JP6119213B2 - 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で構成されている。

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採用される（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した状態で、基板上に第１フェルールが固定されている。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、下面が基板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、光導波路と第１フェルールとが固定されている。

特開２０１１−７５６８８号公報

光導波路と光配線収容溝との隙間に充填される接着剤としては、一般に光硬化性のものが用いられる。光硬化性接着剤は、光照射により硬化反応が生じ、それに伴って接着性を発現する。ところが、光導波路と光配線収納溝との隙間が極薄いので、充填された接着剤に光を照射しても、接着剤の隅々まで光が届かない。このため、接着剤が十分に硬化せず、光導波路と第１フェルールとを確実に固定することができないという問題を抱えている。

本発明の目的は、光導波路を確実に固定し得るフェルールを備える信頼性の高い光配線部品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）〜（１０）の本発明により達成される。
（１） 光導波路と、
基端から先端にかけて設けられ前記光導波路の一部が収納されている収納部を備えるフェルールと、
を有し、
前記収納部は、前記光導波路に臨む面と前記フェルールの先端面の双方に開放する凹部を複数備えており、
前記光導波路は、前記凹部の内部に入り込まないように設けられており、
前記フェルールの先端面が平面視されたとき、前記光導波路に臨む面と前記凹部との連結部の形状が、連続的な形状になっていることを特徴とする光配線部品。

（２） 前記収納部は、貫通孔である上記（１）に記載の光配線部品。

（３） 前記収納部は、溝である上記（１）に記載の光配線部品。

（４） 前記凹部は、前記光導波路に臨む面を平面視したときの形状が、基端と先端とを結ぶ方向と平行な方向に長軸を持つ細長い形状をなしている上記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の光配線部品。

（５） 前記凹部は、さらに前記フェルールの基端側にも開放している上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の光配線部品。

（６） 前記光導波路は、帯状をなしており、
前記収納部の前記光導波路に臨む面は、前記帯状の光導波路の主面に臨むよう構成されている上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の光配線部品。

（７） 前記収納部の前記光導波路に臨む面は、前記先端から前記基端に向かうにつれて前記光導波路から遠ざかるように湾曲している上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の光配線部品。
（８） 前記光導波路は、帯状をなしており、
前記帯状の光導波路の側面と前記収納部との離間距離Ｌ１は、５〜１０００μｍである上記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の光配線部品。
（９） 前記光導波路は、帯状をなしており、
前記帯状の光導波路の２つの主面のうち、一方の主面が前記収納部の前記光導波路に臨む面に臨んでおり、他方の主面と前記収納部の内面との離間距離Ｌ２が１０〜２０００μｍである上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の光配線部品。
（１０） 上記（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。

本発明によれば、光導波路を確実に固定し得るフェルールを備える信頼性の高い光配線部品および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のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。 本発明のフェルールの第１実施形態を示す斜視図である。 図３のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。 図１の光配線部品が含む光導波路のみを拡大して図示した斜視図である。 本発明のフェルールの第２実施形態を示す図であって、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する第２実施形態の断面図および図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する第２実施形態の断面図である。 図６に示すフェルールの変形例である。 本発明のフェルールの第３実施形態を示す図であって、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する第３実施形態の断面図および図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する第３実施形態の断面図である。 図８に示すフェルールの変形例である。

以下、本発明のフェルール、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実施形態およびそれに含まれる本発明のフェルールの第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のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図、図３は、本発明のフェルールの第１実施形態を示す斜視図、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図、図５は、図１の光配線部品が含む光導波路のみを拡大して図示した斜視図である。なお、以下の説明では、図２、４、５中の上方を「上」、下方を「下」という。

図１に示す光配線部品１０は、光導波路１と、光導波路１の端部に設けられたフェルール５と、を有している。

図１に示す光導波路１は、長尺状をなし、かつ幅よりも厚さが小さい横断面形状を有する帯状のものである。この光導波路１では、長手方向の一端と他端との間で光信号を伝送することができる。なお、本願の各図では、光導波路１のうち、一端近傍のみを図示しており、その他の部位の図示は省略しているが、他端近傍についても一端近傍と同様の構成とすることができる。また、本明細書では、各図におけるこの光導波路１の一端部を「先端部」、一端の端面を「先端面」ともいう。

このような光導波路１は、図５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た積層体を備えている。また、図５に示すコア層１３には、並列に設けられた２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。

図１に示す光導波路１の先端部には、この先端部を覆うようにフェルール５が設けられている。すなわち、フェルール５は光導波路１を収納し得る貫通孔（収納部）５０を有しており、この貫通孔５０内に光導波路１の先端部が挿入されている。そして、フェルール５の一端面が光導波路１の先端面と揃うよう構成されている。なお、本明細書では、各図におけるこのフェルール５の一端を「先端」、一端の端面を「先端面」といい、光導波路１の挿入口となるフェルール５の他端を「基端」、他端の端面を「基端面」という。貫通孔５０は、フェルール５の基端から先端にかけて貫通形成されている。

光配線部品１０では、光導波路１の先端部のうち、一方の主面たる下面１０１が、接着層５５を介して、貫通孔５０の内壁面のうち、光導波路１の下面１０１に臨む面である下面５００１に固定されている。一方、光導波路１の先端部のうち、他方の主面たる上面１０２は、貫通孔５０の上面５００２から離間しており、光導波路１の先端部のうち、両側面１０３、１０３も、貫通孔５０の側面５００３、５００３から離間している。

ここで、従来の光配線部品でも、このように接着層を介して光導波路とフェルールとを接着することが行われており、接着剤には一般に光硬化性のものが用いられていた。ところが、光導波路とフェルールとの隙間は非常に薄いので、フェルールの貫通孔内に光導波路を挿入した後、フェルールの先端側から接着剤に光を照射しても、接着剤の隅々まで光が届かない。このため、接着剤が十分に硬化せず、光導波路とフェルールとを確実に固定することができなかった。

かかる課題に鑑み、本発明者は、フェルールの構造を著しく複雑化させることなく、光硬化性接着剤の硬化性を高め得るフェルールの構造について鋭意検討を重ねた。そして、フェルールの光導波路を収納する収納部のうち、光導波路に臨む面の一部に、この面とフェルールの先端面の双方に開放する凹部を設けることにより、上記課題を効果的に解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、図１に示すフェルール５の貫通孔５０のうち、下面５００１には、下面５００１を凹没させた凹部５００１ａが形成されている。この凹部５００１ａは、図３、４に示すように、フェルール５の先端面５８と貫通孔５０の下面５００１とにそれぞれ開放するよう構成されている。また、凹部５００１ａは、フェルール５の基端側に延伸しており、基端側にも開放するよう構成されている。

貫通孔５０の下面５００１にこのような凹部５００１ａが形成されることにより、接着層５５の未硬化物は、図２に示すように、その一部が凹部５００１ａ内に入り込む。これにより、接着層５５の未硬化物は、凹部５００１ａに入り込んだ分だけ、フェルール５の先端面に広く露出することとなる。このような接着層５５の未硬化物の露出部は、この未硬化物に光を照射して硬化させる際、多くの光量を受けることができる。なお、光硬化性接着剤は、通常、露光によって含有する開始剤が反応してラジカルやカチオンが発生し、重合反応、すなわち硬化反応が進行する。また、開始剤の反応は、連鎖的に生じるため、光の照射面積が広ければ広いほど、硬化反応を急速に生じさせることができる。

一方、凹部５００１ａは、貫通孔５０の下面５００１にも開放しているので、開始剤の反応は、下面５００１の全体へと速やかに広がることとなる。これにより、この露出部を中心にして下面５００１の全体に硬化反応が進行し、接着層５５の隅々まで、より短時間で硬化を完了させることができる。その結果、光導波路１とフェルール５とを確実に固定した信頼性の高い光配線部品１０が得られる。

また、凹部５００１ａが基端側にも開口していることで、接着剤の硬化反応をより促進させることができる。すなわち、凹部５００１ａの先端側のみでなく基端側からも光を照射した場合、凹部５００１ａの長手方向の双方から光を進入させることができるので、硬化反応をより一層促進させることができる。

また、凹部５００１ａを設けることにより、接着層５５の一部が凹部５００１ａに入り込むため、接着層５５とフェルール５との間にはアンカー効果が生じる。その結果、凹部５００１ａを設けない場合に比べて、光導波路１とフェルール５との接着力をより増強することができる。

以下、光配線部品１０の各部についてさらに詳述する。
（光導波路）
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５に示す２本のコア部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）で囲まれており、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の横断面における幅方向の屈折率分布は、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５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。

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。

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。

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５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、図５に示す光導波路１は、最下層として支持フィルム２を、最上層としてカバーフィルム３を、それぞれ備えている。

支持フィルム２およびカバーフィルム３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２およびカバーフィルム３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２およびカバーフィルム３は、適度な剛性を有するものとなるため、コア層１３を確実に支持するとともに、外力や外部環境からコア層１３を確実に保護することができる。

なお、クラッド層１１と支持フィルム２との間、および、クラッド層１２とカバーフィルム３との間は、それぞれ接着剤、粘着剤、接着シート、粘着シート等の部材を介して、あるいは熱圧着により接着されている。

（フェルール）
フェルール５は、光導波路１の先端部に設けられ、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。このフェルール５は、各種コネクター規格に準拠した部位を含んでいてもよく、かかるコネクター規格としては、例えば小型（Ｍｉｎｉ）ＭＴ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コネクター等が挙げられる。

本実施形態に係るフェルール５の先端面５８には、図１、２に示すように、２つのガイド孔５１１が開口している。このガイド孔５１１は、フェルール５の基端面から先端面５８まで貫通形成されている。これらのガイド孔５１１には、光配線部品１０に他の光学部品を接続する際、他の光学部品側に設けられたガイドピンが挿入される。これにより、フェルール５と他の光学部品とを位置合わせするとともに、両者を固定することができる。すなわち、ガイド孔５１１は、光導波路１を他の光学部品と接続するための接続機構として用いられる。

なお、ガイド孔５１１は、先端面５８に開口していれば、基端側には開口していなくてもよい。

また、上記接続機構に代えて、爪による係止を利用した係止構造や接着剤等を用いて接続するようにしてもよい。

図１に示す貫通孔５０の下面５００１には、３本の凹部５００１ａが、それぞれフェルール５の先端面５８から基端側にかけて延在している。

各凹部５００１ａの形状は、下面５００１を平面視したとき、フェルール５の先端と基端とを結ぶ方向、すなわち光導波路１の長手方向と平行な方向に長軸を持つ細長い形状になっている。このため、凹部５００１ａに入り込んだ接着層５５の未硬化物に光が照射されたとき、凹部５００１ａを介してその光をフェルール５の基端側にまで効率よく届けることができる。すなわち、凹部５００１ａが導光路となって、直接露光できない部位を間接的に露光することができる。これにより、光硬化性接着剤における硬化反応の連鎖だけでなく、光の進行を利用することで硬化反応のさらなる促進を図ることができる。

下面５００１に形成される凹部５００１ａの数は、例えば光導波路１やフェルール５のサイズ、光配線部品１０の組み立てにおいて必要な接着剤の硬化性、下面５００１の形状等に応じて適宜設定され、何ら限定されるものではないが、好ましくは１〜３０個程度とされ、より好ましくは２〜２０個程度とされる。これにより、下面５００１の平坦な領域を一定量確保して下面５００１に固定される光導波路１の位置精度を維持しつつ、接着剤を短時間で確実に硬化させることができる。また、この程度の数であれば、フェルール５の形状を著しく複雑化させることがないので、フェルール５の製造容易性の観点からも好ましい。

下面５００１において凹部５００１ａが占める面積率は、特に限定されないが、０．５〜５０％程度であるのが好ましく、１〜４０％程度であるのがより好ましい。面積率を前記範囲内に設定することにより、下面５００１の平坦な領域を一定量確保することによる下面５００１に固定される光導波路１の位置精度と、凹部５００１ａの面積を一定量確保することによる接着信頼性とを、高度に両立させることができる。すなわち、面積率が前記下限値を下回ると、凹部５００１ａの割合が相対的に少なくなって接着剤を十分に硬化させることができないおそれがある。一方、面積率が前記上限値を上回ると、凹部５００１ａの割合が相対的に多くなり過ぎ、光導波路１の位置を定める領域が小さくなるため、固定後の光導波路１の位置精度が低下、すなわち設計からの位置ずれが増大するおそれがある。

なお、凹部５００１ａの平面視形状は、図３に示すような直線状に限定されず、例えば途中で分岐したり、交差していたりしてもよい。また、先端面５８から基端側に向かって凹部５００１ａの幅が漸増していたり、漸減していたりしてもよい。

また、フェルール５は、凹部５００１ａのように下面５００１と先端面５８の双方に開放している凹部以外に、例えば下面５００１には開放しているものの先端面５８に開放していない凹部を備えていてもよい。このような凹部を設けることにより、上述したアンカー効果をより増強することができる。

一方、凹部５００１ａの長軸に直交する横断面における形状は、図３に示すような略半円形に限定されず、例えば三角形、四角形、五角形のような多角形の他、台形、半星形、フック形等であってもよい。また、先端面５８から基端側に向かう途中で凹部５００１ａの横断面形状が変化していてもよい。

なお、フェルール５の先端面５８を平面視したとき、凹部５００１ａと下面５００１との連結部では、図４（ａ）に示すように、面同士が不連続的に連結されていてもよいが、連続的に（滑らかに）連結されているのが好ましい。これにより、接着層５５の下面にも不連続的な面ができなくなるので、形状的作用から、接着層５５に応力が集中し易くなるのを避けることができる。

また、凹部５００１ａの深さは、特に限定されないが、下面５００１からその法線方向における最大の深さが２〜５００μｍ程度であるのが好ましく、５〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。凹部５００１ａの深さを前記範囲内に設定することで、接着剤の露光面積およびアンカー効果をそれぞれ増大させるとともに、接着層５５の体積が大きくなり過ぎることによる熱膨張量の増大を抑制することができる。すなわち、凹部５００１ａの深さが前記下限値を下回ると、光導波路１やフェルール５のサイズ等によっては、接着剤を十分に硬化させることができないおそれがあり、一方、凹部５００１ａの深さが前記上限値を上回ると、光導波路１やフェルール５のサイズ等によっては、接着層５５の体積が大きくなり過ぎて熱膨張量が増大し、例えば光導波路１との接着界面の剥離や光導波路１への応力集中といった不具合を発生させるおそれがある。

また、光導波路１の先端部のうち、両側面１０３、１０３は、貫通孔５０の側面５００３、５００３に固定されていたり当接していたりしてもよいが、図２（ａ）に示すように、側面５００３、５００３から離間していてもよい。これにより、例えば温度変化や湿度変化に伴って光導波路１に体積変化が生じた場合でも、変化分をこの隙間で吸収することができ、光導波路１内に無用な応力集中が発生するのを緩和することができる。その結果、応力集中に伴って伝送効率が低下したり、光導波路１とフェルール５との間に剥離が発生したりするのを抑制することができる。

さらに、光導波路１の先端部のうち、上面１０２は、貫通孔５０の上面５００２に固定されていたり当接していたりしてもよいが、図２に示すように、上面５００２から離間していてもよい。これにより、上述した応力集中の緩和をより一層図ることができる。

光導波路１の側面１０３と貫通孔５０の側面５００３との離間距離Ｌ１（図２参照）は、光導波路１やフェルール５のサイズ等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、好ましくは５〜１０００μｍ程度とされ、より好ましくは１０〜７５０μｍ程度とされ、さらに好ましくは１５〜５００μｍ程度とされ、特に好ましくは２５〜３５０μｍ程度とされる。離間距離Ｌ１を前記範囲内に設定することにより、温度変化や湿度変化が大きな環境下でも伝送効率の低下や接着界面の剥離の発生を十分に抑制するとともに、光配線部品１０の著しい大型化を避けることができる。

なお、光導波路１の側面１０３と貫通孔５０の側面５００３との間は、局所的に上記離間距離の範囲から外れている領域を含んでいてもよい。その場合、この領域の面積率は３０％以下であるのが好ましい。

一方、光導波路１の側面１０３または貫通孔５０の側面５００３に離型処理を施すことにより、光導波路１と貫通孔５０との間の潤滑性（摺動性）を高めることができる。これにより、離間距離Ｌ１をより狭めても、上述したような効果を得ることができる。具体的には、光導波路１の側面１０３および貫通孔５０の側面５００３のうちの少なくとも一方に離型処理を施すことにより、離間距離Ｌ１の範囲を好ましくは０．００１〜１０００μｍ、より好ましくは０．１〜５００μｍ、さらに好ましくは１〜２００μｍまで拡張することができる。これにより、応力集中をより確実に緩和することができるとともに、光配線部品１０の設計自由度を高めることができる。

離型処理としては、例えば、離型剤を被処理面に塗布または成膜する処理、プラズマ処理等の表面改質処理等が挙げられる。また、離型剤としては、例えば、フッ素系離型剤、シリコン系離型剤、ポリエチレン系離型剤、ポリプロピレン系離型剤、パラフィン系離型剤、モンタン系離型剤、カルナバ系離型剤等が挙げられ、これらのうちの１種を含むもの、または２種以上の混合物が用いられる。

また、光導波路１の上面１０２と貫通孔５０の上面５００２との離間距離Ｌ２（図２参照）も、光導波路１やフェルール５のサイズ等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、好ましくは１０〜２０００μｍ程度とされ、より好ましくは１５〜１０００μｍ程度とされ、さらに好ましくは１００〜１０００μｍ程度とされ、特に好ましくは３００〜８００μｍ程度とされる。離間距離Ｌ２を前記範囲内に設定することにより、温度変化や湿度変化が大きな環境下でも伝送効率の低下や剥離の発生を十分に抑制するとともに、光配線部品１０の著しい大型化を避けることができる。

なお、光導波路１の上面１０２と貫通孔５０の上面５００２との間は、局所的に上記離間距離の範囲から外れている領域を含んでいてもよい。その場合、この領域の面積率は３０％以下であるのが好ましい。

また、接着層５５の厚さは、上記離間距離Ｌ２と同等程度であるのが好ましい。これにより、フェルール５に対して光導波路１を正確かつ確実に固定することができる。

また、離間距離Ｌ２は、離間距離Ｌ１より小さくても、等しくても、あるいは大きくてもよいが、離間距離Ｌ１の３０〜３００％程度であるのが好ましく、５０〜２００％程度であるのがより好ましい。これにより、フェノール５に対して光導波路１をより正確かつ確実に固定することができる。

なお、光導波路１の上面１０２または貫通孔５０の上面５００２にも上述したような離型処理を施すことにより、光導波路１と貫通孔５０との間の潤滑性（摺動性）を高めることができる。これにより、離間距離Ｌ２をより狭めても、上述したような効果を得ることができる。具体的には、光導波路１の上面１０２および貫通孔５０の上面５００２のうちの少なくとも一方に離型処理を施すことにより、離間距離Ｌ２の範囲を好ましくは０．００１〜１０００μｍ、より好ましくは０．１〜５００μｍ、さらに好ましくは１〜２００μｍまで拡張することができる。これにより、応力集中をより確実に緩和することができるとともに、光配線部品１０の設計自由度を高めることができる。

また、フェルール５の貫通孔５０の横断面形状は、基端から先端まで一定であってもよいが、途中で変化していてもよい。

本実施形態に係るフェルール５では、図４（ｂ）に示すように、貫通孔５０の高さがフェルール５の基端側に向かって漸増するよう構成されている。具体的には、貫通孔５０の下面５００１のうち、基端側の一部は、基端に向かうにつれて下方への傾斜が徐々に大きくなるよう湾曲している。すなわち、下面５００１の基端側の一部は、湾曲面５００１ｂになっており、その曲率が基端に向かって漸増している。また、上面５００２のうち、基端側の一部は、基端に向かうにつれて上方への傾斜が徐々に大きくなるよう湾曲している。すなわち、上面５００２の基端側の一部は、湾曲面５００２ｂになっており、その曲率が基端に向かって漸増している。

貫通孔５０がこのような構成になっていると、図２（ｂ）に示すように貫通孔５０に対して光導波路１が挿入されたとき、光導波路１と下面５００１との間の距離、および、光導波路１と上面５００２との間の距離が、それぞれ基端に向かって漸増することとなる。このような隙間があることにより、光導波路１に対して図２（ｂ）の上方あるいは下方に引っ張る外力が付与されたとき、光導波路１は下面５００１や上面５００２に沿って湾曲することができる。これにより、光導波路１は湾曲面５００１ｂや湾曲面５００２ｂに沿って緩やかに湾曲することとなり、急激な折れ曲がりが生じることが抑制される。その結果、急激な折れ曲がりに伴う伝送効率の低下や断線といった不具合の発生を防止することができる。

また、外力を受けた光導波路１が湾曲面５００１ｂ、５００２ｂに接するまでの間、光導波路１は外力にしたがって比較的自由に動くことができる。この間は外力を受け流すことができるため、光導波路１が貫通孔５０から抜けてしまうのを抑制することができる。

下面５００１のうちの湾曲面５００１ｂの長さＬ３および上面５００２のうちの湾曲面５００２ｂの長さＬ３は、フェルール５の全長Ｌ４の５〜５０％程度であるのが好ましく、１０〜４０％程度であるのがより好ましい。Ｌ４に対するＬ３の割合を前記範囲内に設定することで、フェルール５に対する光導波路１の確実な固定と、光配線部品１０の外力に対する耐久性とを、高度に両立させることができる。すなわち、Ｌ３／Ｌ４が前記下限値を下回ると、光配線部品１０の外力に対する許容性が低くなるおそれがあり、一方、Ｌ３／Ｌ４が前記上限値を上回ると、固定力が低下し、強い力で引っ張ったときなどに固定が解除されてしまうおそれがある。

フェルール５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。

（接着層）
接着層５５の構成材料としては、例えば、接着剤の硬化物、ボンディングシートの硬化物等が挙げられる。

このうち、接着剤としては、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、オレフィン系接着剤、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。

一方、ボンディングシートの構成材料としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂のようなビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のようなノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂のほか、ポリイミド、ポリアミドイミドのようなイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、ボンディングシートの構成材料は、上記の熱硬化性樹脂の他に、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、反応性末端カルボキシル基ＮＢＲ（ＣＴＢＮ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ビニルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。これらのゴム成分および熱可塑性樹脂の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜２００質量部程度であるのが好ましく、２０〜１５０質量部程度であるのがより好ましい。

接着層５５の引張弾性率（ヤング率）は、光導波路１のサイズ等に応じて若干異なるものの、好ましくは１００〜２００００ＭＰａ程度とされ、より好ましくは３００〜１５０００ＭＰａ程度とされ、さらに好ましくは５００〜１２５００ＭＰａ程度とされ、特に好ましくは１０００〜１００００ＭＰａ程度とされる。接着層５５の引張弾性率を前記範囲内に設定することにより、フェルール５に対して光導波路１をより確実に固定しつつ、光導波路１中における応力集中をより確実に緩和して伝送損失の増大を抑えることができる。

なお、接着層５５の引張弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１２７に規定された方法に準拠して測定され、測定温度は２５℃とする。

また、接着層５５のガラス転移温度は、３０〜１８０℃程度であるのが好ましく、３５〜１４０℃程度であるのがより好ましい。接着層５５のガラス転移温度を前記範囲内に設定することにより、光配線部品１０の耐熱性をより高めることができる。

なお、接着層５５のガラス転移温度は、動的粘弾性測定法（ＤＭＡ法）により測定することができる。

また、本実施形態では、光導波路１の側面１０３、１０３と貫通孔５０の側面５００３、５００３とが離間しているが、接着層５５についても図２（ａ）に示すように貫通孔５０の側面５００３、５００３から離間しているのが好ましい。これにより、光導波路１内に局所的な応力集中が発生するのをより確実に抑制することができる。この場合の離間距離は、上記離間距離Ｌ１と同様に設定される。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光配線部品の第２実施形態および本発明のフェルールの第２実施形態について説明する。

図６は、本発明のフェルールの第２実施形態を示す図であって、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する第２実施形態の断面図および図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する第２実施形態の断面図、図７は、図６に示すフェルールの変形例である。

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、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２実施形態は、凹部５００１ａの構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図６に示すフェルール５では、凹部５００１ａが基端側に開口しておらず、貫通孔５０の途中までで止まるように形成されている。

このようなフェルール５においても、凹部５００１ａは、貫通孔５０の下面５００１とフェルール５の先端面５８の双方に開放しているので、かかるフェルール５およびこのフェルール５を備えた光配線部品１０は、第１実施形態と同様の作用、効果を奏する。

また、本実施形態に係るフェルール５では、接着剤の硬化反応を先端側から基端側へと順次進めることができる。このため、接着剤全体において一斉に硬化反応が始まる場合に比べて、光導波路１と接着層５５との接着界面に歪みが発生し難くなる。その結果、光導波路１の意図しない変形を抑えることができる。

また、凹部５００１ａの横断面形状は、図７（ａ）に示すような矩形状であってもよい。

図７に示すフェルール５には、横断面形状が矩形状をなす凹部５００１ａが１つだけ形成されている。この凹部５００１ａは、貫通孔５０の下面５００１の幅のほぼ中心を下方に凹没させてなるものであり、上述したものと同様、下面５００１と先端面５８の双方に開放している。また、この凹部５００１ａは、基端側に開口しておらず、貫通孔５０の途中まで形成されている。

このような凹部５００１ａの幅（先端面５８の開口の幅）Ｗ（複数の場合は幅の合計）は、光導波路１の剛性等に応じて適宜設定されるが、光導波路１の幅の１〜８０％程度であるのが好ましく、１０〜６０％程度であるのがより好ましい。これにより、特に良好な硬化性を得ることができる。

≪第３実施形態≫
次に、本発明の光配線部品の第３実施形態および本発明のフェルールの第３実施形態について説明する。

図８は、本発明のフェルールの第３実施形態を示す図であって、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する第３実施形態の断面図および図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する第３実施形態の断面図、図９は、図８に示すフェルールの変形例である。

以下、第３実施形態について説明するが、第１、第２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３実施形態は、フェルール５の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図８に示すフェルール５は、貫通孔５０に代えて、先端から基端にかけて形成され、光導波路１を収納し得る溝（収納部）５０１を備えており、この溝５０１内に光導波路１の先端部が収納されている。そして、フェルール５の先端面５８が光導波路１の先端面と揃うよう構成されている。光導波路１の先端部は、この溝５０１の底面５０１１に対し、接着層を介して固定されることとなる。

溝５０１の底面５０１１には、第１実施形態に係る凹部５００１ａと同様の凹部５０１１ａが形成されている。この凹部５０１１ａも、凹部５００１ａと同様、フェルール５の先端面５８と溝５０１の底面５０１１の双方に開放している。このため、かかるフェルール５およびこのフェルール５を備えた光配線部品１０は、第１実施形態と同様の作用、効果を奏する。

また、溝５０１に光導波路１を収納することで固定するため、貫通孔５０に光導波路１を収納して固定する場合に比べて、固定作業、すなわち光配線部品１０の組み立て作業が容易になる。

なお、溝５０１には、必要に応じて封止材を充填するようにしてもよい。この際、光導波路１の先端部の両側面１０３、１０３と溝５０１の側面５０１２、５０１２との隙間には、封止材が入り込まないようにするのが好ましい。例えば硬化性の封止材の場合、硬化前の封止材の流動性を最適化することにより、小さな隙間に入り込めなくすることができるので、それを利用すればよい。また、この隙間を埋めるようにスペーサーを挿入しておき、その状態で封止材を溝５０１に充填し、封止材の硬化後、スペーサーを除去する手順をとることもできる。

また、溝５０１の開放部を塞ぐことにより、実質的に貫通孔５０を形成し、そこに光導波路１を収納するようにしてもよい。

図９に示すフェルール５は、先端から基端にかけて形成された溝５０１を備えた本体５１と、溝５０１内に収まった状態で溝５０１の開放部を塞ぐよう設けられた蓋体５２と、で構成されている。なお、図９は、溝５０１に蓋体５２が収まる前の状態、すなわちフェルール５の分解状態を図示している。また、図９に示す溝５０１のうち、底面５０１１から上方に立設する２つの面をそれぞれ側面５０１２とする。溝５０１内に蓋体５２が収まると、実質的に貫通孔５０が形成されることとなる。すなわち、貫通孔５０の下面が溝５０１の底面５０１１で構成され、両側面が溝５０１の側面５０１２で構成され、上面が蓋体５２の下面５２１で構成されることとなる。この貫通孔５０内に光導波路１の先端部が挿入され、両者を固定することにより、光配線部品１０となる。なお、溝５０１の開放部を蓋体５２で塞ぐとは、開放部を閉じるように蓋体５２を載置し、これにより溝５０１を実質的な「孔」にすることをいう。このとき、蓋体５２の側面が溝５０１の側面５０１２に当接していてもよく、固定されていてもよい。

一方、蓋体５２は、その下面５２１が光導波路１の上面１０２に固定されていてもよい。このとき、蓋体５２の側面は溝５０１の側面５０１２から離間しているのが好ましい。これにより、蓋体５２は、本体５１に直接固定されるのではなく、光導波路１を介して間接的に固定されることとなる。その結果、蓋体５２は、光導波路１を保護するという機能を果たしつつも、光導波路１と同じように動くことのできるものとなる。換言すれば、本体５１とは独立して動くことができるようになる。これにより、フェルール５は、光導波路１に応力集中をもたらすことなく、光導波路１を確実に保護し得るものとなる。

なお、蓋体５２の側面と溝５０１の側面５０１２との離間距離は、上述した離間距離Ｌ１と同様に設定することができる。また、蓋体５２の側面と溝５０１の側面５０１２との離間距離をこのように設定することで、この隙間を介して接着剤に露光することも可能になる。したがって、接着剤の硬化反応をさらに促進させることができる。

＜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、本発明のフェルール、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、光導波路の一端には上述した各実施形態に係るフェルールが装着されている一方、他端には異なるフェルールやコネクター類が装着されていてもよく、光路変換部で受発光素子が実装されていてもよい。さらに他端にはフェルール等が装着されていなくてもよい。

また、光導波路の形状によっては、凹部を形成する面を、貫通孔の下面以外の面、例えば側面や上面にしてもよく、下面、上面および側面から選択される２つ以上の面に凹部を形成するようにしてもよい。なお、光導波路に主面と側面とがある場合、貫通孔の内壁面のうち、光導波路の主面に臨む面に凹部を形成するようにすれば、確実な固定と硬化反応の促進とを特に両立させることができる。

１ 光導波路
１０１ 下面
１０２ 上面
１０３ 側面
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
２ 支持フィルム
３ カバーフィルム
５ フェルール
５０ 貫通孔
５００１ 下面
５００１ａ 凹部
５００１ｂ 湾曲面
５００２ 上面
５００２ｂ 湾曲面
５００３ 側面
５０１ 溝
５０１１ 底面
５０１１ａ 凹部
５０１２ 側面
５１ 本体
５１１ ガイド孔
５２ 蓋体
５２１ 下面
５５ 接着層
５８ 先端面

Claims (10)

1. 光導波路と、
   基端から先端にかけて設けられ前記光導波路の一部が収納されている収納部を備えるフェルールと、
   を有し、
   前記収納部は、前記光導波路に臨む面と前記フェルールの先端面の双方に開放する凹部を複数備えており、
   前記光導波路は、前記凹部の内部に入り込まないように設けられており、
   前記フェルールの先端面が平面視されたとき、前記光導波路に臨む面と前記凹部との連結部の形状が、連続的な形状になっていることを特徴とする光配線部品。
2. 前記収納部は、貫通孔である請求項１に記載の光配線部品。
3. 前記収納部は、溝である請求項１に記載の光配線部品。
4. 前記凹部は、前記光導波路に臨む面を平面視したときの形状が、基端と先端とを結ぶ方向と平行な方向に長軸を持つ細長い形状をなしている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光配線部品。
5. 前記凹部は、さらに前記フェルールの基端側にも開放している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光配線部品。
6. 前記光導波路は、帯状をなしており、
   前記収納部の前記光導波路に臨む面は、前記帯状の光導波路の主面に臨むよう構成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光配線部品。
7. 前記収納部の前記光導波路に臨む面は、前記先端から前記基端に向かうにつれて前記光導波路から遠ざかるように湾曲している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光配線部品。
8. 前記光導波路は、帯状をなしており、
   前記帯状の光導波路の側面と前記収納部との離間距離Ｌ１は、５〜１０００μｍである請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光配線部品。
9. 前記光導波路は、帯状をなしており、
   前記帯状の光導波路の２つの主面のうち、一方の主面が前記収納部の前記光導波路に臨む面に臨んでおり、他方の主面と前記収納部の内面との離間距離Ｌ２が１０〜２０００μｍである請求項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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