JP7222136B2 - 光コネクタモジュール及び光導波路基板の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、光コネクタモジュール及び光導波路基板の製造方法に関する。

従来、光導波路基板に含まれる光導波路を他の光伝送路に光結合するための光コネクタモジュールが知られている。例えば、特許文献１には、光導波路の下部クラッド層上で光導波路のコアと並列して積層されている位置決め突起を有する光導波路基板を含む光コネクタモジュールが開示されている。

米国特許出願公開第２００９／０１６２００４（ＵＳ，Ａ１）

光導波路を他の光伝送路に効率良く光結合させるためには、一般的にマイクロメートルの精度で互いの位置を合わせる必要がある。したがって、他の光伝送路を保持するコネクタと接続される、光コネクタモジュールの光コネクタと、光導波路基板との間の位置決めも同様の精度が要求される。特許文献１に記載の光導波路基板を含む光コネクタモジュールでは、光コネクタと光導波路基板との間の位置決め精度が十分ではなかった。

このような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、光コネクタと光導波路基板との間の位置決め精度が向上する光コネクタモジュール及び光導波路基板の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示の一実施形態に係る光コネクタモジュールは、
光導波路基板と、前記光導波路基板に取り付けられている光コネクタと、を備える光コネクタモジュールであって、
前記光コネクタは、
前記光導波路基板に対して係合する被位置決め部を有し、
前記被位置決め部が前記光導波路基板に対して係合した状態で、前記光導波路基板に対して位置決めされ、
前記光導波路基板は、
基板と直交する積層方向において前記基板上に積層されている第１クラッドと、前記第１クラッド上に積層されているコアと、を有する光導波路と、
前記コアと同一の材料により前記第１クラッド上に積層され、前記被位置決め部と係合する位置決めコアと、
を有し、
前記位置決めコアは、前記積層方向において、前記コアよりも前記基板と反対側に突出する。

上記課題を解決するために、本開示の一実施形態に係る光導波路基板の製造方法は、
光コネクタが取り付けられる光導波路基板の製造方法であって、
光導波路を構成するクラッドを、基板と直交する積層方向において前記基板上に積層する第１ステップと、
前記光導波路を構成するコア、及び前記光コネクタの被位置決め部と係合して前記光コネクタを前記光導波路基板に対して位置決めする位置決めコアを、互いに同一の材料により前記クラッド上に積層する第２ステップと、
を含み、
前記第２ステップにおいて、前記位置決めコアは、前記積層方向において、前記コアよりも前記基板と反対側に突出するように形成される。

本開示の一実施形態に係る光コネクタモジュール及び光導波路基板の製造方法によれば、光コネクタと光導波路基板との間の位置決め精度が向上する。

第１実施形態に係る光コネクタモジュールを示す斜視図である。 図１の光コネクタモジュールの分解斜視図である。 図２の光導波路基板単体を示した斜視図である。 図２の光コネクタ単体を示した斜視図である。 図１の光コネクタモジュールの正面図である。 図５の一点鎖線囲み部の拡大図である。 図１の光コネクタモジュールの一部を拡大して模式的に示した正面視における断面図である。 図２の光導波路基板の製造方法の一例を示す模式図である。 図２の光導波路基板の第１変形例を説明するための上面視における模式図である。 図２の光導波路基板の第２変形例を説明するための上面視における模式図である。 図２の光導波路基板の第３変形例を説明するための上面視における模式図である。 図２の光導波路基板の第４変形例を説明するための上面視における模式図である。 図２の光導波路基板の第５変形例を説明するための上面視における模式図である。 図６の光コネクタの第１変形例を説明するための正面視における模式図である。 図６の光コネクタの第２変形例を説明するための正面視における模式図である。 図６の光コネクタの第３変形例を説明するための正面視における模式図である。 図６の光コネクタの第４変形例を説明するための正面視における模式図である。 図６の光コネクタの第５変形例を説明するための正面視における模式図である。 第２実施形態に係る光コネクタモジュールを示す斜視図である。 図１２の光コネクタモジュールの分解斜視図である。 図１３の光導波路基板単体を示した斜視図である。 図１２の光コネクタモジュールの正面図である。 図１５の一点鎖線囲み部の拡大図である。 図１２の光コネクタモジュールの一部を拡大して模式的に示した正面視における断面図である。 図１３の光導波路基板における位置決めコアの第１変形例を示す上面視における模式図である。 図１３の光導波路基板における位置決めコアの第２変形例を示す上面視における模式図である。 図１３の光導波路基板における位置決めコアの第３変形例を示す上面視における模式図である。

以下、添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。以下の説明中の前後、左右、及び上下の方向は、図中の矢印の方向を基準とする。各矢印の方向は、異なる図面同士で互いに整合している。

以下の説明中で使用する「積層方向」は、一例として上下方向を含む。「コアの延伸方向」は、一例として前後方向を含む。「積層方向と直交する方向」は、一例として左右方向を含む。「基板と反対側」は、一例として上側を含む。

（第１実施形態）
図１乃至図１１Ｃを参照しながら、本開示の第１実施形態について主に説明する。図１は、第１実施形態に係る光コネクタモジュール１を示す斜視図である。図２は、図１の光コネクタモジュール１の分解斜視図である。光コネクタモジュール１は、光導波路基板１０と、光導波路基板１０に取り付けられている光コネクタ２０と、を有する。

図３は、図２の光導波路基板１０単体を示した斜視図である。図３を参照しながら、図２の光導波路基板１０の構成について主に説明する。

光導波路基板１０は、例えば、リジッド式のプリント配線基板によって構成されている基板１１と、基板１１の上面に積層される光導波路１２と、を有する。光導波路１２は、例えば、基板１１の上面から上方に突出するように形成されている。光導波路１２は、例えば、光コネクタ２０と光結合するために、前端面が基板１１の前端面と一致するように形成されている。光導波路１２の前端面は、例えば、基板１１の前端面に沿って平面状に形成されている。光導波路１２の導波モードは、例えばシングルモードである。光導波路１２の導波モードは、これに限定されず、マルチモードであってもよい。以下では、光導波路１２は、基板１１の上面に形成されているとして説明するが、これに限定されない。例えば、光導波路１２は、基板１１の内部に埋め込まれてもよい。この場合、光導波路１２の前端面は、基板１１の前端面と一致し、後述するコア１２１の端面が基板１１から露出するように形成されていてもよい。

光導波路１２は、基板１１と直交する積層方向において基板１１に積層されているコア１２１及びクラッド１２２を有する。より具体的には、光導波路１２は、基板１１の上面に積層されている第１クラッド１２２ａと、第１クラッド１２２ａ上に積層されているコア１２１と、第１クラッド１２２ａと共にコア１２１を積層方向に挟み込んでコア１２１を囲む第２クラッド１２２ｂと、を有する。

コア１２１は、左右方向に所定の間隔で互いに離間するように複数形成されている。コア１２１及びクラッド１２２は、例えば石英系のガラス等の適宜な材料により形成されている。コア１２１の屈折率は、クラッド１２２の屈折率よりも高い。以下では、光導波路１２は、例えば、埋め込み型の光導波路であるとして説明するが、これに限定されない。光導波路１２は、スラブ型及び半埋め込み型等の適宜な方式の光導波路であってよい。

光導波路基板１０は、後述する位置決めコア１４に沿って基板１１中に埋め込まれている熱伝導体１３を有する。より具体的には、熱伝導体１３は、位置決めコア１４の前後左右方向の幅全体にわたって基板１１中に埋め込まれている。熱伝導体１３は、前後方向に沿って位置決めコア１４と並行するように、位置決めコア１４の直下で基板１１中に埋め込まれている。熱伝導体１３は、位置決めコア１４の直下で基板１１中に埋め込まれている単一の銅板であってもよいし、互いに並行して位置決めコア１４の直下で基板１１中に埋め込まれている複数の銅線であってもよい。熱伝導体１３を構成している材料は銅に限定されず、熱伝導率が高い任意の材料であってもよい。

光導波路基板１０は、コア１２１と同一の材料により基板１１に積層されている位置決めコア１４をさらに有する。位置決めコア１４は、第１クラッド１２２ａ上に積層されている。位置決めコア１４は、例えば光導波路１２を左右方向から挟み込むように一対形成されている。位置決めコア１４は、例えば前後方向に沿って光導波路１２と平行に形成されている。位置決めコア１４は、例えば前後方向に所定の長さで延在するように形成されている。

位置決めコア１４は、位置決めコア１４の前半部を構成し、上面視で矩形状に形成されている幅狭部１４１を有する。位置決めコア１４は、幅狭部１４１から後方に連続するように形成され、前方から後方に向けて次第に広がるように上面視で台形状に形成されている係合部１４２を有する。位置決めコア１４は、係合部１４２から後方に連続するように形成され、幅狭部１４１よりも左右方向の幅が大きい上面視で矩形状の幅広部１４３を有する。

位置決めコア１４及びコア１２１は、熱伝導体１３と離間する。位置決めコア１４と熱伝導体１３との距離は、コア１２１と熱伝導体１３との距離よりも小さい。すなわち、後述する光導波路基板１０の製造プロセスにおいて光導波路基板１０に加えられる熱に基づく熱量は、熱伝導体１３との距離による影響を受けて、位置決めコア１４とコア１２１との間で異なる。より具体的には、位置決めコア１４及びコア１２１の製造プロセスにおいて受ける熱量を比較したとき、位置決めコア１４の方がコア１２１よりも熱伝導体１３との距離が小さいことで、位置決めコア１４における熱量もコア１２１における熱量よりも小さくなる。よって、光導波路基板１０の製造プロセスにおける同一環境下で、位置決めコア１４の温度は、コア１２１の温度よりも低くなる傾向にある。

図４は、図２の光コネクタ２０単体を示した斜視図である。図４を参照しながら、図２の光コネクタ２０の構成について主に説明する。

光コネクタ２０は、例えば、透光性の樹脂材料によって構成されている。一例として、光コネクタ２０は、光導波路１２のコア１２１の屈折率と略同一の屈折率を有する材料によって構成されている。光コネクタ２０は、Ｌ字状である。光コネクタ２０は、前後方向に延伸する第１基部２１を有する。第１基部２１は、下面２１ａの中央部から内側に向けて一段凹んだ凹部２１ｂを有する。光コネクタ２０は、第１基部２１の前方に突出し、第１基部２１と連続するように形成されている第２基部２２を有する。第２基部２２は、第１基部２１から下方に張り出すように形成されている。光コネクタ２０は、第２基部２２の前面から後面まで貫通する、断面視で円形状の一対の貫通孔２２ａを有する。貫通孔２２ａは、第１基部２１の凹部２１ｂを左右方向に挟み込むように、第２基部２２の左右両端に一対形成されている。光コネクタ２０は、第２基部２２の前面から内側に一段凹んだ凹部２２ｂを有する。

光コネクタ２０は、第１基部２１の下面２１ａにおいて、凹部２１ｂを左右方向に挟み込むように凹部２１ｂの左右両外側に一対形成されている被位置決め部２３を有する。被位置決め部２３は、一例として断面視で半円状に形成されている凹部である。被位置決め部２３は、第２基部２２の貫通孔２２ａから連続して第１基部２１の後端まで形成されている。貫通孔２２ａと被位置決め部２３とは、互いに同心円状に形成されている。被位置決め部２３は、凹部２１ｂと並行して前後方向に延在している。

光コネクタ２０は、第１基部２１の下面２１ａにおいて、凹部２１ｂ及び被位置決め部２３を左右方向に挟み込むように被位置決め部２３の左右両外側に一対形成されている収容部２４を有する。収容部２４は、一例として断面視で半円状に形成されている凹部である。収容部２４の断面視における半円の半径は、例えば被位置決め部２３の断面視における半円の半径よりも十分に小さい。収容部２４は、例えば第１基部２１の前端から後端まで連続して形成されている。収容部２４は、例えば積層方向と直交するコア１２１の延伸方向に沿って延在する。収容部２４は、例えば凹部２１ｂ及び被位置決め部２３と並行して前後方向に延在している。

光コネクタ２０は、凹部２２ｂの前面Ａ１に設けられているレンズ部２５を有する。レンズ部２５は、複数の曲率するレンズ２５ａにより構成される。レンズ部２５を構成するレンズ２５ａの数は、光導波路１２のコア１２１の数に対応する。

光コネクタ２０は、光導波路基板１０に含まれる光導波路１２と光学的に結合する。より具体的には、光コネクタ２０の第２基部２２は、例えば光導波路１２のコア１２１から出射した光を透過させてレンズ２５ａまで導く。レンズ２５ａを通過した光は、光コネクタ２０から出射し、光コネクタ２０に接続されているコネクタが保持する他の光伝送路に結合する。逆に、光コネクタ２０の第２基部２２のレンズ２５ａは、光コネクタ２０に接続されているコネクタが保持する他の光伝送路から出射した光を透過させる。レンズ２５ａを通過した光は、第２基部２２を通過して光導波路１２のコア１２１に入射する。

図１及び図２に示すとおり、光コネクタ２０は、例えば光導波路基板１０の上方から光導波路１２上に載置される。より具体的には、光コネクタ２０は、第１基部２１の下面２１ａが光導波路１２の第１クラッド１２２ａの上面と接触することで、第１クラッド１２２ａ上に載置される。このとき、光コネクタ２０の被位置決め部２３の左右方向の幅内に位置決めコア１４の幅狭部１４１が収容される。この状態から光コネクタ２０が後方へと若干押し込まれ、被位置決め部２３の後端部と位置決めコア１４の係合部１４２とが接触する。このように、位置決めコア１４と被位置決め部２３とが互いに係合する。

光コネクタ２０は、被位置決め部２３が位置決めコア１４と係合した状態で、光導波路基板１０に対して位置決めされる。より具体的には、光導波路基板１０に対する光コネクタ２０の上下方向の位置は、第１基部２１の下面２１ａと光導波路１２の第１クラッド１２２ａの上面との接触に基づいて決定される。光導波路基板１０に対する光コネクタ２０の前後左右方向の位置は、第１基部２１の被位置決め部２３と光導波路基板１０の位置決めコア１４との係合に基づいて決定される。

図５は、図１の光コネクタモジュール１の正面図である。図５に示すとおり、光コネクタ２０が光導波路基板１０に対して位置決めされると、第１基部２１の凹部２１ｂの内部に光導波路１２のコア１２１及び第２クラッド１２２ｂの前端部が収容される。すなわち、光コネクタ２０は、第１基部２１の下面２１ａが第１クラッド１２２ａの上面と接触して、光導波路１２の一部を覆った状態で配置されている。第２基部２２は、基板１１の前端面から前方に突出し、第１基部２１から下方に張り出すように配置されている。第２基部２２は、その下面が光導波路１２の上下位置よりもさらに下方に位置し、かつ基板１１の下面よりも上方に位置するように突出する。第２基部２２に形成されているレンズ部２５を構成する複数のレンズ２５ａは、光導波路１２を構成する複数のコア１２１とそれぞれ対向する。

図６は、図５の一点鎖線囲み部の拡大図である。図６に示すとおり、光コネクタ２０の収容部２４は、位置決めコア１４と係合している被位置決め部２３よりも基板１１に沿って外側に形成されている。光導波路１２の第１クラッド１２２ａは、光コネクタ２０の第１基部２１の下面２１ａよりも左右方向に若干幅狭に形成されている。より具体的には、第１クラッド１２２ａの左右方向の幅は、左右一対の収容部２４の間隔よりも小さく、かつ位置決めコア１４と係合している左右一対の被位置決め部２３の間隔よりも大きい。したがって、左右一対の収容部２４をそれぞれ含む下面２１ａの左右両端は、第１クラッド１２２ａと接触せずに、基板１１の上面から離間した状態で基板１１の上面と対向する。下面２１ａに形成されている収容部２４は、基板１１と対向する。左右一対の収容部２４をそれぞれ含む下面２１ａの左右両端と基板１１の上面との間には、空隙Ｓが形成されている。

図７は、図１の光コネクタモジュール１の一部を拡大して模式的に示した正面視における断面図である。図７では、光導波路１２のコア１２１と位置決めコア１４との構造関係が示されている。図７に示すとおり、図１の光コネクタモジュール１では、位置決めコア１４は、光導波路１２のコア１２１よりも体積が大きくなるように第１クラッド１２２ａ上に積層されている。より具体的には、位置決めコア１４は、光導波路１２のコア１２１よりも上下幅が大きくなるように第１クラッド１２２ａ上に積層されている。位置決めコア１４は、積層方向において、光導波路１２のコア１２１よりも基板１１と反対側に突出する。同様に、位置決めコア１４は、光導波路１２のコア１２１よりも左右幅が大きくなるように第１クラッド１２２ａ上に積層されている。

従来の光導波路基板の製造方法では、コアと位置決めコアとが同一の製造プロセスで形成されるとき、それらの先端面、すなわち上面は、互いに同一の高さとなるように均一に形成されるのが通常である。しかしながら、第１実施形態に係る光コネクタモジュール１の位置決めコア１４の上面は、このような従来技術の常識とは異なり、積層方向においてコア１２１の上面よりも基板１１と反対側に位置するように形成されている。

第１実施形態に係る光導波路基板１０は、例えばフォトリソグラフィーを用いて製造される。第１クラッド１２２ａ、コア１２１及び位置決めコア１４、並びに第２クラッド１２２ｂの順番で、後述する製造プロセスが繰り返し実行される。すなわち、第１実施形態に係る光導波路基板１０の製造方法は、光導波路１２を構成する第１クラッド１２２ａを、基板１１と直交する積層方向において基板１１上に積層する第１ステップを含む。光導波路基板１０の製造方法は、光導波路１２を構成するコア１２１、及び位置決めコア１４を、互いに同一の材料により第１クラッド１２２ａ上に積層する第２ステップを含む。光導波路基板１０の製造方法は、光導波路１２を構成する第２クラッド１２２ｂを、第１クラッド１２２ａと共にコア１２１を積層方向に挟み込むように積層する第３ステップを含む。

第１実施形態に係る光導波路基板１０の製造方法では、上記の第２ステップにおいて、位置決めコア１４は、積層方向において、コア１２１よりも基板１１と反対側に突出するように形成される。例えば、上記の第２ステップにおいて、コア１２１と位置決めコア１４とは、互いに同一の製造プロセスにより形成される。例えば、上記の第２ステップにおける所定の製造プロセスで、コア１２１と位置決めコア１４とに照射された光の露光量は互いに異なる。例えば、フォトリソグラフィーに用いられるフォトレジスト液がネガ型である場合、上記の第２ステップにおける所定の製造プロセスで、位置決めコア１４に照射された光の露光量は、コア１２１に照射された光の露光量よりも大きくてもよい。このように、所定の製造プロセスにおいて照射された光の露光量を位置決めコア１４とコア１２１との間で調整することで、位置決めコア１４の高さがコア１２１の高さよりも大きくなるように位置決めコア１４を形成することが可能となる。位置決めコア１４及びコア１２１の形成方法はこれに限定されない。例えば、上記の第２ステップにおける所定の製造プロセスで、位置決めコア１４及びコア１２１に加えられる熱に基づく熱量が互いに異なるように各々が第１クラッド１２２ａ上に積層される。

図８は、図２の光導波路基板１０の製造方法の一例を示す模式図である。以下では、図８を参照しながら、第１実施形態に係る光コネクタモジュール１の位置決めコア１４の形成方法についてより詳細に説明する。以下では説明の簡便のために、第１クラッド１２２ａを省略して基板１１上にコア１２１及び位置決めコア１４が積層される場合を例に説明する。以下と同様の説明が、クラッド１２２の形成についても当てはまる。

第１プロセスでは、基板１１の上面を洗浄するための前処理が行われる。

第２プロセスでは、フォトレジスト液が噴出され、例えばスピンコータにより基板１１が回転しながら、遠心力によって基板１１の上面全体に均一にフォトレジスト液が塗布される。これにより、光導波路１２を構成するコア１２１及び位置決めコア１４の土台が均一に形成される。第２プロセスで用いられる膜厚形成方法は、スピンコータに限定されず、任意の方法であってもよい。例えば、膜厚形成方法は、バーコータ及びスプレーコータ等の方法であってもよい。全ての製造プロセスが終了したときのコア１２１及び位置決めコア１４の高さは、第２プロセスにおいて塗布されたフォトレジスト液の対応する部分の高さ以下である。

第２プロセスが終了した段階では、基板１１の上面の外周におけるフォトレジスト液の量が多い。したがって、第３プロセスでは、外周縁を針で拭い去るエッジリンスが行われる。これにより、フォトレジスト液の膜厚が、全体にわたって均一になる。

第４プロセスでは、９０℃～１２０℃の温度で、全体に熱を加えるプリベークが行われる。これにより、フォトレジスト液が若干固まる。このとき、基板１１に埋め込まれている熱伝導体１３によって、位置決めコア１４に伝わる熱量が、光導波路１２のコア１２１に伝わる熱量よりも小さくなる。例えば、熱伝導体１３によって、位置決めコア１４の温度が、光導波路１２のコア１２１の温度よりも低くなる。コア１２１の温度が位置決めコア１４の温度よりも高いことで、コア１２１において、バインダ等の有機溶剤が位置決めコア１４よりも揮発しやすくなる。結果として、全ての製造プロセスが終了したときに、コア１２１の体積が位置決めコア１４の体積よりも小さくなる傾向にある。すなわち、完成した光導波路基板１０において、位置決めコア１４は、積層方向において、光導波路１２のコア１２１よりも基板１１と反対側に突出する。

第５プロセスでは、完成した光導波路基板１０においてコア１２１及び位置決めコア１４として残したい部分を除いたフォトレジストの部分にマスクを当てて紫外線を照射する露光が行われる。これにより、紫外線が照射されたフォトレジスト部分のみがより硬くなる。このとき、フォトレジストの内部に混入している露光感光剤が露光量に依存して硬化する。露光量が多く、光による露光感光剤内部の化学結合が多い程、対応するフォトレジスト部分は後述する現像において除去されずに残る。したがって、位置決めコア１４に照射される紫外線の露光量を、光導波路１２のコア１２１に照射される紫外線の露光量よりも大きくする。これにより、位置決めコア１４が、光導波路１２のコア１２１よりも強く硬化して、現像においてより除去されにくくなる。結果として、完成した光導波路基板１０において、位置決めコア１４は、積層方向において、光導波路１２のコア１２１よりも基板１１と反対側に突出する。露光量の調整方法は、例えば、光導波路１２のコア１２１の直前にのみ紫外線フィルタを取り付けて紫外線の光量を低下させる等の光量の調整に関する方法であってもよい。露光量の調整方法は、例えば、位置決めコア１４に照射される紫外線のみ露光時間をより長くする等の露光時間の調整に関する方法であってもよい。

第６プロセスでは、５０℃～９０℃の温度で、全体に熱を加えるポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）が行われてもよい。これにより、第５プロセスで紫外線が照射されたフォトレジスト部分の側面の凹凸が平滑化される。なお、第６プロセスにおけるＰＥＢは、必要がなければ省略されてもよい。

第７プロセスでは、現像液を用いて、完成した光導波路基板１０においてコア１２１及び位置決めコア１４として残したい部分を除いたフォトレジストの部分を除去する現像が行われる。当該現像によって、上述した第５プロセスに代表される位置決めコア１４とコア１２１との間の調整が反映され、コア１２１の高さが位置決めコア１４の高さよりも小さくなる。

第８プロセスでは、乾燥炉において全体に熱を加えるポストベークが行われる。これにより、コア１２１及び位置決めコア１４として残るフォトレジスト部分がより硬くなり、基板１１に密着する。

以上のような第１実施形態に係る光コネクタモジュール１及び光導波路基板１０の製造方法によれば、光コネクタ２０と光導波路基板１０との間の位置決め精度が向上する。より具体的には、光導波路基板１０の位置決めコア１４がコア１２１よりも基板１１と反対側に突出することで、位置決めコア１４の突出量がより大きくなる。これにより、位置決めコア１４と、光コネクタ２０の被位置決め部２３との係合がより確実となる。例えば、光導波路１２の導波モードがシングルモードである場合、コア１２１の上下幅は、１０μｍ以下程度であり、非常に小さい。このような場合、仮に従来技術のように、位置決めコア１４が同一の製造プロセス内でコア１２１の上下幅と同一になるように形成されると、位置決めコア１４と被位置決め部２３とが互いに係合せずに、光コネクタ２０の位置がずれてしまう恐れがある。位置決めコア１４の突出量がより大きくなることで、光導波路基板１０に対する光コネクタ２０の位置決めの際の感度が向上して、このような位置ずれが抑制される。また、位置決めコア１４及びコア１２１の形成が同一の製造プロセス内で完結するので、コストの増大も抑制される。

位置決めコア１４が第１クラッド１２２ａ上に積層されていることで、基板１１の積層面よりも平滑な第１クラッド１２２ａの積層面上に位置決めコア１４が積層可能である。これにより、より精度良く位置決めコア１４が形成される。

光導波路１２のコア１２１と位置決めコア１４とに照射された光の露光量が互いに異なることで、フォトレジストの内部に混入している露光感光剤の硬化の度合いがそれぞれにおいて異なるように調整可能である。例えば、位置決めコア１４に照射された光の露光量がコア１２１に照射された光の露光量よりも大きいことで、位置決めコア１４をコア１２１よりも強く硬化させて、現像においてより除去されにくくすることが可能となる。

位置決めコア１４と熱伝導体１３との距離が、コア１２１と熱伝導体１３との距離よりも小さいことで、光導波路基板１０の製造プロセスにおいて全体に加えられる熱による温度は、コア１２１よりも位置決めコア１４の方がより低くなる。したがって、有機溶剤の揮発量も位置決めコア１４の方がより小さくなるので、結果的に位置決めコア１４がコア１２１よりも上方に突出するような形成が可能となる。

光コネクタ２０の収容部２４は、被位置決め部２３よりも基板１１に沿って外側に形成されている。これにより、例えば光コネクタ２０を光導波路基板１０に位置決めした後に、光コネクタ２０の左右両側面に接着剤を塗布して光コネクタ２０を光導波路基板１０に対して固定する場合であっても、被位置決め部２３への接着剤の流入が抑制可能である。

例えば、接着剤は、毛細管現象により、光コネクタ２０と基板１１との間の空隙Ｓに沿って外側から内側に流入する。仮に光コネクタ２０の下面２１ａに収容部２４が形成されていないと、毛細管現象によって接着剤が被位置決め部２３まで流入する恐れもある。被位置決め部２３に接着剤が流入すると、被位置決め部２３と位置決めコア１４とがうまく係合せずに、光導波路基板１０に対する光コネクタ２０の位置がずれる恐れもある。

収容部２４は、外側から内側に流入する接着剤を収容して、さらに内側に形成されている被位置決め部２３まで接着剤が到達することを抑制可能である。したがって、収容部２４は、上記のような接着剤による光コネクタ２０の位置ずれを抑制できる。

光コネクタ２０において基板１１と対向する下面２１ａに収容部２４が形成され、前後方向に沿って延在することで、収容部２４が形成されている前後幅にわたって接着剤の内側への流入が抑制される。したがって、収容部２４は、上記のような接着剤による光コネクタ２０の位置ずれをより効果的に抑制できる。

収容部２４は、上記のような光コネクタ２０の内側への接着剤の流入を抑制するだけでなく、光コネクタ２０の外側への接着剤の広がりも抑制できる。これにより、例えば光導波路基板１０に複数の光導波路１２が互いに狭い間隔で形成されていたとしても、各光導波路１２に対して光コネクタ２０を接着剤により固定するときに、隣り合う光コネクタ２０にそれぞれ塗布された接着剤が互いに干渉する恐れも低減可能となる。

図９Ａは、図２の光導波路基板１０の第１変形例を説明するための上面視における模式図である。第１実施形態では、第１クラッド１２２ａは、光コネクタ２０の左右一対の収容部２４の間隔よりも幅狭に形成されていると説明したが、これに限定されない。光コネクタモジュール１は、光コネクタ２０の収容部２４を含む下面２１ａの左右両端部の下方に空隙Ｓが形成される任意の構成を有してもよい。

例えば、図９Ａに示すとおり、基板１１全体に第１クラッド１２２ａが積層されていて、光コネクタ２０の収容部２４を含む下面２１ａの左右両端部のそれぞれの付近において第１クラッド１２２ａが除去されることで、空隙Ｓが形成されていてもよい。図９Ａでは、第１クラッド１２２ａが除去される領域Ａ２は、例えば矩形状であり、光コネクタ２０の第１基部２１の前後幅よりも前後方向に幅広に形成されている。

図９Ｂは、図２の光導波路基板１０の第２変形例を説明するための上面視における模式図である。図９Ｂでは、図９Ａの右側の領域Ａ２の形状のみが示されている。図９Ｂでは、領域Ａ２は、例えば矩形状であり、光コネクタ２０の第１基部２１の前後幅よりも前後方向に幅狭に形成されている。

図９Ｃは、図２の光導波路基板１０の第３変形例を説明するための上面視における模式図である。図９Ｃでは、図９Ａの右側の領域Ａ２の形状のみが示されている。図９Ｃでは、領域Ａ２は、例えば先端の縁を丸めた凸形状である。領域Ａ２は、光コネクタ２０の第１基部２１の前後幅よりも前後方向に幅広に形成されていてもよいし、幅狭に形成されていてもよい。

図９Ｄは、図２の光導波路基板１０の第４変形例を説明するための上面視における模式図である。図９Ｄでは、図９Ａの右側の領域Ａ２の形状のみが示されている。図９Ｄでは、領域Ａ２は、例えば外側から内側に向けて前後幅が広がるような台形状である。領域Ａ２は、光コネクタ２０の第１基部２１の前後幅よりも前後方向に幅広に形成されていてもよいし、幅狭に形成されていてもよい。

図９Ｅは、図２の光導波路基板１０の第５変形例を説明するための上面視における模式図である。図９Ｅでは、図９Ａの右側の領域Ａ２の形状のみが示されている。図９Ｅでは、領域Ａ２は、例えば外側から内側に向けて前後幅が狭まるような台形状である。領域Ａ２は、光コネクタ２０の第１基部２１の前後幅よりも前後方向に幅広に形成されていてもよいし、幅狭に形成されていてもよい。

図１０Ａは、図６の光コネクタ２０の第１変形例を説明するための正面視における模式図である。図１０Ａは、第１基部２１の右側面の形状を示す。図１０Ａでは、光コネクタ２０の第１基部２１の左右両側面は、上下方向の略中央部を起点として、下方に向かうにつれて内側に傾斜する傾斜面を有する。

図１０Ｂは、図６の光コネクタ２０の第２変形例を説明するための正面視における模式図である。図１０Ｂは、第１基部２１の右側面の形状を示す。図１０Ｂでは、光コネクタ２０の第１基部２１の左右両側面は、上部を起点として、下方に向かうにつれて内側に傾斜する傾斜面を有する。

図１１Ａは、図６の光コネクタ２０の第３変形例を説明するための正面視における模式図である。図１１Ａは、収容部２４を含む下面２１ａの右端部近傍の形状を示す。図１１Ａでは、収容部２４は、断面視で矩形状に形成されている。

図１１Ｂは、図６の光コネクタ２０の第４変形例を説明するための正面視における模式図である。図１１Ｂは、収容部２４を含む下面２１ａの右端部近傍の形状を示す。図１１Ｂでは、下面２１ａは、収容部２４の内側で一段下方に突出する。このとき、収容部２４は、基板１１の上面ではなく第１クラッド１２２ａの上面と対向してもよい。空隙Ｓは、下面２１ａの対応する部分と、第１クラッド１２２ａとの間に形成されていてもよい。

図１１Ｃは、図６の光コネクタ２０の第５変形例を説明するための正面視における模式図である。図１１Ｃは、下面２１ａの右端部近傍の形状を示す。図１１Ｃでは、光コネクタ２０は収容部２４を有さず、光コネクタ２０の下面２１ａは、下方に向かうにつれて内側に傾斜する傾斜面を有する。

第１実施形態では、収容部２４は、第１基部２１の前端から後端まで連続して延在すると説明したが、これに限定されない。収容部２４は、第１基部２１の前後幅内の所定の長さで延在する一又は複数の凹部として、被位置決め部２３の外側の任意の位置に形成されていてもよい。

第１実施形態では、収容部２４は凹部であるとして説明したが、これに限定されない。収容部２４は、光コネクタ２０に塗布される接着剤を収容可能な任意の構成を有してもよい。例えば、収容部２４は、貫通孔により構成されてもよい。

第１実施形態では、被位置決め部２３は凹部であるとして説明したが、これに限定されない。被位置決め部２３は、位置決めコア１４と係合可能な任意の構成を有してもよい。例えば、被位置決め部２３は、貫通孔により構成されてもよい。

第１実施形態では、光導波路１２のコア１２１と位置決めコア１４とは、互いに同一の製造プロセスにより形成されるとして説明したが、これに限定されない。光導波路１２のコア１２１と位置決めコア１４とは、異なる製造プロセスにより形成されてもよい。例えば、上述した第５プロセスの露光において、初めに位置決めコア１４用のマスクを使用して位置決めコア１４にのみ紫外線を照射し、続いてコア１２１用のマスクを使用してコア１２１にのみ紫外線を照射してもよい。

このとき、露光感光剤の硬化が時間をかけてゆっくりと進むような場合、初めに位置決めコア１４に紫外線を照射することで、位置決めコア１４における硬化時間がコア１２１よりも長くなる。したがって、位置決めコア１４がコア１２１よりも強く硬化して、現像においてより除去されにくくなる。このように、硬化時間の差に基づいて位置決めコア１４とコア１２１との間の高さ調整が行われてもよい。

第１実施形態では、フォトリソグラフィーに用いられるフォトレジスト液がネガ型であるとして説明したが、これに限定されない。フォトレジスト液は、ポジ型であってもよい。このとき、例えば位置決めコア１４に照射される光の露光量がゼロのまま、光導波路１２のコア１２１に対してのみ紫外線をわずかに照射することで、現像後のコア１２１の高さを低減させてもよい。

第１実施形態では、熱伝導体１３は、位置決めコア１４に沿って基板１１中に埋め込まれているとして説明したが、これに限定されない。熱伝導体１３は、位置決めコア１４が形成されている基板１１の上面と反対側の下面において、位置決めコア１４と対向する位置に配置されていてもよい。これにより、位置決めコア１４近傍における熱が熱伝導体１３を介して基板１１の外部に放出され、位置決めコア１４の温度がコア１２１の温度よりもより効果的に低下する。

第１実施形態では、熱伝導体１３によって位置決めコア１４近傍における放熱効果を向上させることで位置決めコア１４の温度がコア１２１の温度よりも低下するとして説明したが、これに限定されない。位置決めコア１４に沿って基板１１中に熱伝導体１３を埋め込む構成に代えて、又は加えて、光コネクタモジュール１は、熱を通しにくい熱絶縁体が光導波路１２のコア１２１に沿って基板１１中に埋め込まれている構成を有してもよい。

第１実施形態では、クラッド１２２は、第１クラッド１２２ａ及び第２クラッド１２２ｂを有するとして説明したが、これに限定されない。第２クラッド１２２ｂに代えて空気の層により、光導波路１２のコア１２１及び第１クラッド１２２ａと共に所定の導波モードが形成されて、光導波路１２としての機能が十分に実現されるのであれば、クラッド１２２は、第２クラッド１２２ｂを有さなくてもよい。

（第２実施形態）
図１２乃至図１８Ｃを参照しながら、本開示の第２実施形態について主に説明する。図１２は、第２実施形態に係る光コネクタモジュール１を示す斜視図である。図１３は、図１２の光コネクタモジュール１の分解斜視図である。図１４は、図１３の光導波路基板１０単体を示した斜視図である。図１５は、図１２の光コネクタモジュール１の正面図である。図１６は、図１５の一点鎖線囲み部の拡大図である。図１７は、図１２の光コネクタモジュール１の一部を拡大して模式的に示した正面視における断面図である。

図１２乃至図１７は、第１実施形態における図１乃至図３、及び図５乃至図７にそれぞれ対応する。第２実施形態に係る光コネクタモジュール１では、位置決めコア１４の形状が第１実施形態と相違する。その他の構成、機能、効果、及び変形例等については、第１実施形態と同様であり、対応する説明が、第２実施形態に係る光コネクタモジュール１においても当てはまる。以下では、第１実施形態と同様の構成部については同一の符号を付し、その説明を省略する。第１実施形態と異なる点について主に説明する。

第２実施形態では、光導波路基板１０の位置決めコア１４の上面は、光導波路１２のコア１２１の上面と同一の上下位置にあってもよいし、異なる上下位置にあってもよい。例えば、第１実施形態と同様に、位置決めコア１４の上面がコア１２１の上面よりも上方にあってもよい。図１４を参照すると、第２実施形態に係る光コネクタモジュール１の位置決めコア１４は、２つの箇所において前後方向全体にわたって直線状に切り欠かれている切欠部１４４を有する。例えば、一対の切欠部１４４は、位置決めコア１４の左右方向の中心線に対して線対称となる位置に形成されている。

図１５及び図１６を参照すると、光コネクタ２０の貫通孔２２ａは、積層方向と直交するコア１２１の延伸方向において位置決めコア１４と対向し、かつ位置決めコア１４の端面をコア１２１の延伸方向に沿って視認可能とする。図１７を参照すると、位置決めコア１４は、一対の切欠部１４４によって現れる４つの基準面Ａ３、Ａ４、Ａ５、及びＡ６を有する。すなわち、基準面Ａ３、Ａ４、Ａ５、及びＡ６は、位置決めコア１４の左右方向の外面とは異なる、位置決めコア１４の左右方向の内面として形成されている。

例えば、一対の基準面Ａ３及びＡ６は、コア１２１の延伸方向に沿って貫通孔２２ａから位置決めコア１４を視認したときに、積層方向と直交する方向に位置決めコア１４が介在しない状態で互いに離間し、かつ積層方向に延在している。一対の基準面Ａ３及びＡ６は、コア１２１の延伸方向及び積層方向と直交する方向において互いに対向している。一対の基準面Ａ３及びＡ６の間には、２つの切欠部１４４が形成されている。同様に、一対の基準面Ａ４及びＡ５は、コア１２１の延伸方向に沿って貫通孔２２ａから位置決めコア１４を視認したときに、積層方向と直交する方向に互いに離間し、かつ積層方向に延在している。２つの切欠部１４４のうちの一方は、一対の基準面Ａ３及びＡ４の間に形成され、他方は、一対の基準面Ａ５及びＡ６の間に形成されている。

各一対の基準面は、コア１２１の延伸方向に沿って貫通孔２２ａから位置決めコア１４を視認したときに、積層方向と平行な貫通孔２２ａの中心線Ｌに対して互いに線対称となる位置に形成されている。各一対の基準面は、位置決めコア１４が積層されている第１クラッド１２２ａの積層面から延在している。より具体的には、切欠部１４４は、位置決めコア１４の上下幅全体にわたって第１クラッド１２２ａの上面まで切り欠かれており、各一対の基準面の下端と第１クラッド１２２ａの上面とが同一の上下位置に配置されている。

以上のような第２実施形態に係る光コネクタモジュール１によれば、光コネクタ２０と光導波路基板１０との間の位置決め精度が向上する。例えば、切欠部１４４を有さず、各基準面が形成されていない第１実施形態における位置決めコア１４では、測定装置等によって正面から位置決めコア１４を視認しようとしても、貫通孔２２ａの直径に対する位置決めコア１４の上下幅が小さすぎて、ピントが合わない恐れがある。第２実施形態に係る光コネクタモジュール１では、一対の基準面が形成されていることで、コア１２１の延伸方向に沿って貫通孔２２ａから位置決めコア１４を視認したときでも一対の基準面の間隔が正確に測定可能である。

一対の基準面の間隔が定義されることで、正面視で、貫通孔２２ａと位置決めコア１４との位置関係が把握可能となる。これにより、各方向及び各回転方向における貫通孔２２ａと位置決めコア１４との位置ずれが容易に測定可能となる。すなわち、光コネクタ２０と光導波路基板１０との位置ずれが容易に測定可能となる。より具体的には、正面視で、一対の基準面が貫通孔２２ａにおいて左右方向に平行にずれていれば、測定装置及び作業者等は、光コネクタ２０と光導波路基板１０とが左右方向にずれていると認識可能となる。正面視で、一対の基準面が貫通孔２２ａにおいて上下方向に平行にずれていれば、測定装置及び作業者等は、光コネクタ２０と光導波路基板１０とが上下方向にずれていると認識可能となる。正面視で、一対の基準面に対してピントが合わなければ、測定装置及び作業者等は、光コネクタ２０と光導波路基板１０とが前後方向にずれていると認識可能となる。正面視で、正確に位置決めされているときの形状から位置決めコア１４の視認形状が変化したり、左右の貫通孔２２ａの間で位置決めコア１４の視認形状が異なったりすれば、測定装置及び作業者等は、光コネクタ２０が光導波路基板１０に対して、前後方向、左右方向、及び上下方向の少なくとも１つを軸とする回転により位置ずれしていると認識可能となる。

光コネクタ２０と光導波路基板１０との位置ずれが容易に測定可能となることで、光コネクタ２０の光導波路基板１０に対する位置決めが容易になる。加えて、位置決めの精度が向上する。例えば、従来技術では、光コネクタと光導波路基板とを大まかに位置決めして他の光伝送路を光コネクタに接続した後に、光導波路基板及び他の光伝送路に光を伝搬させて、出力される光の強度をモニタしながら、光の結合損失が最小となるように互いの位置決めが行われる。このような場合、位置決め作業に多大な時間がかかる。第２実施係形態に係る光コネクタモジュール１では、光を伝搬させなくても、光コネクタ２０の光導波路基板１０に対する位置決めが可能となる。加えて、例えば位置決めコア１４及び貫通孔２２ａの画像を視認しながら、光導波路基板１０に対して光コネクタ２０を直接的に位置決めすることも可能となる。

一対の基準面が貫通孔２２ａの中心線Ｌに対して互いに線対称となる位置に形成されていることで、貫通孔２２ａの中心線Ｌの位置と、一対の基準面の位置とを比較して互いの位置関係が把握可能となる。これにより、各方向及び各回転方向における貫通孔２２ａと位置決めコア１４との位置ずれが容易に測定可能となる。すなわち、光コネクタ２０と光導波路基板１０との位置ずれが容易に測定可能となる。

一対の基準面が第１クラッド１２２ａの積層面から延在していることで、各基準面の上下幅がより大きくなり、各基準面の視認性が向上する。これにより、光コネクタ２０と光導波路基板１０との位置ずれがより精度良く測定可能となる。

各基準面が、位置決めコア１４の左右方向の外面とは異なる、位置決めコア１４の左右方向の内面として形成されていることで、光コネクタ２０の被位置決め部２３が位置決めコア１４と係合するときでも、被位置決め部２３と各基準面とが互いに接触しない。したがって、各基準面が被位置決め部２３によって破損することなく、各基準面の平滑性が維持される。これにより、各基準面の視認性が維持され、光コネクタ２０の光導波路基板１０に対する位置決めの精度が維持される。

第２実施形態では、貫通孔２２ａの中心線Ｌに対して互いに線対称となる位置に一対の基準面が形成されていると説明したが、これに限定されない。一対の基準面は、貫通孔２２ａの中心線Ｌに対して互いに線対称でなくてもよい。

第２実施形態では、４つの基準面Ａ３、Ａ４、Ａ５、及びＡ６が形成されているとして説明したが、基準面の数はこれに限定されない。位置決めコア１４は、左右方向に位置決めコア１４が介在しない状態で互いに離間する少なくとも一対の基準面を有していれば、任意の数の基準面を有してもよい。

第２実施形態では、一対の基準面は、位置決めコア１４が積層されている第１クラッド１２２ａの積層面から延在していると説明したが、これに限定されない。例えば、切欠部１４４は、位置決めコア１４の上下方向の一部にわたって位置決めコア１４の途中まで切り欠かれていてもよく、当該上下方向の一部に対応する上下幅で一対の基準面が形成されていてもよい。

例えば図１７では、切欠部１４４によって形成されている位置決めコア１４の各突出部の断面形状は全て矩形状であるが、これに限定されない。各突出部の断面形状は、任意の形状であってもよい。例えば、各突出部の断面形状は、半円状であってもよい。また、各突出部の断面形状は、互いに同一であってもよし、互いに異なっていてもよい。

例えば図１７では、切欠部１４４によって形成されている位置決めコア１４の各突出部は全て同一の高さであるが、これに限定されない。各突出部の高さは、互いに異なっていてもよい。

図１８Ａは、図１３の光導波路基板１０における位置決めコア１４の第１変形例を示す上面視における模式図である。例えば、位置決めコア１４は、図１８Ａのような形状により形成されていてもよい。例えば、位置決めコア１４において、中央の突出部の前端面は、左右両側の突出部の前端面よりも後方に位置してもよい。また、中央の突出部は、左右両側の突出部と並行して連続的に後方に延伸していてもよい。

図１８Ｂは、図１３の光導波路基板１０における位置決めコア１４の第２変形例を示す上面視における模式図である。例えば、位置決めコア１４は、図１８Ｂのような形状により形成されていてもよい。例えば、位置決めコア１４において、中央の突出部の前端面は、左右両側の突出部の前端面よりも後方に位置してもよい。また、中央の突出部は、位置決めコア１４において所定の長さだけ前後方向に延在していてもよい。

図１８Ｃは、図１３の光導波路基板１０における位置決めコア１４の第３変形例を示す上面視における模式図である。例えば、位置決めコア１４は、図１８Ｃのような形状により形成されていてもよい。例えば、位置決めコア１４において、中央の突出部の前端面は、左右両側の突出部の前端面よりも前方に位置してもよい。

本開示は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的であり、これに限定されない。開示の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるとする。

例えば、上述した各構成部の形状、配置、向き、及び個数等は、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の形状、配置、向き、及び個数等は、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。

例えば、上述した光導波路基板１０の製造方法における各ステップ又は各製造プロセスに含まれる機能等は物理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のステップ又は複数の製造プロセスを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１ 光コネクタモジュール
１０ 光導波路基板
１１ 基板
１２ 光導波路
１２１ コア
１２２ クラッド
１２２ａ 第１クラッド
１２２ｂ 第２クラッド
１３ 熱伝導体
１４ 位置決めコア
１４１ 幅狭部
１４２ 係合部
１４３ 幅広部
１４４ 切欠部
２０ 光コネクタ
２１ 第１基部
２１ａ 下面
２１ｂ 凹部
２２ 第２基部
２２ａ 貫通孔
２２ｂ 凹部
２３ 被位置決め部
２４ 収容部
２５ レンズ部
２５ａ レンズ
Ａ１ 前面
Ａ２ 領域
Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６ 基準面
Ｌ 中心線
Ｓ 空隙

Claims (5)

1. 光導波路基板と、前記光導波路基板に取り付けられている光コネクタと、を備える光コネクタモジュールであって、
   前記光コネクタは、
   前記光導波路基板に対して取り付けられている被位置決め部を有し、
   前記被位置決め部が前記光導波路基板に対して取り付けられた状態で、前記光導波路基板に対して位置決めされ、
   前記光導波路基板は、
   基板と直交する積層方向において前記基板上に積層されている第１クラッドと、前記第１クラッド上に積層されているコアと、を有する光導波路と、
   前記コアと同一の材料により前記第１クラッド上に積層され、前記被位置決め部に収容されている位置決めコアと、
   を有し、
   前記光コネクタは、前記積層方向と直交する前記コアの延伸方向において前記位置決めコアと対向し、かつ前記位置決めコアの端面を前記延伸方向に沿って視認可能とする貫通孔を有し、
   前記位置決めコアは、前記積層方向に延在している一対の基準面を有し、
   前記一対の基準面は、前記延伸方向に沿って前記貫通孔から前記位置決めコアを視認したときに、前記延伸方向及び前記積層方向と直交する方向において、前記一対の基準面の間に切欠部を有して互いに対向している、
   光コネクタモジュール。
2. 前記位置決めコアは、前記積層方向において、前記コアよりも前記基板と反対側に突出する、
   請求項１に記載の光コネクタモジュール。
3. 前記一対の基準面は、前記延伸方向に沿って前記貫通孔から前記位置決めコアを視認したときに、前記積層方向と平行な前記貫通孔の中心線に対して互いに線対称となる位置に形成されている、
   請求項１又は２に記載の光コネクタモジュール。
4. 前記一対の基準面は、前記位置決めコアが積層されている前記第１クラッドの積層面から延在している、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光コネクタモジュール。
5. 前記一対の基準面は、前記延伸方向及び前記積層方向と直交する方向における前記位置決めコアの内面として形成されている、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光コネクタモジュール。

Images