(57)【要約】【課題】  接着剤を用いて組み立てる光ファイバアレイにおいて、接着剤の浸透速度の違いに起因する気泡の発生を防止する。【解決手段】  基板１０１と基板１０２との間に光ファイバ１００を挟んで保持し、基板間の隙間に接着剤を浸透させた構造を有する光ファイバアレイにおいて、光ファイバ１００が配列されていない光ファイバ非配列領域１０７における基板間の表面を粗面にする。こうすることで、光ファイバ非配列領域１０７の基板間を浸透する接着剤の基板表面に対する濡れ性が向上し、それにより浸透速度が速まる。そのため、光ファイバ配列領域１０６から光ファイバ非配列領域１０７への接着剤の回り込みが防止され、一番外側に位置する光ファイバ付近に気泡が形成されることが防止される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを保持するための複数の凹部を含む凹凸構造が形成された第１の基板と、
前記凹部に保持された光ファイバを押さえ付ける第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に充填された接着剤と
を含み、
前記凹凸構造が形成されていない領域において、
前記第１の基板および／または前記第２の基板の前記接着剤に接する面には、前記接着剤に対する濡れ性向上手段が設けられていることを特徴とする光ファイバアレイ。
【請求項２】
前記濡れ性向上手段は、粗面化した表面であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバアレイ。
【請求項３】
前記第１の基板および前記第２の基板は、モールド成形技術を用いて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路等と光ファイバとの接続に用いられる光ファイバアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを使った通信網を構築する技術において、光ファイバアレイと呼ばれる光デバイスが必要とされる。光ファイバアレイは、例えば光導波路によって１本の光ファイバの信号を複数の光ファイバへと分岐する部分に用いられる。光ファイバアレイは、複数の光ファイバを並列に並べて束ねた平行多芯構造の光ファイバと光導波路とを接続する光デバイス（光部品）である。
【０００３】
光ファイバアレイは、一対の基板を用意し、その一方の表面にＶ字型の溝を複数形成し、その溝のそれぞれに光ファイバを配置し、他方の基板でＶ字溝に並べた光ファイバを押さえ付けた構造を有する。この構造において各部材は、両基板間に接着剤を浸透させ硬化させることで一体化されている。光ファイバアレイに関しては、例えば特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００４】
図４は、従来技術における光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。図４には、第１の基板４０１、第２の基板４０２および両基板間に挟まれて保持された光ファイバ４００が示されている。第１の基板４０１には、断面がＶ字型の溝４０５が複数形成されており、この溝４０５によって光ファイバ４００が保持され、その位置が決められる。
【０００５】
光ファイバアレイは、第１の基板４０１と第２の基板４０２との間に光ファイバ４００を挟んで保持し、これら部材相互の間に形成される隙間に接着剤を毛管現象により浸透させ、この接着剤を硬化させることで構成されている。
【０００６】
この光ファイバアレイの製造工程においては、浸透させた接着剤中に気泡が形成されないように注意する必要がある。そのため、接着剤の浸透は、接着剤が一方向に浸透するように行われる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２７２５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図４に示す構造を有する光ファイバアレイは、接着剤の浸透工程において、光ファイバが配列された領域での浸透速度が周囲に比較して速く、その影響で配列領域の端付近の光ファイバ部分における接着剤の浸透が配列中央に比較して遅くなる。そのため、先に浸透し、基板の端辺から漏れ出た接着剤が、配列端付近の光ファイバ部分に前方から回り込み、気泡が形成されてしまう問題があった。
【０００９】
以下、この現象について説明する。図５は、図４に示す構造の光ファイバアレイにおける接着剤の浸透過程を段階的に示すイメージ図である。図５には、第２の基板４０２側から見た透視図が示されている。
【００１０】
図４に示す構造に組み上げた状態で、図５（Ａ）に示すように一端面に接着剤４２０を付着させると、毛管現象により接着剤は基板間の隙間に浸透してゆく。この際、図５（Ｂ）に示すように光ファイバが配列された領域４１４において浸透が速く進み、その周囲の領域では、矢印４１３で示すように浸透が遅くなる。また、この浸透速度差の影響で、一番外側に配列された光ファイバ４１８の部分における接着剤の浸透速度も配列領域４１４の中央付近に比較して遅くなる。
【００１１】
このため、浸透がある程度進んだ段階で図５（Ｃ）に示すように、接着剤が配列領域４１４の中央付近における端辺４０８から溢れ出し、その一部は矢印４１５に示すように、浸透の遅い部分へと回り込むように流れ出す。
【００１２】
この結果、図５（Ｄ）の符号４１６で示される領域のように、前方から回り込んだ接着剤と本来意図して浸透させた接着剤とに挟まれる領域ができてしまう。この状態から更に接着剤の浸透が進むと、図５（Ｅ）の符号４１７で示されるように、一番外側に配列された光ファイバ４１８が位置する付近に気泡４１７が形成される場合がある。
【００１３】
光ファイバが存在する部分に気泡が形成されると、後の温度変化等において、接着剤の剥離等が生じる可能性が高くなり、光ファイバアレイとしては不良品となってしまい、製品として使用することができなくなる。
【００１４】
本発明は、光ファイバアレイに関し、上述した気泡が形成されてしまう問題を解決する技術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】
【００１５】
本発明の光ファイバアレイは、光ファイバを保持するための複数の凹部を含む凹凸構造が形成された第１の基板と、前記凹部に保持された光ファイバを押さえ付ける第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に充填された接着剤とを含み、前記凹凸構造が形成されていない領域において、前記第１の基板および／または前記第２の基板の前記接着剤に接する面には、前記接着剤に対する濡れ性向上手段が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記発明によれば、接着剤の浸透が遅くなる領域における基板表面に対して、接着剤の濡れ性を向上させる構造を付与、あるいは処理を施すので、その領域において接着剤の浸透速度が速まる。すなわち、光ファイバが配列されている領域における両基板表面に対する接着剤の濡れ性に比較して、光ファイバが配列されていない領域における両基板表面に対する接着剤の濡れ性を意図的に高くしている。こうすることで、光ファイバが配列されていない領域における基板間を浸透する接着剤の浸透速度が速くなり、基板間を浸透する接着剤の浸透速度の部分的な差を是正することができる。
【００１７】
接着剤の濡れ性を向上させる処理として、粗面化処理、濡れ性を高くする材料の薄膜の形成、溝の形成、突起の形成およびこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。この中で、粗面化処理は、接着剤の基板表面に対する濡れ性の制御が容易で、しかも低コストで高い効果が得られる優位性がある。
【００１８】
上記本発明の光ファイバアレイにおいて、第１の基板および／または第２の基板がモールド成形技術を利用して製造されることは好ましい。モールド成形技術を利用することで、生産性を向上させ、さらに寸法精度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、接着剤の浸透が遅くなる部分において、基板表面を粗面にし、その部分における接着剤に対する濡れ性を向上させることで、基板間における接着剤の浸透速度の違いを是正することができる。これにより、接着剤中に気泡が発生することを抑制し、光ファイバアレイの製造歩留まりを高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施形態の構成）
図１は、本発明を利用した光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す光ファイバアレイの断面構造を示す断面図である。図２（Ａ）は全体の概略の断面構造を示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の符号１０８で示される部分の拡大断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示す部分をさらに拡大した断面図である。
【００２１】
図１および図２に示す光ファイバアレイは、第１の基板１０１、第２の基板１０２およびその間に光ファイバ１００が複数並列に配列された状態で挟まれた構造を有し、さらに両基板間の隙間には接着剤が浸透し、それが硬化し全体が一体化した構造を有する。
【００２２】
第１の基板１０１の第２の基板１０２に対向する面の表面には、光ファイバを保持するための複数の凹部を含む凹凸構造が形成されている。ここでは、この凹凸構造として、断面がＶ字型であり、一方向に延在した溝１０５が複数並列に形成された構造が採用されている。この溝１０５の内部に光ファイバ１００が配置されることで、光ファイバ１００の位置決めが行われる。
【００２３】
上述の光ファイバ１００が配列される領域が光ファイバ配列領域１０６となる。この光ファイバ配列領域１０６は、第１の基板１０１において、凹凸構造が付与された領域であるということもできる。また、光ファイバ配列領域１０６の両側は、光ファイバが配列されない光ファイバ非配列領域１０７となる。
【００２４】
第１の基板１０１の光ファイバ非配列領域１０７の表面（第２の基板１０２側の表面）１０４には、粗面化構造が付与されている。この例では、表面１０４の粗面化構造として、凹凸の高低差が０．１〜５μｍ程度の微細な凹凸表面構造が形成されている。
【００２５】
第２の基板１０２の光ファイバ非配列領域１０７の表面（第１の基板１０１側の表面）１１６にも粗面化構造が付与されている。粗面の状態は、第１の基板１０１の表面１０４と同じである。
【００２６】
本実施形態においては、図２（Ｃ）に示すように、光ファイバが配列されていない領域１０７（図１参照）における基板間の隙間１１１の部分において、基板の接着剤と接する面の表面を粗面化し、接着剤の濡れ性を意図的に高くしている。
【００２７】
隙間１１１に面する表面１０４および１１６に粗面化構造を付与しない場合、隙間１１１における接着剤の浸透が隙間１１２および１１３に比較して遅くなり、図５を用いて説明したような不都合が生じる。
【００２８】
本実施形態においては、隙間１１１における接着剤の浸透速度と、隙間１１２および１１３における接着剤の浸透速度との間のバランスをとるために、隙間１１１に面する両基板の表面１０４および表面１１７を粗面とし、その部分における接着剤の濡れ性を改善している。こうすることで、隙間１１１における接着剤の浸透速度を高め、隙間１１１と隙間１１２、１１３との間における接着剤の浸透速度の差を是正することができる。
【００２９】
（実施形態の製造方法）
まず、石英ガラスを材料として、ガラスモールド技術を用いて第１の基板１０１および第２の基板１０２を製造する。この際、第１の基板１０１の光ファイバ非配列領域１０７の光ファイバを配列する側の面１０４に粗面化処理を施す。なお、第１の基板１０１の光ファイバ配列領域１０６の表面には粗面化処理は行わない。また、第２の基板の光ファイバ非配列領域の光ファイバ側の表面１１６にも同様な粗面化処理を施す。
【００３０】
基板１０１および１０２は、ガラスモールド技術により製造されるが、このガラスモールド成形に用いる金型の所定の領域を粗面にすることにより、基板１０１および１０２の所望の場所に粗面化処理を施すことができる。
【００３１】
粗面を付与する方法としては、上述した方法以外にモールド成形技術による基板の製造後に粗面となる表面を形成してもよい。また、粗面を有するフィルム等を貼り付けることで形成してもよい。また、エッチングにより基板の表面を荒らす方法により粗面を形成してもよい。エッチングの方法は、プラズマによるものやエッチング溶液によるものが挙げられる。
【００３２】
次に、図１に示すような位置関係で第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に光ファイバ１００を複数本挟み、両基板を密着させる。この際、第１の基板１０１のＶ字溝１０５の中（Ｖ型凹部の内部）に光ファイバ１００を位置させる（図２参照）。
【００３３】
両基板により光ファイバ１００を挟んで保持した状態で、光ファイバ１００の先端１１２部分の端辺に接着剤を付着させ、基板間の隙間１１１、１１２および１１３に接着剤を毛管作用により浸透させる。
【００３４】
以下、この接着剤の浸透過程について説明する。図３は、図１に示す構造の光ファイバアレイにおける接着剤の浸透過程を段階的に示すイメージ図である。図１に示す位置関係で各部材を組み合わせた状態で光ファイバ１００の先端１１２に図３（Ａ）に示すように、接着剤３０１を塗布すると、接着剤は図２に示す基板間の隙間１１１、１１２および１１３を端辺１１４に向かって毛管力によって浸透してゆく。
【００３５】
この際、粗面化処理の影響で隙間１１１における接着剤の浸透速度が、粗面化処理を施していない場合に比較して速くなる。このため、光ファイバ非配列領域１０７における接着剤の浸透速度と光ファイバ配列領域１０６における接着剤の浸透速度との差が小さくなる。
【００３６】
したがって、図３（Ｂ）〜図３（Ｅ）に示すように、接着剤の浸透が進んでいき、光ファイバ配列領域１０６の先端の端辺１１４から、矢印３０４で示されるように接着剤の回り込みが光ファイバ非配列領域１０７に向かって発生し、それにより２方向から接着剤の浸透が行われる領域３０５が存在するとしても、一番外側に配置された光ファイバ３０６付近に気泡が形成されてしまう事態が防止される。
【００３７】
なお図３には、光ファイバ非配列領域１０７における接着剤の浸透速度が、光ファイバ配列領域１０６に比較してやや遅い状態が示されているが、粗面化の条件を最適化し、光ファイバ非配列領域１０７における接着剤の浸透速度をさらに速めれば、２方向から接着剤が浸透する領域３０５が形成されないようにすることも可能である。
【００３８】
本実施形態において、接着剤の浸透方法は、接着剤を塗布する代わりに、圧力を加えて接着剤を注入するといった方法を採用することができる。
【００３９】
また、基板を構成する材料としては、石英ガラスの他に、パイレックス（登録商標）ガラス、ほう珪酸ガラス等のガラス材料、シリコン、セラミックス等から選ばれた材料を利用することができる。また、接着剤としては、紫外線硬化型エポキシ樹脂の他に、熱硬化性エポキシ樹脂、紫外線および熱硬化併用のエポキシ樹脂、紫外線硬化アクリル樹脂、紫外線硬化ポリイミド樹脂等から選ばれたものを利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、光ファイバアレイに利用することができる。本発明を利用した光ファイバアレイは、多芯光ファイバと光導波路との接続、多芯光ファイバ同士の接続、多芯光ファイバと光デバイス（例えば発光素子や受光素子）との接続、多芯光ファイバの光通信モジュールへの接続、といった用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】発明を利用した光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す光ファイバアレイの断面構造を示す断面図である。
【図３】図１に示す光ファイバアレイの製造工程における接着剤の浸透過程を示すイメージ図である。
【図４】従来技術における光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示す光ファイバアレイの製造工程における接着剤の浸透過程を示すイメージ図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００…光ファイバ、１０１…第１の基板、１０２…第２の基板、１０４…粗面構造が付与された表面、１０５…断面がＶ字型の溝、１０６…光ファイバ配列領域、１０７…光ファイバ非配列領域、１０８…拡大部分、１１１…接着剤が浸透する隙間、１１２…接着剤が浸透する隙間、１１３…接着剤が浸透する隙間、１１４…接着剤が漏れ出す端辺、１１６…粗面構造が付与された表面、３０１…付着した接着剤、３０４…回り込む接着剤、３０５…２方向から接着剤が浸透する領域、３０６…一番外側に配置された光ファイバ、４００…光ファイバ、４０１…第１の基板、４０２…第２の基板、４０８…接着剤が溢れ出す端辺、４１３…接着剤の浸透方向、４１５…回り込む接着剤、４１６…２方向から接着剤が浸透する領域、４１７…気泡、４１８…一番外側に配列した光ファイバ。
【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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