(57)【要約】【課題】  プラグイン接続が容易に行えるようにガイドピンと光ピンとの長さに差を付けた立体フォトマスク及びその製造方法並びに立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法を提供する。【解決手段】  立体フォトマスク１は、光の照射側とは反対側の面に複数の光透過部１０ａ，１０ｂのうちの所定の光透過部１０ａを覆うようにして光が通過する方向に所定の厚みを有する光透過可能な凸状部１１を設けて形成され、立体フォトマスクの製造方法は、複数の光透過部１０ａ，１０ｂが形成されたベースとなるフォトマスク１０の光透過部１０ａ，１０ｂの一部又は全部を覆うようにして光硬化性樹脂１５を配置する工程と、凸状部１１を形成するための凸状部形成用光透過部１２ａを備えた凸状部形成用フォトマスク１２をベースとなるフォトマスク１０に配置された光硬化性樹脂１５の上に配置する工程と、凸状部形成用フォトマスク１２の上方側から光を照射することにより凸状部１１を形成する工程とを含み構成されてなる。【選択図】図２
2013171173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された光を遮光する遮光部に所定のパターンを有して配置された複数の光透過部を通過させた光によって光硬化性樹脂を硬化することにより長さの異なる光ピンを形成するための立体フォトマスクであって、
光の照射側とは反対側の面に複数の前記光透過部のうちの所定の光透過部を覆うようにして前記光が通過する方向に所定の厚みを有する光透過可能な凸状部を設けて形成され、前記凸状部が設けられた光透過部と前記凸状部が設けられていない光透過部との間で長さの異なる光ピンを形成することを可能としたことを特徴とする立体フォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載の立体フォトマスクにおいて、
前記凸状部は、
前記光透過部の開口径に対応するようにして前記光の透過方向に形成されたコア部と、
前記コア部の周囲に設けられた当該コア部よりも相対的に屈折率の小さいクラッド部と、
を備えていることを特徴とする立体フォトマスク。
【請求項３】
請求項１に記載の立体フォトマスクの製造方法において、
光を遮光可能な遮光部の所定箇所に前記光を通過させるための複数の光透過部が所定のパターンを有して形成されたベースとなるフォトマスクの前記光透過部の一部又は全部を覆うようにして光硬化性樹脂を配置する工程と、
複数の前記光透過部のうちの前記一部の光透過部と連通するが他の光透過部は遮光するような形状に形成された前記凸状部を形成するための凸状部形成用光透過部を備えた凸状部形成用フォトマスクをベースとなる前記フォトマスクに配置された前記光硬化性樹脂の上に配置する工程と、
前記凸状部形成用フォトマスクの上方側から光を照射することにより、ベースとなる前記フォトマスクの前記光透過部の一部に所定の厚みを有する光透過可能な凸状部を形成する工程と、
を含み構成されたことを特徴とする立体フォトマスクの製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の立体フォトマスクの製造方法において、
光を遮光可能な遮光部の所定箇所に前記光を通過させるための複数の光透過部が所定のパターンを有して形成されたベースとなるフォトマスクの前記光透過部の一部又は全部を覆うようにしてコアを形成するためのコア形成用光硬化性樹脂を配置する工程と、
前記コア形成用光硬化性樹脂が配置された複数の前記光透過部のうちコアを形成すべき前記一部の光透過部の開口径と同じか或いはそれよりも僅かに大きい開口径を有するコア形成用光透過部を備えたコア形成用フォトマスクの当該コア形成用光透過部を前記一部の光透過部と対応させるようにして配置する工程と、
前記コア形成用フォトマスクの上方側から前記光を照射してベースとなる前記フォトマスクの前記光透過部にコア部を形成する工程と、
ベースとなる前記フォトマスクに形成された前記コア部の周囲にクラッド部を形成するためのクラッド形成用光硬化性樹脂を配置する工程と、
前記コア部の周囲に配置された前記クラッド形成用光硬化性樹脂に光を照射可能で前記他の光透過部は遮光するような形状に形成された前記凸状部を形成するための光透過部を備えた凸状部形成用フォトマスクをベースとなる前記フォトマスクに配置された前記クラッド形成用光硬化性樹脂の上に配置する工程と、
前記クラッド形成用フォトマスクの上方側から光を照射して前記コアの周囲に当該コア部よりも相対的に屈折率の小さいクラッド部を形成することによりベースとなる前記フォトマスクに所定の厚みを有する光透過可能な凸状部を形成する工程と、
を含み構成されたことを特徴とする立体フォトマスクの製造方法。
【請求項５】
請求項１若しくは２に記載の立体フォトマスク又は請求項３若しくは４に記載の立体フォトマスクの製造方法によって製造された立体フォトマスクを利用して光配線部材の端面に光プラグを形成する光プラグの製造方法において、
前記光配線部材の端面に光硬化性樹脂を配置する工程と、
前記光配線部材に設けられた光導波路のコアの端面に対応するようにして配置された前記凸状部を備えた前記光透過部と、前記凸状部が設けられていない光透過部を有して形成された前記立体フォトマスクの前記凸状部を備えた前記光透過部を前記光配線部材の光導波路コアに対応するようにして前記光硬化性樹脂を挟んだ状態で配置する工程と、
前記光配線部材側とは反対側から前記立体フォトマスクを介して光を照射することにより長さの異なる光ピンを形成する工程と、
を含み構成されたことを特徴とする立体フォトマスクを利用した光プラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグイン実装に用いられる光伝送用の光ピンとこの光ピンの両側に配置され該光ピンよりも長さの長いガイドピンを備えた光プラグを製造するための立体フォトマスク及びその製造方法、並びに、該立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ内、特にボード間・ボード内での処理すべき情報量の増加に伴い、光通信の無誘導・高速大容量伝送などの優れた特性を生かした光インターコネクションの導入が要望されている。しかしながら、大きな課題として残っているのが光素子等の光部品と光配線との光接続の困難さである。本発明者らは、非特許文献１及び２に示されるフォトマスク転写法による自己形成技術を利用して光プラグ及び光ソケットを作製し、電気接続の如くに簡易かつ低コストで作製可能なプラグイン接続方法の提案を行った（非特許文献３及び４参照）。具体的には、精密な光プラグ(ＯＷＰ)及び光ソケットを光硬化性樹脂で作製して光配線板の端面あるいはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser：垂直共振型面発光半導体レーザ）モジュール面に取り付け、さらに、光プラグ側に設けたガイドピンを光ソケット側に設けたガイドホールに挿入することによって光ファイバや他の光配線をアライメントフリーでプラグイン実装することを可能とするものである。光プラグは光配線板の光導波路コアの端面に作製された凸状の導光路である。
【０００３】
ところで、ガイドピンとしてメタルピンを使用したＭＴコネクタ（mechanically transferable splicing connector）では、メタルピンをＶＣＳＥＬ等の光部品に近接した位置に高い精度で埋め込み配置することは極めて困難である。そのため、本発明者らはフォトマスクを用いることにより光硬化性樹脂によって光ピンとガイドピンを同時成形した光プラグを試作した。このプラグ１００は、図８に示すように、ポリマー光導波路１０１の一端に設けられた光伝送を行う複数の光ピン１０２，１０２と、この光ピン１０２，１０２の両側に設けられた一対のガイドピン１０３，１０３とを備えて構成されている。光ピン１０２，１０２及びガイドピン１０３，１０３はそれぞれフォトマスクを利用することにより光硬化性樹脂によって形成したものである。尚、光ピン１０２，１０２の直径は約６０μｍ、ガイドピンの直径は７００μｍとした。また、光ソケット２００は、光ピン１０２，１０２及びガイドピン１０３，１０３に対応する光硬化性樹脂製のソケット部２０１と、該ソケット部２０１を備えたＭＴコネクタ２０２とを備えて構成されている。そして、ＭＴコネクタ２０２には光ファイバ等の光伝送部材２０３が接続されている。図８において、光ピン１０２，１０２及びガイドピン１０３，１０３をソケット部２０１のガイドホール２０４に挿入することによってプラグイン接続が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Y. Obata, M. Kanda, O. Mikami, IEEE PTL, Vol. 18, No.12, pp. 1308-1310, 2006．
【非特許文献２】神田正宏、三上修、エレクトロニクス実装学会誌、Vol． 12, No．5,pp. 381-385, 2009．
【非特許文献３】松澤雄介、脇田智大、常盤諭生、仲間健一、三上修、第２５回エレクトロニクス実装学会、pp.323-324、２０１１年３月
【非特許文献４】K. Nakamura, Y. Matsuzawa, Y. Tokiwa, O. Mikami, IEEE PTL,Vol. 23, No.24, pp. 1881-1883, 2011.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図８に示す光ソケット及び光プラグによるプラグイン接続は、光ピン１０２，１０２とガイドピン１０３，１０３の長さが同じであったことから光プラグ１００を光ソケット２００に挿入する際、光ソケット２００との接触によって細径の光ピン１０２，１０２が破損するという問題があった。すなわち、従来のフォトマスクを利用したマスク転写法では１回の照射で同一長さの光ピン及びガイドピンしか製造することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、プラグイン接続が容易に行えるように光硬化性樹脂によってガイドピンと光ピンを同時形成する際にガイドピンと光ピンとの長さに差を付けることができる立体フォトマスク及びその製造方法並びに立体フォトマスクを使用した光プラグの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】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、照射された光を遮光する遮光部に所定のパターンを有して配置された複数の光透過部を通過させた光によって光硬化性樹脂を硬化することにより長さの異なる光ピンを形成するための立体フォトマスクであって、光の照射側とは反対側の面に複数の光透過部のうちの所定の光透過部を覆うようにして光が通過する方向に所定の厚みを有する光透過可能な凸状部を設けて形成され、凸状部が設けられた光透過部と凸状部が設けられていない光透過部との間で長さの異なる光ピンを形成することを可能としたことを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の立体フォトマスクにおいて、凸状部は、光透過部の開口径に対応するようにして光の透過方向に形成されたコア部と、コア部の周囲に設けられた当該コア部よりも相対的に屈折率の小さいクラッド部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の立体フォトマスクの製造方法において、光を遮光可能な遮光部の所定箇所に光を通過させるための複数の光透過部が所定のパターンを有して形成されたベースとなるフォトマスクの光透過部の一部又は全部を覆うようにして光硬化性樹脂を配置する工程と、複数の光透過部のうちの一部の光透過部と連通するが他の光透過部は遮光するような形状に形成された凸状部を形成するための凸状部形成用光透過部を備えた凸状部形成用フォトマスクをベースとなるフォトマスクに配置された光硬化性樹脂の上に配置する工程と、凸状部形成用フォトマスクの上方側から光を照射することにより、ベースとなるフォトマスクの光透過部の一部に所定の厚みを有する光透過可能な凸状部を形成する工程と、を含み構成されたことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項２に記載の立体フォトマスクの製造方法において、光を遮光可能な遮光部の所定箇所に光を通過させるための複数の光透過部が所定のパターンを有して形成されたベースとなるフォトマスクの光透過部の一部又は全部を覆うようにしてコアを形成するためのコア形成用光硬化性樹脂を配置する工程と、コア形成用光硬化性樹脂が配置された複数の光透過部のうちコアを形成すべき一部の光透過部の開口径と同じか或いはそれよりも僅かに大きい開口径を有するコア形成用光透過部を備えたコア形成用フォトマスクの当該コア形成用光透過部を一部の光透過部と対応させるようにして配置する工程と、コア形成用フォトマスクの上方側から光を照射してベースとなるフォトマスクの光透過部にコア部を形成する工程と、ベースとなるフォトマスクに形成されたコア部の周囲にクラッド部を形成するためのクラッド形成用光硬化性樹脂を配置する工程と、コア部の周囲に配置されたクラッド形成用光硬化性樹脂に光を照射可能で他の光透過部は遮光するような形状に形成された凸状部を形成するための光透過部を備えた凸状部形成用フォトマスクをベースとなるフォトマスクに配置されたクラッド形成用光硬化性樹脂の上に配置する工程と、クラッド形成用フォトマスクの上方側から光を照射してコアの周囲に当該コア部よりも相対的に屈折率の小さいクラッド部を形成することによりベースとなるフォトマスクに所定の厚みを有する光透過可能な凸状部を形成する工程と、を含み構成されたことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項１若しくは２に記載の立体フォトマスク又は請求項３若しくは４に記載の立体フォトマスクの製造方法によって製造された立体フォトマスクを利用して光配線部材の端面に光プラグを形成する光プラグの製造方法において、光配線部材の端面に光硬化性樹脂を配置する工程と、光配線部材に設けられた光導波路のコアの端面に対応するようにして配置された凸状部を備えた光透過部と、凸状部が設けられていない光透過部を有して形成された立体フォトマスクの凸状部を備えた光透過部を光配線部材の光導波路コアに対応するようにして光硬化性樹脂を挟んだ状態で配置する工程と、光配線部材側とは反対側から立体フォトマスクを介して光を照射することにより長さの異なる光ピンを形成する工程と、を含み構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る立体フォトマスク及びその製造方法並びに立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法によれば、フォトマスク面に光硬化樹脂からなる凸状部を設け、この厚み分で形成すべき光伝送路となる光ピンと位置決めを行うガイドピンとの長さに差を付けることが可能になるという効果がある。これにより、光プラグと光ソケットのプラグイン接続において、長くて太径のガイドピンが先に光ソケットと接触してガイドホールに案内されることになるので細径の光ピンは光ソケットとの接触破損から保護されて光素子とのスムーズな連結を行うことが可能となる。また、この寸法差もスペーサ等を用いることにより容易に調整が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明に係る立体フォトマスクの第一の実施形態を示す斜視図，（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明に係る立体フォトマスクの製造方法の第一の実施形態を示す工程図である。
【図３】本発明に係る立体フォトマスクを用いた光プラグの製造方法の第一の実施形態示す工程図である。
【図４】本発明に係る立体フォトマスクを用いた光プラグの製造方法によって製造された光プラグとその接続対象の光ソケットを示す斜視図である。
【図５】光ピン及びガイドピンの実施例を示す外観図である。
【図６】（ａ）は本発明に係る立体フォトマスクの第二の実施形態を示す斜視図，（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明に係る立体フォトマスクの製造方法の第二の実施形態を示す工程図である。
【図８】本発明に係る立体フォトマスクを用いた光プラグの製造方法の第二の実施形態示す工程図である。
【図９】従来の光プラグ及び光ソケットの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る立体フォトマスク及びその製造方法並びに立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法について好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。まず、図１を参照して立体フォトマスクの構成について説明する。
【００１５】
１．［立体フォトマスクの第一の実施形態］
［立体フォトマスクの構成］
図１（ａ）は本発明に係る立体フォトマスクの第一の実施形態の構成を示す斜視図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。図示された立体フォトマスク１は、図３（ｃ）に示す光伝送用の光ピン１６と、光ピン１６よりも長さが長く且つ径サイズが大きいガイドピン１７を形成するためのものであり、概略として、遮光性を備えた板状のベース部１０と、ベース部１０に設けられた複数の光透過部１０ａ，１０ｂと、複数の光透過部１０ａ，１０ｂのうち間に挟まれた光透過部１０ａ，１０ａが配置された部分を覆うようにして所定の厚みを有して形成された光透過可能な凸状部１１と、を備えて構成されている。ベース部１０は、成形性や取り扱い容易の観点からアクリル性樹脂材料等によって形成されている。
【００１６】
光透過部１０ａ，１０ｂは、ベース部１０の幅方向に沿って横１列に配置されており、両端に配置された光透過部１０ｂ，１０ｂはその間に配置された４つの光透過部１０ａ，１０ａよりも開口径が大きく形成されている。すなわち、光透過部１０ａ，１０ａは光接続を行うための光ピンを形成するためのものであり、光透過部１７，１７はガイドピンを形成するためのものである。光透過部１０ａ，１０ｂは、それぞれ形成すべき光ピン１６，１６やガイドピン１７，１７（図２（ｃ）参照）の各断面形状に対応した形状（例えば、円形状や矩形状等）及び開口径を有している。そして、光ピン１６，１６を形成するための光透過部１０ａ，１０ａを覆うと共にガイドピン１７，１７を形成するための光透過部１０ｂ，１０ｂは覆わない範囲に所定の厚みを有する光透過可能な凸状部１１が形成されている。凸状部１１は、後述する光硬化樹脂１５を硬化させるための光の照射側とは反対側の面側に光の通過方向に厚みを有して形成されている。凸状部１１の厚みを適宜変更することによって形成すべき光ピン１６，１６とガイドピン１７，１７の長さを調整することができる。また、図１の凸状部１１は平面形状が四角形に形成されているが、これに限らず適宜の形状を採用することができる。
【００１７】
２．［第一の実施形態における立体フォトマスクの製造方法］
次に、第一の実施形態における立体フォトマスク１の製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は第一の実施形態における立体フォトマスク１の製造方法を示す工程図である。初めに、図２（ａ）に示すように、形成すべき光ピン１６，１６の断面形状に対応した光透過部１０ａ，１０ａ及び形成すべきガイドピン１７，１７の断面形状に対応した光透過部１０ｂ，１０ｂが設けられると共に、光透過部１０ａ，１０ｂ以外は光の透過を阻止する遮光部１０ｃを有する立体フォトマスク１となるべきベース部１０を用意する。一方、ベース部１０に形成すべき凸状部１１の外形形状に対応した光透過部（凸状部形成用光透過部）１２ａを備えると共に、それ以外の部分は光の透過を阻止する遮光部１２ｂとされた凸状部形成用フォトマスク１２を用意する。尚、光透過部１０ａ，１０ｂ，１２ａは開口されていてもよい。
【００１８】
そして、図２（ｂ）に示すように、ベース部１０の光透過部１０ａ，１０ａ上に光によって硬化する樹脂である光硬化性樹脂１３を配置する。尚、光透過部１０ｂ，１０ｂ上に光硬化性樹脂１３が配置されたとしても最終的には硬化されずに除去されるので特に問題となることはない。次いで、光透過部１０ａ，１０ａ上に配置された光硬化性樹脂１３の上部側に光透過部１２ａが位置するようにして凸状部形成用フォトマスク１２を配置する。尚、ベース部１０と凸状部形成用フォトマスク１２との間の高さが光ピン１６，１６の長さに相当することになるが、凸状部形成用フォトマスク１２の高さ方向における位置決めは、例えば、形成すべきガイドピン１７，１７の長さと同じ高さを有する中央部が空間とされた枠状のスペーサ１３ａをベース部１０と凸状部形成用フォトマスク１２との間に挟み込むことにより高さ方向の位置決めを行うことができる。そして、光硬化性樹脂１３が所定の厚みとなるように凸状部形成用フォトマスク１２の高さ方向の位置決めを行ったら、光透過部１２ａの上方に、図２（ｃ）に示すように、光透過部１２ａに向けて光硬化樹脂１３を硬化させる光（例えば、紫外光）を照射するための図示しない光源を配置して紫外光を所定時間照射する。紫外光の照射が完了したら、図２（ｃ）の状態から凸状部形成用フォトマスク１２を取り外して紫外光が照射されずに未硬化となっている光硬化性樹脂１３を除去する。これにより、ベース部１０の光透過部１０ａ，１０ａ上に凸状部１１が形成され、これによって図２（ｄ）に示すような立体フォトマスク１が完成する。
【００１９】
３．［光プラグの構成］
次に、立体フォトマスク１を使用した光プラグの製造方法について説明する。初めに光プラグの構成について説明する。図４は光プラグ３０とその接続対象である光ソケット４０を示す斜視図である。図４に示すように、光プラグ３０は、内部に複数の図示しない導光路が設けられた光導波路１８と、光導波路１８の一端に設けられた複数の光伝送路となる光ピン１６，１６と、この光ピン１６，１６の両側に設けられた一対のガイドピン１７，１７とを備えて構成されている。一方、光ソケット４０は、光ピン１６，１６及びガイドピン１７，１７が挿入連結されるスルーホール２１ａ，２１ａ及びガイドホール２１ｂ，２１ｂが設けられた樹脂製のソケット部２０を有してＭＴコネクタ２１が形成されおり、このＭＴコネクタ２１に光ファイバ等の光伝送部材２２が光接続されている。ここで、光プラグ３０に設けられたガイドピン１７，１７の長さＬ２は光ピン１６，１６の長さＬ１に対し、その差ｄだけ長くなっている。このため、ガイドピン１７，１７をソケット部２０の一対のガイドホール２１ｂ，２１ｂに挿入し易くなっている。
【００２０】
４．［立体フォトマスク１を用いた光プラグの製造方法］
次に、上述した第一の実施形態における立体フォトマスク１を用いて長さの異なる光ピン１６及びガイドピン１７を備えた光プラグの製造方法について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は立体フォトマスク１を用いた光プラグの製造方法を示す工程図である。初めに、図３（ａ）に示すように、光プラグ３０を構成する光ピン１６及びガイドピン１７を形成すべき光配線部材１４を用意する。光配線部材１４は、内部に光の伝送路である複数のコア１４ａ，１４ａを備えた光導波路１８が設けられている。一方、使用する立体フォトマスク１は、光配線部材１４の複数のコア１４ａ，１４ａの端面に位置に対応するようにして光伝送路となる光ピン１６，１６を形成するための光透過部１０ａ，１０ａを備えると共に、光透過部１０ａ，１０ａの両側にはガイドピン１７，１７を形成するための光透過部１０ｂ，１０ｂを備えている。そして、この光配線部材１４の複数のコアコア１４ａ，１４ａの端面及びガイドピン１７，１７を形成すべき箇所の上に光硬化性樹脂１５（例えば、紫外線硬化樹脂）を配置する。
【００２１】
次に、立体フォトマスク１（図１（ａ）参照）の凸状部１１を下側にして、これを図３（ｂ）に示すように、光硬化性樹脂１５の上に配置する。次いで、光透過部１０ａ，１０ｂの上部側に光硬化性樹脂１５を硬化させるための紫外光（例えば、波長３６５ｎｍ）を発する光源を配置し、光硬化性樹脂１５に紫外光を所定時間照射することにより光硬化性樹脂１５の硬化を行う。そして、立体フォトマスク１を除去した後、紫外光が照射されずに未硬化となっている光硬化性樹脂１５を除去する。すると、立体フォトマスク１と光配線部材１４との間には凸状部１１に当接するようにして複数（ここでは４つ）の光ピン１６，１６が形成されると共に、光ピン１６，１６の外側にはそれよりも長さの長い一対のガイドピン１７，１７が形成される（図３（ｃ）参照）。このとき、光ピン１６，１６の長さＬ１は、凸状部１１の存在によって凸状部１１の厚み分だけガイドピン１７，１７の長さＬ２よりも差ｄだけ短く形成される。
【００２２】
［第一の実施形態の効果］
第一の実施形態に係る立体フォトマスク１によれば、長さの異なる光ピン１６，１６とガイドピン１７，１７を容易に製造することができるという効果がある。
【００２３】
また、第一の実施形態に係る立体フォトマスク１の製造方法によれば、光透過部１０ａ，１０ｂを備えたベース部１０と、光透過部１２ａを備えた凸状部形成用フォトマスク１２との組み合わせることにより光ピン１６，１６の形成領域に凸状部１１を光硬化性樹脂１３によって形成することとしたので、プラグイン接続を容易にするための長さの異なる光ピン１６，１６及びガイドピン１７，１７を備えた光プラグ３０を製造するための立体フォトマスクを容易に製造することができるという効果がある。そして、光ピン１６，１６の長さも凸状部１１の厚みの設定によって自由に調整できるという効果がある。
【００２４】
さらに、第一の実施形態に係る立体フォトマスクを使用した光プラグ３０の製造方法によれば、立体フォトマスク１を用いることにより光接続を行うための光ピン１６，１６よりも長いサイズのガイドピン１７，１７を容易に形成することができるという効果がある。従って、かかる製造方法によって製造された光プラグ３０は光接続の際における光ピン１６，１６の破損の可能性を低減すると共に極めて容易プラグイン接続を行うことができるという効果がある。
【実施例１】
【００２５】
本発明者らは上記した第一の実施形態に係る立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法に基づいて光ピン１６，１６及びガイドピン１７，１７を２種類作成した。その２種類の光ピン１６，１６及びガイドピン１７，１７をそれぞれ図５（ａ），（ｂ）に示す。まず、図５（ａ）はベース部１０の光透過部１０ａ，１０ａの内径を６０μｍとしたときの光ピン１６，１６の外径を示している。図５（ａ）から明らかなように、形成された光ピン１６，１６は長さが５００μｍであり、このときのフォトマスク側の直径が８０μｍ、光配線部材１４側がの直径が７０μｍとなった。つまり、光ピン１６，１６の直径はフォトマスク１０の開口１０ａの内径よりも大きくなり易いことが分かった。
【００２６】
また、フォトマスク１０の開口１０ａの内径を６０μｍとし、且つ、光ピン１６とガイドピン１７の長さの差ｄを５００μｍとしたとき、図５（ｂ）に示すように、光ピン１６，１６はフォトマスク側が１３０μｍ、光配線部材１４側が７０μｍとなった。この場合、光接続を行う光ソケット４０のスルーホール２１ａ，２１ａの開口径が少なくとも１３０μｍよりも大きければ光プラグ３０との連結に関しては問題ないが、この光ピン１６，１６は、その透明性が図５（ａ）の場合に比べて少し劣るように見られた。そこで、本発明者らは、光ピン１６，１６の外径を全長にわたって均一にすることができる立体フォトマスク及びその製造方法並びに立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法を第二の実施形態として提案し、これらについてさらに図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
５．［立体フォトマスクの第二の実施形態］
初めに、立体フォトマスクの第二の実施形態について説明する。図６（ａ）は本発明に係る立体フォトマスクの第二の実施形態の構成を示す斜視図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。図示された立体フォトマスク２は、凸状部２８が光透過部２３ａ，２３ａを透過した光を案内するコア部２８ａ，２８ａと、コア部２８ａ，２８ａの周囲を覆うクラッド部２８ｂを備えて構成されている点で第一の実施形態の立体フォトマスク１と異なっている。このように、コア部２８ａ，２８ａとその周囲にコア部２８ａ，２８ａよりも相対的に屈折率の小さいクラッド部２８ｂを設けることにより、光透過部２３ａ，２３ａへ照射された光は拡散することなくコア部２８ａ，２８ａ通過することになるので形成される光ピン１６，１６がテーパー状となることを抑制し、光透過部２３ａ，２３ａの断面形状に対応した径の光ピン１６，１６を形成することが可能となる。
【００２８】
６．［第二の実施形態における立体フォトマスクの製造方法］
次に、第二の実施形態における立体フォトマスク２の製造方法について説明する。図７（ａ）〜（ｆ）は本発明に係る立体フォトマスクの第二の実施形態の製造方法を示す工程図である。まず、図７（ａ）に示すように、光透過部２３ａ，２３ｂが横一列に形成された立体フォトマスク２となるべきベース部２３を用意する。このベース部２３は、第一の実施形態のベース部１０と同様の形状となっている。一方、ベース部２３に形成する凸状部２８の外形形状に対応した光透過部（凸状部形成用光透過部）２４ａとベース部２３の光透過部２３ａ，２３ａの形状及び配置と同一に形成された光透過部２４ｃ，２４ｃを備えると共に、それ以外の部分は光の透過を阻止する遮光部２４ｂとされたコア及びクラッド形成用フォトマスク２４を用意する。尚、本実施形態ではコア２８ａ，２８ａを形成するためのフォトマスクとクラッド２８ｂを形成するためのフォトマスクとを同一のフォトマスク（コア及びクラッド形成用フォトマスク２４）上に形成したものを用いているが、コア２８ａを形成するためのフォトマスクと、クラッド２８ｂを形成するためのフォトマスクとを別々のフォトマスクとして用意してもよいことはいうまでもない。
【００２９】
次に、図７（ｂ）に示すように、ベース部２３の光透過部２３ａ，２３ａの上部にコア２８ａ，２８ａとなるべき光硬化性樹脂（コア形成用光硬化性樹脂）２５を配置する。そして、光硬化性樹脂２５の上方にコア及びクラッド形成用フォトマスク２４の光透過部２４ｃ，２４ｃがベース部２３の光透過部２３ａ，２３ａと合致するように位置決めして配置する。次に、例えば、波長３６５ｎｍの紫外光を発する光源（図示せず）をコア及びクラッド形成用フォトマスク２４の光透過部２４ｃの上方に配置し、紫外光を光透過部２４ｃに向けて所定時間照射する。そして、図７（ｂ）の状態からコア及びクラッド形成用フォトマスク２４を除去し、紫外光が照射されずに未硬化になっている光硬化性樹脂２５を除去する。これにより、光透過部２３ａ，２３ａの上部に図７（ｃ）に示すような柱状の短いコア２８ａ，２８ａが形成される。
【００３０】
次に、図７（ｄ）に示すように、コア２８ａ，２８ａの周囲にそれよりも相対的に屈折率の小さいクラッド２８ｂとなるべき光硬化性樹脂２７（クラッド形成用光硬化性樹脂）を配置する。そして、図７（ｄ）に示すように、コア及びクラッド形成用フォトマスク２４の光透過部２４ａを光硬化性樹脂２７の上部に位置させる。次いで、光硬化性樹脂２７を硬化させるための紫外光を発する光源を光透過部２４ａの上方に設置し、図７（ｄ）に示すように紫外光を光透過部２４ａに向けて照射する。これにより、コア２８ａ，２８ａを包囲した状態で光硬化性樹脂２７が硬化してクラッド２８ｂとなる。次に、図７（ｄ）の状態からコア及びクラッド形成用フォトマスク２４を除去し、紫外光が照射されずに未硬化になっている光硬化性樹脂２７を除去する。これにより、図７（ｅ），（ｆ）に示すように、ベース部２３の光透過部２３ａ，２３ａ上にコア２８ａ，２８ａが設けられると共にその周囲にはクラッド２８ｂである凸状部（クラッド部）２８を備えた立体フォトマスク２が完成する。
【００３１】
７．［第二の実施形態における立体フォトマスクを用いた光プラグの製造方法］
次に、第二の実施形態に係る上述の立体フォトマスク２を用いた光プラグの製造方法について説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は立体フォトマスク２を用いた第二の実施形態に係る光ピン３１，３１及びガイドピン３２，３２を備えた光プラグの製造方法を示す工程図である。まず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、内部に複数のコア１４ａ，１４ａを有する光プラグ３０を形成すべき光配線部材１４を用意する。そして、この光配線部材１４の複数のコア１４ａ，１４ａの端面及びガイドピン３２，３２を形成すべき位置を含んだ範囲に光硬化性樹脂２９を配置する。次に、図７（ｅ），（ｆ）に示した立体フォトマスク２を凸状部２８が下側になるようにして光硬化性樹脂２９上に位置決めして配置する。このときの光配線部材１４の上面側と立体フォトマスク２との間の距離が後述するガイドピン３２，３２の長さとなり、光配線部材１４の上面側と立体フォトマスク２との間の距離から凸状部２８の厚みを引いた長さが光ピン３１，３１の長さとなる。
【００３２】
次に、光透過部２３ａ，２３ｂ上に、例えば、波長３６５ｎｍの紫外光を発する光源を配置し、光硬化性樹脂２９に所定時間紫外光を照射して紫外光の照射部分を硬化させる。そして、立体フォトマスク２を除去し、紫外光が照射されずに未硬化になっている光硬化性樹脂２９を除去する。これにより、図８（ｃ）に示すように、光配線部材１４の複数のコア１４ａ，１４ａの端面に複数（ここでは４つ）の光ピン３１，３１と一対のガイドピン３２，３２が形成される。光ピン３１，３１の長さ（Ｌ１）は、凸状部２８の存在によって凸状部２８の厚み分だけガイドピン３２，３２の長さ（Ｌ２）よりも短くなっている。このため、ガイドピン３２，３２を図４におけるソケット部２０の一対のガイドホール２１ｂ，２１ｂに挿入し易くなっている。また、この製造方法によって形成された光ピン３１，３１はコア１４ａ，１４ａの端面側から先端側に至るまで直径はあまり変化しない。
【００３３】
［第二の実施形態の効果］
第二の実施形態に係る立体フォトマスク２によれば、凸状部２８に光を案内するコア２８ａ，２８ａとその周囲にクラッド２８ｂを設けて構成したので光透過部２３ａ，２３ａを透過した光は拡散せずに真っ直ぐに光硬化性樹脂内２５を通過するので直径が長さ方向によって変化しない光ピン３１，３１を形成することができるという効果がある。
【００３４】
第二の実施形態に係る立体フォトマスク２の製造方法によれば、光透過部２３ａ，２３ｂを備えたベース部２３と、光透過部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを備えたコア及びクラッド形成用フォトマスク２４との組み合わせることにより凸状部２８をコア２８ａ，２８ａと、その周囲を多くクラッド２８ｂによって形成したので、直径が長さ方向に均一な光伝送用の光ピン３１，３１及び位置決め案内用のガイドピン３２，３２を製造することが可能になるという効果がある。
【００３５】
さらに、第二の実施形態に係る立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法によれば、立体フォトマスク２と光配線部材１４との間に光硬化性樹脂２９を配設し、光透過部２３ａ，２３ｂ，２４ａのそれぞれに紫外光を照射することによって全長に亘って直径が均一である長さの異なる光ピン３１，３１及びガイドピン３２，３２を備えた光プラグを製造することができるという効果がある。また、光ピン３１，３１の長さは凸状部２８の厚みの設定によって自由に調整できるという効果がある。
【実施例２】
【００３６】
本発明者らは上記した第二の実施形態に係る製造方法に基づいて光ピン３１，３１及びガイドピン３２，３２を備えた光プラグを作成した。具体的には、ガイドピン３３を形成するための光透過部２３ｂ，２３ｂの直径を７００μｍで長さを８００μｍ、光ピン３１を形成するための光透過部２３ａ，２３ａの直径を６０μｍで長さの差ｄ（Ｌ２−Ｌ１）を４００μｍとした。その結果、各光ピン３１，３１の直径は全長にわたって６０μｍ径であり、全長に亘って均一の直径を有する光ピン３１，３１を形成することができた。
【００３７】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【００３８】
以上のように、好ましい各実施形態について説明したが、本発明に係る立体フォトマスク及びその製造方法並びに立体フォトマスクを使用した光プラグの製造方法は、光結合部において光硬化性樹脂を用いた部材のうち、長さを異ならせたい部材を含む光デバイスの全般に採用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１      立体フォトマスク
２      立体フォトマスク
１０      ベース部
１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｃ      光透過部
１０ｃ，１２ｂ      遮光部
１１      凸状部
１１ａ      コア部
１１ｂ      クラッド部
１２      凸状部形成用フォトマスク
１３，１５，２５，２７，２９      光硬化性樹脂
１３ａ      スペーサ
１４      光配線部材
１４ａ      コア
１６      光ピン
１７      ガイドピン
１８      光導波路
２０      ソケット部
２１      ＭＴコネクタ
２１ａ      スルーホール
２１ｂ      ガイドホール
２２      光伝送部材
２３      ベース部
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ      光透過部
２４      コア及びクラッド形成用フォトマスク
２４ａ，２４ｃ      光透過部
２４ｂ      遮光部
２８      凸状部
２８ａ      コア
２８ｂ      クラッド
３０      光プラグ
３１      光ピン
３２      ガイドピン
４０      光ソケット
【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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