JP2013217989A - 光ファイバコネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバコネクタ30は、基板1と、基板1の一方の面上に設けられた光路変換部材20と、光路変換部材20に並設される光ファイバ挿入溝12とを備える。光路変換部材20は、光ファイバ挿入溝12に挿入された光ファイバの端面から出射する光の光路上に位置しかつ光路に対して傾斜し、光ファイバ挿入溝12に挿入された光ファイバの端面から出射する光の光路を変換させるミラー面22bを有する。ミラー面22bによって変換された光ファイバ光の光路上に位置するように、基板1の他方の面上にレンズ3を設ける。
【選択図】図3
Description
すなわち、本発明は、以下の(1)を提供するものである。
(1)基板と、前記基板の一方の面上に設けられた光路変換部材と、前記光路変換部材に並設される光ファイバ挿入部とを備える光ファイバコネクタであって、
前記光路変換部材は、前記光ファイバ挿入部に挿入された光ファイバの端面から出射する光の光路上に位置しかつその光路に対して傾斜し、前記光ファイバ挿入部に挿入された光ファイバの端面から出射する光の光路を変換させるミラー面を有し、
前記ミラー面によって変換された前記光路上に位置するように、前記基板の他方の面上にレンズを設けてなる光ファイバコネクタ。
[第1の実施形態]
図1〜3は第1の実施形態に係るミラー付き光ファイバコネクタを示す。
第1の実施形態に係るミラー付き光ファイバコネクタ30は、基板1と、基板1の一方の面(図1、3の上面)上に並設された光ファイバガイド部材10及び光路変換部材20と、基板1の他方の面(図1、2の下面)上に形成されたレンズ3とを有する。
詳しくは後述するが、図1〜図3に示すとおり、光ファイバガイド部材10の光ファイバ挿入溝(光ファイバ挿入部)12に光ファイバ50が挿入され、その端面50aが光路変換部材20の垂直面20aに接続される。光ファイバ50の端面50aから出射した光信号は、垂直面20aを通って光路変換部材20内に入射され、光路変換部材20のミラー面22bによって光路を図1の下向きに変換された後、基板1を透過して基板1の他方の面(下面)側に送信される。基板1の他方の面側に送信された光信号は、レンズ3で集光されて受光素子4によって受光される。
<基板>
基板1は、光ファイバ50から出射される光信号波長を透過可能な透明基板であれば特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線が設けられた電気配線板などが挙げられる。また、基板1としては、柔軟性及び強靭性がある点、及び光信号等の長波長側の光を透過する一方、フォトリソグラフィーで使用する活性光線等の短波長側の光を遮光できる点から、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド基板を使用することが好ましく、より好適にはポリイミド基板が好ましい。
本実施形態では、基板1の一方の面(上面)上に接着層2が設けられている。この接着層2を用いることにより、基板1と、光ファイバガイド部材10及び光路変換部材20とを良好に接着させることができる。接着層2の種類としては、光信号波長に対して光透過性があり、基板1、光ファイバガイド部材10及び光路変換部材20に対して接着力のあるものであれば特に限定されないが、透明樹脂フィルム、両面テープ、UVまたは熱硬化性接着剤、プリプレグ、ビルドアップ材、及び電気配線板製造用途に使用される種々の接着剤が好適に使用されるが、透明樹脂フィルムが好ましい。また、接着層2は、後述するミラー部材22よりも屈折率を低くすると、光の漏れを抑制することができるため更に好ましい。
光ファイバガイド部材10は、接着層2の上に所定のパターンで配設される複数のガイド本体部11によって形成される。複数のガイド本体部11は、間隔をおいて複数並べられて構成され、一対のガイド本体部11間それぞれに、y方向(基板1の上面と平行方向)に延在する光ファイバ挿入溝(光ファイバ挿入部)12を形成する。光ファイバ挿入溝12は、互いにx方向(溝の幅方向)に間隔をおいて複数(本実施形態では4つ)配列される。光ファイバ挿入溝12は、y方向と垂直な断面が長方形であるが、これに限定されるものではなく、光ファイバ50を支持し得るものであれば、台形等の他の四角形、五角形以上の多角形、V字形、半円形のような弧状等であってもよい。また、光ファイバ挿入溝12は単数であってもよい。ガイド本体部11は、光ファイバ挿入溝12に挿入された光ファイバ50が光ファイバ挿入溝12の幅方向(x方向)に移動しないように両側から支持する。
ガイド本体部11の厚さは、(光ファイバの直径+30μm)以下の範囲が好ましく、光ファイバ50の直径以上であると、後述するように、光ファイバ挿入溝12上に、蓋60(図14、15参照)を形成した際に容易に光ファイバ50を挿入することができる。また、図1〜3に示すように、蓋60を用いない場合には、ガイド本体部11の厚さを光ファイバ50の直径以下にすると、光ファイバ挿入溝12に光ファイバ50を押し込め易い。
光路変換部材20は、接着層2上に積層された平板状を呈するミラー部材22より構成される。光路変換部材20(ミラー部材22)の光ファイバガイド部材10側の側面は、基板1やy方向に直交する垂直面20aであり、光ファイバ挿入溝12に挿入された光ファイバ50の端面50aと接続する光ファイバ接続用面22aとなる。
ミラー部材22の厚さ(z方向の長さ)は、(光ファイバの半径+光ファイバのコア径/2)以上が好ましく、この範囲であると、光ファイバ50からミラー部材22のミラー面22bへ伝達する光信号の光損失が少なくできる。
基板1の他方の面上に形成されたレンズ3は、基板1に接する面とは反対側の面が凸面となる凸状レンズであって、光ファイバ50からの光を受光素子4に受光させるための集光レンズである。レンズ3の直径は、ミラー面22bからの光を効率良く受光するために、ミラー面22bのy方向長さや、光ファイバ50のコア径より長いことが好ましい。レンズ3は、フォトリソグラフィー加工により形成できるように、感光性樹脂組成物により形成されることが好ましく、レンズの透明性が良好になる点からネガ型フォトレジストにより形成されることがより好ましい。
なお、ミラー面22bのy方向における中心とレンズ3の中心は正面側から見ると重なる位置に配置されることがより好ましい。また、ミラー面22bの中心からレンズ3までのz方向に沿う距離は、光ファイバ50の半径よりも10〜50μm程度大きいことが好ましく、これにより、レンズ3とミラー面22bの間の光路における光損失を最小限に抑えることができる。
レンズを形成するための感光性樹脂組成物は、例えば、(a)バインダポリマーと、(b)エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物と、(c)活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤とを含有するものである。かかる感光性樹脂組成物を用いることにより、感光層の解像度及び密着性が向上するとともにレンズの光透過性をより確実に確保することができるので、レンズの光学性能及び生産性をさらに高水準で両立させることができる。
一般式(I)で表される硫黄含有化合物は、(メタ)アクリル酸エステル化合物であり、硫黄原子を含有することを特徴としている。
Aは、具体的には、酸素原子又は硫黄原子を含有していてもよい炭素数1〜10のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2〜5のアルキレン基であることがより好ましい。また、屈折率をより高くする観点から、X1及びX2が硫黄原子であることが好ましい。
1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−フェニルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−フェニルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−クロロフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−ブロモフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオナフチル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(2'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(3'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−クロロベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−ブロモベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−フェニルエチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(2'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(3'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(2'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(3'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−フェニルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−フェニルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−クロロフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−ブロモフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオナフチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタンが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物としては、例えば、多価アルコールとα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン、グリシジル基含有化合物とα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレン(メタ)アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
これらの(B2)成分として例示した化合物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、N,N'−テトラメチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N'−テトラエチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4'−ジメチルアミノベンゾフェノン、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)](「イルガキュア−OXE01」、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)(イルガキュア−OXE02、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン(「イルガキュア−369」、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン(「イルガキュア−907」、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)等の芳香族ケトン;2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9'−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N−フェニルグリシン、N−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。
上記の光重合開始剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
受光素子4は、光信号を電気信号に変換する光電素子であって、例えばフォトダイオードが使用される。受光素子4は、レンズ3から離間して対向する位置にあり、正面側から見るとレンズ3と重なる位置に配置され、レンズ3で集光された光ファイバ50からの光を受光する。受光素子4は、例えば不図示の支持部材を介して基板1上に実装されるが、その構成に限定されるわけではない。
光ファイバ50をミラー付き光ファイバコネクタ30に接続する方法としては、特に限定されないが、例えば、ガラスブロックで光ファイバ50を抑えて光ファイバ挿入溝12に押し込み、光路変換部材20の垂直面20aに光ファイバ50の端面50aを突き当てる。この状態で、光ファイバ挿入溝12内に接着剤を充填する等して、光ファイバ50を光ファイバ挿入溝12内に固定する。
光ファイバ挿入溝12に挿入された光ファイバ50からの光信号は、光ファイバ50の端面50aからミラー部材22の光ファイバ接続用面22aを透過し、光ファイバ50の延長線(y方向)に沿ってミラー部材22内を移動し、ミラー面22bで反射される。ミラー面22bで反射された光は、基板1を透過し、レンズ3で集光されて受光素子4に受光される。この受光された光信号は、受光素子によって電気信号に変換され、不図示の制御回路等に送信される。
特に、本実施形態では、光ファイバガイド部材10、光路変換部材20、及びレンズ3が、後述するようにフォトリソグラフィーにより成形されると、例えば射出成形により成形される場合に比べて、より小型で薄厚の光ファイバコネクタ30を形成できる。そして、上記したようにレンズ3とミラー面22bとの距離も小さくすることができ、光損失を効果的に低減させることが可能になる。
さらに、光ファイバ50の端面50aが光路変換部材20の垂直面20aに突き当てられるため、光ファイバ50の端面50aと光路変換部材20との間に空気が介在することが防止され、光ファイバ50と光路変換部材20の間における光損失を抑えることができる。
次に、上記のミラー付き光ファイバコネクタ30の製造方法の一例を図4,5を用いて説明する。
<接着層の形成工程>
本実施形態では、まず、図4(a)、図5(a)に示すように、基板1の一方の面上に接着層2を形成する。接着層2の形成方法は特に限定されず、例えば、接着層形成用樹脂の塗布又は接着層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すればよい。塗布による場合には、その方法は限定されず、接着層形成用樹脂組成物を常法により塗布すればよい。また、ラミネートに用いる接着層形成用樹脂フィルムは、例えば、接着層形成用樹脂組成物を溶媒に溶解して、キャリアフィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
次いで、ガイド本体部11とミラー部材22を形成するために、図4(b)、図5(b)に示すように、接着層2の上に透明樹脂フィルム22’を積層する。次いで、この透明樹脂フィルム22’の光ファイバ挿入溝12の形成予定部位を除去して光ファイバ挿入溝12を形成することにより、図4(c)、図5(c)に示すように、ガイド本体部11とミラー部材22とを一括形成する。
レンズは、上記したようにフォトリソグラフィーによって形成することが好ましい。以下、レンズ形成方法の一例として、レンズをネガ型フォトレジストにより形成する場合の例を説明するが、レンズはポジ型フォトレジストで形成しても良い。
ただし、支持体フィルムに感光性樹脂組成物からなる感光層を積層して構成されるレンズ用感光性エレメントを、基板1に貼付することによりレンズ形成用感光層3’を設けてもよい。
光ファイバガイド部材10及びミラー部材22、好ましくはさらにレンズ3を形成した後、図4(d)、図5(d)に示すように、光路変換面形成用溝25を形成し、ミラー部材22にミラー面22bを形成する。本実施形態では、光路変換面形成用溝25の形成方法としては、特に限定されず、ダイシングソーによる切削加工、ドライ系のエッチング、及びウェット系のエッチングのいずれかの手法を用いて形成してもよく、それらを組み合わせて形成してもよいが、ダイシングソーによって光路変換面形成用溝25を形成するほうが、容易にミラー面22bを形成できる。
ミラー面22bの形成前又は形成後、光ファイバ接続用面22a(光路変換部材20の垂直面20a)を平坦化すると共に、図4(d)、図5(d)に示すように、光ファイバガイド部材10と前記光路変換部材20との間に前記基板1にまで達するスリット溝6を形成する。光ファイバ接続用面22aの平坦化及びスリット溝6の形成は、好ましくはダイシングソーによって行うことができる。これにより、光ファイバ接続用面22aを光ファイバ端面50aに良好に接続させることができる。
図6〜8は、第2の実施形態に係るミラー付き光ファイバコネクタ30を示す斜視図である。以下、第2の実施形態について第1の実施形態との相違点を中心に説明する。ここで、説明を省略した部分の構成は第1の実施形態と同様である。なお、以下の説明においては、第1の実施形態に対応する部材ついては同一の符号を付して説明する。
なお、第2の実施形態の光路変換部材20では、ミラー部材22は、光ファイバガイド部材10と反対側の側面(y方向の後端面)まで延在しておらず、反基板側クラッド層23がミラー部材22の後端面に回り込んだ形状となっている。これにより、ミラー部材22の後端面の損傷が防止される。
また、ミラー部材22の上下にクラッド層21、23を設けたため、光信号が上下方向に広がることを防止され、光伝達効率はさらに高めることができる。さらに、ガイド用コア13の下側にはクラッド層がない一方、ミラー部材(光伝達用コア)22の下側に基板側クラッド層21が存在するため、この基板側クラッド層21の厚さを調節することにより、ミラー部材22の光ファイバ接続用面22aを光ファイバ端面50aのコア層と良好に接続させることができる。
本実施形態では、まず、第1の実施形態と同様に、接着層2を形成する(図9(a)、10(a)参照)。次いで、接着層2の上に、図9(b)、図10(b)に示すように、基板側クラッド層形成用フィルム21’を積層する。次いで、この基板側クラッド層形成用フィルム21’のうち光ファイバガイド部材10の形成予定部位を除去することにより、基板側クラッド層21を形成する(図9(c)、図10(c)参照)。なお、本実施形態では、基板側クラッド層形成用フィルム21’のうち、光ファイバガイド部材10の形成予定部分全体を除去しているが、光ファイバガイド部材10においては、光ファイバ挿入溝12の形成予定部位のみを除去しても良い。このような構成により、ガイド本体部11を3層構造とすることができる。
そして、反基板側クラッド層14、23を形成した後、光路変換面形成用溝25及びスリット溝6を、第1の実施形態と同様に形成する(図9(f)、図10(f)参照)。
図11〜13は、第3の実施形態に係るミラー付き光ファイバコネクタ30を示す図である。第2の実施形態のミラー部材(光伝達用コア)は、平板状の部材であったが、第3の実施形態において、ミラー部材(光伝達用コア)は、細長に形成される。以下、第3の実施形態について第2の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、説明を省略した部分の構成は第2の実施形態と同様である。
本実施形態では、垂直面20aと、第1及び第2傾斜面20b、20cそれぞれにおいて、図11、12から明らかなように、基板側クラッド層21及び反基板側クラッド層23と、これらに外周が取り囲まれた光伝達用コア22が露出する。垂直面20aにおいて露出した光伝達用コア22それぞれは、光ファイバ挿入溝12に挿入された光ファイバ50の端面50aと接続するための光ファイバ接続用面22aとなる。また、第1傾斜面20bにおける光伝達用コア(ミラー部材)22は、光ファイバ50からの光の光路を変換させるためのミラー面22bとなる。
また、本実施形態では、光ファイバコネクタ30は、第2の実施形態と同様に製造されるが、ガイド用コアパターン、光伝達用コアパターンが一括形成されると、光伝達用コア22と、ガイド本体部11間に挿入される光ファイバ50の位置合わせが容易になる。
なお、第3の実施形態では、接着層が省略され、基板1の上に基板側クラッド層21が直接積層されたが、基板1の上に第1の実施形態と同様の接着層が設けられ、その接着層の上に基板側クラッド層21が積層されてもよい。一方、第1及び第2の実施形態では、接着層を省略してもよい。ただし、第1の実施形態のように、基板側クラッド層が設けられない場合には、基板1にミラー部材を直接接着するとその接着力が低下しやすいので、接着層を設けたほうが良い。
上記各実施形態において、ミラー付き光ファイバコネクタ30は、図14、15に示すように蓋60を備えていてもよい。
蓋60の材料は特に限定されるものではないが、上記の基板1の材料で列挙したものと同一材料よりなるものであり、蓋60は、その一方の面に接着層2と同様の材料で構成された接着層62を備える。蓋60は、接着層62により光ファイバガイド部材10及び光路変換部材20の上面に接着される。
上記各実施形態の光ファイバコネクタ30においては、図16、17に示すように、基板1の他方の面上に、レンズ3と並設してレジスト45を設けてもよい。レジスト45はレンズ3を保護し、レンズ3が損傷することを防止する保護材である。レジスト45は、複数設けられ、図16、17に示すように、x方向、y方向それぞれにおいて各レンズ3を一対のレジスト45、45で挟み込むように配置される。すなわち、レンズ3とレジスト45が、x方向に沿って交互に並べられ、そのx方向に沿って並べられたレンズ3とレジスト45の列においては、両側がレジスト45、45となる。また、このレンズ3とレジスト45の列の両側それぞれには、レンズ3と同数(4個)のレジスト45が、x方向に沿って一列に並べられる。ただし、レジスト45は、レンズ3を一対のレジスト45、45で挟み込むように配置すればよく、複数のレジスト45のうち一部は省略してもよい。
レジスト45は、レンズ3の厚さよりも厚くしやすくするために、レンズ3を形成した後に基板1の他方の面(図17では下面)上に形成することが好ましい。具体的には、レンズ3が設けられた他方の面上に、レンズ3を覆うように樹脂層を積層し、その後、レジストの形成予定箇所以外の樹脂層を除去することにより各レジスト45を形成する。そのため、レジスト45の材料としては、感光性樹脂や熱硬化性樹脂が使用可能であるが、感光性樹脂が使用され、フォトリソグラフィーにより形成されることが好ましい。レンズ3及びレジスト45がともにフォトリソグラフィーにより形成されることにより、レジスト45とレンズ3との位置合わせの精度を高めることができる。
さらには、図19に示すように、複数のレンズ3のアレイを囲繞するロの字状のレジスト146を設けてもよい。もちろん、ロの字のレジストは複数設けられ、各レジストそれぞれが1つのレンズ3を囲繞するものであってもよい。
なお、図16〜図21では、レジストやダミーレンズが、第1の実施形態の光ファイバコネクタに設けられる構成を示したが、第2及び第3の実施形態の光ファイバコネクタに設けられてもよい。
[接着層形成用樹脂フィルムの作製]
<(A)ベースポリマー;(メタ)アクリルポリマー(A−1)の作製>
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46質量部及び乳酸メチル23質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、メチルメタクリレート47質量部、ブチルアクリレート33質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート16質量部、メタクリル酸14質量部、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46質量部及び乳酸メチル23質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマー(A−1)の溶液(固形分45質量%)を得た。
(A)ベースポリマーとして、前記A−1の溶液84質量部(固形分38質量部)、(B)光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(商品名:U−200AX、新中村化学工業株式会社製)33質量部及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(商品名:UA−4200、新中村化学工業株式会社製)15質量部、(C)熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液(固形分75質量%)(商品名:スミジュールBL3175、住化バイエルウレタン株式会社製)20質量部(固形分15質量部)、(D)光重合開始剤として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名:イルガキュア2959、チバ・ジャパン株式会社製)1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(商品名:イルガキュア819、チバ・ジャパン株式会社製)1質量部及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート23質量部を攪拌しながら混合した。孔径2μmのポリフロンフィルタ(機種名:PF020、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、接着層形成用樹脂ワニスを得た。
(A)ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)26質量部、(B)光重合性化合物として、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(商品名:A−BPEF、新中村化学工業株式会社製)36質量部及びビスフェノールA型エポキシアクリレート(商品名:EA−1020、新中村化学工業株式会社製)36質量部、(C)光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(商品名:イルガキュア819、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名:イルガキュア2959、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を用いたこと以外は、上記の接着層形成用樹脂ワニスの製造例と同様の方法及び条件で感光性の透明樹脂ワニスを調合した。その後、上記の接着層形成用樹脂ワニスの製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過し、さらに減圧脱泡した。
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート190質量部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で80℃に昇温し、反応温度を80℃に保ちながら、メタクリル酸10質量部、メタクリル酸n−ブチル1質量部、メタクリル酸ベンジル74質量部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル15質量部、及び2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)2.5質量部を4時間かけて均一に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間撹拌を続け、重量平均分子量が約30,000のバインダポリマー(a)の溶液(固形分35質量%)を得た。
次に、バインダポリマー(a)の溶液(固形分35質量%)200質量部(固形分:70質量部)に、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン8質量部、β−ヒドロキシエチル−β’−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート22質量部、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体2.1質量部、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン0.33質量部、メルカプトベンゾイミダゾール0.25質量部、(3‐メタクリロイルプロピル)トリメトキシシラン8質量部、メチルエチルケトン30質量部を加えて攪拌機を用いて15分間混合し、レンズ用感光性樹脂組成物溶液を作製した。
接着層形成用樹脂フィルムを大きさ100×100mmに裁断し、保護フィルムである離型PETフィルム(ピューレックスA31)を剥離し、基板1を構成するポリイミドフィルム(商品名:ユーピレックスVT、宇部日東化成株式会社製、厚み;25μm)の一方の面に、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製、MVLP−500)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度100℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着した。次いで、紫外線露光機(機種名:EXM−1172、株式会社オーク製作所製)にて支持フィルム側から紫外線(波長365nm)を4J/cm2照射し、支持フィルムを剥離して、170℃で1時間加熱処理することにより、基板1の上に厚さ10μmの接着層2を形成した(図4(a)、図5(a)参照)。
次に、上記の接着層2の上にロールラミネータ(機種名:HLM−1500、日立化成テクノプラント株式会社製)を用い圧力0.5MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、保護フィルムを剥離した支持体フィルム付きの感光性の透明樹脂フィルム22’をラミネートした(図4(b)、図5(b)参照、支持体フィルムは不図示)。
また、基板1の他方の面に、レンズ用感光性エレメントのカバーフィルムを剥がしながら、レンズ形成用感光層3’が接するようにラミネータ(日立化成工業(株)製、商品名「HLM−1500型」)を用いて、ロール温度120℃、基板送り速度1m/分、圧着圧力(シリンダ圧力)4×105Paの条件でラミネートして、基板1の他方の面上に、支持体フィルム付きのレンズ形成用感光層3’を積層した(図4(b)、図5(b)参照、支持体フィルムは不図示)。
得られたミラー部材22に対して、ダイシングソー(DAC552、株式会社ディスコ社製)を用いて、2つの傾斜面20b、20cが45°で傾く光路変換面形成用溝25を形成するとともに、40μm幅のスリット溝6を形成した(図4(d)、図5(d)参照)。その後、接着層62を有する蓋60を貼り付け、さらに所定の外形加工をして蓋60を有する光ファイバコネクタ30を得た(図14、15参照)。
以上のようにして得られた光ファイバコネクタ30の光ファイバ挿入溝12に、ミラー部材22の光ファイバ接続用面22aに突き当てるように、125μmピッチ、4チャンネルの光ファイバ50(コア径;50μm、クラッド径;125μm)を挿入した。また、各レンズ3に対向するように4つのフォトダイオードを受光素子4として配置した。
各光ファイバ50から出射したファイバ光は、光路変換部材で変換され、レンズ3で集光されて、フォトダイオードに高効率で入射させることができた。
2 接着層
3 レンズ
10 光ファイバガイド部材
11 ガイド本体部
12 光ファイバ挿入溝(光ファイバ挿入部)
13 ガイド用コア
20 光路変換部材
21 基板側クラッド層(下部クラッド層)
22 ミラー部材(光伝達用コア)
23 反基板側クラッド層(上部クラッド層)
22a 光ファイバ接続用面
22b ミラー面
45 レジスト
47 ダミーレンズ
50 光ファイバ
Claims (14)
- 基板と、前記基板の一方の面上に設けられた光路変換部材と、前記光路変換部材に並設される光ファイバ挿入部とを備える光ファイバコネクタであって、
前記光路変換部材は、前記光ファイバ挿入部に挿入された光ファイバの端面から出射する光の光路上に位置しかつその光路に対して傾斜し、前記光ファイバ挿入部に挿入された光ファイバの端面から出射する光の光路を変換させるミラー面を有し、
前記ミラー面によって変換された前記光路上に位置するように、前記基板の他方の面上にレンズを設けてなる光ファイバコネクタ。 - 前記光路変換部材は、前記ミラー面と、前記光ファイバ挿入部に挿入された光ファイバ端面と接続するための光ファイバ接続用面とを有するミラー部材を備える請求項1に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記光路変換部材は、前記ミラー部材がコアとして構成され、コアとクラッドからなる光導波路を有する請求項2に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記光路変換部材は、前記ミラー部材の基板側に設けられた基板側クラッド層と、前記基板と反対側に設けられた反基板側クラッド層を備える請求項3に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記レンズは、前記ミラー面とともに前記基板を挟み込むように配置される請求項1〜4のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記レンズは、前記光ファイバから出射した光を受光素子に受光させるための集光レンズである請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記基板が前記光ファイバから出射する光を透過する透明基板である請求項1〜6のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記透明基板がポリイミド基板である請求項7に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記レンズ及び前記光ファイバ挿入部が、フォトリソグラフィー加工により形成されてなる請求項1〜8のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記レンズ及び前記光路変換部材が、フォトリソグラフィー加工により形成されてなる請求項1〜9のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記基板が、フォトリソグラフィー加工に使用する活性光線を遮光する基板である請求項9または10に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記光路変換部材の少なくとも一部と前記光ファイバ挿入部の少なくとも一部が同一材料からなる請求項1〜11のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記ミラー面は、前記光路変換部材を切削加工してなる請求項1〜12のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
- 前記基板の他方の面上に、レンズ厚さ以上の厚さを有するレジスト又はダミーレンズを前記レンズと並設させる請求項1〜13のいずれか1項に記載の光ファイバコネクタ。
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