JP3483814B2 - 光配線板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、光素子又は光回路
同士の光学的接続を行う光配線板に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、光素子を搭載したボード（光ボー
ド）において、光ボード上の光素子同士を接続するに
は、一方の素子から出ているピッグテールの光ファイバ
を、他方の素子に接続されている光ファイバと融着する
ことによって接続していた。 【０００３】このような融着接続の場合、ボード外で融
着接続器に光ファイバをセットするためにかなり長い余
長が必要となり、接続後この余長をボード内に収容しな
ければならない。 【０００４】又は、コネクタ付きのピッグテールを用い
て、光素子間をコネクタつきファイバでつなぐ方法も用
いられる。この場合も、光ファイバは、余長が必要であ
り、光ファイバの束が出現する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】このような光ファイバ
の余長、すなわち、光ファイバの束が現れることに関す
る問題を解決するため、特許第２５７４６１１号公報等
に開示されているような光配線板がある。また、この他
に、光ファイバの自動布線に関するものとして、特開平
１１−１１９０３４号公報がある。 【０００６】しかし、従来の光配線板では、光ファイバ
が光配線板本体から突き出した部分の応力を緩和する提
案については非常に少なく、また、前述した特許第２５
７４６１１号公報に示すような基材フィルムをタブ状に
延ばした提案があるが、光ファイバの保護が主目的で、
光配線板本体部と光ファイバ突き出し部にかかる応力を
緩和する機能を目的とはしていない。 【０００７】このように、従来の光配線板においては、
配線板から突き出したファイバが応力を緩和する構造を
持っていないため、光配線板を取り付ける作業中や取り
付け後の人為的な応力負荷や、ファイバが曲げられた状
態で取り付けられ、長期間のファイバヘの曲げ応力の負
荷などにより、光損失の一時的増加や恒久的な増加が起
こる危険性がある。 また、近年の光伝送システムで
は、１本のファイバに複数の波長を伝送して波長毎に分
離し、信号処理を行い、再度合波する方法が一般的に用
いられようとしている。 【０００８】このような光システムでは、光ボード内の
光配線や光ボードをつなぐボード間の光配線において、
使用される光ファイバの本数は多く、かつ、光配線板本
体から突き出した光ファイバは長尺をものも必要とな
る。 【０００９】また、光ボード内配線では、光素子間の限
られたスペースに配線することが要求され、実装時に突
き出したファイバを曲げる場合も想定される。さらに、
ボード間配線では、ボード間をつなぐため、光ボードを
収納した架の外側に光配線板を設置し、突き出した光フ
ァイバを架の外側で取り回すことが想定される。 【００１０】このように光配線板では、突き出した光フ
ァイバに対して色々な応力がかかる可能性があり、これ
に対して、信頼性を確保するような構造を持たせること
が重要となる。 【００１１】しかしながら、従来の光配線板において
は、光配線板から突き出した光ファイバに加わる外力に
対して、特別な対策を施した光配線板は見られない。 【００１２】そこで、本発明の目的は、外部からの応力
に対して信頼性の高い光配線板を提供することにある。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明は、１本又は複数
本の光ファイバを基板上に配線すると共に、該光ファイ
バの両端を基板外部に延出させることによって、基板端
部に光ファイバ突出部が形成された光配線板であって、
前記基板および前記光ファイバ突出部に跨ってシリコー
ンゴム又はシリコーン樹脂を塗布して硬化させ、該硬化
後の外部応力に対する強度を前記光ファイバの強度より
も増加させて前記基板および前記光ファイバ突出部の境
界部に応力集中が起こらないように一体に構成すること
により、前記光ファイバを前記基板に固持するブーツ部
を設けることによって、光配線板を構成する。 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。 【００１８】［第１の例］本発明の第１の実施の形態
を、図１〜図３に基づいて説明する。 【００１９】（背景）まず、本発明の背景について説明
する。 【００２０】光配線板では、多数の光ファイバが配線板
本体から突き出し、他の種々の光部品、或いは光ボード
と接続される。光ボード上の光部品と接続される場合
は、限られた光ボード上に光部品を優先して配置し、光
配線板は空きスペースに配置されることが一般的であ
る。このため、光配線板は可撓性が要求され、配線板か
ら突き出した光ファイバおよび配線板本体を曲げて、実
装することが多い。この場合、光ファイバと光配線板本
体の境界部、すなわち光ファイバが光配線板の基板から
突き出した根元の部分に、曲げ応力がかかる。 【００２１】また、光ボード間をつなぐ光配線板では、
光ボードを収納する架の外側に光配線板を設置するた
め、光配線部本体から突き出した光ファイバに、作業中
の不意な応力がかかる危険性がある。 【００２２】さらに、突き出したファイバ長が長い場合
は、ファイバの重みでファイバがたわみ、応力がかか
る。光ボード間の場合も光ファイバが光配線板から突き
出した根元の部分に応力が集中する。これは、弾性率の
異なる部分に応力が集中することで知られている。 【００２３】そこで、本例では、そのような外部応力に
対して応力集中が起こらないようにするためら、光ファ
イバと光配線板との境界部分に、応力を緩和する保持部
としてのブーツ部を設けたものである。 【００２４】（具体例）次に、ブーツ部を有する光配線
板の具体例について説明する。 【００２５】図１は、ブーツ部１０が設けられた光配線
板の構成例を示す。 【００２６】１本又は２本以上の光ファイバ１１の各々
は、一筆書きの手法を用いて、光配線板本体部としての
基板１２上に配線されている。 【００２７】このような配線構造をもつ光配線板におい
て、光ファイバ１１の基板１２の一端から突き出した部
分としての光ファイバ突出部１３と、光ファイバ１１が
配線された基板１２との両方に跨って、光ファイバ１１
ヘの曲げ応力を緩和する部位としてのブーツ部１０が設
けられている。 【００２８】このブーツ部１０は、応力を緩和するする
ために、光ファイバ１１を基板１２に固定させて、か
つ、光ファイバ１１の曲げや急激な動きに対して、応力
を緩和する役割を持っている。 【００２９】また、端部Ａは入出端を示し、端部Ｂは出
力端を示している。このように光配線板は、光ファイバ
１１が多数配線され、光配線板本体部である基板１２か
ら光ファイバ１１がまとまって突き出している。 【００３０】この光配線板は、光配線板本体部におい
て、光ファイバ１１を基板１２上に接着剤で固定し、さ
らに、その接着された光ファイバ１１の上部にフィルム
や樹脂で覆う構造をとっている。 【００３１】従って、光配線板本体部である基板１２で
は、光ファイバ１１は比較的しっかりと固定されている
が、基板１２から突き出した光ファイバ突出部１３の光
ファイバ１１は、自由端となっている。 【００３２】しかし、この突き出した光ファイバ１１の
光ファイバ突出部１３の近傍には、ブーツ部１０が設け
られているので、その突き出した光ファイバ１１に応力
が加わり、光ファイバ１１の光ファイバ突出部１３に近
い部分に応力が集中した場合においても、応力集中を避
けることができ、しかも、光ファイバ１１が破断若しく
は曲率が小さくなることによって光損失の増加が起こる
ようなことがない。 【００３３】（作製例）次に、光配線板の作製例につい
て説明する。 【００３４】ここでは、図１に示した光配線板を、代表
的な配線パターンを用いて作製する方法、その作用結果
について説明する。なお、ブーツ化の効果は、光配線板
の配線パターンには依存しない。 【００３５】まず、光ファイバ１１を自動布線する布線
装置に、一番下層の基板１２を設置し、光ファイバ１１
を１本ずつ布線する。 【００３６】基板１２は、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）フィルム又はポリイミドフィルムの厚さ５０
μｍに、ゴム系粘着剤を２５μｍ塗布したものを用い
た。配線した光ファイバ１１上に粘着シートを保護層と
して覆った。 【００３７】ここで、入出力端の一方の端部Ａは、７２
本の光ファイバ１１が２組に別れ、その組の中でさらに
１２本ずつがテープ化され、テープ化された光ファイバ
１１同士は１ｍｍの狭い間隔で配列されている。 【００３８】他方の端部Ｂは、８本或いは４本の光ファ
イバ１１の単位でテープ化されている。突き出した光フ
ァイバ１１の長さは、約１０ｃｍである。 【００３９】ブーツ部１０は、インジェクション装置を
用いて、材料であるシリコーンゴムを、光ファイバ１１
のテープ化された部分のテープファイバ（すなわち、光
ファイバ突出部１３）と基板１２との境界近傍に、正確
に塗布することによって作製する。この場合、基板１２
の上面および下面にシリコーンゴムを塗布後、室温で１
昼夜放置して硬化させる。なお、ブーツ部１０の長さ
は、基板１２の端部から１５ｍｍとする。 【００４０】テープファイバがある程度の間隔で整列し
ている端部Ｂでは、各テープに独立でブーツ化する。一
方、端部Ａでは、間隔が狭い３本のテープファイバをま
とめて、ブーツ化する。 【００４１】そして、このようにしてブーツ化した光配
線板の端部にＭＴコネクタを付け、光損失測定装置の端
部Ａ側の位置に光を入力させ、端部Ｂ側の位置に光検出
部を接続して、光損失を測定する。この場合、テープフ
ァイバを基板１２に対して９０度に曲げ、波長１．５５
μｍ、１．３１μｍにおける光損失変動を測定する。 【００４２】その測定結果、損失変動は、両方の波長に
おいて測定限界０．０１ｄＢ以下であった。これは、ブ
ーツ化により、テープファイバと基板１２との曲率半径
が１５ｍｍ以上となり、曲げによる損失が防止できたた
めと考えられる。 【００４３】一方、ブーツ化しない場合、９０度の曲げ
による損失増は、テープファイバと基板１２との曲率半
径が約８ｍｍとなり、１．５５μｍで約０．３ｄＢ、
１．３１μｍで約０．０３ｄＢであった。 【００４４】以上により、ブーツ化による曲げ応力に対
する光損失の増加を防げる効果が明らかになった。 【００４５】なお、本例では、テープ化された光ファイ
バ１１をブーツ化した例を示したが、１本の光ファイバ
にブーツ化をしてもよく、この場合にも同等の効果が得
られる。 【００４６】（変形例）次に、光配線板の変形例を、図
２および図３に基づいて説明する。 【００４７】図２および図３は、テープ化した多数の光
ファイバ１１に対して、上下部分のみにブーツ化してブ
ーツ部１０を形成し、かつ、光配線板の構造体と一体化
した例である。 【００４８】図２は上面図、図３は断面図である。テー
プ化した光ファイバ１１は、左右方向に対してはもとも
と一定の強度があるため、上下方向のみブーツ化して
も、信頼性を保つことができる。 【００４９】もちろん、左右方向の部分にもブーツ化を
すると、さらに強度が増すことはいうまでもない。 【００５０】なお、ここでは、テープ化した光ファイバ
について述べたが、１本の光ファイバについても同様に
適用できる。 【００５１】［第２の例］次に、本発明の第２の実施の
形態を、図４および図５に基づいて説明する。なお、前
述した第１の例と同一部分については、その説明を省略
し、同一符号を付す。 【００５２】前述した第１の例では、光ファイバ１１の
受ける種々の応力をブーツ部１０によって緩和すること
を述べたが、光配線板から突き出した光ファイバ１１
は、通常複数の光ファイバ１１がテープ状にまとまって
いる場合が多く、この場合、光ファイバ１１にかかる応
力は光ファイバ１本に比べて大きくなる。 【００５３】また、急激な光ファイバ１１ヘの応力、例
えば人為的に光ファイバ１１を引っかけてしまった場合
は、非常に大きい応力がブーツ部１０にかかることにな
る。 【００５４】そこで、本例では、ブーツ部１０を、ブー
ツ部１０および光配線部分の上部を同じ材料等で同時に
覆って固定するか、又は、光配線板本体部である基板１
２の一部と接合するような、固定部材を設ける。 【００５５】このような固定部材を設けることによっ
て、応力を光ファイバ１１と配線板全体や境界部分に広
く分散させることができるので、光ファイバ１１が受け
た応力による変形を光ファイバ１１、ブーツ部１０、基
板１２に拡げ、光損失増加の要因となる光ファイバ１１
と光配線板本体部との境界での変形を小さくする。 【００５６】（具体例）次に、固定部材を有する光配線
板の具体例について説明する。 【００５７】図４は、固定部材とブーツ部とを一体化し
た構成例を示す。２０は、光配線板の上部全面を覆う固
定部材としての保護材である。この保護材２０は、光フ
ァイバ１１の周囲に充填されブーツ部１０と同じ材料で
一体に構成されるので、光ファイバ１１が受けた応力を
光配線板全体で緩和することができる。 【００５８】図５は、光配線板の端部に、固定部材とし
ての堰２１を設け、この堰２１とブーツ部１０とを接合
した構成例を示す。この場合、光ファイバ１本に対し
て、ブーツ部１０を光ファイバ１１の上下、左右に配置
し、取り囲むようにして設けている。 【００５９】この堰２１によって、光配線板の端部を補
強し、光ファイバ１１に加わる外力の影響を抑えること
ができ、これにより、ブーツ部１０にかかる応力を分散
できる。 【００６０】（作製例）次に、光配線板の作製例につい
て説明する。 【００６１】基板１２上に、第１の例と同じ光ファイバ
１１のパターンを同様にして配線し、配線した光ファイ
バ１１上をシリコーン樹脂で覆い、かつ、基板１２の淵
部分に硬度が高いシリコーン樹脂で堰を作製する。 【００６２】ブーツ化は、シリコーンゴムを用いて、光
ファイバ１１が突き出した部分である光ファイバ突出部
１３、基板１２、および堰２１の部分を塗布し、ブーツ
部１０を作製する。 【００６３】このようにブーツ部１０を堰２１の部分と
一体化して構成することによって、光ファイバ１１に曲
げ応力を加えた場合、曲げによる光配線板の変形が広範
囲に応力が分散し、光損失、および光配線板の変形を小
さくすることができる。 【００６４】（変形例）次に、光配線板の変形例につい
て説明する。 【００６５】ブーツ部１０の配設には種々の方法が考え
られる。 【００６６】そこで、まず、光配線板本体部である基板
１２および光ファイバ突出部１３の光ファイバ１１の上
部から包み込むように設ける。 【００６７】このような構造とすることによって、応力
を分散する効果が得られる。しかし、この場合、上部か
ら作製するため、作製時間が短くなる点、光配線板の下
部は突起物がなくフラットになる点などの特徴がある
が、配線板下方からの応力に対しては若干弱くなる。 【００６８】そこで、ブーツ部１０を、光ファイバ１１
と基板１２の両方に跨って設け、かつ、基板１２の上部
と下部との両方向から設置するような構造とする。 【００６９】この両方向からブーツ部１０を設けること
によって、上記応力が弱くなる欠点を克服できる。この
場合、作製には、時間がかかるが、配線板上方および下
方からの応力に対して対応できる。 【００７０】［第３の例］次に、本発明の第３の実施の
形態を、図６および図７に基づいて説明する。なお、前
述した各例と同一部分については、その説明を省略し、
同一符号を付す。 【００７１】光ファイバ１１が受けた外部応力により、
光ファイバ１１と基板１２との弾性の異なる２つの材料
の境目に応力が集中するが、この応力を緩和させるため
の手段を設けてもよい。 【００７２】そこで、本例では、ブーツ部１０の厚み、
幅のいずれか１つ又は両方が、配線された基板１２から
その外側に離れるに従って、漸次小さくなるように形成
した場合の例である。 【００７３】この場合、ブーツ部１０の長さが光ファイ
バ１１の長手方向に対して、基板１２の淵から少なくと
も５ｍｍ以上としてもよい。 【００７４】また、ブーツ部１０を構成する材料とし
て、使用する光ファイバ１１よりも大きい弾性を有する
ようにしてもよい。 【００７５】（具体例）次に、異なるブーツ形状を有す
る光配線板の具体例について説明する。 【００７６】図６および図７は、ブーツ部１０の幅およ
び厚みを漸次減少させた例である。図６は、ブーツ部１
０の幅にテーパをつけた場合の例、図７は厚みにテーパ
をつけた場合の例である。 【００７７】このように、光配線板本体部である基板１
２から離れるに従って、幅若しくは厚みの一方、又は両
方を漸次減少させることによって、光ファイバ１１に曲
げ応力が加わったとき、円に近い状態で光ファイバが曲
がることができる。これにより、曲率による損失を可能
な限り小さくすることができる。 【００７８】（作製例）次に、光配線板の作製例につい
て説明する。 【００７９】前述した第１の例と同様な方法で光ファイ
バ１１を基板１２上に配線し、上部を粘着シートで覆っ
て光配線板を作製する。 【００８０】ブーツ化は、インジェクション装置を用い
て、基板１２からテープファイバ（すなわち、光ファイ
バ突出部１３）の方向にシリコーン樹脂を塗布し、基板
１２から離れるに従って樹脂にかける塗布圧力を小さく
することによって、塗布する樹脂量を減少させる。 【００８１】この塗布操作を基板１２の上面および下面
についてそれぞれ行い、テープファイバの上下にブーツ
化を施す。 【００８２】その結果、ブーツ部１０の厚みは、基板１
２上とブーツ先端部とでは異なる形状となった。すなわ
ち、基板１２上でのブーツ部１０の形状は、厚み２ｍ
ｍ、幅５ｍｍとなり、長さ２０ｍｍのブーツ部１０の先
端部では、厚み約０．３ｍｍ、幅はほぼテープファイバ
と同じとなった。 【００８３】そして、このようにして作製されたブーツ
化したテープファイバの端部を持ち、基板１２面に対し
て９０度以上曲げても、ブーツ部１０の曲率半径は１５
ｍｍ以上を得ることができた。 【００８４】このようにブーツ部１０の構造は、ブーツ
部１０の幅若しくは厚みの一方、又は両方を配線板から
離れるに従って減少させることによって、基板１２から
離れた部位では、ブーツ部１０の厚み、幅を小さくし
て、光ファイバ１１とほぼ同じ弾性を持たせることがで
き、一方、基板１２に近づくにつれて、厚み、幅を大き
くして、ブーツ部１０の弾性を大きくして、大きな応力
に耐えられるようにすることができる。 【００８５】また、基板１２上のブーツ部１０の一部を
堰構造のように横に広く延ばして、応力の分散を図るこ
とも可能である。 【００８６】さらに、ブーツ部１０の長さ、つまり配線
板本体である基板１２の淵から光ファイバ１１の長手方
向に延びたブーツ部１０の長さは、曲げ応力が光ファイ
バ１１に働いた場合の曲率に大きく影響する。周知のよ
うに、光ファイバ１１の曲げ損失は曲率が小さくなると
共に急激に増加する。この場合、ブーツ部１０の長さを
５ｍｍ以上とすることによって、曲げ応力を与えた場合
の光損失を小さくすることができる。 【００８７】なお、ブーツ部１０に用いられる材料とし
ては、実際に用いられるブーツ部構造における弾性が、
光ファイバ１１より大きければよい。これは、弾性率が
大きい材料では、ブーツ部１０は非常に小さくできるこ
とを意味し、逆に、光ファイバ１１より弾性率が小さい
材料でもブーツ部１０の構造を大きくすることによっ
て、ブーツ化材料として使えることを意味するものであ
る。 【００８８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光配線板本体部と該本体部から突き出している光ファイ
バ突出部との境界部分に、光ファイバを固持する保持部
を設けたので、境界部分に加わる曲げや引っ張りの応力
を分散して低減させ、光損失変動や形状変化を小さくす
ることができ、これにより、基板から突き出した光ファ
イバ又はテープ化光ファイバヘの外部応力に対して、非
常に信頼性の高い光配線板を実現することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施の形態である光配線板の構
成を示す斜視図である。 【図２】光配線板の変形例を示す上面図である。 【図３】図２の光配線板の断面図である。 【図４】本発明の第２の実施の形態である光配線板本体
部とブーツ部とを一体化した構成を示す斜視図である。 【図５】光配線板本体部の堰とブーツ部とを接合した構
成を示す斜視図である。 【図６】本発明の第３の実施の形態であるブーツ部の幅
にテーパをつけた場合の構成を示す上面図である。 【図７】厚みにテーパをつけた場合の構成を示す断面図
である。 【符号の説明】 １０ ブーツ部（保持部） １１ 光ファイバ １２ 基板 １３ 光ファイバ突出部 ２０ 保護材（固定部材） ２１ 堰（固定部材）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 １本又は複数本の光ファイバを基板上に
   配線すると共に、該光ファイバの両端を基板外部に延出
   させることによって、基板端部に光ファイバ突出部が形
   成された光配線板であって、 前記基板および前記光ファイバ突出部に跨ってシリコー
   ンゴム又はシリコーン樹脂を塗布して硬化させ、該硬化
   後の外部応力に対する強度を前記光ファイバの強度より
   も増加させて前記基板および前記光ファイバ突出部の境
   界部に応力集中が起こらないように一体に構成すること
   によって、前記光ファイバを前記基板に固持するブーツ
   部を設けたことを特徴とする光配線板。