JP2008015303A - 光基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】線状のコア5が、該コア5よりも屈折率の低い接着剤7によって基板3の表面3aに固着され、前記基板3の表面3aに配された前記接着剤7が、少なくとも前記コア5の長手方向にわたって前記コア5の周囲に形成されていることを特徴とする光基板1を提供する。また、前記接着剤7の屈折率が、前記コア5の屈折率の90.00%以上、かつ、100%未満であることを特徴とする光基板1を提供する。
【選択図】図2
Description
従来、上記光基板を製造する方法としては、例えば特許文献1に示すように、光透過性を有する接着剤を介してリジッド基板やフレキシブル基板の表面に光ファイバを固定する方法がある。
また、光ファイバの限界曲げ半径に基づいて、基板の表面における光ファイバ自体の曲げも制限されるため、光ファイバによって構成される光配線回路も大きくなり、高密度な光配線回路を構成することができないという問題がある。
請求項1に係る発明は、線状のコアが、該コアよりも屈折率の低い接着剤によって基板の表面に固着され、前記基板の表面に配された前記接着剤が、少なくとも前記コアの長手方向にわたって前記コアの周囲に形成されていることを特徴とする光基板を提案している。
そして、この光基板において、コアの径寸法はクラッドを含む通常の光ファイバに比べて小さいため、コアを基板の表面に固着させるための接着剤の膜厚をより薄く形成することができ、これにより、光基板の薄型化を容易に図ることができる。さらに、光基板を薄く形成できることに加え、コアは小さい径寸法を有している分だけ光ファイバよりも小さい半径で曲げることができるため、より小さい半径で曲げることが可能な光基板を提供することができる。
また、前述のように、コアの曲げ半径は光ファイバよりも小さいため、基板の表面において光導波路がなす光配線回路を高密度に構成することが可能となる。
また、接着剤の屈折率が、コアの屈折率の90.00%よりも小さい場合には、光信号の閉じこめ効果が強すぎて、光信号の伝播モードが劣化し、光伝送損失が大きくなってしまうためである。
さらに、コアの端部のみが基板から突出しているため、コアの端部の形状加工を容易に行うことができる。具体的には、突出したコアの端部をレンズ形状等の各種形状に容易に形成することができる。
そして、コアの径寸法はクラッドを含む通常の光ファイバに比べて小さいため、接着剤塗布工程においてコアを基板の表面に固着させるための接着剤の膜厚をより薄く形成することができ、これにより、光基板の薄型化を容易に図ることができる。さらに、コアは小さい径寸法を有している分だけ光ファイバよりも小さい半径で曲げることができるため、より小さい半径で曲げることが可能な光基板を提供することができると共に、基板の表面において光導波路がなす光配線回路を高密度に構成することが可能となる。
さらに、この光基板の製造方法においては、コアを基板と接着剤とにより挟み込むようにして基板の表面に固着することができるため、コアを確実に基板の表面に固定することができる。
また、基板の表面において光導波路がなす光配線回路を高密度に構成することができるため、光基板の小型化も図ることができる。
さらに、コアの端部のみが基板から突出しているため、コアの端部の形状加工を容易に行うこともでき、高機能な光基板を提供することができる。
図1,2に示すように、この実施の形態に係る光基板1は、接着剤7によって基板3の表面3aに線状のコア5を固着して構成されている。ここで、基板3は、略板状に形成されており、任意の厚さ寸法に設定可能である。すなわち、基板3は可撓性を有する薄膜状に形成されていてもよいし、可撓性を有さない厚板状に形成されていても構わない。また、基板3は電気配線を含むプリント配線板からなるとしてもよい。
接着剤7は基板3の表面3a全体に形成されており、その膜厚はコア5の直径寸法よりも小さくなっている。したがって、コア5の下部は接着剤7の内部に埋まっているが、コア5の上部は接着剤7から外方に露出している。
ここで、接着剤7の屈折率は、コア5の屈折率の90.00%以上、かつ、100%未満となっている。これは、接着剤7の屈折率が、コア5の屈折率の100%以上である場合には、コア5内を反射しながら長手方向に通過する光信号をコア5内に閉じこめておくことが困難となる、すなわち、光信号の閉じこめ効果が少なくなって、コア5内で光信号を伝播させることができないためである。また、接着剤7の屈折率が、コア5の屈折率の90.00%よりも小さい場合には、光信号の閉じこめ効果が強すぎて、光信号の伝播モードが劣化し、光伝送損失が大きくなってしまうためである。
なお、基板3の屈折率は、上述した接着剤7の屈折率よりも低く設定されている。
これらの組成を構成要素としてなる紫外線硬化型の樹脂によりコア材料及びクラッド材料を構成することができる。
フェノールノボラック型エポキシアクリレート分子量5000;新中村化学工業(株)製・・・16.25重量部
光重合性モノマー;ジペンタエリスリトールペンタアクリレート・・・13.75重量部
光重合開始剤;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1・・・4.0重量部
4,4−ジエチルチオキサントン・・・0.75重量部
2,4ジエチルチオキサントン・・・0.25重量部
エチレングリコールモノブチルエーテル・・・65重量部
このように構成された光基板1においては、コア5の上部が接着剤7から外方に露出しているが、空気はコア5の屈折率よりも低いため、光信号をコア5の長手方向に通過させることは可能である。ただし、光信号をコア5内で安定して伝播させるためには、接着剤7の膜厚をコア5の直径寸法の半分以上とする、すなわち、接着剤7の内部にコア5を半分以上埋め込むことがより好ましい。
光基板1を製造する際には、予め線状のコア5を製造しておく。ここで、コア5を製造する際には、はじめに、図3(a)に示すように、平坦面20Aから窪んで形成された凹部20Bを有する型20を用意する。この凹部20Bには、コア5の半径と同じ寸法の半径で形成された半円形の円筒面からなる底面20Cが形成されており、底面20Cの最下部と平坦面20Aとの間の寸法は、コア5の直径と同じ寸法か、あるいは、コア5の直径よりも僅かに大きな寸法となっている。そして、図3(b)に示すように、凹部20Bにコア材料を盛り上げて充填し硬化させることで、断面が略円形状のコア5を形成することができる。
ここで製造されるコア5は、柔軟性を有して容易に曲げることができるようになっていることが好ましい。
コア5の形状は、断面が略円形状であれば、光ファイバや受発光素子、送受信光デバイスとの接続部分での光伝送損失を抑えることができ好ましい。本発明の光基板では、コア5の断面形状が方形や台形、多角形、半円など、いずれの形態であっても用いることができる。また、コア5の太さが変わったり、分岐していても良い。
上記の断面形状を備えた線状のコア5は、例えば、型20の凹部20Bの形状を変更することで製造できる。
さらに、コア5を接着剤7に圧着し(コア配置工程)、接着剤7を硬化させてコア5を基板3に固着させることで、図1,2に示す光基板1の製造が完了する。
さらに、前述のように、コア5よりも直径寸法の大きい光ファイバを使用する場合と比べて接着剤7の膜厚を薄く形成することができるため、コア配置工程において、接着剤7の内部や接着剤7とコア5との間に気泡が混入することを容易に防止でき、信頼性の高い光基板1を提供することができる。
さらに、接着剤7に加えて基板3も光導波路のクラッドとして機能しているため、コア5内を通過する光信号の伝播モードをさらに向上できると共に、光伝送損失をさらに小さく抑えることができる。特に、基板3は接着剤7よりも低い屈折率を有しているため、光信号の伝播モードを特に向上させることができる。
さらに、コア5の端部5a,5bのみが基板3から突出しているため、コア5の端部5a,5bの形状加工を容易に行うことができ、高機能な光基板1を提供することができる。具体的には、突出したコア5の端部5a,5bをレンズ形状等の各種形状に容易に形成することができる。
また、光基板1の光導波路は、コア5とその周囲に配される基板3及び接着剤7とによって構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともコア5及びその周囲に配される接着剤7によって構成されていればよい。すなわち、基板3は、光透過性を有さない材料によって構成されるとしても構わない。
また、コア5の断面は略円形状に形成されることに限らず、四角形状など、任意の形状に形成されていて構わない。
また、コア配置工程においては、単純にコア5を接着剤7に圧着するとしたが、例えば線状のコア5をその長手方向の一端部5a側から他端部5b側まで順番に圧着しても構わない。この場合には、接着剤7の内部や接着剤7とコア5との間に気泡が混入することさらに容易に防止することができ、さらに信頼性の高い光基板1を提供することができる。
その後、基板3の表面3a全体に接着剤7を塗布する(接着剤塗布工程)。この工程においては、コア5の上から接着剤7が塗布されることになるため、接着剤7の膜厚がコア5の直径寸法よりも小さくてもコア5の上部を覆うことができ、コア5を接着剤7の内部に埋め込むことができる。なお、この工程においては、第1実施形態と同様に、ディスペンサー、スプレー、インキジェット、カーテンコータ、ディッピング等の任意の手法によって接着剤7を塗布するとしても良いし、図示のように、予めシート状に形成した接着剤7を基板3の表面3aに配するとしても構わない。
最後に、第1実施形態と同様の固着工程を行うことで、光基板31の製造が完了する。
また、コア5が接着剤7の内部に埋め込まれるため、第1実施形態のようにコア5が外方に露出する場合と比較して、コア5内を通過する光信号がコア5の外側に散乱することを抑制して、光基板31の光信号特性を向上させることができる。
さらに、この光基板31の製造方法においては、コア5を基板3と接着剤7とにより挟み込むようにして基板3の表面3aに固着することができるため、コア5を確実に基板3の表面3aに固定することができ、信頼性の高い光基板31を提供することが可能となる。
この場合には、コア5の配置部分を除いて光基板1,31の厚さ寸法を薄くすることができるため、上記実施形態のものよりもさらに小さい半径で曲げることが可能な光基板1,31を提供することができる。また、基板3の表面3aにおける接着剤7の塗布量を最小限に抑えることもできるため、光基板1,31の製造コスト削減を図ることもできる。
この構成に場合でも、第2実施形態と同様に、コア5が接着剤7の内部に埋め込まれることになるため、コア5内を通過する光信号がコア5の外側に散乱することを抑制して、光基板41の光信号特性を向上させることができる。
なお、上記構成において光基板41の薄型化を考慮する場合には、図示のように接着剤7を基板3の表面3a全体ではなく、コア5の長手方向にわたってコア5の周囲に位置する基板3の表面3aのみに形成することがより好ましい。
3 基板
3a 表面
5 コア
5a 一端部(端部)
5b 他端部(端部)
7 接着剤
Claims (8)
- 線状のコアが、該コアよりも屈折率の低い接着剤によって基板の表面に固着され、
前記基板の表面に配された前記接着剤が、少なくとも前記コアの長手方向にわたって前記コアの周囲に形成されていることを特徴とする光基板。 - 前記接着剤の屈折率が、前記コアの屈折率の90.00%以上、かつ、100%未満であることを特徴とする請求項1に記載の光基板。
- 前記基板が、前記コアよりも低い屈折率を有していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光基板。
- 前記基板が、前記接着剤と同等以下の屈折率を有することを特徴とする請求項3に記載の光基板。
- 前記コアが、前記接着剤により覆われていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光基板。
- 前記コアの長手方向の端部が、前記基板の表面の周縁から突出していることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光基板。
- 基板の表面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記接着剤よりも屈折率の高い線状のコアを前記接着剤に圧着するコア配置工程と、
前記接着剤を硬化させて前記コアを前記基板に固着させる固着工程とを備えることを特徴とする光基板の製造方法。 - 線状のコアを基板の表面に配置するコア配置工程と、
少なくとも前記コアの周囲に位置する前記基板の表面に、前記コアよりも屈折率の低い接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記接着剤を硬化させて前記コアを前記基板に固着させる固着工程とを備えることを特徴とする光基板の製造方法。
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