JP4946218B2 - 光基板の製造方法 - Google Patents
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Description
このような光導波路を備える光基板は、例えば特許文献1に示すように、通常光信号を通過させる線状のコアを、該コアよりも屈折率の低いクラッド中に埋め込んで構成されており、レーザダイオードやフォトダイオードといった送受信光デバイスによって光伝送が行われる。
さらに、細いトンネル内へのコア形成用樹脂材料の注入は、その速度を速くすることが困難であるため、すなわち、コアの形成に時間を要するため、光基板の製造効率が低くなるという問題もある。
請求項1に係る発明は、中空であって、線状のコアを挿通させるため外方に連通する挿通孔を有し、該挿通孔を形成した内壁面が、前記挿通孔における前記コアの挿通方向に対して傾斜する傾斜内面をなす金型内に前記コアを配置すると共に、前記コアの端部を前記挿通孔に挿通させ、前記コアの端部により前記挿通孔を閉塞するコア配置工程と、前記金型内に、前記コアよりも屈折率の低いクラッド材料を充填して硬化させるクラッド形成工程と、硬化した前記クラッド材料及び前記コアを前記金型から取り外す離型工程と、前記離型工程の後に、前記傾斜内面の形状に合わせて形成された前記クラッド材料の傾斜平面から突出する前記コアの端部が、前記傾斜平面と同一平面をなすミラー面となるように切断される端部形成工程とを備え、前記金型の内壁面に、前記金型に充填される前記クラッド材料にレンズ形状を付与する凹部が形成されていることを特徴とする光基板の製造方法を提案している。
なお、このレンズは金型に形成する凹部の形成位置応じて、基板本体の表裏面や側面など、任意の箇所に容易に形成することができる。
また、端面形成工程において、傾斜平面と同一平面をなすようにコアの端部を形成することにより、コアの端部にはコアの長手方向に対して傾斜したミラー面が形成されることになる。このミラー面を備えた光基板では、例えば、外方から基板本体を介してミラー面に向けて光を入射することで、この光をミラー面において反射させてコア内に導入することができる。なお、傾斜平面やミラー面の角度は、金型形状を適宜変更することで容易に変更することができる。
また、レンズは金型の凹部形状に合わせて形成されるため、基板本体におけるレンズの形成位置を高い精度で設定することができる。
さらに、基板本体の傾斜平面が金型の形状に合わせて形成されるため、基板本体をダイシング等によって切断して傾斜平面を形成する場合と比較して、その傾斜角度を精度良く設定することができる。また、傾斜平面を形成するために基板本体をダイシング等によって別途切断する必要がないため、ミラー面を備えた光基板の製造工程を簡略化することができる。
伝送光信号(シングルモード)の双方に対応した光インターフェースを実現した光基板を
提供することができる。
図1に示すように、この実施の形態に係る光基板1は、クラッドをなすフィルム状の基板本体3の内部に、クラッドよりも高い屈折率を有する直線状のコア5,5,5を複数配して構成されている。
基板本体3の厚さ寸法は、例えば50〜200μm程度とすればよい。各コア5の断面は略円形状に形成されており、その直径寸法は、基板本体3内にコア5を配することができるように、例えば5〜200μm程度の間で適宜調整することが好ましい。
また、複数のコア5,5,5には、線径の細いコア5、及び、比較的太いコア5の2種類がある。すなわち、この光基板1には、相互に直径の異なる2種類のコア5が設けられている。線径の細いコア5は、シングルモード光配線として機能し、比較的太いコア5は、マルチモード光配線として機能するようになっている。
これらの組成を構成要素としてなる紫外線硬化型の樹脂によりコア材料及びクラッド材料を構成することができる。
フェノールノボラック型エポキシアクリレート分子量5000;新中村化学工業(株)製・・・16.25重量部
光重合性モノマー;ジペンタエリスリトールペンタアクリレート・・・13.75重量部
光重合開始剤;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1・・・4.0重量部
4,4−ジエチルチオキサントン・・・0.75重量部
2,4ジエチルチオキサントン・・・0.25重量部
エチレングリコールモノブチルエーテル・・・65重量部
光基板1を製造する際には、予め直線状のコア5を製造しておく。ここで、コア5を製造する際には、はじめに、図2(a)に示すように、平坦面20Aから窪んで形成された凹部20Bを有する型20を用意する。この凹部20Bには、コア5の半径と同じ寸法の半径で形成された半円形の円筒面からなる底面20Cが形成されており、底面20Cの最下部と平坦面20Aとの間の寸法は、コア5の直径と同じ寸法か、あるいは、コア5の直径よりも僅かに大きな寸法となっている。そして、図2(b)に示すように、凹部20Bにコア材料を盛り上げて充填し硬化させることで、断面が略円形状のコア5を形成することができる。
この金型23は、基板本体3の成型に使用するものであり、その内壁面は、基板本体3の外形形状をなすようになっている。この金型23を構成する材料としては、クラッド材料に対して離型性の良好なものが好ましく、例えば、ステンレス、セラミック、シリコン、ニッケル、各種樹脂、石英を選択的に使用すればよい。
最後に、硬化したクラッド材料及びコア5を金型23から取り外す離型工程を行うことで、図1に示す光基板1の製造が完了する。
なお、クラッド形成工程や離型工程の後であれば、基板本体3や金型23から突出する複数のコア5の端部5a,5bを切断して、これらの突出長さを調整したり揃えたりしても良い。
また、クラッドを含まないコア5の端部5a,5bのみが基板本体3の側面3a,3bから突出しているため、コア5の端部5a,5bの形状加工を容易に行うことができ、高機能な光基板1を提供することもできる。具体的には、突出したコア5の端部5a,5bをレンズ形状等の各種形状に容易に形成することができる。
さらに、シングルモード光配線としての細いコア5及びマルチモード光配線としての太いコア5とが混在した光基板1を製造することで、短距離伝送光信号(マルチモード)及び長距離伝送光信号(シングルモード)の双方に対応した光インターフェースを実現した光基板1を提供することができる。
また、金型23内にクラッド材料を充填してクラッドをなす基板本体3を形成するため、基板本体3の外形形状を精度良く形成することが可能となり、各種モジュールに対する基板本体3の取り付け精度を向上させて、各種モジュールに対するコア5の端部5a,5bの位置合わせを高精度で行うことが可能となる。
具体的には、複数のコア5,5,5を相互に立体交差させたり、隣り合うコア5,5間のピッチを自由に設定することができる。また、コア5は、図1,3に示すように、基板本体3の内部において直線状に配されることに限らず、曲線状に配することもできる。なお、コア5を曲線状に形成する場合には、図2に示す型20の凹部20Bを曲線状に形成しておけばよい。
そして、コア5を金型23内に配置すると共にコア5の端部5a,5bを金型23に固定した状態で、クラッド材料を金型23内に充填させて硬化させるだけで基板本体3内にコア5を備える光基板1を容易に製造することができるため、光基板1の製造効率向上を図ることができる。
また、コア5の断面は略円形状に形成されることに限らず、四角形状など、任意の形状に形成されていて構わない。
また、基板本体3は、上や横から見て長方形に形成されることに限らず、任意の外観形状に設定することができる。すなわち、基板本体3は、例えば、その側面3a,3bを表面3cや裏面に対して傾斜させる等して、横から見てひし形や台形に形成されるとしてもよいし、例えば、上から見て、丸形やひし形、段差形状に形成されるとしても構わない。
電気配線9は、導電性材料からなる線状の部材であって、例えば、通常の回路基板に使用される単純な銅線や同軸ケーブル等からなる。なお、電気配線9は、図示のように2つ設けられるとしても良いし、1つのみ若しくは3つ以上設けられるとしても構わない。
なお、クラッド形成工程や離型工程の後には、コア5と同様に、基板本体3や金型から突出する電気配線9やアライメントピン11の各端部9a,11aを切断して、これらの突出長さを調整したり揃えたりしても良い。
また、コア5に加えて電気配線9も備えた光基板31を製造することで、電気配線9を利用して光基板31に接続される各種モジュールへの電力供給や低速度電気信号を、光信号と同時に伝送することが可能となる。
さらに、コア5と同様に、基板本体3に対するアライメントピン11の端部11aの位置を精度良く設定することができるため、アライメントピン11により送受信光デバイスに対するコア5や電気配線9の端部5a,9aの位置を高精度で設定することができる。すなわち、光基板31を高い精度で送受信光デバイスに取り付けることが可能となる。
また、この光基板31には、コア5と共に電気配線9及びアライメントピン11の両方が設けられるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも電気配線9及びアライメントピン11の一方が設けられていればよい。なお、光基板31が、アライメントピン11を備えず、コア5及び電気配線9のみを備える場合でも、基板本体3に対するコア5の端部5a,5b及び電気配線9の位置を精度良く設定できるため、各種モジュールに対するコア5及び電気配線9の位置合わせを容易に行うことができる。また、コア5及び電気配線9の両方に一括して接続するコネクタを安価に製造することもできる。
なお、ここでは、コア5のみを用いて光基板69の製造方法について説明したが、第2実施形態に示した電気配線9及びアライメントピン11を含めても上記光基板69を製造することができる。
さらに、レンズ65,65は、金型53の凹部59,59の形状に合わせて形成されるため、基板本体63におけるレンズ65,65の形成位置を高い精度で設定することができる。
すなわち、この金型73を使用する場合には、その挿通孔75が上記実施形態のように分割されないため、コア配置工程においては、コア5や電気配線9、アライメントピン11を挿通孔75に通す必要がある。また、クラッド形成工程においては、金型73の開口部分73aからクラッド材料を流し込めばよい。
3,63 基板本体
3a,3b 側面(端面)
5 コア
5a 一端部(端部)
5b 他端部(端部)
9 電気配線
11 アライメントピン
23,53,73 金型
25,55 挿通孔
25a,25b,55a,55b 溝
57 傾斜内面
59 凹部
61 クラッド材料
63a,63b 傾斜平面(端面)
65 レンズ
Claims (2)
- 中空であって、線状のコアを挿通させるため外方に連通する挿通孔を有し、該挿通孔を形成した内壁面が、前記挿通孔における前記コアの挿通方向に対して傾斜する傾斜内面をなす金型内に前記コアを配置すると共に、前記コアの端部を前記挿通孔に挿通させ、前記コアの端部により前記挿通孔を閉塞するコア配置工程と、
前記金型内に、前記コアよりも屈折率の低いクラッド材料を充填して硬化させるクラッド形成工程と、
硬化した前記クラッド材料及び前記コアを前記金型から取り外す離型工程と、
前記離型工程の後に、前記傾斜内面の形状に合わせて形成された前記クラッド材料の傾斜平面から突出する前記コアの端部が、前記傾斜平面と同一平面をなすミラー面となるように切断される端部形成工程と
を備え、
前記金型の内壁面に、前記金型に充填される前記クラッド材料にレンズ形状を付与する凹部が形成されていることを特徴とする光基板の製造方法。 - 前記挿通孔が複数形成され、
前記コア配置工程において、複数の前記挿通孔に、相互に直径の異なる前記コアの端部を各々挿通させることを特徴とする請求項1に記載の光基板の製造方法。
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