JP2011043535A - 光接続装置、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的な接続と電気的な接続を満たし、かつ、製造コストを低減可能な光接続装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る光接続装置１は、第１光導波路１１が形成された第１のプリント基板１０と、第２光導波路２１が形成された第２のプリント基板２０と、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０とを電気的に接続する電気的接続手段４０とを備え、第１光導波路１１と第２光導波路２１は、柔軟性のあるフレキシブル光導波路３０により光学的に接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、光接続装置、及びその製造方法に関する。より詳しくは、電気的接続と光学的接続を実現する光接続装置、及びその製造方法に関する。

近年、光インターコネクション技術に注目が集まり、基板間を接続する光接続装置として、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１〜７）。図１２に、特許文献１に開示された光接続装置の断面図を示す。この光接続装置１００は、図１２に示すように、第１の基板１１０、第２の基板１２０、第３の基板１３０を備える。第１の基板１１０上には第１光導波路１１１、第２の基板１２０上には第２光導波路１２１、第３の基板１３０上には第３の光導波路１３１が形成されている。第１光導波路１１１と第２光導波路１２１は、これらと同幅の可撓性を有するフィルムにより構成された第３の光導波路１３１により接続されている。

図１３に、特許文献２に開示された光接続装置（光モジュール）の断面図を示す。光接続装置２００は、図１３に示すように、発光側のマウント基板２１０、受光側のマウント基板２２０、外部導波路基板２３０、発光素子２４０、ＩＣ基板２５０等を備える。外部導波路基板２３０は、マウント基板２１０、２２０間を光学的に接合可能に連結する役割を担う。外部導波路基板２３０は、マウント基板２１０よりも幅狭で、かつフレキシブルなフィルム状であって、長尺状のものにより構成されている。

図１４に、特許文献３に開示された光接続装置（光送受信モジュール）の概略斜視図を示す。光接続装置３００は、図１４に示すように、ベルト状の高分子光導波路フィルム３３０と、高分子光導波路フィルム３３０に形成された光導波路を介して光信号を送受信する光送受信部３１５、３２５とで構成されている。光送受信部３１５はサブマウント３１０を備えており、高分子光導波路フィルム３３０の一方の端部はサブマウント３１０上に保持されている。また、光送受信部３２５はサブマウント３２０を備えており、高分子光導波路フィルム３３０の他方の端部がサブマウント３２０上に保持されている。

特許文献４には、プリント配線基板上に実装される２つのＩＣソケットの光接続構造が開示されている。具体的には、２つのＩＣソケットの間を、プリント配線基板と平行な方向に延在するレンズ一体型の光導波路アレイを架け渡すことにより光接続を実現する構成が開示されている。

特許文献５には、プリント配線基板上に配設された光モジュールと光ファイバ配線板との光接続構造が開示されている。具体的には、光ファイバ配線板から、プリント配線基板と平行な方向に延在する光ファイバの先端部を光モジュールの案内孔に送り込むことによって、光接続を実現する構成が開示されている。

図１５に、特許文献６に開示された光接続装置（光電気混載基板と光電気パッケージとの構造体）の模式的断面図を示す。光電気混載基板と光電気パッケージとの構造体は、図１５に示すように、プリント基板４１０、光導波路４１１、光電気パッケージ４２０、ソケット４３０、電子素子４４０等を備えている。光導波路４１１が形成されたプリント基板４１０（光電気混載基板４１５）上には、貫通穴を有するソケット４３０が搭載固定されている。ソケット４３０の貫通穴の内壁側面には電極４３１が、底面には電極４３２が設けられている。ソケット４３０の底面に配設された電極４３２と光電気混載基板４１５の電極４１６がハンダバンプ４５０によって固着されている。電極４３２は、同じソケット４３０に形成された電極４３１と導通している。光電気パッケージ４２０の側面には電極４２１が位置しているため、ソケット４３０に設けられた貫通穴に光電気パッケージ４２０を挿入することで、電極４２１と電極４３１の電気的導通が可能となる。

光電気パッケージ４２０と光電気混載基板４１５には、ガイドピン４６０の嵌合機構が備え付けられている。光電気パッケージ４２０上に設けられたガイドピン４６０の嵌合機構とは、嵌合穴があいた部材４６１であり、光電気混載基板４１５に設けられたガイドピン４６０の嵌合機構とは、嵌合穴４６２である。ガイドピン４６０によって、光素子４７０と光導波路４１１の光信号入出力部分は、ＸＹ方向に位置決めされている。

図１６に、特許文献７に開示された光接続装置（光プリント基板）を用いた実装例の模式的断面図を示す。光プリント基板は、図１６に示すように、第１のプリント基板５１０、第２のプリント基板５２０、光配線層５３０、光配線５３１、ホール５４０、光ピン５７０、４５度ミラー面５７１等を備える。光配線層５３０は、第１のプリント基板５１０と第２のプリント基板５２０の間に挟持されている。光プリント基板の上層には、発光素子、受光素子、電子デバイスなどが実装されている。発光／受光素子と光導波路間の光結合は、光ピン５７０により実現している。

特開平６−３４８３８号公報（第８−１２段落、図１） 特開２００９−８７６６号公報 （第１９、３７−３８段落、図１） 特開２００６−２６７５０１号公報（第４８−５０、９９−１０９段落、図３、図７） 特開２００６−２５９６８２号公報（第４４−５３段落、図２） 特開２００５−３２６６０２号公報（第１３−１４段落、図１３） 特開２００９−００３２５３号公報 （第２８―３２段落、図２） 特開２００５−２６６６２３号公報 （第１５−１６段落、図３）

昨今においては、光インターコネクション技術のコア技術として、光・電気混載基板への要求が高まっている。特許文献１〜５においては、光学的な接続と電気的な接続を同時に満たす構成については開示されていなかった。特許文献６や７においては、光学的な接続と電気的な接続を同時に満たすものの、製造コストが高いという問題があった。

特許文献６においては、嵌合穴４６２によって光学的な位置決めを行うため、嵌合穴自体には数μmの精度が要求される。特許文献７に記載のホール５４０においても同様である。このような高度精密加工を行うためには、特殊な装置や工程が必要となるため、生産性が高いとはいえなかった。

プリント基板上に光導波路を形成する代表的な方法としては、プリント基板上にフィルム状に形成された光導波路を貼り合わせるラミネート法が一般である。しかし、個別に製造した部品を貼り合わせるため、プリント基板と光導波路の相対的な位置精度は要求される実装精度に比べてよくない。そのため、製品歩留まりが悪かった。

さらに、通常のプリント基板の組み立ては、部品を比較的ラフに自動実装機で仮置きしてからリフロー炉で加熱して一括実装するハンダリフロー法が一般的である。しかしながら、特許文献６や７の光接続技術のようにピンを基板に差し込んで位置合わせを行うためには、自動実装機にも数μmの位置合わせ精度が求められる。このような高精度実装には、専用の装置が必要であり、実装にかかる時間も長くなるという問題があった。

また、ハンダリフロー法で実装する場合、プリント基板は、熱の影響で反りなどの変形が発生する。このため、数μmの精度が求められる嵌合穴４６２やホール５４０も変形してしまい、十分な実装精度を得られない。その結果、歩留まりの低下を引き起こすという問題があった。これらの結果、製造コストが高くなっていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光学的な接続と電気的な接続を満たし、かつ、製造コストを低減可能な光接続装置及びその製造方法を提供することである。

本発明に係る光接続装置は、第１光導波路が形成された第１のプリント基板と、第２光導波路が形成された第２のプリント基板と、前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板とを電気的に接続する電気的接続手段とを備え、前記第１光導波路と前記第２光導波路は、柔軟性のあるフレキシブル光導波路により光学的に接続されているものである。

本発明に係る第１の態様の光接続装置の製造方法は、第１光導波路が形成された第１のプリント基板、及び第２光導波路が形成された第２のプリント基板を作製し、前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板の電気的接続を行った後に、前記第１光導波路と前記第２光導波路をフレキシブル光導波路により光学的に接続するものである。

本発明に係る第２の態様の光接続装置の製造方法は、第１光導波路が形成された第１のプリント基板、第２光導波路が形成された第２のプリント基板、フレキシブル光導波路の固設手段を用意し、前記第１光導波路と前記第２光導波路をフレキシブル光導波路により光学的にした後に、前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板の電気的接続を行うものである。

本発明によれば、光学的な接続と電気的な接続を満たし、かつ、製造コストを低減可能な光接続装置及びその製造方法を提供することができるという優れた効果を有する。

本発明に係る光接続装置の模式的断面図。 実施形態１に係る光接続装置の模式的斜視図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ切断部断面図。 実施形態１に係る光接続装置の部分拡大断面図。 実施形態１に係る光接続装置の部分拡大断面図。 （ａ）（ｂ）実施形態１に係る光接続装置の製造工程断面図。 （ａ）（ｂ）実施形態１に係る光接続装置において位置ずれが生じた状況を説明する模式的断面図。 実施形態２に係る光接続装置の模式的断面図。 実施形態３に係る光接続装置の模式的断面図。 実施形態４に係る光接続装置の模式的断面図。 実施形態５に係る光接続装置の模式的断面図。 特許文献１に開示された光接続装置の模式的断面図。 特許文献２に開示された光接続装置の模式的断面図。 特許文献３に開示された光接続装置の模式的断面図。 特許文献６に開示された光接続装置の模式的断面図。 特許文献７に開示された光接続装置の模式的断面図。

本発明に係る光接続装置は、第１光導波路が形成された第１のプリント基板と、第２光導波路が形成された第２のプリント基板と、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを電気的に接続する電気的接続手段とを備える。また、第１光導波路と第２光導波路は、柔軟性のあるフレキシブル光導波路により光学的に接続されている。

図１に、本発明に係る光接続装置の一例を示す模式的断面図を示す。光接続装置１Ａは、第１のプリント基板１０Ａ、第２のプリント基板２０Ａ、フレキシブル光導波路３０Ａ、電気的接続手段４０Ａを備える。

第１のプリント基板１０Ａには、図１に示すように、第１光導波路１１Ａが埋設されている。また、第２のプリント基板２０Ａ上には、第２光導波路２１Ａが配設されている。フレキシブル光導波路３０Ａは、第１光導波路１１Ａと第２光導波路２１Ａを光学的に接続するように構成されている。なお、第１光導波路１１Ａ、第２光導波路２１Ａのそれぞれのプリント基板における配設位置は、一例であって、これに限定されるものではない。また、フレキシブル光導波路３０Ａの構成も、一例であって、これに限定されるものではない。

電気的接続手段４０Ａは、第１のプリント基板１０Ａと第２のプリント基板２０Ａとを電気的に接続する役割を担う。図１の例においては、それぞれの基板に形成されたＢＧＡ(Ball Grid Array)用電極１４Ａ，２４Ａに対して、電気的接続手段４０Ａとして、ハンダボールを用いた。電気的接続は、例えば、通常の電気基板と同様にＢＧＡ実装することにより実現することができる。なお、電気的接続手段４０Ａとしては、ＢＧＡ実装の例に限定されるものではなく、例えば、ソケットなどを用いることもできる。

以下、本発明を適用したより具体的な実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。

［実施形態１］
図２に、本実施形態１に係る光接続装置の装置構成の一例を説明するための斜視図を、図３に、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ切断部断面図を示す。光接続装置１は、図２及び図３に示すように、第１のプリント基板１０の上に、これよりも一回りサイズの小さい第２のプリント基板２０が間隙を持って対向配置されている。第２のプリント基板２０上には、帯状の第２光導波路２１が配設されている。そして、第２導波路２１の上層と少なくとも一部が重なる位置に、第２のプリント基板２０よりもサイズの小さい光モジュール５０が搭載されている。

第１のプリント基板１０には、第２光導波路２１と実質的に同一方向に配設された帯状の第１光導波路１１が埋設されている。第１光導波路１１の先端面には、第１ミラー１２が形成されている。また、第１のプリント基板１０には、第１光導波路１１の表面まで貫通する第１スリット１３が設けられている。具体的には、第２のプリント基板２０と対向する第１のプリント基板１０主面に、図２中のＸ軸方向であって、第２のプリント基板２０と対向配置される位置、及びそこから延在された位置に第１スリット１３が設けられている。

第１スリット１３には、フレキシブル光導波路３０の一端部が差し込まれ、接着材などによってフレキシブル光導波路３０の一端部が固設されている。換言すると、第１スリット１３と接着材が、フレキシブル光導波路３０の固設手段として機能する。固設手段としては、フレキシブル光導波路３０の主面を挟持して固設するものが好ましい。固設手段の他の例としては、第１スリット１３のみとしたり、他の係合部材を備えたりしてもよい。また、後述するように、スリットを設ける代わりに、ガイド部品を用いてもよい。第１光導波路１１に形成された第１ミラー１２を通過した光信号は、第１スリット１３に導かれるように、第１ミラー１２と第１スリット１３の互いの位置が調整されている。

なお、第１スリット１３の長手方向の長さは、特に限定されるものではなく、フレキシブル光導波路３０の幅に応じて、適宜変更することができる。また、第１スリット１３の方向は、特に限定されるものではなく、図２の例とは異なる方向のものであってもよい。

第２光導波路２１の先端面には、第２ミラー２２が形成されている。第２のプリント基板２０には、第２光導波路２１の先端部まで貫通する第２スリット２３が設けられている。形成位置は、第２のプリント基板２０の外周辺の一辺近傍に、これに沿って、第２スリット２３が設けられている。第２ミラー２２と第２スリット２３の互いの位置は、第２光導波路２２に形成された第２ミラー２２を通過した光信号が、第２スリット２３に導かれるように調整されている。なお、第２スリット２３の長手方向の長さは、特に限定されるものではなく、フレキシブル光導波路３０の幅に応じて、適宜変更することができる。また、第２スリット２３の長手方向は、特に限定されるものではなく、図２の例とは異なる方向のものであってもよい。

フレキシブル光導波路３０は、第１光導波路１１と第２光導波路２１とを光学的に接続する役割を担う。具体的には、フレキシブル光導波路３０の一端部は、第１スリット１３に差し込まれた状態で固設され、フレキシブル光導波路３０の他端部は、第２スリット２３に差し込まれた状態で固設されている。固設には、接着材等を好適に適用することができる。なお、フレキシブル光導波路３０の概略方向は、第１のプリント基板１０、第２のプリント基板２０に対して概ね垂直方向となるように配設する例について挙げているが、これに限定されるものではない。但し、基板面に対して、フレキシブル光導波路の延在方向が角度を有するように（基板面に対して、０°の方向を除くように）配設することが好ましい。これにより、フレキシブル光導波路のプリント基板に対する固設面積の縮小化を図ることができる。

フレキシブル光導波路３０の幅は、特に限定されないが、本実施形態１においては、第２のプリント基板２０の一辺と実質的に同一の幅のものを用いた。これに代えて、第２のプリント基板２０の一辺よりも幅広で、第２スリット２３より突出するフレキシブル光導波路を用いてもよい。また、第１光導波路１１及び第２光導波路２１と実質的に同一幅のフレキシブル光導波路を用いてもよい。

フレキシブル光導波路３０は、その名称の如く、柔軟性を持つ材料により構成されている。特に限定されないが、フィルム状若しくはシート状のものを好適に適用することができる。フレキシブル光導波路３０の材料は、特に限定されるものではないが、一例を挙げれば、ポリイミドや液晶ポリマー等のポリマー（樹脂）を挙げることができる。フレキシブル光導波路３０の両端は、後述するスリットに差し込みやすいように硬いリジット部３３を備えるようにすることが好ましい。実施形態１においては、フレキシブル光導波路３０の長さが、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０の実装状態における対向距離（間隔）ｄよりも長い状態となっている。これにより、フレキシブル光導波路３０は、たわんだ状態で固定されることになる。これにより、製造歩留まりを高めることができる。詳しくは、後述する。

第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０との互いの対向主面上にそれぞれ形成されたＢＧＡ電極１４、２４の間に、電気的接続手段としてのハンダボール４０が配設されている。電気的接続手段であるハンダボール４０は、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０とを電気的に接続する役割を担う。本実施形態１においては、図１の例と同様に、通常の電気基板と同様にＢＧＡ実装して電気的接続を行う。図３においては、ハンダボール４０が１個配設されている例を示しているが、通常、複数配設されている。

図４に、第１のプリント基板１０及びフレキシブル光導波路３０の接続部近傍の部分拡大断面図を、図５に、第２のプリント基板２０とフレキシブル光導波路３０の接続部近傍の部分拡大断面図を示す。フレキシブル光導波路３０は、図４及び図５に示すように、コア層３１、これを挟持する２つのクラッド層３２の積層構造となっている。さらに、フレキシブル光導波路３０の両端部においては、硬いリジット部３３を備えている。リジット部３３は、必ずしも設けなくてもよいが、リジット部３３を設けることにより、第１スリット１３及び第２スリット２３への差し込みを容易に行うことができる。

第１スリット１３は、第１ミラー１１を介して出入射される光信号Ｌがフレキシブル光導波路３０と結合できるように第１ミラー１２と相対位置を合わせて形成されている。第１スリット１３の位置は、特に限定されないが、製造容易性の観点から、ＢＧＡ電極パッド１４より第１のプリント基板１０の外周領域に形成することが好ましい。例えば、ダイシング法により第１スリット１３を一括形成する際、上記配置とすることにより、ＢＧＡ電極パッド１４の配置に影響を受けることなく、形成することができる。

第１スリット１３の溝幅は、フレキシブル光導波路３０を差し込んで固設可能であれば特に限定されないが、フレキシブル光導波路３０の厚みと比較して結合損に影響を与えない程度の余裕（例えば、１０〜２０μｍ）を持たせた幅とすることが好ましい。第１スリット１３の下面は、第１光導波路１１の表面まで貫通するように形成されている。そして、フレキシブル光導波路３０は、ここに突き当てて固設されている。固設手段としては、接着材等により接着固定することができる。

第２スリット２３は、図４に示すように、信号光Ｌが透過できるように、第２のプリント基板２０を貫通している。第２スリット２３には、フレキシブル光導波路３０の挿入を規制するストッパー２５が設けられている。第２スリット２３は、第２ミラー２２を介して出入射される光信号Ｌがフレキシブル光導波路３０と結合できるように第２ミラー２２と相対位置を合わせて形成されている。なお、ストッパー２５を設けずに、フレキシブル光導波路３０を第２光導波路２１と当接するようにしてもよい。第２スリット２３の位置は、製造容易性の観点から、ＢＧＡ電極パッド２４より第２のプリント基板２０の外周に形成することが好ましい。例えば、第２スリット２３をダイシング法により一括形成する際、上記構成とすることにより、ＢＧＡ電極パッド２４の配置に影響を受けることなく形成することができる。

第２スリット２３の溝幅は、フレキシブル光導波路３０を差し込んで固設可能であれば特に限定されないが、フレキシブル光導波路３０の厚みと比較して結合損に影響を与えない程度の余裕（例えば、１０〜２０μｍ）を持たせた幅とすることが好ましい。

上記のように構成された光接合装置１は、例えば、以下のように動作する。光モジュール５０から出射された光信号Ｌは、第２のプリント基板２０上の第２光導波路２１に結合し、伝搬される。そして、第２のプリント基板２０の所定の位置に設けられた第２ミラー２２によって下向きに光路変換される。光路変換された信号光Ｌは、フレキシブル光導波路３０に結合して伝搬される。そして、フレキシブル光導波路３０のもう一方の端面に到達し、再び出射される。信号光Ｌは、第１のプリント基板１０上の第１ミラー１２によって再び光路変換されて第１のプリント基板１０上の第１光導波路１１に結合して伝搬される。一方、第１のプリント基板１０上の第１光導波路１１から入射された信号光は逆の経路をたどり光モジュール５０へと到達する。

次に、本実施形態１に係る光接続装置の製造方法について図６（ａ）及び図６（ｂ）の製造工程断面図を参照にしつつ説明する。まず、第１光導波路１１、第１スリット１３、ＢＧＡ電極パッド１４が形成された第１のプリント基板１０を常法に従って作製する。同様にして、第２光導波路２１、第２スリット２３、ＢＧＡ電極パッド２４が形成された第２のプリント基板２０を常法に従って作製する。次いで、ＢＧＡ電極パッド２４に、ＢＧＡハンダボール４０を実装し、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０を対向するように配置する（図６（ａ）参照）。

次に、図６（ｂ）に示すように、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０を、通常の電気回路の実装と同様にして位置合わせを行う。そして、ハンダリフロー工程を行う。これにより、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０とが電気的に接続される。その後、第１スリット１３と第２スリット２３にフレキシブル光導波路３０を差し込み、接着固定する。これらの工程を経て、光接続装置１が製造される。

プリント基板上への電気部品実装は、例えば、ハンダリフロー法によって実装される。この際、個々の電気部品は、ハンダの表面張力によって整列される。しかしながら、何らかの原因によって、本来の実装位置からずれて実装されてしまうことがある。このような場合、図７（ａ）に示すように、ハンダボール４０は、変形した状態で凝固し、第１ミラー１３と第２ミラー２３がずれた状態となる。

フレキシブル光導波路３０の長さは、前述したように、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０の実装状態における対向距離（間隔）ｄよりも長い状態となっている。このため、図７（ａ）のように、ハンダボール４０が変形した状態で凝固された場合、フレキシブル光導波路３０のたわみが伸びる。第１ミラー１３と第２ミラーの位置がずれた状態となっても、フレキシブル光導波路３０の変形によって光接続を維持することができる。

また、ハンダボール４０の直径のばらつきなどによって、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０の間隔ｄが変ってしまった場合においても、フレキシブル光導波路３０のたわみによって光接続を維持することができる。

さらに、プリント基板上に光導波路を形成する代表的な方法であるラミネート法を適用した場合、第１光導波路１１、第２光導波路２１のいずれか、若しくは両方がずれて、第１ミラー１３と第２ミラー２３の互いの相対位置がずれてしまう場合がある。このような場合でも、図７（ｂ）に示すように、フレキシブル光導波路３０を用いることにより、光接続を実現することができる。図７（ａ）の例においては、たわみが伸びてＳ字状となった例を示している。

上記特許文献６や７においては、例えば、光インターポーザ基板の４辺に光接続構造を設けることは難しかった。このような構成においては、光接続構造同士の位置合わせが重要となるが、実装時の加熱によって、少なからず基板が変形し、軸ずれによる損失が発生するためである。一方、本実施形態１によれば、フレキシブル光導波路３０を用いることにより、基板等の変形や、上記のような位置ずれが発生しても、フレキシブル光導波路３０の接続が維持されている限り、光接続を維持することができる。従って、多チャンネル化にも有利な構造である。

本発明によれば、プリント基板同士を、フレキシブル光導波路で光学的に接続する構造を採用しているので、実装時の位置ずれに強い光接続装置を提供することができる。また、上記特許文献６や７のように、高精度な位置合わせ用のガイド穴等が不要であるというメリットを有する。このため、光学的な接続と電気的な接続を同時に満たし、かつ、製造コストを低減可能な光接続装置を提供することができる。また、歩留まりの向上を図ることができる。

[実施形態２]
次に、上記実施形態とは異なる構造の光接続装置の一例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施形態と同一の要素部材は同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。

本実施形態２に係る光接続装置１ａは、以下の点を除く基本的な構造は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１においては、第１光導波路１１は、第１のプリント基板１０に埋設されていたが、本実施形態２においては、第１光導波路が第１のプリント基板上に配設されている点において相違する。また、本実施形態２においては、第１スリット１３を設ける代わりに、ガイド部品を設けている点において相違する。

図８に、本実施形態２に係る光接続装置の模式的断面図を示す。光導波路１１ａは、前述したように、第１のプリント基板１０ａの表面上に配設されている。ガイド部品６１は、第１光導波路１１ａの上に、ガイド部品６２は、第１のプリント基板１０ａ上に設けられている。これらのガイド部品６１、６２に、フレキシブル光導波路３０ａの一端部を差し込み、接着材なども用いて、フレキシブル光導波路３０が固設されている。換言すると、フレキシブル光導波路３０の一端部主面は、ガイド部品６１、６２の側面に挟持されている。ガイド部品６１、６２、接着材が固設手段として機能する。

なお、本実施形態２においては、ガイド部品として２つの部品を適用した例について述べたが、これに代えて、スリット状の溝部を有する１つのガイド部品により構成してもよい。

本実施形態２によれば、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、第１光導波路１１ａを第１のプリント基板１０ａ上に配設しているので、ラミネート法などの簡便な方法により製造することができる。これにより、低コスト化をより効果的に実現することができる。

[実施形態３]
次に、上記実施形態とは異なる構造の光接続装置の一例について説明する。本実施形態３に係る光接続装置は、以下の点を除く基本的な構造は、上記実施形態２と同様である。すなわち、上記実施形態２においては、第１光導波路１１と第２光導波路２１とを別の部材であるフレキシブル光導波路３０を用いて接続していたが、本実施形態３においては、第１光導波路１１の一部をフレキシブル光導波路として利用し、これと第２光導波路２１とを接続している点において相違する。また、上記実施形態２においては、ガイド部品６１、６２を用いていたのに対し、本実施形態３においては、これを用いていない点においても相違する。

図９に、本実施形態３に係る光接続装置の模式的断面図を示す。第１光導波路１１ｂは、第１のプリント基板１０ｂの表面上に配設されている。フレキシブル光導波路３０ｂは、第１光導波路を延設したものを用いる。換言すると、フレキシブル光導波路３０ｂと、第１光導波路１１ｂは、一体的に形成されている。フレキシブル光導波路３０ｂの先端部にリジット部（不図示）を設け、第２スリット２３に差し込んで、接着材等により固設する。このような第１光導波路１１ｂ及びフレキシブル光導波路３０ｂは、ラミネート法で光導波路をプリント基板に形成する際に、プリント基板に接着しない領域を設けることで容易に作製することができる。

本実施形態３によれば、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、フレキシブル光導波路３０ｂを第１光導波路と兼用し、ガイド部品、第１スリット、第１光導波路１１ｂのミラーを設置する必要もないので、部品点数を削減することができる。また、製造プロセスの簡便化を図ることができる。従って、より効果的に低コスト化を図ることができる。

[実施形態４]
次に、上記実施形態とは異なる構造の光接続装置の一例について説明する。本実施形態４に係る光接続装置は、以下の点を除く基本的な構造は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１においては、第１光導波路１１と第２光導波路２１とを別の部材であるフレキシブル光導波路３０を用いて接続していたが、本実施形態４においては、フレキシブル光導波路として、第２光導波路を延設したものを利用し、これと第１光導波路とを接続している点において相違する。また、上記実施形態１においては、第２のプリント基板２０に第２スリット２１を設けていたのに対し、本実施形態４においては、これを設けていない点においても相違する。

図１０に、本実施形態４に係る光接続装置の模式的断面図を示す。第２光導波路２１ｃは、第２のプリント基板２０ｃの表面上に配設されている。フレキシブル光導波路３０ｃとして、第２光導波路２１ｃから延設されたものを用いる。換言すると、フレキシブル光導波路３０ｃと、第２光導波路２１ｃは、一体的に形成されている。フレキシブル光導波路３０ｃの先端部にリジット部（不図示）を設け、第１のプリント基板１０の第１スリット１３に差し込んで、接着材等により固設する。このような第２光導波路２１ｃとフレキシブル光導波路３０ｃは、ラミネート法で光導波路をプリント基板に形成する際に、一部のみを接着しないようにすることで容易に作製することができる。

本実施形態４によれば、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、フレキシブル光導波路３０を第２光導波路と兼用し、ガイド部品、第２スリット、第２光導波路２１ｃのミラーを設置する必要がないので、部品点数を削減することができる。また、製造プロセスの簡便化を図ることができる。従って、より効果的に低コスト化を図ることができる。

[実施形態５]
次に、上記実施形態とは異なる構造の光接続装置の一例について説明する。本実施形態５に係る光接続装置は、以下の点を除く基本的な構造は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１においては、電気的接続を、ＢＧＡ実装することにより実現していたのに対し、本実施形態５においては、電気的接続を、ソケットにより実現している点において相違する。

図１１に、本実施形態５に係る光接続装置の模式的断面図を示す。ソケット７０には、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０との電気的接続手段として機能する接続ピン４０ｄが１又は複数個、配設されている。接続ピン４０ｄは、第１のプリント基板１０上に形成された電極パッド１４、第２のプリント基板２０上に形成された電極パッド２４と接続される。これにより、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０が電気的に接続される。なお、図１１のソケットの例は、一例であって、種々の変形が可能であることは言うまでもない。

また、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０との光学的接続を実現するために、フレキシブル光導波路３０が差し込まれる貫通穴７５が形成されている。この貫通穴７５の幅にゆとりをもたせることにより、第１ミラー１３と第２ミラー２３との位置ずれが生じた場合であっても、フレキシブル光導波路３０のたわみによって位置ずれを吸収し、光接続を維持することができる。なお、第２のプリント基板２０を接続ピン４０ｄに押しつけるカバー(不図示)が、ソケット７０の全体を覆うように設けられている。

本実施形態５によれば、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、上記実施形態１〜４においては、プリント基板同士の電気的接続方法としてＢＧＡを用いた方法について説明したが、実装方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ＰＧＡ(Pin Grid Array)やＬＧＡ(Land Grid Array)などの実装方法を適用してもよい。また、上記実施形態５のようにソケットなどを用いてもよい。

また、上記実施形態１においては、フレキシブル光導波路３０が１つある例について述べたが、複数配設する構成としてもよい。例えば、フレキシブル光導波路３０を第２のプリント基板２０の周囲４辺に一つずつ設けてもよい。フレキシブル光導波路３０を複数設けることにより、光の伝送チャンネルを増やすことが可能となる。その結果、高密度化、多チャンネル化が可能となるという特段の効果も得られる。

また、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０は、いずれかの基板に、複数の基板と接続するように構成してもよい。例えば、１つの第１のプリント基板１０に対して、複数の第２のプリント基板２０を実装することも可能である。また、上記実施形態においては、第１のプリント基板１０と第２のプリント基板２０の少なくとも一部が対向配置されている例について述べたが、必ずしも対向配置されていなくてもよい。

また、本発明に係る光接続装置の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ハンダリフロー工程の前に、フレキシブル光導波路３０を第１スリット１３、第２スリット２３のいずれか、若しくは両方に差し込んでもよい。この方法によれば、ハンダリフロー工程による位置ずれに対して、フレキシブル光導波路３０がストッパーとして機能し、大きな位置ずれを防ぐ効果も得られる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

本発明に係る光接続装置は、光インターコネクション装置や光通信装置などに特に好適に利用することができる。

１ 光接続装置
１０ 第１のプリント基板
１１ 第１光導波路
１２ 第１ミラー
１３ 第１スリット
１４ ＢＧＡ電極
２０ 第２のプリント基板
２１ 第２光導波路
２２ 第２ミラー
２３ 第２スリット
２４ ＢＧＡ電極
２５ ストッパー
３０ フレキシブル光導波路
３１ コア
３２ クラッド
３３ リジット部
４０ ハンダボール
５０ 光モジュール
６１、６２ ガイド部品
７０ ソケット
７１ 接続ピン
７５ 貫通穴

Claims (10)

1. 第１光導波路が形成された第１のプリント基板と、
   第２光導波路が形成された第２のプリント基板と、
   前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板とを電気的に接続する電気的接続手段とを備え、
   前記第１光導波路と前記第２光導波路は、柔軟性のあるフレキシブル光導波路により光学的に接続されている光接続装置。
2. 前記フレキシブル光導波路の主面を挟持して、前記第１のプリント基板、及び前記第２のプリント基板の主面とは異なる方向に前記フレキシブル光導波路が延在するように形成された固設手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光接続装置。
3. 前記固設手段として、前記フレキシブル光導波路が差し込めるスリットが、前記第１のプリント基板、又は前記第２のプリント基板の少なくともいずれかに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光接続装置。
4. 前記固設手段として、前記フレキシブル光導波路が差し込めるガイド部品が、前記第１のプリント基板上、又は前記第２のプリント基板上の少なくともいずれかに設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光接続装置。
5. 前記フレキシブル光導波路の前記第１のプリント基板の表面と、前記第２のプリント基板の表面との間を結ぶ配設長さは、前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板との対向距離よりも長いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光接続装置。
6. 前記固設手段に差し込まれる前記フレキシブル光導波路の少なくとも一部は、リジット部を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光接続装置。
7. 前記フレキシブル光導波路は、樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光接続装置。
8. 前記フレキシブル光導波路は、前記第１光導波路を延設したもの、若しくは、前記第２光導波路を延設したものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光接続装置。
9. 第１光導波路が形成された第１のプリント基板、及び第２光導波路が形成された第２のプリント基板を作製し、
   前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板の電気的接続を行った後に、
   前記第１光導波路と前記第２光導波路をフレキシブル光導波路により光学的に接続する光接続装置の製造方法。
10. 第１光導波路が形成された第１のプリント基板、第２光導波路が形成された第２のプリント基板、フレキシブル光導波路の固設手段を用意し、
    前記第１光導波路と前記第２光導波路をフレキシブル光導波路により光学的に接続した後に、
    前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板の電気的接続を行う光接続装置の製造方法。

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