(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装される光コネクタであって、前記基板の実装面の反対側に設けられた導波路と、前記導波路にテープファイバを導くガイド部とを有する光コネクタと、
並列に並べられた複数の光ファイバが束ねて被覆され、先端部の被覆が除去されたテープファイバと
を含み、
前記テープファイバの実装時に前記先端部の被覆が除去されて露出している前記複数の光ファイバ先端が、前記ガイド部に当接する端部のみを面取りされている、テープファイバの接続構造。
【請求項２】
前記テープファイバは、前記光コネクタの前記実装面の反対側の表面の上方から、前記ガイド部に向かって斜め下方に伸延して前記ガイド部に装着される、請求項１記載のテープファイバの接続構造。
【請求項３】
前記ガイド部は、前記光コネクタの１つの側面から前記表面に表出するように形成される、請求項２記載のテープファイバの接続構造。
【請求項４】
前記光コネクタは、前記ガイド部の前記導波路側とは反対側の入口側の側面に、前記入口に向かって平面視における幅が広くなるテーパ部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のテープファイバの接続構造。
【請求項５】
前記面取りされている部分が前記先端部の底面に対してなす角度は、４５度以下である、請求項１乃至４のいいずれか一項記載のテープファイバの接続構造。
【請求項６】
前記光コネクタの前記ガイド部の入口側に配設され、前記テープファイバを前記入口の高さに合わせて保持するホルダをさらに含む、請求項１乃至５のいずれか一項記載のテープファイバの接続構造。
【請求項７】
前記光コネクタは、前記導波路及び前記ガイド部を複数組有し、前記複数組の前記導波路及び前記ガイド部は並列に配列されており、
前記テープファイバの前記複数の光ファイバは、それぞれ、前記複数組のガイド部に実装される、を含む請求項１乃至６のいずれか一項記載のテープファイバの接続構造。
【請求項８】
前記ガイド部の上部を覆うように前記光コネクタの前記実装面の反対側の表面に配設され、前記ガイド部の内部を案内される前記光ファイバを前記ガイド部の内部に押し付ける、押圧部をさらに含む、請求項１乃至７のいずれか一項記載のテープファイバの接続構造。
【請求項９】
基板に実装される光コネクタであって、前記基板の実装面の反対側に設けられた導波路と、前記導波路にテープファイバを導くガイド部とを有する光コネクタと、
並列に並べられた複数の光ファイバが束ねて被覆され、先端部の被覆が除去されたテープファイバと
を含み、
前記テープファイバの実装時に前記先端部の被覆が除去されて露出している前記複数の光ファイバ先端が、前記ガイド部に当接する端部のみを面取りされているテープファイバの接続構造の製造方法であって、
前記面取りされている部分を前記ガイド部に押し当て、
前記押し当てた状態を保ちながら、前記テープファイバを前記ガイド部に沿って前記導波路側に挿入し、
前記光ファイバを前記ガイド部の内部に実装する、テープファイバの接続構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの接続構造、及び、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板上に形成した光素子と、この光素子に隣接する位置の前記基板上に形成したガイド溝上に固定される光ファイバとを互いに対向配置させて光学的に結合させてなる光接続装置がある。前記光ファイバの先端面が前記ガイド溝の端部に生じている傾斜面の角度に合わせて円錐状に加工されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０４８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の光接続装置は、ガイド溝に光ファイバを挿入させる際に、光ファイバの先端の角部がガイド溝の内面に当接すると、角部に応力が集中し、角部が破損するおそれがあった。角部が破損すると、光ファイバを利用できなくなる場合があった。
【０００５】
そこで、装着時の破損を抑制した光ファイバの接続構造、及び、製造方法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】
【０００６】
本発明の実施の形態のテープファイバの接続構造は、基板に実装される光コネクタであって、前記基板の実装面の反対側に設けられた導波路と、前記導波路にテープファイバを導くガイド部とを有する光コネクタと、並列に並べられた複数の光ファイバが束ねて被覆され、先端部の被覆が除去されたテープファイバとを含み、前記テープファイバの実装時に前記先端部の被覆が除去されて露出している前記複数の光ファイバ先端が、前記ガイド部に当接する端部のみを面取りされている。
【発明の効果】
【０００７】
装着時の破損を抑制した光ファイバの接続構造、及び、製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の光ファイバの接続構造を含むシステムボード１００を示す図である。
【図２】図１（Ａ）の太破線で示す部分を拡大して示す図である。
【図３】図２に示す光トランシーバ１４０の一部を拡大して示す三面図である。
【図４】図２に示す光トランシーバ１４０の一部を拡大して示す三面図である。
【図５】光ファイバ１５０Ａを示す図である。
【図６】光トランシーバ１４０にテープファイバ１５０を取り付ける工程を示す図である。
【図７】光トランシーバ１４０にテープファイバ１５０を取り付ける工程を示す図である。
【図８】光トランシーバ１４０にテープファイバ１５０を取り付ける工程を示す図である。
【図９】実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａの副次的な効果を説明する図である。
【図１０】実施の形態１の変形例による光ファイバ１５０Ａを示す図である。
【図１１】実施の形態２の光コネクタ２６０を示す図である。
【図１２】実施の形態２の光コネクタ２６０を示す図である。
【図１３】光コネクタ２６０に光ファイバ１５０Ａを実装する工程を示す図である。
【図１４】実施の形態３の光ファイバの実装構造３００を示す図である。
【図１５】実施の形態３の変形例による光ファイバの接続構造３００を示す図である。
【図１６】実施の形態４の光ファイバの接続構造４００を示す図である。
【図１７】実施の形態４の変形例の光ファイバの接続構造４００Ａを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の光ファイバの接続構造、及び、製造方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の光ファイバの接続構造を含むシステムボード１００を示す図である。図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ１−Ａ２矢視断面図である。図１では、直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【００１１】
図１には、光インターコネクションで接続されているサーバ又はスーパーコンピュータ等の情報処理装置においてＬＳＩ(Large Scale Integrated circuit：大規模集積回路)が搭載された実装構造を示す。
【００１２】
システムボード１００は、主な構成要素として、ボード基板１１０、パッケージ基板１２０、ＬＳＩ１３０、光トランシーバ１４０、テープファイバ１５０、及びヒートシンク５０を含む。
【００１３】
システムボード１００は、実際には、Ｘ軸方向に伸延しており、複数組のボード基板１１０、パッケージ基板１２０、ＬＳＩ１３０、光トランシーバ１４０、テープファイバ１５０、及びヒートシンク５０を含む。また、システムボード１００は、Ｘ軸方向に加えて、Ｙ軸方向に伸延していてＬＳＩ１３０がマトリクス状に配置されていてもよい。
【００１４】
ＬＳＩ１３０は、周囲に配置された光トランシーバ１４０を介して、ＬＳＩ１３０と信号の通信を行う。ここで、ＬＳＩ１３０はパッケージ基板１２０上に搭載されており、光トランシーバ１４０は、パッケージ基板１２０上に出来るだけ短距離の電気配線で高速信号を伝送する。光トランシーバ１４０に含まれる光モジュール同士の間は光ファイバで接続されている。
【００１５】
なお、説明の便宜上、図１（Ｂ）ではヒートシンク５０を破線で示し、図１（Ａ）ではヒートシンク５０を省略する。
【００１６】
ボード基板１１０は、例えば、ＦＲ−４(Flame Retardant type-4)規格の多層基板である。ボード基板１１０には、はんだバンプ１２０Ａによってパッケージ基板１２０が実装されており、パッケージ基板１２０には、はんだバンプ１３０Ａ、１４０ＡによってＬＳＩ１３０、光トランシーバ１４０がそれぞれ実装されている。図１（Ａ）では、一例として、１つのＬＳＩ１３０のＸ軸方向における両側に、光トランシーバ１４０が４つずつ配設されている。
【００１７】
テープファイバ１５０は、各光トランシーバ１４０に接続されている。すなわち、図１（Ａ）では、８本のテープファイバ１５０が８つの光トランシーバ１４０にそれぞれ接続されている。各テープファイバ１５０は、一例として、４本の光ファイバ１５０Ａと被覆部１５０Ｂを含む。４本の光ファイバ１５０Ａは、被覆部１５０Ｂによって被覆されてテープ状にされている。このように複数の光ファイバ１５０Ａは、複数のチャネルに対応して設けられている。
【００１８】
また、ＬＳＩ１３０、光トランシーバ１４０の上（Ｚ軸正方向側）には、ヒートシンク５０Ａ、５０Ｂが実装されている。ここでは、ヒートシンク５０Ａ、５０Ｂをヒートシンク５０と総称する。図１では、空冷式のヒートシンク５０を示すが、ヒートシンク５０は水冷式又はその他の媒体を用いたクーリングプレートであってもよい。
【００１９】
このようなシステムボード１００において、テープファイバ１５０によって実現される信号伝送路は、光トランシーバ１４０、はんだバンプ１４０Ａ、パッケージ基板１２０、はんだバンプ１３０Ａを介して、ＬＳＩ１３０の端子に接続されている。
【００２０】
光トランシーバ１４０は、ＬＳＩ１３０から出力される電気信号を光信号に変調してテープファイバ１５０に出力するとともに、テープファイバ１５０から入力される光信号を電気信号に変調してＬＳＩ１３０に出力する。
【００２１】
図２は、図１（Ａ）の太破線で示す部分を拡大して示す図である。図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ１−Ｂ２矢視断面図、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の一部を拡大して示す図である。図３及び図４は、図２に示す光トランシーバ１４０の一部を拡大して示す三面図である。
【００２２】
光トランシーバ１４０は、サブ基板１４１、光源１４２、チップ１４３、光コネクタ１６０、光変調器１７０Ｔｘ、光検出器１７０Ｒｘ、及び、押圧部１８０を含む。
【００２３】
なお、図３は、押圧部１８０を取り付ける前の光コネクタ１６０を示し、図４は、押圧部１８０を取り付けた状態の光コネクタ１６０を示す。
【００２４】
光源１４２、チップ１４３、光コネクタ１６０、光変調器１７０Ｔｘ、及び光検出器１７０Ｒｘの間には、図示しない光ファイバによる光伝送路が構築されている。また、光トランシーバ１４０には、テープファイバ１５０の光ファイバ１５０Ａが接続される。なお、光ファイバ１５０Ａの先端の詳細な構成については、図５を用いて後述する。
【００２５】
実施の形態１の光ファイバの接続構造は、テープファイバ１５０又は光ファイバ１５０Ａと、光コネクタ１６０と、押圧部１８０とによって構築される。
【００２６】
サブ基板１４１は、例えば、有機の多層基板であり、はんだバンプ１４１Ａによってパッケージ基板１２０に実装されている。サブ基板１４１には、光源１４２、チップ１４３、及び光コネクタ１６０が実装される。
【００２７】
光源１４２は、はんだバンプによってサブ基板１４１の上に実装されている。光源１４２は、電気信号を光信号に変換する際に利用する光を出力する。光源１４２としては、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等を用いることができる。光源１４２は、図示しない光ファイバによって光変調器１７０Ｔｘに接続されている。
【００２８】
チップ１４３は、はんだバンプ１４３Ａによってサブ基板１４１の上に実装される。チップ１４３は、光源１４２の駆動回路（ドライバ）と、ＴＩＡ(Trans-Impedance Amplifier：トランスインピーダンスアンプ)等の電流電圧変換器とを内蔵するチップである。ＬＳＩ１３０から出力されるデータ通信用の電気信号は、チップ１４３内のドライバ（ＤＲＶ）回路にパッケージ基板１２０を介して伝送される。
【００２９】
光コネクタ１６０は、はんだバンプ１６０Ａによってサブ基板１４１の上に実装される。光コネクタ１６０は、例えば、シリコンフォトニクスによって上面側のシリコン層を加工したシリコン基板を用いることができる。光コネクタ１６０の上面側には、導波路１６１、ガイド溝１６２、光変調器１７０Ｔｘ、及び光検出器１７０Ｒｘが形成されている。導波路１６１、ガイド溝１６２、光変調器１７０Ｔｘ、及び光検出器１７０Ｒｘは、半導体製造プロセスを利用することで形成することができる。
【００３０】
導波路１６１は、４本あり、光コネクタ１６０のＺ軸正方向側の表面１６０Ｂに沿って、Ｘ軸方向に伸延するように形成されている。導波路１６１は内部に導波路コア１６１Ａを有する（図２（Ｃ）参照）。導波路１６１は、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように光コネクタ１６０の表面１６０Ｂから畝状に突出してＸ軸方向に伸延している。
【００３１】
Ｙ軸正方向側の２本の導波路１６１のＸ軸負方向側の端部は、光変調器１７０Ｔｘに接続されている。Ｙ軸負方向側の２本の導波路１６１のＸ軸負方向側の端部は、光検出器１７０Ｒｘに接続されている。また、４本の導波路１６１のＸ軸正方向側の端部は、それぞれ、４本のガイド溝１６２に接続されている。
【００３２】
導波路１６１は、光変調器１７０Ｔｘ及び光検出器１７０Ｒｘと、光ファイバ１５０Ａとの間を光伝送路で接続するために設けられている。電気信号配線をできるだけ短くして、光信号による高速駆動を実現するためである。
【００３３】
導波路１６１には図示しないミラーが形成されており、光変調器１７０Ｔｘ及び光検出器１７０Ｒｘとレンズ等を介して低損失で光結合される。
【００３４】
また、光コネクタ１６０には、導波路１６１の導波路コア１６１Ａ内の電界強度分布（モードフィールド）を変換させるスポットサイズコンバータと呼ばれる構造が形成されている。スポットサイズコンバータにより、導波路１６１上の数百ナノメートルサイズの光のモードフィールドを光ファイバ１５０Ａのコアのサイズに変換し、モード変換に伴う結合損失を低減させている。
【００３５】
ガイド溝１６２は、光ファイバ１５０Ａが嵌め込まれるように、光ファイバ１５０Ａの外径に対応した幅及び深さを有する。ガイド溝１６２は、ガイド部の一例である。
【００３６】
ガイド溝１６２は、光コネクタ１６０の表面１６０ＢからＺ軸負方向に凹状に形成されており、Ｘ軸方向に伸延している。ガイド溝１６２の断面形状は、矩形状である。
【００３７】
ガイド溝１６２のＸ軸負方向側の端部は、スポットサイズコンバータを介して導波路１６１のＸ軸正方向側の端部と接しており、連続的な光伝送路を構築している。また、ガイド溝１６２のＸ軸正方向側の端部は、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、ＹＺ平面に平行な側面に表出している。
【００３８】
ガイド溝１６２は、光ファイバ１５０Ａのコアの先端がスポットサイズコンバータのコアの位置に一致するように、正確に位置決めされて形成されている。このため、ガイド溝１６２のＹ軸方向の幅は、光ファイバ１５０Ａの外径と略等しい。
【００３９】
なお、ここでは断面形状が矩形状のガイド溝１６２を示すが、ガイド溝１６２の断面形状は、矩形状に限らず、例えば、底面が光ファイバ１５０Ａの外形に合わせて円弧状になっていてもよく、Ｖ字型の溝であってもよい。また、ガイド溝１６２のように溝状のものに限られず、Ｘ軸方向に伸延する２本の畝状のガイド部を形成し、２本の畝状のガイド部の間に形成される溝に光ファイバ１５０Ａを嵌め込んでもよい。
【００４０】
光変調器１７０Ｔｘ及び光検出器１７０Ｒｘは、光コネクタ１６０をＺ軸方向に貫通するＴＳＶ(Through Silicon Via)によってはんだバンプ１６０Ａと接続され、サブ基板１４１を介して光源１４２及びチップ１４３と接続されている。また、光変調器１７０Ｔｘ及び光検出器１７０Ｒｘは、サブ基板１４１及びパッケージ基板１２０の電気的な伝送路を介してＬＳＩ１３０に接続されている。
【００４１】
光変調器１７０Ｔｘは、光コネクタ１６０の表面１６０Ｂ側にシリコンフォトニクスによって形成されている。光変調器１７０Ｔｘは、チップ１４３に内蔵される駆動回路（ドライバ）によって駆動される。
【００４２】
光変調器１７０Ｔｘは、例えば、マッハツェンダー変調器のような変調器であり、光源１４２から出力されるレーザ光（連続光）の屈折率を変化させて電気信号で高速変調することによって光信号を高速に変調し、導波路１６１に出力する。高速変調された光信号は、テープファイバ１５０（光ファイバ１５０Ａ）を経て他のＬＳＩ１３０の光トランシーバ１４０に伝送される。
【００４３】
光検出器１７０Ｒｘは、光コネクタ１６０の表面１６０Ｂ側にシリコンフォトニクスによって形成されている。光検出器１７０Ｒｘは、光ファイバ１５０Ａ及び導波路１６１を介して他のＬＳＩ１３０から入力される光信号を電気信号に変換して出力する。
【００４４】
光検出器１７０Ｒｘが出力する電気信号は、チップ１４３内のＴＩＡによって増幅されてから、サブ基板１４１及びパッケージ基板１２０を経て、ＬＳＩ１３０に入力される。光検出器１７０Ｒｘとしては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）を用いることができる。チップ１４３内のＴＩＡで電気信号を増幅するのは、光検出器１７０Ｒｘが出力する電気信号の信号レベルが微弱だからである。
【００４５】
押圧部１８０は、４本の導波路１６１及びガイド溝１６２をＹ軸方向に覆う直方体状の部材である。押圧部１８０は、プラスチック製であり、例えば、アクリルやＰＯＭ(polyoxymethylene)等の樹脂を用いて作製すればよい。
【００４６】
押圧部１８０は、光コネクタ１６０の表面１６０ＢのＸ軸正方向側の端部の近傍で、導波路１６１とガイド溝１６２の接続部を覆うように、導波路１６１の上に接着剤１８０Ａによって取り付けられる。このため、押圧部１８０の下面（Ｚ軸負方向側の表面）の高さ（Ｚ軸方向の位置）は、導波路１６１の上面に接着剤１８０Ａの厚さを加えた高さと等しい。接着剤１８０Ａは、Ｘ軸方向において、ガイド溝１６２が存在する区間には存在しない。
【００４７】
光ファイバ１５０Ａが押圧部１８０の下面とガイド溝１６２の底面とに当接した状態で嵌め込まれるように、押圧部１８０の下面とガイド溝１６２の底面との高さ方向（Ｚ軸方向）の長さは、光ファイバ１５０Ａの外径と略等しい長さに設定されている。
【００４８】
押圧部１８０及び接着剤１８０Ａは、導波路１６１の上面よりもＺ軸負方向側には存在しておらず、光コネクタ１６０に押圧部１８０を取り付けた状態で、光ファイバ１５０Ａのコアの先端がスポットサイズコンバータのコアの位置に一致するように、正確に位置決めされている。また、この状態で、押圧部１８０の下面は、光ファイバ１５０Ａの上面に接するようになっている。
【００４９】
押圧部１８０は、テープファイバ１５０を光トランシーバ１４０に取り付ける際に、ガイド溝１６２に挿入される光ファイバ１５０をガイド溝１６２の内部に押圧して、光ファイバ１５０Ａを位置決めするために設けられている。
【００５０】
押圧部１８０のＸ軸方向の長さは、押圧部１８０を光コネクタ１６０に取り付けた状態で、Ｚ軸正方向側から、導波路１６１及びガイド溝１６２が見えるように設定されている。また、押圧部１８０は、弾性を有する接着剤１８０Ａで固定されることにより、光ファイバ１５０Ａを挿抜する際の摩擦を制御している。
【００５１】
接着剤１８０Ａは、シリコーン樹脂等の硬化後も弾性を持つ樹脂製の接着剤を用いることができる。接着剤１８０Ａに弾性を持たせるのは、光ファイバ１５０Ａを挿抜する際に、押圧部１８０が僅かに上方に変位できるようにすることにより、光ファイバ１５０Ａの破損を抑制するためである。
【００５２】
図５は、光ファイバ１５０Ａを示す図である。光ファイバ１５０Ａは、テープファイバ１５０の先端の被覆を除去することによって表出する。
【００５３】
光ファイバ１５０Ａは、コア１５０Ａ１とクラッド１５０Ａ２を有する。コア１５０Ａ１とクラッド１５０Ａ２は、例えば、石英ガラス又は樹脂製であり、コア１５０Ａ１は、クラッド１５０Ａ２よりも屈折率の高い材料で作製される。
【００５４】
光ファイバ１５０Ａは、先端に面取り部１５０Ａ３を有する。面取り部１５０Ａ３は、先端の部分のクラッド１５０Ａ２の角をテーパ状に切り欠いた部分であり、上述した光コネクタ１６０のガイド溝１６２に光ファイバ１５０Ａを斜め上方向から取り付ける際に、ガイド溝１６２の底面に当接させるために設けられている。面取り部１５０Ａ３は、第１面取り部の一例である。
【００５５】
面取り部１５０Ａ３を形成せずに光ファイバ１５０Ａの先端の角をガイド溝１６２の底面に当接させながら、ガイド溝１６２の奥（導波路１６１側）に向かって光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に押し滑らせながら嵌め込むと、角部が破損するおそれがある。このような破損の抑制を目的として、応力を受ける面積を大きくするために、面取り部１５０Ａ３を設けている。
【００５６】
面取り部１５０Ａ３は、コア１５０Ａ１にかからないようにクラッド１５０Ａ２の内部に形成し、かつ、図５（Ｂ）に示すように、光ファイバ１５０Ａの伸延方向（長手方向）に対する面取り部１５０Ａ３の角度θは、４５度以下になるように形成される。
【００５７】
ガイド溝１６２はシリコン製であるため、光ファイバ１５０Ａの材料である石英と同程度の硬度を有する。このため、面取り部１５０Ａ３が形成されていない場合には、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に押し付けた際に、光ファイバ１５０Ａの先端の下側の角部に応力が集中し、光ファイバ１５０Ａの先端の下側の角部からクラックが発生してしまう。クラックが発生すると、光ファイバ１５０Ａの先端の下側の角部が剥離脱落し、コア１５０Ａ１までクラックが到達することが実験で分かっている。
【００５８】
これに対して、図５に示すように光ファイバ１５０Ａの先端の下側の角部に面取り加工を施して面取り部１５０Ａ３を形成することで、光ファイバ１５０Ａの破損を回避することができる。
【００５９】
なお、面取り加工は、コア１５０Ａ１まで達しない範囲で行い、加工角度θは４５度以下とする。光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に押し込むときには、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２内で滑らせる。搭載角度（ガイド溝１６２に対して斜め上から光ファイバ１５０Ａを実装する角度）を４５度より大きくなると、光ファイバ１５０Ａがガイド溝１６２に沿って滑らないことが確認できている。従って、搭載角度の最大値は４５度である。
【００６０】
このため、加工角度θは４５度以下とする。
【００６１】
また、搭載角度が４５度以下であれば、４５度以下の加工角度θで形成される面取り部１５０Ａ３の端の角（光ファイバ１５０Ａの長手方向における面取り部１５０Ａ３の前後にある角）がガイド溝１６２に当たらないことになる。加工角度θが４５度より大きいと、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に実装する際に、面取り部１５０Ａ３よりも、面取り部１５０Ａ３の前後の端にある角の方がガイド溝１６３に先に接触することになり、光ファイバ１５０Ａが破損するおそれがある。
【００６２】
従って、４５度以下の加工角度θで面取り部１５０Ａ３を形成し、４５度以下の搭載角度で光ファイバ１５０Ａを光コネクタ１６０に実装すればよい。
【００６３】
なお、面取り部１５０Ａ３の加工方法は、テープファイバの先端部の被覆を除去した後の光ファイバの先端をラッピングシート等により研磨することで、容易に形成可能である。
【００６４】
図６乃至図８は、光トランシーバ１４０にテープファイバ１５０を取り付ける工程を示す図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）におけるＥ１−Ｅ２矢視断面を示す。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＦ１−Ｆ２矢視断面を示す。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＧ１−Ｇ２矢視断面を示す。
【００６５】
まず、図６に示すようにテープファイバ１５０（図１、２参照）の先端の被覆を除去して４本の光ファイバ１５０Ａを露出させ、図７に示すように４本のガイド溝１６２に押し当てる。このとき、搭載角度を４５度以下にして、面取り部１５０Ａ３をガイド溝１６２の底面に押し当てる。
【００６６】
この状態で光ファイバ１５０を押し滑らせてガイド溝１６２の奥に入れて行くと、光ファイバ１５０Ａは搭載角度に応じて撓みながらガイド溝１６２に入って行くため、光ファイバ１５０Ａの上面は、押圧部１８０によって下方に押し込まれる。このため、光ファイバ１５０Ａは、押圧部１８０の下を通過するときに、光ファイバ１５０Ａの底面がガイド溝１６２の底面に押し付けられる形で、ガイド溝１６２に嵌め込まれる。
【００６７】
なお、このように光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に実装する際に、押圧部１８０は、光ファイバ１５０Ａの上面によって上方に押される応力を受ける。押圧部１８０は、弾性を有する接着剤１８０Ａによって光コネクタ１６０に取り付けられているため、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に実装する際に少し上側に変位する。このように変位することにより、光ファイバ１５０Ａにかかる応力を低減することができ、光ファイバ１５０Ａの破損の抑制と、光ファイバ１５０Ａの実装の容易化とを実現している。
【００６８】
光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２の奥まで完全に押し込むことで、図８に示すように、テープファイバ１５０が光コネクタ１６０に取り付けられ、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａが完成する。
【００６９】
光ファイバの接続構造１００Ａでは、テープファイバ１５０は、光コネクタ１６０に対して斜め上の方向に折り曲げられた状態で使用される。換言すれば、テープファイバ１５０は、斜め下方に伸延するように光コネクタ１６０に装着される。
【００７０】
なお、図８（Ｂ）には、テープファイバ１５０が光コネクタ１６０に対して斜め上の方向に折り曲げられた状態で使用される形態を示すが、テープファイバ１５０は、光コネクタ１６０に対して水平に取り付けられた状態で使用されてもよい。テープファイバ１５０は、折り曲げることができるので、使用する際の角度は、用途に応じて設定すればよい。
【００７１】
以上のように、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａは、光ファイバ１５０Ａの先端の下側の角部に面取り部１５０Ａ３を有するため、光コネクタ１６０のガイド溝１６２に光ファイバ１５０Ａを取り付ける際に、光ファイバ１５０Ａの破損を抑制することができる。
【００７２】
すなわち、実施の形態１によれば、装着時の破損を抑制した光ファイバの接続構造１００Ａ、及び、製造方法を提供することができる。
【００７３】
また、例えば、光トランシーバ１４０を交換するために、光ファイバ１５０Ａを挿抜するような状況であっても、光ファイバ１５０Ａの先端の破損が抑制されるので、繰り返しの挿抜に耐えうる耐久性の高い光ファイバの接続構造１００Ａを提供することができる。
【００７４】
光インターコネクト用高速パッケージでは、ボード上に複数のＬＳＩが配置され、パッケージ内のＬＳＩの周囲にインターコネクト用の光トランシーバが配置されている。光トランシーバからパッケージ端に向かって光導波路が形成されている。これは、高速駆動のために電気信号配線を短くするためである。インターコネクトの接続先は他のＬＳＩやメモリ、ストレージ等であり、超高速、大容量の伝送を可能にする。
【００７５】
スーパーコンピュータやサーバ等の大規模な計算機システムにおいては、ある確率でパッケージ基板上のＬＳＩや光素子に故障が発生する。一枚のボード上に複数のＬＳＩが搭載される構成では、パッケージ単位でリフローによる交換やメンテナンスが行われる。このような取り外しの観点やコストの観点から、パッケージ上で光コネクタと、導波路や光ファイバなどの光伝送路を接続できる形態が望ましい。また、性能と信頼性の観点から低損失の光接続が求められる。
【００７６】
このような点において、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａは、光ファイバ１５０Ａを光コネクタ１６０から容易に挿抜可能であるため、例えば、光トランシーバ１４０を交換するような作業を容易に行うことができる。
【００７７】
また、パッケージ実装では、反り等の影響によりパッケージ基板のサイズが制限され、ＬＳＩのサイズとの関係で光コネクタの搭載領域は外周部の狭範囲に限定される。したがって、小型で低損失の光コネクタが望まれる。
【００７８】
このような観点から、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａは、光ファイバ１５０ＡとＬＳＩ１３０とを低損失な光コネクタ１６０を介して接続している。
【００７９】
また、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａは、押圧部１８０で光ファイバ１５０Ａを容易に光コネクタ１６０に接続できる構成であるので、低コストで実現することができる。
【００８０】
なお、以上では、光ファイバの接続構造１００Ａが、テープファイバ１５０又は光ファイバ１５０Ａと、光コネクタ１６０と、押圧部１８０とによって構築される形態について説明したが、押圧部１８０がなくても光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に取り付けられる場合は、光ファイバの接続構造は、押圧部１８０を含まなくてもよい。
【００８１】
また、上述のような面取り部１５０Ａ３を設けることにより、次のような効果も得られる。
【００８２】
図９は、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａの副次的な効果を説明する図である。
【００８３】
光コネクタ１６０は、光トランシーバ１４０に実装されるまで様々な工程を経ており、実装する際に通常の屋内環境では、ガイド溝１６２上にダストが堆積する場合が有り得る。これを抑制するためにはクリーンルームのような環境で実装することが望ましいが、非常にコストがかかる。
【００８４】
ダストはブロア等のエアー吹付により大部分は除去できるが、除去できないダストも発生する。図９（Ａ）は、ガイド溝１６２に僅かにダスト１０が堆積した状態を示している。
【００８５】
光ファイバ１５０Ａに面取り部１５０Ａ３が形成されていない場合に、このような状況下で光ファイバ１５０Ａを差し込むと、ダスト１０が光ファイバ１５０の先端面に付着し、ガイド溝１６２の最奥部のファイバ突き当て壁１６２Ａと光ファイバ１５０Ａとの間に挟まれることにより、導波路１６１の端のスポットサイズコンバータと、光ファイバ１５０Ａとの間に想定外の間隙が発生する。
【００８６】
このような間隙の距離は、チャネルにより異なるため、接続損失のばらつきの原因になりうる。また、コア１５０Ａ１に付着した場合は、そのチャネルの接続損失の原因になりうる。
【００８７】
しかしながら、光ファイバ１５０Ａに面取り部１５０Ａ３が形成されているので、図９（Ｂ）に示すように、僅かなダスト１０は、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に押し込んだ後において、面取り部１５０Ａ３とファイバ突き当て壁１６２Ａとの間の空間に収容されるので、接続損失の原因にはならず、伝送特性の良好な光伝送路を実現できる。
【００８８】
図１０は、実施の形態１の変形例による光ファイバ１５０Ａを示す図である。図１０（Ａ）は、光ファイバ１５０Ａの先端を示す正面図であり、図１０（Ｂ）は、光ファイバ１５０Ａの先端を示す側面図であり、図１０（Ｃ）は、光ファイバ１５０Ａの先端を示す下面図である。
【００８９】
図１０に示す光ファイバ１５０Ａは、コア１５０Ａ１、クラッド１５０Ａ２、及び面取り部１５０Ａ３に加えて、光ファイバ１５０Ａの先端の両側部に形成される面取り部１５０Ａ４を含む。面取り部１５０Ａ４は、第２面取り部の一例である。
【００９０】
このように、先端の両側部に形成される面取り部１５０Ａ４を有する光ファイバ１５０Ａを用いてもよい。また、面取り部１５０Ａ３と１５０Ａ４は、光ファイバ１５０Ａの両側面と底面とにわたって、連続的な曲面として形成されていてもよい。
【００９１】
＜実施の形態２＞
図１１及び図１２は、実施の形態２の光コネクタ２６０を示す図である。
【００９２】
図１１は、押圧部１８０を取り付ける前の光コネクタ２６０を示し、図１２は、押圧部１８０を取り付けた状態の光コネクタ２６０を示す。
【００９３】
また、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）におけるＨ１−Ｈ２矢視断面を示す。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）におけるＩ１−Ｉ２矢視断面を示す。
【００９４】
実施の形態２の光ファイバの接続構造２００は、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａの光コネクタ１６０を光コネクタ２６０に代えた構成を有する。このため、実施の形態１の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９５】
光コネクタ２６０は、導波路１６１とガイド溝２６２を有する。ガイド溝２６２は、実施の形態１のガイド溝１６２の入口に、テーパ部２６２Ａを形成した構成を有する。テーパ部２６２Ａは、ガイド溝２６２の入口のＹ軸方向の幅をテーパ状に拡げたものである。
【００９６】
テーパ部２６２Ａは、ガイド溝２６２の長手方向の中間地点の付近から、入口側に向かって徐々にＹ軸方向の幅が広くなるように、ガイド溝２６２の側面を切り欠いた部分である。このようなテーパ部２６２Ａは、シリコン基板で構築される光コネクタ２６０の製造に用いる半導体製造方法によって形成すればよい。
【００９７】
図１３は、光コネクタ２６０に光ファイバ１５０Ａを実装する工程を示す図である。ここでは、図１０に示すテーパ部１５０Ａ４を有する光ファイバ１５０Ａを取り付ける工程について説明する。
【００９８】
テープファイバ１５０の先端の被覆を剥離すると、４本の光ファイバ１５０Ａ（光ファイバアレイ）のピッチは僅かにずれる。これは被覆部１５０Ｂがある部分ではピッチが保持されているものの、被覆部がない部分では、光ファイバ１５０Ａの剛性によって支持されているためである。被覆部を取り除く区間が長いほど、光ファイバ１５０Ａのピッチのずれは顕著になる。
【００９９】
このような場合には、テーパ部１５０Ａ４を有する光ファイバ１５０Ａと、テーパ部２６２Ａを有する光コネクタ２６０とを用いることで、光ファイバ１５０Ａにピッチのずれがあっても、テーパ部１５０Ａ４とテーパ部２６０Ａとが当接することで、応力を緩和することができる。
【０１００】
従って、テーパ部１５０Ａ４を有する光ファイバ１５０Ａと、テーパ部２６２Ａを有する光コネクタ２６０とを組み合わせて用いれば、４本の光ファイバ１５０Ａのピッチのずれが比較的大きい場合でも、光ファイバ１５０Ａの先端の破損を抑制することができる。
【０１０１】
このため、例えば、光トランシーバ１４０を交換するために、光ファイバ１５０Ａを挿抜するような状況であっても、光ファイバ１５０Ａの先端の破損が抑制されるので、繰り返しの挿抜に耐えうる耐久性の高い光ファイバの接続構造２００を提供することができる。
【０１０２】
＜実施の形態３＞
図１４は、実施の形態３の光ファイバの接続構造３００を示す図である。図１４は、図８（Ｂ）に対応する断面図である。
【０１０３】
光ファイバの接続構造３００は、実施の形態１の光ファイバの接続構造１００Ａに、テープファイバ１５０を保持するホルダ３１０を追加した構成を有する。このため、実施の形態１の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０４】
ホルダ３１０は、光コネクタ１６０のＸ軸正方向側において、サブ基板１４１の上に配置され、テープファイバ１５０を保持する。ホルダ３１０は、サブ基板１４１に対して接着されているのではなく、サブ基板１４１の上に置かれている。
【０１０５】
ホルダ３１０は、例えば、アクリル又はＰＯＭ等の樹脂を成型して作製すればよく、サブ基板１４１に接着すればよい。ホルダ３１０は、テープファイバ１５０を挿通させることのできる貫通孔３１０Ａを有し、貫通孔３１０Ａにテープファイバ１５０を接着すればよい。貫通孔３１０Ａの高さは、サブ基板１４１からガイド溝１６２までの高さに応じて、テープファイバ１５０を適切に保持できるような高さに設定すればよい。
【０１０６】
ホルダ３１０によってテープファイバ１５０を実装するときの光ファイバ１５０Ａの取扱いを容易にし、光ファイバ１５０Ａとガイド溝１６２との接続部に余計な応力がかからないようにする効果がある。
【０１０７】
また、サブ基板１４１に凹部又は貫通孔を設けておき、ホルダ３１０をはめ込むことによって固定してもよい。これにより安定した光接続性能が得られる。樹脂の柔軟性を生かし、摩擦によりサブ基板１４１に嵌め込むことが可能である。
【０１０８】
このような実施の形態３の光ファイバの接続構造３００においても、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に斜め上方向から取り付ける際に、光ファイバ１５０Ａの先端の下側の角部に面取り部１５０Ａ３をガイド溝１６２の底面に当接させることにより、光ファイバ１５０Ａの破損を抑制することができる。
【０１０９】
すなわち、実施の形態３によれば、装着時の破損を抑制した光ファイバの接続構造３００Ａ、及び、製造方法を提供することができる。
【０１１０】
また、光ファイバの接続構造３００では、テープファイバ１５０にホルダ３１０が取り付けられているため、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に押し込むときに、ホルダ３１０をサブ基板１４１の上に置けば、テープファイバ１５０を安定させることができる。これにより、光ファイバ１５０Ａを光コネクタ１６０に装着しやすくなる。
【０１１１】
図１５は、実施の形態３の変形例による光ファイバの接続構造３００を示す図である。図１５では、ホルダ３１０は、接着剤３２０によってサブ基板１４１に固定されている。
【０１１２】
例えば、光ファイバ１５０Ａの光コネクタへの着脱が完了し、ホルダ３１０をサブ基板１４１に固定したい場合には、接着剤３２０でホルダ３１０を固定することにより、長期にわたって安定した光接続性能が得られる。
【０１１３】
＜実施の形態４＞
図１６は、実施の形態４の光ファイバの接続構造４００を示す図である。図１６は、図１４に対応する断面図である。
【０１１４】
光ファイバの接続構造４００は、実施の形態３の光ファイバの接続構造３００の光コネクタ１６０と押圧部１８０を、それぞれ、光コネクタ４６０と押圧部４８０に取り替えた構成を有する。このため、実施の形態３の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１５】
光コネクタ４６０は、実施の形態３の光コネクタ４６０に２つの穴部４６１を形成したものである。光コネクタ４６０は、穴部４６１以外は、実施の形態３の光コネクタ１６０と同様である。
【０１１６】
穴部４６１は、Ｙ軸方向において、４本の導波路１６１を挟むように、４本の導波路１６１の両脇に１つずつ形成されている。穴部４６１には、押圧部４８０の係合部４８１が挿入され、係合される。
【０１１７】
押圧部４８０は、テープファイバ１５０に取り付けられており、穴部４６１に対応する２つの係合部４８１を有する。押圧部４８０の係合部４８１を穴部４６１に係合させると、押圧部４８０の下面と、ガイド溝１６２との間のＺ軸方向の間隔は、光ファイバ１５０Ａの外径に略等しい。このため、押圧部４８０の係合部４８１を穴部４６１に係合させることにより、ガイド溝１６２の中に光ファイバ１５０Ａを嵌め込むことができ、かつ、ガイド溝１６２の底面と、押圧部４８０の下面との間で光ファイバ１５０Ａを保持することができる。
【０１１８】
このような実施の形態４の光ファイバの接続構造４００においても、光ファイバ１５０Ａをガイド溝１６２に斜め上方向から取り付ける際に、光ファイバ１５０Ａの先端の下側の角部に面取り部１５０Ａ３をガイド溝１６２の底面に当接させることにより、光ファイバ１５０Ａの破損を抑制することができる。
【０１１９】
すなわち、実施の形態４によれば、装着時の破損を抑制した光ファイバの接続構造４００Ａ、及び、製造方法を提供することができる。
【０１２０】
図１７は、実施の形態４の変形例の光ファイバの接続構造４００Ａを示す図である。
【０１２１】
光ファイバの接続構造４００Ａは、図１６に示す光ファイバの接続構造４００の押圧部４８０を接着剤４２０でサブ基板１４１の上に接着した構成を有する。
【０１２２】
例えば、光ファイバ１５０Ａの光コネクタへの着脱が完了し、押圧部４８０をサブ基板１４１に固定したい場合には、接着剤４２０で押圧部４８０を固定することにより、長期にわたって安定した光接続性能が得られる。
【０１２３】
以上、本発明の例示的な実施の形態の光ファイバの接続構造、及び、製造方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
基板に実装される光コネクタであって、導波路と、前記基板への実装面とは反対側の表面に形成され、前記導波路に光ファイバを案内する溝状又は畝状のガイド部とを有する光コネクタと、
前記光コネクタの前記ガイド部に実装される光ファイバであって、先端部の底面側の角部のうち、実装時に前記ガイド部に当接する部分が面取りされた第１面取り部を有する光ファイバと
を含む、光ファイバの接続構造。
（付記２）
前記光ファイバは、前記光コネクタの前記表面の上方から、前記ガイド部に向かって斜め下方に伸延して前記ガイド部に装着される、付記１記載の光ファイバの接続構造。
（付記３）
前記ガイド部は、前記光コネクタの一つの側面から前記表面に表出するように形成される、付記１又は２記載の光ファイバの接続構造。
（付記４）
前記光コネクタは、前記ガイド部の前記導波路側とは反対側の入口側の側面に、前記入口に向かって平面視における幅が広くなるテーパ部(262A)を有する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の光ファイバの接続構造。
（付記５）
前記第１面取り部が前記底面に対してなす角度は、４５度以下である、付記１乃至４のいずれか一項記載の光ファイバの接続構造。
（付記６）
前記光ファイバの前記先端部の前記底面に対する側面に形成される第２面取り部をさらに含む、付記１乃至５のいずれか一項記載の光ファイバの接続構造。
（付記７）
前記光コネクタの前記ガイド部の入口側に配設され、前記光ファイバを前記入口の高さに合わせて保持するホルダをさらに含む、付記１乃至６のいずれか一項記載の光ファイバの接続構造。
（付記８）
前記光コネクタは、前記導波路及び前記ガイド部を複数組有し、前記複数組の前記導波路及び前記ガイド部は並列に配列されており、
前記複数組の前記ガイド部に実装される複数の前記光ファイバは、被覆部材によって一体的にされたテープ状の光ファイバである、付記１乃至７のいずれか一項記載の光ファイバの接続構造。
（付記９）
前記ガイド部の上部を覆うように前記光コネクタの前記表面に配設され、前記ガイド部の内部を案内される前記光ファイバを前記ガイド部の内部に押し付ける、押圧部をさらに含む、付記１乃至８のいずれか一項記載の光ファイバの接続構造。
（付記１０）
前記押圧部は、前記光コネクタに接着される、付記９記載の光ファイバの接続構造。
（付記１１）
前記第１面取り部は、レーザ加工又は研磨処理で形成される、付記１乃至１０のいずれか一項記載の光ファイバの接続構造。
（付記１２）
基板に実装される光コネクタであって、導波路と、前記基板への実装面とは反対側の表面に形成され、前記導波路に光ファイバを案内するガイド部とを有する光コネクタと、
前記光コネクタの前記ガイド部に実装される光ファイバであって、先端部の底面側の角部のうち、実装時に前記ガイド部に当接する部分が面取りされた第１面取り部を有する光ファイバと
を含む、光ファイバの接続構造の製造方法であって、
前記第１面取り部を前記ガイド部の溝底に押し当て、
前記押し当てた状態を保ちながら、前記光ファイバを前記ガイド部に沿って前記導波路側に挿入し、
前記光ファイバを前記ガイド部の内部に実装する、光ファイバの接続構造の製造方法。
【符号の説明】
【０１２４】
１００  システムボード
１００Ａ  光ファイバの接続構造
１１０  ボード基板
１２０  パッケージ基板
１３０  ＬＳＩ
１４０  光トランシーバ
１４１  サブ基板
１４２  光源
１４３  チップ
１５０  テープファイバ
５０  ヒートシンク
１６０  光コネクタ
１６１  導波路
１６２  ガイド溝
１７０Ｔｘ  光変調器
１７０Ｒｘ  光検出器
１８０  押圧部
２００  光ファイバの接続構造
２６０  光コネクタ
２６２  ガイド溝
２６２Ａ  テーパ部
３００  光ファイバの接続構造
３１０  ホルダ
４００  光ファイバの接続構造
４６０  光コネクタ
４６１  穴部
４８０  押圧部
４８１  係合部
【図１】
0006561491.tif 000002
【図２】
0006561491.tif 000003
【図３】
0006561491.tif 000004
【図４】
0006561491.tif 000005
【図５】
0006561491.tif 000006
【図６】
0006561491.tif 000007
【図７】
0006561491.tif 000008
【図８】
0006561491.tif 000009
【図９】
0006561491.tif 000010
【図１０】
0006561491.tif 000011
【図１１】
0006561491.tif 000012
【図１２】
0006561491.tif 000013
【図１３】
0006561491.tif 000014
【図１４】
0006561491.tif 000015
【図１５】
0006561491.tif 000016
【図１６】
0006561491.tif 000017
【図１７】
0006561491.tif 000018