JP6003282B2 - 光配線部品および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、光配線部品および電子機器に関するものである。

光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路や光ファイバーが普及しつつある。このうち光導波路は、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、光搬送波の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。

光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。

ところで、光導波路は一般に短距離の光通信を担うのに対し、長距離の光通信には光ファイバーが用いられる。したがって、これらを接続することにより、ローカルネットワークと基幹系ネットワークとを接続することが可能になる。

光導波路と光ファイバーとの接続には、例えば、光導波路の端面と光ファイバーの端面とを突き合わされた状態で保持する形態がとられる（例えば、特許文献１参照）。この保持には互いに嵌合可能な結合機構が用いられる。具体的には、光導波路の端部を保持する第１フェルールと光ファイバーの端部を保持する第２フェルールとの間が、アライメントピンと嵌合穴とを嵌合させることにより結合される。

ここで、特許文献１に記載された光導波路は帯状をなしており、下面が基板上に接着されている。また、第１フェルールは光配線収容溝を有しており、この光配線収容溝に光導波路が収容されるよう基板上に第１フェルールが載置されている。これにより光導波路の端部は、上面および両側面が第１フェルールで覆われた状態になる。その上で、光導波路と光配線収容溝との隙間に接着剤が充填され、第１フェルールが固定されている。

特許文献１に開示された光導波路は、その上面および両側面を第１フェルールに対し、それぞれ接着剤を介して接している。ところが、硬化前の接着剤は流動性を有しているため、光導波路の上下面や側面に接着剤を塗布する際、その一部が光導波路の端面に回り込むことがある。これにより光導波路の端面が接着剤で汚染され、光ファイバーとの光結合効率が低下する。また、このようにして光導波路の端面に付着した接着剤を除去するには、光導波路の端面を高精度に研磨する必要があるが、この研磨工程に多くの手間とコストを要する。

特開２０１１−７５６８８号公報

本発明の目的は、接着剤による光導波路の端面の汚染を抑制し、他の光学部品に対して高い光結合効率で接続し得る光配線部品、および、かかる光配線部品を備える信頼性の高い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）〜（１０）の本発明により達成される。
（１） 基板と、
前記基板上に設けられた帯状の光導波路と、
主部と前記主部の一面から突出するよう設けられた２つの脚部とを備え、前記光導波路を他の光学部品と接続するための樹脂製のコネクターと、
を有し、
前記コネクターは、前記２つの脚部が前記光導波路の長手方向の一部を跨ぐとともに、前記主部と前記光導波路との間に最小離間距離５〜５０００μｍの空隙が形成されるよう、前記基板上に配置されていることを特徴とする光配線部品。

（２） 前記コネクターは、前記他の光学部品と接続可能な接続機構を備えている上記（１）に記載の光配線部品。

（３） 前記接続機構は、前記コネクターの表面を凹没させてなる凹部、または、前記コネクターの表面から突出する凸部である上記（２）に記載の光配線部品。

（４） 前記光導波路は、並列する複数のコア部を備えるものであり、
前記コネクターは、２つの前記接続機構を備えており、
前記光導波路の端面を平面視したとき、前記２つの接続機構を繋ぐ線分の垂直二等分線が、前記並列する複数のコア部のうち最外の２つを繋ぐ線分の中点を通過するよう、前記コネクターが配置されている上記（２）または（３）に記載の光配線部品。

（５） 前記接続機構は、前記基板に干渉しないように構成されている上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の光配線部品。
（６） 前記基板は、絶縁層と導体層とを備える電気回路基板である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光配線部品。

（７） 前記各脚部と前記光導波路とが離間している上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光配線部品。

（８） 前記各脚部と前記光導波路とが接している上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光配線部品。

（９） 前記基板の端面、前記光導波路の端面および前記コネクターの表面が同一面上に位置するよう構成されている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光配線部品。

（１０） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光配線部品を備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、接着剤による光導波路の端面の汚染を抑制し、他の光学部品に対して高い光結合効率で接続し得る光配線部品が得られる。
また、本発明によれば、上記光配線部品を備える信頼性の高い電子機器が得られる。

本発明の光配線部品の第１実施形態を示す斜視図である。 図１に示す光配線部品について光導波路の端面側から見たときの図である。 図２のＸ−Ｘ線断面図である。 図２における光コネクターと光導波路との位置関係を説明するための図である。 第１実施形態に係る光配線部品の他の構成例を示す斜視図である。 本発明の光配線部品の第２実施形態を示す斜視図である。 本発明の光配線部品の第３実施形態について光導波路の端面側から見たときの図である。 本発明の光配線部品の第４実施形態について光導波路の端面側から見たときの図である。 本発明の光配線部品の第５実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の光配線部品および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜光配線部品＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光配線部品の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の光配線部品の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す光配線部品について光導波路の端面側から見たときの図、図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。

図１に示す光配線部品１０は、基板５と、基板５の上面に設けられた光導波路１と、光導波路１の端部に設けられた光コネクター６と、を有している。

このうち、基板５は、光導波路１や光コネクター６を下方から支持する基板である。
この基板５上に光導波路１が設けられている。光導波路１は、平面視で帯状をなし、光信号を伝送し得る部材であり、図１〜３に示すように、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２が下方からこの順で積層されてなるものである。また、図２に示すコア層１３には、並列に設けられた４本の長尺状のコア部１４と、各コア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５と、が形成されている。また、光導波路１は、その端面が基板５の端面と一致するように設けられている。

また、基板５の端部には、光導波路１の端部を覆うように光コネクター６が設けられている。光コネクター６は、平板状の主部６１と、主部６１の下面から突出するように設けられた２つの脚部６２と、を有している。そして、２つの脚部６２が光導波路１の端部を跨ぐように、基板５の上面に光コネクター６が固定されている。

このような光配線部品１０は、他の光学部品との接続に供される。他の光学部品としては、例えば図１に示すような光ファイバー９が挙げられる。図１に示す光ファイバー９の端部には光コネクター９１が装着されており、光コネクター６と光コネクター９１とが嵌合することにより、光導波路１と光ファイバー９とが光学的に接続される。なお、図１は、光コネクター９１と光コネクター６とが嵌合する前の状態を示している。

ここで、光導波路１と光コネクター６の主部６１との間には、図１〜３に示すように空隙６５が形成されている。この空隙６５に接着剤が充填されている場合、余分な接着剤が発生することがある。このとき、この余分な接着剤が光導波路１の端面、すなわち図３に示す光導波路１の左端の面に自重等で垂れ下がり、端面を汚染してしまうことがある。このような汚染が生じると、光導波路１と他の光学部品との間で行われる光信号の送受信が阻害されることとなり、光結合効率が低下する。一方、この空隙６５がなく、光導波路１の上面と光コネクター６の主部６１とが接している場合、光コネクター６から光導波路１に対して外力が伝わり易くなり、特にコア部１４に大きな応力が発生したときには、伝送特性を低下させるおそれがある。

これに対し、空隙６５を設けたことにより、すなわち光導波路１の上面と光コネクター６の主部６１とが離間していることにより、接着剤による光導波路１の端面の汚染が防止されるとともに、光コネクター６から光導波路１への外力の伝搬が抑えられる。このため、他の光学部品に対して高い光結合効率で接続可能であるとともに、大きな外力が加わったときでも伝送特性が低下し難い光配線部品１０が得られる。

以下、光配線部品１０の各部について詳述する。
（基板）
基板５は、前述したように、光導波路１や光コネクター６を下方から支持する支持基板である。

基板５を構成する材料としては、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。

基板５の平均厚さは、特に限定されないが、好ましくは０．３〜１０．０ｍｍ程度とされ、より好ましくは０．５〜８．０ｍｍ程度とされ、さらに好ましくは０．６〜５．０ｍｍ程度とされ、特に好ましくは０．７〜３．０ｍｍ程度とされる。

また、基板５は、複数の絶縁層や導体層を積層してなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。さらに、基板５の表面に、あるいは多層基板の層間または絶縁層を貫通するように任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、基板５に高密度の電気回路を構築することができる。

なお、多層基板の絶縁層は、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。また、成膜法としては、例えば真空蒸着、スパッタリングのような物理蒸着法、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着法、塗布法、印刷法といった液相成膜法等が用いられる。

また、基板５の表面や多層基板の層間に形成される電気配線および絶縁層を貫通する貫通配線はそれぞれ導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀等の金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金といった金属材料が挙げられる。

さらに、基板５上には必要に応じて光素子や電気素子が搭載されていてもよい。これらの素子の搭載方法は、特に限定されないが、例えば、ダイボンディング法、ワイヤーボンディング法、フリップチップボンディング法、異方性導電フィルム（ＡＤＦ）や異方性導電ペースト（ＡＣＰ）等を用いた接続方法等が挙げられる。

光素子としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）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。

一方、電気素子としては、例えば、ドライバーＩＣ、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）、またはこれらの素子を複合したコンビネーションＩＣ、ＬＳＩ、さらに、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、光素子や電気素子としては、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプやＬＧＡ（Land Grid Array）タイプ等の素子が用いられる。

また、光素子や電気素子と基板５との間には封止材（アンダーフィル）が充填されていてもよい。封止材としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。

さらに、基板５には、電気コネクターが設けられていてもよい。この電気コネクターと前述した電気配線とを接続することにより、基板５内の電気回路を外部の電気回路に対して容易に接続することができる。

電気コネクターは、各種コネクター規格に準拠したものあるいは汎用品であってもよく、例えばボード・ツー・ボードコネクター、ＦＰＣ／ＦＦＣコネクター、ＺＩＦコネクター、ＮＯＮ−ＺＩＦコネクター等が挙げられる。

また、基板５上には、必要に応じてソルダーレジスト等の絶縁層が成膜されていてもよい。

なお、基板５上には、光導波路１や光コネクター６の搭載位置の目印となるアライメントマークが設けられているのが好ましい。

（光導波路）
次に、光導波路１について説明する。

光導波路１は、平面視で帯状をなす長尺状の部材であり、一端から他端に光信号を伝送するものである。

図１〜３に示す光導波路１は、下側からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の３層を有しており、このうちコア層１３には、並列に設けられた４本の長尺状のコア部１４と、各コア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５と、が形成されている。これにより、コア部１４はクラッド部（側面クラッド部１５および各クラッド層１１、１２）で囲まれることとなり、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬することができる。

コア部１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよいが、その差は０．３％以上であるのが好ましく、０．５％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は特に設定されないが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率差が前記下限値未満の場合、光を伝搬する効果が低下するおそれがあり、一方、屈折率差が前記上限値を上回る場合、光の伝送効率のそれ以上の向上は期待できない。

なお、前記屈折率差とは、コア部１４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１４の横断面における屈折率分布は、いかなる形状の分布であってもよい。この屈折率分布は、屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。ＳＩ型の分布であれば屈折率分布の形成が容易であり、ＧＩ型の分布であれば屈折率の高い領域に信号光が集まる確率が高くなるため伝送効率が向上する。

また、コア部１４は、平面視で直線状であっても曲線状であってもよい。さらに、コア部１４は途中で分岐または交差していてもよい。

なお、コア部１４の横断面形状は特に限定されず、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよいが、四角形（矩形状）であることにより、コア部１４を形成し易い利点がある。

また、コア部１４の幅および高さ（コア層１３の厚さ）は、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつコア部１４の高密度化を図ることができる。

一方、図２に示すように複数のコア部１４が並列しているとき、コア部１４同士の間に位置する側面クラッド部１５の幅は、５〜２５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜１２０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア部１４同士の間で光信号が混在（クロストーク）するのを防止しつつコア部１４の高密度化を図ることができる。

また、この場合、コア部１４の幅ＷＣＯと側面クラッド部の幅ＷＣＬとの比（ＷＣＯ／ＷＣＬ）は０．１〜１０の範囲内であるのが好ましく、０．１〜５の範囲内であるのがより好ましく、０．２〜４の範囲内であるのがさらに好ましい。このようにＷＣＯとＷＣＬの比を最適化することにより、伝送効率の低下を抑制するとともにコア部１４のさらなる高密度化を図ることができる。

上述したようなコア層１３の構成材料（主材料）は、例えば、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、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、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、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、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、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。

また、これらの中でも特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種が好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。これらの樹脂材料は、光の透過性が高いことから、特に伝送損失の小さい光導波路１が得られる。特にクラッド層１１、１２の構成材料としてエポキシ系樹脂および（メタ）アクリル系樹脂を用いる場合は、クラッド層１１、１２とコア層１３との密着の観点から、コア層１３の構成材料としてもエポキシ系樹脂および（メタ）アクリル系樹脂を用いることが好ましい。

一方、クラッド層１１、１２は、コア層１３の下部および上部に位置する。
クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さの０．０５〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．１〜１．２５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド部としての機能が確保される。

また、クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。エポキシ系樹脂およびアクリル系樹脂を用いることにより、コア層１３との密着性に富んだクラッド層１１、１２を得ることができる。

また、光導波路１の横断面の厚さ方向の屈折率分布についても、特に限定されず、例えばＳＩ型、ＧＩ型の分布が挙げられる。

光導波路１の幅は、特に限定されないが、２〜１００ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜５０ｍｍ程度であるのがより好ましい。

また、光導波路１中に形成されるコア部１４の数は、特に限定されないが、１〜１００本程度であるのが好ましい。なお、コア部１４の数が多い場合は、必要に応じて、光導波路１を多層化してもよい。具体的には、図１〜３に示す光導波路１の上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねることにより多層化することができる。

また、必要に応じて、光導波路１の下面には支持フィルムが、上面にはカバーフィルムが、それぞれ必要に応じて設けられていてもよい。

支持フィルムおよびカバーフィルムの構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料が挙げられる。

また、支持フィルムおよびカバーフィルムの平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、支持フィルムおよびカバーフィルムは、適度な剛性を有するものとなるため、光導波路１を確実に支持するとともに、外力や外部環境から光導波路１を確実に保護することができる。

また、光導波路１は基板５の上面に接着されている。接着には接着剤、粘着剤、接着シート、粘着シート等、熱圧着を用いることができる。このうち、接着層としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。

また、接着層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。

（光コネクター）
光コネクター６は、光導波路１の端部に設けられ、光導波路１を他の光学部品と光学的に接続し得るものである。この光コネクター６は、各種コネクター規格に準拠したものであってもよく、例えばＰＭＴコネクター、ＪＩＳ Ｃ ５９８１に規定されたＭＴコネクター、１６ＭＴコネクター、２次元配列型ＭＴコネクター、ＭＰＯコネクター、ＭＰＸコネクター等に準じたものが挙げられる。

図１に示す光コネクター６は、前述したように、主部６１と２つの脚部６２とを有するものであり、２つの脚部６２が光導波路１の端部を跨ぐように設けられている。また、光コネクター６は、主部６１の側面（表面）が基板５の端面と一致するように設けられており、主部６１には、その側面を凹没させてなる２つのガイド穴（凹部）６１１が設けられている。

一方、図１に示す光ファイバー９の端部に設けられた光コネクター９１には、その端面から突出する２つのガイドピン（凸部）９１１が設けられている。この２つのガイド穴６１１と２つのガイドピン９１１とが嵌合することにより、光導波路１と光ファイバー９とが光学的に接続される。すなわち、ガイド穴６１１は、光導波路１を光ファイバー９と接続するための接続機構として用いられる。

ここで、前述したように、光導波路１と光コネクター６の主部６１との間には、空隙６５が生じている。この空隙６５に接着剤が充填されていると、この接着剤が光導波路１の端面を汚染して光結合効率が低下することとなる。このような汚染が発生すると、それを除去するために光導波路１の端面を研磨する必要が生じ、光配線部品１０の製造に多大な手間とコストを要する。これに対し、空隙６５を設けたことにより、接着剤による光導波路１の端面の汚染が防止されるとともに、光コネクター６を装着したことによって光導波路１に応力が発生するのを防止することができる。その結果、光導波路１の光結合効率および伝送特性の低下が抑えられる。

なお、光コネクター６と光コネクター９１とを接続すると、例えば光ファイバー９が特に強く曲げられたり引っ張られたりした場合、それによる外力が光コネクター６に加わることになる。光コネクター６と光導波路１との間に前述したような空隙６５が形成されていると、その外力が光導波路１に波及し難くなり、歪みの発生に伴う光導波路１の伝送特性の低下が抑えられる。すなわち、光コネクター９１のような他の光学部品と接続しても伝送効率が低下し難い光配線部品１０が得られる。また、併せて、光導波路１の変形が抑えられ、光導波路１の光軸がずれることによる光結合効率の低下も抑えられる。

主部６１と光導波路１との最小離間距離（図２に示す距離Ｌ１）は、特に限定されないが、５〜５０００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０００μｍ程度であるのがより好ましい。最小離間距離を前記範囲内に設定することにより、光コネクター６の大型化を防止しつつ、光導波路１の伝送特性の低下を十分に抑えることができる。

主部６１の下面（光導波路１に臨む面）と光導波路１の上面（主部６１に臨む面）とが互いに平行であるのが好ましい。これにより、ガイド穴６１１の軸線と光導波路１の光軸とを平行にし易いので、光コネクター６に接続される光コネクター９１の設計が容易になる。

また、２つの脚部６２は、それぞれ光導波路１の側方に設けられ、基板５の上面に接着されている。接着には接着剤、粘着剤、接着シート、粘着シート等、熱圧着を用いることができる。このうち、接着層としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。

また、接着層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。

また、図１に示す光コネクター６は、２つの脚部６２がそれぞれ光導波路１から離間するよう設けられている。これにより、光導波路１の上方から接着剤が垂れ下がることによる端面の汚染のみならず、光導波路１の側方から接着剤が自重で回り込むことによる端面の汚染も防止されることとなる。このため、光導波路１の端面の研磨を施すことなく光結合効率の高い光配線部品１０が得られる。また、図１に示す光コネクター６は、主部６１のみならず脚部６２も光導波路１から離間しているため、光コネクター６からの外力が光導波路１に及ぶおそれがなくなる。その結果、光コネクター６を介した応力の影響に伴う光導波路１の伝送特性の低下を特に抑えることができる。

この場合、脚部６２と光導波路１との最小離間距離（図２に示す距離Ｌ２）は、特に限定されないが、５〜５０００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０００μｍ程度であるのがより好ましい。最小離間距離を前記範囲内に設定することにより、光コネクター６の大型化を防止しつつ、光導波路１の伝送特性の低下を十分に抑えることができる。

なお、図４は、図２における光コネクター６と光導波路１との位置関係を説明するための図である。

光コネクター６の配置は、図４に示すように、２つのガイド穴６１１を繋ぐ線分６１１０の垂直二等分線６１１１が、並列する４本のコア部１４のうち最外の２つを繋ぐ線分６１１２の中点を通過する位置に設定されるのが好ましい。このような位置に光コネクター６が配置されることにより、光コネクター６および光導波路１の構造が左右対称になるので、光配線部品１０は一般的な構造の光コネクター９１（例えば各種コネクター規格に準拠したもの）に対して接続可能なものとなる。また、このような配置に設定することで、例えば光配線部品１０を目視したときの光コネクター６の位置ずれを認識し易い。すなわち、コア部１４に対して光コネクター６を正確に位置合わせした光配線部品１０が得られる。

また、図１に示す光配線部品１０では、基板５の端面、光導波路１の端面および光コネクター６の主部６１の側面（表面）が同一面上に位置している。これにより、基板５や光導波路１は光コネクター９１と立体的に干渉し難くなるので、光配線部品１０は光ファイバー９等の他の光学部品と接続し易いものとなる。

光コネクター６の構成材料としては、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、耐熱ナイロン系樹脂、ＰＰＳ樹脂のような各種樹脂材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金のような各種金属材料等が挙げられる。

なお、脚部６２の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。この場合、例えば図１に示す光コネクター６の主部６１を光導波路１の長手方向と直交する方向に延伸させ、その延伸部分に第３の脚部を設けるようにしてもよい。このようにすることで、１つの光コネクター６について複数の光導波路１を跨ぐ構造に変更することができる。その結果、１つの光コネクター６に対し、複数の光コネクター９１を接続することができる。

図５は、本実施形態に係る光配線部品の他の構成例を示す斜視図である。
以下、図５に示す光配線部品１０について説明するが、図１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図５において図１と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５（ａ）に示す光配線部品１０は、光導波路１が基板５の端面まで達しないでその手前で途切れており、その位置に光コネクター６が設けられている以外、図１に示す光配線部品１０と同様である。そして、この光コネクター６に対して光コネクター９１（光ファイバー９）が接続されている。

この場合、光コネクター９１および光ファイバー９の一部は基板５上に設けられることになるので、光コネクター９１および光ファイバー９の一部が基板５で支持されることとなる。このため、仮に光ファイバー９等に外力が加わった場合でも、それが光コネクター６側へと波及し難くなる。また、光コネクター９１が基板５の内側に位置するため、他の部材との干渉が生じ難く、干渉に伴う不具合の発生も抑えられる。その結果、光配線部品１０の信頼性をより高めることができる。

またこの場合、必要に応じて光コネクター９１や光ファイバー９についても基板５の上面に接着するようにしてもよい。

一方、図５（ｂ）に示す光配線部品１０も、光導波路１が基板５の端面まで達していない点は図５（ａ）と同様であるが、光コネクター６に光コネクター９１が接続されたとき、光コネクター９１のうちの一部が基板５上に位置し、他部が基板５からはみ出るように構成されている点で相違している。

この場合も、光コネクター９１の一部は基板５上に設けられることになるので、光コネクター９１の一部が基板５で支持されることとなる。このため、図５（ａ）の場合と同様の効果が得られる。

また、光コネクター９１の他部は基板５からはみ出るように設けられることになる。このため、作業者はこの部分を把持したまま光コネクター９１を光コネクター６に接続する作業を容易に行うことができることとなるので、光配線部品１０は、配線作業を効率よく行い得るとともに、光ファイバー９等からの外力による伝送特性の低下を抑え得るものとなる。

なお、図５（ｂ）の場合、光コネクター９１の全長のうち、１０〜８０％程度が基板５で支持されているのが好ましい。これにより、配線作業の容易化と伝送特性低下の抑制とを高度に両立させることができる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光配線部品の第２実施形態について説明する。

図６は、本発明の光配線部品の第２実施形態を示す斜視図である。
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図６において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第２実施形態は、光コネクター６の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図６に示す光コネクター６は、２つのガイド穴６１１に代えて２つのガイドピン６１２を備えている。このような光コネクター６は、ガイド穴を備える光コネクター９１に接続可能なものとなる。すなわち、ガイドピン６１２は、光導波路１を光ファイバー９と接続するための接続機構として用いられる。

ガイドピン６１２の構成材料としては、特に限定されないが、前述した光コネクター６を構成する樹脂材料の他、ステンレス鋼のようなＦｅ系合金、Ａｌ系合金、Ｎｉ系合金等の金属材料等が挙げられる。
なお、ガイドピン６１２が光コネクター６に対して着脱可能になっていてもよい。

≪第３実施形態≫
次に、本発明の光配線部品の第３実施形態について説明する。

図７は、本発明の光配線部品の第３実施形態について光導波路の端面側から見たときの図である。

以下、第３実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図７において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第３実施形態は、光コネクター６の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図７に示す光コネクター６は、２つの脚部６２がそれぞれ光導波路１の側面に接している。すなわち、光導波路１は２つの脚部６２に摺接している。このため、光コネクター６の配置は、光導波路１の側面の位置に基づいて一意に決定されることとなる。したがって、光配線部品１０の製造にあたって、光導波路１の各コア部１４と光コネクター６との位置関係を正確に再現することができる。

なお、本実施形態では、光導波路１の側面が光コネクター６の脚部６２に接しているものの、光導波路１の上面は主部６１から離間しているため、接着剤による光導波路１の端面の汚染を防止することができ、かつ、光導波路１に外力が付与されにくく、光導波路１の伝送特性が低下し難い。

したがって、本実施形態によれば、光導波路１に対する光コネクター６の位置関係が正確に再現され、光導波路１と光ファイバー９（他の光学部品）とを高い結合効率で接続するとともに、接続に伴う光導波路１の伝送特性の低下を確実に抑えることができる。

≪第４実施形態≫
次に、本発明の光配線部品の第４実施形態について説明する。

図８は、本発明の光配線部品の第４実施形態について光導波路の端面側から見たときの図である。

以下、第４実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図８において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第４実施形態は、光コネクター６の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図８に示す光コネクター６は、２つの脚部６２の下部を互いに反対側に向かって拡張してなる拡張部６３を有している。この拡張部６３を設けることにより、光コネクター６は基板５との接触面積が大きくなるため、より安定的に固定されることとなる。

また、図８に示す拡張部６３は、ネジ６４により固定されている。これにより、光コネクター６を容易に固定することができる。この際、ネジ６４の位置を正確にするため、拡張部６３や基板５に対してあらかじめネジ穴を設けておくのが好ましい。

また、ネジ６４に代えて、ピンや爪による嵌合といった係止構造や前述した接着剤等を用いるようにしてもよい。

さらには、基板５に穴を開け、この穴に光コネクター６の脚部６２を嵌合させるようにしてもよい。この場合も、光コネクター６は基板５に対して固定されるとともに、その固定位置が基板５に対して一意に決められることとなる。また、接着剤やネジ等が不要であるため、光配線部品１０の組み立て作業が容易になるという利点もある。

≪第５実施形態≫
次に、本発明の光配線部品の第５実施形態について説明する。

図９は、本発明の光配線部品の第５実施形態を示す斜視図である。なお、図９は、光コネクター９１と光コネクター６とが嵌合する前の状態を示している。

以下、第５実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図９において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第５実施形態は、光コネクター６が有する接続機構の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図９に示す光コネクター６は、図１に示すガイド穴６１１に代えて、主部６１の上面に設けられた係止用穴（係止部）６１３を有している。この係止用穴６１３に対し、光コネクター６と接続される光コネクター９１側に設けられた係止用爪９１２を係止させることにより、光コネクター６と光コネクター９１とを接続状態で固定することができる。すなわち、係止用穴６１３は、光導波路１を光ファイバー９と接続するための接続機構として用いられる。

また、図９に示す光コネクター６には、主部６１の上面に加え、両側面にもそれぞれ係止用穴６１３を有している。これらの係止用穴６１３に対しても、光コネクター９１側に設けられた係止用爪９１２を係止させることにより、光コネクター６と光コネクター９１とを接続し、より強固に固定することができる。

係止用穴６１３の形状は、特に限定されないが、横断面が略三角形または略台形であるのが好ましい。このような形状であると、特に強固な固定が可能になる。さらに略三角形の場合、係止用穴６１３に対して係止用爪９１２が入り易く、かつ、抜く方向に力を加えたときは抜け易いため、接続／解除の操作が容易であるという利点もある。

なお、係止用穴６１３と係止用爪９１２の位置関係は、光コネクター６と光コネクター９１とで反対になっていてもよい。すなわち、光コネクター６側に係止用爪９１２が設けられていてもよい。また、上述した３つの係止用穴６１３のうち、少なくとも１つあれば接続機構として機能させることができる。
また、この他に、接続構造としては、ばねクリップのような締結機構等が挙げられる。

＜光配線部品の製造方法＞
次に、本発明の光配線部品を製造する方法について説明する。

まず、基板５上に光導波路１を固定する。この際、基板５にアライメントマークが付されている場合、それを基準にして光導波路１を載置するようにしてもよい。光導波路１の載置には、必要に応じてダイボンダー、フリップチップボンダーのような各種ボンダー、チップマウンターのような各種マウンター等を用いることができる。また、光導波路１に形成されているコア部１４あるいは光導波路１に設けられたアライメントマークを利用して基板５に対する光導波路１の位置精度を高めることができる。

なお、基板５上に被膜を形成し、これを加工することで光導波路１を得るようにしてもよい。加工の例としては、透明な被膜の形成とフォトリソグラフィー技術やエッチング技術を用いた不要部分の除去とを繰り返す加工や、屈折率変調能を有する被膜を形成した後、局所的な露光を行うことにより、露光領域と非露光領域との間に屈折率差を形成する加工等が挙げられる。この他、ナノインプリント法、直接露光自己形成法等も知られている。

上述した加工のうち、屈折率変調の例としては、モノマーディフュージョン、フォトブリーチング、光異性化、光二量化等が挙げられる。このうち、モノマーディフュージョンでは、ポリマー中にこのポリマーと屈折率の異なる光重合性モノマーが分散してなる材料で構成された被膜に対して部分的に光を照射（露光）し、光重合性モノマーの重合を生起させるとともに、それに伴って光重合性モノマーを移動、偏在させることにより、被膜内に屈折率の偏りが生じる。すなわち、被膜の露光領域と非露光領域との間に屈折率差が生じる。

このような原理の屈折率変調においては、光を照射する領域を選択するのみで、いかなる形状のコア部１４をも簡単に形成することができるので、光導波路１を極めて効率よく製造することができる。また、このような原理で形成される屈折率分布は、光重合性モノマーの濃度分布に対応して形成されるため、形成されたコア部１４の横断面における屈折率分布は滑らかな屈折率変化を伴うものとなる。その結果、製造される光導波路１は、ＧＩ型の屈折率分布を有するものとなり、伝送特性が高いものとなる。

このようなモノマーディフュージョンを生じる材料としては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。

一方、フォトブリーチング、光異性化および光二量化といった原理による屈折率変調の場合、照射する光の照射量（放射線の照射量）に応じて屈折率の変化量を調整することができる。フォトブリーチングでは、光の照射によって材料中の分子構造が切断され、離脱性基が主鎖から離脱する。これにより材料の屈折率を変化させ、コア部１４を形成する。また、光異性化および光二量化では、光の照射によって材料の光異性化または光二量化を生じ、材料の屈折率が変化する。これによりコア部１４を形成する。

フォトブリーチングを生じる材料としては、例えば、特開２００９−１４５８６７号公報に記載されたコアフィルム材料等が挙げられる。

また、光異性化を生じる材料としては、例えば、特開２００５−１６４６５０号公報に記載されたノルボルネン系樹脂等が挙げられる。

また、光二量化を生じる材料としては、例えば、特開２０１１−１０５７９１号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。

次いで、２つの脚部６２で光導波路１を跨ぐように光コネクター６を載置し、固定する。この際にも各種ボンダーや各種マウンターを使用することができる。また、光コネクター６にアライメントマークが付されている場合、それを利用して基板５や光導波路１に対する光コネクター６の位置精度を高めることができる。その結果、光導波路１のコア部１４と光コネクター６との位置関係が設計通りに再現され、光導波路１の各コア部１４と光ファイバー９の各コア部とが高い光結合効率で接続されることとなる。

なお、各種ボンダーや各種マウンター等において光コネクター６のアライメントマークを認識させる際には、通常、アライメントマークを撮像し、画像処理によってアライメントマークの位置と形状を認識させる。そして、この情報をもとに、装置内部の座標系と光導波路１の座標系とを対応させることとなる。このような画像認識システムにおいては、ワークの上方からの視野を得るカメラと下方からの視野を得るカメラの双方を備えるものがある。２つのカメラを設けることにより、画像認識の精度を高めることができる。そこで、光コネクター６の主部６１の上下面双方にアライメントマークを設けるのが好ましい。上下面の互いに対応する位置にそれぞれアライメントマークを付すことにより、例えば主部６１の上面に付されたアライメントマークと主部６１の死角に位置する光導波路１の位置関係を厳密に対応させることができる。その結果、両者の配置精度を特に高めることができ、光導波路１と光ファイバー９との光結合効率を特に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配線部品は、前述したように、他の光学部品と接続しても高い光結合効率を確保し得るとともに光導波路における伝送効率の低下が抑えられる。したがって、本発明の光配線部品を備えることにより、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器（本発明の電子機器）が得られる。

本発明の光配線部品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配線部品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、本発明の光配線部品および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、本発明の実施形態は、上述した各実施形態のうち２つ以上のものが組み合わされたものであってもよい。

１ 光導波路
１０ 光配線部品
１１、１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
５ 基板
６ 光コネクター
６１ 主部
６１１ ガイド穴
６１１０ 線分
６１１１ 垂直二等分線
６１１２ 線分
６１２ ガイドピン
６１３ 係止用穴
６２ 脚部
６３ 拡張部
６４ ネジ
６５ 空隙
９ 光ファイバー
９１ 光コネクター
９１１ ガイドピン
９１２ 係止用爪

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた帯状の光導波路と、
   主部と前記主部の一面から突出するよう設けられた２つの脚部とを備え、前記光導波路を他の光学部品と接続するための樹脂製のコネクターと、
   を有し、
   前記コネクターは、前記２つの脚部が前記光導波路の長手方向の一部を跨ぐとともに、前記主部と前記光導波路との間に最小離間距離５〜５０００μｍの空隙が形成されるよう、前記基板上に配置されていることを特徴とする光配線部品。
2. 前記コネクターは、前記他の光学部品と接続可能な接続機構を備えている請求項１に記載の光配線部品。
3. 前記接続機構は、前記コネクターの表面を凹没させてなる凹部、または、前記コネクターの表面から突出する凸部である請求項２に記載の光配線部品。
4. 前記光導波路は、並列する複数のコア部を備えるものであり、
   前記コネクターは、２つの前記接続機構を備えており、
   前記光導波路の端面を平面視したとき、前記２つの接続機構を繋ぐ線分の垂直二等分線が、前記並列する複数のコア部のうち最外の２つを繋ぐ線分の中点を通過するよう、前記コネクターが配置されている請求項２または３に記載の光配線部品。
5. 前記接続機構は、前記基板に干渉しないように構成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の光配線部品。
6. 前記基板は、絶縁層と導体層とを備える電気回路基板である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光配線部品。
7. 前記各脚部と前記光導波路とが離間している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光配線部品。
8. 前記各脚部と前記光導波路とが接している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光配線部品。
9. 前記基板の端面、前記光導波路の端面および前記コネクターの表面が同一面上に位置するよう構成されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光配線部品。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光配線部品を備えることを特徴とする電子機器。

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