JP2017181665A - コネクター付き光導波路、コネクター、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】安定的に接続することができ、光結合損失を抑制することができるコネクター付き光導波路、コネクター、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を提供すること。【解決手段】コネクター付き光導波路１は、帯状をなす光導波路３と、光導波路３の先端部が挿入される挿入部４１を有するコネクター４と、を備えている。また、コネクター４の先端面４０は、挿入部４０に挿入された光導波路３の光軸に対して、光導波路３の幅方向に沿った軸回りに傾斜している。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクター付き光導波路、コネクター、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器に関する。

光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部と、を有している。コア部は、光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された光導波路は、先端部にコネクター（フェルール）が装着されて、相手体である光学部品と接続される。この光学部品としては、例えば、光ファイバーと、その端部に装着されたコネクターとを有する部品が挙げられる。

ここで、光ファイバーは、光導波路と接続される側の端面が、その光軸に対して傾斜している場合がある。これは、光ファイバーから出射する光が、端面で反射してファイバー内に戻り、その戻り光が光ファイバーに接続された光源に向うのを防止または抑制するためである。端面が傾斜した光ファイバーに装着されるコネクターも、光ファイバーの傾斜に合わせて端面が傾斜している。

このような端面が傾斜したコネクターに、従来のようなコネクターを接続した場合、一方のコネクターが傾斜しているため、各コネクターの端面の間に間隙が形成されてしまう。このため、各コネクターを安定的に接続するのが困難になる。その結果、光の結合損失が増大するおそれがある。

特開２００６−３０５９３号公報

本発明の目的は、安定的に接続することができ、光結合損失を抑制することができるコネクター付き光導波路、コネクター、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１） 帯状をなす光導波路と、
前記光導波路の先端部が挿入される挿入部を有するコネクターと、を備え、
前記コネクターの先端面は、前記挿入部に挿入された前記光導波路の光軸に対して、前記光導波路の幅方向に沿った軸回りに傾斜していることを特徴とするコネクター付き光導波路。

（２） 前記コネクターの前記先端面は、第１の面と、前記第１の面よりも傾斜角度が大きい第２の面と、を有している上記（１）に記載のコネクター付き光導波路。

（３） 前記第１の面の傾斜角度をθ１とし、前記第２の面の傾斜角度をθ２としたとき、
前記θ２は、前記θ１よりも０°超、２°以下大きい上記（２）に記載のコネクター付き光導波路。

（４） 前記第２の面は、前記第１の面よりも、前記光導波路の前記先端部の反対側である基端側に位置している上記（２）または（３）に記載のコネクター付き光導波路。

（５） 前記挿入部は、前記コネクターの先端面から基端面まで貫通した凹部で構成されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のコネクター付き光導波路。

（６） 前記光導波路の先端は、前記コネクターの前記先端面よりも、前記光導波路の前記先端部の反対側である基端側にずれており、そのずれ量は、０μｍ超、５０μｍ以下である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のコネクター付き光導波路。

（７） 先端から基端まで貫通形成された凹部で構成され、長尺状をなす光導波路の先端部が挿入される挿入部を有するコネクター本体を有し、
前記コネクター本体の先端面は、前記光導波路が前記挿入部に挿入された状態において、前記光導波路の光軸に対して、前記光導波路の幅方向に沿った軸回りに傾斜していることを特徴とするコネクター。

（８） コア部を有し、前記コア部から光が入射または出射する端面が、前記コア部の延在方向に対して８°超、１０°以下傾斜していることを特徴とする光導波路。

（９） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のコネクター付き光導波路と、
前記コネクター付き光導波路を支持する基板と、を備えることを特徴とする光電気混載基板。

（１０） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のコネクター付き光導波路と、
前記コネクター付き光導波路に光を入射する発光素子または前記光導波路から出射した光を受光する受光素子と、を備えることを特徴とする光モジュール。

（１１） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のコネクター付き光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、製造が容易で、かつ、光伝送効率が高いコネクター付き光導波路を得ることができる。また、本発明によれば、上記コネクター付き光導波路を効率よく製造することができる。

本発明のコネクター付き光導波路（第１実施形態）を示す斜視図である。 図１中のコネクター付き光導波路を図１中の矢印Ａ方向から見た図である。 図１中のＢ−Ｂ線断面図である。 図３中のコネクター付き光導波路の部分拡大図である。 従来のコネクター付き光導波路の縦断面図である。 図１に示すコネクター付き光導波路の製造方法を説明するための縦断面図であって、固定工程を示す図である。 図１に示すコネクター付き光導波路の製造方法を説明するための縦断面図であって、第１の研削工程を示す図である。 図１に示すコネクター付き光導波路の製造方法を説明するための縦断面図であって、第２の研削工程を示す図である。 本発明の光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を示す縦断面図である。 本発明のコネクター付き光導波路（第２実施形態）を示す斜視図である。 本発明のコネクター付き光導波路（第３実施形態）を示す斜視図である。

以下、本発明のコネクター付き光導波路、コネクター、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のコネクター付き光導波路（第１実施形態）を示す斜視図である。図２は、図１中のコネクター付き光導波路を図１中の矢印Ａ方向から見た図である。図３は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、図３中のコネクター付き光導波路の部分拡大図である。図５は、従来のコネクター付き光導波路の縦断面図である。図６は、図１に示すコネクター付き光導波路の製造方法を説明するための縦断面図であって、固定工程を示す図である。図７は、図１に示すコネクター付き光導波路の製造方法を説明するための縦断面図であって、第１の研削工程を示す図である。図８は、図１に示すコネクター付き光導波路の製造方法を説明するための縦断面図であって、第２の研削工程を示す図である。図９は、本発明の光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を示す縦断面図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１〜９の上側を「上方」、下側を「下方」と言う。また、図１〜図８に示す光導波路の端部を先端部と言い、反対側の端部を基端部とも言う。

図１に示すコネクター付き光導波路組立体１０は、コネクター付き光導波路１と、コネクター付き光導波路１と接続される相手体であるコネクター付き光ファイバー２と、を備えている。

まず、本発明のコネクター付き光導波路１を説明するのに先立って、コネクター付き光ファイバー２について簡単に説明する。

図１に示すように、コネクター付き光ファイバー２は、光ファイバーリボン５と、光ファイバーリボンの端部（図中右側の端部）に装着されるコネクター６とを有している。

光ファイバーリボン５は、複数本（本実施形態では、５本）の光ファイバー５１、光ファイバー５２、光ファイバー５３、光ファイバー５４および光ファイバー５５を有している。光ファイバーリボン５は、これら５本の光ファイバー５１〜５５がそれらの光軸と交わる方向に沿って一方向に並べられた状態で束ねられ、全体として帯状をなすものである。

光ファイバー５１〜５５は、それぞれ、光が通過するコア部を有している。これら各コア部は、コネクター付き光導波路１とコネクター付き光ファイバー２とが接続された接続状態では、後述する光導波路３のコア部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅとそれぞれ接続される。

コネクター６は、光ファイバーリボン５が挿入される挿入部６１を有する筐体で構成されている。また、コネクター６の右側の端面は、後述するコネクター４の先端面４０と当接する端面６２となっている。また、コネクター６は、端面６２から突出形成された１対のガイドピン６３を有している。

このようなコネクター６は、端面６２および光ファイバーリボン５の端面５０が、同一平面上に位置しており、光ファイバーリボン５（光ファイバー５１〜５５）の光軸Ｏ５に対して傾斜しているものがある。

＜コネクター付き光導波路＞
コネクター付き光導波路１は、光導波路３と、光導波路３の先端部に装着されるコネクター４とを有している。

（光導波路３）
図２に示すように、光導波路３は、クラッド層（第１のクラッド層（クラッド部））３３ａと、コア層３２と、クラッド層（第２のクラッド層（クラッド部））３３ｂとで構成され、これらの層をこの順に下側から積層してなるものである。

コア層３２は、帯状（シート状）をなす複数本（本実施形態では、５本）のコア部（導波路チャンネル）３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅと、複数本（本実施形態では、１０本）の側面クラッド部（クラッド部）３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆとを有し、これらが光導波路３の幅方向に交互に配置されている。このように光導波路３は、複数本のコア部を有するマルチチャンネルタイプとなっている。

コア部３４ａ〜３４ｅと側面クラッド部３５ａ〜３５ｆとは、互いに光の屈折率が異なり、その屈折率の差は、特に限定されないが、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。なお、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。

なお、前記屈折率差とは、コア部の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表される。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００

また、コア部３４ａ〜３４ｅは、側面クラッド部３５ａ〜３５ｆに比べて屈折率が高い材料で構成され、また、クラッド層３３ａ、３３ｂに対しても屈折率が高い材料で構成されている。

コア部３４ａ〜３４ｅ、側面クラッド部３５ａ〜３５ｆの各構成材料は、それぞれ、特に限定されない。コア部３４ａ〜３４ｅと側面クラッド部３５ａ〜３５ｆとの屈折率の差は、例えば各部を構成する材料の組成や化学構造の差異により発現させることができる。

コア層３２の構成材料には、コア部３４ａ〜３４ｅを通過する光に対して実質的に透明な材料であればいかなる材料をも用いることができるが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができる。

なお、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。

図２に示すように、コア層３２の両面側には、それぞれ、クラッド層３３ａ、３３ｂが配置されている。クラッド層３３ａ、３３ｂは、それぞれ、コア層３２の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものであり、コア層３２に接している。これにより、図２に示すように、コア部３４ａ〜３４ｅは、それぞれ、その全外周面をクラッド部に囲まれる構成となる。よって、コア部３４ａ〜３４ｅは、それぞれ導光路として機能する。

クラッド層３３ａ、３３ｂの構成材料としては、例えば、前述したコア層３２の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。例えば、比較的低い屈折率を有するノルボルネン系ポリマーとしては、末端にエポキシ構造を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。かかるノルボルネン系ポリマーは、特に低い屈折率を有するとともに、コア層３２との密着性が良好である。

図１および図２に示すように、光導波路３の先端部には、コネクター４が装着されている。

（コネクター）
コネクター４は、外形形状がブロック状をなす筐体で構成されており、光導波路３の先端部が挿入される挿入部４１（凹部）を有している。この挿入部４１は、コネクター４の先端から基端まで貫通し、上方に開放する溝で構成されている。光導波路３の先端部にコネクター４を装着した状態では、挿入部４１の底部４１１に光導波路３の下面が当接して支持される。このような挿入部によれば、コネクター付き光導波路１を製造する際、すなわち、光導波路３とコネクター６とを組立てる際、挿入部４１に光導波路３を容易に挿入することができる。

また、コネクター４は、挿入部４１を介して対向する側壁４２および側壁４３と、各側壁４２、４３の下端部を連結する底板４４とに分けることができる。

側壁４２、４３には、それぞれ、先端側に開放するガイド孔４６が設けられている。各ガイド孔４６にコネクター付き光ファイバー２のガイドピン６３がそれぞれ挿入されることにより、コネクター付き光導波路とコネクター付き光ファイバー２との位置決めを行うことができるとともに、この位置決め状態を維持することができる。
また、底板４４の上側の面は、挿入部４１の底部４１１となっている。

側壁４２の先端面４２１（第１の面）と、側壁４３の先端面４３１（第１の面）とは、コネクター４全体で見たとき、最も先端側に位置している面である。底板４４の先端面４４１（第２の面）は、先端面４２１および先端面４３１よりも基端側に位置している。これら先端面４２１、４３１、４４１により、コネクター４の先端面４０が構成されている。

さて、図５に示すように、一般的な光ファイバーリボン５’の端面５１’（接続面）および光導波路３’の端面３１’（接続面）は、それらの光軸を法線とする平面で構成されている。この場合、例えば、光ファイバーから出射する光Ｌ’の一部の光Ｌａ’は、光導波路３’の端面３１’で反射して、残部の光Ｌｂ’は、光導波路３’に入射する。この際、光導波路３’の端面３１’で反射した光ｂ’は、出射する光Ｌ’とは反対側に向って光軸に沿って逆走して、いわゆる「戻り光」となる可能性が有る。この戻り光が、光ファイバーリボン５’を介して光源（図示せず）に入射すると、その程度によっては、光源が不安定になる可能性が有る。

そこで、本発明では、上記を防止することができる構成になっている。以下、このことについて説明する。

図１、図３および図４に示すように、光ファイバーリボン５の端面５０とコネクターの端面６２とは、コネクター付き光ファイバー２の側面視において傾斜している。すなわち、光ファイバーリボン５の幅方向に沿った軸（幅方向および光ファイバーリボン５の長手方向と直交する軸）回りに傾斜している。

図３に示すように、光ファイバーリボン５の端面５０の傾斜角度θ５０（光軸Ｏ５を法線とする平面とのなす角度）は、７．５°以上、８．５°以下とされる。これにより、内部反射光（端面５０で反射する反射光）の反射角度を大きくし、いわゆる戻り光を抑制することができる。

また、コネクター６の端面６２の傾斜角度θ６２（光軸Ｏ５を法線とする平面とのなす角度）は、傾斜角度θ５０と同じである。これにより、端面５０と端面６２とは、コネクター６を光ファイバーリボン５に装着した状態において、同一平面上に位置することとなる。

このようなコネクター付き光ファイバー２に対して、コネクター付き光導波路１では、以下のような構成となっている。

また、図１および図３に示すように、コネクター６の先端面４０のうち、先端面４２１および先端面４３１が、コネクター付き光導波路１の側面視において傾斜している。すなわち、先端面４２１および先端面４３１は、光導波路３の幅方向に沿った軸回りに傾斜している。また、先端面４２１および先端面４３１は、光ファイバーリボン５の端面５０およびコネクター６の端面６２と同方向に傾斜している。

先端面４２１および先端面４３１は、同一平面上に位置している。すなわち、先端面４２１の傾斜角度θ４２１（光軸Ｏ３を法線とする平面とのなす角度）と、先端面４３１の傾斜角度θ４３１（光軸Ｏ３を法線とする平面とのなす角度）とは、同じであり、かつ、傾斜角度θ５０および傾斜角度θ６２と同じである。

このように、コネクター付き光導波路１では、コネクター６の端面６２に合わせて先端面４２１および先端面４３１が傾斜している。これにより、接続状態において、コネクター６の端面６２と先端面４２１および先端面４３１とが密着（面接触）することができ、コネクター４およびコネクター６は、光導波路３の長手方向に沿って延在する１つのブロック状をなすこととなる。よって、コネクター４とコネクター６とを安定的に接続することができる。その結果、コネクター付き光導波路１とコネクター付き光ファイバー２との間での光の結合損失を抑制することができる。

ここで、図１および図３に示すように、光導波路３の先端面３０と、底板４４の先端面４４１とは、光導波路３の幅方向に沿った軸回りに傾斜している。先端面３０の傾斜角度θ３０（光軸Ｏ３を法線とする平面とのなす角度）と、先端面４４１の傾斜角度θ４４１（光軸Ｏ３を法線とする平面とのなす角度）とは、同じであり、かつ、先端面４２１の傾斜角度θ４２１および先端面４３１の傾斜角度θ４３１よりも大きい。

このような構成により、先端面３０および先端面４４１は、先端面４２１および先端面４３１よりも基端側に位置することとなる。よって、接続状態では、先端面３０および先端面４４１は、接続状態において、コネクター付き光ファイバー２の端面５０および端面６２とは非接触となる。その結果、特に、光導波路３の先端面３０や、光ファイバーリボン５の端面５０が互いに押しつけ合うことにより損傷するのを防止することができ、損傷による光の結合損失を抑制することができる。

また、傾斜角度θ３０は、８°超、１０°以下であるのが好ましく、９．３°超、９．７°以下であるのがより好ましい。これにより、光の結合損失を効果的に抑制することができる。

光導波路３が光ファイバーリボン５に光を出射する構成であった場合、傾斜角度θ３０’が小さすぎると、光源に戻る光が強くなり、すなわち、光量が多くなり、光源の動作が不安定になる可能性が有る。一方、傾斜角度θ３０が小さすぎると、出射角度が大きくなり、光ファイバーの端面５０での反射が大きくなるとともに、端面５０を透過しても光ファイバーのＮＡを超える成分が多くなり、伝搬できなくなることで、損失が増加する。

また、傾斜角度θ３０と傾斜角度θ４４１との差Δθは、０°超、２°以下であるのが好ましく、１．０°超、１．５°以下であるのがより好ましい。差Δθが大きすぎると、光ファイバーリボン５から光導波路３に光が出射する構成である場合、光導波路に入射する光の角度が大きくなって先端面３０での反射量が大きくなる傾向を示す。一方、差Δθが小さすぎると、光導波路３から光ファイバーリボン５に光が出射する構成である場合、先端面３０で内部反射した光が光源に戻りやすくなるという傾向を示す。

また、図３および図４に示すように、接続状態では、光導波路３の光軸Ｏ３と、光ファイバーリボン５の光軸Ｏ５は、互いに、光導波路３および光ファイバーリボン５の厚さ方向にずれている。コネクター付き光導波路組立体１０では、光導波路３の光軸Ｏ３は、光ファイバーリボン５の光軸Ｏ５よりも上側、すなわち、底部４１１とは反対側に位置している。

図４に示すように、光ファイバーリボン５を通過し、端面５０から出射した光Ｌは、傾斜した端面５０を境に屈折して光路が変わる。図示の構成では、出射した光Ｌａは、光軸Ｏ５よりも上側に屈折する。このため、光Ｌａが光導波路３の先端面３０に到達するときには、光Ｌａは、光軸Ｏ５よりも上側に位置することとなる。前述したように、コネクター付き光導波路組立体１０では、光導波路３の光軸Ｏ３が光ファイバーリボン５の光軸Ｏ５よりも上側にずれているため、屈折した光Ｌａは、光導波路３の厚さ方向の略中心に入射することができる。よって、光ファイバーリボン５から出射した光Ｌａは、光導波路３に高い確度で入射することができる。その結果、光の結合損失を抑制することができる。

光軸Ｏ３と光軸Ｏ５との、光導波路３の厚さ方向におけるずれ量ΔＰは、０μｍ以上、５μｍ以下であるのが好ましく、１μｍ以上、２μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、光の結合損失を効果的に抑制することができる。

ずれ量ΔＰが小さすぎると、光導波路３と光ファイバーリボン５との離間距離にもよるが、光Ｌが光導波路３に入射する際、光軸Ｏ３よりも上側にずれる量が比較的大きくなる恐れがある。一方、ずれ量ΔＰが大きすぎると、光導波路３と光ファイバーリボン５との離間距離にもよるが、光Ｌが光導波路３に入射する際、光Ｌが光軸Ｏ３よりも下側にずれる量が比較的大きくなる恐れがある。

以上、説明したように、コネクター付き光導波路１のコネクター４の先端面４０のうち、先端面４２１および先端面４３１が、接続状態において、コネクター６の端面６２と密着（面接触）するように、光導波路３の長手方向（光軸）に対して傾斜している。これにより、接続状態において、コネクター４およびコネクター６は、光導波路３の長手方向に沿って延在する１つのブロック状をなすこととなる。よって、コネクター４とコネクター６とを安定的に接続することができる。また、先端面３０は、光軸Ｏ３に対する傾斜角度θ３０が、８°超、１０°以下とされる。これにより、コネクター付き光ファイバー２とコネクター付き光導波路１との間での光の結合損失を抑制することができる。

このようなコネクター付き光導波路１は、以下のようにして製造される。
コネクター付き光導波路１の製造方法は、用意工程と、固定工程と、研削工程とを有している。

［用意工程］
まず、図６に示すような、光導波路３となる光導波路用母材３Ａと、コネクター４となるコネクター用母材４Ａとを用意する。

光導波路用母材３Ａは、全体形状が帯状をなしており、その先端面３０Ａは、光軸を法線とする面となっている。

コネクター用母材４Ａは、底板４４の先端面４４１Ａを研削することにより、コネクター４となる部材である。

［固定工程］
次に、図６および図７に示すように、光導波路３をコネクター用母材４Ａの挿入部４１内に挿入し、光導波路用母材３Ａの下面と挿入部４１の底部４１１との間に図示しない接着剤層を介在させて、光導波路用母材３Ａとコネクター用母材４Ａとを固定する。

このとき、光導波路用母材３Ａの先端面３０Ａは、コネクター用母材４Ａの先端面４０Ａよりも延端側に位置している。

［研削工程］
次に、先端面４４１Ａおよび光導波路用母材３Ａの先端面３０Ｂ側から、光導波路用母材３Ａおよびコネクター４の底板４４を研削する。このとき、例えば、研削ツール２００によって、研削を行う。これにより、先端面４４１および先端面３０が形成される。なお、この研削の際、コネクター４の先端面４２１、４３１の研削は省略する。

このように、研削工程において、光導波路用母材３Ａとコネクター用母材４Ａとを一括して研削することにより、光導波路用母材３Ａとコネクター用母材４Ａとを別途研削して固定する場合に比べて、コネクター付き光導波路１を容易に製造することができる。

＜第２実施形態＞
図１０は、本発明のコネクター付き光導波路（第２実施形態）を示す斜視図である。

以下、この図を用いて、本発明のコネクター付き光導波路の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、主にコネクターの形状が異なること以外は第１実施形態と同様である。

図１０に示すように、コネクター付き光導波路１Ａでは、コネクター４の挿入部４１Ａは、先端から基端まで貫通した貫通孔で構成されている。すなわち、第１実施形態での挿入部４１の上方の開口を塞ぐ天板４５をさらに有している。また、天板４５の先端面４５１（先端面４０）は、先端面４４１と同じ傾斜角度であり、先端面４４１および光導波路３の先端面３０と同一平面上に位置している。

このような本実施形態によれば、天板４５によって、挿入部４１内に埃等の異物が入るのを防止することができる。すなわち、コネクター付き光導波路１Ａは、防塵性に優れる。さらに、前述した第１実施形態での研削工程と同様に、光導波路用母材３Ａとコネクター用母材４Ａとを一括して研削することにより、コネクター付き光導波路１Ａを容易に製造することができる。

＜第３実施形態＞
図１１は、本発明のコネクター付き光導波路（第３実施形態）を示す斜視図である。

以下、この図を用いて、本発明のコネクター付き光導波路の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、主にコネクターの形状が異なること以外は第２実施形態と同様である。

図１１に示すように、コネクター付き光導波路１Ｂでは、先端面４２１、先端面４３１、先端面４４１および先端面４５１が同一平面上に位置している。すなわち、コネクター４の先端部は、前記第２実施形態と比べて、簡素な構成になっている。これにより、製造が容易となるとともに、精度よく製造することができる。

また、本実施形態では、光導波路３の先端面３０は、コネクター４の先端面４０よりも基端側にずれている。これにより、光導波路３の先端面３０を保護することができる。また、このずれ量ΔＤは、０μｍ超、５０μｍ以下であるのが好ましく、３μｍ以上、２０μｍ以下であるのがより好ましく、５μｍ以上、１０μｍ以下であるのが特に好ましい。これにより、光の結合損失の増加を防止しつつ、光ファイバーリボン５と光導波路３のコア部を確実に離間させることができる。ずれ量ΔＤが大きすぎたり、小さすぎたりした場合、前記第１実施形態で述べた「戻り光」が多くなったり、光導波路３の光軸からずれた位置において光の入出射が行われる可能性が有る。

なお、ずれ量ΔＤとは、光導波路３の先端面３０の最先端と、コネクター４の先端面４０との、挿入状態における光導波路３の光軸に沿った距離のことを言う。

また、このようなコネクター付き光導波路１Ｂは、予め先端面３０が傾斜した光導波路を、コネクター４に挿入することにより得られる。これにより、コネクター付き光導波路１Ｂを容易に製造することができる。

＜光電気混載基板および光モジュール＞
次に、本発明の光電気混載基板の実施形態および本発明の光モジュールの実施形態について説明する。

図９は、本発明の光電気混載基板の実施形態および本発明の光モジュールの実施形態を示す縦断面図である。

図９に示す光電気混載基板１００（本発明の光電気混載基板の実施形態）は、光導波路１と、その上方に積層された電気配線基板７と、これらの間に介挿され両者を接着する接着層９０と、を有している。以下、光電気混載基板１００の各部の構成について順次説明する。

図９に示す電気配線基板７は、コア基板７１とその両面に積層されたビルドアップ層７２とを備えた多層基板７０と、この多層基板７０を貫通する貫通孔７３と、を有している。

コア基板７１の構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。この他、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたもの、具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等であってもよい。

また、コア基板７１には、その両面に積層されたビルドアップ層７２同士を電気的に接続する貫通配線が形成されている。

一方、ビルドアップ層７２は、絶縁層７２１と導体層７２２とを交互に積層することにより形成される。導体層７２２にはパターニングが施され、電気配線が形成されている。また、絶縁層７２１には、その両面に設けられた電気配線同士を接続する貫通配線が形成されている。

これらの導体層７２２および貫通配線は、それぞれ、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀のような金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金等の導電性材料で構成される。

また、絶縁層７２１は、酸化ケイ素、窒化ケイ素のようなケイ素化合物、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂のような樹脂材料等により構成される。

このようにして、ビルドアップ層７２内には、面方向のみでなく厚さ方向にも広がる電気回路を構築することができ、電気回路の高密度化を図ることができる。

なお、このような多層基板７０は、いかなる工法で形成されたものであってもよいが、一例としてアディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法等の各種ビルドアップ工法により形成される。

また、本発明の光電気混載基板が備える電気配線基板は、上述した電気配線基板７のような多層基板を含むものに限定されず、例えば多層基板を単層の電気配線基板（リジッド基板）で代替したものであってもよく、ポリイミド基板、ポリエステル基板、アラミドフィルム基板のような各種フレキシブル基板で代替したものであってもよい。また、多層基板７０は、コア基板７１を含まないコアレスの多層基板で代替することもできる。なお、フレキシブル基板の場合、それ自体が十分な光透過性を有しているので、光スルーホールとして機能する貫通孔７３は形成されていなくてもよい。

また、図９に示す電気配線基板７は、多層基板７０の上面に設けられたソルダーレジスト層７４を有している。なお、ソルダーレジスト層７４のうち、導体層７２２との接続部には開口が形成されている。

ソルダーレジスト層７４は、各種樹脂材料で構成され、必要に応じて無機フィラーを含む。ソルダーレジスト層７４の平均厚さは、特に限定されないが１０〜１００μｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。

以上のような電気配線基板７とコネクター付き光導波路１とが接着層９０を介して接着されることにより、光電気混載基板１００が得られる。

また、この光電気混載基板１００に光素子８を搭載することにより、光モジュール１０００（本発明の光モジュールの実施形態）が得られる。図９に示す光素子８は、素子本体６０と、素子本体６０の下面に設けられた受発光部８１および端子８２と、端子８２から下方に突出するよう設けられたバンプ８３と、を有している。なお、受発光部とは、受光部または発光部、あるいはその双方の機能を有するものを指す。

光素子８は、受発光部８１の光軸とコア部３４ａ〜３４ｅの光軸とが傾斜面３６を介して一致するよう配置されている。これにより、光導波路３と光素子８とが光学的に接続され、光導波路３を伝搬する光信号を光素子８に受光させたり、光素子８から出射された光信号を光導波路３に入射したりすることができる。

また、バンプ８３は、導体層７２２に接続されている。これにより、光素子８が機械的に固定されるとともに、光素子８の端子８２と導体層７２２とが電気的に接続され、光素子８の動作を電気配線基板７側から制御し得るよう構成されている。

光素子８としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子等の発光素子、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子が挙げられる。

また、図９に示す光電気混載基板１００には、図示しない電気素子が搭載されていてもよい。電気素子としては、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が挙げられる。

なお、接着層９０は、光路上にあるため、透光性を有しているものが好ましい。接着層９０の構成材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。

このような光電気混載基板１００および光モジュール１０００では、発光素子や受光素子を光結合させる作業を伴う実装作業を容易に行うことができるとともに、信頼性を高めることができる。

＜電子機器＞
上述したような本発明の光導波路は、他の光学部品との光結合効率に優れるとともに実装作業が容易なものである。このため、本発明の光導波路を備えることにより、内部において高品質の光通信を行い得るとともに組み立てが容易な信頼性の高い電子機器が得られる。

本発明の光導波路を備える電子機器としては、例えば、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類が挙げられる。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。

さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。

以上、コネクター付き光導波路、コネクター、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、コネクター付き光導波路、コネクター、光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

１ コネクター付き光導波路
１Ａ コネクター付き光導波路
１Ｂ コネクター付き光導波路
２ コネクター付き光ファイバー
３ 光導波路
３’ 光導波路
３Ａ 光導波路用母材
４ コネクター
４Ａ コネクター用母材
５ 光ファイバーリボン
５’ 光ファイバーリボン
６ コネクター
１０ コネクター付き光導波路組立体
３０ 先端面
３０Ａ 先端面
３０Ｂ 先端面
３１’ 端面
３２ コア層
３３ａ クラッド層
３３ｂ クラッド層
３４ａ コア部
３４ｂ コア部
３４ｃ コア部
３４ｄ コア部
３４ｅ コア部
３５ａ 側面クラッド部
３５ｂ 側面クラッド部
３５ｃ 側面クラッド部
３５ｄ 側面クラッド部
３５ｅ 側面クラッド部
３５ｆ 側面クラッド部
３６ 傾斜面
４０ 先端面
４０Ａ 先端面
４１ 挿入部
４１Ａ 挿入部
４２ 側壁
４３ 側壁
４４ 底板
４５ 天板
４６ ガイド孔
５０ 端面
５１ 光ファイバー
５１’ 端面
５２ 光ファイバー
５３ 光ファイバー
５４ 光ファイバー
５５ 光ファイバー
６０ 素子本体
６１ 挿入部
６２ 端面
６３ ガイドピン
７ 電気配線基板
７０ 多層基板
７１ コア基板
７２ ビルドアップ層
７２１ 絶縁層
７２２ 導体層
７３ 貫通孔
７４ ソルダーレジスト層
８ 光素子
８１ 受発光部
８２ 端子
８３ バンプ
９０ 接着層
１００ 光電気混載基板
２００ 研削ツール
４１１ 底部
４２１ 先端面
４３１ 先端面
４４１ 先端面
４４１Ａ 先端面
４５１ 先端面
１０００ 光モジュール
Ｌ 光
Ｌ’ 光
Ｌａ 光
Ｌａ’ 光
Ｌｂ’ 光
Ｏ３ 光軸
Ｏ５ 光軸
ΔＰ ずれ量
θ３０ 傾斜角度
θ４２１ 傾斜角度
θ４３１ 傾斜角度
θ４４１ 傾斜角度
θ５０ 傾斜角度
θ６２ 傾斜角度
θｉｎ 入射角
θｏｕｔ 反射角
ΔＤ ずれ量
ΔＰ ずれ量

Claims (11)

1. 帯状をなす光導波路と、
   前記光導波路の先端部が挿入される挿入部を有するコネクターと、を備え、
   前記コネクターの先端面は、前記挿入部に挿入された前記光導波路の光軸に対して、前記光導波路の幅方向に沿った軸回りに傾斜していることを特徴とするコネクター付き光導波路。
2. 前記コネクターの前記先端面は、第１の面と、前記第１の面よりも傾斜角度が大きい第２の面と、を有している請求項１に記載のコネクター付き光導波路。
3. 前記第１の面の傾斜角度をθ１とし、前記第２の面の傾斜角度をθ２としたとき、
   前記θ２は、前記θ１よりも０°超、２°以下大きい請求項２に記載のコネクター付き光導波路。
4. 前記第２の面は、前記第１の面よりも、前記光導波路の前記先端部の反対側である基端側に位置している請求項２または３に記載のコネクター付き光導波路。
5. 前記挿入部は、前記コネクターの先端面から基端面まで貫通した凹部で構成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコネクター付き光導波路。
6. 前記光導波路の先端は、前記コネクターの前記先端面よりも、前記光導波路の前記先端部の反対側である基端側にずれており、そのずれ量は、０μｍ超、５０μｍ以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のコネクター付き光導波路。
7. 先端から基端まで貫通形成された凹部で構成され、長尺状をなす光導波路の先端部が挿入される挿入部を有するコネクター本体を有し、
   前記コネクター本体の先端面は、前記光導波路が前記挿入部に挿入された状態において、前記光導波路の光軸に対して、前記光導波路の幅方向に沿った軸回りに傾斜していることを特徴とするコネクター。
8. コア部を有し、前記コア部から光が入射または出射する端面が、前記コア部の延在方向に対して８°超、１０°以下傾斜していることを特徴とする光導波路。
9. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のコネクター付き光導波路と、
   前記コネクター付き光導波路を支持する基板と、を備えることを特徴とする光電気混載基板。
10. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のコネクター付き光導波路と、
    前記コネクター付き光導波路に光を入射する発光素子または前記光導波路から出射した光を受光する受光素子と、を備えることを特徴とする光モジュール。
11. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のコネクター付き光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

Images