JP4683859B2 - 光ファイバ側面へのパターン形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの側面に配線パターンを形成する方法に関する。この方法により形成した配線パターンは、面発光のレーザ素子やフォトダイオード等の発光用あるいは発光用の光素子と光ファイバとを組み合わせて構成した光素子モジュール装置等において、光素子と回路部品との間を光ファイバ自体を経由して電気的に接続する場合に好適に用いることができる。

従来、面発光のレーザ素子あるいはフォトダイオードのような発光用あるいは受光用の光素子を用いた光素子モジュールには、光素子の発光面あるいは受光面に端面を対向させるように光ファイバを配置し、光素子と光ファイバとの間で投受光するようにした製品がある（特許文献１参照）。

特開平８−２２０３８３号公報

上述した面発光のレーザ素子あるいはフォトダイオード等のような光素子と光ファイバとを組み合わせた従来の光素子モジュールでは、光素子と光ファイバとの間に光学レンズを配置せずに投受光させる配置とすることが可能であり、その場合には、光素子と光ファイバの端面をできるだけ接近させて配置するようにする。
しかしながら、従来の光素子モジュールでは、光素子と外部回路との電気的接続をワイヤボンディングによって行っているから、ボンディングワイヤと干渉しないように光ファイバを配置する必要があり、光素子の素子形成面と光ファイバの端面とは離間させて配置せざるを得ないという問題があった。
このため、光素子の光ファイバとの投受光の際にロスが生じたり、光素子と光ファイバとを離間させて配置するため、光素子の光軸に一致させるように光ファイバを位置合わせして配置することが難しいという問題があった。
このような問題を解決するために、本出願の出願人は、光素子と光ファイバとを直接的に接続することを可能とし、光素子と光ファイバとの位置合わせを容易にし、光学的な結合ロスを抑えることができ、基板に搭載してモジュール装置を構成することが容易に可能な光素子モジュールおよびその光素子モジュールを用いた光素子モジュール装置を提案している（特願２００３−１３４４８９号）。
ここで提案されている光素子モジュールにおいては、光ファイバの外周面に、光ファイバの端面から光ファイバの軸線方向に向けて延びた配線パターンを利用して、光素子との電気的接続を行なっている。
そこで、本発明は、光ファイバの外周面に、光ファイバの軸線方向に向けて延びた配線パターンを形成するための、具体的で且つ簡易なパターン形成方法を提案することを課題とする。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、複数の光ファイバをそれらの側面が互いに長手方向に接触するように配置する工程と、この状態で前記複数の光ファイバの外側面の全面にマスク材とての樹脂を塗布する工程と、該樹脂の硬化後、各光ファイバ毎に該樹脂を切断して各光ファイバ毎に分離する工程と、該光ファイバに無電解めっき等により、金属導電膜を形成する工程と、前記樹脂を除去する工程と、からなることを特徴とする光ファイバ側面へのパターン形成方法が提供される。
複数の光ファイバを、複数のＶ字形の溝に平面的に配置した後、マスク材としての樹脂を塗布するのが好適である。
隣接する２以上の光ファイバとの接触位置が任意の角度となるように、３つ以上の光ファイバを配置した後、マスク材を塗布することを特徴とする。
前記マスク材を除去した後、無電解めっきを施したパターン面を研磨することを特徴とする。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明に係る光ファイバ側面へのパターン形成方法の前半の工程を示す。
図１（ａ）及び図１（ｂ）はＶ溝基板に複数の光ファイバを配置した状態を断面図及び斜視図で示す。Ｖ溝基板２は光ファイバ１の直径に対応するピッチで平行な複数の、例えば６つの断面Ｖ字形の溝２ａが連続的に形成されたものである。
このような２つのＶ溝基板２を、Ｖ字形の溝２ａの位相を互いに合わせて、所定の間隔をおいて配置し、各Ｖ字形の溝２ａに光ファイバ１を連続して配置する。Ｖ字形の溝２ａのピッチＰは光ファイバの直径ｄに対応しているので、Ｖ字形の溝２ａに配置された６本の光ファイバ１は、隣接する光ファイバの側面同士が互いに長手軸方向に接触する。
図１（ｃ）は光ファイバの周囲にマスク材としての樹脂３を塗布した状態を断面図で示す。６本の光ファイバ１は、２つのＶ溝基板２により並列して配置され且つ保持されている。この状態で、２つのＶ溝基板２間の領域にて、これらの６本の光ファイバ１の外周囲全体にめっきマスク材としての樹脂３を塗布する。
めっきマスク材としての樹脂は硬化性のあるもので、一例として、（株）ワールドメタル製のシールビール（商品名）＃８００８を好適に使用することができる。このめっきマスク材の成分は次のとおりである。
スチレン−ブタジエンブロック共重合体 ２０％
含水珪酸マグネシウム１７％ １７％
トルエン ５８％
フェノール樹脂 ５％
６本の光ファイバ１は、隣接する光ファイバの側面同士が互いに長手軸方向に接触しているので、接触部分には、樹脂は塗布されずに、光ファイバ同士がその側面で接触したままとなっている。即ち、中心のコアとその周囲のクラッドから成る光ファイバ１は隣接する光ファイバとの接触部分以外の光ファイバ１のクラッド外周部は樹脂３によりマスキングが施されることとなる。
図１（ｄ）は、塗布されためっきマスク材が硬化した後、各光ファイバ１毎に樹脂３を切断する状態を断面図にて示す。これにより、６本の光ファイバ１は、光ファイバが相互に接触していた部分を除き、樹脂が付着したまま、各光ファイバごとに分離され、接触していた部分は光ファイバ１のクラッド外側面が露出することとなる。
図２は本発明に係る光ファイバ側面へのパターン形成方法の後半の工程を示す。
図２（ａ）は個々の光ファイバに分離された状態を斜視図で示す。各光ファイバ１は、光ファイバ同士が相互に接触していた側面部分１ａを除き、硬化した樹脂３が付着したままの状態である。この状態で、光ファイバ１の側面に銅等の金属の無電解めっきを施す。これにより図２（ｂ）に示すように、光ファイバ１の側面に軸方向の配線パターン５が形成される。
図２（ｃ）は、めっきマスク材としての樹脂を除去した状態を斜視図で示す。めっきマスク材としての樹脂３は、一般の樹脂材を除去する公知の方法で除去することができる。これにより、光ファイバ１の側面に軸方向に線状に形成された配線パターン５の部分はそのまま残ることとなる。
図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、光ファイバ１の側面に形成された配線パターン５を研磨する工程を斜視図及び断面図で示す。無電解めっきにより形成された配線パターン５は、その表面が均一ではないので、周知のポリシング装置（図示せず）を用いて研磨を行い、配線パターン５の表面を平滑化する。
図２で示した光ファイバは、図１において平行に配置した６本の光ファイバのうち、その両側に隣接する光ファイバが存在する、中間位置の光ファイバを示しており、図示のように、光ファイバの側面に１８０°の間隔をおいて軸方向に平行して延びた２つの配線パターン５が形成される。
図１における６本の光ファイバのうち、両端に位置する光ファイバについては、光ファイバの側面に１本の配線パターンが形成されることはいうまでもない。
図３は、１本の光ファイバに対して複数、例えば２本の配線パターンを形成する場合において、これらの複数の配線パターンを任意の角度隔てて配置されるように形成する場合を示す。
図３（ａ）に示すように、複数（例えば５本）の光ファイバ１を並列に配置するのではなく、光ファイバ同士が互いに側面の任意の位置で接触するように配置する。このように５本の光ファイバを配置するには、例えば、下側３本の光ファイバを保持する所定のＶ溝基板（図示せず）を準備する。
このＶ溝基板には、光ファイバの直径ｄより大きくその２倍より小さい所定の間隔だけ隔てたピッチＰで３本の平行なＶ溝が予め形成されており、これらのＶ溝に３本の光ファイバを配置すると共に、他の２本の光ファイバをそれらの間に載せて、固定する。
そして、この状態で、前述の実施形態の場合と同様に、これらの５本の光ファイバの周囲全体にめっきマスク材としての樹脂を塗布する。塗布されためっきマスク材が硬化した後、前述の実施形態の場合と同様、各光ファイバ毎に樹脂を切断して、各光ファイバごとに分離し、光ファイバ１の側面に無電解めっきにより配線パターン５を形成した後、樹脂の除去、配線パターンの研磨を行う。
これにより、１本の光ファイバに対して複数の配線パターンを任意の位置に形成することができる。
図４は上述のように側面に配線パターンを形成した光ファイバを使用して、光素子１０と基板３０に搭載した回路部品３８装置との間で電気的な接続を行う例を示す。同図で３０が光素子モジュールを搭載した基板であり、光素子モジュールの光ファイバ２０を基板３０を貫通して設けた装着孔３２に挿通し、装着孔３２の縁部で、導電性接着剤あるいははんだ等の導電材３６を用いて配線パターン３４と光ファイバ２０の側面に設けられた配線パターン２２とを電気的に接続することによって組み立てられている。導電材３６は配線パターン２２と配線パターン３４とを電気的に導通させる作用と、光ファイバ２０を基板３０に接着して光素子モジュールを基板３０に支持する作用をなす。
配線パターン３４には、光ファイバ２０の外面に形成されている配線パターン２２、２２の配置に合わせて装着孔３２の縁部に臨んで、配線パターン２２と電気的に接続させる若干幅広に形成した接続電極が設けられている。接続電極と光ファイバ２０の配線パターン２２とを位置合わせし、導電材３６を接続電極と配線パターン２２との間に塗布するようにすることにより、光ファイバ２０の配線パターン２２と基板３０の配線パターン３４とを電気的に接続するとともに、光ファイバ２０を基板３０に装着して支持することができる。導電材３６による接着力が十分でない場合には、電気的絶縁性を有する接着剤を装着孔３２の周縁部に塗布して光ファイバ２０を装着孔３２により強固に固定するようにしてもよい。
３８は基板３０に搭載されている光素子１０のドライバアンプ等の回路部品である。こうして、光素子１０と回路部品３８とが光ファイバ２０の側面に形成した配線パターン２２を経由して電気的に接続した状態で光素子モジュールを搭載することができる。
以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、光ファイバの外周面に、容易に、光ファイバの軸線方向に向けて延びた配線パターンを形成することができ、面発光のレーザ素子やフォトダイオード等の発光用あるいは発光用の光素子と光ファイバを組み合わせて構成した光素子モジュール装置等において、光素子と半導体との間を電気的に接続する場合に当該配線パターンを好適に用いることができる。

本発明による光ファイバ側面へのパターン形成方法の前半の工程を示す。 本発明に係る光ファイバ側面へのパターン形成方法の後半の工程を示す。 光ファイバ側面の任意に位置にパターンを形成する場合を示す。 本発明により形成したパターンの利用例を示す。

符号の説明

１…光ファイバ
２…Ｖ溝基板
３…樹脂
４…切断線
５…配線パターン
１０…光素子
２０…光ファイバ
２２…配線パターン
３０…基板
３８…半導体装置

Claims (5)

1. 複数の光ファイバをそれらの側面が互いに長手方向に接触するように配置する工程と、この状態で前記複数の光ファイバの外側面の全面にマスク材としての樹脂を塗布する工程と、該樹脂の硬化後、各光ファイバ毎に該樹脂を切断して各光ファイバ毎に分離する工程と、該光ファイバの側面の前記樹脂から露出した部分に金属導電膜を形成する工程と、前記樹脂を除去する工程と、からなることを特徴とする光ファイバ側面へのパターン形成方法。
2. 前記光ファイバの側面の前記樹脂から露出した部分に金属導電膜を形成する工程は、光ファイバの側面に無電解めっきを施す工程からなることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ側面へのパターン形成方法。
3. 複数の光ファイバを、複数のＶ字形の溝に平面的に配置した後、マスク材としての樹脂を塗布することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ側面へのパターン形成方法。
4. 隣接する２以上の光ファイバとの接触位置が任意の角度となるように、３つ以上の光ファイバを配置した後、マスク材としての樹脂を塗布することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ側面へのパターン形成方法。
5. 前記マスク材としての樹脂を除去した後、無電解めっきを施したパターン面を研磨することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ側面へのパターン形成方法。

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