JP2003337259A - アレー型多心光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバーの配列精度を向上させる。 【解決手段】 石英ガラス製の下面基板２と石英ガラス
製の対向基板１４により保持部材が構成されている。下
面基板２は上面に光ファイバー１２を１本ずつ配置する
断面Ｖ字形状溝４を互いに平行に備えている。対向基板
１４は下面基板２の上面を覆うように配置され、対向基
板１４にも下面基板２の溝４に組み合わされて光ファイ
バー１２を１本ずつ支持する溝５が形成されている。光
ファイバー１２は下面基板２と対向基板１４の間に接着
剤により固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信用アレー型多
心光コネクタに関し、特に保持部材が上面に光ファイバ
ーを１本ずつ配置する断面Ｖ字形状溝を有する下面基板
と、下面基板の上面を覆う対向基板とを備え、この保持
部材の下面基板と対向基板の間に接着剤により光ファイ
バーを固定してなるアレー型多心光コネクタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光通信用アレー型多心光コネクタでは、
複数の光ファイバーの先端を規則正しく配列して接続す
るために、光ファイバーを１本ずつ配列するＶ溝が互い
に平行に等ピッチで形成された下面基板（整列部材とも
いう）が使用される。そのような下面基板としては、シ
リコン（Ｓｉ）基板にＶ溝が形成されたものが使用され
ている。

【０００３】シリコン基板にＶ溝を形成する方法とし
て、Ｓｉ（１００）基板の表面にフォトリソグラフィー
法によってレジストパターンを形成し、そのレジストパ
ターンをマスクとしてアルカリエッチング液（ＫＯＨ
液）によってウエットエッチングしている。このエッチ
ングではシリコン基板は特定の角度をもって斜め方向に
エッチングされ、断面がＶ形状の溝（Ｖ溝）が形成され
る。

【０００４】また、例えば、ハーフピッチ光通信用Ｖ溝
を形成するような場合には、ある程度エッチング（第１
段階）した後にレジストパターンを除去し、その後に更
にアルカリエッチング液による第２段階のウエットエッ
チングを施して上部端部を鋭角に加工している。

【０００５】ここで、光ファイバー用コネクタの下面基
板で「ハーフピッチ」とは「フルピッチ」に対する用語
である。「フルピッチ」とは光ファイバー直径が２５０
μｍである場合に光ファイバー固定用Ｖ溝のピッチも２
５０μｍの場合をいい、「ハーフピッチ」とは光ファイ
バー固定用Ｖ溝のピッチが光ファイバー直径の半分の１
２７μｍのものをいう。ハーフピッチ配列では、光ファ
イバーの配列方法は千鳥配列になる。

【０００６】基幹線系の光ファイバーアレイを製作する
際に使用する下面基板として、シリコン基板の（１０
０）表面にレジストパターンを形成した後、ウエットエ
ッチングにより光通信用Ｖ溝を形成して製作したもの
は、下面基板がシリコン材料に限られていた。

【０００７】従来から様々な形でウェットエッチングの
プロセスは行われてきた。しかし、エッチングムラや、
転写されたパターンの高精度化が困難であるなどの理由
から、非常に高精度な微細３次元形状をウェットプロセ
スで作成する場合、所望の性能が得られないことがあっ
た。レジストパターンをマスクにしてシリコン基板表面
のウェットエッチングを行う方法は、サイドエッチ量の
制御や面内バラツキの低減が困難で、パターンの高精度
化が難しく、高精度な微細３次元形状を得るには不向き
とされてきた。

【０００８】従来の製造方法は、シリコン基板を使用し
た異方性ウエットエッチングによる方法のみであったた
め、加工精度の優れたドライエッチングを用いた製造方
法は提案されていない。光ファイバーを保持部材に固定
するために、下面基板の断面Ｖ字形状溝に光ファイバー
を１本ずつ配置し、下面基板の上面から対向基板で覆う
とともに、下面基板と対向基板の間に接着剤を充填して
光ファイバーを固定している。その対向基板は下面基板
と対向する面が平坦面となっている（特開２００１−３
４３５４７号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバーを保持部
材に固定するために接着剤が使用されているが、接着剤
の使用量が多くなると不具合が発生する要因となる。具
体的な不具合発生要因としては、接着剤とＶ溝材料の
熱膨張係数の差、接着剤の使用量が多いことに伴うコ
スト高、接着剤自身の収縮、接着剤自身の経時劣
化、時間的な環境変化などがある。

【００１０】例えば、光ファイバーは過酷な条件で使用
されることがあるが、接着剤の量が多いと使用時に熱膨
張係数の差から接合面で剥離が生じやすくなり、ファイ
バー先端固定位置ズレが生じ結合損失の低下が生じる。

【００１１】また例えば、光ファイバーアレイの製造工
程において、接着剤の加熱硬化を必要とする場合には、
短時間で硬化させるために温度勾配が大きくなるため、
熱膨張係数の差の影響は甚大で、歩留まり低下、コスト
上昇の要因となっている。

【００１２】基幹線系光通信用ファイバー材料（幹線
系）は、石英ガラスで製作されている。光ファイバーと
光ファイバー間の結合には光ファイバーを高精度で配列
することが必要である。その配列精度は、光の結合効率
にそのまま影響し精度低下は、光の結合効率の低下を招
く。

【００１３】また、幹線系の光ファイバーは使用環境が
厳しく、砂漠から極寒の地まで幅広い環境での仕様を満
足する必要がある。この環境下においては、下面基板が
シリコン材料である場合には、下面基板と光ファイバー
の熱膨張の差が大きな問題となる。石英ガラスとシリコ
ン材料の熱膨張係数の差は、おおよそ１桁異なってい
る。

【００１４】このように、光ファイバーアレイ下面基板
において、材料がシリコン基板に限られていたために次
のような問題が生じていた。 Ｖ溝の角度が結晶軸で決定されること。 Ｖ溝とするには深さも限定されること。 Ｖ溝材料と光ファイバーとの熱膨張係数の差異による
剥離。 結晶中の不純物によるＶ溝表面の荒れ。 シリコン基板間のウエットエッチングバラツキ。 シリコン基板ロット間の結晶軸バラツキによる斜面角
度バラツキ。 シリコン基板ロット間の結晶軸バラツキによるＶ溝の
直線性の悪さ。

【００１５】他の材料を使用する場合には、溝加工方法
は研削加工に限られており、加工面粗さが粗く、チッピ
ング（加工面のカケ）が大きく、光ファイバー固定用の
溝精度としては、不十分であった。このため、光ファイ
バーの熱膨張係数と等しい熱膨張係数をもつ石英ガラス
製の下面基板が求められている。

【００１６】そこで、本発明の目的は、シリコン基板以
外の材質の基板を用い、光ファイバーの配列精度のよい
光通信用コネクタを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のアレー型多心光
コネクタは、保持部材が上面に光ファイバーを１本ずつ
配置する断面Ｖ字形状溝を有する下面基板と、下面基板
の上面を覆う対向基板とを備え、この保持部材の下面基
板と対向基板の間に接着剤により光ファイバーを固定し
てなるものであり、下面基板と対向基板はシリコン基板
でない材質からなり、対向基板には下面基板の断面Ｖ字
形状溝に組み合わされて光ファイバーを１本ずつ支持す
る溝を有することを特徴とするものである。

【００１８】下面基板と対向基板の材質はガラス質材質
であることが好ましい。幹線系光通信用ファイバー材料
は石英材料製であるので、幹線系の光コネクタに使用す
る際には、光ファイバーと下面基板及び対向基板の熱膨
張係数の差が小さくなり、従来のように光ファイバーア
レイ下面基板がシリコン基板材料から作られていた場合
の熱膨張係数の大きな違いに基づく問題を解決すること
ができる。

【００１９】対向基板には下面基板の断面Ｖ字形状溝に
組み合わされて光ファイバーを１本ずつ支持する溝を有
するので、光ファイバーを所定の位置に精度よく固定で
きるとともに、接着剤の使用量が少なくてすむ。接着剤
の使用量は少なくなるほど温度変化や経時変化に対する
耐久性がよくなり、耐環境性の向上を図ることができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】使用するガラス質材料としては、
光ファイバーと同じものであることが熱膨張係数の点か
らは最も好ましく、ファイバー材料が石英材料の場合に
は下面基板と対向基板が石英ガラスであることが好まし
い。上面基板、下面基板と光ファイバーを構成する材料
が、いずれも石英材料で構成されている場合には、接着
剤の選定において難易度が低下する。このため接着剤の
選定の自由度が向上する。また、従来の異種材料接合
（シリコン、石英、パイレックス（登録商標））に比べ
て単一材料の接合であれば、接合強度を向上できる。し
たがって、Ｖ溝及びカップリング素子の耐環境性が飛躍
的に向上する。

【００２１】他のガラス質材料としてはパイレックス
（登録商標）やＴＥＭＰＡＸ（登録商標）などの低膨張
ガラスも下面基板及び対向基板として使用するのに好ま
しい。下面基板の断面Ｖ字形状溝の谷部の底部が平坦面
となっていることが好ましい。これにより、Ｖ溝の谷部
の底部に入る接着剤の量を低減できる。

【００２２】上面基板の溝形状としては、種々の形態を
とることができる。上面基板の溝形状の第１の形態は、
下面基板の断面Ｖ字形状溝と同じ形状の溝である。この
場合、光ファイバーは断面において下面基板及び上面基
板とそれぞれ２点ずつで接することになり、安定して固
定される。

【００２３】上面基板と下面基板が同じ形状の溝を備え
ている場合は、上面基板と下面基板として同じものを使
用することができる。その場合、温度変化などにより歪
みが発生しても均一化し、光ファイバーの位置ずれが少
なくなるとともに、上面基板と下面基板として別々のも
のを製作するのに比べると製作コストも少なくなるとい
う利点もある。

【００２４】上面基板の溝形状の第２の形態は、その断
面が光ファイバーの断面の半径よりも大きな曲率をもつ
曲線となった曲面である。この場合、光ファイバーは断
面において下面基板のＶ溝と２点で接し、上面基板の曲
面と１点で接することになり、安定して固定される。上
面基板の曲面の曲率を光ファイバーの断面の半径に近づ
けるほど接着剤の使用量が少なくなる利点がある。

【００２５】このように、下面基板と上面基板が３点又
は４点で固定されることによって光ファイバーの中心位
置が高精度で固定できる。これによって、ファイバー間
の結合損失の低減が図られ大容量・高速度光通信が実現
できる。また、上面基板、下面基板と光ファイバーを接
合する接着剤の量を著しく低減できるため、光コネクタ
の耐環境性が飛躍的に向上するとともに、高価な接着剤
使用量の低減が可能となり、低コスト化が実現できる。

【００２６】下面基板はＶ溝間の山部の頂部が平坦面と
なっていることが好ましい。これにより、光ファイバー
アセンブリの際に光ファイバーに傷がつくのを抑えるこ
とができる。下面基板は光ファイバーを固定するＶ溝配
列の両側に、少なくとも一本づつダミーのＶ溝をもって
いることが好ましい。そのダミーのＶ溝は光ファイバー
アセンブリの際に下面基板を位置合わせするのに利用す
ることができる。

【００２７】下面基板と上面基板の対向面の一方又は両
方に位置決め用凸部又は凹部を設けることが好ましい。
これにより、下面基板と上面基板との間の接合の際に容
易に位置決めすることができるようになる。下面基板と
上面基板の一方又は両方を製作する方法として、以下の
４つの製作手段を挙げることができる。

【００２８】（製作手段，）製作手段，は型を
用いる方法であり、以下の工程を備えている。

【００２９】（Ａ）シリコン基板でない基板の平坦な表
面と別途製作した型との間に光又は熱により硬化する硬
化性材料層を挟み込みその硬化性材料層を硬化させて面
内方向と膜厚方向の両方に分布をもつ硬化性材料材料パ
ターンを形成する工程、及び（Ｂ）その硬化性材料パタ
ーンと基板を同時にエッチングすることにより硬化性材
料パターンを基板に転写して基板表面に周期的な溝構造
をもつパターンを形成するドライエッチング工程。

【００３０】（製作手段）製作手段は型としてシリ
コン基板にＶ溝を形成したものを使用する。シリコン基
板にＶ溝を形成する方法はよく知られており、（１０
０）面をもつシリコン基板にアルカリエッチング液によ
り異方性エッチングを行なって断面Ｖ字型の溝を形成す
ることができる。

【００３１】（製作手段）製作手段は型として製作
手段の方法で使用したシリコン基板による型以外のも
のを使用する。そのような型は、機械加工やフォトリソ
グラフィとエッチングによる微細加工などにより製作す
ることができる。

【００３２】製作手段又はで製作した物品を型とし
て使用する。最終使用目的の基板材料と上の型との間に
光又は熱により硬化する硬化性材料を適量挟み込み、所
定の工法で硬化させる。これにより、最終使用目的の基
板材料上に型により硬化性材料のパターンが成型され
る。

【００３３】これらの成型工程では、最終使用目的の基
板材料の表面には接着強度向上の表面処理を施してお
き、型には離型処理を施しておくのが好ましい。これら
の処理を行うと、硬化後に型を剥離するのが容易にな
る。

【００３４】型を剥離した後、硬化性材料と最終使用目
的の基板材料を同時にドライエッチングして硬化性材料
の形状を目的基板材料に転写する。このドライエッチン
グ工程では、選択比の変更、エッチングエンドポイント
の変更等によって、形成される溝角度の変更や溝形状の
変更が可能となる。

【００３５】製作手段，の変形として、光又は熱に
より硬化する硬化性材料層に替えて接着剤を使用する方
法を挙げることができる。この方法では、別途用意した
型を使用し、その形状を接着剤を使用して所望の基板に
転写する。基板上の接着剤のパターンに転写された型の
形状を、その接着剤硬化後、ドライエッチングによって
基板に転写する。このときの選択比を経時的に変化させ
ることによって所望の形状を形成できる。

【００３６】（製作手段）製作手段は以下の工程を
備えている。 （Ａ）シリコン基板でない基板の平坦な表面に感光性材
料層を形成する工程、（Ｂ）面内方向と膜厚方向の両方
に光透過率分布をもつ濃度分布マスクを使用して、フォ
トリソグラフィーにより感光性材料層に面内方向と膜厚
方向の両方に分布をもつ感光性材料パターンを形成する
工程、及び（Ｃ）その感光性材料パターンと基板を同時
にドライエッチングすることにより感光性材料パターン
を基板に転写して基板表面に周期的な溝構造をもつパタ
ーンを形成するドライエッチング工程。

【００３７】製作手段の具体的な例を示すと以下のよ
うになる。感光性材料（レジスト）を目的基板材料上に
スピンナーで塗付する。レジストの塗付厚さは目的形状
の高さ（深さ）に応じて設定する。次いで通常の方法に
よって、プリベークする。

【００３８】次いで、予めレジストの感度曲線から別途
設計しておいた濃度分布マスクを用いて上記基板上のレ
ジストにステッパーを用いて露光する。更に、現像、リ
ンスを行う。このようにして所望の角度を有するＶ溝形
状をもつレジストバターンを形成する。

【００３９】次いで、真空中で減圧処理、真空中で遠赤
外線照射処理を行なってレジストを完全に硬化させる。
硬化後の形状を測定する。目的基板材料に形成しようと
する所望の形状と硬化後のレジストパターンの形状プロ
ファイルから、次工程におけるドライエッチングの選択
比及び経時的なエッチング条件設定タイムデータを作成
する。このタイムデータに基づきＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）装置で上記レジストつき基板をドライエッ
チングする。ドライエッチングの条件はタイムデータ表
に従って経時的に変更する。エッチング後には、所望の
角度や深さを有するＶ溝構造物品が製作される。

【００４０】（製作手段）製作手段では、所望の基
板上に接着剤を均一に塗布し、別途用意したマスクで接
着剤を露光する。光の照射された接着剤は硬化するが、
当たらない部分は硬化しない。未硬化部分は、所定の有
機溶剤（接着剤を溶解する溶媒）で洗浄除去する。その
結果、基板材料上に硬化した接着剤による凹凸形状をも
つ溝構造物品を形成することができる。この溝構造物品
は最終的な製品とすることができるし、また、必要に応
じては接着剤の形状をドライエッチングによって転写
し、その転写後の基板材料を最終的な製品とすることも
できる。

【００４１】上記の製作手段〜では、溝構造製作時
にドライエッチングを採用することで微細形状の形状精
度が向上する。溝構造製作時のドライエッチング工程で
は、ドライエッチングの選択比とエッチング時間の少な
くともいずれかを制御し、溝構造の角度及び／又は深さ
を制御することが好ましい。これにより、設計の自由度
が向上する。すなわち、自由度の高いＶ溝構造が提案で
き、角度変更の容易さ、溝深さ変更の容易さも達成する
ことができる。

【００４２】製作手段〜により製作した溝構造物品
は、そのまま最終製品として使用することも可能であ
り、また製作手段における樹脂成型の型として利用す
ることも可能である。

【００４３】型を使用する方法によれば、低コストに、
高精度、高信頼性で、バラツキの少ない製品を大量に製
作できる。型の形状を樹脂に転写した後、その転写され
た樹脂形状をドライエッチングで更に商品材料に転写す
ることで、耐環境性等に優れた所望の目的を達成できる
製品とすることができる。

【００４４】更にドライエッチングの選択比を経時的に
変化させたり、途中でエッチングを中断したりすること
で、所望の機能を有しながら低コストの商品形状を製作
することができる。このように、製作時にドライエッチ
ングを採用することにより、微細形状の形状精度の向上
が実現できる。設計の自由度の向上（自由度の高いＶ溝
構造の提案：角度変更の容易さ、溝深さ変更の容易さ）
が図られる。

【００４５】

【実施例】図１は一実施例の光通信用アレー型多心光コ
ネクタを示している。石英ガラス製の下面基板２と石英
ガラス製の対向基板１４により保持部材が構成されてい
る。下面基板２は上面に光ファイバー１２を１本ずつ配
置する断面Ｖ字形状溝４を互いに平行に備えている。対
向基板１４は下面基板２の上面を覆うように配置され、
対向基板１４にも下面基板２の溝４に組み合わされて光
ファイバー１２を１本ずつ支持する溝５が形成されてい
る。光ファイバー１２は下面基板２と対向基板１４の間
に接着剤により固定されている。

【００４６】光ファイバー１２は下面基板２と対向基板
１４に保持されている部分を除いて被覆されている。光
ファイバー１２が保持部材に支持された部分の具体的な
例を図２から図４に示す。

【００４７】図２の実施例では、下面基板２には石英ガ
ラス基板の表面に互いに平行なＶ溝４が等しいピッチで
配列されて形成されており、Ｖ溝４は紙面垂直方向に帯
状に延び、谷部６は底部が平坦面となっている。Ｖ溝４
間の山部８はその頂部が平坦面となっている。Ｖ溝４が
形成されている領域の両側には１本ずつのダミーのＶ溝
１０がＶ溝４に平行に形成されている。Ｖ溝４とダミー
Ｖ溝１０は同一形状であるが、ダミーＶ溝１０は最も外
側のＶ溝４から適当な距離Ａ、例えばＶ溝４どうしのピ
ッチの２〜３倍の距離を離して配置されている。

【００４８】対向基板１４には下面基板２のＶ溝４とダ
ミーＶ溝１０に対応したＶ溝５ａ，１０ａが形成されて
いる。対向基板１４は下面基板２と同じものであり、同
一物品を下面基板２としても対向基板１４としても使用
する。この対向基板１４によれば、光ファイバー１２の
１本ずつを下面基板２のＶ溝４と対向基板１４ｃのＶ溝
５ａで断面においてそれぞれ２点ずつの合計４点で支持
して固定することができるようになり、光ファイバー１
２をより安定して固定することができるようになる。光
ファイバー１２はＶ溝４と５ａにより支持され、接着剤
により固定されている。ダミーＶ溝１０には光ファイバ
ーは配置されない。

【００４９】Ｖ溝４間の山部８が平坦面となっているの
で、光ファイバー１２をＶ溝４に配置する際に光ファイ
バー１２に傷がつくのを防ぐことができる。また、Ｖ溝
４は谷部６の底部が平坦面となっているので、光ファイ
バー１２を配置するとＶ溝４内の隙間が少なくなり、下
面基板２と光ファイバー１２の間を固定する接着剤の量
が少なくてすむ。

【００５０】下面基板２と光ファイバー１２がともに石
英ガラス製であるので、熱膨張係数に違いが生じること
はなく、そのため温度変化によっても光ファイバー１２
の位置が変動するなどの不都合は生じない。

【００５１】図３の実施例では、対向基板１４は光ファ
イバー１２を押える領域の両側に凸部１８が形成されて
いる。凸部１８も紙面垂直方向に延びて形成されてい
る。対向基板１４に凸部１８を設けることによって、接
着剤の使用量が削減され、また、両端の光ファイバー１
２と対向基板１４ｂが相対的に位置決めされるので、下
面基板２に対し対向基板１４を位置決めするのが容易に
なる。

【００５２】図２、図３の実施例の下面基板２と対向基
板１４は上記の製作手段、又はで述べた方法によ
って製作した。これらの実施例のように光ファイバー１
２を挟んで支持するＶ溝が下面基板２と対向基板１４で
対称的な形状になっているものは、温度変化などにより
歪みが発生しても均一化し、光ファイバー１２の位置ず
れが少ない。製作時の課題も少ない。また、光コネクタ
を組み立てる際、光ファイバー１２を位置決めする自己
調芯機能を有するので、組立てが容易になる。

【００５３】図４は他の実施例における１本の光ファイ
バー１２の近傍を示したものである。上面基板１４の溝
５ｂの形状は、その断面が光ファイバー１２の断面の半
径よりも大きな曲率Ｒをもつ曲線となった曲面である。
光ファイバー１２は断面において下面基板２のＶ溝４と
２点で接し、上面基板１４の溝５ｂの曲面と１点で接す
る。

【００５４】この実施例では、下面基板４は製作手段
で述べた方法によって製作し、上面基板１４は製作手段
で述べた方法によって製作した。上面基板１４を製作
する際には，ドライエッチング時の選択比を経時的に変
更し、光ファイバー１２の曲率半径よりも大きなＲとな
るようにプログラムを設定した。この実施例では、溝５
ｂの曲率Ｒを光ファイバー１２の断面の半径に近づける
ほど接着剤の使用量を少なくすることができる。

【００５５】以下、本発明において、シリコン基板以外
の基板に溝を形成する方法を詳細に説明する。製造方法
の第１の具体例は製作手段又はによる型のＶ溝構造
を最終使用目的の材料に転写する。その方法を図５によ
り説明する。ここでは、型２０ａのＶ溝構造３０の形状
は、谷部がＶ字形に形成されており、Ｖ溝３０間の山部
の頂部が平坦面となった形状に形成しておく。

【００５６】（Ａ）最終使用目的の基板材料３２の表面
上と、型２０ａの表面上に光又は熱により硬化する硬化
性材料３４を適量滴下し、基板材料３２と型２０ａを硬
化性材料面で合わせる。基板材料３２は例えば石英ガラ
ス基板である。このとき、泡が発生しないようにするこ
とが重要である。この際、基板材料３２の表面には接着
強度向上の表面処理を施し、型２０ａには離型処理を施
しておくのが好ましい。これらの処理を行うと、硬化性
材料３４の硬化後に型２０ａの剥離が容易となる。接着
強度向上の表面処理の一例はシランカップリング処理で
あり、離型処理の一例はフッ素系プライマー処理であ
る。ここでは基板材料３２として透明基板を使用する。

【００５７】（Ｂ）次に、基板材料３２側から光を照射
して硬化性材料３４を硬化させる。硬化後の硬化性材料
を３４ａとする。

【００５８】（Ｃ）硬化後の硬化性材料３４ａから型２
０ａを剥離する。硬化性材料３４ａに転写された形状
は、型２０ａの表面形状とは凹凸が逆になったものであ
り、溝３０に対応する部分が断面逆Ｖ字形の隆起３０ａ
となり、その隆起３０ａ間に谷部が平坦面となったＶ溝
３０ｂが形成される。

【００５９】（Ｄ）硬化性材料３４ａと基板材料３２を
同時にドライエッチングして硬化性材料３４ａの形状３
０ａ，３０ｂを目的材料である基板材料３２に転写す
る。基板材料３２に転写される形状３０ａ'，３０ｂ'
は、基本的には型２０ａの表面形状とは逆の凹凸をもつ
形状であるが、ドライエッチングの選択比の変更、エッ
チングエンドポイントの変更等によって溝角度の変更、
溝形状の変更が可能となる。図５（Ｄ）中に実線と鎖線
で示した溝形状は、そのような条件を変えることによっ
て、得られる溝形状が変化することを示している。

【００６０】また、同図中に実線で示したように、硬化
性材料３４ａが完全になくなるまでエッチングせずに幾
らか残してエッチングを終了し、その後、残った硬化性
材料３４ａを除去すれば、図５（Ｅ）に示されるよう
に、Ｖ溝３０ｂ'間の山部の頂部が平坦面となったＶ溝
構造が得られる。その山部の頂部の平坦面の平面度は基
板材料３２の平面度である。

【００６１】製造方法の第２の具体例として、フォトリ
ソグラフィーとドライエッチングにより最終目的の基板
材料表面にＶ溝構造を形成する製作手段の方法を図６
により詳細に説明する。

【００６２】（Ａ）感光性材料（東京応化製：ＴＧＭＲ
９５０ＧＭレジスト）４２を石英ガラス基板４０上にス
ピンナーで３０μｍの厚さに塗付する。このレジストは
低感度レジストとして市販されているものである。次い
で通常の方法によって、真空減圧中（１０ｍＴｏｏ
ｒ）、９０℃で６０分間のプリベークを行う。

【００６３】次いで、予めレジストの感度曲線から別途
設計しておいた濃度分布マスク４４を用いてステッパー
（１／５倍）により、基板４０上のレジスト４２に露光
する。濃度分布マスク４４はＶ溝製作用に設計されてお
り、石英ガラス基板４５上に光ファイバーチャンネル数
に応じて、ライン／スペースの遮光膜パターン４６がク
ロム膜により形成されている。遮光膜パターン４６は形
成しようとするＶ溝に対応して面内方向と膜厚方向の両
方に透過率分布をもつように設計されている。

【００６４】（Ｂ）露光後、通常の方法によって現像と
リンスを行う。このようにして所望の角度と深さＨを有
するＶ溝形状の断面形状をもつレジストパターンが形成
される。

【００６５】次いで、真空中で減圧処理（１０ｍＴｏｏ
ｒ）しながら同時に１５分間の遠赤外線照射処理を行
う。この処理でレジスト４２ａは完全に硬化する。その
後、硬化後の形状を測定する。所望の形状と硬化後の形
状プロファイルから、次工程におけるドライエッチング
の選択比および経時的なエッチング条件の設定又は変更
を行ってタイムデータを作成する。タイムデータは、最
終の完成形状とポストベーク後のレジストパターン４２
ａの形状データを幾何学的に比較し、全体的又は部分的
に拡大又は縮小するためのものである。ここでの拡大又
は縮小は、所望の形状を３次元構造物とみなした場合
に、例えば高さ方向に３〜５分割しエッチング条件を３
〜５段階に変更する。

【００６６】（Ｃ）このタイムデータに基づきＲＩＥ装
置で上記レジストパターン４２ａつき基板４０を数段階
に分けてドライエッチングする。なお、段階を変更する
際は各段階の加工時間に対して１０％程度の変更時間を
設けながら条件変更する。ドライエッチングの条件はタ
イムデータ表に従って経時的に変更する。この条件下で
エッチングすると、所望の角度や深さＨ'を有するＶ溝
形状が製作できる。４０ａは製作されたＶ溝構造物品で
ある。

【００６７】製作されたダミーのＶ溝をもつＶ溝構造物
品を光通信用アレー型多心光コネクタの下面基板として
使用し、複数の光ファイバーの先端を規則正しく配列し
て固定する方法を図７により説明する。

【００６８】（Ａ）下面基板２であるＶ溝構造物品に
は、図２の実施例に示されているように石英ガラス基板
の表面に互いに平行なＶ溝４が等しいピッチで配列され
て形成されており、その配列領域の両側には１本ずつの
ダミーＶ溝１０がＶ溝４に平行に形成されている。下面
基板２を位置決めするのに段差をもつ治具５０を使用す
る。治具５０上には所定の位置で、段差の方向と直交す
る方向の２本の位置決め用ファイバー５２をダミーＶ溝
１０，１０の間隔をもって配置する。

【００６９】（Ｂ）下面基板２はＶ溝４，１０の長手方
向と直交する端面を治具５０の段差に突き当て、位置決
め用ファイバー５２がダミーＶ溝１０に位置するように
位置決めする。これにより、治具５０に対してＶ溝４が
位置決めされる。

【００７０】次に、光ファイバーを予めテープ状に固定
したテープファイバー５４を位置決め用ファイバー５２
とは反対側から下面基板２のＶ溝４に配置する。

【００７１】（Ｃ）テープファイバー５４は治具５０に
対するガイド部材５６を用いて下面基板２のＶ溝４に配
置し、各光ファイバーがＶ溝４に配置された状態でガイ
ド部材５６によってテープファイバー５４を固定する。

【００７２】その状態でＶ溝４と光ファイバーを固着す
るために接着剤を塗布し、Ｖ溝４の上部にテープファイ
バー５４上から対向基板を押し当てて固定し、接着剤を
露光して硬化させる。

【００７３】接着剤の硬化後、下面基板２の端面でカッ
ター５８により位置決め用ファイバー５２とテープファ
イバー５４を切断する。これにより、下面基板２への光
ファイバーアレイの固定が完了する。（Ａ），（Ｂ）及
び（Ｃ）を繰り返すことにより、下面基板２への光ファ
イバーアレイの固定を順次行なうことができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明のアレー型多心光コネクタは、保
持部材が上面に光ファイバーを１本ずつ配置する断面Ｖ
字形状溝を有する下面基板と、下面基板の上面を覆う対
向基板とを備え、この保持部材の下面基板と対向基板の
間に接着剤により光ファイバーを固定してなるものであ
り、下面基板と対向基板はシリコン基板でない材質から
なり、対向基板には下面基板の断面Ｖ字形状溝に組み合
わされて光ファイバーを１本ずつ支持する溝を有するよ
うにしたので、下面基板がシリコン基板であるものに比
べて、幹線系の光コネクタに使用する際に、光ファイバ
ーと下面基板及び対向基板の熱膨張係数の差が小さくな
り、熱膨張係数の大きな違いに基づく問題を解決するこ
とができる。また、対向基板には下面基板の断面Ｖ字形
状溝に組み合わされて光ファイバーを１本ずつ支持する
溝を有するので、光ファイバーを所定の位置に精度よく
固定できる。このことを対向基板が平面状のものである
場合と比較して図８、図９に示す。図８、図９は比較例
と図２の実施例における光ファイバー中心位置のずれ量
の測定結果である。比較例は図２の実施例における対向
基板を平面状のものとしたものである。横軸はチャネル
数、すなわち下面基板２の断面Ｖ字形状溝４に光ファイ
バー１２を1本ずつ一列に配列したときの光ファイバー
の番号である。Ｘ方向はＶ溝並び方向、Ｚ方向はＶ溝の
高さ方向である。図８、図９のデータは、実際に比較例
と図２の実施例の各構造の上下基板間に光ファイバー１
２を固定し、光ファイバー中心位置を測定した結果であ
る。測定方法は、光ファイバー１２のコネクタとは反対
側から光を入射させ、コネクタ側の端部で光出射位置を
測定した。Ｘ方向とＺ方向のいずれの場合も、上面基板
が平面である比較例（図８）の場合に比べて、光ファイ
バーを１本ずつ支持する溝を有する実施例（図９）の方
が位置精度が向上している。また、本発明は上面基板が
平面である場合に比べて接着剤の使用量が少なくてす
む。接着剤の使用量は少なくなるほど温度変化や経時変
化に対する耐久性がよくなり、耐環境性の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示す斜視図である。

【図２】同実施例の光ファイバー配列に沿った位置での
断面図である。

【図３】他の実施例の光ファイバー配列に沿った位置で
の断面図である。

【図４】さらに他の実施例の光ファイバー配列に沿った
位置での1本の光ファイバー部分での断面図である。

【図５】Ｖ溝構造を有する物品を型として最終使用目的
の材料にＶ溝構造を転写する方法を示す工程断面図であ
る。

【図６】フォトリソグラフィーとドライエッチングによ
り最終目的の基板材料表面にＶ溝構造を形成する方法を
示す工程断面図である。

【図７】一実施例の下面基板に複数の光ファイバーの先
端を規則正しく配列して固定する方法を示す工程斜視図
である。

【図８】比較例における光ファイバー中心位置のずれ量
の測定結果を示すグラフである。

【図９】一実施例における光ファイバー中心位置のずれ
量の測定結果を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 光ファイバー下面基板 ４ Ｖ溝 ５，５ａ，５ｂ 対向基板のＶ溝 ６ 谷部 ８ 山部 １０ ダミーＶ溝 １２ 光ファイバー １４ 対向基板 １８ 凸部

フロントページの続き (72)発明者 藤村 康浩 岩手県花巻市大畑第10地割109番地 リコ ー光学株式会社内 Ｆターム(参考） 2H036 JA02 LA03 LA07 LA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保持部材が上面に光ファイバーを１本ず
   つ配置する断面Ｖ字形状溝を有する下面基板と、前記下
   面基板の上面を覆う対向基板とを備え、この保持部材の
   前記下面基板と対向基板の間に接着剤により光ファイバ
   ーを固定してなるアレー型多心光コネクタにおいて、 前記下面基板と前記対向基板はシリコン基板でない材質
   からなり、 前記対向基板には前記下面基板の断面Ｖ字形状溝に組み
   合わされて光ファイバーを１本ずつ支持する溝を有する
   ことを特徴とするアレー型多心光コネクタ。
2. 【請求項２】 前記下面基板と前記対向基板はガラス質
   材質である請求項１に記載のアレー型多心光コネクタ。
3. 【請求項３】 前記下面基板の断面Ｖ字形状溝の谷部の
   底部が平坦面となっている請求項１又は２に記載のアレ
   ー型多心光コネクタ。
4. 【請求項４】 前記下面基板と上面基板は同じ断面Ｖ字
   形状溝を有し、前記光ファイバーは断面において前記下
   面基板及び上面基板とそれぞれ２点ずつの合計４点で接
   する請求項１から３のいずれかに記載のアレー型多心光
   コネクタ。
5. 【請求項５】 前記上面基板の溝形状はその断面が前記
   光ファイバーの断面の半径よりも大きな曲率をもつ曲線
   となった曲面であり、前記光ファイバーは断面において
   前記下面基板のＶ溝と２点で接し、前記上面基板の曲面
   と１点で接する請求項１から３のいずれかに記載のアレ
   ー型多心光コネクタ。
6. 【請求項６】 前記下面基板と前記上面基板の対向面の
   一方又は両方に位置決め用凸部又は凹部を設けた請求項
   １から８のいずれかに記載のアレー型多心光コネクタ。