JP2003084164A - 光ファイバアレイおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易な光ファイバアレイおよびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも片面に並列して延びるＶ溝群
１２がエッチングにより形成された少なくとも１枚のＳ
ｉ基板１０と、各Ｖ溝１２’に配置された光ファイバ２
０とを有する。Ｓｉ基板１０は、Ｖ溝群１２の両側に、
光ファイバ２０のＶ溝群１２からの脱離を阻止するガイ
ド用構造体１６を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバアレイ
およびその製造方法に関し、特に、波長多重光通信（Ｗ
ＤＭ光通信）分野において多芯光ファイバを多本数の導
波路（ＡＷＧ、光スイッチなど）に接続する際に好適に
用いられる光ファイバアレイおよびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信分野における光ファイバの多線
化、光導波路デバイスなどの導波路本数の多芯化に伴
い、多芯光ファイバの接続や、多芯光ファイバと多本数
の光導波路との接続が必要となっている。

【０００３】多芯光ファイバを一括して接続する方法と
して、光ファイバアレイを用いる方法がある。光ファイ
バアレイにおいては、基板の表面に一定間隔で設けられ
た断面形状がＶ字状の溝（以下、「Ｖ溝」と称する）に
光ファイバが配置されることにより光ファイバの位置決
めがなされ、光ファイバの中心間隔が揃えられるので、
多芯光ファイバを一括して接続することができる。

【０００４】Ｖ溝が形成される基板としては、例えば、
ガラス基板やＳｉ基板が用いられるが、Ｓｉ基板を用い
ると、異方性エッチング特性を利用して精度よくＶ溝を
形成することができ、多数のアレイ基板を一括して製造
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１回の
エッチングによってＶ溝群が形成されたＳｉ基板を用い
ると、製造工程において光ファイバがＶ溝から脱離しや
すく、光ファイバアレイの製造が困難になる。

【０００６】図４に、１回のエッチングによってＶ溝群
３１２が形成されたＳｉ基板３１０の断面構造を模式的
に示す。なお、図４においては、各Ｖ溝３１２’に配置
された光ファイバ３２０も併せて示している。

【０００７】図４に示すように、１回のエッチングによ
りＶ溝群３１２が形成されたＳｉ基板３１０において
は、Ｖ溝群３１２の両側の基板面３１０ａの高さは、Ｖ
溝群３１２の稜線３１２ａの高さとほぼ同じであるた
め、両端の光ファイバ３２０がＶ溝３１２’から脱離し
やすい。

【０００８】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、製造が容易な光ファイバアレイ
およびその製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による光ファイバ
アレイは、少なくとも片面に並列して延びるＶ溝群がエ
ッチングにより形成された少なくとも１枚のＳｉ基板
と、各Ｖ溝に配置された光ファイバとを有し、前記少な
くとも１枚のＳｉ基板は、前記Ｖ溝群の両側に、前記光
ファイバの前記Ｖ溝群からの脱離を阻止するガイド用構
造体を有しており、そのことによって上記目的が達成さ
れる。

【００１０】前記ガイド用構造体は、前記Ｖ溝群の両側
のそれぞれに貼付されたガイド用構造部材により形成さ
れていることが好ましい。

【００１１】あるいは、前記ガイド用構造体は、前記Ｖ
溝群の両側のそれぞれに設けられためっき層により形成
されていることが好ましい。

【００１２】あるいは、前記ガイド用構造体は、前記Ｖ
溝群の両側のそれぞれに設けられた液状の被覆剤の固化
層により形成されていることが好ましい。

【００１３】前記Ｖ溝群は、前記少なくとも１枚のＳｉ
基板の両面に形成されていてもよい。

【００１４】前記少なくとも１枚のＳｉ基板は、積層さ
れた複数枚のＳｉ基板である構成としてもよい。

【００１５】本発明による光ファイバアレイの製造方法
は、少なくとも片面に並列して延びるＶ溝群がエッチン
グにより形成された少なくとも１枚のＳｉ基板と、各Ｖ
溝に配置された光ファイバとを有する光ファイバアレイ
の製造方法であって、少なくとも１枚のＳｉ基板を用意
する工程と、前記少なくとも１枚のＳｉ基板の少なくと
も片面に、エッチングによりＶ溝群を形成する工程と、
前記Ｖ溝群が形成された前記少なくとも１枚のＳｉ基板
の各Ｖ溝に光ファイバを配置する工程とを包含し、前記
光ファイバを配置する工程の前に、前記少なくとも１枚
のＳｉ基板の前記Ｖ溝群の両側に、前記光ファイバの前
記Ｖ溝群からの脱離を阻止するガイド用構造体を形成
し、そのことによって上記目的が達成される。

【００１６】前記Ｖ溝群の両側のそれぞれにガイド用構
造部材を貼付することによって前記ガイド用構造体を形
成することが好ましい。

【００１７】あるいは、前記Ｖ溝群の両側のそれぞれに
めっきを施すことによって前記ガイド用構造体を形成す
ることが好ましい。

【００１８】あるいは、前記Ｖ溝群の両側のそれぞれに
液状の被覆剤を塗布し、前記塗布された液状の被覆剤を
固化させることによって前記ガイド用構造体を形成する
ことが好ましい。

【００１９】以下、本発明の作用を説明する。

【００２０】本発明による光ファイバアレイにおいて
は、Ｓｉ基板のＶ溝群の両側に、光ファイバのＶ溝群か
らの脱離を阻止するガイド用構造体が形成されているの
で、光ファイバがＶ溝群から脱離することが防止され、
光ファイバアレイの製造工程において光ファイバの配置
を容易に行うことができる。

【００２１】ガイド用構造体が、Ｖ溝群の両側のそれぞ
れに貼付されたガイド用構造部材により形成されている
構成を採用すると、光ファイバアレイの製造工程が簡略
化される。

【００２２】あるいは、ガイド用構造体が、Ｖ溝群の両
側のそれぞれに設けられためっき層により形成されてい
る構成を採用すると、光ファイバアレイの製造工程が簡
略化される。

【００２３】あるいは、ガイド用構造体が、Ｖ溝群の両
側のそれぞれに設けられた液状の被覆剤の固化層により
形成されている構成を採用すると、光ファイバアレイの
製造工程が簡略化される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施
形態に限定されるものではない。 （実施形態）まず、図１を参照しながら、本発明による
実施形態の光ファイバアレイ１００の構造を説明する。
図１は、本発明による実施形態の光ファイバアレイ１０
０を模式的に示す断面図である。

【００２５】光ファイバアレイ１００は、Ｓｉ基板１０
と、Ｓｉ基板１０に対向する押さえ基板３０と、Ｓｉ基
板１０と押さえ基板３０との間に設けられた光ファイバ
２０とを有している。

【００２６】Ｓｉ基板１０の一方の基板面１０ａには、
並列して延びるＶ溝群１２がエッチングにより形成され
ている。Ｖ溝群１２の各Ｖ溝１２’は、基板面１０ａの
法線方向に沿った断面がＶ字状の溝であり、各Ｖ溝１
２’に光ファイバ２０が配置されている。なお、図１に
おいては、光ファイバアレイが有するＶ溝群１２および
光ファイバ２０のうち、一部のＶ溝１２’および一部の
光ファイバ２０を省略して示している。

【００２７】Ｓｉ基板１０に形成されたＶ溝群１２の両
側には、光ファイバ２０のＶ溝群１２からの脱離を阻止
する（規制する）ガイド用構造体１６が形成されてい
る。ガイド用構造体１６は、物理的・立体的な障害とし
て機能することによって、光ファイバ２０がＶ溝１２’
外に移動する（転がる）ことを阻止する。ガイド用構造
体１６の高さは、光ファイバ２０の脱離を阻止できるよ
うに、光ファイバ２０の直径や、Ｖ溝の大きさおよび形
状（深さや狭角など）などに応じて設定されている。光
ファイバ２０の脱離をより効果的に阻止するためには、
ガイド用構造体１６の高さがより高いことが好ましく、
ガイド用構造体１６の高さを光ファイバ２０の重心の高
さよりも高くすることがさらに好ましい。

【００２８】押さえ基板３０は、Ｓｉ基板１０に対向す
るように設けられており、光ファイバ２０は、Ｖ溝１
２’の２つの斜面と、押さえ基板３０の表面とによって
固定されている。

【００２９】上述した構成を有する本発明による実施形
態の光ファイバアレイ１００においては、Ｓｉ基板１０
のＶ溝群１２の両側に、光ファイバ２０のＶ溝群１２か
らの脱離を阻止するガイド用構造体１６が形成されてい
るので、製造工程において光ファイバ２０がＶ溝群１２
から脱離することが防止され、光ファイバ２０のＶ溝群
１２への配置を容易に行うことができる。そのため、本
発明を用いると、容易に製造される光ファイバアレイが
得られる。

【００３０】次に、本実施形態の光ファイバアレイ１０
０の製造方法を説明する。

【００３１】まず、Ｓｉ基板１０を用意する。次に、こ
のＳｉ基板１０の片面に、異方性エッチングによりＶ溝
群１２を形成する。Ｓｉ基板１０にＶ溝群１２を形成す
る工程は、公知の方法により実行される。各Ｖ溝１２’
の大きさおよび形状（深さや狭角など）は、光ファイバ
アレイの用途などに応じて適宜決定される。

【００３２】続いて、Ｓｉ基板１０のＶ溝群１２の両側
に、ガイド用構造体１６を形成する。ガイド用構造体１
６の高さは、光ファイバ２０の直径や、Ｖ溝１２’の大
きさおよび形状（深さや狭角など）などに応じて適宜決
定される。ガイド用構造体１６の形成方法については後
述する。

【００３３】次に、Ｓｉ基板１０の各Ｖ溝１２’に光フ
ァイバ２０を配置する。その後、別途に用意した押さえ
基板３０をＳｉ基板１０に対向するように配置し、光フ
ァイバ２０を固定する。このようにして、本発明による
実施形態の光ファイバアレイ１００が製造される。

【００３４】なお、Ｓｉ基板１０を用意する工程におい
て用意されるＳｉ基板１０のサイズと、最終製品である
光ファイバアレイ１００が有するＳｉ基板１０のサイズ
とは、異なり得る。量産性の観点から、典型的には、Ｓ
ｉ基板１０を用意する工程において、光ファイバアレイ
１００のＳｉ基板１０よりも大きなサイズのＳｉウェハ
ーをＳｉ基板１０として用意し、このＳｉウェハーにエ
ッチングによりＶ溝群１２を形成し、その後、ガイド用
構造体１６を形成する前か、あるいは形成した後に、所
望のサイズの複数のＳｉ基板１０を切り出す。このよう
にすると、１回のエッチング工程により複数のＳｉ基板
１０にＶ溝群１２を形成することができる。

【００３５】ここで、光ファイバ２０の脱離を阻止する
ガイド用構造体１６の形成方法を説明する。

【００３６】ガイド用構造体１６は、例えば、Ｖ溝群１
２の両側のそれぞれにガイド用構造部材を貼付すること
によって形成される。ガイド用構造部材としては、貼付
することによって光ファイバ２０の脱離を阻止すること
ができるような任意の部材を用いることができる。ガイ
ド用構造部材の形状は、典型的には、板状または棒状で
ある。

【００３７】あるいは、ガイド用構造体１６は、Ｖ溝群
１２の両側のそれぞれにめっきを施すことによって形成
される。めっきの際に用いる金属材料（めっき層の材
料）としては、任意の金属材料を用いることができる。

【００３８】あるいは、ガイド用構造体１６は、Ｖ溝群
の両側のそれぞれに液状の被覆剤を塗布し、この液状の
被覆剤を固化させることによって形成される。例えば、
フォトレジスト材料をＳｉ基板１０上に塗布し、露光・
現像を行うことによってＶ溝群１２の両側に選択的にレ
ジスト膜を形成し、このレジスト膜を熱処理によって固
化させることにより形成される。

【００３９】勿論、ガイド用構造体１６の形成方法とし
ては、上述したものに限定されず、Ｓｉ基板１０にエッ
チングを施すことによってガイド用構造体１６を形成し
てもよい。図２（ａ）および（ｂ）に、エッチングによ
りガイド用構造体１６を形成する工程を模式的に示す。

【００４０】まず、図２（ａ）に示すように、Ｓｉ基板
１０にエッチングを施すことによって、後にＶ溝群１２
が形成される領域に凹部１３を形成する。このとき、凹
部１３の両側のエッチングにより除去されなかった部分
１６’が、後にガイド用構造体１６として機能する。続
いて、図２（ｂ）に示すように、エッチングを施すこと
によって上述の凹部１６内にＶ溝群１２を形成する。

【００４１】上述のようにしてエッチングにより形成さ
れたガイド用構造体１６は、Ｓｉ基板１０と一体に形成
されている。ただし、エッチングによりガイド用構造体
１６を形成する場合には、Ｖ溝群１２を形成する工程も
含めると、複数回のエッチングを施すことになり、光フ
ァイバアレイ１００の製造工程が複雑になる。

【００４２】これに対して、上述したように、ガイド用
構造部材を貼付するか、めっきを施すか、あるいは液状
の被覆剤を固化させることによりガイド用構造体１６を
形成すると、光ファイバアレイ１００の製造工程が簡略
化される。

【００４３】特に、めっきを施すか、あるいは液状の被
覆剤を固化させることによりガイド用構造体を形成する
場合には、Ｓｉ基板１０として所望のサイズに切り出さ
れる前のＳｉウェハーにガイド用構造体１６を形成する
ことによって、複数のＳｉ基板１０に一括してガイド用
構造体１６を形成することが容易に実行されるので、光
ファイバアレイ１００の製造工程をさらに簡略化するこ
とができる。

【００４４】なお、ガイド用構造体１６は、製造工程に
おいて光ファイバ２０の脱離を阻止する作用を奏すれば
よく、押さえ基板３０が配置されることによって光ファ
イバ２０が固定された後は、ガイド用構造体１６を取り
除いてもよい。

【００４５】なお、上述の実施形態においては、Ｖ溝群
１２をＳｉ基板１０の片面のみに形成したが、必要に応
じて両面に形成してもよい。また、複数枚のＳｉ基板１
０が積層される構成としてもよい。勿論、図３に示す光
ファイバアレイ２００のように、両面にＶ溝群１２が形
成された複数枚のＳｉ基板１０が積層される構成として
もよい。

【００４６】

【実施例】以下に具体的な実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されない。以下の実施例１、２および３で
は、図１に示した光ファイバアレイ１００を作製する。

【００４７】（実施例１）ボロンドープされたＰ型の４
インチΦＳｉウェハー（面方位が（１００））上全面
に、フォトリソグラフィによりＳｉＯ₂からなるエッチ
ングマスクを作製する。次に、水酸化カリウム水溶液中
で異方性エッチングを施すことにより、上述のエッチン
グマスクの窓部に狭角が約７０°のＶ溝１２’を形成す
る。続いて、Ｖ溝１２’が形成されたＳｉウェハーから
所望のサイズにＳｉ基板１０を切り出し、切り出したＳ
ｉ基板１０のＶ溝群１２の両側に、接着剤を用いてＳｉ
からなる薄板（厚さ５０μｍ）を貼付する。その後、光
ファイバ２０を各Ｖ溝１２’に配置し、引き続いて、押
さえ基板（例えばＳｉ基板）３０をＳｉ基板１０に対向
するように配置し、光ファイバ２０を固定する。

【００４８】本実施例においては、光ファイバ２０を配
置する工程の前に、ガイド用構造部材としてのＳｉ薄板
が貼付されることによってガイド用構造体１６が形成さ
れているので、光ファイバ２０のＶ溝１２’からの脱離
が防止され、多芯の光ファイバ２０をＶ溝１２’の位置
に寄せやすい。そのため、光ファイバアレイ１００の製
造が容易である。

【００４９】（実施例２）実施例１と同様にしてＶ溝群
１２が形成されたＳｉウェハーを用意する。次に、フォ
トリソグラフィプロセスおよび蒸着プロセスにより、Ｖ
溝群１２の両側にＮｉ膜を形成する。続いて、このＮｉ
膜上に電界めっき法を用いて、約３０μｍのＣｕ層を形
成する。続いて、Ｓｉウェハーから所望のサイズにＳｉ
基板１０を切り出し、光ファイバ２０を各Ｖ溝１２’に
配置する。その後、押さえ基板３０をＳｉ基板１０に対
向するように配置し、光ファイバ２０を固定する。

【００５０】本実施例においては、光ファイバ２０を配
置する工程の前に、めっきを施すことによってガイド用
構造体１６が形成されているので、光ファイバ１６のＶ
溝１２’からの脱離が防止され、多芯の光ファイバ２０
をＶ溝１２’の位置に寄せやすい。そのため、光ファイ
バアレイ１００の製造が容易である。

【００５１】また、Ｓｉ基板１０として所望のサイズに
切り出される前のＳｉウェハーにガイド用構造体１６が
形成されるので、複数のＳｉ基板１０に一括してガイド
用構造体１６が形成される。そのため、光ファイバアレ
イ１００の製造工程が簡略化される。

【００５２】（実施例３）実施例１と同様にしてＶ溝群
１２が形成されたＳｉウェハーを用意する。次に、Ｓｉ
ウェハー上にフォトレジストを塗布することによってレ
ジスト膜を形成し、フォトリソグラフィプロセスにより
Ｖ溝群１２の両側に位置するレジスト膜を残す。続い
て、オーブンで熱処理することによって、レジスト膜を
固化させる。本実施例では、固化後のレジスト膜（固化
層）の厚さが約２０μｍとなるようにレジスト膜を形成
する。上述のようにしてレジスト膜の固化層が形成され
たＳｉウェハーから所望のサイズにＳｉ基板１０を切り
出し、その後、光ファイバ２０を各Ｖ溝１２’に配置
し、引き続いて、押さえ基板３０をＳｉ基板１０に対向
するように配置し、光ファイバ２０を固定する。

【００５３】本実施例においては、光ファイバ２０を配
置する工程の前に、フォトレジスト材料を固化させるこ
とによってガイド用構造体１６が形成されているので、
光ファイバ２０のＶ溝１２’からの脱離が防止され、多
芯の光ファイバ２０をＶ溝１２’の位置に寄せやすい。
そのため、光ファイバアレイ１００の製造が容易であ
る。

【００５４】また、Ｓｉ基板１０として所望のサイズに
切り出される前のＳｉウェハーにガイド用構造体１６が
形成されるので、複数のＳｉ基板１０に一括してガイド
用構造体１６が形成される。そのため、光ファイバアレ
イ１００の製造工程が簡略化される。

【００５５】

【発明の効果】本発明によると、Ｖ溝群の両側に形成さ
れたガイド用構造体によって、光ファイバのＶ溝からの
脱離が阻止されるので、光ファイバのＶ溝への配置を容
易に行うことができる。したがって、本発明によると、
製造が容易な光ファイバアレイおよびその製造方法が提
供される。

【００５６】特に、ガイド用構造部材を貼付するか、め
っきを施すか、あるいは液状の被覆剤を固化させること
によってガイド用構造体が形成された構成を採用する
と、光ファイバアレイの製造工程が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態の光ファイバアレイ１０
０を模式的に示す断面図である。

【図２】エッチングによりガイド用構造体１６を形成す
る工程を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明による他の実施形態の光ファイバアレイ
２００を模式的に示す断面図である。

【図４】１回のエッチングによりＶ溝群３１２が形成さ
れたＳｉ基板３１０を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１０ Ｓｉ基板 １２ Ｖ溝群 １２’ Ｖ溝 １６ ガイド用構造体 ２０ 光ファイバ ３０ 押さえ基板 １００、２００ 光ファイバアレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 純也 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 2H036 JA01 LA03 LA05 LA07 LA08 PA12 PA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも片面に並列して延びるＶ溝群
   がエッチングにより形成された少なくとも１枚のＳｉ基
   板と、各Ｖ溝に配置された光ファイバとを有し、 前記少なくとも１枚のＳｉ基板は、前記Ｖ溝群の両側
   に、前記光ファイバの前記Ｖ溝群からの脱離を阻止する
   ガイド用構造体を有する、光ファイバアレイ。
2. 【請求項２】 前記ガイド用構造体は、前記Ｖ溝群の両
   側のそれぞれに貼付されたガイド用構造部材により形成
   されている請求項１に記載の光ファイバアレイ。
3. 【請求項３】 前記ガイド用構造体は、前記Ｖ溝群の両
   側のそれぞれに設けられためっき層により形成されてい
   る請求項１に記載の光ファイバアレイ。
4. 【請求項４】 前記ガイド用構造体は、前記Ｖ溝群の両
   側のそれぞれに設けられた液状の被覆剤の固化層により
   形成されている請求項１に記載の光ファイバアレイ。
5. 【請求項５】 前記Ｖ溝群は、前記少なくとも１枚のＳ
   ｉ基板の両面に形成されている、請求項１から４のいず
   れかに記載の光ファイバアレイ。
6. 【請求項６】 前記少なくとも１枚のＳｉ基板は、積層
   された複数枚のＳｉ基板である、請求項１から５のいず
   れかに記載の光ファイバアレイ。
7. 【請求項７】 少なくとも片面に並列して延びるＶ溝群
   がエッチングにより形成された少なくとも１枚のＳｉ基
   板と、各Ｖ溝に配置された光ファイバとを有する光ファ
   イバアレイの製造方法であって、 少なくとも１枚のＳｉ基板を用意する工程と、 前記少なくとも１枚のＳｉ基板の少なくとも片面に、エ
   ッチングによりＶ溝群を形成する工程と、 前記Ｖ溝群が形成された前記少なくとも１枚のＳｉ基板
   の各Ｖ溝に光ファイバを配置する工程とを包含し、 前記光ファイバを配置する工程の前に、前記少なくとも
   １枚のＳｉ基板の前記Ｖ溝群の両側に、前記光ファイバ
   の前記Ｖ溝群からの脱離を阻止するガイド用構造体を形
   成する、光ファイバアレイの製造方法。