(57)【要約】【課題】物理的接続においても破損が起こりにくい光基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】光基板５０は、基板本体５２と、基板本体５１に埋め込まれた光配線１１（光導波路コア）とを備えている。光配線１１の端部に位置する入出射端面１２は基板本体５２の端面５４に臨んでいる。入出射端面１２は、基板本体５２の端面５４よりも基板本体５２の内側に偏位している。基板本体５２の端面５４に凹部５６が設けられ、入出射端面１２は凹部５６の底面を構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体と、
前記基板本体に埋め込まれた光導波路コアとを備え、
前記光導波路コアの端部に位置する入出射端面が前記基板本体の端面に臨む光基板であって、
前記入出射端面は、前記基板本体の端面よりも前記基板本体の内側に偏位している、
ことを特徴とする光基板。
【請求項２】
前記基板本体の端面に凹部が設けられ、
前記入出射端面は前記凹部の底面を構成している、
ことを特徴とする請求項１記載の光基板。
【請求項３】
前記凹部は、前記入出射端面から前記基板本体の端面に向かうにつれて断面積が次第に大きくなる漏斗状に形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の光基板。
【請求項４】
前記基板本体および前記光導波路コアは共に合成樹脂で形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の光基板。
【請求項５】
前記凹部には屈折率整合剤が充填されている、
ことを特徴とする請求項２または３記載の光基板。
【請求項６】
前記光導波路コアは複数設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の光基板。
【請求項７】
前記基板本体の端面に凹部が設けられ、
前記入出射端面は前記凹部の底面を構成し、
前記基板本体の端面と前記入出射端面との距離は、10〜500μmである、
ことを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の光基板。
【請求項８】
線状の光導波路コアを所定の長さに切断し、
製造すべき光基板に対応する形状のキャビティを有する金型の前記光基板の両端面に対応する箇所に、それら箇所の金型の壁部の厚さよりも長い寸法の中空パイプを予め挿通しておき、
前記切断された光導波路コアの長手方向の両端を前記中空パイプ内に挿通し、
前記キャビティに前記光基板の基板本体成形用の溶融状態の合成樹脂を流し込み、
前記合成樹脂が硬化したならば、前記中空パイプを前記金型から取り外し、前記キャビティから光基板を取り出すようにした、
ことを特徴とする光基板の製造方法。
【請求項９】
前記中空パイプを前記金型から取り外すと、前記取り外された中空パイプにより光基板の端面に凹部が形成されており、
前記光導波路コアの入出射端面は、前記凹部の底面を構成しており、
前記凹部に屈折率整合剤を充填する、
ことを特徴とする請求項８記載の光基板の製造方法。
【請求項１０】
製造すべき光基板は複数の光導波路コアを有し、
前記金型の前記光基板の両端面に対応する箇所に、前記複数の光導波路コアに対応してそれぞれ中空パイプが挿通される、
ことを特徴とする請求項９記載の光基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至７に何れか１項記載の光基板を備える光部品。
【請求項１２】
請求項１乃至７に何れか１項記載の光基板を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１層の光配線を有する光基板、その製造方法および光基板を備える光部品並びに光基板を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光部品や光ファイバを光接続する場合、適切なコネクタフェルールに光部品や光ファイバの光導波路を固定し、フェルール同士を直列に突き合わせて物理的接触接合（フィジカルコンタクト）を行い、これにより光信号を伝達することが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８４８２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高分子材料で形成された光基板（高分子光導波路）と石英光ファイバを接続する場合も、各々を合致するフェルールに固定し、フェルールを物理的に接続することにより、光信号の伝達を行う。
【０００４】
しかしながら、石英光ファイバは高分子光導波路に比べ著しく硬度が高い。
したがって、図２７に示すように、光基板２に設けられた光配線４（光導波路コア）の端面６と石英光ファイバ８との物理的接触接合により端面６が破損する問題がある。
【０００５】
光配線４の端面６が破損すると、光信号の接続特性が劣化し、光信号伝送ができなくなる。もしくは、環境耐性試験などでの長期信頼性が損なわれる問題がある。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、物理的接続においても破損が起こりにくい光基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
また光基板の光接続部分の構造を制御し、光ファイバ等との接続損失を低減することができる光基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、これにより高信頼性かつ接続特性のよい光基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、そのような光基板を備える光部品および電子機器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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、基板本体と、前記基板本体に埋め込まれた光導波路コアとを備え、前記光導波路コアの端部に位置する入出射端面が前記基板本体の端面に臨む光基板であって、前記入出射端面は、前記基板本体の端面よりも前記基板本体の内側に偏位していることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記基板本体の端面に凹部が設けられ、前記入出射端面は前記凹部の底面を構成していることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、前記凹部は、前記入出射端面から前記基板本体の端面に向かうにつれて断面積が次第に大きくなる漏斗状に形成されていることを特徴としている。
また、請求項４記載の発明は、前記基板本体および前記光導波路コアは共に合成樹脂で形成されていることを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、前記凹部には屈折率整合剤が充填されていることを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、前記光導波路コアは複数設けられていることを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、前記基板本体の端面に凹部が設けられ、前記入出射端面は前記凹部の底面を構成し、前記基板本体の端面と前記入出射端面との距離は、10〜500μmであることを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、光基板の製造方法であって、線状の光導波路コアを所定の長さに切断し、製造すべき光基板に対応する形状のキャビティを有する金型の前記光基板の両端面に対応する箇所に、それら箇所の金型の厚さよりも長い寸法の中空パイプを予め挿通しておき、前記切断された光導波路コアの長手方向の両端を前記中空パイプ内に挿通し、前記キャビティに前記光基板の基板本体成形用の溶融状態の合成樹脂を流し込み、前記合成樹脂が硬化したならば、前記中空パイプを前記金型から取り外し、前記キャビティから光基板を取り出すようにしたことを特徴とする。
また、請求項９記載の発明は、前記中空パイプを前記金型から取り外すと、前記取り外された中空パイプにより光基板の端面に凹部が形成されており、前記光導波路コアの入出射端面は、前記凹部の底面を構成しており、前記凹部に屈折率整合剤を充填することを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明は、製造すべき光基板は複数の光導波路コアを有し、前記金型の前記光基板の両端面に対応する箇所に、前記複数の光導波路コアに対応してそれぞれ中空パイプが挿通されることを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明は、光部品であって請求項１乃至７に何れか１項記載の光基板を備えることを特徴とする。
また、請求項１２の発明は、電子機器であって請求項１乃至７に何れか１項記載の光基板を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
光導波路コアの入出射端面を基板本体の端面よりも基板本体の内側に偏位させることにより、石英光ファイバなどとの物理的接続時に、光導波路コアの入出射端面の破壊を防ぐ事ができる。これによりコネクタ接続時の長期信頼性が向上する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に本発明の光基板およびその製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態の光基板５０の平面図である。
光基板５０は、基板本体５２と、基板本体５２に埋め込まれた光配線１１（光導波路コア）とを備えている。
光配線１１の端部に位置する入出射端面１２は基板本体５２の端面５４に臨んでいる。
入出射端面１２は、基板本体５２の端面５４よりも基板本体５２の内側に偏位している。
基板本体５２の端面５４に凹部５６が設けられ、入出射端面１２は凹部５６の底面を構成している。
【００１０】
光基板５０の製造方法は次のような工程を含む。
図２に示すように、あらかじめ形成した線状の光配線１０（光導波路コア）を所定の長さに切断し、切断された光配線１１を得る工程。
次いで、図３に示すように、製造すべき光基板に対応する形状のキャビティ２０Ａを有する金型２０の光基板の両端面に対応する箇所である金型２０の側壁に、それら箇所の金型２０の厚さよりも長い寸法の中空パイプ３０を予め挿通し、図４に示すように、切断された光配線１０の長手方向の両端を中空パイプ３０内に挿通する工程。
次いで、図５に示すように、キャビティ２０Ａに溶融状態の光導波路材料４０（クラッド材料）、すなわち、光基板５０の基板本体成形用の溶融状態の合成樹脂を流し込み充填する工程。
次いで、図６に示すように、光導波路材料４０が硬化したならば、中空パイプ３０を金型２０から取り外す工程。
この際、中空パイプ３０を金型２０から取り外すと、取り外された中空パイプ３０により光基板５０の端面５４に凹部５６が形成され、光配線１１の入出射端面１２は、凹部５６の底面を構成している。
次いで、図７に示すように、キャビティ２０Ａから光基板５０を取り出す工程。
【００１１】
光配線１０および光導波路材料４０には、一般に用いられている高分子材料（合成樹脂材料）を用いることができる。
具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコーン材料、無機フィラー混入有機材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。ただし、屈折率を制御した光学材料を用いることが望ましい。
【００１２】
光配線１０は、ディスペンサー等による吐出法、型取り法、直接露光法などにより線状に形成することができる。
【００１３】
金型２０および中空パイプ３０には、任意の有機材料および無機材料を使用する事ができる。
具体的には、アクリル材料、シリコーン材料、シリコンウェハ、金属材料、硝子材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。離型/剥離性を高めるため、金型２０および中空パイプ３０の表面に離型/剥離層を設けることもできる。
【００１４】
中空パイプ３０は、光配線１１の断面形状に合わせ任意の形状を取る事ができ、中空パイプ３０の断面形状は、例えば、図２６（Ａ）に示す円形断面、あるいは、図２６（Ｂ）に示す四角形断面などが挙げられるが、これら円形断面および四角形断面などに限定されるものではない。
【００１５】
中空パイプ３０中の任意の箇所で光配線１１を固定する事で、図７に示すように、光基板５０の端面５４から光配線１１の入出射端面１２までの距離を制御することができる。
図１に示すように、光基板５０の端面５４から光配線１１の入出射端面１２までの距離は、光基板５０と光ファイバ２等を接続した際、光配線１１の入出射端面１２に光ファイバ６０等が接触しない程度の寸法とする。
光基板５０の端面５４から光配線１１の入出射端面１２までの距離が長すぎると光接続特性が劣化するため、この距離は、10〜500μm程度とすることが望ましい。
【００１６】
金型２０の任意の位置に中空パイプ３０を設置することで、光配線１１の配線パターンを制御する事ができる。
中空パイプ３０の設置間隔を広げる事で、ピッチ変換配線などを形成することができる。
【００１７】
また、中空パイプ３０を任意の形状とすることで、光基板５０の凹部５６の形状（光基板５０の端面５４の窪み形状）を制御する事ができる。
例えば、図８に示すように、漏斗状の中空パイプ３１を使用することで、図９に示すように、漏斗状の窪みを持った光基板５０を形成することができる。
言い換えると、凹部５６は、入出射端面１２から基板本体５２の端面５４に向かうにつれて断面積が次第に大きくなる漏斗状に形成されている。
これにより、図９に示すように、光基板５０と光ファイバ６０を接続した際、相互の位置が自動的に合うセルフアライメント機能を付与することができる。
また、光口径を任意の大きさに変換することが可能となり、光ファイバ６０と光配線１１の接続特性を向上する上で有利となる。
【００１８】
また、図１０に示すように、光基板５０の凹部５６に屈折率整合剤７０を充填することで、光配線１１と光ファイバ６０等の屈折率差を整合する事ができ、これにより、相互の光接続特性が向上する。
屈折率整合剤７０には任意の有機材料および無機材料を使用する事ができる。具体的には、アクリル材料、シリコーン材料、硝子材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。
【００１９】
以下に本発明を実施例をもって説明するが、本発明はそれらに限定解釈されるものではない。また、以下の記載では、光基板の光配線を１層として説明するが、必ずしも１層である必要はない。また、以下の記載では光配線をマルチモードとして説明するが、必ずしもマルチモードである必要はない。
【００２０】
（実施例１）
実施例１について説明する。
まず図１１に示すように、コア型８０上にコア材料９０（NTT-AT製紫外線硬化型エポキシ光導波路材料）を塗布、ＵＶ照射することで光配線１０を形成した。
【００２１】
次に、図１２に示すように、光配線１０を任意の長さで切断し、光配線１１を作成した。
【００２２】
次に図１３に示すように、光配線１１を、金型２０側面に設置した中空パイプ３０に挿入した。
【００２３】
次に図１４に示すように、光配線１１を、中空パイプ３０中に固定した。このとき光基板５０の端面５４に対応する金型２０の外壁２００２（側壁）と光配線１１の入出射端面１２の距離を５０μmとした。
【００２４】
次に図１５に示すように、金型２０のキャビティ２０Ａに光導波路材料４０（NTT-AT製紫外線硬化型エポキシ光導波路材料）を充填し、ＵＶ照射を行った。
【００２５】
次に図１６に示すように、光導波路材料４０が硬化したならば、中空パイプ３０を金型２０から取り外し、図１７に示すように、キャビティ２０Ａから光基板５０を取り外し、光基板５０を得た。
【００２６】
光基板５０を光ファイバに接続し、挿抜試験を実施した。
その結果、１０００回挿抜で±0.5dBの挿入損失変動を確認した。
【００２７】
（実施例２）
次に実施例２について説明する。
まず図１８に示すように、コア型８０上にコア材料９０（NTT-AT製紫外線硬化型エポキシ光導波路材料）を塗布、ＵＶ照射することで光配線１０を形成した。
【００２８】
次に、図１９に示すように、光配線１０を任意の長さで切断し、光配線１１を作成した。
【００２９】
次に図２０に示すように、光配線１１を、金型２０側面に設置した漏斗状の中空パイプ３１に挿入した。
【００３０】
次に図２１に示すように、光配線１１を、中空パイプ３１中に固定した。このとき光基板５０の端面５４に対応する金型２０の外壁２００２（側壁）と光配線１１の入出射端面１２の距離を５０μmとした。
【００３１】
次に図２２に示すように、金型２０に光導波路材料４０（NTT-AT製紫外線硬化型エポキシ光導波路材料）を充填し、ＵＶ照射を行った。
【００３２】
次に図２３に示すように、光導波路材料４０が硬化したならば、中空パイプ３０を金型２０から取り外し、図２４に示すように、キャビティ２０Ａから光基板５０を取り外し、光基板５０を得た。
【００３３】
光基板５０を光ファイバに接続し、挿抜試験を実施した。結果、１０００回挿抜で±0.5dBの挿入損失変動を確認した。
【００３４】
（実施例３）
次に実施例３について説明する。
図１７に示す実施例１にて作成した光基板５０の端面５４の凹部５６に、屈折率整合剤７０を充填した。
【００３５】
光基板５０を光ファイバに接続し、挿入損失測定を実施した。結果、屈折率整合剤７０を充填することで、挿入損失が約０.８dB向上する事を確認した。
【００３６】
以上説明したように本実施の形態によれば次の効果が奏される。
第一に、光配線１１の入出射端面１２を基板本体５２の端面５４よりも基板本体５２の内側に偏位させることにより、石英光ファイバなどとの物理的接続時に、光配線１１の入出射端面５４の破壊を防ぐ事ができる。これによりコネクタ接続時の長期信頼性が向上する効果がある。
【００３７】
第二に、光基板５０の凹部５６を、入出射端面１２から基板本体５２の端面５４に向かうにつれて断面積が次第に大きくなる漏斗状に形成することにより、石英光ファイバなどとの物理的接続時に、入出射端面１２と光ファイバ６の端面との位置を自動的に合わせて接合する事ができる。これにより接続位置精度が向上し、製造コストを下げる効果がある。
【００３８】
第三に、光基板５０の凹部５６に屈折率整合材７０を充填することで、光配線１１と光ファイバ６０などとの屈折率差を緩和することができる。これにより光接続特性が向上する効果がある。
【００３９】
なお、実施の形態では、光基板５０について説明したが、本発明はこのような光基板５０を有する光部品および電子機器にも適用されることは無論であり、特に、精密に調整をしなくても位置合わせが容易であり、光ファイバとの接触で導波路側が破損することもないため、専門的な取り扱いが不要となる。業務用はもちろん、家庭用の光部品、電子機器にも適している。
すなわち、前記光部品としては、例えば、光インターコネクション（光電気配線板）、光コネクタ、光カプラ、光結合器、光スイッチ、光スプリッタ、光送受信機などを挙げることができる。
本発明の光基板を備えた光部品は、光ファイバとの接続を繰り返しても光導波路（光配線１１の入出射端面１２）の損傷を防止でき、また、光ファイバとの接続が容易であり作業時間の短縮につながるという効果が奏される。
また、前記電子機器としては、例えば、パソコン（業務用大型コンピュータを含む）、電話機、家庭用ゲーム機、録画再生機、テレビ、ルータ、など、大きな情報の出入力を伴う情報・通信機器が挙げられる。
本発明の光基板を備えた電子機器は、光ファイバとの接続を繰り返しても光導波路（光配線１１の入出射端面１２）の損傷を防止でき、また、光ファイバとの接続が容易であり作業時間の短縮につながるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図２】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図３】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図４】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図５】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図６】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図７】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図８】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図９】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図１０】本発明の光基板の製造方法の説明図である。
【図１１】実施例１における光基板の製造方法の説明図である。
【図１２】実施例１における光基板の製造方法の説明図である。
【図１３】実施例１における光基板の製造方法の説明図である。
【図１４】実施例１における光基板の製造方法の説明図である。
【図１５】実施例１における光基板の製造方法の説明図である。
【図１６】実施例１における光基板の製造方法の説明図である。
【図１７】実施例１における光基板の製造方法の説明図である。
【図１８】実施例２における光基板の製造方法の説明図である。
【図１９】実施例２における光基板の製造方法の説明図である。
【図２０】実施例２における光基板の製造方法の説明図である。
【図２１】実施例２における光基板の製造方法の説明図である。
【図２２】実施例２における光基板の製造方法の説明図である。
【図２３】実施例２における光基板の製造方法の説明図である。
【図２４】実施例２における光基板の製造方法の説明図である。
【図２５】実施例３における光基板の製造方法の説明図である。
【図２６】（Ａ）、（Ｂ）は中空パイプ３０と光配線１１の説明図である。
【図２７】従来技術における不具合の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０……光配線、１１……光配線、２０……金型、３０……中空パイプ、３１……中空パイプ、４０……光導波路材料、５０……光基板、６０……光ファイバ、７０……屈折率整合材、８０……コア型、９０……コア材料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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