３０上の長さと幅が10×2mm及び5×2mmのレジストパターン５１ａ上に高さ0.5mmの略半円形状の構造体（バンプ５２）を形成することにより、突き当てガイド３４を形成する。
【００４２】
次に、光コネクタハウジング１０の突起部１５、１６の底面１５ｂ、１６ｂ（第２の底面）と、ＳＯＩ基板３０上の接着剤塗布領域用のレジストパターン１５ｂ上に、ジェットディスペンサを用いて接着剤（LOCTITE9437：Henkel社製）を塗布し、チップマウンタ（JX-200：JUKI社製）を用いて光コネクタハウジング１０をＳＯＩ基板３０上にマウントする。その際に、光コネクタハウジング１０の突起部１５、１６の底面１５ｂ、１６ｂ（第２の底面）と接着剤塗布領域５５は、図７（ｃ）に示すように若干位置がずれた状態でマウントされてもよい。ＳＯＩ基板３０の接着剤塗布領域５５に塗布された接着剤３６と、光コネクタハウジング１０の第２の底面に転写された接着剤３６とが合わさり、断面形状が台形の液面が形成される。光コネクタハウジング１０は接着剤３６の表面張力によってもたらされる復元力により、接着剤塗布領域５５に向かって引っ張られる。
【００４３】
光コネクタハウジング１０をマウントしたＳＯＩ基板３０をオーブンを用いて１２０℃、３０分加熱することにより、接着剤３６を硬化させる。接着剤３６は若干硬化収縮し、光コネクタハウジング１０の嵌合部１１の底面１１ｂ（第１の底面）は、２箇所の突き当てガイド３４に接圧力をもって当接する。光コネクタハウジング１０の嵌合部１１の底面１１ｂ（第１の底部）の二辺が、２箇所の突き当てガイド３４に当接して固定されることにより、光コネクタハウジング１０はＳＯＩ基板３０に高精度に位置決めされ固定される。
【００４４】
位置決め固定された光コネクタハウジング１０に、多芯光ファイバアレイブロック５０の光フェルール４５を嵌合させることで、ＳＯＩ基板上の光結合器３３と、光フェルール４５に保持された光ファイバ４２との間の高効率な光結合が実現する。
＜第２実施形態＞
図９〜図１４は、第２実施形態の光コネクタハウジング６０とその実装方法を示す。第２実施形態では、導波路基板７０の端面で光導波路７２と光ファイバを光結合させる構成に光ハウジングコネクタ６０を適用する。
【００４５】
図９（ａ）は、光コネクタハウジング６０を用いた光モジュール２の上面図、図９（ｂ）はそのＢ−Ｂ'断面図、図１０（ａ）と図１０（ｂ）はそれぞれ図９（ａ）のＡ−Ａ'断面図とＣ−Ｃ'断面図である。
【００４６】
光モジュール２は、光ファイバアレイブロック９０（図１３参照）を受け取る光コネクタハウジング６０と、光コネクタハウジング６０が搭載される導波路基板７０とを含む。光コネクタハウジング６０は、光ファイバアレイブロック９０と嵌合する嵌合部６１と、嵌合部６１の側面から導波路基板７０の表面に向かって延びる突起部６６を有する。嵌合部６１は、光ファイバアレイブロック９０の光フェルール９５（図１３参照）を受け取る嵌合穴６３を有する。
【００４７】
光コネクタハウジング６０は、突起部６６の底面６６ｂ（第２の底面）で、接着剤３６により導波路基板７０に固定されている。第１実施形態と同様に、光コネクタハウジング６０は、接着剤３６によって導波路基板７０のＸ−Ｙ平面内で自己整合的に位置決めされ、嵌合部６１の底面６１ｂ（第１の底面）が突き当てガイド７４に当接することによって、高精度に位置合わせされるている。
【００４８】
図１０（ａ）及び図（ｂ）に示すように、嵌合部６１はＸ方向（光軸方向）の先端側に嵌合穴６３を有し、嵌合穴６３の開口内に導波路基板７０の光導波路７２の端面が露出する。
【００４９】
図１１は、導波路基板７０の構成例を示す。導波路基板７０は、例えば樹脂基板８１（図９及び図１０参照）上に搭載された光導波路チップ基板である。導波路基板７０上に光導波路７２が形成されている。光導波路７２は、第１実施形態と異なり、導波路基板７０の端面７０ｅまで延びている。
【００５０】
光コネクタハウジング６０を実装するために、導波路基板７０の表面には、突き当てガイド７４が形成されている。突き当てガイド７４は、第１実施形態と同様にレジストパターン５１ａ（図９（ｂ）及参照）上のバンプ形状を有する。図１１の例では、光導波路７２の一方の側でＸ方向（光軸方向）に延びる突き当てガイド７４がひとつ配置されている。また、導波路基板７０上の光導波路７２の両側に、接着剤塗布領域７５が配置されている。接着剤塗布領域７５は、第１実施形態と同様に、レジストパターン５１ｂ（図９（ｂ）参照）上に塗布された接着剤３６を含む。突き当てガイド７４と接着剤塗布領域７５を合わせて、ガイドパターンと称する。ガイドパターンの形成方法は第１実施形態と同様であり、その説明を省略する。接着剤塗布領域７５上の接着剤３６は、光コネクタハウジング６０が搭載されるまでは硬化されずに液状または半固体状に維持される。
【００５１】
図１２は、光コネクタハウジング６０の構成例を示す。図１２（ａ）は上面図、図１２（ｂ）はＢ−Ｂ'断面図、図１２（ｃ）はＡ−Ａ'断面図、図１２（ｄ）はＣ−Ｃ'断面図である。嵌合部６１の底面６１ｂを「第１の底面」、突起部６６の底面６６ｂを「第２の底面」とすると、導波路基板７０表面に対する第２の底面（６６ｂ）の高さ位置は、第１の底面（６１ｂ）よりも高い位置にある。これは、上述したように、接着剤３６の復元力を利用して、導波路基板７０上で光コネクタハウジング６０の位置を自己整合的に位置決めさせるためである。光コネクタハウジング６０の材料としては、第１実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００５２】
光コネクタハウジング６０の突起部６６の底面６６ｂに接着剤３６（図５参照）を塗布してから、光コネクタハウジング６０を導波路基板７０に搭載する。突起部６６の底面６６ｂの接着剤３６が接着剤塗布領域７５の接着剤３６と接触し、接着剤３６の表面張力によってもたらされる復元力により、光コネクタハウジング６０が導波路基板７０上で面内方向に水平移動して自己整合的に位置決めされる。その後の熱硬化によって、接着剤３６はさらに若干収縮し、図９（ｂ）の矢印で示すように、嵌合部６１の底面６１ｂが突き当てガイド７４に当接し、固定される。
【００５３】
図１３及び図１４は、光コネクタハウジング６０に光ファイバアレイブロック９０を嵌合させた状態を示す。図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）はＢ−Ｂ'断面図、図１４（ａ９はＡ−Ａ'断面図、図１４（ｂ）はＣ−Ｃ'断面図である。
【００５４】
光コネクタハウジング６０の嵌合穴６３に光フェルール９５が挿入された後、光フェルール９５は固定クリップ８５で光コネクタハウジング６０に固定される。固定クリップ８５は、光モジュール２にとって必須の構成要素ではないが、光フェルール９５の脱落防止の観点から用いるのが望ましい。
【００５５】
第２実施形態の構成でも、接着剤３６の復元力を利用して、光コネクタハウジング６０をフォトリソグラフィの精度で自己整合的に位置決めすることができる。位置決めされた光コネクタハウジング６０の嵌合穴６３に光フェルール９５を挿入することで、導波路基板７０の端面に露出する光導波路７２と光ファイバ９１を高精度に光結合させることができる。
【００５６】
第１実施形態及び第２実施形態の構成と手法を用いることで、フリップチップボンダのような高価な設備を使用せずとも，光コネクタハウジング１０、６０を導波路基板３０、７０に高精度に実装することができる。その結果、設備コストが低減され、製品コストを低く抑えることが可能となる。
【００５７】
第１実施形態及び第２実施形態では、光コネクタハウジング１０、６０の突起部１５、１６、６６は嵌合部１１、６１から一体的に延びているが、必ずしもこの例に限定されない。嵌合部１１，６１に対する突起部１５、１６、６６の接続の確実性が担保される限り、別々に作製した部材を貼り合わせて作製してもよい。
【００５８】
以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
光導波路が形成された導波路基板上に、突き当てガイドと、第１接着剤が塗布される接着剤塗布領域を形成し、
前記導波路基板に搭載される第１の底面と、前記接着剤塗布領域に接合される第２の底面とを有する光コネクタハウジングを用意し、
前記光コネクタハウジングの前記第２の底面に前記第１接着剤を塗布して、前記第２の底面と前記接着剤塗布領域が重なり合うように前記光コネクタハウジングを前記導波路基板上に配置し、
前記第２の底面に塗布された前記第１接着剤と、前記接着剤塗布領域に塗布された前記第１接着剤の表面張力によって生じる復元力により、前記光コネクタハウジングを前記接着剤塗布領域に対して自己整合的に位置決めさせる、
ことを特徴とする光コネクタハウジングの実装方法。
（付記２）
前記第１接着剤の前記復元力による位置決めの後に、前記第１接着剤を硬化させ、前記硬化に伴う前記第１接着剤の収縮により、前記光コネクタハウジングの前記第１の底面を前記突き当てガイドに当接させて固定する、
ことを特徴とする付記１に記載の光コネクタハウジングの実装方法。
（付記３）
前記突き当てガイドは、第１レジストパターン上にバンプを配置して形成され、
前記接着剤塗布領域は、第２レジストパターン上に前記第１接着剤を塗布して形成され、
前記第１レジストパターンと前記第２レジストパターンは同時に形成されることを特徴とする付記３に記載の光コネクタハウジングの実装方法。
（付記４）
前記バンプは前記第１レジストパターン上に第２接着剤を塗布して硬化させることにより形成し、
前記第２レジストパターン上に塗布される前記第１接着剤は、前記光コネクタハウジングが搭載されるまで硬化させずに維持することを特徴とする付記３に記載の光コネクタハウジングの実装方法。
（付記５）
導波路基板に搭載される第１の底面と、光ファイバアレイブロックを受け取る嵌合穴とを有する嵌合部と、
前記嵌合部の側面から前記第１の底面側に向かって延びる突起部と、
を有し、前記突起部は第２の底面を有し、前記導波路基板に対する前記第２の底面の高さ位置は、前記導波路基板に対する前記第１の底面の高さ位置よりも高く、前記第２の底面は前記導波路基板との間で接着層の復元力を利用した自己整合的な位置決めに用いられることを特徴とする光コネクタハウジング。
（付記６）
前記嵌合穴は、前記光コネクタハウジングが前記導波路基板に搭載されるときに、前記導波路基板の表面に対して垂直または斜め上方に向かって延びることを特徴とする付記５に記載の光コネクタハウジング。
（付記７）
前記嵌合穴は、前記光コネクタハウジングが前記導波路基板に搭載されるときに、前記導波路基板の表面と平行な方向に延びることを特徴とする付記５に記載の光コネクタハウジング。
（付記８）
光導波路が形成された導波路基板と、
前記導波路基板に搭載される光コネクタハウジングと、
を有し、
前記光コネクタハウジングは、前記導波路基板に搭載される第１の底面及び光ファイバアレイブロックを受け取る嵌合穴を有する嵌合部と、前記嵌合部の側面から前記導波路基板の前記光導波路が形成された主面に向かって延びる突起部とを有し、
前記突起部は前記主面と対向する第２の底面を有し、前記導波路基板の前記主面と前記第２の底面の間に、第１レジストパターン上に形成された接着剤の層を有することを特徴とする光モジュール。
（付記９）
前記光導波路の先端に光結合器が形成され、
前記嵌合穴は前記導波路基板の前記主面に対して垂直または斜め上方に向かって延び、前記嵌合穴に前記光ファイバアレイブロックが垂直方向または斜め上方から挿入され、前記光ファイバアレイブロックの光ファイバは、前記嵌合穴の内部で前記光結合器と光結合することを特徴とする付記８記載の光モジュール。
（付記１０）
前記光導波路は、前記導波路基板の端面で露出し、
前記嵌合穴は前記導波路基板の前記主面と平行な方向に延び、前記嵌合穴に前記光ファイバアレイブロックが水平に挿入され、前記光ファイバアレイブロックの光ファイバは、前記導波路基板の前記端面で、前記光導波路と光結合することを特徴とする付記８に記載の光モジュール。
（付記１１）
前記導波路基板上に、前記光コネクタハウジングの前記第１の底面を係止する突き当てガイドを有することを特徴とする付記８に記載の光モジュール。
【符号の説明】
【００５９】
１、２  光モジュール
１０、６０  光コネクタハウジング
１１、６１  嵌合部
１１ｂ、６１ｂ  嵌合部の底面（第１の底面）
１３、６３  嵌合穴
１５、１６、６６  突起
１５ｂ、１６ｂ、６６ｂ  突起の底面（第２の底面）
３０、７０  導波路基板
３２、７２  光導波路
３４，７４  突き当てガイド
３６  接着剤
４０、９０  光ファイバアレイブロック
４１  光ファイバアレイ
４２、９１  光ファイバ
４５、９５  光フェルール
５１ａ  レジストパターン（第２レジストパターン）
５１ｂ  レジストパターン（第１レジストパターン）
５５、７５  接着剤塗布領域
５２  バンプ
【図１】
2015129802.tif 000003
【図２】
2015129802.tif 000004
【図３】
2015129802.tif 000005
【図４】
2015129802.tif 000006
【図５】
2015129802.tif 000007
【図６】
2015129802.tif 000008
【図７】
2015129802.tif 000009
【図８】
2015129802.tif 000010
【図９】
2015129802.tif 000011
【図１０】
2015129802.tif 000012
【図１１】
2015129802.tif 000013
【図１２】
2015129802.tif 000014
【図１３】
2015129802.tif 000015
【図１４】
2015129802.tif 000016