(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤層を有するフィルム状基材と、該フィルム状基材の接着剤層側に敷設された光ファイバーと、該光ファイバーを保護するカバーフィルムを有する光回路基板であって、該フィルム状基材が該光ファイバーの端部付近の表面で不要となる部分に接着剤領域でない部分を有し、該光ファイバーの端部が、該接着剤領域でない部分に配置されており、該光ファイバーの端部付近のフィルム状基材に、スリットを有することを特徴とする光回路基板。
【請求項２】
前記フィルム基材が該光ファイバーの端部付近の表面で不要となる部分に粘着性の無いフィルムで形成した接着剤領域でない部分を有することを特徴とする請求項１記載の光回路基板。
【請求項３】
フィルム状基材に接着剤層を設け、該フィルム状基材の接着剤層側の接着剤表面に光ファイバーを敷設し、その上にカバーフィルムを設ける光回路基板の製造方法において、接着剤表面に光ファイバーを敷設するに先立ち、該光ファイバーの端部付近の表面で不要となる部分に接着剤領域でない部分を設け、光ファイバーの端部を、接着剤領域でない部分に配置するとともに、光ファイバーの端部を露出させる部分の近傍の部分にフィルム状基材にスリットを設けることを特徴とする光回路基板の製造方法。
【請求項４】
該光ファイバーの端部付近の表面で不要となる部分に粘着性の無いフィルムを設けることにより接着剤領域でない部分を設けることを特徴とする請求項３記載の光回路基板の製造方法。
【請求項５】
接着剤層に、室温で粘着性である接着剤層を用いることを特徴とする請求項３又は４に記載の光回路基板の製造方法。
【請求項６】
敷設に、数値制御された布線機を用いることを特徴とする請求項３〜５のうちいずれかに記載の光回路基板の製造方法。
【請求項７】
光ファイバーを敷設する際に、光ファイバーに荷重と超音波による振動をかけることを特徴とする請求項３〜６のうちいずれかに記載の光回路基板の製造方法。
【請求項８】
光ファイバーの敷設を、円弧状に行うことを特徴とする請求項３〜７のうちいずれかに記載の光回路基板の製造方法。
【請求項９】
光ファイバーの敷設において、交差部の近傍で荷重と超音波振動を止めることを特徴とする請求項３〜８のうちいずれかに記載の光回路基板の製造方法。
【請求項１０】
カバーフィルムに、網目状又は多孔性のフィルムを張合わせることを特徴とする請求項３〜９のうちいずれかに記載の光回路基板の製造方法。
【請求項１１】
カバーフィルムを設ける際に、真空ラミネート装置を用いることを特徴とする請求項３〜１０のうちいずれかに記載の光回路基板の製造方法。
【請求項１２】
カバーフィルムを設けた後に光回路基板を所望の形状に加工する際にレーザー穴あけ機を用いることを特徴とする請求項３〜１１のうちいずれかに記載の光回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に光ファイバーを回路状に敷設固定した光回路基板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、周波数が非常に高い光を搬送波として用いる通信に使用され、遠距離へ信号を伝送する際に損失が少なく高品位の伝送ができる通信媒体として発達してきている。
このように遠距離の通信に用いるために開発された光ファイバを、近年、情報量の少ない電線に代えて短距離の通信や装置の中での伝送に用いることが提案され、開発されてきている。
【０００３】
例えば、特開昭６１−１８６９０８号公報には、光−電子間の相互変換によって行う通信システムや計測システムにおいて、光能動素子、光受動素子、及び光能動素子の駆動回路を設けた基板を３層以上設け、その基板間に光回路を配設したものが開示されている。ここで、光ファイバについては、ＵＶ樹脂基板に、２本の光ファイバを２ｍｍ間隔で長さ６０ｍｍの光分岐・結合器を設けたと記載されている。
【０００４】
また、特開平１−１８０５０５号公報には、光ファイバを基板上に接着層を介して敷設するという光回路形成方法が開示されている。ここで、光ファイバは、ＡＢＳ樹脂基板にアクリル系の粘着層を形成したものに、敷設するためのツールを用いて敷設したと記載されている。
【０００５】
さらにまた、特開平１−１８３６０５号公報に開示されているように、基板端面に、光ファイバからの光を傾斜して受ける集光レンズを有する光回路基板が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開昭６１−１８６９０８号公報に開示されてように、光−電子間の相互変換によって行う通信システムや計測システムにおいて、光能動素子、光受動素子、及び光能動素子の駆動回路を設けた基板を３層以上設け、その基板間に光回路を配設すると、基板の厚さが厚くなり、また、光回路に故障があると、電子回路を含む全ての基板部分を取り替えなければならず、経済的でないという課題があった。
【０００７】
また、このような方法では、光インターコネクションに必要とされる位置合わせ精度と光素子などが電気的に実装されている精度とに大きなギャップがあるため、光インターコネクション部分にかなりの精度ギャップを吸収するための余裕が必要であり、基板の大きさが大きくなり実用的でないという課題もあった。
【０００８】
そういう意味では、特開平１−１８０５０５号公報に開示されたように、光回路のみを独立させたもののほうが経済的である。
【０００９】
しかし、特開平１−１８０５０５号のように、接着層の上にツールで敷設すると、光ファイバの全ての部分が接着剤に固定されるが、敷設するときに光ファイバーにストレスが残り、徐々にそのストレスを解放するように、部分的に光ファイバーが接着剤から剥がれてゆき、ついには脱落するおそれがある。また、光回路から信号を取り出すためには、その部分を剥がす必要があり、その際に光ファイバーが破損し易いという課題があった。
【００１０】
さらに、特開平１−１８３６０５号公報に記載されているように、基板端面に、光ファイバからの光を傾斜して受ける集光レンズを設けると、傾斜角度を小さくすると光ファイバーの固定位置を低くしなければならず、大きくすると基板の高さが高くなるという課題があった。
【００１１】
本発明は、スペースを取らずに精度よく光回路を接続することのできる光回路基板と、そのような光回路基板を効率よく製造する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光回路基板は、接着剤層を有するフィルム状基材と、その接着剤層表面に敷設された光ファイバーと、光ファイバーを保護するカバーフィルムを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光回路基板の製造方法は、フィルム状基材に接着剤層を設け、その接着剤層表面に光ファイバーを敷設し、その上にカバーフィルムを設けることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
フィルム状基材としては、寸法安定性が比較的良好で可とう性のあるものが望ましい。このような物としては、フレキシブル配線版に用いられているデュポン社製のカプトンフィルムに代表されるような耐熱性、難燃性のあるポリイミドフィルムや帝人社製のテトロンフィルムに代表されるようなポリエチレンテレフタレートフィルムが使用できる。また、プリント基板に用いられるガラスクロスで強化されたガラスエポキシプリプレグをプレス成形したもので厚さ０．１ｍｍ前後のものも使用できる。
【００１５】
そのフィルム状基材に形成する接着剤層としては、室温で粘着性である接着剤層を用いることが好ましく、たとえば、ポリイソブチレン（市販品ではビスタネックスＭＭＬ−１２０（トーネックス社製、商品名））や、アクリロニトリルブタジエンゴム（市販品ではニポールＮ１４３２（日本ゼオン株式会社製、商品名））、クロルスルホン化ポリエチレン（市販品ではハイパロン２０（デュポン社製、商品名））などを用いることができる。これらの接着剤は、溶剤に溶解して前記フィルム状基材に直接塗布乾燥して接着剤層を形成することができ、さらに、必要に応じてこれら材料に架橋剤を配合することもできる。
【００１６】
また、両面粘着テープ（市販品ではＮｏ．５００（日東電工株式会社製、商品名）やＡ−１０、Ａ−２０、Ａ−３０（いすれもスリーエム社製、商品名））が使用でき、この両面粘着テープは前記フィルム状基材に直接ラミネートして使用できる。
【００１７】
光ファイバーとしては、通信用光ファイバー用途のものがとして使用でき、ガラス製の光ファイバー（市販品として５０／１２５  ＣＰＣ６（コーニング社製、商品名）、マルチモードのＧＩ−５０／１２５、ＱＳＩ−８５／１２５、ＳＩ−８５／１５０（いずれも日立電線株式会社製、商品名）、シングルモードのＳＭ−１０／１２５（日立電線株式会社製、商品名））と、プラスチック製の光ファイバー（市販品ではレイテラＰＦＵ（東レ株式会社製、商品名）、エスカシリーズ（三菱レーヨン株式会社製、商品名）、ルミナス（旭化成株式会社製、商品名））が使用できる。
【００１８】
光ファイバーを保護するカバーフィルムとしては、前記フィルム状基材で示したポリエチレンテレフタレートフィルムや、ポリイミドフィルムが使用できる。
また、網目状又は多孔性のフィルムを張合わせれば、接着剤層とカバーフィルムの界面に閉じ込められて発生する気泡が無くなり、高温下で使用される場合に、この気泡の膨張が原因で発生する剥離や回路板の変形等が無く、好ましい。
この網目状フィルム又は織物には、市販品として、ポリエステルメッシュＴＢ−７０（東京スクリーン株式会社製、商品名）、多孔性のフィルムとして、ジュラガード（セラニーズ社製、商品名）やセルガード２４００（ダイセル化学工業株式会社製、商品名）等が使用できる。
【００１９】
また、光ファイバーの端部を、接着剤領域でない部分に配置することができ、このようにすれば、端部を他の光素子や光コネクター等の部品と接続する処理を容易に行うことができ好ましい。
【００２０】
また、光ファイバーの端部付近のフィルム状基材に、光回路板の端部又は内部に光ファイバーを複数本まとめてフラットケーブルの様な形状に加工すると、接着剤層に光ファイバーを敷設し、カバーフィルムを貼り合わせて密着させるため、フラットケーブル状の端部から光ファイバーを取り出すことが煩雑となる。このため、不要となって最後に除去するフィルム状基材部分とそうでない部分の境界線となるところにあらかじめスリットを設ければ、フラットケーブル状の端部から光ファイバーを取り出す処理を容易にでき好ましい。
【００２１】
さらに、上記フラットケーブル状の端部から不要となって最後に除去するフィルム状基材部分のの表面に、粘着性の無いフィルムを設ければ、端部から光ファイバーを取り出す処理をさらに容易に行うことができ好ましい。
【００２２】
光ファイバーの敷設には、数値制御された布線機を用いることが好ましく、光ファイバーを敷設する際に、光ファイバーに荷重と超音波による振動をかければ、より接着力を高めることができ好ましい。このような装置には、特公昭５０−９３４６号公報に開示されているマルチワイヤ配線板を製造するための装置を援用することができる。
【００２３】
また、光ファイバーを敷設する際には、光ファイバーを急激に、また、鋭角に曲げると折れやすいこと、さらに、光ファイバー内部を通過する光が外部に漏れたり、光ファイバーに応力がかかった状態では光が減衰したりする等の問題がある。これらを防ぐためには、光ファイバーの敷設を円弧状に行うことによって、光ファイバーの折れや応力を局所的に残すことなく敷設でき、その後の基板のねじれやよじれが少なく好ましい。
【００２４】
また、光ファイバーの敷設においては、交差する部分を設けることもできる。その際は、その交差部の近傍で、荷重及び／又は超音波振動を止めることで、光ファイバーへの応力を低減することができ、光ファイバーの破損を防ぐことができ、好ましい。
【００２５】
カバーフィルムを設けるには各種方法が考えられる。この時にカバーフィルムが網目状又は多孔質フィルムの場合は僅かの圧力をかけることで界面に抱き込まれる空気等も無くカバーフィルムを密着でき問題無い。しかし、均一なフィルムの場合は、上記の残存気泡は避けられない。この場合は、高圧でプレスする方法も考えられるが、光ファイバーに大きな力が加わり光の減衰が大きくなること、光ファイバーの交差部で局所的に大きな力がかかり破損してしまうこと等の問題がある。この様な場合は、真空ラミネート装置を用いて、カバーフィルムが接着剤面に密着する前に真空状態にし、その後低圧で圧着することで、界面に抱き込まれる空気も無く光ファイバーに大きな応力が残存せず破損も無く好ましい。
【００２６】
カバーフィルムを設けた後に、所望の形状に光回路板を加工する方法としては、カッターによる切断や、所望の形に予め作製した金属製の刃型を押し当てて切断加工することができる。なお、カッターでは自動化に難があること、刃型は治工具の作製に手間がかかるため、ＮＣ駆動のレーザー加工機のほうがデータの準備のみで作業できるため好ましい。また、レーザー加工機においても、切断専用の出力の大きな加工機よりも、最近プリント基板で用いられているレーザー穴あけ機の様に、単位時間当りのエネルギー出力が大きく同一の場所を複数のショット数で穴あけし、穴径の半分程度づつ移動させてゆく方式は、レーザーの焼け焦げが非常に少なく好ましい。
【００２７】
【実施例】
フィルム状基材に、厚さ７５μｍのポリイミドフィルムであるカプトン３００Ｈ（デュポン社製、商品名）を用い、その表面に、厚さ２５０μｍの接着剤層として、室温で粘着性であるＶＢＨ  Ａ−１０フィルム（スリーエム社製、商品名）をロールラミネートした。
この基材の所望の位置にカッターでスリットを入れた。
また、光ファイバーの端部付近の表面で不要となる部分に、粘着性の無いフィルムとして片面離形紙を離形面が接着剤面の密着するように設けた。これに超音波振動と荷重の出力制御が可能でＮＣ制御でＸ−Ｙテーブルを可動できるマルチワイヤ用布線機を用い、直径２５０μｍのマルチモードの光ファイバーであるＧＩ−５０／１２５（日立電線株式会社製、商品名）を施設した。
敷設するときに、光ファイバーには、荷重１００ｇと周波数２５ｋＨｚの超音波による振動をかけた。
光ファイバーの敷設は、円弧状に行い、交差する部分も設けた。
その交差部の近傍では、荷重と超音波振動を止めることとした。
光ファイバーを保護するカバーフィルムには、フィルム基材と同じカプトン３００Ｈ（デュポン社製、商品名）を用い、真空ラミネートを用いて光ファイバーを施設した基板上にラミネートした。
その後の外形加工では、プリント基板用の小径穴あけ用途のレーザー穴あけ機を用い、パルス幅５ｍｓ、ショット数４ショットで直径０．２ｍｍの穴を０．１ｍｍ間隔で移動させて所望の形に加工切断した。
この時、２６０μｍピッチで８本まとめてフラットケーブル状になる部分で予めスリットを入れておいた部分と重なるように加工した。
その後、光ファイバーの端部付近のフィルム状基材に粘着性の無いフィルムを張付けてある部分は容易に除去でき、フラットケーブル状の部分から８本の光ファイバーを５０ｍｍの長さに露出した形状で光回路板を作製できた。
このようにして作製した光回路基板は、敷設部分全般、特に交差配線部分で光ファイバーの破損はなく、外形加工した部分の焼け焦げや、基板内部に空気が残存した気泡もなかった。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明によって、スペースを取らずに精度よく光回路を接続することのできる光回路基板と、そのような光回路基板を効率よく製造する方法を提供することができる。