WO2014084142A1 - 光配線部品および電子機器 - Google Patents

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WO2014084142A1
WO2014084142A1 PCT/JP2013/081524 JP2013081524W WO2014084142A1 WO 2014084142 A1 WO2014084142 A1 WO 2014084142A1 JP 2013081524 W JP2013081524 W JP 2013081524W WO 2014084142 A1 WO2014084142 A1 WO 2014084142A1
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optical waveguide
optical
hole
wiring component
ferrule
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PCT/JP2013/081524
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藤原 大輔
藤原 誠
加藤 正明
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住友ベークライト株式会社
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    • G02B6/4292Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical wiring component and an electronic apparatus.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-263479 for which it applied to Japan on November 30, 2012, and uses the content here.
  • the optical waveguide has a linear core portion and a clad portion provided so as to cover the periphery thereof.
  • the core part is made of a material that is substantially transparent to the light of the optical carrier wave
  • the cladding part is made of a material having a refractive index lower than that of the core part.
  • the optical waveguide In the optical waveguide, light introduced from one end of the core portion is conveyed to the other end while being reflected at the boundary with the cladding portion.
  • a light emitting element such as a semiconductor laser is disposed on the incident side of the optical waveguide, and a light receiving element such as a photodiode is disposed on the emission side. Light incident from the light emitting element propagates through the optical waveguide, is received by the light receiving element, and performs communication based on the flickering pattern of the received light or its intensity pattern.
  • optical waveguides are generally responsible for short-distance optical communications, whereas optical fibers are used for long-distance optical communications. Therefore, by connecting these, it becomes possible to connect the local network and the backbone network.
  • a form in which the end face of the optical waveguide and the end face of the optical fiber are held in contact with each other is employed (see, for example, Patent Document 1).
  • a coupling mechanism that can be fitted to each other is used.
  • the first ferrule that holds the end of the optical waveguide and the second ferrule that holds the end of the optical fiber are coupled by fitting the alignment pin and the fitting hole.
  • the optical waveguide described in Patent Document 1 has a band shape, and the lower surface is bonded onto the substrate.
  • the first ferrule has an optical wiring receiving groove, and the first ferrule is fixed on the substrate in a state where the optical waveguide is received in the optical wiring receiving groove.
  • the end portion of the optical waveguide is in a state where the upper surface and both side surfaces are covered with the first ferrule and the lower surface is covered with the substrate.
  • an adhesive is filled in the gap between the optical waveguide and the optical wiring housing groove, and the first ferrule is fixed.
  • the optical waveguide disclosed in Patent Document 1 is fixed to the substrate with the lower surface of the optical waveguide and the upper surface and both side surfaces of the optical waveguide to the first ferrule with an adhesive.
  • an accelerated test such as a temperature cycle test, or when placed in an environment such as a high temperature and high humidity
  • the transmission efficiency of the optical waveguide is reduced in the vicinity of the first ferrule, and the light with the optical fiber is reduced.
  • the coupling efficiency in the coupling may decrease.
  • transmission loss increases in an optical waveguide when pressure is applied.
  • An object of the present invention is to provide an optical wiring component capable of connecting an optical waveguide with high coupling efficiency to another optical component while suppressing a decrease in transmission efficiency, and a highly reliable electronic device including the optical wiring component. It is to provide.
  • a strip-shaped optical waveguide A ferrule having a through-hole penetrating from the proximal end to the distal end, An optical wiring component obtained by inserting a part of the optical waveguide in the longitudinal direction into the through hole, At least one of the two main surfaces of the optical waveguide is fixed to the inner wall of the through hole, and a gap is provided between the two side surfaces of the optical waveguide and the inner wall of the through hole.
  • the ferrule is composed of a main body in which a groove that defines a part of the through hole is formed, and a lid that defines the through hole by closing an open portion of the groove.
  • the ferrule includes a main body in which a groove that defines a part of the through hole is formed, and a lid that defines the through hole by closing an open portion of the groove.
  • (6) a strip-shaped optical waveguide; A ferrule with a groove extending from the proximal end to the distal end, An optical wiring component in which a part of the optical waveguide in the longitudinal direction is housed in the groove, One of the two main surfaces of the optical waveguide is fixed to the inner wall of the groove, and a gap is provided between the two side surfaces of the optical waveguide and the inner wall of the through hole. Wiring parts.
  • An electronic apparatus comprising the optical wiring component according to any one of (1) to (6) above.
  • an optical wiring component capable of connecting an optical waveguide with high coupling efficiency to other optical components while suppressing a decrease in transmission efficiency. Moreover, according to this invention, a reliable electronic device provided with the said optical wiring component is obtained.
  • FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an optical wiring component of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an optical wiring component of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an optical wiring component of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an optical wiring component of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the optical wiring component of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the optical wiring component of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an optical wiring component of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a ferrule included in the optical wiring component of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB
  • FIG. 4 is a perspective view showing only an optical waveguide included in the optical wiring component of FIG. 1 in an enlarged manner.
  • the upper part in FIG. 3 is referred to as “upper” and the lower part is referred to as “lower”.
  • An optical wiring component 10 shown in FIG. 1 has an optical waveguide 1 and a ferrule 5 provided at an end of the optical waveguide 1.
  • the optical waveguide 1 shown in FIG. 1 is a strip having a long cross-sectional shape with a thickness smaller than the width.
  • an optical signal can be transmitted between one end and the other end in the longitudinal direction.
  • one end portion of the optical waveguide 1 in each drawing is also referred to as a “tip portion”, and an end face at one end is also referred to as a “tip surface”.
  • the optical waveguide 1 includes a laminate in which a clad layer 11, a core layer 13, and a clad layer 12 are laminated in this order from below.
  • the core layer 13 shown in FIG. 4 is formed with two long core portions 14 provided in parallel and side clad portions 15 adjacent to the side surfaces of the core portions 14.
  • a ferrule 5 is provided at the tip of the optical waveguide 1 shown in FIG. 1 so as to cover the tip. That is, the ferrule 5 has a through hole 50, and the distal end portion of the optical waveguide 1 is inserted into the through hole 50.
  • the ferrule 5 is configured so that one end surface thereof is aligned with the front end surface of the optical waveguide 1.
  • one end of the ferrule 5 in each drawing is referred to as a “tip”
  • an end face of one end is referred to as a “tip face”
  • the other end of the ferrule 5 serving as an insertion port of the optical waveguide 1 is referred to as a “base end”.
  • the end surface at the other end is referred to as a “base end surface”.
  • the through hole 50 is formed to penetrate from the base end to the tip end of the ferrule 5.
  • the ferrule 5 includes a main body 51 having a groove 501 formed from the front end to the base end, and a lid provided so as to close the upper open portion of the groove 501 while being in the groove 501. 52.
  • FIG. 2 illustrates a state before the lid body 52 is accommodated in the groove 501, that is, a disassembled state of the ferrule 5.
  • a surface positioned at the bottom is a bottom surface 5011, and two surfaces erected upward from the bottom surface 5011 are side surfaces 5012.
  • the lower surface of the through-hole 50 is constituted by the bottom surface 5011 of the groove 501, both side surfaces are constituted by the side surfaces 5012 of the groove 501, and the upper surface is constituted by the lower surface 521 of the lid body 52.
  • the tip portion of the optical waveguide 1 is inserted into the through hole 50, and the both are fixed to form the optical wiring component 10.
  • the closing of the upper open portion of the groove 501 with the lid 52 means that the lid body 52 is placed so as to close the upper open portion, thereby making the groove 501 a substantial “hole”. At this time, it is not necessary that the main body 51 and the lid 52 are in contact with each other.
  • the lower surface 101 of the tip portion of the optical waveguide 1 is fixed to the bottom surface 5011 of the groove 501 through the adhesive layer 55. Further, the upper surface 102 of the distal end portion of the optical waveguide 1 is fixed to the lower surface 521 of the lid body 52 via the adhesive layer 56.
  • both side surfaces 103 and 103 of the distal end portion of the optical waveguide 1 are separated from the inner wall of the groove 501, and the both side surfaces 103 and 103 of the optical waveguide 1 and the side surface 5012 of the groove 501. A gap is provided between each of the two. Therefore, in the optical wiring component 10 shown in FIG. 1, the lid body 52 is not directly fixed to the main body 51 but is indirectly fixed via the optical waveguide 1.
  • both the two main surfaces of the strip-shaped optical waveguide 1 are fixed to the inner wall of the through-hole 50, while the two side surfaces of the optical waveguide 1 are the through-holes, respectively.
  • a space is provided between the two side surfaces of the optical waveguide and the inner wall of the through hole.
  • the side surface of the lid 52 is also separated from the inner wall of the groove side surface 5012 and provided with a gap.
  • the two main surfaces, the lower surface 101 and the upper surface 102, are fixed to the inner wall of the through-hole 50 through the adhesive layer 55 and the adhesive layer 56.
  • the two side surfaces 103 are separated from the inner wall of the through hole 50, and a gap is provided between the two side surfaces of the optical waveguide and the inner wall of the through hole.
  • the optical waveguide 1 and the ferrule 5 can be securely fixed, and an increase in transmission loss due to local stress concentration can be suppressed.
  • an optical wiring component 10 that achieves high transmission efficiency in the optical waveguide 1 even in an environment where the temperature changes drastically and also in a high humidity environment and can be connected to other optical components with high coupling efficiency is obtained. .
  • the lid body 52 since the lid body 52 is not directly fixed to the main body 51 but indirectly fixed via the optical waveguide 1, the lid body 52 performs the function of protecting the optical waveguide 1, It can move following the optical waveguide 1. In other words, the lid body 52 can move independently of the main body 51. For this reason, the lid 52 can protect the optical waveguide 1 without causing stress concentration on the optical waveguide 1.
  • the through hole 50 since the through hole 50 according to the present embodiment has the lower surface and both side surfaces formed by the grooves 501, and the upper surface is formed by the lower surface 521 of the lid body 52, the optical waveguide 1 is inserted into the through hole 50.
  • the optical waveguide 1 can be accommodated in the groove 501, and then the cover body 52 can be placed so as to close the upper open portion of the groove 501. That is, the optical waveguide 1 can be placed in the through hole 50 while forming the through hole 50. For this reason, after forming the through-hole 50, compared with the case where the optical waveguide 1 is inserted in the through-hole 50, there exists an advantage that an assembly operation becomes easy.
  • the separation distance L1 (see FIG. 3A) between the side surface 103 of the optical waveguide 1 and the side surface 5012 of the groove 501 is appropriately set according to the size of the optical waveguide 1 and the ferrule 5, and is preferably not limited, but preferably 5 to 1, 000 ⁇ m, more preferably about 10 to 750 ⁇ m, even more preferably about 15 to 500 ⁇ m, and particularly preferably about 25 to 350 ⁇ m.
  • By setting the separation distance L1 within the above range it is possible to sufficiently suppress a decrease in transmission efficiency even in an environment with a large temperature change, and to avoid a significant increase in the size of the optical wiring component 10.
  • the separation distance L1 between the side surface 103 of the optical waveguide 1 and the side surface 5012 of the groove 501 may include a region that is locally outside the range of the separation distance. In that case, the area ratio of this region is preferably 30% or less.
  • the lubricity (slidability) between the optical waveguide 1 and the groove 501 can be improved by performing a mold release process on at least one of the side surface 103 of the optical waveguide 1 and the side surface 5012 of the groove 501.
  • the range of the separation distance L1 is preferably 0.001 to 1,000 ⁇ m, more preferably
  • the film can be expanded to 0.1 to 500 ⁇ m, more preferably 1 to 200 ⁇ m.
  • Examples of the release treatment include a treatment for applying or forming a release agent on the surface to be treated, a surface modification treatment such as a plasma treatment, and the like.
  • Examples of the release agent include fluorine release agents, silicon release agents, polyethylene release agents, polypropylene release agents, paraffin release agents, montan release agents, carnauba release agents. An agent etc. are mentioned, The thing containing 1 type of these, or a 2 or more types of mixture is used.
  • the separation distance between the lid 52 and the side surface 5012 of the groove 501 is the same as the separation distance L1.
  • the separation distance L2 (see FIG. 3A) between the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid 52, that is, the thickness of the adhesive layer 56 is also appropriately set according to the size of the optical waveguide 1 and the ferrule 5.
  • the thickness is preferably about 10 to 2,000 ⁇ m, more preferably about 15 to 1,000 ⁇ m, still more preferably about 100 to 1,000 ⁇ m, and particularly preferably about 300 to 800 ⁇ m.
  • the separation distance L2 between the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid body 52 may include a region that is locally outside the range of the separation distance. In that case, the area ratio of this region is preferably 30% or less.
  • the separation distance L2 may be smaller than, equal to, or greater than the separation distance L1, but is preferably about 30 to 300%, more preferably about 50 to 200% of the separation distance L1. More preferred. Thereby, the optical waveguide 1 can be more accurately and reliably fixed to the ferrule 5.
  • the thickness of the adhesive layer 55 provided on the upper surface 102 of the optical waveguide 1 may be different from the thickness of the adhesive layer 56 provided on the lower surface 101 of the optical waveguide 1, but is preferably equal.
  • the rigidity of the adhesive layer 55 and the adhesive layer 56 can be made equal, and stress concentration and the like due to the difference in rigidity can be avoided.
  • the optical waveguide 1 is a long member having a band shape in plan view, and transmits an optical signal from one end to the other end.
  • the two core portions 14 shown in FIG. 4 are surrounded by the clad portion (side clad portion 15 and each clad layer 11, 12), so that light can be confined and propagated in the core portion 14.
  • the refractive index of the core portion 14 may be larger than the refractive index of the cladding portion, but the difference is preferably 0.3% or more, and more preferably 0.5% or more.
  • the upper limit value is not particularly set, but is preferably about 5.5%. If the difference in refractive index is less than the lower limit value, the effect of propagating light may be reduced. On the other hand, if the difference in refractive index exceeds the upper limit value, further improvement in light transmission efficiency cannot be expected.
  • the refractive index difference is expressed by the following equation when the refractive index of the core portion 14 is A and the refractive index of the cladding portion is B.
  • Refractive index difference (%)
  • the refractive index distribution in the width direction in the cross section of the core portion 14 may be any shape distribution.
  • This refractive index distribution may be a so-called step index (SI) type distribution in which the refractive index changes discontinuously, or a so-called graded index (GI) type distribution in which the refractive index changes continuously. May be. If the SI type distribution is used, it is easy to form a refractive index distribution. If the GI type distribution is used, the probability that the signal light is collected in a region having a high refractive index is increased, so that transmission efficiency is improved.
  • SI step index
  • GI graded index
  • the core portion 14 may be linear or curved in plan view. Furthermore, the core part 14 may branch or cross
  • the cross-sectional shape of the core portion 14 is not particularly limited, and may be a circle such as a perfect circle, an ellipse, or an oval, or a polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, or a hexagon. By being (rectangular), there is an advantage that the core portion 14 can be easily formed.
  • the width and height of the core part 14 are not particularly limited, but are preferably about 1 to 200 ⁇ m, more preferably about 5 to 100 ⁇ m, and more preferably 10 to 70 ⁇ m. More preferably, it is about. Thereby, it is possible to increase the density of the core portion 14 while suppressing a decrease in the transmission efficiency of the optical waveguide 1.
  • the width of the side cladding portion 15 located between the core portions 14 is preferably about 5 to 250 ⁇ m, and preferably 10 to 200 ⁇ m. More preferably, it is about 10 to 120 ⁇ m. Thereby, it is possible to increase the density of the core portion 14 while preventing the optical signals from being mixed (crosstalk) between the core portions 14.
  • the constituent material (main material) of the core layer 13 as described above is, for example, acrylic resin, methacrylic resin, polycarbonate, polystyrene, cyclic ether resin such as epoxy resin or oxetane resin, polyamide, polyimide, poly Benzoxazole, polysilane, polysilazane, silicone resin, fluorine resin, polyurethane, polyolefin resin, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, polyester such as PET and PBT, polyethylene succinate, polysulfone, polyether, benzocyclo
  • resin materials such as cyclic olefin resins such as butene resin and norbornene resin
  • glass materials such as quartz glass and borosilicate glass can be used.
  • the resin material may be a composite material in which materials having different compositions are combined.
  • the average thickness of the cladding layers 11 and 12 is preferably about 0.05 to 1.5 times the average thickness of the core layer 13, and more preferably about 0.1 to 1.25 times. Specifically, the average thickness of the cladding layers 11 and 12 is preferably about 1 to 200 ⁇ m, more preferably about 3 to 100 ⁇ m, and further preferably about 5 to 60 ⁇ m. Thereby, the function as a clad part is ensured while preventing the optical waveguide 1 from becoming thicker than necessary.
  • constituent material of the cladding layers 11 and 12 for example, the same material as the constituent material of the core layer 13 described above can be used, and in particular, (meth) acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, It is preferably at least one selected from the group consisting of polyimide resins, fluorine resins, and polyolefin resins, and (meth) acrylic resins or epoxy resins are more preferable.
  • the refractive index distribution in the thickness direction of the cross section of the optical waveguide 1 is not particularly limited, and examples thereof include SI type and GI type distributions.
  • the width of the optical waveguide 1 is not particularly limited, but is preferably about 2 to 100 mm, more preferably about 3 to 50 mm.
  • the number of the core portions 14 formed in the optical waveguide 1 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 100.
  • the optical waveguide 1 may be multilayered as necessary.
  • the optical waveguide 1 shown in FIG. 4 can be multilayered by alternately stacking core layers and cladding layers.
  • the optical waveguide 1 shown in FIG. 4 includes a support film 2 as a lowermost layer and a cover film 3 as an uppermost layer.
  • constituent material of the support film 2 and the cover film 3 examples include various resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyimide, and polyamide.
  • PET polyethylene terephthalate
  • polyolefin such as polyethylene and polypropylene
  • polyimide such as polyimide
  • polyamide such as polyamide
  • the average thickness of the support film 2 and the cover film 3 is not particularly limited, but is preferably about 5 to 500 ⁇ m, more preferably about 10 to 400 ⁇ m. Thereby, since the support film 2 and the cover film 3 will have moderate rigidity, while supporting the core layer 13 reliably, the core layer 13 can be reliably protected from external force and an external environment.
  • the gap between the clad layer 11 and the support film 2 and the gap between the clad layer 12 and the cover film 3 are each via a member such as an adhesive, an adhesive, an adhesive sheet, and an adhesive sheet, or by thermocompression bonding. It is glued.
  • the ferrule 5 is provided at the tip of the optical waveguide 1 and can optically connect the optical waveguide 1 to other optical components.
  • the ferrule 5 may include a part conforming to various connector standards. Examples of such connector standards include a miniature MT connector, an MT connector defined in JIS C 5981, a 16MT connector, and a two-dimensional array type. MT connector, MPO connector, MPX connector, etc. are mentioned.
  • two guide holes 511 are opened at the front end surface of the main body 51 of the ferrule 5 according to the present embodiment.
  • the guide hole 511 is formed so as to penetrate from the proximal end surface to the distal end surface of the ferrule 5.
  • guide pins provided on the other optical component side are inserted into these guide holes 511. Thereby, while aligning the ferrule 5 and another optical component, both can be fixed. That is, the guide hole 511 is used as a connection mechanism for connecting the optical waveguide 1 to other optical components.
  • guide hole 511 may not be opened on the base end surface as long as the guide hole 511 is open on the distal end surface.
  • connection may be made by using a locking structure using a locking by a claw, an adhesive, or the like.
  • cross-sectional shape of the through hole 50 of the ferrule 5 may be constant from the base end to the tip end, but may change in the middle.
  • the ferrule 5 is configured such that the height of the through hole 50 gradually increases toward the base end surface of the ferrule 5 as shown in FIG. 3B.
  • a part of the base end side of the bottom surface 5011 of the groove 501 is curved such that the downward inclination gradually increases as it goes toward the base end. That is, a part of the base end side of the bottom surface 5011 is a curved surface 5011a, and the curvature gradually increases toward the base end.
  • a part of the base end side of the lower surface 521 of the lid body 52 is curved so that the upward inclination gradually increases as it goes toward the base end. That is, a part of the base end side of the lower surface 521 is a curved surface 521a, and the curvature gradually increases toward the base end.
  • the optical waveguide 1 when the through-hole 50 has such a configuration, as shown in FIG. 3B, when the optical waveguide 1 is inserted into the through-hole 50, the distance between the optical waveguide 1 and the bottom surface 5011 of the groove 501. In addition, the distance between the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid 52 gradually increases toward the base end. Due to such a gap, the optical waveguide 1 can be curved along the bottom surface 5011 and the bottom surface 521 when an external force that pulls upward or downward in FIG. 3B is applied to the optical waveguide 1. As a result, the optical waveguide 1 is gently bent along the curved surface 5011a and the curved surface 521a, and abrupt bending is suppressed. As a result, it is possible to prevent the occurrence of problems such as a decrease in transmission efficiency and disconnection due to a sharp bend.
  • the optical waveguide 1 can move relatively freely according to the external force until the optical waveguide 1 receiving the external force contacts the bottom surface 5011 of the groove 501 and the lower surface 521 of the lid body 52. During this time, an external force can be passed, so that the optical waveguide 1 can be prevented from coming out of the through hole 50.
  • the length L3 of the curved surface 5011a of the bottom surface 5011 and the length L3 of the curved surface 521a of the lower surface 521 are preferably about 5 to 50% of the total length L4 of the ferrule 5, and are about 10 to 40%. More preferably.
  • the ratio of L3 to L4 within the above range, reliable fixation of the optical waveguide 1 to the ferrule 5 and durability against the external force of the optical wiring component 10 can be made highly compatible. That is, if L3 / L4 is less than the lower limit value, the tolerance for the external force of the optical wiring component 10 may be reduced. On the other hand, if L3 / L4 exceeds the upper limit value, the fixing force is reduced and strong force is reduced. There is a risk that the lock may be released when pulled with the.
  • phenol resin epoxy resin, olefin resin, urea resin, melamine resin, various resin materials such as unsaturated polyester resin, stainless steel, aluminum alloy, etc. Various metal materials etc. are mentioned.
  • the connecting portion be as flexible as possible.
  • the connecting portion can be made of a rubber material, a resin material or the like. Even when the connecting portion is made of the same material as the ferrule 5, the connecting portion is made thin and the rigidity of the connecting portion is suppressed, so that the main body 51 and the lid body 52 are substantially separated. The same action and effect can be obtained.
  • Adhesive layer examples of the constituent material of the adhesive layers 55 and 56 include a cured product of an adhesive and a cured product of a bonding sheet.
  • adhesives for example, epoxy adhesives, acrylic adhesives, urethane adhesives, silicone adhesives, olefin adhesives, various hot melt adhesives (polyesters, modified olefins), etc. Can be mentioned.
  • the bonding sheet for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol
  • novolak epoxy resins such as novolac epoxy resins
  • aromatic epoxy resins such as trisphenolmethane triglycidyl ether
  • various epoxy resins such as naphthalene epoxy resins and dicyclopentadiene epoxy resins
  • polyimide polyamideimide
  • imide resins, silicone resins, phenol resins, urea resins and the like can be used, and one or more of these can be used in combination.
  • the constituent material of the bonding sheet is acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), reactive terminal carboxyl group NBR (CTBN), styrene-butadiene rubber (SBR), polybutadiene, acrylic rubber, etc.
  • These rubber components may include thermoplastic resins such as vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin, polyacrylonitrile resin, vinyl urethane resin, polyester resin, and polyamide resin.
  • the content of the rubber component and the thermoplastic resin is preferably about 10 to 200 parts by mass, more preferably about 20 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin.
  • the tensile elastic modulus (Young's modulus) of the adhesive layers 55 and 56 is slightly different depending on the size of the optical waveguide 1, the separation distance L2, etc., but is preferably about 100 to 20,000 MPa, more preferably 300 to 15, 000 MPa, more preferably about 500 to 12,500 MPa, and particularly preferably about 1,000 to 10,000 MPa.
  • the optical waveguide 1 is more securely fixed to the ferrule 5, and the stress concentration in the optical waveguide 1 is more reliably relaxed and transmitted. An increase in loss can be suppressed.
  • the tensile elastic modulus of the adhesive layers 55 and 56 is measured in accordance with the method specified in JIS K 7127, and the measurement temperature is 25 ° C.
  • the glass transition temperature of the adhesive layers 55 and 56 is preferably about 30 to 180 ° C., more preferably about 35 to 140 ° C. By setting the glass transition temperature of the adhesive layers 55 and 56 within the above range, the heat resistance of the optical wiring component 10 can be further increased.
  • the glass transition temperature of the adhesive layers 55 and 56 can be measured by a dynamic viscoelasticity measurement method (DMA method).
  • DMA method dynamic viscoelasticity measurement method
  • the side surfaces 103 and 103 of the optical waveguide 1 and the side surfaces 5012 and 5012 of the groove 501 are separated from each other, and a gap is provided between the two side surfaces of the optical waveguide and the inner wall of the through hole.
  • the adhesive layers 55 and 56 are preferably separated from the side surfaces 5012 and 5012 of the groove 501 as shown in FIG. 3A. Thereby, it can suppress more reliably that local stress concentration generate
  • the separation distance in this case is set similarly to the separation distance L1.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the optical wiring component of the present invention
  • FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB.
  • FIG. 5 and FIGS. 6A and 6B the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the ferrule 5 is different.
  • the main body 51 and the lid body 52 are not separated but have an integral structure. Therefore, in the ferrule 5 shown in FIG. 5, there is no gap between the lid 52 and the main body 51 in FIG.
  • a through hole 50 is formed from the base end to the tip, and the tip of the optical waveguide 1 is inserted therein.
  • the lower inner wall surface is referred to as “lower surface 5001”
  • the upper inner wall surface is referred to as “upper surface 5002”
  • the side inner wall surface is referred to as “side surface 5003”.
  • the lower surface 101 of the distal end portion of the optical waveguide 1 and the lower surface 5001 of the through hole 50 are bonded via an adhesive layer 55 as in the first embodiment.
  • the side surfaces 103, 103 at the tip of the optical waveguide 1 and the side surfaces 5003, 5003 of the through hole 50 are spaced apart from each other as in the first embodiment, and the two side surfaces of the optical waveguide and the inner wall of the through hole are separated from each other. There is a gap between them.
  • the top surface 102 of the distal end portion of the optical waveguide 1 and the top surface 5002 of the through hole 50 are spaced apart from each other and a gap is provided between them. . Also in such an optical wiring component 10, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the handling property in the assembly work of the optical wiring component 10 is improved, and the work efficiency can be increased.
  • the distance L2 between the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the upper surface 5002 of the through-hole 50 is about 30 to 300% of the distance L1 between the side surface 103 of the optical waveguide 1 and the side surface 5003 of the through-hole 50. Preferably, it is about 50 to 200%. Thereby, the optical waveguide 1 can be more accurately and reliably fixed to the ferrule 5.
  • the lubricity (slidability) between the optical waveguide 1 and the through hole 50 can be improved by performing the above-described mold release treatment on the upper surface 102 of the optical waveguide 1 or the upper surface 5002 of the through hole 50. it can. Thereby, even if the separation distance L2 is further narrowed, the above-described effects can be obtained.
  • the range of the separation distance L2 is preferably 0.001 to 1,000 ⁇ m, more preferably. Can be reduced to 0.1 to 500 ⁇ m, more preferably 1 to 200 ⁇ m. Thereby, while being able to relieve
  • the thickness of the adhesive layer 55 is preferably equal to or smaller than the separation distance L2. Thereby, it is possible to prevent the optical waveguide 1 from being tilted with variation in thickness while securing the fixing force of the adhesive layer 55.
  • FIG. 7A is a view showing a third embodiment of the optical wiring component of the present invention, which is a transverse sectional view of the ferrule, and FIG. 7B is a longitudinal sectional view of the ferrule.
  • FIG. 8 is a modification of the optical wiring component shown in FIG.
  • the third embodiment will be described, but the description will focus on the differences from the first and second embodiments, and description of similar matters will be omitted.
  • 7A, 7B and 8 the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.
  • the third embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the ferrule 5 is different.
  • the upper surface of the main body 51 and the lower surface 521 of the lid body 52 are bonded and fixed via an adhesive layer 57.
  • the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid 52 are separated from each other, and a gap is provided between the two.
  • the separation distance between the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid 52 can be easily adjusted by appropriately changing the thickness of the adhesive layer 57. 7A and 7B, the distance between the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid 52 is changed flexibly according to the thickness of the optical waveguide 1 inserted into the through hole 50. It can be changed and is highly versatile.
  • a part of the lower surface 521 of the lid 52 may protrude downward.
  • the distance between the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid 52 is adjusted by the protruding amount of the protruding portion 521b.
  • the ferrule 5 shown in FIG. 8 can also change the separation distance between the upper surface 102 of the optical waveguide 1 and the lower surface 521 of the lid 52 according to the thickness of the optical waveguide 1 inserted into the through hole 50. It becomes a high quality thing.
  • the protruding portion 521b is accommodated in the groove 501, the alignment of the main body 51 and the lid body 52 when the optical wiring component 10 is assembled can be easily performed.
  • FIG. 9A is a view showing a fourth embodiment of the optical wiring component of the present invention, which is a transverse sectional view of the ferrule, and FIG. 9B is a longitudinal sectional view of the ferrule.
  • the fourth embodiment will be described, but the description will focus on the differences from the first to third embodiments, and the description of the same matters will be omitted.
  • 9A and 9B the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.
  • the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the ferrule 5 is different.
  • the configuration of the ferrule 5 shown in FIGS. 9A and 9B is a configuration in which the lid 52 is omitted from the ferrule 5 shown in FIG. Also in such a ferrule 5, both side surfaces 103 and 103 of the front-end
  • the groove 501 may be filled with a sealing material as necessary. At this time, the sealing material is prevented from entering the gaps between the side surfaces 103 and 103 at the front end of the optical waveguide 1 and the side surfaces 5012 and 5012 of the groove 501.
  • a curable encapsulant it is possible to prevent entry into a small gap by optimizing the fluidity of the encapsulant before curing.
  • a procedure may be taken in which a spacer is inserted so as to fill this gap, the sealing material is filled in the groove 501 in this state, and the spacer is removed after the sealing material is cured.
  • the optical wiring component of the present invention as described above can suppress a decrease in transmission efficiency in the optical waveguide even when connected to other optical components. Therefore, by providing the optical wiring component of the present invention, a highly reliable electronic device (electronic device of the present invention) capable of performing high-quality optical communication is obtained.
  • Examples of the electronic device including the optical wiring component of the present invention include electronic devices such as a mobile phone, a game machine, a router device, a WDM device, a personal computer, a television, and a home server. In any of these electronic devices, it is necessary to transmit a large amount of data at high speed between an arithmetic device such as an LSI and a storage device such as a RAM. Therefore, by providing such an electronic device with the optical wiring component of the present invention, problems such as noise and signal degradation peculiar to electric wiring can be eliminated, and a dramatic improvement in performance can be expected.
  • the amount of heat generated in the optical waveguide portion is greatly reduced compared to electrical wiring. For this reason, the electric power required for cooling can be reduced and the power consumption of the whole electronic device can be reduced.
  • optical wiring component of this invention and the electronic device which comprises the same were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
  • the ferrule according to each of the above-described embodiments may be attached to one end of the optical waveguide, while a different ferrule or connector may be attached to the other end, and the light receiving / emitting element is mounted in the optical path conversion unit. It may be. Further, no ferrule or the like may be attached to the other end.
  • Example 1 Production of optical wiring components (Example 1) First, an epoxy adhesive (Young's modulus: 2000 MPa) was applied to the lower surface and the upper surface, respectively, of the tip portion of the optical waveguide made of norbornene resin. In addition, the thing with a length of 80 mm in which 48 core parts were formed was used for the optical waveguide.
  • an epoxy adhesive Young's modulus: 2000 MPa
  • a ferrule made of polyphenylene sulfide (PPS) resin having the shape shown in FIG. 2 was prepared, and the tip of the optical waveguide was placed in a groove formed in the main body. At this time, the front end surface of the optical waveguide and the front end surface of the ferrule body were made to coincide.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the lid was placed on the optical waveguide.
  • the adhesive was then cured to complete the bonding and assembly. Thereby, the optical wiring component shown in FIG. 1 or FIG. 3 was obtained.
  • the separation distance between the lower surface of the optical waveguide and the bottom surface of the groove, and the separation distance L2 between the upper surface of the optical waveguide and the lower surface of the lid, that is, the thickness of the adhesive layer, were measured to be 10 ⁇ m, respectively.
  • Example 2 An optical wiring component was obtained in the same manner as in Example 1 except that the separation distance L1 between the side surface of the optical waveguide and the lid and the side surface of the groove was changed to 350 ⁇ m.
  • Example 3 An optical wiring component was obtained in the same manner as in Example 1 except that the separation distance L1 between the side surface of the optical waveguide and the lid and the side surface of the groove was changed to 500 ⁇ m.
  • Example 4 An optical wiring component was obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance L1 between the side surface of the optical waveguide and the lid and the side surface of the groove was changed to 100 ⁇ m.
  • Example 5 An optical wiring component was obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance L1 between the side surface of the optical waveguide and the lid and the side surface of the groove was changed to 20 ⁇ m.
  • Example 6 First, an epoxy adhesive (Young's modulus: 2000 MPa) was applied to the lower surface of the same optical waveguide tip as in Example 1.
  • a ferrule made of polyphenylene sulfide (PPS) resin having the shape shown in FIGS. 6A and 6B was prepared, and the tip portion of the optical waveguide was inserted into the through hole formed in the main body. At this time, the front end surface of the optical waveguide and the front end surface of the ferrule body were made to coincide.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the distance between the upper surface of the optical waveguide and the upper surface of the through hole was measured, it was 200 ⁇ m.
  • Example 7 The optical wiring is the same as in Example 6 except that the separation distance L1 between the side surface of the optical waveguide and the side surface of the through hole is changed to 300 ⁇ m, and the separation distance between the upper surface of the optical waveguide and the upper surface of the through hole is changed to 450 ⁇ m. I got the parts.
  • Example 8 First, an epoxy adhesive (Young's modulus: 2000 MPa) was applied to the lower surface of the same optical waveguide tip as in Example 1.
  • a ferrule made of polyphenylene sulfide (PPS) resin having a shape shown in FIGS. 7A and 7B was prepared, and the tip of the optical waveguide was placed in a groove formed in the main body. At this time, the front end surface of the optical waveguide and the front end surface of the ferrule body were made to coincide.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the distance between the upper surface of the optical waveguide and the upper surface of the through hole was measured, it was 500 ⁇ m.
  • Example 9 An optical wiring component in the same manner as in Example 8, except that the distance between the side surface of the optical waveguide and the side surface of the through hole is changed to 150 ⁇ m, and the distance between the upper surface of the optical waveguide and the upper surface of the through hole is changed to 250 ⁇ m. Got.
  • Example 10 First, an epoxy adhesive (Young's modulus: 2,000 MPa) was applied to the lower surface of the same optical waveguide tip as in Example 1.
  • a ferrule made of polyphenylene sulfide (PPS) resin having the shape shown in FIGS. 9A and 9B was prepared, and the tip of the optical waveguide was placed in a groove formed in the main body. At this time, the front end surface of the optical waveguide and the front end surface of the ferrule body were made to coincide.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • Example 11 Example 10 except that the distance between the side surface of the optical waveguide and the side surface of the through hole is changed to 350 ⁇ m, and the distance between the lower surface of the optical waveguide and the lower surface of the through hole, that is, the thickness of the adhesive layer is changed to 5 ⁇ m. In the same manner, an optical wiring component was obtained.
  • Example 12 First, a fluorine-based coating agent (Novec 1720, manufactured by Sumitomo 3M) was applied to the upper surface and side surfaces of the tip portion of the optical waveguide similar to that in Example 1.
  • Novec 1720 manufactured by Sumitomo 3M
  • an optical wiring component was manufactured in the same manner as in Example 6.
  • Example 13 First, a fluorine-based coating agent (Novec 1720, manufactured by Sumitomo 3M) was applied to the upper surface and side surfaces of the tip portion of the optical waveguide similar to that in Example 1.
  • Novec 1720 manufactured by Sumitomo 3M
  • an optical wiring component was manufactured in the same manner as in Example 6.
  • Example 14 An optical wiring component was obtained in the same manner as in Example 1 except that an acrylic adhesive (Young's modulus: 3,000 MPa) was used instead of the epoxy adhesive.
  • Example 1 Example 1 except that a ferrule having the shape shown in FIG. 2 was used and the epoxy adhesive (Young's modulus: 2,000 MPa) was filled in and adhered to the gap between the side surface of the lid and the side surface of the groove. In the same manner, an optical wiring component was obtained.
  • Comparative Example 2 Using the ferrule having the shape shown in FIG. 2, an epoxy adhesive (Young's modulus: 2,000 MPa) is used for the gap between the optical waveguide and the groove, the gap between the optical waveguide and the lid, and the gap between the lid and the main body. An optical wiring component was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was filled and adhered.
  • Example 5 The light is the same as in Example 10 except that the ferrule having the shape shown in FIG. 9 is used and the gap between the optical waveguide and the groove is filled with an epoxy adhesive (Young's modulus: 2,000 MPa) and bonded. Obtained wiring parts.
  • Insertion loss is 0.2 dB or less
  • Insertion loss is more than 0.2 dB and 0.5 dB or less
  • Insertion loss is more than 0.5 dB
  • Table 1 as a reference example, the results of a temperature cycle test for a single optical waveguide are also shown.
  • Insertion loss is 0.2 dB or less
  • Insertion loss is more than 0.2 dB and 0.5 dB or less
  • Insertion loss is more than 0.5 dB
  • Table 1 as a reference example, the results of the high-temperature and high-humidity test for the single optical waveguide are also shown.
  • the optical wiring components obtained in each example showed excellent durability even after the temperature cycle test, and no significant increase in insertion loss was observed even after the high temperature and high humidity test.
  • an optical wiring component that can suppress a decrease in transmission efficiency even in a severe environment and can connect an optical waveguide to other optical components with high coupling efficiency. It was recognized that
  • optical wiring components were manufactured in the same manner as in the above examples and comparative examples. When the above evaluation was performed on these optical wiring components, results showing the same tendency as the above results were obtained.
  • optical wiring component of the present invention a decrease in transmission efficiency is suppressed, and an optical waveguide can be connected to other optical components with high coupling efficiency.
  • the electronic device of the present invention has high reliability.

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Abstract

伝送効率の低下を抑制しつつ、他の光学部品に対して高い結合効率で光導波路を接続可能な光配線部品、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を目的とし、本発明は帯状の光導波路と、基端から先端にかけて貫通する貫通孔を備えたフェルールとを有し、前記貫通孔内に前記光導波路の長手方向の一部を挿入してなる光配線部品であって、前記光導波路の2つの主面のうちの少なくとも一方が前記貫通孔の内壁に固定され、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられていることを特徴とする光配線部品を提供する。

Description

光配線部品および電子機器
 本発明は、光配線部品および電子機器に関する。
本願は、2012年11月30日に日本に出願された特願2012-263479号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 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、第1フェルールが固定されている。
 上述したように、特許文献1に開示された光導波路は、その下面を基板に対し、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固定されている。ところが、温度サイクル試験のような加速試験に供されたとき、あるいは、高温高湿のような環境下に置かれたとき、第1フェルール近傍において光導波路の伝送効率が低下し、光ファイバーとの光結合における結合効率が低下することがある。一般的に光導波路では、圧力を加えることによって伝送損失が増大することが知られている。
特開2011-75688号公報
 そこで、本発明者は、伝送損失が増大するメカニズムと、これを抑制する方策について鋭意検討を重ねた。そして、加速試験や高温高湿環境下においては、光導波路とフェルールの線膨張係数の差によって応力集中が発生し、これによって伝送損失が増大していることを見出した。その上で、光導波路とフェルールとの間に適度な隙間を設けることで、光導波路とフェルールの固定状態を良好に維持しつつ、光導波路における応力集中を緩和して伝送損失の増大を抑制し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
 本発明の目的は、伝送効率の低下を抑制しつつ、他の光学部品に対して高い結合効率で光導波路を接続可能な光配線部品、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)~(7)の本発明により達成される。
 (1) 帯状の光導波路と、
 基端から先端にかけて貫通する貫通孔を備えたフェルールとを有し、
 前記貫通孔内に前記光導波路の長手方向の一部を挿入してなる光配線部品であって、
 前記光導波路の2つの主面のうちの少なくとも一方が前記貫通孔の内壁に固定され、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられていることを特徴とする光配線部品。
 (2) 前記フェルールは、前記貫通孔の一部を画成する溝が形成された本体と、前記溝の開放部を塞ぐことにより前記貫通孔を画成する蓋体とで構成されており、
 前記光導波路の2つの主面のうち、一方は前記溝の内壁に固定され、他方は前記蓋体に固定されている上記(1)に記載の光配線部品。
 (3) 前記蓋体は、少なくとも一部が前記溝内に収まった状態で前記溝の開放部を塞いでいる上記(2)に記載の光配線部品。
 (4) 前記蓋体は、前記溝の内壁から離間している上記(3)に記載の光配線部品。
 (5) 前記フェルールは、前記貫通孔の一部を画成する溝が形成された本体と、前記溝の開放部を塞ぐことにより前記貫通孔を画成する蓋体とで構成されており、
 前記蓋体は、前記本体のうちの前記溝以外の部位に固定されている上記(1)に記載の光配線部品。
 (6) 帯状の光導波路と、
 基端から先端にかけて延在する溝を備えたフェルールとを有し、
 前記溝内に前記光導波路の長手方向の一部を収めてなる光配線部品であって、
 前記光導波路の2つの主面のうちの一方が前記溝の内壁に固定され、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられていることを特徴とする光配線部品。
 (7) 上記(1)ないし(6)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、伝送効率の低下を抑制しつつ、他の光学部品に対して高い結合効率で光導波路を接続可能な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の光配線部品が含むフェルールを示す斜視図である。 本発明の光配線部品の第1実施形態を示す図であって、図1のA-A線断面図である。 本発明の光配線部品の第1実施形態を示す図であって、図1の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2実施形態を示す図であって、図5のA-A線断面図である。 本発明の光配線部品の第2実施形態を示す図であって、図5のB-B線断面図である。 本発明の光配線部品の第3実施形態を示す図であって、フェルールの横断面図である。 本発明の光配線部品の第3実施形態を示す図であって、フェルールの縦断面図である。 図7に示す光配線部品の変形例を示す図であって、フェルールの横断面図である。 本発明の光配線部品の第4実施形態を示す図であって、フェルールの横断面図である。 本発明の光配線部品の第4実施形態を示す図であって、フェルールの縦断面図である。
 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の光配線部品が含むフェルールを示す斜視図、図3は、図1のA-A線断面図およびB-B線断面図、図4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3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4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4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は貫通孔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。
 フェルール5は、図2に示すように、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の上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2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2に示す溝501のうち、底に位置する面を底面5011とし、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、図1に示すような貫通孔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の上開放部を蓋体52で塞ぐとは、上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、本体51と蓋体52とが接していることは要しない。
 図3Aおよび3Bに示すように、光配線部品10では、光導波路1の先端部のうち、下面101が、接着層55を介して溝501の底面5011に固定されている。また、光導波路1の先端部のうち、上面102が、接着層56を介して蓋体52の下面521に固定されている。一方、図3Aに示すように、光導波路1の先端部のうち、両側面103、103は、溝501の内壁から離間しており、光導波路1の両側面103、103と溝501の側面5012との間にはそれぞれ隙間が設けられている。したがって、図1に示す光配線部品10においては、蓋体52は、本体51に直接固定されているのではなく、光導波路1を介して間接的に固定されることとなる。
 以上のように、図1に示す光配線部品10では、帯状の光導波路1の2つの主面の双方が貫通孔50の内壁に固定される一方、光導波路1の2つの側面がそれぞれ貫通孔50の内壁から離間し、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられている。さらに、蓋52の側面も、溝側面5012の内壁から離間し、空隙が設けられている。
 すなわち、光配線部品10では、帯状の光導波路1の先端部うち、2つの主面である下面101および上面102が接着層55および接着層56を介して貫通孔50の内壁に固定されているとともに、2つの側面103、103がそれぞれ貫通孔50の内壁から離間し、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられている。このような光配線部品10では、光導波路1とフェルール5とを確実に固定するとともに、局所的な応力集中に伴う伝送損失の増大を抑制することができる。これにより、温度変化の激しい環境下、さらには高湿度の環境下でも光導波路1において高伝送効率を実現し、他の光学部品に対して高い結合効率で接続可能な光配線部品10が得られる。
 また、帯状の光導波路1の先端部の表面積のうち、下面101および上面102は大部分を占めているため、これらが貫通孔50の内壁に固定されていることで、固定状態を長期にわたって安定的に保持することができる。その結果、信頼性の高い光配線部品10が得られる。
 また、溝501内に蓋体52を収めることにより、両者の位置決めを行い易い。その結果、組立作業が容易になる。
 さらに、蓋体52が本体51に直接固定されているのではなく、光導波路1を介して間接的に固定されているため、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に追随して動くことができる。換言すれば、蓋体52は、本体51とは独立して動くことができる。このため、蓋体52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を保護することができる。
 また、本実施形態に係る貫通孔50は、下面および両側面が溝501で構成され、上面が蓋体52の下面521で構成されているため、貫通孔50内に光導波路1を挿入する際、まず、溝501内に光導波路1を収め、次いで、溝501の上開放部を塞ぐように蓋体52を載置するという手順で行うことができる。すなわち、貫通孔50を形成しつつ光導波路1を貫通孔50内に載置することができる。このため、貫通孔50を形成した後、貫通孔50内に光導波路1を挿入する場合に比べて、組み立て作業が容易になるという利点がある。
 光導波路1の側面103と溝501の側面5012との離間距離L1(図3A参照)は、光導波路1やフェルール5のサイズに応じて適宜設定され、特に限定されないが、好ましくは5~1,000μm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、温度変化が大きな環境下でも伝送効率の低下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と溝501の側面5012との離間距離L1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および溝501の側面5012の少なくとも一方に離型処理を施すことにより、光導波路1と溝501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および溝501の側面5012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0.001~1,000μm、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、蓋体52と溝501の側面5012との離間距離についても、上記の離間距離L1と同様とされる。
 一方、光導波路1の上面102と蓋体52の下面521との離間距離L2(図3A参照)、すなわち接着層56の厚さも、光導波路1やフェルール5のサイズに応じて適宜設定されるが、好ましくは10~2,000μm程度とされ、より好ましくは15~1,000μm程度とされ、さらに好ましくは100~1,000μm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、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。
 なお、光導波路1の上面102と蓋体52の下面521との離間距離L2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、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、フェルール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。
 また、光導波路1の上面102に設けられる接着層55の厚さは、光導波路1の下面101に設けられる接着層56の厚さと異なっていてもよいが、等しくするのが好ましい。これにより、例えば接着層55と接着層56の剛性を等しくし、剛性差に伴う応力集中等を避けることができる。
 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4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、これによりコア部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4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、3~50mm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4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4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の本体51の先端面には、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、先端面に開口していれば、基端面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。
 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3Bに示すように、貫通孔50の高さがフェルール5の基端面に向かって漸増するよう構成されている。具体的には、溝501の底面5011のうち、基端側の一部は、基端に向かうにつれ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、底面5011の基端側の一部は、湾曲面5011a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、蓋体52の下面521のうち、基端側の一部は、基端に向かうにつれ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、下面521の基端側の一部は、湾曲面521a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3B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と溝501の底面5011との間の距離、および、光導波路1と蓋体52の下面521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3B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は底面5011や下面521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5011aや湾曲面521a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が溝501の底面5011や蓋体52の下面521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。
 底面5011のうちの湾曲面5011aの長さL3および下面521のうちの湾曲面521a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。
 なお、本実施形態では、フェルール5の本体51と蓋体52とが完全に分離している場合について説明しているが、これらは部分的に連結されていてもよい。これにより、両者を一体的に取り扱うことができ、光配線部品10の組み立て作業等における効率を高めることができる。この場合、連結部はできるだけ柔軟性が高いことが好ましく、具体的にはゴム材料、樹脂材料等で構成することができる。また、連結部をフェルール5と同じ材料で構成した場合も、連結部を細い線状にして、連結部の剛性を抑えることにより、本体51と蓋体52とが分離しているのと実質的に同様の作用、効果を得ることができる。
 (接着層)
 接着層55、56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、56の引張弾性率(ヤング率)は、光導波路1のサイズや離間距離L2等に応じて若干異なるものの、好ましくは100~20,000MPa程度とされ、より好ましくは300~15,000MPa程度とされ、さらに好ましくは500~12,500MPa程度とされ、特に好ましくは1,000~10,000MPa程度とされる。接着層55、56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、56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、56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、56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、56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と溝501の側面5012、5012とが離間し、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられているが、接着層55、56についても図3Aに示すように溝501の側面5012、5012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実施形態について説明する。
 図5は、本発明の光配線部品の第2実施形態を示す斜視図、図6Aは、図5のA-A線断面図であり、図6BはB-B線断面図である。
 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5および図6A、6B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、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5に示すフェルール5では、本体51と蓋体52とが分離しておらず、一体構造になっている。したがって、図5に示すフェルール5には、図1の蓋体52と本体51との間にある隙間が存在していない。
 図5に示すフェルール5には、基端から先端にかけて貫通孔50が形成されており、そこに光導波路1の先端部が挿入されている。図5に示す貫通孔50の内壁のうち、下の内壁面を「下面5001」、上の内壁面を「上面5002」、側方の内壁面を「側面5003」とする。図5に示すフェルール5では、光導波路1の先端部の下面101と貫通孔50の下面5001との間は、第1実施形態と同様、接着層55を介して接着されている。また、光導波路1の先端部の側面103、103と貫通孔50の側面5003、5003との間も、第1実施形態と同様、離間し、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられている。
 一方、光導波路1の先端部の上面102と貫通孔50の上面5002との間は、第1実施形態とは異なり、本実施形態では離間し、かつ両者の間には空隙が設けられている。
 このような光配線部品10においても、第1実施形態と同様の作用、効果が得られる。
 また、フェルール5の本体51と蓋体52とが一体化しているため、光配線部品10の組み立て作業におけるハンドリング性が高くなり、作業効率を高めることができる。
 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は、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、フェルール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0.001~1,000μm、より好ましくは0.1~500μm、さらに好ましくは1~200μmまで薄くすることができる。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。
 一方、接着層55の厚さは、離間距離L2と等しいか、これより小さいのが好ましい。これにより、接着層55の固定力を確保しつつ、厚さのバラツキに伴って光導波路1が傾いてしまうのを抑えることができる。
 ≪第3実施形態≫
 次に、本発明の光配線部品の第3実施形態について説明する。
 図7Aは、本発明の光配線部品の第3実施形態を示す図であって、フェルールの横断面図であり、図7Bはフェルールの縦断面図である。図8は、図7に示す光配線部品の変形例である。
 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7A、7Bおよび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7Aおよび7Bに示すフェルール5では、本体51の上面と蓋体52の下面521とが接着層57を介して接着、固定されている。そして、光導波路1の上面102と蓋体52の下面521との間が離間し、かつ両者の間には空隙が設けられている。
 このような構成のフェルール5では、接着層57の厚さを適宜変更することにより、光導波路1の上面102と蓋体52の下面521との離間距離を容易に調整することができる。このため、図7Aおよび7Bに示すフェルール5は、貫通孔50に挿入する光導波路1の厚さに応じて、光導波路1の上面102と蓋体52の下面521との離間距離を臨機応変に変更し得る、汎用性の高いものとなる。
 このような光配線部品10においても、第1、第2実施形態と同様の作用、効果が得られる。
 また、図8に示すように、蓋体52の下面521はその一部が下方に向かって突出していてもよい。下面521の一部(図8の突出部521b)が突出していることにより、光導波路1の上面102と蓋体52の下面521との離間距離を、この突出部521bの突出量によって調整することができる。このため、図8に示すフェルール5も、貫通孔50に挿入する光導波路1の厚さに応じて、光導波路1の上面102と蓋体52の下面521との離間距離を変更し得る、汎用性の高いものとなる。
 さらに、この突出部521bが溝501に収まることにより、光配線部品10の組み立て時における本体51と蓋体52との位置合わせを容易に行うことができる。
 ≪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9Aは、本発明の光配線部品の第4実施形態を示す図であって、フェルールの横断面図であり、図9Bはフェルールの縦断面図である。
 以下、第4実施形態について説明するが、第1~第3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9Aおよび9B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、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9Aおよび9Bに示すフェルール5の構成は、図3に示すフェルール5から蓋体52が省略された構成である。このようなフェルール5においても、光導波路1の先端部の両側面103、103は、溝501の内壁から離間し、かつ両者の間には空隙が設けられている。また、光導波路1の先端部の下面101は、接着層55を介して溝501の底面5011に固定されている一方、光導波路1の先端部の上面102は、溝501の開放部に臨んでいる。
 このような光配線部品10においても、第1~第3実施形態と同様の作用、効果が得られる。
 また、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。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。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。
<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、本発明の光配線部品およびそれを具備してなる電子機器を、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。
 次に、本発明の具体的実施例について説明する。
 1.光配線部品の製造
 (実施例1)
 まず、ノルボルネン樹脂製の光導波路の先端部のうち、下面と上面とにそれぞれエポキシ系接着剤(ヤング率:2000MPa)を塗布した。なお、光導波路には、48本のコア部が形成された、長さ80mmのものを用いた。
 次いで、図2に示す形状のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製のフェルールを用意し、本体に形成された溝内に、光導波路の先端部を収めた。この際、光導波路の先端面とフェルール本体の先端面とが一致するようにした。
 次いで、蓋体を光導波路の上に載せた。そして、接着剤を硬化させ、接着および組み立てを完了した。これにより、図1または図3に示す光配線部品を得た。
 なお、得られた光配線部品について、光導波路および蓋体の側面と溝の側面との離間距離L1を測ったところ、それぞれ200μmであった。
 一方、光導波路の下面と溝の底面との離間距離、および光導波路の上面と蓋体の下面との離間距離L2、すなわち接着層の厚さを測ったところ、それぞれ10μmであった。
 (実施例2)
 光導波路および蓋体の側面と溝の側面との離間距離L1を、それぞれ350μmに変更した以外は、実施例1と同様にして光配線部品を得た。
 (実施例3)
 光導波路および蓋体の側面と溝の側面との離間距離L1を、それぞれ500μmに変更した以外は、実施例1と同様にして光配線部品を得た。
 (実施例4)
 光導波路および蓋体の側面と溝の側面との離間距離L1を、それぞれ100μmに変更した以外は、実施例1と同様にして光配線部品を得た。
 (実施例5)
 光導波路および蓋体の側面と溝の側面との離間距離L1を、それぞれ20μmに変更した以外は、実施例1と同様にして光配線部品を得た。
 (実施例6)
 まず、実施例1と同様の光導波路の先端部のうち、下面にエポキシ系接着剤(ヤング率:2000MPa)を塗布した。
 次いで、図6Aおよび6Bに示す形状のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製のフェルールを用意し、本体に形成された貫通孔内に、光導波路の先端部を挿入した。この際、光導波路の先端面とフェルール本体の先端面とが一致するようにした。
 次いで、接着剤を硬化させ、接着および組み立てを完了した。これにより、図5に示す光配線部品を得た。
 なお、得られた光配線部品について、光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離L1を測ったところ、それぞれ200μmであった。
 一方、光導波路の下面と貫通孔の下面との離間距離、すなわち接着層の厚さを測ったところ、5μmであった。
 また、光導波路の上面と貫通孔の上面との離間距離を測ったところ、200μmであった。
 (実施例7)
 光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離L1を300μmに変更し、光導波路の上面と貫通孔の上面との離間距離を450μmに変更した以外は、実施例6と同様にして光配線部品を得た。
 (実施例8)
 まず、実施例1と同様の光導波路の先端部のうち、下面にエポキシ系接着剤(ヤング率:2000MPa)を塗布した。
 次いで、図7Aおよび7Bに示す形状のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製のフェルールを用意し、本体に形成された溝内に、光導波路の先端部を収めた。この際、光導波路の先端面とフェルール本体の先端面とが一致するようにした。
 次いで、蓋体を本体の上に接着した。この接着にも上記のエポキシ系接着剤を使用した。そして、各接着剤を硬化させ、接着および組み立てを完了した。これにより、図7Aおよび7Bに示す光配線部品を得た。
 なお、得られた光配線部品について、光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離を測ったところ、それぞれ250μmであった。
 一方、光導波路の下面と貫通孔の下面との離間距離、すなわち接着層の厚さを測ったところ、5μmであった。
 また、光導波路の上面と貫通孔の上面との離間距離を測ったところ、500μmであった。
 (実施例9)
 光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離を150μmに変更し、光導波路の上面と貫通孔の上面との離間距離を250μmに変更した以外は、実施例8と同様にして光配線部品を得た。
 (実施例10)
 まず、実施例1と同様の光導波路の先端部のうち、下面にエポキシ系接着剤(ヤング率:2,000MPa)を塗布した。
 次いで、図9Aおよび9Bに示す形状のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製のフェルールを用意し、本体に形成された溝内に、光導波路の先端部を収めた。この際、光導波路の先端面とフェルール本体の先端面とが一致するようにした。
 次いで、接着剤を硬化させ、接着および組み立てを完了した。これにより、図9Aおよび9Bに示す光配線部品を得た。
 なお、得られた光配線部品について、光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離を測ったところ、それぞれ200μmであった。
 一方、光導波路の下面と貫通孔の下面との離間距離、すなわち接着層の厚さを測ったところ、5μmであった。
 (実施例11)
 光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離を350μmに変更し、光導波路の下面と貫通孔の下面との離間距離、すなわち接着層の厚さを5μmに変更した以外は、実施例10と同様にして光配線部品を得た。
 (実施例12)
 まず、実施例1と同様の光導波路の先端部のうち、上面および側面にフッ素系コーティング剤(Novec1720、住友スリーエム製)を塗布した。
 次いで、このコーティング剤を塗布した光導波路を用い、実施例6と同様にして光配線部品を製造した。
 なお、得られた光配線部品について、光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離L1を測ったところ、それぞれ10nmであった。
 一方、光導波路の下面と貫通孔の下面との離間距離、すなわち接着層の厚さを測ったところ、5μmであった。
 また、光導波路の上面と貫通孔の上面との離間距離を測ったところ、1nmであった。
 (実施例13)
 まず、実施例1と同様の光導波路の先端部のうち、上面および側面にフッ素系コーティング剤(Novec1720、住友スリーエム製)を塗布した。
 次いで、このコーティング剤を塗布した光導波路を用い、実施例6と同様にして光配線部品を製造した。
 なお、得られた光配線部品について、光導波路の側面と貫通孔の側面との離間距離L1を測ったところ、それぞれ100nmであった。
 一方、光導波路の下面と貫通孔の下面との離間距離、すなわち接着層の厚さを測ったところ、5μmであった。
 また、光導波路の上面と貫通孔の上面との離間距離を測ったところ、10nmであった。
 (実施例14)
 エポキシ系接着剤に代えて、アクリル系接着剤(ヤング率:3,000MPa)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして光配線部品を得た。
 (比較例1)
 図2に示す形状のフェルールを用い、蓋体の側面と溝の側面との隙間に上記エポキシ系接着剤(ヤング率:2,000MPa)を充填し、接着するようにした以外は、実施例1と同様にして光配線部品を得た。
 (比較例2)
 図2に示す形状のフェルールを用い、光導波路と溝との隙間、光導波路と蓋体との隙間、および蓋体と本体との隙間を、それぞれエポキシ系接着剤(ヤング率:2,000MPa)で充填し、接着するようにした以外は、実施例1と同様にして光配線部品を得た。
 (比較例3)
 図6に示す形状のフェルールを用い、光導波路と貫通孔との隙間をエポキシ系接着剤(ヤング率:2,000MPa)で充填し、接着するようにした以外は、実施例6と同様にして光配線部品を得た。
 (比較例4)
 図7に示す形状のフェルールを用い、光導波路と溝との隙間、および、光導波路と蓋体との隙間を、それぞれエポキシ系接着剤(ヤング率:2,000MPa)で充填し、接着するようにした以外は、実施例8と同様にして光配線部品を得た。
 (比較例5)
 図9に示す形状のフェルールを用い、光導波路と溝との隙間をエポキシ系接着剤(ヤング率:2,000MPa)で充填し、接着するようにした以外は、実施例10と同様にして光配線部品を得た。
 2.光配線部品の評価
 2.1 温度サイクル試験
 各実施例および各比較例で得られた光配線部品について、-40℃から85℃の間で、100、500、1,000サイクルの温度サイクル試験を行った。
 なお、1サイクルとは、下記第一段階から第四段階までを意味する。
第一段階:-40℃にて10分間保持
第二段階:-40℃から85℃まで12.5分かけて昇温する
第三段階:85℃にて10分間保持
第四段階:85℃から-40℃まで12.5分かけて降温する
 温度サイクル試験後、光配線部品の挿入損失を測定し、以下の評価基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
 <挿入損失の評価基準>
 〇:挿入損失が0.2dB以下である
 △:挿入損失が0.2dB超0.5dB以下である
 ×:挿入損失が0.5dB超である
 なお、表1には、参考例として、光導波路単体についての温度サイクル試験の結果も併記する。
 2.2 高温高湿試験
 各実施例および各比較例で得られた光配線部品を、温度85℃、湿度85%RHの環境下に500、1000、2,000時間放置した。
 この高温高湿試験の後、高温高湿状態下において光配線部品の挿入損失を測定した。そして、以下の評価基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
 <評価基準>
 〇:挿入損失が0.2dB以下である
 △:挿入損失が0.2dB超0.5dB以下である
 ×:挿入損失が0.5dB超である
 なお、表1には、参考例として、光導波路単体についての高温高湿試験の結果を併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
 表1から明らかなように、各実施例で得られた光配線部品は、温度サイクル試験後でも優れた耐久性を示し、高温高湿試験後でも挿入損失の著しい増大は認められなかった。
 これに対し、各比較例で得られた光配線部品には、温度サイクル試験後、多数の剥離と挿入損失の増大が発生し、高温高湿試験後にも挿入損失の著しい増大が認められた。
 以上のことから、本発明によれば、過酷な環境下であっても伝送効率の低下を抑制し、他の光学部品に対して高い結合効率で光導波路を接続可能な光配線部品が得られることが認められた。
 なお、上記のエポキシ接着剤に代えて、ボンディングシートを使用した場合についても、上記各実施例および各比較例と同様にして光配線部品を製造した。これらの光配線部品について上記の評価を行ったところ、上記結果と同様の傾向を示す結果が得られた。
 本発明の光配線部品は、伝送効率の低下が抑制されており、かつ他の光学部品に対して高い結合効率で光導波路を接続することができる。また、本発明の電子機器は、高い信頼性を有する。
 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
 5002        上面
 5003        側面
 501         溝
 5011        底面
 5011a       湾曲面
 5012        側面
 51          本体
 511         ガイド孔
 52          蓋体
 521         下面
 521a        湾曲面
 521b        突出部
 55、56、57    接着層

Claims (7)

  1.  帯状の光導波路と、
     基端から先端にかけて貫通する貫通孔を備えたフェルールとを有し、
     前記貫通孔内に前記光導波路の長手方向の一部を挿入してなる光配線部品であって、
     前記光導波路の2つの主面のうちの少なくとも一方が前記貫通孔の内壁に固定され、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられていることを特徴とする光配線部品。
  2.  前記フェルールは、前記貫通孔の一部を画成する溝が形成された本体と、前記溝の開放部を塞ぐことにより前記貫通孔を画成する蓋体とで構成されており、
     前記光導波路の2つの主面のうち、一方は前記溝の内壁に固定され、他方は前記蓋体に固定されている請求項1に記載の光配線部品。
  3.  前記蓋体は、少なくとも一部が前記溝内に収まった状態で前記溝の開放部を塞いでいる請求項2に記載の光配線部品。
  4.  前記蓋体は、前記溝の内壁から離間している請求項3に記載の光配線部品。
  5.  前記フェルールは、前記貫通孔の一部を画成する溝が形成された本体と、前記溝の開放部を塞ぐことにより前記貫通孔を画成する蓋体とで構成されており、
     前記蓋体は、前記本体のうちの前記溝以外の部位に固定されている請求項1に記載の光配線部品。
  6.  帯状の光導波路と、
     基端から先端にかけて延在する溝を備えたフェルールとを有し、
     前記溝内に前記光導波路の長手方向の一部を収めてなる光配線部品であって、
     前記光導波路の2つの主面のうちの一方が前記溝の内壁に固定され、かつ光導波路の2つの側面と貫通孔の内壁との間には空隙が設けられていることを特徴とする光配線部品。
  7.  請求項1ないし6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。
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