KR20150039712A - 광파이버 커넥터, 그의 제조 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체 - Google Patents

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도시히로 구로다
가즈시 미나카와
히로미치 아오키
히로시 베츠이
고우타 세가와
마사오 우치가사키
시게유키 야기
도모아키 시바타
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히타치가세이가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 광파이버 커넥터로서, 광파이버 가이드 부재가, 기판의 일부를 구성하는 파이버 가이드측 기판부와 파이버 가이드 패턴과 덮개재를 포함하고, 광도파로가, 파이버 가이드측 기판부에 인접하는 광도파로측 기판부와 광도파로측 제1 하부 클래드층과 광신호 전달용 코어 패턴과 광도파로측 상부 클래드층을 포함하고, 파이버 가이드 패턴은, 간격을 두고서 병렬된 복수개의 가이드 부재로 이루어져 있고, 인접하는 2개의 가이드 부재와, 파이버 가이드측 기판부와, 파이버 가이드측 덮개재부 사이의 공간이 파이버 가이드 홈으로 되어 있고, 광신호 전달용 코어 패턴의 광로 방향의 연장선 위에 상기 파이버 가이드 홈이 존재하는, 광파이버 커넥터에 관한 것이다. 이 광파이버 커넥터는, 광파이버와 광도파로 코어와의 위치를 맞추기가 용이하면서 광파이버의 탑재가 용이하고, 광파이버의 위치가 어긋나기 어렵다.

Description

광파이버 커넥터, 그의 제조 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체{OPTICAL FIBER CONNECTOR, METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FIBER CONNECTOR, METHOD FOR CONNECTING OPTICAL FIBER CONNECTOR AND OPTICAL FIBER, AND ASSEMBLED BODY OF OPTICAL FIBER CONNECTOR AND OPTICAL FIBER}
본 발명은, 광파이버 커넥터, 그의 제조 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버와의 조립체에 관한 것으로, 특히, 기판에 상관없이 광파이버와 광도파로(光導波路) 코어와의 위치맞춤이 용이하고, 광파이버의 위치가 쉽게 어긋나지 않는 광파이버 커넥터, 그의 제조 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버와의 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 광케이블(광파이버 케이블이라고도 함)은, 대량 정보의 고속 통신이 가능하므로, 가정용, 산업용의 정보 통신에 널리 이용되고 있다. 또한, 예컨대 자동차에는, 각종 전장품(예컨대, 카 내비게이션 시스템 등)이 장비되어 있는데, 이들 전장품의 광통신에도 채용되고 있다. 이러한 광케이블이 갖는 광파이버의 단말끼리를 맞대어 접속하는 광케이블 커넥터로서, 특허문헌 1에 개시된 것이 있다.
또한, 정보 용량이 증대됨에 따라, 간선이나 액세스계와 같은 통신 분야뿐만 아니라, 라우터나 서버 내의 정보 처리에도 광신호를 이용하는 광인터커넥션 기술의 개발이 진행되고 있다. 구체적으로는, 라우터나 서버 장치 내의 보드 사이 혹은 보드 내의 단거리 신호 전송에 광을 이용하기 위해서, 광전송로로서, 광파이버에 비해 배선의 자유도가 높으면서 고밀도화가 가능한 광도파로가 이용되고 있다.
그리고, 이 광도파로와 광파이버를 접합하는 방법으로서, 예컨대, 일본 특허문헌 2에 기재되어 있는 것과 같은 광파이버 커넥터를 들 수 있다.
그러나, 이러한, 광파이버 커넥터에서는, 광파이버 탑재 홈을 다이싱에 의해서 절삭 가공할 필요가 있기 때문에 작업 효율이 나쁘고, 또한, 광도파로 코어는 홈의 절삭 공정과는 별도의 공정에서 포토리소그래피 및 에칭으로 제작하기 때문에, 광파이버의 위치 어긋남이 일어나는 경우가 있었다. 또한, 상기한 방법에서는 실리콘 웨이퍼 등의 치수 안정성이 좋은 단단한 기판 위에 형성하지 않으면, 보다 큰 광파이버의 위치 어긋남이 발생했다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 광도파로가 형성된 도파로 기판과, 광파이버가 캐리어된 광커넥터를 각각 별도의 홀더에 장착하여, 각 홀더의 단부면끼리를 고착하는 식의 광파이버와 광도파로의 접속 방법이 있지만, 접속까지의 공정수가 많아 번잡했다.
또한, 광파이버 탑재 홈과 광도파로가 병설된 특허문헌 4에 기재된 광파이버 커넥터는, 광파이버 탑재 홈에, 광파이버 고정용 접착제와 광파이버를 도입하여, 광파이버 탑재 측에서 고정 지그로 누르는 방법으로, 광도파로와 광파이버의 위치를 맞추지만, 광파이버를 고정할 때에 고정 지그의 수평을 유지하지 않으면 광파이버와 광도파로의 축 어긋남이 발생하여, 광손실로 이어진다고 하는 과제가 있었다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2010-48925호 특허문헌 2: 일본 특허공개 2001-201646호 특허문헌 3: 일본 특허공개 평7-13040호 특허문헌 4: 일본 특허 제4577376호
본 발명은, 광파이버와 광도파로 코어와의 위치맞춤이 용이하면서 광파이버의 탑재가 용이하고, 광파이버의 위치 어긋남이 일어나기 어려운 광파이버 커넥터, 그의 제조 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버와의 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제에 대하여, 광파이버를 고정하기 위한 홈을 갖는 파이버 가이드 패턴 및 이 파이버 가이드 패턴을 덮는 덮개재(蓋材)가 형성된 광파이버 가이드 부재를 지니면서 상기 광파이버 가이드 부재와 광도파로를 병설한 광파이버 커넥터에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 알아냈다. 본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명은 다음 (1)~(4)를 제공한다.
(1) 광파이버 가이드 부재 및 광도파로를 갖는 광파이버 커넥터로서, 상기 광파이버 가이드 부재가, 기판의 일부를 구성하는 파이버 가이드측 기판부와, 상기 파이버 가이드측 기판부 상의 파이버 가이드 패턴과, 상기 파이버 가이드 패턴을 덮는 덮개재를 포함하고, 상기 광도파로가, 상기 기판 중 상기 파이버 가이드측 기판부에 인접하는 광도파로측 기판부와, 상기 광도파로측 기판부 상의 광도파로측 제1 하부 클래드층과, 상기 광도파로측 제1 하부 클래드층 상의 광신호 전달용 코어 패턴과, 상기 광신호 전달용 코어 패턴 상의 광도파로측 상부 클래드층을 포함하고, 상기 파이버 가이드 패턴은, 간격을 두고서 병렬된 복수개의 가이드 부재로 이루어져 있고, 인접하는 2개의 가이드 부재와, 파이버 가이드측 기판부와, 파이버 가이드측 덮개재부 사이의 공간이 파이버 가이드 홈으로 되어 있고, 상기 광신호 전달용 코어 패턴의 광로 방향의 연장선 상에 상기 파이버 가이드 홈이 존재하는, 광파이버 커넥터.
(2) 상기 광파이버 커넥터의 제조 방법으로서, 기판 상에 제1 하부 클래드층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 홈을 형성하여야 할 부위에 존재하는 제1 하부 클래드층을 제거하여, 광도파로측 제1 하부 클래드층을 형성하는 제1 공정, 상기 광도파로측 제1 하부 클래드층이 형성된 기판 상에, 코어 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 코어 패턴과 광신호 전달용 코어 패턴을 일괄적으로 형성하는 제2 공정, 상기 파이버 가이드 코어 패턴과 상기 광신호 전달용 코어 패턴이 형성된 기판 상에, 상부 클래드층 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 상기 파이버 가이드 홈을 형성하여야 할 부위에 존재하는 상부 클래드층 형성용 수지층을 제거하여, 파이버 가이드측 상부 클래드층, 광도파로측 상부 클래드층 및 파이버 가이드 홈을 형성하는 제3 공정, 및 상기 파이버 가이드 홈을 덮는 덮개재를 형성하는 제4 공정을 포함하는, 광파이버 커넥터의 제조 방법.
(3) 상기 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에, 접착제를 충전하는 동시에 광파이버를 삽입 배치하는, 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법.
(4) 상기 광파이버 커넥터와, 상기 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에 배치된, 광파이버 및 접착제를 갖는, 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체.
본 발명의 광파이버 커넥터는, 광파이버와 광도파로 코어와의 위치맞춤이 용이하면서 광파이버의 탑재가 용이하고, 광파이버의 위치 어긋남이 발생하기 어렵다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터(1)를 도시하는 평면도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터(1)를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B선을 따르는 단면도이다.
도 5는 도 1의 C-C선을 따르는 단면도이다.
도 6은 도 1의 D-D선을 따르는 단면도이다.
도 7은 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제1 제조 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 8은 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제1 제조 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 9는 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제2 제조 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 10은 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제2 제조 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 11은 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제3 제조 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 12는 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제3 제조 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 13은 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 14는 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 15는 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 16은 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 17은 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 18은 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 19는 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 20은 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 21은 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 22는 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 23은 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 24는 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 25는 광파이버 커넥터(1)의 제5 공정 및 제6 공정을 도시하는 사시도이다.
도 26은 광파이버 커넥터(1)의 제5 공정 및 제6 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 27은 광파이버 커넥터(1)의 제5 공정 및 제6 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 28은 광파이버 커넥터(1)의 제6 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 29는 광파이버 커넥터(1)의 제6 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 30은 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 31은 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 32는 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 33은 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 34는 광파이버 커넥터(1A)의 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 35는 광파이버 커넥터(1A)의 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 36은 광파이버 커넥터(1A)의 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 37은 광파이버 커넥터(1A)의 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 38은 광파이버 커넥터(1A)의 제6 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 39는 광파이버 커넥터(1A)의 제6 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 40은 광파이버 커넥터(1A)의 제4 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 41은 광파이버 커넥터(1A)의 제4 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 42는 광파이버 커넥터(1A)의 제4 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 43은 광파이버 커넥터(1A)의 제4 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 44는 광파이버 커넥터(1B)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 45는 광파이버 커넥터(1B)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 46은 광파이버 커넥터(1C)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 47은 광파이버 커넥터(1C)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 48은 광파이버 커넥터(1)와 광파이버의 조립체(70) 및 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법을 도시하는 단면도이다.
도 49는 광파이버 커넥터(1A)와 광파이버의 조립체(70A) 및 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법을 도시하는 단면도이다.
도 50은 광파이버 커넥터(1B)와 광파이버의 조립체(70B) 및 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법을 도시하는 단면도이다.
도 51은 광파이버 커넥터(1C)와 광파이버의 조립체(70C) 및 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법을 도시하는 단면도이다.
도 52는 도 4의 부분 확대도이다.
도 53은 도 6의 부분 확대도이다.
도 54는 광파이버 커넥터(1D)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 55는 광파이버 커넥터(1D)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
본 발명의 광파이버 커넥터는, 광파이버 가이드 부재 및 광도파로를 갖는 광파이버 커넥터로서, 상기 광파이버 가이드 부재가, 기판의 일부를 구성하는 파이버 가이드측 기판부와, 상기 파이버 가이드측 기판부 상의 파이버 가이드 패턴과, 상기 파이버 가이드 패턴을 덮는 덮개재를 포함하고, 상기 광도파로가, 상기 기판 중 상기 파이버 가이드측 기판부에 인접하는 광도파로측 기판부와, 상기 광도파로측 기판부 상의 광도파로측 제1 하부 클래드층과, 상기 광도파로측 제1 하부 클래드층 상의 광신호 전달용 코어 패턴과, 상기 광신호 전달용 코어 패턴 상의 광도파로측 상부 클래드층을 포함하고, 상기 파이버 가이드 패턴은 간격을 두고서 병렬된 복수개의 가이드 부재로 이루어져 있고, 인접하는 2개의 가이드 부재와, 파이버 가이드측 기판부와, 파이버 가이드측 덮개재부 사이의 공간이 파이버 가이드 홈으로 되어 있고, 상기 광신호 전달용 코어 패턴의 광로 방향의 연장선 상에 상기 파이버 가이드 홈이 존재한다.
또한, 본 발명의 광파이버 커넥터의 제조 방법은, 상기 광파이버 커넥터의 제조 방법으로서, 기판 상에 제1 하부 클래드층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 홈을 형성하여야 할 부위에 존재하는 제1 하부 클래드층을 제거하여, 광도파로측 제1 하부 클래드층을 형성하는 제1 공정, 상기 광도파로측 제1 하부 클래드층이 형성된 기판 상에, 코어 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 코어 패턴과 광신호 전달용 코어 패턴을 일괄적으로 형성하는 제2 공정, 상기 파이버 가이드 코어 패턴과 상기 광신호 전달용 코어 패턴이 형성된 기판 상에, 상부 클래드층 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 상기 파이버 가이드 홈을 형성하여야 할 부위에 존재하는 상부 클래드층 형성용 수지층을 제거하여, 광파이버 가이드 부재측 상부 클래드층, 광도파로측 상부 클래드층 및 파이버 가이드 홈을 형성하는 제3 공정, 및 상기 파이버 가이드 홈을 덮는 덮개재를 형성하는 제4 공정을 포함한다.
본 발명에 따른 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법은, 상기한 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에, 접착제를 충전하는 동시에 광파이버를 삽입 배치하는 공정을 포함한다.
본 발명에 따른 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체는, 상기한 광파이버 커넥터와, 상기 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에 배치된, 광파이버 및 접착제를 갖는다.
상기 광파이버 커넥터에 의하면, 광파이버 가이드 부재와 광도파로가 병설되어 있기 때문에, 광파이버 가이드 부재에 광파이버를 고정함으로써, 광파이버와 광도파로 코어와의 위치를 용이하게 맞출 수 있다. 또한, 광파이버가 파이버 가이드 패턴 및 덮개재에 의해서 가이드되기 때문에, 광파이버의 위치 어긋남이 일어나기 어렵다. 더욱이, 광파이버를 파이버 가이드 홈에 끼워넣는 것만으로 광파이버와 광도파로를 간이하게 고정시킬 수 있다.
[제1 실시형태]
(광파이버 커넥터의 구조)
이하, 도면을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터(1)를 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터(1)를 도시하는 평면도, 도 2는 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터를 도시하는 사시도, 도 3은 도 1의 A-A선을 따르는 단면도, 도 4는 도 1의 B-B선을 따르는 단면도, 도 5는 도 1의 C-C선을 따르는 단면도, 도 6은 도 1의 D-D선을 따르는 단면도이다.
제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터(1)는 광파이버 가이드 부재(2)와 광도파로(3)가 병설된 것이다.
광파이버 가이드 부재(2)는, 기판(10)의 일부(도 3에서의 좌측)를 구성하는 파이버 가이드측 기판부(10a), 파이버 가이드측 기판부(10a) 상의 파이버 가이드 패턴(26)(도 3), 및 파이버 가이드 패턴(26)을 덮는 덮개재(40)로 이루어진다.
또한, 광도파로(3)는, 기판(10) 중 상기 파이버 가이드측 기판부(10a)에 인접하는 광도파로측 기판부(10b)와, 광도파로측 기판부(10b) 상의 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b)과, 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b) 상의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)과, 광신호 전달용 코어 패턴(23b) 상의 광도파로측 상부 클래드층(24b)을 포함한다.
이어서, 이들 광파이버 가이드 부재(2) 및 광도파로(3)에 관해서 보다 상세히 설명한다.
기판(10)은, 평면에서 봤을 때 형상이 장방형인 기판 본체(11)와, 기판 본체(11)의 이면에 배치된 금속 배선(12)과, 기판 본체(11) 표면의 대략 전면에 존재하는 접착층(13)으로 이루어진다. 이 접착층(13)은, 제2 하부 클래드층으로서 기능하는 것이 바람직하다. 단, 접착층(13)은 생략되어도 좋다.
이 기판(10)의 일부(도 3에서의 좌측)가 파이버 가이드측 기판부(10a)로 되고, 잔부(도 3에서의 우측)가 광도파로측 기판부(10b)로 되어 있다.
또한, 덮개재(40)는, 덮개재 본체(41)와, 덮개재 본체(41)의 이면에 존재하는 접착층(42)으로 이루어진다. 이 접착층(42)은 생략되어도 좋다.
본 실시형태에서는, 덮개재(40)는, 광파이버 가이드 부재(2)로부터 광도파로(3)에 걸쳐 뻗어 형성되어 있다. 따라서, 이 덮개재(40)는, 광파이버 가이드 부재(2)를 덮는 파이버 가이드측 덮개재부(40a)와, 광도파로(3)를 덮는 광도파로측 덮개재부(40b)를 갖고 있다. 단, 이 덮개재(40)는 광도파로(3)까지는 뻗어 있지 않아도 된다.
이 파이버 가이드측 기판부(10a) 상에, 파이버 가이드 패턴(26)이 존재한다. 이 파이버 가이드 패턴(26)은, 상호 간격을 두고서 평행하게 존재하는 복수개(본 실시형태에서는 5개)의 가이드 부재(126)(도 1 및 도 2)를 갖는다. 이들 복수개의 가이드 부재(126)는, 기판(10)의 긴 변과 평행하게 뻗어 형성되어 있다. 인접하는 2개의 가이드 부재(126) 사이의 공간이 파이버 가이드 홈(32)으로 되어 있다.
이 파이버 가이드 패턴(26)은, 파이버 가이드측 기판부(10a) 상에 존재하는 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a)과, 이 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a) 상에 존재하는 파이버 가이드 코어 패턴(23a)과, 이 파이버 가이드 코어 패턴(23a) 상에 존재하는 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a)으로 이루어진다.
상기 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a)은, 도 2에 도시하는 것과 같이, 상호 간격을 두고서 평행하게 존재하는 복수개(본 실시형태에서는 5개)의 파이버 가이드측 제1 하부 클래드편(122)으로 이루어진다. 마찬가지로, 상기 파이버 가이드 코어 패턴(23a)은, 상호 간격을 두고서 평행하게 존재하는 복수개(본 실시형태에서는 5개)의 파이버 가이드 코어편(123)으로 이루어진다. 마찬가지로, 상기 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a)은, 상호 간격을 두고서 평행하게 존재하는 복수개(본 실시형태에서는 5개)의 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)으로 이루어진다.
상기 가이드 부재(126)는, 이들 파이버 가이드측 제1 하부 클래드편(122), 파이버 가이드 코어편(123) 및 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)에 의해 구성되어 있다.
도 2에 도시하는 것과 같이, 중앙의 3개의 가이드 부재(126)에서는, 파이버 가이드 코어편(123)은, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드편(122)의 상면 및 측면을 덮고, 파이버 가이드측 기판부(10a)의 표면에까지 뻗어 형성되어 있다. 달리 말하면, 파이버 가이드측 기판부(10a) 상에 파이버 가이드 코어편(123)이 세워져 설치되어 있고, 이 파이버 가이드 코어편(123)의 내부에, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드편(122)이 존재하는 구조로 되어 있다. 또한, 양끝의 2개의 가이드 부재(126)에서는, 파이버 가이드 코어편(123)은, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드편(122)보다도 파이버 가이드 홈(32) 측으로 나와, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드편(122)의 측면을 덮고 파이버 가이드측 기판부(10a)에까지 뻗어 형성되어 있다.
또한, 이들 5개의 파이버 가이드 코어편(123)의 상면에, 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)이 존재하고 있다. 이들 파이버 가이드 코어편(123) 및 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)에 의해, 파이버 가이드 홈(32)의 측면이 형성되어 있다. 도 6에 도시하는 것과 같이, 이들 파이버 가이드 코어편(123)의 측면은, 그 위쪽의 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)의 측면보다도, 파이버 가이드 홈(32) 측으로 나와 있다. 이에 따라, 파이버 가이드 홈(32)의 광로와 직교 방향의 단면은 T자형으로 되어 있다. 즉, 파이버 가이드 홈(32)은, 인접하는 가이드 부재(126)의 파이버 가이드 코어편(123)에 의해 형성되는 협폭부와, 그 인접하는 가이드 부재(126)의 인접하는 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)에 의해 형성되는 협폭부가 연속해 있는 형상으로 되어 있다. 이와 같이, 파이버 가이드 홈(32)은 T자형으로 되어 있고, 파이버 가이드 코어편(123) 쪽이 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)보다도 파이버 가이드 홈(32) 측으로 나와 있기 때문에, 광파이버의 측부는 실질적으로 가이드 부재(126)의 파이버 가이드 코어편(123)에 의해서 유지된다. 이에 따라, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)에 의해서 광파이버의 측부를 고정할 수 있기 때문에, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)과 광파이버를 정밀도 좋게 위치 맞출 수 있다. 또한 제조시에, 상부 클래드층 및 하부 클래드층의 형성 위치가 코어 패턴과 다소 틀어지더라도, 파이버 가이드 홈에 상부 클래드층 및 하부 클래드층이 형성되어 버려 광파이버의 삽입을 방해하는 것을 피할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다. 또한, 상기한 대로, 광파이버의 측부는 파이버 가이드 코어편(123)에 의해서 유지되기 때문에, 이 파이버 가이드 코어편(123)을 광신호 전달용 코어와 동일 마스크로 설계함으로써, 광파이버와 광신호 전달용 코어를 보다 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.
또한, 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a)은, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)과 후술하는 파이버 가이드측 덮개재부(40a) 사이의 공간을 메우고 있다. 이에 따라, 파이버 가이드 패턴(26)에 의해서 파이버 가이드측 덮개재부(40a)를 지지할 수 있다. 또한, 파이버 가이드 패턴(26)의 상단이 파이버 가이드측 덮개재부(40a)에 고정되기 때문에, 파이버 가이드 패턴(26)에 의해서 광파이버를 강고히 고정할 수 있게 된다.
한편, 도 2에 도시하는 것과 같이, 외측의 2개의 가이드 부재(126)는, 파이버 가이드측 상부 클래드편(124)이 파이버 가이드 코어편(123)의 상면으로부터 외측의 측면에 걸쳐 존재하고 있다.
상기 파이버 가이드 코어 패턴(23a)은, 광파이버를 고정하기 위한 가이드이며, 광신호 전달용의 코어로서 기능하는 것은 아니다.
이 파이버 가이드 패턴(26) 상에, 파이버 가이드 패턴(26)을 덮는 파이버 가이드측 덮개재부(40a)가 존재한다. 이 파이버 가이드측 덮개재부(40a)에 의해, 파이버 가이드 홈(32)의 상단이 폐지되어 있다.
또한, 상기한 광도파로측 기판부(10b) 상에, 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b)이 존재한다. 이 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b)은, 광도파로측 기판부(10b) 표면의 대략 전면에 존재한다.
이 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b) 상에, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)이 존재한다. 이 광신호 전달용 코어 패턴(23b)은, 도 1에 도시하는 것과 같이, 간격을 두고서 배치된 복수개(본 실시형태에서는 4개)의 코어 부재(23c)(도 1)를 갖는다. 도 1에 도시하는 것과 같이, 코어 부재(23c)는, 전체적으로 기판(10)의 긴 변 방향으로 뻗어 형성되어 있다. 코어 부재(23c)는, 일단 측부와, 중앙부와, 타단 측부로 이루어진다. 일단 측부는, 광파이버 가이드 부재(2) 측의 부분이며, 기판(10)의 긴 변 방향으로 뻗어 형성되어 있고, 인접하는 일단 측부끼리의 간격이 좁게 되어 있다. 중앙부는, 상기 일단 측부에 연속해 있고, 기판(10)의 긴 변 방향에 대하여 기판(10)의 외측으로 각도를 이루어 뻗어 형성되어 있다. 타단 측부는, 상기 중앙부에 연속해 있고, 기판(10)의 긴 변 방향으로 뻗어 형성되어 있으며, 인접하는 타단 측부끼리의 간격이 상기 일단 측부끼리의 간격보다도 넓게 되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 광도파로(3)는 코어 패턴(23b)의 피치 변환 기능을 갖는다. 이에 따라, 광파이버 커넥터(1)에 의해서 고정되어야 하는 광파이버의 파이버 테이프의 파이버 피치와, 광파이버 커넥터의 광로 변환 미러(31)의 위쪽에 설정되어야 하는 광학 소자 어레이의 피치를 맞출 수 있게 된다.
단, 이 피치 변환 기능은 필수적이지는 않다. 예컨대, 코어 패턴(23b)은, 스트레이트라도 S자 굽힘이라도 역S자 굽힘이라도 상관없다.
이 광신호 전달용 코어 패턴(23b) 상에, 광도파로측 상부 클래드층(24b)이 존재한다. 도 5에 도시하는 것과 같이, 이 광도파로측 상부 클래드층(24b) 내에, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)이 매설된 구조로 되어 있다.
이 광도파로측 상부 클래드층(24b)으로부터 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에 걸쳐, V자 홈(30)이 형성되어 있다. 이 V자 홈(30)은, 기판(10)의 짧은 변 방향의 전체 길이에 걸쳐 뻗어 형성되어 있어도 좋지만, 적어도 1개의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광로 상에 존재하고 있으면 된다. 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 굴절율과 공기의 굴절율은 다르기 때문에, 이 굴절율차를 이용함으로써, 이 V자 홈(30)의 광파이버 가이드 부재(2) 측의 면을 광로 변환 미러(31)로 할 수 있다. 또한, 도시하는 것과 같이, V자 홈(30)의 2개 측면 중 적어도 광파이버 가이드 부재(2) 측의 면에, 증착 금속층으로 이루어지는 광로 변환 미러(31)를 설치할 수도 있다.
본 실시형태에서는, 이 광로 변환 미러(31)는, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)(코어 부재(23c))의 전술한 타단 측부에 형성되어 있지만, 일단 측부 또는 중앙부에 설치되어도 좋다. 단, 인접하는 코어 부재(23c)로부터의 신호 수신을 피한다는 관점에서, 코어 부재(23c)끼리의 간격이 넓게 되어 있는 타단 측부에 형성되는 것이 바람직하다.
이 광도파로측 상부 클래드층(24b)의 표면에, 광도파로측 덮개재부(40b)가 존재한다. 이 광도파로측 덮개재부(40b)는 V자 홈(30)의 보강부로 되어 있다.
도 3에 도시하는 것과 같이, 이들 광파이버 가이드 부재(2)와 광도파로(3)와의 경계에, 슬릿 홈(25)이 존재한다. 이 슬릿 홈(25)은, 덮개재(40)의 하면으로부터 기재(10)(접착층(13))의 두께 방향 도중까지 걸쳐 존재하고 있다. 또한, 이 슬릿 홈(25)은, 적어도 광신호 전달용 코어 패턴(23b)과 광파이버 가이드 부재(2)와의 경계에 존재하고 있으면 되지만, 기판(10)의 짧은 변 방향 전체 길이에 걸쳐 뻗어 형성되어 있어도 된다. 이 슬릿 홈(25)을 기판(10)의 짧은 변 방향의 일부에 형성하는 경우에는, 레이저 가공에 의해 적합하게 형성할 수 있다. 이 슬릿 홈(25)을 기판(10)의 짧은 변 방향 전체 길이에 걸쳐 형성하는 경우에는, 레이저 가공 또는 다이싱 소오(dicing saw)에 의해 적합하게 형성할 수 있다.
도 1에 도시하는 것과 같이, 상기 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 각 코어 부재(23c)의 광로 방향의 연장선 상에, 상기 파이버 가이드 홈(32)이 존재한다.
이와 같이 구성된 광파이버 커넥터(1)에서, 광파이버는 파이버 가이드 홈(32)에 끼워지고, 광파이버의 단부면이 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 단부면에 접촉되어, 접착제로 고정된다(후술하는 도 48을 참조). 이와 같이 광파이버를 끼워 넣는 것만으로 광파이버와 광도파로(3)의 위치를 맞출 수 있다.
이때, 파이버 가이드 홈(32)의 폭 방향(도 6의 좌우 방향)의 위치는 파이버 가이드 패턴(26)에 의해 맞추고, 파이버 가이드 홈(32)의 높이 방향(도 3의 상하 방향)의 위치는 기판(10) 및 덮개재(40)에 의해 맞출 수 있다. 파이버 가이드 홈(32)에 접착제를 도입하면, 광파이버와 기판(10)과의 간극, 광파이버와 덮개재(40)와의 간극, 및 광파이버와 파이버 가이드 패턴(26)과의 간극에 접착제가 각각 충전되어, 광도파로(3)와 광파이버와의 축 어긋남을 적게 할 수 있다. 이와 같이 간극을 마련함으로써, 접착제의 침투성도 향상된다.
(광파이버 커넥터의 제조 방법)
이하, 도면을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터(1)의 제조 방법을 설명한다.
도 7은, 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제1 제조 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 8은, 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제1 제조 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 9는, 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제2 제조 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 10은, 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제2 제조 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 11은, 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제3 제조 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 12는, 광파이버 커넥터(1)에 있어서의 기판의 제3 제조 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 13은, 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 14는, 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 15는, 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 16은, 광파이버 커넥터(1)의 제1 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 17은, 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 18은, 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 19는, 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 20은, 광파이버 커넥터(1)의 제2 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 21은, 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 22는, 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 23은, 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 24는, 광파이버 커넥터(1)의 제3 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 25는, 광파이버 커넥터(1)의 제5 공정 및 제6 공정을 도시하는 사시도이고, 도 26은, 광파이버 커넥터(1)의 제5 공정 및 제6 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 27은, 광파이버 커넥터(1)의 제5 공정 및 제6 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
도 28은, 광파이버 커넥터(1)의 제7 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도이고, 도 29는, 광파이버 커넥터(1)의 제7 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터의 제조 방법은 하기의 제1 공정, 제2 공정, 제3 공정 및 제4 공정을 포함한다. 또한, 하기의 기판의 제1 제조 공정, 기판의 제2 제조 공정, 제5 공정, 제6 공정 및 제7 공정을 포함하여도 좋다.
<기판의 제1 제조 공정(도 7, 도 8)>
본 공정에서는, 기판 본체(11)의 이면에 금속층(12a)을 형성한다. 이 금속층(12a)은 증착 등에 의해서 형성할 수 있다.
<기판의 제2 제조 공정(도 9, 도 10)>
본 공정에서는, 금속층(12a)으로부터 불필요한 부분을 에칭 등에 의해 제거하여, 금속 배선(12)을 형성한다. 에칭 용액으로서는, 염화제2구리 수용액, 염화제2철 수용액, 과산화수소수, 황산 수용액, 염산, 질산 수용액 등을 들 수 있다.
<기판의 제3 제조 공정(도 11, 도 12)>
이어서, 기판 본체(11)의 표면에 접착층(13)을 형성한다. 이 접착층(13)의 형성 방법에 특별히 제한은 없지만, 후술하는 제1 하부 클래드층과 같은 방법에 의해 적합하게 형성할 수 있다.
<제1 공정(도 13~도 16)>
제1 공정은, 기판(10) 상에 제1 하부 클래드층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 홈(32)을 형성하여야 할 부위에 존재하는 제1 하부 클래드층을 제거하여, 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b)을 형성하는 공정이다.
제1 하부 클래드층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 클래드층 형성용 수지 조성물의 도포 또는 클래드층 형성용 수지 필름의 라미네이트에 의해 형성하면 된다.
도포에 의한 경우에는, 그 방법은 한정되지 않고, 클래드층 형성용 수지 조성물을 통상의 방법에 의해 도포하면 된다. 또한, 라미네이트에 이용하는 클래드층 형성용 수지 필름은, 예컨대, 클래드층 형성용 수지 조성물을 용매에 용해하고, 캐리어 필름에 도포하여, 용매를 제거함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 한편, 후술하는 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a)도, 제1 하부 클래드층과 같은 방법에 의해 적합하게 형성할 수 있다.
본 실시형태에서는, 도 14 및 도 16에 도시하는 것과 같이, 제1 하부 클래드층 형성용 수지 필름 중, 파이버 가이드 홈(32)을 형성하여야 할 부위에 존재하는 제1 하부 클래드층 형성용 수지 필름만을 에칭에 의해 제거하고 있다. 그 때문에, 파이버 가이드측 기판부(10a)의 표면에, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a)이 형성되어 있다. 단, 이 광파이버 가이드 부재측 제1 하부 클래드층(22a)은 형성하지 않고, 광파이버 가이드 부재측 제1 하부 클래드층 형성용 수지 필름의 전부를 제거하여도 좋다.
<제2 공정(도 17~도 20)>
제2 공정은, 상기 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b)이 형성된 기판(10) 상에, 코어 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 코어 패턴(23a)과 광신호 전달용 코어 패턴(23b)을 일괄적으로 형성하는 공정이다. 이 코어 형성용 수지층도, 제1 하부 클래드층과 같은 방법에 의해 적합하게 형성할 수 있다.
<제3 공정(도 21~도 24)>
제3 공정은, 상기 파이버 가이드 코어 패턴(23a)과 상기 광신호 전달용 코어 패턴(23b)이 형성된 기판(10) 상에, 상부 클래드층 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 상기 파이버 가이드 홈(32)을 형성하여야 할 부위에 존재하는 상부 클래드층 형성용 수지층을 제거하여, 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a), 광도파로측 상부 클래드층(24b) 및 파이버 가이드 홈(32)을 형성하는 공정이다. 이 상부 클래드층 형성용 수지층도, 제1 하부 클래드층과 같은 방법에 의해 적합하게 형성할 수 있다.
<제5 공정(도 25~도 27)>
제5 공정은, 상기 파이버 가이드 홈(32)과 상기 광도파로측 하부 클래드층(22b)과의 경계를 따라서, 기판(10) 표면에 슬릿 홈(25)을 형성하는 공정이다. 이 슬릿 홈(25)은 다이싱 소오에 의해서 형성하는 것이 바람직하다.
이 슬릿 홈(25)을 형성하는 주된 이유는 다음과 같다. 도 22에서는, 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b), 광신호 전달용 코어 패턴(23b) 및 광도파로측 상부 클래드층(24b)의 광파이버 가이드 부재(2) 측의 단부에 의해서 구성되는 광파이버 접합 단부면은, 기판(10)에 대하여 수직으로 되어 있다. 그러나, 실제로는, 상기 광파이버 접합 단부면이 에칭 등에 의해서 형성되는 경우, 그 광파이버 접합 단부면은, 기판(10)에 대하여 수직으로 되지 않거나, 그 광파이버 접합 단부면에 요철이 생기거나 하는 경우가 있다. 그 때문에, 이 광파이버 접합 단부면을 평면에 형성하도록 하여 슬릿 홈(25)을 형성함으로써, 상기 광파이버 접합 단부면을 기판(10)에 수직인 평면으로 하게 된다. 이에 따라, 상기 광파이버 접합 단부면과 광파이버 단부면이 충분히 접촉하여, 그 접합 부위에서의 광손실을 방지하거나 또는 억제할 수 있다. 또한, 이 슬릿 홈(25)은, 도 27에 도시하는 것과 같이, 기판(10)의 접착층(13)에까지 달하고 있다. 이 때문에, 광파이버의 단부면의 하부가, 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b) 단부의 늘어지는 부분에 의해서 위쪽으로 밀어 올려지는 것이 방지되어, 상기 광파이버 접합 단부면과 광파이버 단부면과의 접합시에 그 접합 부위에서의 광손실을 방지하거나 또는 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제5 공정을 실시할 때에, 광도파로측 상부 클래드층(24b)으로부터 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에까지 달하는 V자 홈(30)을 형성한다. 이 V자 홈(30)은 다이싱 소오에 의해서 형성하는 것이 바람직하다.
<제6 공정(도 28~도 29)>
제6 공정은, V자 홈(30)의 광파이버 가이드 부재(2) 측의 면에 금속층으로 이루어지는 광로 변환 미러(31)를 형성한다. 이 광로 변환 미러(31)는, V자 홈(30)의 광파이버 가이드 부재(2) 측의 면에 금속 증착함으로써 적합하게 형성할 수 있다.
<제4 공정(도 1~도 6)>
제4 공정은 상기 파이버 가이드 홈(32)을 덮는 덮개재(40)를 형성하는 공정이다.
이 덮개재(40)는, 덮개재 본체(41)와 그 이면의 접착층(42)으로 이루어지는 적층체를 준비하여, 접착층(42)을 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a) 및 광도파로측 상부 클래드층(24b)의 표면에 접착시킴으로써 적합하게 형성할 수 있다.
이 덮개재(40)는, 파이버 가이드 홈(32)을 덮는 파이버 가이드측 덮개재부(40a)와, 광도파로측 상부 클래드층(24b)을 덮는 광도파로측 덮개재부(40b)로 이루어진다. 이 광도파로측 덮개재부(40b)는, 광도파로(2)의 광로 변환 미러(31) 형성 부분의 보강 부재로서 기능한다.
덮개재의 형성 방법은 덮개재의 재질에 따라서 적절하게 결정되는데, 롤 라미네이터, 진공 라미네이터 등을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
(광파이버 커넥터의 각 부재의 설명)
이하, 본 발명의 광파이버 커넥터를 구성하는 각 부재에 관해서 설명한다.
(하부 클래드층 및 상부 클래드층)
본 명세서에서는, 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a) 및 광도파로측 상부 클래드층(24b)을 합쳐서 상부 클래드층이라고 하고, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a) 및 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b)을 합쳐서 제1 하부 클래드층이라고 하고, 제1 하부 클래드층 및 접착층(13)을 합쳐서 하부 클래드층이라고 하는 경우가 있다.
하부 클래드층 및 상부 클래드층으로서는, 클래드층 형성용 수지 또는 클래드층 형성용 수지 필름을 이용할 수 있다.
클래드층 형성용 수지 필름을 구성하는 수지 조성물로서는, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)보다 저굴절율이며, 광 또는 열에 의해 경화되는 수지 조성물이라면 특별히 한정되지 않고, 열경화성 수지 조성물이나 감광성 수지 조성물을 적합하게 사용할 수 있다. 클래드층 형성용 수지 필름에 이용하는 수지 조성물은, 하부 클래드층 및 상부 클래드층에 있어서, 그 수지 조성물에 함유하는 성분이 동일하여도 상이하여도 좋으며, 그 수지 조성물의 굴절율이 동일하여도 상이하여도 좋다. 또한, 제2 하부 클래드층에 관해서는, 접착층으로서의 기능을 갖는 것이 바람직하며, 굴절율이나 광경화성 성질은 필요 없고, 후술하는 접착제나 코어 형성용 수지 필름을 이용하여도 좋다.
하부 클래드층 및 상부 클래드층의 두께는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 건조 후의 두께로 5~500 ㎛의 범위가 바람직하다. 5 ㎛ 이상이면, 광을 가두는 데에 필요한 클래드 두께를 확보할 수 있고, 500 ㎛ 이하이면, 막 두께를 균일하게 제어하기가 용이하다. 이상의 관점에서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 두께는, 또한 10~100 ㎛의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제1 하부 클래드층은, 광파이버의 중심과 광신호 전달용 코어 패턴(23b)과의 중심을 맞추기 위해, 경화 후의 필름 두께가, [(광파이버의 반경)-(제1 하부 클래드층(3) 상에 형성된 광신호 전달용 코어 패턴(23b) 두께)/2] 두께인 필름을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
구체예로서, 광파이버의 직경 80 ㎛, 광파이버의 코어 직경 50 ㎛의 광파이버를 이용했을 때의 바람직한 하부 클래드층의 두께를 나타낸다. 우선, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)을 구성하는 각 코어 부재(23c)의 코어 직경은, 광파이버로부터 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에 광신호가 전파하여 오는 경우, 광파이버의 코어 직경에 외접하는 정방형을 광손실 없이 전파할 수 있다. 이 경우, 코어 부재(23c)는 50 ㎛×50 ㎛(코어 높이; 50 ㎛)가 된다. 상기한 식에 적용시키면 최적의 하부 클래드층의 두께는 15 ㎛가 된다. 또한, 상기와 동일한 광파이버를 이용하여, 광파이버로부터 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에 광신호가 전파하여 오는 경우, 광파이버의 코어 직경에 내접하는 정방형을 광손실 없이 전파할 수 있다. 이 경우, 코어 부재(23c)는 25√2 ㎛×25√2 ㎛(코어 높이; 25√2 ㎛)가 된다. 상기한 식에 적용시키면 최적의 하부 클래드층의 두께는 (40-25√2) ㎛가 된다.
또한, 광도파로(3)에 있어서, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)을 매립하기 위한 상부 클래드층의 두께는, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 두께 이상으로 하는 것이 바람직하지만, 기판(10) 표면으로부터 상부 클래드층 상면까지의 높이가 광파이버의 직경 이상으로 되도록 적절하게 조정하면 된다.
(코어층 형성용 수지 및 코어층 형성용 수지 필름)
본 명세서에서는, 파이버 가이드 코어 패턴(23a) 및 광신호 전달용 코어 패턴(23b)을 합쳐서 코어 패턴이라고 하고, 에칭하여 코어 패턴을 형성하기 전의 상태를 코어층이라고 하는 경우가 있다.
본 발명에서는, 코어 패턴의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 코어층 형성용 수지의 도포 또는 코어층 형성용 수지 필름의 라미네이트에 의해 코어층을 형성하고, 에칭에 의해 코어 패턴을 형성하면 된다.
본 발명에서는, 광도파로(3)와 광파이버 가이드 부재(2)에 있어서, 각각 코어층을 형성한 후, 동시에 에칭하여 광신호 전달용 코어 패턴(23b)과 파이버 가이드 코어 패턴(23a)을 동시에 형성함으로써, 효율적으로 광파이버 커넥터(1)를 제조할 수 있다.
코어층 형성용 수지, 특히 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에 이용하는 코어층 형성용 수지는, 클래드층보다도 고굴절율이도록 설계되며, 활성 광선에 의해 코어 패턴을 형성할 수 있는 수지 조성물을 이용하는 것이 바람직하다. 패턴화하기 전의 코어층의 형성 방법은 한정되지 않고, 상기 코어층 형성용 수지 조성물을 통상의 방법에 의해 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
코어층 형성용 수지 필름의 두께에 관해서는 특별히 한정되지 않고, 건조 후의 코어층의 두께가, 통상은 10~100 ㎛가 되도록 조정된다. 상기 필름의 마무리 후의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 두께가 10 ㎛ 이상이면, 광도파로(3) 형성 후의 수발광 소자 또는 광파이버와의 결합에 있어서 위치맞춤 허용 공차(tolerance)를 확대할 수 있다고 하는 이점이 있고, 100 ㎛ 이하이면, 광도파로(3) 형성 후의 수발광 소자 또는 광파이버와의 결합에 있어서 결합 효율이 향상된다고 하는 이점이 있다. 이상의 관점에서, 상기 필름의 두께는, 30~90 ㎛의 범위인 것이 더욱 바람직하며, 그 두께를 얻기 위해서 적절하게 필름 두께를 조정하면 된다.
또한, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 경화 후의 두께는, 광파이버로부터 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에 광을 전달하는 경우는, 광파이버의 코어 직경 이상으로 되면 광의 손실이 적고, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)으로부터 광파이버에 광을 전달하는 경우는, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 두께와 폭으로 이루어지는 직사각형이, 광파이버의 코어 직경의 내측이 되도록 조정하면 더욱 좋다.
(기판)
기판(10)의 재질로서는, 특별히 제한은 없고, 예컨대, 유리 에폭시 수지 기판, 세라믹 기판, 유리 기판, 실리콘 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, 수지층을 지닌 기판, 금속층을 지닌 기판, 플라스틱 필름, 수지층을 지닌 플라스틱 필름, 금속층을 지닌 플라스틱 필름, 전기 배선판 등을 들 수 있다.
이들 중, 기판(10)으로서 유연성 및 강인성이 있는 기재, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르설파이드, 폴리아릴레이트, 액정 폴리머, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드를 이용함으로써, 플렉시블한 광파이버 커넥터로 하여도 좋다. 기판(10)의 두께는, 판의 휘어짐이나 치수 안정성에 따라 적절하게 변경할 수 있지만, 바람직하게는 10 ㎛~10.0 mm이다. 광로 변환 미러에 의해 광로 변환된 광신호가 기판(10)을 투과하는 경우에는, 광신호의 파장에 대하여 투명한 기판(10)을 이용하면 좋다. 단, 후술하는 것과 같이 광로 변환 미러를 생략하여도 좋고, 이 경우, 투명 기판 이외의 기판을 이용하여도 좋다.
또한, 전기 배선판은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 금속 배선(12)이 FR-4 상에 형성된 전기 배선판이라도 좋고, 금속 배선(12)이 폴리이미드나 폴리아미드 필름 상에 형성된 플렉시블 배선판이라도 좋다. 한편, 금속 배선(12)은 금속층(12a)으로 형성할 수 있다.
접착층(13)의 종류로서는 특별히 한정되지 않지만, 양면 테이프, UV 또는 열경화성 접착제, 프리프레그, 빌드업 재료, 전기 배선판 제조 용도로 사용되는 여러 가지 접착제를 적합하게 예로 들 수 있다. 광신호가 기판(10)을 투과하는 경우에는, 광신호 파장에 있어서 투명하면 되고, 그때에는, 기판(10)과 접착력이 있는 클래드층 형성용 수지 필름이나 코어층 형성용 수지 필름을 이용하여 접착층(13)으로 하는 것이 바람직하다.
(덮개재)
본 발명의 광파이버 커넥터(1)는 덮개재(40)를 갖는다. 이러한 덮개재(40)를 갖는 양태에서는, 파이버 가이드 홈(32)의 높이 및 폭 모두 파이버 가이드 홈(32)에 고정되는 광파이버의 직경 이상인 것이 가장 중요하다. 즉, 파이버 가이드 홈(32)의 높이가 광파이버의 직경보다도 크고, 또한 파이버 가이드 홈(32)의 폭이 광파이버의 직경보다도 클 필요가 있다. 이 조건을 만족함으로써, 광파이버를 파이버 가이드 홈(32)과 덮개재(40)에 의해 형성되는 공간에 용이하게 끼워 넣을 수 있다. 그리고, 이와 같이 광파이버를 끼워 넣은 상태에서, 상기 광파이버가, 광도파로(3)의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에 광신호를 전달할 수 있는 위치에 접합하도록, 광파이버 가이드 부재(2)와 광도파로(3)가 병설되어 있다.
덮개재(40)의 재질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 상부 클래드층에 접착성이 있는 경우, 유리 에폭시 수지 기판, 세라믹 기판, 유리 기판, 실리콘 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, 플라스틱 필름을 들 수 있고, 이들 기판에는, 수지층, 금속층 등이 설치되어 있어도 좋다. 또한, 덮개재(40)로서 전기 배선판을 이용할 수도 있다.
특히, 유연성 및 강인성이 있는 덮개재(40)로서, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르설파이드, 폴리아릴레이트, 액정 폴리머, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등을 적합하게 예로 들 수 있다. 이들 중, 내열성, 치수 안정성의 관점에서, 폴리아미드이미드, 폴리이미드가 특히 바람직하다.
또한, 상부 클래드층에 접착성이 없는 경우, 상기에 열거한 덮개재 본체(41)에 접착층(42)을 형성하여, 접착층을 지닌 덮개재(40)로 하는 것이 바람직하다.
덮개재(40)의 두께는, 판의 휘어짐이나 치수 안정성에 따라 적절하게 변경할 수 있지만, 바람직하게는 10 ㎛~10.0 mm이다. 또한, 덮개재(40)에 형성하는 접착층(42)의 두께는, 통상 0.1 ㎛~50 ㎛가 적합한 범위이지만, 0.1 ㎛~20 ㎛가 보다 바람직하다. 접착층(42)의 두께가 20 ㎛ 이하이면, 파이버 가이드 홈(32)에의 접착제 유입이 억제되어, 기판(10) 표면으로부터 덮개재(40) 바닥면까지의 거리를 제어하기가 용이하게 되기 때문이다.
또한, 본 발명에서의 광도파로(3)는 광로 변환 미러(31)를 갖는 것이 바람직하고, 그 경우에는, 상기 덮개재(40)가 광로 변환 미러(31)의 보강부를 겸비하고 있는 것이 바람직하다.
(접착제)
파이버 가이드 홈(32) 내에 충전되어 광파이버와 광파이버 가이드 부재(2)와의 접착에 이용되는 접착제로서는, 광파이버와 광파이버 가이드 부재(2)를 접착할 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없지만, 광학용 접착제, 광로 결합용 접착제, 광학 부품용 시일재, 투명 접착제, 굴절율 정합재 겸 접착제, 클래드층 형성용 수지 바니시, 코어층 형성용 수지 바니시 등의 광경화형 접착제, 열경화형 접착제, 광열경화형의 접착제, 2액 혼합 경화형의 접착제를 들 수 있고, 이들 중, 기판(10)이나 덮개재(40)가, 경화시키기 위한 전자파를 투과하지 않는 경우에는, 열경화형의 접착제 또는 2액 혼합 경화형의 접착제가 바람직하다.
[제1 실시형태의 변형예]
하부 클래드층 및 상부 클래드층은 각각 복수 층 형성하여, 원하는 두께로 하여도 좋다.
상기한 광파이버 커넥터(1)에서는, 광로 변환 미러(31)는, 금속막이 형성된 광로 변환 미러로 했지만, 공기층과 코어층의 굴절율차를 이용한 광로 변환 미러라도 좋다.
또한, V자 홈(30) 및 광로 변환 미러(31)는 생략하여도 좋다.
또한, 특히 기판 본체(11)에 밀착성이 있는 경우에는, 기판(10)의 접착층(13)을 생략하여도 좋다. 또한, 이 접착층(13)은, 제2 하부 클래드층으로서 하부 클래드층의 일부를 형성하여도 좋다.
상기한 광파이버 커넥터(1)에서는, 기판(10) 상에, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a)이 존재하고, 그 위에 파이버 가이드 코어 패턴(23a)이 존재하고, 그 위에 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a)이 존재하고 있지만, 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a)은 생략하여도 좋다.
[제2 실시형태]
(광파이버 커넥터의 구조)
제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터는, 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터에 있어서, 슬릿 홈(25) 대신에 또는 슬릿 홈(25)과 함께, 광파이버 가이드 부재(2)의 외부와 파이버 가이드 홈(32)을 연통하는 접착제 도입 슬릿을 갖는 것이다.
제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터에 있어서, 파이버 가이드 홈(32)은, 파이버 가이드 홈(32)의 광파이버 삽입구를 통해 외부와 연통하고 있는 동시에, 접착제 도입 슬릿을 통해 외부와 연통하고 있다. 그 때문에, 광파이버의 삽입구 및 접착제 도입 슬릿의 한쪽으로부터 접착제를 도입할 때에, 파이버 가이드 홈(32) 내의 공기는 광파이버의 삽입구 및 접착제 도입 슬릿의 다른 쪽에서 흘러나간다. 이에 따라, 파이버 가이드 홈(32) 내에 접착제를 용이하게 도입할 수 있다. 또한, 접착제가 도입된 파이버 가이드 홈(32) 내에 접착제 및 광파이버를 도입하여 광파이버를 고정할 때에, 과잉의 접착제가 접착제 도입 슬릿을 통해 파이버 가이드 홈(32)의 외측으로 흘러나간다. 이에 따라, 파이버 가이드 홈(32) 내에 광파이버를 용이하게 도입하여 고정할 수 있다.
(제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터 및 그의 제조 방법의 제1 적합예)
이하, 도면을 참조하여, 제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터의 제1 적합예를 설명한다. 도 30은 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도, 도 31은 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도, 도 32는 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도, 도 33은 광파이버 커넥터(1A)에 있어서의, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
<광파이버 커넥터의 구조>
광파이버 커넥터(1A)는, 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터(1)에 있어서, 슬릿 홈(25) 대신에, 광파이버 가이드 부재(2)의 외부와 파이버 가이드 홈(32)을 연통하는 접착제 도입 슬릿(25A)을 형성한 것이다.
광파이버 커넥터(1A) 중, 광파이버 커넥터(1)와 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.
이 접착제 도입 슬릿(25A)은, 광파이버 가이드 부재(2)와 광도파로(3)와의 경계에 존재한다. 이 접착제 도입 슬릿(25A)은, 덮개재(40)의 접착층(42)의 두께 방향 도중부터 기판(10)의 이면에까지 달하고 있다. 또한, 이 접착제 도입 슬릿(25A)은, 기판(10)의 짧은 변 방향의 전체 길이에 걸쳐 뻗어 형성되어 있지만, 짧은 변 방향의 일부에 존재하고 있어도 된다.
<광파이버 커넥터의 제조 방법>
제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터의 제조 방법은, 제3 공정까지는 제1 실시형태에 따른 광파이버 커넥터의 제조 방법과 같은 방법을 적합하게 실시할 수 있다. 따라서, 제3 공정의 후속 공정에 관해서 설명한다.
≪제5A의 공정(도 34~도 37)≫
도 34는 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도, 도 35는 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도, 도 36은 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도, 도 37은 제5A의 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
제5A의 공정은, 슬릿 홈(25)을 형성하지 않는 것 이외에는 전술한 제5 공정과 같은 공정을 실시한다.
즉, 제5A의 공정에서는, 광도파로측 상부 클래드층(24b)으로부터 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에까지 달하는 V자 홈(30)을 형성한다. 이 V자 홈(30)은 다이싱 소오에 의해서 형성하는 것이 바람직하다.
≪제6 공정(도 38~도 39)≫
도 38은 제6 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도, 도 39는 제6 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
제6 공정은 제2 실시형태의 제6 공정과 마찬가지다.
즉, V자 홈(30)의 광파이버 가이드 부재(2) 측의 면에 금속층으로 이루어지는 광로 변환 미러(31)를 형성한다. 이 광로 변환 미러(31)는, V자 홈(30)의 광파이버 가이드 부재(2) 측의 면에 금속 증착함으로써 적합하게 형성할 수 있다.
≪제4 공정(도 40~도 43)≫
도 40은 제4 공정을 도시하는, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도, 도 41은 제4 공정을 도시하는, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도, 도 42는 제4 공정을 도시하는, 도 1의 C-C선에 상당하는 부위의 단면도, 도 43은 제4 공정을 도시하는, 도 1의 D-D선에 상당하는 부위의 단면도이다.
제4 공정은 제2 실시형태의 제4 공정과 마찬가지다.
즉, 제4 공정에서는, 상기 파이버 가이드 홈(32)을 덮는 덮개재(40)를 형성한다.
이 덮개재(40)는, 덮개재 본체(41)와 그 이면의 접착층(42)로 이루어지는 적층체를 준비하여, 접착층(42)을 파이버 가이드측 상부 클래드층(24a) 및 광도파로측 상부 클래드층(24b)의 표면에 접착시킴으로써 적합하게 형성할 수 있다.
이 덮개재(40)는, 파이버 가이드 홈(32)을 덮는 파이버 가이드측 덮개재부(40a)와, 광도파로측 상부 클래드층(24b)를 덮는 광도파로측 덮개재부(40b)로 이루어진다. 이 광도파로측 덮개재부(40b)는, 광도파로(2)의 광로 변환 미러(31) 형성 부분의 보강 부재로서 기능한다.
≪접착제 도입 슬릿의 형성 공정(도 30~도 33)≫
제4 공정 후에, 접착제 도입 슬릿(25A)을 형성한다. 이 접착제 도입 슬릿(25A)은, 기판(10)의 하면으로부터 파이버 가이드 홈(32)까지 이르고 있다. 또한, 이 접착제 도입 슬릿(25A)은 기판의 짧은 변 방향의 전체 길이에 걸쳐 뻗어 형성되어 있다. 이 접착제 도입 슬릿(25A)은 다이싱 소오에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 이 접착제 도입 슬릿(25A)을 다이싱 소오에 의해 형성할 때에는, 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b), 광신호 전달용 코어 패턴(23b) 및 광도파로측 상부 클래드층(24b)의 광파이버 가이드 부재(2) 측의 단부면을 절삭하는 식으로 하여 접착제 도입 슬릿(25A)을 형성하는 것이 바람직하다.
(제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터 및 그의 제조 방법의 제2 적합예)
이하, 도면을 참조하여, 제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터의 제2 적합예를 설명한다. 도 44는 광파이버 커넥터(1B)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도, 도 45는 광파이버 커넥터(1B)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
광파이버 커넥터(1B)는, 상기 광파이버 커넥터(1B)에 있어서, 접착제 도입 슬릿(25A) 대신에, 광파이버 가이드 부재(2)의 외부와 파이버 가이드 홈(32)을 연통하는 접착제 도입 슬릿(25B)을 형성한 것이다.
광파이버 커넥터(1B) 중, 광파이버 커넥터(1)와 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.
이 접착제 도입 슬릿(25B)은, 광파이버 가이드 부재(2)와 광도파로(3)와의 경계에 존재한다. 이 접착제 도입 슬릿(25B)은, 기판(10)의 접착층(13)의 두께 방향 도중부터 덮개재(40)의 표면에까지 달하고 있다. 또한, 이 접착제 도입 슬릿(25B)은, 기판(10)의 짧은 변 방향의 전체 길이에 걸쳐 뻗어 형성되어 있지만, 짧은 변 방향의 일부에 존재하고 있어도 좋다.
이 접착제 도입 슬릿(25B)도 다이싱 소오에 의해서 적합하게 형성할 수 있다.
(제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터 및 그의 제조 방법의 제3 적합예)
이하, 도면을 참조하여, 제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터의 제3 적합예를 설명한다. 도 46은 광파이버 커넥터(1C)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도, 도 47은 광파이버 커넥터(1C)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
광파이버 커넥터(1C)는, 상기 광파이버 커넥터(1)에 있어서, 광파이버 가이드 부재(2)의 외부와 파이버 가이드 홈(32)을 연통하는 접착제 도입 슬릿(25C)을 더욱 형성한 것이다.
이 접착제 도입 슬릿(25C)은, 광파이버 가이드 부재(2)와 광도파로(3)의 경계보다도 광파이버 가이드 부재(2) 측에 존재한다. 이 접착제 도입 슬릿(25C)은, 기판(10)의 접착층(13)의 두께 방향 도중부터 덮개재(40)의 표면에까지 달하고 있다. 또한, 이 접착제 도입 슬릿(25C)은, 기판(10)의 짧은 변 방향 전체 길이에 걸쳐 뻗어 형성되어 있지만, 짧은 변 방향의 일부에 존재하고 있어도 된다.
이 접착제 도입 슬릿(25C)도 다이싱 소오에 의해서 적합하게 형성할 수 있다.
(제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터 및 그의 제조 방법의 제4 적합예)
이하, 도면을 참조하여, 제2 실시형태에 따른 광파이버 커넥터의 제3 적합예를 설명한다. 도 54는 광파이버 커넥터(1D)에 있어서의, 도 1의 A-A선에 상당하는 부위의 단면도, 도 55는 광파이버 커넥터(1D)에 있어서의, 도 1의 B-B선에 상당하는 부위의 단면도이다.
광파이버 커넥터(1D)는, 상기 광파이버 커넥터(1)에 있어서, 광파이버 가이드 부재의 외부와 파이버 가이드 홈(32)을 연통하는 접착제 도입 슬릿(25D)을 더욱 형성한 것이다.
이 접착제 도입 슬릿(25D)은, 광파이버 가이드 부재(2)와 광도파로(3)와의 경계보다도 광파이버 가이드 부재(2) 측에 존재한다. 이 접착제 도입 슬릿(25D)은, 기판(10)으로부터 파이버 가이드 홈(32)에까지 달하고 있다. 또한, 이 접착제 도입 슬릿(25D)은, 기판(10)의 짧은 변 방향 전체 길이에 걸쳐 뻗어 형성되어 있지만, 짧은 변 방향의 일부에 존재하고 있어도 된다.
이 접착제 도입 슬릿(25D)도 다이싱 소오에 의해서 적합하게 형성할 수 있다.
[본 발명에 따른 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법 및 조립체]
본 발명에 따른 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법은, 본 발명의 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에, 접착제를 충전하는 동시에 광파이버를 삽입 배치하는 접속 방법이다.
또한, 본 발명에 따른 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체는, 본 발명의 광파이버 커넥터와, 이 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에 배치된, 광파이버 및 접착제를 갖는다.
도 48~도 51은, 본 발명에 따른 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체(70, 70A, 70B, 70C) 및 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법을 도시하는 단면도이다.
조립체(70, 70A, 70B, 70C)는, 각각 광파이버 커넥터(1, 1A, 1B, 1C)와, 각 광파이버 커넥터(1, 1A, 1B, 1C)의 파이버 가이드 홈(32)에 배치된, 광파이버(50) 및 접착제(60)로 이루어진다. 이 조립체(70, 70A, 70B, 70C)는, 광파이버 커넥터(1, 1A, 1B, 1C)의 파이버 가이드 홈(32)에, 접착제(60)를 충전하는 동시에 광파이버(50)를 삽입 배치함으로써 제조할 수 있다.
접착제로서는, 광파이버(50)와 광파이버 가이드 부재(2)를 접착할 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없지만, 광학용 접착제, 광로 결합용 접착제, 광학 부품용 시일재, 투명 접착제, 굴절율 정합재 겸 접착제, 클래드층 형성용 수지 바니시, 코어층 형성용 수지 바니시 등의 광경화형 접착제, 열경화형 접착제, 광열경화형의 접착제, 2액 혼합 경화형의 접착제를 들 수 있고, 이들 중, 기판(10)이나 덮개재(40)가, 경화시키기 위한 전자파를 투과하지 않는 경우에는, 열경화형의 접착제 또는 2액 혼합 경화형의 접착제가 바람직하다.
접착제의 25℃에서의 점도는, 바람직하게는 150~400 mPa·s, 보다 바람직하게는 200~350 mPa·s, 더욱 바람직하게는 250~300 mPa·s이다. 이 범위 내이면, 광파이버(50)의 중심선과, 파이버 가이드 홈(32)의 광파이버 삽입 방향의 중심선을 대략 일치시킬 수 있다. 이 25℃에서의 점도는, 후술하는 실시형태에 기재한 측정 방법에 의해서 측정할 수 있다.
[광파이버 커넥터와 광파이버의 치수]
본 발명에 따른 광파이버 커넥터, 그의 제조 방법, 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법, 및 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체에 있어서, 광파이버 커넥터와 광파이버와의 바람직한 치수를, 도 52 및 도 53를 이용하여 설명한다.
도 52 및 도 53은 각각 도 4 및 도 6의 부분 확대도이다. 한편, 광파이버 커넥터(1)를 이용하여 상기 치수를 설명하지만, 후술하는 광파이버 커넥터(1A~1D)를 이용한 경우의 치수도 마찬가지이다.
본 발명에서, 광파이버에 제한은 없지만, 「광파이버의 직경」이란, 광파이버의 클래드 외경을 말하고, 그 클래드가 보호층에 의해서 피복된 채로 파이버 가이드 홈에 삽입 배치되는 경우에는 보호층을 지닌 광파이버의 외경을 말한다. 또한, 「광파이버의 반경」이란, 상기 정의에 기초한 「광파이버의 직경」의 절반의 길이를 말한다.
광파이버의 직경은 200 ㎛ 이하인 것이, 코어 형성용 수지 필름의 막 두께를 제어하기 쉽다고 하는 관점에서 바람직하고, 125 ㎛ 직경이나 80 ㎛ 직경의 광파이버를 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
파이버 가이드 홈(32)의 폭(W)은, 광파이버 가이드 부재(2)에 고정되는 광파이버(50)의 직경(R) 이상이며, 상기 파이버 가이드 홈(32)의 높이(D1)가 광파이버의 직경(R) 이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 광파이버(50)를 파이버 가이드 홈(32) 내에 양호하게 삽입 배치할 수 있다.
기판(10)과 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 높이 방향의 중심 사이의 거리(D2)에서 광파이버 가이드 부재(2)에 고정되는 광파이버(50)의 반경(r)을 뺀 값 α1은 0.5~15 ㎛인 것이 바람직하고, 파이버 가이드 홈(32)의 높이(D1)에서 광파이버(50)의 직경(R)을 뺀 값 α2는 1.0~30 ㎛인 것이 바람직하다. 이에 따라, 광파이버(50)와 기판(10)과의 간격 및 광파이버(50)와 덮개재(40)와의 간격이 좁아져, 접착제의 표면 장력이나 접착제의 유동성에 의해 광파이버(50)가 파이버 가이드 홈(32)의 높이 방향에 있어서의 대략 중앙에 배치되게 되기 때문에, 광파이버(50)와 광전달용 코어 패턴(23b)과의 코어 정렬을 정밀도 좋게 행할 수 있다.
상기 관점에서, 값 α1은 보다 바람직하게는 0.5~7.5 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 0.5~5 ㎛이다. 또한, 값 α2는 보다 바람직하게는 1.0~15 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 1.0~10 ㎛이다.
마찬가지로, 상기 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 높이 방향의 중심과 덮개재(40) 사이의 거리(D3)에서, 광파이버 가이드 부재(2)에 고정되는 광파이버(50)의 반경(r)을 뺀 값 α3은 바람직하게는 0.5~15 ㎛이고, 보다 바람직하게는 0.5~7.5 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5~5 ㎛이다. 이에 따라, 광파이버(50)와 기판(10)과의 간격 및 광파이버(50)와 덮개재(40)와의 간격이 좁아져, 접착제의 표면 장력이나 접착제의 유동성에 의해 광파이버(50)가 파이버 가이드 홈(32)의 높이 방향에 있어서의 대략 중앙에 배치되게 되기 때문에, 광파이버(50)와 광전달용 코어 패턴(23b)과의 코어 정렬을 정밀도 좋게 행할 수 있다.
같은 관점에서, 값 α3과 값 α1의 차의 절대치 α4는 바람직하게는 0~7.5 ㎛이고, 보다 바람직하게는 0~5 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 0~3 ㎛이다.
파이버 가이드 홈(32)의 폭(W)에서 광파이버의 직경(R)을 뺀 값 α5는, 광파이버의 실장성 및 허용 공차의 관점에서, 보다 바람직하게는 1.0 ㎛~30 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 1.0~15 ㎛이며, 보다 더욱 바람직하게는 1.0~10 ㎛이다.
또한, 파이버 가이드 홈(32)의 광파이버 삽입 관통 방향의 중심선과 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광로 방향의 중심선이 일치하는 것이 바람직하다. 광신호 전달용 코어 패턴(23b)과 파이버 가이드 코어 패턴(23a)을 동일 공정에서 포토리소그래피 가공에 의해 형성하는 경우에는, 포토마스크 형상을 상기한 파이버 가이드 홈(32)의 중심선과 광신호 전달용 코어 패턴(23b)(코어 부재(23c))의 중심선끼리가 일치하도록 설계하면 된다. 사용하는 광파이버는 코어 직경이 수십 ㎛ 이상인 멀티모드용 광파이버가 좋다.
파이버 가이드 홈(32)의 길이(L)는, 바람직하게는 100 ㎛~30 mm이고, 보다 바람직하게는 300 ㎛~10 mm이며, 더욱 바람직하게는 1 mm~5 mm이다. 100 ㎛ 이상이면, 파이버 가이드 홈(32)의 길이(L) 방향에 대한 광파이버의 기울기가 충분히 방지되고, 30 mm 이하이면, 광파이버 커넥터를 소형화할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
[클래드층 형성용 수지 필름의 제작]
<(A) 베이스 폴리머; (메트)아크릴 폴리머(A-1)의 제작>
교반기, 냉각관, 가스 도입관, 적하 깔대기 및 온도계를 갖춘 플라스크에, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 46 질량부 및 젖산메틸 23 질량부를 칭량하여, 질소 가스를 도입하면서 교반했다. 액온을 65℃로 상승시켜, 메틸메타크릴레이트 47 질량부, 부틸아크릴레이트 33 질량부, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 16 질량부, 메타크릴산 14 질량부, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 3 질량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 46 질량부 및 젖산메틸 23 질량부의 혼합물을 3시간 걸쳐 적하한 후, 65℃에서 3시간 교반하고, 또한 95℃에서 1시간 교반을 계속하여, (메트)아크릴 폴리머(A-1) 용액(고형분 45 질량%)을 얻었다.
<중량 평균 분자량의 측정>
(A-1)의 중량 평균 분자량(표준 폴리스티렌 환산)을 GPC(도소(주) 제조 「SD-8022」, 「DP-8020」 및 「RI-8020」)를 이용하여 측정한 결과, 3.9×104였다. 한편, 컬럼은 히타치가세이고교(주) 제조 「Gelpack GL-A150-S」 및 「Gelpack GL-A160-S」를 사용했다.
<산가의 측정>
(A-1)의 산가를 측정한 결과, 79 mgKOH/g였다. 한편, 산가는 (A-1) 용액을 중화하는 데 필요한 0.1 mol/L 수산화칼륨 수용액량으로부터 산출했다. 이때, 지시약으로서 첨가한 페놀프탈레인이 무색에서 핑크색으로 변색된 점을 중화점으로 했다.
<접착제의 점도의 측정>
접착제에 대해서, E형 점도계(도키산교(주) 제조, 상품명 VISCONIC ELD)를 이용하고, 측정 온도는 25℃로 하고, 시료를 0.4 mL, 회전수를 20 min-1로 하여, 점도를 측정했다.
<클래드층 형성용 수지 바니시 A의 조합(調合)>
(A) 베이스 폴리머로서, 상기 A-1 용액(고형분 45 질량%) 84 질량부(고형분 38 질량부), (B) 광경화 성분으로서, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄(메트)아크릴레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제조 「U-200AX」) 33 질량부 및 폴리프로필렌글리콜 골격을 갖는 우레탄(메트)아크릴레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제조 「UA-4200」) 15 질량부, (C) 열경화 성분으로서, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트형 삼량체를 메틸에틸케톤옥심으로 보호한 다작용성 블록 이소시아네이트 용액(고형분 75 질량%)(스미카바이엘우레탄(주) 제조 「스미두르 BL3175」) 20 질량부(고형분 15 질량부), (D) 광중합개시제로서, 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(치바재팬(주) 제조 「이르가큐어 2959」) 1 질량부, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드(치바재팬(주) 제조 「이르가큐어 819」) 1 질량부 및 희석용 유기 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 23 질량부를 교반하면서 혼합했다. 구멍 직경 2 ㎛의 폴리프론필터(아드반테크도요(주) 제조 「PF020」)를 이용하여 가압 여과한 후, 감압 탈포하여, 클래드층 형성용 수지 바니시 A를 얻었다.
상기에서 얻어진 클래드층 형성용 수지 바니시 A를, PET 필름(도요보세키(주) 제조 「코스모샤인 A4100」, 두께 50 ㎛)의 비처리면 상에, 도공기(멀티코터 TM-MC, 주식회사히라노테크시드 제조)를 이용하여 도포하고, 100℃에서 20분 건조 후, 보호 필름으로서 표면 이형 처리 PET 필름(데이진듀퐁필름(주) 제조 「퓨렉스 A31」, 두께 25 ㎛)을 첨부하여, 클래드층 형성용 수지 필름을 얻었다. 이때 수지층의 두께는, 도공기의 갭을 조절함으로써 임의로 조정할 수 있으며, 본 실시예에서는, 사용한 제1 하부 클래드층 및 제2 하부 클래드층(접착층)의 두께에 관해서는 실시예 중에 기재한다. 또한, 제1 하부 클래드층 및 제2 하부 클래드층의 경화 후의 막 두께와 도공 후의 막 두께는 동일했다. 본 실시예에서 이용한 상부 클래드층 형성용 수지 필름의 막 두께에 관해서도 실시예 중에 기재한다. 실시예 중에 기재하는 상부 클래드층 형성용 수지 필름의 막 두께는 도공 후의 막 두께로 한다.
[코어층 형성용 수지 필름의 제작]
(A) 베이스 폴리머로서, 페녹시 수지(상품명: 페노토토 YP-70, 도토가세이(주) 제조) 26 질량부, (B) 광중합성 화합물로서, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(상품명: A-BPEF, 신나카무라가가쿠고교(주) 제조) 36 질량부 및 비스페놀A형 에폭시아크릴레이트(상품명: EA-1020, 신나카무라가가쿠고교(주) 제조) 36 질량부, (C) 광중합개시제로서, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드(상품명: 이르가큐어 819, 치바재팬(주)사 제조) 1 질량부 및 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(상품명: 이르가큐어 2959, 치바재팬(주) 제조) 1 질량부, 유기 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 40 질량부를 이용한 것 이외에는 상기 클래드층 형성용 수지 바니시 A의 제조예와 같은 방법 및 조건으로 코어층 형성용 수지 바니시 B를 조합했다. 그 후, 상기 클래드층 형성용 수지 바니시 A의 제조예와 같은 방법 및 조건으로 가압 여과하고, 또한 감압 탈포했다.
상기에서 얻어진 코어층 형성용 수지 바니시 B를, PET 필름(상품명: 코스모샤인 A1517, 도요보세키(주) 제조, 두께: 16 ㎛)의 비처리면 상에, 상기 제조예와 같은 방법으로 도포 건조하고, 이어서 보호 필름으로서 이형 PET 필름(상품명: 퓨렉스 A31, 데이진듀퐁필름(주) 제조, 두께: 25 ㎛)를 이형면이 수지 측이 되도록 접착하여, 코어층 형성용 수지 필름을 얻었다. 이때 수지층의 두께는 도공기의 갭을 조절함으로써 임의로 조정할 수 있고, 본 실시예에서는, 사용한 코어층 형성용 수지 필름 두께에 관해서는 이하의 각 실시예 중에 기재한다. 실시예 중에 기재하는 코어층 형성용 수지 필름의 막 두께는 도공 후의 막 두께로 한다.
[기판의 제작]
(서브트랙티브법에 의한 전기 배선 형성)
금속층으로서 한쪽 면에 동박이 붙은 폴리이미드 필름((폴리이미드; 유피렉스 VT(우베닛토가세이(주) 제조), 두께; 25 ㎛), (동박; NA-DFF(미쓰이긴죠쿠고교(주) 제조), 두께; 9 ㎛))의 동박면에 감광성 드라이 필름 레지스트(상품명: 포테크, 히타치가세이고교(주) 제조, 두께: 25 ㎛)를 롤 라미네이터(히타치가세이테크노플란트(주) 제조, HLM-1500)를 이용하여 압력 0.4 MPa, 온도 110℃, 라미네이트 속도 0.4 m/min의 조건에서 붙이고, 이어서 자외선 노광기((주)오크세이사쿠쇼 제조, EXM-1172)로 감광성 드라이 필름 레지스트 측에서 폭 50 ㎛의 네거티브형 포토마스크를 통해, 자외선(파장 365 nm)을 120 mJ/㎠ 조사하고, 미노광 부분의 감광성 드라이 필름 레지스트를 35℃의 0.1~5 중량% 탄산나트륨의 희박 용액으로 제거했다. 그 후, 염화제2철 용액을 이용하여, 감광성 드라이 필름 레지스트가 제거되어 드러나게 된 부분의 동박을 에칭에 의해 제거하고, 35℃의 1~10 중량% 수산화나트륨 수용액을 이용하여, 노광 부분의 감광성 드라이 필름 레지스트를 제거하고, L(라인 폭)/S(간극 폭)=60/65 ㎛의 전기 배선을 형성하여 플렉시블 배선판을 얻었다.
(Ni/Au 도금의 형성)
그 후, 플렉시블 배선판을, 탈지, 소프트 에칭, 산 세정하고, 무전해 Ni 도금용 증감제(상품명: SA-100, 히타치가세이고교(주) 제조)에 25℃에서 5분간 침지한 후 수세하고, 83℃의 무전해 Ni 도금액(오쿠노세이야쿠(주) 제조, ICP 니코론 GM-SD 용액, pH 4.6)에 8분간 침지하여 3 ㎛의 Ni 피막을 형성하고, 그 후, 순수로 세정을 실시했다.
이어서, 치환 금 도금액(100 mL; HGS-500 및 1.5 g; 시안화금칼륨/L로 건욕(建浴))(상품명: HGS-500, 히타치가세이고교(주) 제조)에 85℃에서 8분간 침지하여, Ni 피막 상에 0.06 ㎛의 치환 금 피막을 형성했다. 이에 따라, 커버레이 필름이 없는 전기 배선 부분이, Ni 및 Au의 도금에 피복된 플렉시블 배선판을 얻었다.
접착층(13)으로서 상기에서 얻어진 10 ㎛ 두께의 클래드층 형성용 수지 필름을 크기 100×100 mm로 재단하고, 보호 필름인 이형 PET 필름(퓨렉스 A31)을 박리하고, 상기에서 형성한 플렉시블 배선판의 폴리이미드면에, 평판형 라미네이터로서 진공 가압식 라미네이터((주)메이키세이사쿠쇼 제조, MVLP-500)를 이용하여, 500 Pa 이하로 진공 상태로 한 후, 압력 0.4 MPa, 온도 100℃, 가압 시간 30초의 조건으로 가열 압착하여, 제2 하부 클래드층을 지닌 전기 배선판을 형성했다. 자외선 노광기((주)세이사쿠쇼 제조, EXM-1172)로 캐리어 필름 측에서 자외선(파장 365 nm)을 4 J/㎠ 조사하고, 이어서 캐리어 필름을 박리하여, 170℃에서 1시간 가열 처리함으로써, 두께 10 ㎛의 제2 하부 클래드층을 지닌 기판(10)을 형성했다.
실시예 1
[광파이버 커넥터(1A)의 제작]
(제1 공정)
상기에서 얻어진 20 ㎛ 두께의 하부 클래드층 형성용 수지 필름을 크기 100×100 ㎛로 재단하고, 보호 필름을 박리하여, 제2 하부 클래드층면 측에 상기와 같은 조건으로, 진공 라미네이터에 의해서 적층했다. 95 ㎛×3.0 mm의 4개의 비노광부를 갖는 네거티브형 포토마스크를 통해, 자외선 노광기((주)오크세이사쿠쇼 제조, EXM-1172)로 캐리어 필름 측에서 자외선(파장 365 nm)을 250 mJ/㎠ 조사했다. 그 후, 캐리어 필름을 박리하고, 현상액(1% 탄산칼륨 수용액)을 이용하여, 제1 하부 클래드층을 에칭했다. 이어서, 물로 세정하고, 170℃에서 1시간 가열 건조 및 경화하여, 파이버 가이드 홈 형성 부분에 95 ㎛×3.0 mm의 개구부를 형성했다. 이에 따라, 광도파로(3) 형성 부분에는, 광도파로측 제1 하부 클래드층(22b)이 형성되고, 광파이버 가이드 부재(2) 측에는 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층(22a)이 형성된 상태가 된다.
(제2 공정)
이어서, 상기한 제1 하부 클래드층면에 롤 라미네이터(히타치가세이테크노플란트(주) 제조, HLM-1500)를 이용하여 압력 0.4 MPa, 온도 50℃, 라미네이트 속도 0.2 m/min의 조건으로, 보호 필름을 박리한 50 ㎛ 두께의 상기 코어층 형성용 수지 필름을 라미네이트하고, 이어서 상기한 진공 가압식 라미네이터(주식회사메이키세이사쿠쇼 제조, MVLP-500)를 이용하여, 500 Pa 이하로 진공 상태로 한 후, 압력 0.4 MPa, 온도 70℃, 가압 시간 30초의 조건으로 가열 압착했다. 그 후, 광신호 전달용 코어 패턴 폭 50 ㎛(광파이버 접속 부분의 패턴 피치; 125 ㎛, 광로 변환 미러 형성부(광파이버 접속 부분에서 5 mm 지점)의 패턴 피치; 250 ㎛, 4개), 파이버 가이드 코어 패턴 폭 40 ㎛(파이버 홈 피치; 125 ㎛, 4개, 양끝의 파이버 가이드 코어 패턴만 150 ㎛)의 네거티브형 포토마스크를 통해, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)이 제1 하부 클래드층 상에, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)에 의해서 형성되는 파이버 가이드 홈(32)이 기판 상에 형성되도록 위치를 맞추고, 상기 자외선 노광기로 자외선(파장 365 nm)을 700 mJ/㎠ 조사하고, 이어서 80℃에서 5분간 노광한 후 가열했다. 그 후, 캐리어 필름인 PET 필름을 박리하여, 현상액(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트/N,N-디메틸아세트아미드=8/2, 질량비)을 이용하여, 코어 패턴을 에칭했다. 이어서, 세정액(이소프로판올)을 이용하여 세정하고, 100℃에서 10분간 가열 건조하여, 광신호 전달용 코어 패턴(23b) 및 파이버 가이드 코어 패턴(23a)을 형성하고, 동시에 85 ㎛ 폭의 파이버 가이드 홈(32)이 형성되었다. 한편, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)에 있어서의 각 패턴의 크기는, 광파이버를 파이버 가이드 홈(32)에 고정했을 때에, 광파이버가 광신호 전달용 코어 패턴(23b)에 광신호를 송수신할 수 있는 위치에 접합하도록 설계되어 있다.
(제3 공정)
이어서, 보호 필름을 박리한 70 ㎛ 두께의 상부 클래드층 수지 필름을 코어 패턴 형성면 측에서 상기한 진공 가압식 라미네이터((주)메이키세이사쿠쇼 제조, MVLP-500)를 이용하여, 500 Pa 이하로 진공 상태로 한 후, 압력 0.35 MPa, 온도 110℃, 가압 시간 30초의 조건으로 가열 압착하여, 라미네이트했다. 또한, 제1 하부 클래드층을 형성할 때에 사용한 네거티브형 포토마스크를 사용하여 자외선(파장 365 nm)을 150 mJ/㎠ 조사한 후, 캐리어 필름을 박리하고, 현상액(1% 탄산칼륨 수용액)을 이용하여, 상부 클래드층 형성용 수지 필름을 에칭했다. 이어서, 물로 세정하고, 170℃에서 1시간 가열 건조 및 경화했다.
이상과 같이 하여, 125 ㎛ 피치, 파이버 직경 80 ㎛, 4 채널용의 광파이버 커넥터 본체를 제작했다.
얻어진 광파이버 커넥터 본체에 있어서, 파이버 가이드 홈(32)의 횡폭(橫幅)은 85 ㎛, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)의 높이(제2 하부 클래드층 표면으로부터의 높이)는 70 ㎛, 기판면으로부터 상부 클래드층 상면까지의 높이는 90 ㎛, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 두께는 50 ㎛였다.
(제5A의 공정 및 제6 공정)
<광로 변환 미러의 형성>
얻어진 광파이버 커넥터 본체의 상부 클래드층 측으로부터 다이싱 소오(DAC552, (주)디스코사 제조)를 이용하여 45°의 V자 홈(30)을 형성했다. 이어서 미러 형성 부분을 개구시킨 메탈 마스크를 미러가 달린 지닌 광파이버 커넥터 본체에 설치하고, 증착 장치(RE-0025, 퍼스트기켄 제조)를 이용하여 증착 금속층으로서 Au를 0.5 ㎛ 증착시켜 광로 변환 미러(31)를 형성했다.
(제4 공정)
<덮개재의 형성>
폴리이미드 필름(유피렉스 RN(우베닛토가세이(주) 제조), 두께; 25 ㎛) 상에 접착층(42)으로서 상기에서 얻어진 10 ㎛ 두께의 클래드층 형성용 수지 필름의 보호 필름을 박리하고, 상기와 같은 조건으로 진공 라미네이터에 의해서 적층하여, 접착층(42)을 지닌 덮개재(40)를 형성했다. 이어서, 덮개재(40)에 적층한 클래드층 형성용 수지 필름의 캐리어 필름을 박리하고, 상기한 광파이버 커넥터의 상부 클래드층 형성면 측에서, 상기와 같은 조건으로 진공 라미네이터에 의해서 가열 압착했다. 이어서, 180℃, 1시간 가열 경화하여, 덮개재(40)를 지닌 광파이버 커넥터(1A)를 형성했다.
파이버 가이드 홈(32)의 기판(10)(제2 하부 클래드층(13)) 표면으로부터 덮개재(40)의 바닥면(덮개재의 접착층(42)의 저면)까지의 높이는 90 ㎛였다.
얻어진 광파이버 커넥터(1A)는 하부 클래드층의 두께가 20 ㎛, 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 두께가 50 ㎛, 광신호 전달용 코어 패턴(23b) 상면으로부터 덮개재(40) 바닥면까지의 상부 클래드층의 두께가 20 ㎛, 파이버 홈(32) 폭이 80 ㎛였다.
(접착제 도입 슬릿의 형성 공정)
얻어진 광도파로(3)의 광파이버 접속 단부면을 평활화하기 위해서 다이싱 소오(DAC552, (주)디스코사 제조)를 이용하여 40 ㎛ 폭의, 슬릿 홈을 겸용하는 접착제 도입 슬릿(25A)을 형성했다. 아울러, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)에 대하여 평행하게 기판(10)을 절단하여(광도파로 단부면으로부터 3 mm 지점), 기판 단부면에 파이버 가이드 홈(32)이 나타나도록 외형 가공을 했다.
이상과 같이 하여 얻어진 광파이버 커넥터(1A)의 접착제 도입 슬릿(25A)으로부터, 접착제로서 상기한 코어층 형성용 수지 바니시를 적하하여, 파이버 가이드 홈(32) 및 덮개재(40)로 형성된 공간부에, 125 ㎛피치, 4 채널의 광파이버(50)(코어 직경; 50 ㎛, 클래드 직경; 80 ㎛)를 끼워넣어, 180℃, 1시간 가열 경화한 바, 광도파로(3)의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광전달면에 접합하고, 광파이버(50)로부터 광신호를 전달한 바, 광손실은 1.53 dB였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2~19
실시예 1에서, 하부 클래드층 수지 필름의 두께, 코어층 형성용 수지 필름의 두께, 상부 클래드층 수지 필름의 두께, 코어 패턴 형성용 네거티브형 포토마스크의 형상을 적절하게 조정하고, 광파이버 커넥터(1A)의 각 부분의 치수를 표 1에 나타내는 것과 같이 한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 조작을 했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로, 광손실의 값을 측정했다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
실시예 20
[광파이버 커넥터(1)의 제작]
(제1 공정)
20 ㎛ 두께의 하부 클래드층 형성용 수지 필름 대신에, 15 ㎛ 두께의 하부 클래드층 형성용 수지 필름을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 제1 공정과 같은 조작을 했다.
(제2 공정)
실시예 1의 제2 공정과 같은 조작을 했다.
(제3 공정)
70 ㎛ 두께의 상부 클래드층 형성용 수지 필름 대신에 85 ㎛ 두께의 상부 클래드층 형성용 수지 필름을 이용한 것, 및 가압 압착시의 압력을 0.35 MPa 대신에 0.4 MPa로 한 것 이외에는, 실시예 1의 제3 공정과 같은 조작을 했다.
(제5 공정 및 제6 공정)
<슬릿 홈의 형성>
얻어진 광파이버 커넥터 본체의 광파이버 접속 단부면을 평활화하기 위해서 다이싱 소오(DAC552, (주)디스코사 제조)를 이용하여 40 ㎛ 폭의 슬릿 홈(25)을 형성했다. 아울러, 파이버 가이드 측의 코어 패턴(23a)에 대하여 평행하게 기판을 절단하여(광도파로 단부면으로부터 3 mm 지점), 기판 단부면에 파이버 가이드 홈(32)이 나타나도록 외형 가공을 했다.
<광로 변환 미러의 형성>
얻어진 광파이버 커넥터 본체의 상부 클래드층 측으로부터 다이싱 소오(DAC552, (주)디스코사 제조)를 이용하여 45°의 V자 홈(30)을 형성했다. 이어서 미러 형성 부분을 개구시킨 메탈 마스크를 미러가 달린 광파이버 커넥터에 설치하고, 증착 장치(RE-0025, 퍼스트기켄 제조)를 이용하여, 증착 금속층(12a)으로서 Au를 0.5 ㎛ 증착시켜 광로 변환 미러(31)를 형성했다.
(제4 공정)
기판(10) 표면으로부터 덮개재(40)의 바닥면(덮개재(40)의 접착층의 바닥면)까지의 높이를 90 ㎛ 대신에 82 ㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1의 제4 공정과 같은 조작을 했다.
이상과 같이 하여 얻어진 광파이버 커넥터(1)의 파이버 가이드 홈(32)으로부터 상기한 코어층 형성용 수지 바니시를 적하하고, 파이버 가이드 홈(32) 및 덮개재(40)로 형성된 공간부에, 125 ㎛ 피치, 4 채널의 광파이버(50)(코어 직경; 50 ㎛, 클래드 직경; 80 ㎛)를 끼워 넣어, 180℃, 1시간 가열 경화한 바, 광도파로(3)의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광전달면에 접합하여, 광파이버(50)로부터 광신호를 전달할 수 있고, 또한 광파이버(50)가 틀어지는 일도 없었다.
실시예 21
[광파이버 커넥터(1A)의 제작]
(제1 공정)
20 ㎛ 두께의 하부 클래드층 형성용 수지 필름 대신에, 15 ㎛ 두께의 하부 클래드층 형성용 수지 필름을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 제1 공정과 같은 조작을 했다.
(제2 공정)
실시예 1의 제2 공정과 같은 조작을 했다.
(제3 공정)
70 ㎛ 두께의 상부 클래드층 형성용 수지 필름 대신에 85 ㎛ 두께의 상부 클래드층 형성용 수지 필름을 이용한 것, 및 가압 압착시의 압력을 0.35 MPa 대신에 0.4 MPa로 한 것 이외에는, 실시예 1의 제3 공정과 같은 조작을 했다.
(제5A의 공정, 제6 공정)
실시예 1의 제5A의 공정 및 제6 공정과 같은 조작을 했다.
(제4 공정)
기판(10) 표면으로부터 덮개재(40)의 바닥면(덮개재(40)의 접착층의 바닥면)까지의 높이를 90 ㎛ 대신에 82 ㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1의 제4 공정과 같은 조작을 했다.
(접착제 도입 슬릿의 형성 공정)
실시예 1에서의 접착제 도입 슬릿의 형성 공정과 같은 조작을 하여, 광파이버 커넥터(1A)를 얻었다.
이상과 같이 하여 얻어진 광파이버 커넥터(1A)의 접착제 도입 슬릿(25A)으로부터 상기한 코어층 형성용 수지 바니시를 적하하고, 파이버 가이드 홈(32) 및 덮개재(40)로 형성된 공간부에, 125 ㎛ 피치, 4 채널의 광파이버(50)(코어 직경; 50 ㎛, 클래드 직경; 80 ㎛)를 끼워 넣어, 180℃, 1시간 가열 경화한 바, 광도파로(3)의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광전달면에 접합하여, 광파이버(50)로부터 광신호를 전달할 수 있고, 또한, 광파이버(50)가 틀어지는 일도 없었다.
실시예 22
[광파이버 커넥터(1B)의 제작]
접착제 도입 슬릿의 형성 공정을 하기한 것과 같이 한 것 이외에는, 실시예 21과 같은 조작을 했다.
(접착제 도입 슬릿의 형성 공정)
얻어진 광도파로(3)의 광파이버 접속 단부면을 평활화하기 위해서 다이싱 소오(DAC552, (주)디스코사 제조)를 이용하여 40 ㎛ 폭의, 슬릿 홈을 겸용하는 접착제 도입 슬릿(25B)을 형성했다. 아울러, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)에 대하여 평행하게 덮개재(40)를 절단하여(광도파로 단부면으로부터 3 mm 지점), 덮개재 단부면에 파이버 가이드 홈(32)이 나타나도록 외형 가공을 했다.
이상과 같이 하여 얻어진 광파이버 커넥터(1B)의 접착제 도입 슬릿(25B)으로부터 상기한 코어층 형성용 수지 바니시를 적하하고, 파이버 가이드 홈(32) 및 덮개재(40)로 형성된 공간부에, 125 ㎛ 피치, 4 채널의 광파이버(50)(코어 직경; 50 ㎛, 클래드 직경; 80 ㎛)를 끼워 넣어, 180℃, 1시간 가열 경화한 바, 광도파로(3)의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광전달면에 접합하여, 광파이버(50)로부터 광신호를 전달할 수 있고, 또한, 광파이버(50)가 틀어지는 일도 없었다.
실시예 23
[광파이버 커넥터(1C)의 제작]
제4 공정 후에, 하기의 접착제 도입 슬릿 형성 공정을 행한 것 이외에는, 실시예 20과 같은 조작을 했다.
(접착제 도입 슬릿의 형성 공정)
다이싱 소오(DAC552, (주)디스코사 제조)를 이용하여 40 ㎛ 폭의, 접착제 도입 슬릿(25C)을 형성했다. 이 접착제 도입 슬릿(25C)은, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)에 대하여 평행하게 덮개재(40)를 절단하여(광도파로 단부면으로부터 3 mm 지점), 덮개재 단부면에 파이버 가이드 홈(32)이 나타나도록 외형 가공을 함으로써 형성했다.
이상과 같이 하여 얻어진 광파이버 커넥터(1C)의 접착제 도입 슬릿(25C)으로부터 상기한 코어층 형성용 수지 바니시를 적하하고, 파이버 가이드 홈(32) 및 덮개재(40)로 형성된 공간부에, 125 ㎛ 피치, 4 채널의 광파이버(50)(코어 직경; 50 ㎛, 클래드 직경; 80 ㎛)를 끼워 넣어, 180℃, 1시간 가열 경화한 바, 광도파로(3)의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광전달면에 접합하여, 광파이버(50)로부터 광신호를 전달할 수 있고, 또한, 광파이버(50)가 틀어지는 일도 없었다.
실시예 24
[광파이버 커넥터(1D)의 제작]
제4 공정 후에, 하기의 접착제 도입 슬릿 형성 공정을 행한 것 이외에는, 실시예 20과 같은 조작을 했다.
(접착제 도입 슬릿의 형성 공정)
얻어진 광도파로(3)의 광파이버 접속 단부면을 평활화하기 위해서 다이싱 소오(DAC552, (주)디스코사 제조)를 이용하여 40 ㎛ 폭의, 슬릿 홈을 겸용하는 접착제 도입 슬릿(25D)을 형성했다. 이 접착제 도입 슬릿(25D)은, 파이버 가이드 코어 패턴(23a)에 대하여 평행하게 기판(10)을 절단하여(광도파로 단부면으로부터 3 mm 지점), 덮개재 단부면에 파이버 가이드 홈(32)이 나타나도록 외형 가공을 함으로써 형성했다.
이상과 같이 하여 얻어진 광파이버 커넥터(1D)의 접착제 도입 슬릿(25D)으로부터 상기한 코어층 형성용 수지 바니시를 적하하고, 파이버 가이드 홈(32) 및 덮개재(40)로 형성된 공간부에, 125 ㎛ 피치, 4 채널의 광파이버(50)(코어 직경; 50 ㎛, 클래드 직경; 80 ㎛)를 끼워 넣어, 180℃, 1시간 가열 경화한 바, 광도파로(3)의 광신호 전달용 코어 패턴(23b)의 광전달면에 접합하여, 광파이버(50)로부터 광신호를 전달할 수 있고, 또한, 광파이버(50)가 틀어지는 것도 없었다.
이상 상세히 설명한 것과 같이, 본 발명의 광파이버 커넥터는, 기판에 상관없이 광파이버와 광도파로 코어와의 위치를 맞추기가 용이하고, 광파이버의 위치가 쉽게 어긋나지 않는다. 더구나, 광파이버를 홈과 덮개재에 의해 형성되는 공간에 끼워 넣는 것만으로 광파이버와 광도파로를 간이하게 결합시킬 수 있다.
이 때문에, 광파이버용의 광전기 변환 기판 등으로서 유용하다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D: 광파이버 커넥터
2: 광파이버 가이드 부재
3: 광도파로
10: 기판
22a: 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층
22b: 광도파로측 제1 하부 클래드층
23a: 파이버 가이드 코어 패턴
23b: 광신호 전달용 코어 패턴
24a: 파이버 가이드측 상부 클래드층
24b: 광도파로측 상부 클래드층
25: 슬릿 홈
25A, 25B, 25C, 25D: 접착제 도입 슬릿
30: V자 홈
31: 광로 변환 미러
32: 파이버 가이드 홈
40: 덮개재
50: 광파이버

Claims (18)

  1. 광파이버 가이드 부재 및 광도파로(光導波路)를 갖는 광파이버 커넥터로서,
    상기 광파이버 가이드 부재가, 기판의 일부를 구성하는 파이버 가이드측 기판부와, 상기 파이버 가이드측 기판부 상의 파이버 가이드 패턴과, 상기 파이버 가이드 패턴을 덮는 덮개재(蓋材)를 포함하고,
    상기 광도파로가, 상기 기판 중 상기 파이버 가이드측 기판부에 인접하는 광도파로측 기판부와, 상기 광도파로측 기판부 상의 광도파로측 제1 하부 클래드층과, 상기 광도파로측 제1 하부 클래드층 상의 광신호 전달용 코어 패턴과, 상기 광신호 전달용 코어 패턴 상의 광도파로측 상부 클래드층을 포함하고,
    상기 파이버 가이드 패턴은, 간격을 두고서 병렬된 복수개의 가이드 부재로 이루어져 있고,
    인접하는 2개의 가이드 부재와, 파이버 가이드측 기판부와, 파이버 가이드측 덮개재부 사이의 공간이 파이버 가이드 홈으로 되어 있고,
    상기 광신호 전달용 코어 패턴의 광로 방향의 연장선 상에 상기 파이버 가이드 홈이 존재하는 광파이버 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파이버 가이드 패턴이, 상기 파이버 가이드측 기판부 상의 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층, 상기 파이버 가이드측 기판부 상의 파이버 가이드 코어 패턴, 및 상기 파이버 가이드 코어 패턴 상의 파이버 가이드측 상부 클래드층으로 이루어지는 광파이버 커넥터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광파이버 가이드 부재가, 상기 광파이버 가이드 부재의 외부와 상기 파이버 가이드 홈을 연통하는 접착제 도입 슬릿을 갖는 광파이버 커넥터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 중, 상기 광도파로측 제1 하부 클래드층 및 상기 파이버 가이드측 제1 하부 클래드층이 존재하는 측의 표면층이 접착층인 광파이버 커넥터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층이 제2 하부 클래드층인 광파이버 커넥터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광도파로가, 상기 광신호 전달용 코어 패턴의 광로 상에 광로 변환 미러를 갖고 있고,
    상기 덮개재가, 상기 파이버 가이드 패턴 측을 덮는 파이버 가이드측 덮개재부와, 광로 변환 미러를 덮는 광도파로측 덮개재부를 갖고 있고,
    상기 광도파로측 덮개재부가 상기 광로 변환 미러 보강부로 되어 있는 광파이버 커넥터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판이 전기 배선판인 광파이버 커넥터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버 가이드 홈의 폭이, 상기 광파이버 가이드 부재에 고정되는 광파이버의 직경 이상이고, 상기 파이버 가이드 홈의 높이가 상기 광파이버의 직경 이상인 광파이버 커넥터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판과 상기 광신호 전달용 코어 패턴의 높이 방향의 중심과의 사이의 거리에서, 상기 광파이버 가이드 부재에 고정되는 광파이버의 반경을 뺀 값 α1이 0.5~15 ㎛이고,
    상기 파이버 가이드 홈의 높이에서 상기 광파이버의 직경을 뺀 값 α2가 1.0~30 ㎛인 광파이버 커넥터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광신호 전달용 코어 패턴의 높이 방향의 중심과 상기 덮개재 사이의 거리에서, 상기 광파이버 가이드 부재에 고정되는 광파이버의 반경을 뺀 값 α3이 0.5~15 ㎛인 광파이버 커넥터.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 광신호 전달용 코어 패턴의 높이 방향의 중심과 상기 덮개재 사이의 거리에서, 상기 광파이버 가이드 부재에 고정되는 광파이버의 반경을 뺀 값 α3과, 값 α1과의 차의 절대치 α4가 0~7.5 ㎛인 광파이버 커넥터.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이버 가이드 홈의 폭에서 상기 광파이버의 직경을 뺀 값 α5가 1.0 ㎛~30 ㎛인 광파이버 커넥터.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재한 광파이버 커넥터의 제조 방법으로서,
    기판 상에 제1 하부 클래드층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 홈을 형성하여야 할 부위에 존재하는 제1 하부 클래드층을 제거하여, 광도파로측 제1 하부 클래드층을 형성하는 제1 공정,
    상기 광도파로측 제1 하부 클래드층이 형성된 기판 상에, 코어 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 파이버 가이드 코어 패턴과 광신호 전달용 코어 패턴을 일괄적으로 형성하는 제2 공정,
    상기 파이버 가이드 코어 패턴과 상기 광신호 전달용 코어 패턴이 형성된 기판 상에, 상부 클래드층 형성용 수지층을 적층한 후, 에칭에 의해서 상기 파이버 가이드 홈을 형성하여야 할 부위에 존재하는 상부 클래드층 형성용 수지층을 제거하여, 파이버 가이드측 상부 클래드층, 광도파로측 상부 클래드층 및 파이버 가이드 홈을 형성하는 제3 공정, 및
    상기 파이버 가이드 홈을 덮는 덮개재를 형성하는 제4 공정을 포함하는 광파이버 커넥터의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 제3 공정 후에, 상기 파이버 가이드 홈과 상기 광도파로측 하부 클래드층과의 경계를 따라서, 기판 표면에 슬릿 홈을 형성하는 제5 공정을 포함하는 광파이버 커넥터의 제조 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 제3 공정 후 또는 제4 공정 후에, 기판의 두께 방향으로 관통하여 파이버 가이드 홈까지 연통하는 접착제 도입 슬릿을 형성하는 광파이버 커넥터의 제조 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제4 공정 후에, 덮개재의 두께 방향으로 관통하여 파이버 가이드 홈까지 연통하는 접착제 도입 슬릿을 형성하는 광파이버 커넥터의 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재한 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에, 접착제를 충전하는 동시에 광파이버를 삽입 배치하는 공정을 포함하는 광파이버 커넥터와 광파이버의 접속 방법.
  18. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재한 광파이버 커넥터와, 상기 광파이버 커넥터의 파이버 가이드 홈에 배치된, 광파이버 및 접착제를 갖는, 광파이버 커넥터와 광파이버의 조립체.
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