JP2015179207A - 光ファイバ保持部材、内視鏡、および光ファイバ保持部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを高精度に固定可能でありながら信頼性に優れた光ファイバ保持部材を提供する。
【解決手段】光ファイバ保持部材４０は、光ファイバが挿入され樹脂で固定されている貫通孔４０Ｈを有し、断面が正方形の溝を主面４１ＳＡに有する直方体の第１の基材４１と、第１の基材４１の主面４１ＳＡと接合された、主面４１ＳＡと同じ大きさの接合面４２ＳＡを有する直方体の第２の基材４２と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバが挿入される貫通孔を有する光ファイバ保持部材、挿入部の先端部に配設された光伝送モジュールが前記光ファイバ保持部材を有する内視鏡、および前記光ファイバ保持部材の製造方法に関する。

光素子と光素子の発光部が出力する光信号の光を伝送する光ファイバとを具備する光伝送モジュールにおいては、発光部と光ファイバとの正確な位置決めが重要である。
例えば、特開２０１３−０２５０９２号公報には、光素子と、光素子が実装される基板と、光素子から出力される光信号を伝送する光ファイバ挿入用の貫通孔を有する光ファイバ保持部材（保持部材またはフェルールとも言う）と、を備える光伝送モジュールが開示されている。保持部材の貫通孔に光ファイバを挿入することで光素子の発光部と光ファイバとの位置決めが行われる。

保持部材には、円形の貫通孔が形成されており、貫通孔に挿入した光ファイバは接着剤によって固定されている。

光ファイバを高精度に位置決めするには、貫通孔の内径を光ファイバ外径と同じにすることが好ましい。しかし、貫通孔に挿入された光ファイバの周囲に十分な隙間がないと、接着剤による固定が不十分となり信頼性が劣ってしまう。一方、光ファイバの周囲に十分な隙間を設けると、光ファイバの位置決め精度が低下する。

さらに、内視鏡の先端部に配設される光伝送モジュールは低侵襲化のため小型化、特に細径化が要求されているため、その保持部材は極めて小さく、精度よく大量に作製することは容易ではないおそれがあった。

特開２０１３−０２５０９２号公報

本発明の実施形態は、光ファイバを高精度に固定可能でありながら信頼性に優れた光ファイバ保持部材、前記光ファイバ保持部材を挿入部の先端部に配設された光伝送モジュールが有する内視鏡、および前記光ファイバ保持部材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の光ファイバ保持部材は、光ファイバが挿入され樹脂で固定されている貫通孔を有し、断面が正方形または三角形の溝を主面に有する直方体の第１の基材と、前記第１の基材の前記主面と接合された、前記主面と同じ大きさの接合面を有する直方体の第２の基材と、を有する。

別の実施形態の内視鏡は、光ファイバが挿入され樹脂で固定されている貫通孔を有し、断面が正方形または三角形の溝を主面に有する直方体の第１の基材と、前記第１の基材の前記主面と接合された、前記主面と同じ大きさの接合面を有する直方体の第２の基材と、を有する光ファイバ保持部材を、挿入部の先端部に配設された光伝送モジュールが有する。

また別の実施形態の光ファイバ保持部材の製造方法は、第１のウエハの主面に、断面が正方形または三角形の複数の溝を形成する溝形成工程と、前記第１のウエハの前記主面と第２のウエハの接合面とを接合し接合ウエハを作製する接合工程と、前記接合ウエハを分割し、光ファイバが挿入され樹脂で固定される貫通孔を有する直方体の光ファイバ保持部材に個片化する個片化工程と、を具備する。

本発明の実施形態によれば光ファイバを高精度に固定可能でありながら信頼性に優れた光ファイバ保持部材、前記光ファイバ保持部材を挿入部の先端部に配設された光伝送モジュールが有する内視鏡、および前記光ファイバ保持部材の製造方法を提供できる。

第１実施形態の保持部材を含む光伝送モジュールの断面図である。 第１実施形態の保持部材の斜視図である。 第１実施形態の保持部材を含む光伝送モジュールの分解図である。 第１実施形態の保持部材の製造方法を説明するフローチャートである。 第１実施形態の保持部材の製造方法を説明する斜視図である。 第１実施形態の保持部材の製造方法を説明する分解図である。 第１実施形態の保持部材の製造方法を説明する斜視図である。 第２実施形態の保持部材の製造方法を説明するフローチャートの一部である。 第２実施形態の保持部材の製造方法を説明する分解図である。 第２実施形態の保持部材の製造方法を説明する斜視図である。 第３実施形態の保持部材の分解図である。 第４実施形態の保持部材の分解図である。 第５実施形態の保持部材の分解図である。 参考例の保持部材の分解図である。 第６実施形態の内視鏡を示す図である。

＜第１実施形態＞
最初に、図１を用いて、第１実施形態の光ファイバ保持部材（以下、「保持部材」という）４０を含む光伝送モジュール１について説明する。光伝送モジュール１は、例えば電気信号を光信号に変換し光信号を伝送する、いわゆるＥ／Ｏモジュールである。

光伝送モジュール１は、光素子１０と、配線板２０と、保持部材４０と、光ファイバ５０と、を具備する。光伝送モジュール１では、光素子１０と配線板２０と保持部材４０とが、光素子１０の厚さ方向（Ｚ方向）に並べて配置されている。

光素子１０は、光信号の光を出力する発光部１１を有する面発光レーザーチップである。例えば、超小型の光素子１０は平面視寸法が２５０μｍ×３００μｍであり、直径が２０μｍの発光部１１と、発光部１１に駆動信号を供給する電極１２とを主面（発光面）に有する。

第１の主面２０ＳＡと第２の主面２０ＳＢとを有する平板状の配線板２０には、光ファイバ５０が挿通されている孔（貫通孔）２０Ｈがある。孔２０Ｈは光ファイバ５０が挿通可能であれば、その大きさおよび形状は特に限定されない。配線板２０の基体には、ＦＰＣ基材、セラミック基材、ガラスエポキシ基材、ガラス基材、またはシリコン基材等が使用される。

そして、配線板２０の第１の主面２０ＳＡには光素子１０が、その発光部１１が配線板２０の孔２０Ｈと対向する位置に配置された状態で、フリップチップ実装されている。すなわち、配線板２０は光素子１０の電極１２と接続された電極パッド２１を有する。

例えば、光素子１０の電極１２であるＡｕバンプが、配線板２０の電極パッド２１と超音波接合されている。なお、接合部にはアンダーフィル材やサイドフィル材等の接着剤が注入されてもよい。

配線板２０に、半田ペースト等を印刷し、光素子１０を所定位置に配置した後、リフロー等で半田を溶融して実装してもよい。なお、配線板２０は撮像部２Ａ（図１５参照）と接続されている電極パッド（不図示）と、駆動信号を電極パッド２１に伝達する配線（不図示）を有する。また、配線板２０に電気信号を光素子１０の駆動信号に変換するための処理回路が含まれていても良い。

例えば、外径Ｄ５０が１２５μｍの光ファイバ５０は、光を伝送する外径が５０μｍのコアと、コアの外周を覆うクラッドとからなる。

そして、光素子１０の上に、配線板２０を介して保持部材４０が接合される。保持部材４０の貫通孔４０Ｈには、光ファイバ５０の先端部が挿入されている。光素子１０と配線板２０、および配線板２０と保持部材４０とが位置合わせされているので、光ファイバ５０を貫通孔４０Ｈに挿入することにより、光素子１０の発光部１１と光ファイバ５０とが高い精度で位置決めされる。

そして光ファイバ５０の固定のために注入された樹脂３０（図３参照）は、断面が略正方形の貫通孔４０Ｈの四隅の角部に充填される。すなわち、角部が樹脂充填部となる。このため、接着剤による固定が確実に行えるため、光伝送モジュール１は信頼性が高い。

図２に示すように、保持部材４０は、直方体の第１の基材４１と、第１の基材４１と他部材を介することなく接合されている直方体の第２の基材４２とからなる。後述するように接合ウエハのダイシングにより作製されるため、保持部材４０の第１の基材４１と第２の基材４２との接合面には段差はなく、同じ大きさである。

第１の基材４１は、３層構造のシリコン層からなる、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板である。すなわち、第１の基材４１は、活性層（ＳＯＩ層）４１Ｃが、埋め込みシリコン酸化膜（Buried Oxide：ＢＯＸ層）４１Ｂを介して、支持基板層（基板層）４１Ａ上に配設されている。活性層４１Ｃの厚さＤ４１Ｃは、例えば２０μｍ〜３００μｍであり、ＢＯＸ層４１Ｂの厚さＤ４１Ｂは１μｍ〜数十μｍであり、基板層４１Ａの厚さＤ４１Ａは１０μｍ〜数百μｍである。一方、シリコンからなる第２の基材４２の厚さＤ４２は１０μｍ〜数百μｍである。

保持部材４０は、第１の基材４１の活性層４１ＣおよびＢＯＸ層４１Ｂが部分的にエッチングされている断面が略正方形の貫通孔４０Ｈを有する。貫通孔４０Ｈの深さＤ４０は、（活性層４１Ｃの厚さＤ４１Ｃ＋ＢＯＸ層４１Ｂの厚さＤ４１Ｂ）と同じである。

そして、深さＤ４０は光ファイバ５０の外径Ｄ５０と略同じである。例えば、（Ｄ５０＋１０μｍ）≧Ｄ４０≧Ｄ５０、好ましくは、（Ｄ５０＋２μｍ）≧Ｄ４０≧（Ｄ５０＋１μｍ）である。なお、活性層４１Ｃの厚さＤ４１ＣおよびＢＯＸ層４１Ｂの厚さＤ４１Ｂは、ウエハ４１Ｗ（図５参照）の製造時に、極めて正確に管理可能である。

また、貫通孔４０Ｈの幅Ｗ４０は深さＤ４０と同じに設定されている。幅Ｗ４０は、後述するように貫通孔４０Ｈとなる溝４０Ｔ（図５参照）形成時のフォトリソグラフィーにより配設されるマスクパターンの寸法精度で決定されるため、やはり極めて正確に管理可能である。なお、幅Ｗ４０は、深さＤ４０と少し異なっていてもよい。例えば、貫通孔４０Ｈの断面形状は、（１．１×Ｗ４０）≧Ｄ４０≧（０．９×Ｗ４０）の略正方形であってもよい。

そして、第１の基材４１と第２の基材４２とは、後述するように、他部材を介さずに直接接合されている。すなわち、第１の基材４１の接合面４１ＳＡと第２の基材４２の接合面４２ＳＡとは、ともに、例えば平坦度ｔｔｖ（total thickness variation）が１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下の高い平坦性を有するウエハ４１Ｗ、４０Ｗ（図５、図６参照）の面の一部分である。平坦度ｔｔｖは、裏面を基準面として厚み方向に測定した高さの全面における最大値と最小値の差である。

保持部材４０を含む光伝送モジュール１では、光ファイバ５０は保持部材４０の断面形状が略正方形の貫通孔４０Ｈに挿入され樹脂３０で固定される。保持部材４０は第１の基材４１と第２の基材４２とが他部材（接着剤等）を介して接合されている間接接合ではなく、直接接合されているので信頼性が高い。そして、すでに説明したように、貫通孔４０Ｈに挿入された光ファイバ５０の外周は４箇所で貫通孔４０Ｈと壁面と当接している。そして、貫通孔４０Ｈの四隅の角部には、樹脂３０が充填される空間（樹脂充填部）がある。

このため、保持部材４０は、光ファイバ５０を高精度に固定可能でありながら信頼性に優れている。

なお、図３に示すように、光伝送モジュール１では、光伝送モジュール１の長軸垂直面（ＸＹ平面）への投影面Ｓ１の内部に、光ファイバ保持部材４０の投影面Ｓ４０が含まれる。すなわち、配線板２０の長軸垂直面への投影面Ｓ１が、光伝送モジュール１の太さ（径）を決定している。このため、光伝送モジュール１は細径である。

＜保持部材の製造方法＞
次に、図４のフローチャートに沿って保持部材４０の製造方法について説明する。

＜ステップＳ１０＞ 溝形成工程
溝形成工程では、ＳＯＩウエハである第１のウエハ４１Ｗの主面４１ＳＡに、断面が正方形の複数の溝４０Ｔが形成される。第１のウエハ４１Ｗは、活性層（ＳＯＩ層）４１ＣＷが、埋め込みシリコン酸化膜（ＢＯＸ層）４１ＢＷを介して、支持基板層（基板層）４１ＡＷ上に配設されている。活性層４１ＣＷの厚さは、例えば２０μｍ〜３００μｍであり、ＢＯＸ層４１ＢＷの厚さは１μｍ〜数十μｍであり、基板層４１ＡＷの厚さは１０μｍ〜数百μｍである。

図５に示すように、第１のウエハ４１Ｗの活性層４１ＣＷの主面４１ＳＡの全面にマスク層（不図示）を形成し、マスク層をフォトリソグラフィーでパターニングした後、マスクパターンに覆われていない活性層４１ＣＷを、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング)、たとえばＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma -RIE：誘導結合型プラズマＲＩＥ)によって異方性エッチングすることで、主面４１ＳＡに複数の溝４０Ｔが形成される。

マスク層としては、高精度な加工を行うためにシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）を用いることが好ましい。この場合には、主面４１ＳＡの全面にプラズマシリコン酸化膜を成膜した後に、フォトレジストをフォトリソグラフィーでパターニングした後、レジストパターンに覆われていないシリコン酸化膜を除去することで、シリコン酸化膜からなる所望のマスクパターンが作製される。なお、マスクパターンとして、低コスト化のために、フォトレジストパターンを用いてもよい。

ＲＩＥでは、ＢＯＸ層４１Ｂが、エッチング速度が極めて遅い、いわゆるエッチングストップ層となるため高精度な加工が可能である。すなわち、溝４０Ｔの深さＤ４０を容易に正確に管理できる。

なお、エッチング工程とパッシベーション工程とを交互に繰り返すことによって側壁に成膜しながら底面をエッチングしてゆく、いわゆるボッシュプロセスを用いたＤｅｅｐ−ＲＩＥにより活性層４１ＣＷをエッチングすると、溝４０Ｔの幅Ｗ４０を正確に管理できるので、好ましい。

なお、本実施形態の製造方法では、活性層４１ＣＷのエッチング後にＢＯＸ層４１Ｂも除去しているため、溝４０Ｔの底面は基板層４１Ａである。しかし、保持部材４０の仕様等によっては、ＢＯＸ層４１Ｂを除去しなくてもよい。この場合には溝４０Ｔの深さＤ４０は、活性層４１ＣＷの厚さＤ４１となり、溝４０Ｔの底面はＢＯＸ層４１Ｂとなる。

＜ステップＳ２０＞ 接合工程
図６に示すように、ＳＯＩウエハである第１のウエハ４１Ｗの主面４１ＳＡと、シリコンからなる第２のウエハ４２Ｗの接合面４２ＳＡとが他部材を介することなく直接接合され接合ウエハ４０Ｗが作製される。第２のウエハ４２Ｗの接合面４２ＳＡは平面であるので、接合のときの位置合わせには高い精度は要求されないため、位置合わせは容易である。

直接接合するために、第２のウエハ４２Ｗの接合面４２ＳＡは、第１のウエハ４１Ｗの主面４１ＳＡと同じ高い平坦度ｔｔｖに加工されている。

例えば、第１のウエハ４１Ｗの主面４１ＳＡと、第２のウエハ４２Ｗの接合面４２ＳＡとに高真空中でイオンビームを照射し表面の酸化膜および吸着物質が除去された状態で、両者を貼り合わす常温接合法を用いる。

なお、直接接合法としては、上述の真空中での常温接合法に限られるものではなく、大気中常温での貼り合わせの後に熱処理を行う拡散接合法を用いてもよい。例えば、酸などの化学薬品と純水とを用いて洗浄と表面処理とからなる親水化処理プロセスで、主面４１ＳＡおよび接合面４２ＳＡの表面に、わずかに酸化させて薄い酸化膜が形成する。親水化処理した主面４１ＳＡと接合面４２ＳＡと貼り合わすことで水素結合により接合した後に、例えば、１０００℃の熱処理を行うことで両者を強く接合する。

また、第２のウエハがガラスからなる場合には、陽極接合法を用いることもできる。陽極接合法では、大気中で主面４１ＳＡと接合面４２ＳＡとを貼り合わせて、例えば、４００Ｖ〜５００Ｖ程度の電圧を印加しながら加熱することで、ガラス中のイオンが接合界面に移動し共有結合が起こり接合される。

＜ステップＳ３０＞ 個片化工程
図７に示すように、接合ウエハ４０Ｗが、ダイシングによって分割され、光ファイバ５０が挿入され樹脂３０で固定される貫通孔４０Ｈ、を有する複数の直方体の光ファイバ保持部材４０に個片化される。

なお、ダイシングには、ダイシングソーによる切削、フッ素系プラズマエッチング、またはレーザダイシング等を用いる。特にいわゆるステルスダイシングを行うことが、加工ダメージを軽減できるため、好ましい。ステルスダイシングでは、ウエハに対して透過性波長のレーザ光を対物レンズ光学系でウエハ内部に焦点を結ぶように集光し、切断ラインに沿って走査する。集光領域には改質層が形成され、改質領域を起点としてウエハの表面および裏面に向かって垂直なクラックが発生し、個片化される。

本実施形態の光ファイバ保持部材４０の製造方法は、バッチプロセスによる大量生産が可能であり、かつ低コストに生産することが可能である。

＜第１実施形態の変形例＞
光ファイバ保持部材４０では、第２のウエハが第２のウエハ４２Ｗであり、第２の基材４２はシリコンから構成されていた。しかし、第２のウエハ、すなわち、第２の基材４２は、ガラスであってもよい。

すでに説明したように、ガラスからなる第２のウエハは、接合工程において、常温接合法および拡散接合法よりも簡便な陽極接合により接合できるため、変形例の光ファイバ保持部材は、特に生産性が高い。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の光ファイバ保持部材４０Ａ、および保持部材４０Ａの製造方法について説明する。保持部材４０Ａ等は、保持部材４０等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図８および図９に示すように、保持部材４０Ａの製造方法では、既に説明した光ファイバ保持部材４０の製造方法において、溝形成工程Ｓ１０が、シリコンからなる第３のウエハ４４Ｗに溝となる２つの主面間を貫通する断面が正方形の孔４４Ｈを形成する貫通孔形成工程（ステップＳ１２）と、第３のウエハ４４Ｗとシリコンからなる第４のウエハ４３Ｗとを他部材を介することなく直接接合することで第１のウエハ４５を作製工程（ステップＳ１３）と、を含む。

第３のウエハ４４Ｗの接合面および第４のウエハ４３Ｗの接合面は、ともに、例えば平坦度ｔｔｖが１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下の高い平坦性を有する。直接接合法としては、すでに説明した第１実施形態の接合工程（ステップＳ２０）と同じ方法を用いることができるが、異なる方法であってもよい。例えば、ステップＳ１３において拡散接合法を用い、ステップＳ２０において常温接合法を用いてもよい。

図１０に示すように第１のウエハ４５は第２のウエハ４２Ｗと直接接合され、接合ウエハ４０ＡＷがダイシングにより個片化され複数の保持部材４０Ａが作製される。保持部材４０Ａは、第１の基材４５が、断面が正方形の溝となる２つの主面間を貫通する孔を有するシリコンからなる第３の基材４４と、第３の基材４４と他部材を介することなく接合された、第３の基材４４の接合面と同じ大きさの接合面を有するシリコンからなる第４の基材４３と、からなる。

保持部材４０Ａおよび保持部材４０Ａの製造方法は、保持部材４０等の効果を有し、さらに、ＳＯＩウエハを用いないため、安価に製造できる。また、貫通孔４０Ｈの深さＤ４０は、第３のウエハ４４Ｗの厚さで決まるため、容易に正確に管理できる。

＜第２実施形態の変形例＞
光ファイバ保持部材４０Ａでは、第３のウエハ４３Ｗおよび第４のウエハ４４Ｗがシリコンであった。しかし、第４のウエハ４４Ｗがガラスであってもよい。ガラスからなる第４のウエハは、第１のウエハ作製工程において陽極接合により他部材を介さないで接合される接合できる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の光ファイバ保持部材４０Ｂ、および保持部材４０Ｂの製造方法について説明する。保持部材４０Ｂ等は、保持部材４０等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図１１に示すように、光ファイバ保持部材４０Ｂは、断面が三角形の溝４６Ｖを主面４６ＳＡに有する直方体の第１の基材４６と、第１の基材４６の主面４６ＳＡと接合された、主面４６ＳＡと同じ大きさの接合面４２ＳＡを有する直方体の第２の基材４２と、を有する。

光ファイバ保持部材４０Ｂの製造方法においては、溝形成工程が異方性ウエットエッチングにより形成される。異方性ウエットエッチングにより、所定形状のＶ溝を形成するためには、第１の基材となる第１のウエハは、（１００）シリコンウエハを用いる。

異方性ウエットエッチングでは、アルカリ性溶液、例えば、ＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニアハイドロオキサイド）溶液が用いられる。

（１００）シリコンウエハの異方性ウエットエッチングによって形成された（１１１）面が三角形の溝４６Ｖの壁面となる。エッチングでは、フォトリソグラフィーによってパターニングしたレジストをエッチングマスクとして使用する。

異方性エッチングによりシリコン（１００）面に形成されるＶ溝の深さＤ４６は、開口の幅により一義的に決定される。開口の幅、すなわち、エッチングマスクの開口はフォトリソグラフィーによって正確に配設可能であるため、溝４６Ｖの深さＤ４６は正確に管理可能である。

保持部材４０Ｂでは、光ファイバ５０は、貫通孔４０ＢＨの３側面、すなわち、溝４６Ｖの２壁面および第２の基材４２の接合面４と、それぞれ当接する。そして貫通孔４０ＢＨの３つの角部が樹脂接着剤充填部となる。

光ファイバ保持部材４０Ｂおよび保持部材４０Ｂの製造方法は、保持部材４０等の効果を有し、さらに溝４６Ｖがウエットエッチングによって形成されるため、生産性が高い。

＜第４実施形態＞
第４実施形態の光ファイバ保持部材４０Ｃ、および保持部材４０Ｃの製造方法について説明する。保持部材４０Ｃ等は、保持部材４０等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図１２に示すように、光ファイバ保持部材４０Ｃは、第１の基材４７の主面４７ＳＡの溝４７Ｔの両側に、溝４７Ｔに平行で断面が三角形の２本の溝４７Ｖ（４７Ｖ１、４７Ｖ２）を有する。すなわち、光ファイバ保持部材４０Ｃは光ファイバが挿入される貫通孔４０ＣＨの両側に、貫通孔４０ＣＨに平行で断面が三角形の２つの第２貫通孔４０ＣＨ１、４０ＣＨ２を有する。

第２貫通孔４０ＣＨ１、４０ＣＨ２は、光ファイバ保持部材４０Ｃを配線板２０に搭載するときのアライメントマークとして使用される。なお、第２貫通孔４０ＣＨ１、４０ＣＨ２の断面は、三角形以外の形状であってもよい。

なお、第２貫通孔４０ＣＨ１、４０ＣＨ２、すなわち、２本の溝４７Ｖは、第２の基材４２Ｃに形成されていてもよいが、位置精度の観点から第１の基材４７に形成されることが好ましい。溝４７Ｖは、精度向上、および加工容易性の観点から異方性ウエットエッチングが好ましいが、その他のエッチング手段を用いても良い。

光ファイバ保持部材４０Ｃおよび光ファイバ保持部材４０Ｃの製造方法は、保持部材４０等の効果を有し、さらにアライメントマーク（第２貫通孔４０ＣＨ１、４０ＣＨ２）によって実装を高精度に行える。

＜第５実施形態＞
第５実施形態の光ファイバ保持部材４０Ｄ、および保持部材４０Ｄの製造方法について説明する。保持部材４０Ｄ等は、保持部材４０等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図１３に示すように、光ファイバ保持部材４０Ｄは、貫通孔４０ＤＨの光ファイバ５０が挿入される側の端部の開口の断面積が、中央部の断面積より大きく、端部の壁面がテーパー状である。

すなわち、第１の基材４８の主面４８ＳＡの溝４８Ｔの側面がテーパー状である。なお、図１３に示した保持部材４０Ｄでは、第２の基材４２Ｄの接合面４２ＳＡにも、側面がテーパー状の溝４２Ｔが形成されている。なお、第２の基材４２Ｄとなる第２のウエハに（１００）シリコンウエハを用い、異方性ウエットエッチングによって（１１１）面を露出させることでテーパー面を形成することが、工程容易性の観点から好ましい。ただし、第２の基材４２Ｄの溝４２Ｔは形成されていなくてもよい。また、光ファイバ５０が挿入される側の端部と反対側の端部の開口の断面積が、中央部の断面積より大きく、端部の壁面がテーパー状であってもよい。

光ファイバ保持部材４０Ｄおよび保持部材４０Ｄの製造方法は、保持部材４０等の効果を有し、さらに、光ファイバ５０の先端部の貫通孔４０ＤＨへの挿入が容易で生産性が高く安価である。また、貫通孔４０ＤＨのテーパー部は、過剰な接着剤があふれ出ることを防ぐための接着剤吸収領域としての機能も有する。なお、前記効果を奏するために、例えば、挿入される側の端部の開口の断面積は、中央部の断面積の１．５倍以上５倍以下であることが好ましい。

＜参考例＞
参考例の光ファイバ保持部材４０Ｅ、および保持部材４０Ｅの製造方法について説明する。保持部材４０Ｅ等は、保持部材４０と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図１４に示すように、保持部材４０Ｅでは、断面が三角形の溝４６Ｖを主面４６ＳＡに有する直方体の第１の基材４６と、断面が三角形の溝４６ＡＶを主面４６ＡＳＡに有する第２の基材４６Ａとが接合されている。このため、保持部材４０Ｅの貫通孔４５ＥＨは、断面が三角形の貫通孔４６Ｈと断面が三角形の４６ＡＨとからなる。

保持部材４０Ｅは、保持部材４０と類似しているが、貫通孔４５ＥＨは、貫通孔４６Ｈと貫通孔４６ＡＨとの位置合わせ精度が高くないと、光ファイバ５０を確実に保持できない。

これに対して、すでに説明した実施例の光伝送モジュール１等は、第２の基材、すなわち、第２のウエハの接合面は平面であるため、保持部材４０等は、接合工程が容易であるため、生産性が高い。

＜第６実施形態＞
図１５に示すように、本実施形態の内視鏡９は、撮像部２Ａが先端部２に配設された挿入部３と、挿入部３の基端側に配設された操作部４と、操作部４から延出するユニバーサルコード５と、を具備する。撮像部２Ａが出力する信号は光伝送モジュール１により光信号に変換され、挿入部３を挿入する光ファイバ５０を介して基端部側に伝送される。

光伝送モジュール１は、すでに説明した実施形態の光ファイバ保持部材４０、４０Ａ〜４０Ｅのいずれかを有している。

そして、すでに説明したように、光ファイバ保持部材４０等は、光素子１０と、光素子１０が実装された配線板２０と、光ファイバ保持部材と４０等、を有し、光伝送モジュール１の長軸垂直面（ＸＹ平面）への投影面Ｓ１の内部に、光ファイバ保持部材４０の投影面Ｓ４０が含まれる。すなわち、配線板２０の長軸垂直面への投影面Ｓ１が、光伝送モジュール１の太さ（径）を決定している。このため、光伝送モジュール１は細径である。

内視鏡９は、信頼性が高い光ファイバ保持部材４０等を有するため、信頼性が高い。また光ファイバ保持部材４０等は細径であるため、内視鏡９の先端部２は細径で低侵襲である。

本発明は、上述した各実施形態等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせ、および応用が可能である。

１・・・光伝送モジュール
９・・・内視鏡
１０・・・光素子
２０・・・配線板
３０・・・樹脂
４０、４０Ａ〜４０Ｅ・・・光ファイバ保持部材
４０Ｈ・・・貫通孔
４１・・・第１の基材
４１Ｗ・・・第１のウエハ
４２・・・第２の基材
４２Ｗ・・・第２のウエハ
４３・・・第４の基材
４３Ｗ・・・第４のウエハ
４４・・・第３の基材
４４Ｗ・・・第３のウエハ
５０・・・光ファイバ

Claims (16)

1. 光ファイバが挿入され樹脂で固定されている貫通孔を有する光ファイバ保持部材であって、
   断面が正方形または三角形の溝を主面に有する直方体の第１の基材と、
   前記第１の基材の前記主面と接合された、前記主面と同じ大きさの接合面を有する直方体の第２の基材と、を有することを特徴とする光ファイバ保持部材。
2. 前記第１の基材と前記第２の基材とが、他部材を介することなく接合されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ保持部材。
3. 前記第１の基材がシリコンからなり、
   前記第２の基材がシリコンまたはガラスからなることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ保持部材。
4. 前記第１の基材が、前記溝となる断面が前記正方形の２つの主面間を貫通する孔を有するシリコンからなる第３の基材と、前記第３の基材と他部材を介することなく接合された、前記第３の基材の接合面と同じ大きさの接合面を有するシリコンまたはガラスからなる第４の基材と、からなることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ保持部材。
5. 前記光ファイバが挿入される前記貫通孔の両側に、前記貫通孔に平行な２つの第２貫通孔をアライメントマークとして有することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ保持部材。
6. 前記貫通孔の前記光ファイバが挿入される側の端部の開口の断面積が、中央部の断面積より大きく、前記端部の壁面がテーパー状であ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項に記載の光ファイバ保持部材。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光ファイバ保持部材を、挿入部の先端部に配設された光伝送モジュールが有することを特徴とする内視鏡。
8. 光素子と、前記光素子が実装された配線板と、前記光ファイバ保持部材と、を有する前記光伝送モジュールの長軸垂直面への投影面積よりも、前記光ファイバ保持部材の前記投影面積が、小さいことを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
9. 第１のウエハの主面に、断面が正方形または三角形の複数の溝を形成する溝形成工程と、
   前記第１のウエハの前記主面と第２のウエハの接合面とを接合し接合ウエハを作製する接合工程と、
   前記接合ウエハを分割し、光ファイバが挿入され樹脂で固定される貫通孔を有する直方体の光ファイバ保持部材に個片化する個片化工程と、を具備することを特徴とする光ファイバ保持部材の製造方法。
10. 前記接合工程において、前記第１のウエハと前記第２のウエハとが、他部材を介することなく接合されることを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ保持部材の製造方法。
11. 前記第１のウエハがシリコンからなり、
    前記第２のウエハがシリコンまたはガラスからなることを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバ保持部材の製造方法。
12. 前記第１のウエハが複数のシリコン層を含むＳＯＩ（Silicon on Insulator）からなることを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバ保持部材の製造方法。
13. 前記溝形成工程において、断面が前記正方形の複数の溝が、エッチングと成膜とを交互に行うプロセスを用いたＤｅｅｐ−ＲＩＥにより形成されることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ保持部材の製造方法。
14. 前記第１のウエハが単結晶シリコンからなり、
    前記溝形成工程において、断面が前記三角形の複数の溝が、異方性ウエットエッチングにより形成されることを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバ保持部材の製造方法。
15. 前記溝形成工程が、
    シリコンからなる第３のウエハに、前記溝となる２つの主面間を貫通する断面が正方形の孔を形成する貫通孔形成工程と、
    前記第３のウエハと、シリコンまたはガラスからなる第４のウエハとを他部材を介することなく接合し前記第１のウエハを作製する第１のウエハ作製工程と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバ保持部材の製造方法。
16. 前記貫通孔の前記光ファイバが挿入される側の端部の開口の断面積が、中央部の断面積より大きく、前記端部の壁面がテーパー状であることを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の光ファイバ保持部材の製造方法。

Images