JP2000066034A

JP2000066034A - 光配線板

Info

Publication number: JP2000066034A
Application number: JP10235209A
Authority: JP
Inventors: Koichi Arishima; 功一有島; Mamoru Hirayama; 守平山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】限られた空間に大量の光ファイバを配線する
ことができる光配線板を提供する。【解決手段】１本又は２本以上の光ファイバの各々が
一筆書きの手法を用いて基板に搭載される。この場合、
複数の光ファイバからなる複数の光ファイバ群が基板の
一部又は全面で積層される。また、複数の光ファイバ群
相互が接着剤又は粘着剤を介して直接積層される。ま
た、複数の光ファイバ群がそれぞれ基板に搭載され、そ
れらが接着剤又は粘着剤を介して積層される。これらの
場合、粘着剤又は接着剤のスプレー又は塗布、若しく
は、両面接着材、接着剤膜又は粘着剤膜による貼付けを
利用できる。また、基板に搭載される光ファイバ群の該
基板を外側にし光ファイバ群を直接向き合わせて２枚積
層するとよい。また、光ファイバ群を２枚以上積層化
し、積層化した光ファイバ群の終端の少なくとも一つが
同一平面上に並ぶようにするとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光素子又は光回路
相互の光学的接続に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、光素子を搭載した光ボードに
おいて、光ボード上の光素子を相互に接続するには、一
方の素子から出ているピグテールの光ファイバを他方の
素子に接続されている光ファイバと融着して接続してい
た。融着接続の場合、ボードの外で融着接続器に光ファ
イバをセットするためにかなり長い余長が必要となり、
接続後この余長をボード内に収容しなければならない。
また、コネクタ付きのピグテールを用いて、光素子の間
をコネクタ付き光ファイバで繋ぐ方法も用いられる。こ
の場合も光ファイバには余長が必要であり、光ファイバ
の束が出現する。

【０００３】一方、光ボード間の光配線においては、コ
ネクタを介して光ファイバで光ボード相互間の光学的接
続が行われる。この場合も光ファイバは或る余長をもっ
て光配線されるため、光ボード間を繋ぐ光ファイバの束
が光ボードを収納する架の背面にできる。また、これら
従来法では、繋ぎ合わせる光ファイバ相互を確認しなが
ら光ファイバを１本ずつ繋いでいた。

【０００４】これらの問題点を解決するため、日本特許
第２５７４６１１号等において示されているように、光
配線板が提案されている。しかし、これまでの光配線板
では限られた空間に大量の光ファイバを配線することに
関しては特別な提案はなく、光ボード内及び光ボード間
の配線において大量の光配線をする場合には問題が生じ
る可能性があった。

【０００５】将来の光伝送システムでは、１本の光ファ
イバに複数の波長を伝送し、光ボード内で波長毎に分離
して信号処理を行いその後再度合波する方法が一般的に
用いられようとしている。このようなシステムでは、光
配線は光ファイバの本数が多く且つ互いにクロスするよ
うな光配線パターンが必要である。これまで提案された
光ファイバの配線方法では、クロス部分以外は同一平面
で構成されるため、光ファイバの空間密度が小さく、限
られたボード内或いは架内のスペースに数多くの複雑な
パターンの光配線を収納することが非常に困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点に鑑み、限られた空間に大量の光ファイバを配
線することができる光配線板を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】‘本発明の光配線板は、
上記の目的を達成するため、１本又は２本以上の光ファ
イバの各々が一筆書きの手法を用いて基板に搭載されて
なる光配線板において、複数の光ファイバからなる複数
の光ファイバ群が光配線板の一部又は全面において積層
されてなることを特徴とする。

【０００８】このような本発明によれば、光ファイバを
上下方向に重ね、配線密度を上げることにより、限られ
た空間に数多くの光ファイバを実装する。上下方向に重
ねる領域は配線全体にわたっても、配線の一部分でもよ
い。その光配線板の端部で光ファイバと接続する光部品
との関係において適切に選択される。

【０００９】ここで、本発明に用いる基板は、剛直な基
板でも、可撓性のある基板でも、或いは可撓性のある基
板を剛直な基板に貼付けたものでも良い。剛直な基板の
例としては、厚さ５００μｍ以上のプラスチック、２０
０μｍ以上の金属、５０μｍ以上のガラス又はシリコ
ン、及び、５０μｍ以上のプラスチックと金属又はガラ
ス又は炭素繊維との複合物がある。可撓性のある材料と
しては、プラスチック及び金属板があり、プラスチック
としては軟化温度が１００℃以上のものであればよく、
ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリイミドなどがある。また、金属
としては軽量で強度の高いものが使用でき、アルミニウ
ム、ステンレス、チタンなどが最適である。また、熱膨
張係数の小さいガラス類や繊維強化複合材料等も適した
材料である。更に、シリコンは光部品で用いられている
Ｖ溝加工などが精度よくできる利点がある。

【００１０】他の本発明の光配線板は、複数の光ファイ
バ群が相互に接着剤又は粘着剤を介して直接積層されて
なることを特徴とする。

【００１１】本発明者らは、これまで特願平９−２８１
６４４号及び特願平９−２８１６４５号において、感圧
材を塗布したシートに光ファイバを布線する技術を明ら
かにしてきた。本発明では、これらの技術を用いて、ま
ず粘着性シート上に下層の光ファイバを布線し、次に当
該光ファイバ上に粘着材又は接着材層を形成した後、上
層の光ファイバを予め作製したパターンどおりに布線す
る。ここで、下層光ファイバ上に粘着材又は接着材層を
形成する方法としては、直接これらの材料となる粘着剤
又は接着剤を塗布し、或いは、フィルム状の粘着材又は
接着材を貼付ければよい。

【００１２】ここで、粘着剤又は接着剤としては、ゴム
系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴ
ム系接着剤、エマルジョン系接着剤、ウレタン系接着
剤、シリコーン系接着剤等がある。また、積層は２層と
は限らず、必要に応じて何層でも積層することが可能で
ある。本発明では光ファイバを布線した後、粘着材又は
接着材層を形成し、その上に光ファイバを直接布線す
る。この積層化を繰り返して多層構造の光配線板を作製
する。

【００１３】光配線板に接続する光部品の入出力部が多
層になっている場合は、これに応じて光配線板も端部を
積層化する必要がある。また、光配線パターンが複雑で
一つの基板では光配線できない場合、光配線する基板を
増やして積層しそれぞれの基板に分けて光配線すること
も必要になる。そこで、積層化する領域は必要に応じ
て、光配線基板全体でも、端部或いは中央部のみでもよ
く、接続する光部品及びパターンの構成にも依存して選
択すればよい。また、多層化により更に集積度を向上す
ることができる。

【００１４】更に他の本発明の光配線板は、光ファイバ
群がそれぞれ基板に搭載され、複数の該光ファイバ群が
接着剤又は粘着剤を介して積層されてなることを特徴と
する。

【００１５】この発明によれば、下層光ファイバを布線
した後、基板を設置し次の層の光ファイバを布線する。
ここで、上部に設置した基板は予め粘着剤あるいは接着
剤がついているか、あるいは設置後つけてもよい。ま
た、下層光ファイバとその上の基板との間の粘着剤又は
接着剤は必ずしも全面に必要でなく、特に端面の接続部
では、接続する部品の構造によって上下の光ファイバを
分離することが必要な場合は、下層光ファイバと上部の
基板とを接着しない方がよい。また、光ファイバ上部に
保護フィルムをつけて、積層することも可能である。

【００１６】また、ここで光ファイバ上部に重ねて用い
る基板は可撓性があることが好ましく、例えば、ポリエ
チレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、
アルミニウム箔、更にはアルミニウム蒸着ポリエチレン
テレフタレートフィルム等が挙げられる。この積層法で
も必要に応じてこれを繰り返して多層化することが可能
である。この方法と上述の基板を用いない多層化との違
いは、光ファイバを布線し基板を設置した後更に布線す
る点である。これにより、光ファイバパターンの保持性
が向上し、且つ端部における光ファイバ層の分離が容易
となり、光部品との接続が容易となる。

【００１７】更に他の本発明の光配線板は、接着剤又は
粘着剤を介して積層する方法が、粘着剤又は接着剤のス
プレー又は塗布、若しくは、両面接着材、接着剤膜又は
粘着剤膜による貼付けであることを特徴とする。

【００１８】本発明によれば、布線した上下の光ファイ
バ相互、或いは布線した光ファイバと上部基板、又は光
ファイバのカバー層とその上部基板とを、必要に応じて
粘着剤或いは接着剤で貼合わせる。その場合の方法とし
て、粘着剤又は接着剤をスプレー、塗布又は両面粘着シ
ート、粘着材テープ、接着材テープの貼付け等がある。

【００１９】スプレー法では、対象となる領域以外をマ
スクで覆い、必要量だけ粘着剤又は接着剤を加圧ガスで
押し出しスプレーすればよく非常に簡易である。また、
塗布法は非常に平滑な粘着面又は接着面ができる特長が
ある。また、両面粘着シート、粘着材テープ、接着材テ
ープを必要な部分のみ貼付ける方法は非常に簡易であ
る。

【００２０】更に他の本発明の光配線板は、基板に搭載
されてなる光ファイバ群の基板を外側にし光ファイバ群
を直接向き合わせて２枚積層してなることを特徴とす
る。

【００２１】このような本発明によれば、２枚の光配線
板を積層化する方法として、下層光ファイバを布線後更
に光ファイバを布線する代わりに、予め基板に配線した
光ファイバパターンを基板を外側にして、光ファイバを
相互に向き合わせて積層する。この時、光配線パターン
は分離した２枚を重ねるか、又は１枚の光配線パターン
を折り曲げて積層してもよい。勿論、折り曲げに際して
は光ファイバの曲げ損失が起きないように曲げ半径を少
なくとも５ｍｍ以上取る必要がある。このためには、折
り曲げ部に例えば半径５ｍｍ以上のプラスチック製、金
属製、ガラス製又は紙製の円柱、半円柱、円筒又は半円
筒のような構造体を挟むことにより実現できる。

【００２２】更に他の本発明の光配線板は、光ファイバ
群を２枚以上積層し、積層した光ファイバ群の終端の少
なくとも一つが同一平面上に並ぶ構成を具備することを
特徴とする。

【００２３】実際の光配線において、片端に接続する光
部品の入出力部が階層化し、且つ片端が１層構造しかと
れない場合がある。このような場合、階層化した光部品
につなぐ光配線板を複数枚用いて接続すると、光配線板
の厚さが厚くなり、１層を接続した後に他層を接続する
際、接続操作が困難になる。これに対して、本発明では
上述の部分的な積層化の手法を応用して、一方の端部の
みで光ファイバを積層化して布線して階層化し、他方の
端部は１層構造とする。このようにして得られた光配線
板は、上述の片端に積層化した入出力部を持ち、他端が
１層構造の部品に接続する光配線板として最適である。

【００２４】以上のように、本発明の光配線板は、光フ
ァイバを多層で配線することにより、光ファイバの集積
度が向上し、狭い設置面積で多数の光ファイバを配線で
きる特徴を有する。また、入出力端が階層構造を持って
いる光部品に接続する場合、本発明の構造の光配線板を
用いれば、１枚の光配線板で容易に接続できる特徴を有
する。

【００２５】以上の内容を更に図面を用いて説明する。
図１は光ファイバが粘着剤又は接着剤付き基板に配線さ
れた状態の断面図であって、ｌは光フアイバ、２は基
板、５は粘着剤又は接着剤である。図１に示すように、
基板２には粘着剤又は接着剤３が２５μｍから２００μ
ｍまでの厚さで、望ましくは光ファイバの半径の１／２
から同等までの厚さで塗布されている。以下の図におい
ては、基板に塗布された粘着剤又は接着剤は図示してい
ない。

【００２６】図２は４層構造を持つ光配線板10の例であ
って、11は光フアイバ、12は最下層の基板、12' は上部
の基板、13、14は光ファイバ端部である。先ず、光配線
板10においては一部が積層化され、且つ積層部分がずれ
ている。このように、積層化は全面でもその一部でも構
わない。また、光ファイバ端部13では光ファイバが同一
平面上に並んでいるが、他方の端部14では階層化されて
いる。このような構造が容易に作成できることも多層化
の目的であり、入出力部の構造が一層と多層の両方の光
部品に接続する場合に有効である。

【００２７】図３は基板を介せずに積層化した例の断面
図であって、21は光フアイバ、22は基板、25は粘着剤又
は接着剤である。図３(a) は粘着剤又は接着剤をスプレ
ー又は塗布した２層構造の例で、図３(b) は粘着テープ
又は接着テープを用いた２層構造の例である。それぞ
れ、一層目を作製後、粘着剤又は接着剤をスプレーする
か、若しくは粘着テープ又は接着テープを貼付けること
により、一層目の光ファイバに粘着剤又は接着剤をつけ
る。この粘着剤又は接着剤の上に光ファイバを積層す
る。図３(a) と図３(b) とを比較すると、粘着剤又は接
着剤を特にスプレーした系では光ファイバが密に充填で
きる。

【００２８】図４は基板を介して積層化した例の断面図
であって、31は光フアイバ、32は下層の基板、32' は上
層の基板、35は粘着剤又は接着剤である。また、図４
(a) は粘着剤を用いず積層化した部位の断面図であっ
て、上部光ファイバと下部光ファイバとを分離でき、光
部品との接続が容易となる。一方、図４(b) は粘着剤又
は接着剤を用いて下部光ファイバと上部基板を接着した
構造を持つ。図２と図３とを比較すると、基板を用いな
い図２の構造は積層化しても可撓性が損なわれない特徴
を持つ。

【００２９】図５は基板を外側にして積層化した光配線
板の断面図であって、41、41' は光フアイバ、42、42'
は基板、45は粘着剤又は接着剤である。また、図５(a)
は粘着剤又は接着剤を介して二つの光ファイバ群を接着
した例で、この光配線板では基板が外側にあり、機械的
な強度が向上する。一方、図５(b) は一方の光ファイバ
がない位置に他方の光ファイバが入る構造を示してお
り、入出力部が同一の高さである光部品との接続に有効
な端面構造である。

【００３０】図６は光ファイバを３層以上に積層化した
光配線板の断面図であって、51は光フアイバ、52、52'
は基板、55、55' は粘着剤又は接着剤である。また、図
６(a) は基板を用いずに３層に積層した例であって、２
層目と同様に２層目の光ファイバ上に粘着剤又は接着剤
の層を形成して３層目を作製しており、同様の操作を繰
り返すことにより、更に多層化を行うことが可能であ
る。図６(b) は基板を中間に挟んで３層に積層した例で
あって、２層目と同様に２層目の光ファイバに粘着剤又
は接着剤をつけてその上に粘着剤付きの基板を設置し、
この基板上に光ファイバを布線する。この操作を繰り返
すことにより更に多層化を行うことが可能である。図６
(c) は基板を外側に向けて積層した２層光配線板２枚を
積層した例であって、互いを粘着剤又は接着剤で貼付け
て積層化する。

【００３１】

【発明の実施の形態】次に本発明の光配線板の実施例を
説明する。

【００３２】〔実施例１〕この実施例は、図２に示した
光配線板を作製する例であり、その作製法、構造及び作
用について説明する。先ず、特願平９−２８１６４５号
で開示したような布線装置に一番下層の基板12を設置
し、光フアイバ11を１本ずつ布線する。ここでは、厚さ
５０μｍの基板はポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルム及びポリイミドフィルムにゴム系粘着剤を
厚さ２５μｍに塗布したものを用いた。

【００３３】次に、端部13側の一部を残して最下層の光
ファイバ11にゴム系粘着剤をスプレーで均一に吹き付け
た。溶剤を蒸発させ所定の粘着性が出たことを確認した
後、上部基板12' を貼付けた。使用した上部基板12' は
下部基板12と同じ仕様である。なお、可撓性を高めるた
め基板フィルムの厚さを下部より薄くすることも可能で
ある。

【００３４】こうして貼付けた粘着層付フィルムに再度
布線装置で光ファイバ11を１本ずつ布線した。布線した
光ファイバは端部14では階層化しているが、端部13では
上部の基板がなく一番下層の基板に布線するため、端面
は一層構造となっている。光ファイバ11はそれぞれ一筆
書きの要領で基板上に布線され、その端部にはコネクタ
を装着することができる。同様の操作を更に２回線り返
し、４層構造の光配線板を作製した。必要に応じて最上
部にフィルムを貼付けることも可能である。

【００３５】この光配線板は、端部14では４本が４層に
なっており、他方の端部13では１６本が一層の構造をと
る。この光配線板の端部14の光ファイバを４×４マトリ
ックス型の光入力装置と融着接続し、他方の端部13の光
ファイバを光ボード上の同一平面におかれた光部品と融
着接続し、良好な接続性を確認した。なお、光部品との
接続は融着接続以外にコネクタを用いることも可能であ
る。このように、光ファイバを階層化して布線すること
により、高密度化を達成し得ると共に光部品との接続も
容易になる。

【００３６】〔実施例２〕この実施例では、上部基板を
使用せずに実施例１と同様の構造を有する光配線板を作
製した。先ず、最下層の粘着層付基板12に布線装置を用
いて、光フアイバ11を一筆書きの要領で布線した。次
に、布線した光ファイバ11上に、基板12' の代わりに粘
着シートを貼付けた。ここで、粘着シートは厚さ５０μ
ｍのシリコーン系である。貼付けた粘着シート上に更に
光ファイバを布線し積層化した。

【００３７】この操作を更に２回繰り返すことにより、
粘着フィルムを挟み込んだ４層構造の光配線板を作製し
た。こうして得られた光配線板は実施例１の光配線板に
比べて厚さが薄く且つ可撓性に優れている。なお、光伝
送揖失は実施例１と全く同じで、ほぼ測定限界以下であ
った。

【００３８】〔実施例３〕この実施例では、図７に示す
ように、光ファイバを内側に向かい合わせた光配線板を
作製した。先ず、実施例１に用いたと同様の粘着層付基
板62を拡げた状態で光フアイバ61を布線装置を用いて布
線した。同様にもう一枚の基板62' にも光ファイバを布
線し、両方の基板を光ファイバが相互に直接接するよう
に張り合わせて積層化し光配線板を作製した。

【００３９】光ファイバを相互に張り合わせるため、光
ファイバにゴム系接着剤を塗布し、位置を合わせながら
接着させた。ゴム製接着剤の代わりに両面粘着テープ等
を用いることもできる。また、位置を合わせるため、基
板上に十字状のマークを付けることも可能である。

【００４０】〔実施例４〕この実施例では、図８に示す
ように、１枚の光配線板を折り曲げることによって、向
かい合わせの光配線板を作製した。先ず、１枚の拡げた
粘着剤付可撓性基板72に光フアイバ71を布線装置を用い
て布線した。この時、折り曲げた時の最終パターンを考
慮して布線する必要がある。可撓性基板は厚さ３０μｍ
のポリイミド（粘着層の厚さ５０μｍ）を用いた。ここ
で、可撓性基板は半径５ｍｍ以上で好ましくは２０ｍｍ
以上で折り曲げられるものならよい。

【００４１】布線後、基板に付けられたマーカを目印
に、折り曲げ部に半径２０ｍｍの粘着剤付のプラスチッ
ク製円筒77を取り付けて折り曲げた。端部73及び74では
高さ調整と補強のため、光ファイバと同等の厚さを持っ
たプラスチック板76を挟みこんだ。作製した光配線板の
光伝達損失は装置の測定限界以下であった。なお、この
実施例では端部が同一面になるように折り曲げたが、こ
れは任意の角度に曲げることができるので応用範囲が広
い。

【００４２】〔実施例５〕この実施例では、図９に示す
ように、１２８×１２８クロス光配線板を作成した。先
ず、粘着剤付基板82に光ファイバ81を６４本、端部83か
ら布線する。１層目の布線が終了した後、端部83からク
ロス部88にかけて、シリコーン製両面粘着シート（厚さ
５０μｍ）を貼付け、その上に残りの６４本の光ファイ
バを端部83から布線する。これにより、端部83及びクロ
ス部88では２層構造となり、もう一方の端部84では１層
構造となる。２層構造にすることにより、光配線板の面
積を大幅に減少でき、光ボード内における狭い空間への
実装が容易となった。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により光素子
相互を接続する簡易で高密度な光配線板を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバが粘着剤又は接着剤付き基板に布線
された状態の断面図である。

【図２】積層化した光配線板の例の斜視図である。

【図３】基板を介さないで２層に積層した光配線板の断
面図である。

【図４】基板を用いて２層に積層した光配線板の断面図
である。

【図５】基板を外側に配置し光ファイバが相互に接した
光配線板の断面図である。

【図６】多層構造の光配線板の断面図である。

【図７】２枚の基板を貼合わせて積層した光配線板の例
の斜視図である。

【図８】１枚の基板を折り曲げて貼合わせた光配線板例
の斜視図である。

【図９】１２８×１２８クロス機能を有する光配線板の
例の斜視図である。

【符号の説明】

ｌ、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１
光ファイバ２、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２
光配線基板１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３、８３光
配線板端部１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４光
配線板端部５、２５、３５、４５、５５粘着剤又は接着剤７６スペーサー７７プラスチック円筒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１本又は２本以上の光ファイバの各々が
一筆書きの手法を用いて基板に搭載されてなる光配線板
において、複数の光ファイバからなる複数の光ファイバ
群が光配線板の一部又は全面において積層されてなるこ
とを特徴とする光配線板。
【請求項２】請求項１に記載の光配線板において、複
数の光ファイバ群が相互に接着剤又は粘着剤を介して直
接積層されてなることを特徴とする光配線板。
【請求項３】請求項１に記載の光配線板において、光
ファイバ群がそれぞれ基板に搭載され、複数の該光ファ
イバ群が接着剤又は粘着剤を介して積層されてなること
を特徴とする光配線板。
【請求項４】請求項２又は３に記載の光配線板におい
て、接着剤又は粘着剤を介して積層する方法が、粘着剤
又は接着剤のスプレー又は塗布、若しくは、両面接着
材、接着剤膜又は粘着剤膜による貼付けであることを特
徴とする光配線板。
【請求項５】請求項３に記載の光配線板において、基
板に搭載されてなる光ファイバ群の基板を外側にし光フ
ァイバ群を直接向き合わせて２枚積層してなることを特
徴とする光配線板。
【請求項６】請求項２、３又は５に記載の光配線板に
おいて、光ファイバ群を２枚以上積層し、積層した光フ
ァイバ群の終端の少なくとも一つが同一平面上に並ぶ構
成を具備することを特徴とする光配線板。