光ファイバ、光通信モジュール
【課題】光ファイバ素線の復元力に抗して布線形状を維持しつつ、小型の電子機器の内部空間においても光伝送手段として組込みが可能な光ファイバを提供する。
【解決手段】光ファイバ１０は、コア１１と、このコア１１を取り巻くクラッド１２とからなる光ファイバ裸線１３を有する。更にこの光ファイバ裸線１３の周りには、樹脂被膜１４が形成され、これら光ファイバ裸線１３と樹脂被膜１４とから、光ファイバ素線１５を構成している。コア１１は、直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下に形成され、少なくとも石英を含む材料がら形成されている。光ファイバ素線１５は、周囲を第一金属被膜１６で覆われている。また、第一金属被膜１６の周囲は、更に第二金属被膜１７で覆われている。
【解決手段】光ファイバ１０は、コア１１と、このコア１１を取り巻くクラッド１２とからなる光ファイバ裸線１３を有する。更にこの光ファイバ裸線１３の周りには、樹脂被膜１４が形成され、これら光ファイバ裸線１３と樹脂被膜１４とから、光ファイバ素線１５を構成している。コア１１は、直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下に形成され、少なくとも石英を含む材料がら形成されている。光ファイバ素線１５は、周囲を第一金属被膜１６で覆われている。また、第一金属被膜１６の周囲は、更に第二金属被膜１７で覆われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ、およびこの光ファイバを用いて発光素子と受光素子とを結合してなる光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバなどの高速通信機器、ゲーム機などの映像情報機器、あるいは携帯電話など小型電子機器においては、高機能化に伴って機器内部での情報信号の伝達速度が飛躍的に高められている。このため、より一層、高速かつ確実に信号をやり取りするために、従来のメタル配線に代えて光ファイバなどを用いた光配線が検討されつつある。
【０００３】
また、これらの機器では、電子基板の高密度実装、及び配線の集積化が進んでおり、基板内や基板間を接続する光送受信モジュールにも省スペース化や薄型化の要求が強い。このため、光送受信部の薄型化に加え、光伝送路となる光ファイバの薄型化と、高密度実装された部品間を屈曲して配線された光ファイバの布線形状の保持が必要となる。
【０００４】
しかしながら、従来、光ファイバを布線するにあたって、光ファイバの布線形状の保持は困難であった。即ち、光ファイバは従来のメタル配線と異なり塑性変形しにくく、布線時に光ファイバを布線形状に合わせて屈曲させても、自らの反発力で安定な布線形状（例えば、直線形状）に戻ろうとする力が強いためである。このため、光ファイバを所定の布線形状に合わせて布線しても、時間の経過とともに光ファイバが意図しない場所で浮き上がり、機器の使用上、障害となることがあった。
【０００５】
このような課題に対応するために、例えば、特許文献１には、光ファイバを所定の布線形状に曲げた状態で、粘着層を有する樹脂シートで光ファイバを挟み込むことによって、光ファイバを布線形状で固定する光ファイバシートが記載されている。
しかしながら、特許文献１に示された発明では、光ファイバシートは光ファイバの形状反発力を抑えて所望の布線形状に保持できるものの、一度作製すると光ファイバの布線の変更を行うことは極めて困難であり、製造上の自由度が低く、かつ製造コストが高いという課題があった。
【０００６】
また、図６に示すように、例えば特許文献２には、光ファイバ１０１と金属線１０２と並列させて樹脂チューブ１０３を被せ、金属線１０２の形状保持力（塑性変形力）によって光ファイバ１０１の布線形状を維持する発明が記載されている。
しかしながら、特許文献２に示された発明では、光ファイバ１０１と金属線１０２と並列させて更に樹脂チューブ１０３を被せるという構造ゆえ、その外径が大きくなることは避けられず、小型、薄型化が進んだ電子機器に布線することには制約があった。
【０００７】
また、図７に示すように、例えば特許文献３には、光ファイバ１１０を取り巻くようにスパイラル状の金属チューブ１１１を配し、この金属チューブ１１１の形状保持力によって光ファイバ１１０の布線形状を維持する発明が記載されている。
しかしながら、特許文献３に示された発明では、光ファイバ１１０の周りにスパイラル状の金属チューブ１１１が取り巻くという構造ゆえ、特許文献２と同様に、その外径が大きくなることは避けられず、小型、薄型化が進んだ電子機器に布線することには制約があった。
【０００８】
また、図８に示すように、例えば特許文献４には、直径が５．６μｍ以下、または１０μｍの光ファイバコア１２０を有する樹脂被膜１２１の光ファイバ素線１２２の周りに、厚みが５〜１５μｍの第一金属被膜１２３、更にこの第一金属被膜１２３の周りに、厚みが５〜５０μｍの第二金属被膜１２４とを形成した光ファイバ１２５を、コイル状に巻回させた光ファイバコイル式センサが記載されている。
しかしながら、特許文献４に示された発明では、光ファイバコア１２０の直径が小さすぎるため、例えば、光ファイバ１２５の両端に信号送受信用の発光素子や受光素子を接続する際に、集光レンズが必須となる。このため、各種情報機器の信号送受信手段として特許文献４に示された光ファイバを用いた場合には、集光レンズ等を付加するために、製造コストの増加や小型、薄型化の障害となる。
【０００９】
更に、図９に示すように、例えば特許文献５には、光ファイバ１３０の周りに信号伝達や給電のための金属コート部１３１を備えた、金属コート光ファイバケーブル１３２が記載されている。
しかしながら、特許文献５に示された発明では、光ファイバ１３０を取り巻く金属コート部１３１は、信号伝達や給電を目的として形成されているものであり、光ファイバ１３０の布線形状の保持などの機能は備えていない。
【特許文献１】特開２００１−２５５４１７号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６９６４号公報
【特許文献３】特開２００５−１１４８６２号公報
【特許文献４】特開２００５−２０８０２５号公報
【特許文献５】特開昭６２−１０８４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ素線の復元力に抗して布線形状を維持しつつ、小型の電子機器の内部空間においても光伝送手段として組込みが可能な光ファイバを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、布線した光ファイバが復元力によって浮き上がり、信号伝送に不具合が生じることの無い光通信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の光ファイバは、少なくとも石英を含む光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜と、前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを有する光ファイバであって、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線の屈曲状態を保持する構造であることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の光ファイバは、請求項１において、前記第一金属被膜の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の光ファイバは、請求項１または２において、前記第二金属被膜の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の光ファイバは、請求項１ないし３いずれか１項において、前記第一金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，ＣｒおよびＺｎから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の光ファイバは、請求項１ないし４いずれか１項において、前記第二金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ａｇ，およびＡｕから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の光通信モジュールは、プリント基板と、発光素子と受光素子の一方又は両方を側面に実装してなるサブマウント基板と、前記発光素子と受光素子との間に、これらの素子と光結合可能に設けられた光ファイバとを有してなり、前記発光素子及び前記受光素子は、前記サブマウント基板を介して、それらの発光及び受光方向が前記プリント基板と平行となるように前記プリント基板上に実装され、且つ前記サブマウント基板の発光素子及び受光素子と、これらに隣接した前記光ファイバの端部とが、樹脂により覆われている光通信モジュールであって、前記光ケーブルは、少なくとも石英を含む光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜と、前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを有し、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線の屈曲状態を保持する構造であることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の光ファイバ素線は、少なくとも石英を含む光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線であって、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ファイバによれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコアを備えていても、第一金属被膜と第二金属被膜の２層の金属被膜によって光ファイバ素線が覆われているので、これら第一金属被膜および第二金属被膜の塑性変形性、およびコアの反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００１４】
このため、例えば、光ファイバを小型の電子機器内の光伝送体として、基板上などに屈曲させて布線（配線）した場合でも、光ファイバが屈曲前の形状に復元しようとして基板から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。
【００１５】
また、光ファイバ１０を、例えば基板上に布線する工程においても、光ファイバ１０を所定の布線形状に屈曲させた後、反発力によって元の形状に復元しないように押さえるなどの手順を踏まなくても、光ファイバ１０は布線形状に保持されたままであるので、光ファイバ１０の布線工程を大幅に容易にすることが可能となる。
【００１６】
そして、このような構成の光ファイバによれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、情報伝達量に優れたコアを備えているため、例えば、光ファイバの両端に信号送受信用の発光素子や受光素子を接続する際に、集光レンズ等を設ける必要が無い。このため、光ファイバを布線する機器の薄型化、小型化に寄与することができる。
【００１７】
また、本発明の光通信モジュールによれば、発光素子および受光素子とを光結合する光ファイバが、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコアを備えていても、第一金属被膜と第二金属被膜の２層の金属被膜によって光ファイバ素線が覆われているので、これら第一金属被膜および第二金属被膜の塑性変形性、およびコアの反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００１８】
このため、光ファイバをプリント基板に対し略水平かつ接近して布線しても、布線した曲げ状態に光ファイバが保持され、光ファイバ素線の反発力によってプリント基板から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。これにより、光通信モジュールの厚みを、実装されたプリント基板から数ミリ以内に抑えることが可能となり、小型化、薄型化に対応した信頼性の高い光通信モジュールを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る光ファイバの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２０】
図１は、本発明の光ファイバの構成を示す断面図である。光ファイバ１０は、コア（光ファイバコア）１１と、このコア１１を取り巻くクラッド１２とからなる光ファイバ裸線１３を有する。更にこの光ファイバ裸線１３の周りには、樹脂被膜１４が形成され、これら光ファイバ裸線１３と樹脂被膜１４とから、光ファイバ素線１５を構成している。
【００２１】
コア１１は、直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下に形成され、石英を主体とした材料から形成されている。光ファイバ素線１５は、周囲を第一金属被膜１６で覆われている。また、第一金属被膜１６の周囲は、更に第二金属被膜１７で覆われている。
【００２２】
このような構成の光ファイバ１０によれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコア１１を備えていても、第一金属被膜１６と第二金属被膜１７の２層の金属被膜によって光ファイバ素線１５が覆われているので、これら第一金属被膜１６および第二金属被膜１７の塑性変形性、およびコア１１の反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線１５を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００２３】
このため、例えば、光ファイバ１０を小型の電子機器内の光伝送体として、基板上などに屈曲させて布線（配線）した場合でも、光ファイバ１０が屈曲前の形状に復元しようとして基板から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。
【００２４】
また、光ファイバ１０を、例えば基板上に布線する工程においても、光ファイバ１０を所定の布線形状に屈曲させた後、反発力によって元の形状に復元しないように押さえるなどの手順を踏まなくても、光ファイバ１０は布線形状に保持されたままであるので、光ファイバ１０の布線工程を大幅に容易にすることが可能となる。
【００２５】
そして、このような構成の光ファイバ１０によれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、情報伝達量に優れたコア１１を備えているため、例えば、光ファイバ１０の両端に信号送受信用の発光素子や受光素子を接続する際に、集光レンズ等を設ける必要が無い。このため、光ファイバ１０を布線する機器の薄型化、小型化に寄与することができる。
【００２６】
光ファイバ裸線１３は、コア１１の直径がシングルモードファイバよりも大きく、発光素子や受光素子との光結合が容易であることが好ましい。光ファイバ裸線１３には、外径６２．５μｍのコア１１、外径１２５μｍのクラッド１２を有するＧＩ光ファイバ裸線を用いることも可能である。
【００２７】
樹脂被膜１４は、耐熱性および化学的安定性に優れ、かつ金属被膜の被覆処理に対する耐久性の面から、例えば、ポリイミドを用いるのが好ましい。また、樹脂被膜１４には、紫外線硬化樹脂や、シリコーン樹脂を用いることもできる。樹脂被膜１４は、一層だけでなく、光ファイバ裸線１３の外側に形成された２層以上複層からなる樹脂被膜であってもよい。こうした樹脂被膜１４の厚みは、例えば５〜４０μｍ程度に形成されていれば良い。
【００２８】
第一金属被膜１６は、例えば、Ｃｕを主成分として形成されている。他にも、第一金属被膜１６を構成する材料としては、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，ＣｒおよびＺｎから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金が挙げられる。
【００２９】
第一金属被膜１６の形成に無電解めっきを用いる場合、一般的に無電解めっきが可能な金属として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎを用いる必要があるが、他の形成方法ではこの限りではない。しかし、真空蒸着、スパッタリングでは、無電解めっきより被膜の厚みを増加させることが現実的に困難であることから、厚みが薄くとも剛性が高いＣｒ、Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、ＣｕーＮｉ合金が好ましく挙げられる。
【００３０】
第一金属被膜１６の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲が好ましく、特に好ましくは１μｍ程度である。こうした第一金属被膜１６の形成方法の一例としては、無電解めっきを用いて形成される。処理薬液は、還元剤としてホルマリンが添加された無電解銅めっき浴薬液（商品名：ＯＰＣカッパー（奥野製薬工業製））を用い、薬液温度を３０℃に保持し、所定の膜厚になるまでめっき処理を行なった。
【００３１】
また、第一金属被膜１６の形成には、こうした無電解めっきの他に、真空蒸着、またはスパッタリングを用いることもでき、更に、これらの方法を２つ以上を組み合わせて第一金属被膜１６を形成しても良い。この第一金属被膜１６は、後述する第二金属被膜１７の下地層の役割も果たしている。従って、厚みが０．１μｍ以下では第二金属被膜１７の厚みが不均一になりやすく、好ましくない。また、５μｍ以上では、成膜に時間が掛かり、生産性が悪く製造コストが高くなる。
【００３２】
第二金属被膜１７は、例えば、Ｃｕを主成分として形成されている。他にも、第二金属被膜１７を構成する材料としては、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ａｇ，およびＡｕから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金が挙げられる。Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金を用いることもできる。第二金属被膜１７は、色合いなどを考慮し、実際の布線作業者が好ましいと考える金属を用いることができるが、光ファイバ素線１５を曲げ状態のまま保持するのに必要な剛性を持っていることが望ましい。剛性が高く、色合いが良いなどの要因から、前述した金属は好適である。
【００３３】
第二金属被膜１７の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲が好ましく、特に好ましくは６０μｍ程度である。こうした第二金属被膜１７の形成方法の一例としては、無電解めっきを用いて形成される。処理薬液として、硫酸銅めっき浴薬液（硫酸銅５水和物１に対し硫酸４の重量比で混合し、塩素イオンを５０ｐｐｍ添加した薬液に、添加剤（商品名：カバークリーム、メルテックス製）を加えたもの）を用い、薬液中で第二金属被膜１７に電流密度２．５Ａ／ｄｍ２ の電流を流し、所定の厚みになるまでめっき処理を行なう。
【００３４】
なお、薬液は上述したもの以外にも、一般的に電解銅めっきに用いられる青化銅浴、またはピロ燐酸銅浴を用いることもできる。こうした第二金属被膜１７は、第一金属被膜１６を下地層として、効率的に金属被膜の厚みを増加することができ、光ファイバ素線１５の曲げ状態を保持するのに必要とされる厚みに、比較的短時間で到達することが可能である。なお、第二金属被膜１７の厚みが５０μｍ未満であると、塑性力の不足によって光ファイバ素線１５の曲げ状態を保持できない虞がある。また、第二金属被膜１７の厚みが９５μｍを越えると、第二金属被膜１７が硬くなりすぎて、光ファイバ１０を屈曲させた際に第二金属被膜１７にクラックが入る虞がある。
【００３５】
なお、第二金属被膜１７の周囲に、更に絶縁樹脂からなる絶縁被膜などを形成することも好ましい。この絶縁被膜としては、例えば、第一金属被膜１６や第二金属被膜１７の塑性変形を妨げない程度に柔らかく、かつ絶緑性を有していればよい。こうした第二金属被膜１７を覆う絶縁樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、スチレンゴムなどが好ましく挙げられる。
【００３６】
次に、本発明の光通信モジュールについて説明する。図２は、本発明の光通信モジュールの構成を示す模式図である。
本発明の光通信モジュール２０は、プリント基板２１と、発光素子２２、受光素子２３の一方又は両方を実装してなるサブマウント基板２４とを備えている。また、この発光素子２２と受光素子２３との間に、これらの素子と光結合可能に設けられた光ファイバ２５を有している。
【００３７】
発光素子２２および受光素子２３は、サブマウント基板２４を介して、それらの発光及び受光方向がプリント基板２１に対して平行になるように、プリント基板２１上に実装されている。また、発光素子２２および受光素子２３と、これらに隣接した光ファイバ２５の端部とが、樹脂２６により覆われている。樹脂２６は、例えば、ＵＶ硬化型樹脂が好ましく挙げられる。
【００３８】
このような光通信モジュール２０の発光素子２２と受光素子２３との間を光結合させる（光信号を伝播させる）光ファイバ２５は、図３に示すように、コア（光ファイバコア）３１と、このコア３１を取り巻くクラッド３２とからなる光ファイバ裸線３３を有する。更にこの光ファイバ裸線３３の周りには、樹脂被膜３４が形成され、これら光ファイバ裸線３３と樹脂被膜３４とから、光ファイバ素線３５を構成している。
【００３９】
コア３１は、直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下に形成され、少なくとも石英を含む材料がら形成されている。光ファイバ素線３５は、周囲を第一金属被膜３６で覆われている。また、第一金属被膜３６の周囲は、更に第二金属被膜３７で覆われている。また、第二金属被膜３７の周囲は、絶縁樹脂、例えば、スチレンゴムからなる絶縁被膜３８が形成されているのが好ましい。この絶縁被膜３８は、例えば、厚みが１００μｍ程度に形成される
【００４０】
このような構成の光通信モジュール２０によれば、発光素子２２および受光素子２３とを光結合する光ファイバ２５が、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコア３１を備えていても、第一金属被膜３６と第二金属被膜３７の２層の金属被膜によって光ファイバ素線３５が覆われているので、これら第一金属被膜３６および第二金属被膜３７の塑性変形性、およびコア３１の反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線３５を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００４１】
このため、光ファイバ２５をプリント基板２１に対し略水平かつ接近して布線しても、布線した曲げ状態に光ファイバ２５が保持され、光ファイバ素線３５の反発力によってプリント基板２１から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。これにより、光通信モジュール２０の厚みを、実装されたプリント基板２１から５ｍｍ以内に抑えることが可能となり、小型化、薄型化に対応した信頼性の高い光通信モジュール２０を提供することが可能になる。
【実施例】
【００４２】
本発明の光ファイバの効果を検証した。検証にあたって、本発明の光ファイバ（実施例）、および従来の光ファイバ（比較例）の形状保持力を測定した。
まず、形状保持力の測定方法を述べる。図４（ａ）に示すように、外径３０ｍｍのＳＵＳ製マンドレルＭを用い、全長１ｍの光ファイバＦの中央部を、このマンドレルＭに略垂直に一周、無理のない力で巻きつけた。この状態でマンドレルＭを抜き、光ファイバＦを所定時間放置した。
【００４３】
そして、図４（ｂ）に示すように、所定時間放置直後の光ファイバＦにおけるリング状の屈曲部分の最大内径ｒ１を基準として、２４時間経過後、および４８時問経過後の最大内径ｒ２をそれぞれ測定し、下記の式（ａ）に従い歪開放率Ｐを規定した。
Ｐ＝（（ｒ２−ｒ１）／ｒ１）×１００（％）・・・・（ａ）
歪開放率が５％以下であり、２４時間経過後の最大内径と４８時間後の最大内径とが概ね変化が無けれぱ、形状保持力は良好であると定義される。
【００４４】
表１にそれぞれ示す本発明の実施例１〜１８、および従来の比較例１〜５の光ファイバを用意した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表中に示す記号は以下の通りである。
「光ファイバ裸線の型名」 Ａ１：ＧＩファイバ
「樹脂被膜構造の材質」 Ｂ１：ポリイミド
Ｂ２：シリコーン
Ｂ３：アクリル系ＵＶ樹脂
【００４７】
実施例１〜１８までは、ＧＩ光ファイバ素線に対し、第一の金属被膜、あるいは第二金属被膜の、金属種、厚みを変えて、光ファイバを作成した本発明例である。また、比較例１は、第二金属被膜の厚みが、好ましい範囲より少ない５０μｍ未満である従来の光ファイバを示している。比鮫例２は、第一金属被膜の厚みが、好ましい範囲より小さく０．１μｍ未満である従来の光ファイバを示している。比較例３は、第二金属被膜の厚みが、好ましい範囲より厚い１５０μｍである従来の光ファイバを示している。更に、比較例４は、第一の金属被膜、および第二金属被膜の厚みが、好ましい範囲よりいずれも厚い、５μｍ，９５μｍである従来の光ファイバを示している。比較例５は、第一金属被膜、第二金属被膜のいずれも形成されていない、従来の光ファイバ（光ファイバ素線）を示している。比較例６は、第一金属被膜のみ形成された従来の光ファイバを示している。
【００４８】
そして、実施例１〜１８、および比較例１〜６における歪開放率、および、光ファイバのプリント基板からの浮き上がりを示す、光送受信モジュールが占める最大高さを測定した。なお、光送受信モジュールの形状は、図２に示すものと同様である。
表１の評価項目に示す検証結果によれば、形状保持力は、実施例１〜１８までは、いずれも歪開放率が５％未満と良好な特性を示した。一方、比較例１、比較例５、比較例６は、歪開放率が大きく、布線形状を十分に維持することができなかった。比較例２、比較例３、比較例４は、歪開放率が５％未満であるものの、比較例２は、同様の金属から金属被膜が成っている実施例２と比較して、光ファイバの中間部の厚みが３０μmしかなく、第二金属被膜の厚みにばらつきが生じていた。比較例３は、同様の金属から金属被膜が成っている実施例３と比較して、電解めっきに要する時間が３倍もかかってしまい生産性に課題がある。比較例４は、屈曲してまっすぐに戻す、という動きを３回繰り返すと、金属被膜と光ファイパ素線が一緒に割れてしまい、使用できなくなるという不具合が生じた。
【００４９】
次に、実施例１〜１８、および比較例１〜６の光ファイバを用いて、布線性を検証した。布線性の検証方法は、図５に示すように、光ファイバＦを５０ｃｍの長さに揃えた。これを用い、光送受信モジュール５１を作製した。別途、評価用基板として、平坦な未加工のガラスエポキシ基板５２（３０ｃｍ角、厚さ１．６ｍｍ）の外周部分に、電子部品を模擬した１０ｍｍ角（高さ２ｍｍ）のアクリルブロック５３を、それぞれ１０ｍｍの問隔を開けて一列に並べ、両面テープで接着した。
【００５０】
また、光送受信モジュール５１を、光ファイバＦの中央部を曲げ半径（内径）が１５ｍｍとなるように指で９０度曲げて（図５中のＲ部分参照）、ガラスエポキシ基板５２とアクリルブロック５３に沿って布線されるように変形し、この状態で２４時間放置した。その後、光ファイバＦのガラスエポキシ基板５２からの浮き上がり量を測定するとともに、パルスパターン発生器で光送信部に２．５ＧＨｚの電気信号を入力し、光受信部からの出力をビットエラーレート測定器に接統してエラー率を測定した。
【００５１】
布線性は、実施例１〜１８までは、光ファイバの浮き上がりが少なく、光送受信モジュールの最大高さが５ｍｍ未満と少なく良好であった。更に、表には示さないが、いずれも２．５ＧＨｚの入力信号をエラーフリーで伝送することができた。一方、比較例１、比較例５、比較例６は、光ファイバが最初の布線状態から動き、アクリルブロックに接触、あるいは乗り上げて、基板からの浮き上がり最大高さは５ｍｍを超えてしまった。また、比較例２、比較例３は、光ファイバの浮き上がりは少ないものの、形状保持力の項で述べたように、布線時の取り扱いの不便さ、生産性の低さ、繰り返し屈曲強度の低さの点で難があった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の光ファイバの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の光通信モジュールの一例を示す平面図および断面図である。
【図３】本発明の光通信モジュールのに用いた光ファイバの一例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例における検証方法を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例における検証方法を示す説明図である。
【図６】従来の光ファイバを示す斜視図である。
【図７】従来の光ファイバを示す断面図である。
【図８】従来の光ファイバを示す断面図である。
【図９】従来の光ファイバを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 光ファイバ、１１ コア、１２ クラッド、１３ 光ファイバ裸線、１４ 樹脂被膜、１５ 光ファイバ素線、１６ 第一金属被膜、１７ 第二金属被膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ、およびこの光ファイバを用いて発光素子と受光素子とを結合してなる光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバなどの高速通信機器、ゲーム機などの映像情報機器、あるいは携帯電話など小型電子機器においては、高機能化に伴って機器内部での情報信号の伝達速度が飛躍的に高められている。このため、より一層、高速かつ確実に信号をやり取りするために、従来のメタル配線に代えて光ファイバなどを用いた光配線が検討されつつある。
【０００３】
また、これらの機器では、電子基板の高密度実装、及び配線の集積化が進んでおり、基板内や基板間を接続する光送受信モジュールにも省スペース化や薄型化の要求が強い。このため、光送受信部の薄型化に加え、光伝送路となる光ファイバの薄型化と、高密度実装された部品間を屈曲して配線された光ファイバの布線形状の保持が必要となる。
【０００４】
しかしながら、従来、光ファイバを布線するにあたって、光ファイバの布線形状の保持は困難であった。即ち、光ファイバは従来のメタル配線と異なり塑性変形しにくく、布線時に光ファイバを布線形状に合わせて屈曲させても、自らの反発力で安定な布線形状（例えば、直線形状）に戻ろうとする力が強いためである。このため、光ファイバを所定の布線形状に合わせて布線しても、時間の経過とともに光ファイバが意図しない場所で浮き上がり、機器の使用上、障害となることがあった。
【０００５】
このような課題に対応するために、例えば、特許文献１には、光ファイバを所定の布線形状に曲げた状態で、粘着層を有する樹脂シートで光ファイバを挟み込むことによって、光ファイバを布線形状で固定する光ファイバシートが記載されている。
しかしながら、特許文献１に示された発明では、光ファイバシートは光ファイバの形状反発力を抑えて所望の布線形状に保持できるものの、一度作製すると光ファイバの布線の変更を行うことは極めて困難であり、製造上の自由度が低く、かつ製造コストが高いという課題があった。
【０００６】
また、図６に示すように、例えば特許文献２には、光ファイバ１０１と金属線１０２と並列させて樹脂チューブ１０３を被せ、金属線１０２の形状保持力（塑性変形力）によって光ファイバ１０１の布線形状を維持する発明が記載されている。
しかしながら、特許文献２に示された発明では、光ファイバ１０１と金属線１０２と並列させて更に樹脂チューブ１０３を被せるという構造ゆえ、その外径が大きくなることは避けられず、小型、薄型化が進んだ電子機器に布線することには制約があった。
【０００７】
また、図７に示すように、例えば特許文献３には、光ファイバ１１０を取り巻くようにスパイラル状の金属チューブ１１１を配し、この金属チューブ１１１の形状保持力によって光ファイバ１１０の布線形状を維持する発明が記載されている。
しかしながら、特許文献３に示された発明では、光ファイバ１１０の周りにスパイラル状の金属チューブ１１１が取り巻くという構造ゆえ、特許文献２と同様に、その外径が大きくなることは避けられず、小型、薄型化が進んだ電子機器に布線することには制約があった。
【０００８】
また、図８に示すように、例えば特許文献４には、直径が５．６μｍ以下、または１０μｍの光ファイバコア１２０を有する樹脂被膜１２１の光ファイバ素線１２２の周りに、厚みが５〜１５μｍの第一金属被膜１２３、更にこの第一金属被膜１２３の周りに、厚みが５〜５０μｍの第二金属被膜１２４とを形成した光ファイバ１２５を、コイル状に巻回させた光ファイバコイル式センサが記載されている。
しかしながら、特許文献４に示された発明では、光ファイバコア１２０の直径が小さすぎるため、例えば、光ファイバ１２５の両端に信号送受信用の発光素子や受光素子を接続する際に、集光レンズが必須となる。このため、各種情報機器の信号送受信手段として特許文献４に示された光ファイバを用いた場合には、集光レンズ等を付加するために、製造コストの増加や小型、薄型化の障害となる。
【０００９】
更に、図９に示すように、例えば特許文献５には、光ファイバ１３０の周りに信号伝達や給電のための金属コート部１３１を備えた、金属コート光ファイバケーブル１３２が記載されている。
しかしながら、特許文献５に示された発明では、光ファイバ１３０を取り巻く金属コート部１３１は、信号伝達や給電を目的として形成されているものであり、光ファイバ１３０の布線形状の保持などの機能は備えていない。
【特許文献１】特開２００１−２５５４１７号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６９６４号公報
【特許文献３】特開２００５−１１４８６２号公報
【特許文献４】特開２００５−２０８０２５号公報
【特許文献５】特開昭６２−１０８４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ素線の復元力に抗して布線形状を維持しつつ、小型の電子機器の内部空間においても光伝送手段として組込みが可能な光ファイバを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、布線した光ファイバが復元力によって浮き上がり、信号伝送に不具合が生じることの無い光通信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の光ファイバは、少なくとも石英を含む光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜と、前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを有する光ファイバであって、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線の屈曲状態を保持する構造であることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の光ファイバは、請求項１において、前記第一金属被膜の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の光ファイバは、請求項１または２において、前記第二金属被膜の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の光ファイバは、請求項１ないし３いずれか１項において、前記第一金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，ＣｒおよびＺｎから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の光ファイバは、請求項１ないし４いずれか１項において、前記第二金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ａｇ，およびＡｕから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の光通信モジュールは、プリント基板と、発光素子と受光素子の一方又は両方を側面に実装してなるサブマウント基板と、前記発光素子と受光素子との間に、これらの素子と光結合可能に設けられた光ファイバとを有してなり、前記発光素子及び前記受光素子は、前記サブマウント基板を介して、それらの発光及び受光方向が前記プリント基板と平行となるように前記プリント基板上に実装され、且つ前記サブマウント基板の発光素子及び受光素子と、これらに隣接した前記光ファイバの端部とが、樹脂により覆われている光通信モジュールであって、前記光ケーブルは、少なくとも石英を含む光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜と、前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを有し、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線の屈曲状態を保持する構造であることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の光ファイバ素線は、少なくとも石英を含む光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線であって、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ファイバによれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコアを備えていても、第一金属被膜と第二金属被膜の２層の金属被膜によって光ファイバ素線が覆われているので、これら第一金属被膜および第二金属被膜の塑性変形性、およびコアの反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００１４】
このため、例えば、光ファイバを小型の電子機器内の光伝送体として、基板上などに屈曲させて布線（配線）した場合でも、光ファイバが屈曲前の形状に復元しようとして基板から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。
【００１５】
また、光ファイバ１０を、例えば基板上に布線する工程においても、光ファイバ１０を所定の布線形状に屈曲させた後、反発力によって元の形状に復元しないように押さえるなどの手順を踏まなくても、光ファイバ１０は布線形状に保持されたままであるので、光ファイバ１０の布線工程を大幅に容易にすることが可能となる。
【００１６】
そして、このような構成の光ファイバによれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、情報伝達量に優れたコアを備えているため、例えば、光ファイバの両端に信号送受信用の発光素子や受光素子を接続する際に、集光レンズ等を設ける必要が無い。このため、光ファイバを布線する機器の薄型化、小型化に寄与することができる。
【００１７】
また、本発明の光通信モジュールによれば、発光素子および受光素子とを光結合する光ファイバが、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコアを備えていても、第一金属被膜と第二金属被膜の２層の金属被膜によって光ファイバ素線が覆われているので、これら第一金属被膜および第二金属被膜の塑性変形性、およびコアの反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００１８】
このため、光ファイバをプリント基板に対し略水平かつ接近して布線しても、布線した曲げ状態に光ファイバが保持され、光ファイバ素線の反発力によってプリント基板から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。これにより、光通信モジュールの厚みを、実装されたプリント基板から数ミリ以内に抑えることが可能となり、小型化、薄型化に対応した信頼性の高い光通信モジュールを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る光ファイバの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２０】
図１は、本発明の光ファイバの構成を示す断面図である。光ファイバ１０は、コア（光ファイバコア）１１と、このコア１１を取り巻くクラッド１２とからなる光ファイバ裸線１３を有する。更にこの光ファイバ裸線１３の周りには、樹脂被膜１４が形成され、これら光ファイバ裸線１３と樹脂被膜１４とから、光ファイバ素線１５を構成している。
【００２１】
コア１１は、直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下に形成され、石英を主体とした材料から形成されている。光ファイバ素線１５は、周囲を第一金属被膜１６で覆われている。また、第一金属被膜１６の周囲は、更に第二金属被膜１７で覆われている。
【００２２】
このような構成の光ファイバ１０によれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコア１１を備えていても、第一金属被膜１６と第二金属被膜１７の２層の金属被膜によって光ファイバ素線１５が覆われているので、これら第一金属被膜１６および第二金属被膜１７の塑性変形性、およびコア１１の反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線１５を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００２３】
このため、例えば、光ファイバ１０を小型の電子機器内の光伝送体として、基板上などに屈曲させて布線（配線）した場合でも、光ファイバ１０が屈曲前の形状に復元しようとして基板から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。
【００２４】
また、光ファイバ１０を、例えば基板上に布線する工程においても、光ファイバ１０を所定の布線形状に屈曲させた後、反発力によって元の形状に復元しないように押さえるなどの手順を踏まなくても、光ファイバ１０は布線形状に保持されたままであるので、光ファイバ１０の布線工程を大幅に容易にすることが可能となる。
【００２５】
そして、このような構成の光ファイバ１０によれば、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、情報伝達量に優れたコア１１を備えているため、例えば、光ファイバ１０の両端に信号送受信用の発光素子や受光素子を接続する際に、集光レンズ等を設ける必要が無い。このため、光ファイバ１０を布線する機器の薄型化、小型化に寄与することができる。
【００２６】
光ファイバ裸線１３は、コア１１の直径がシングルモードファイバよりも大きく、発光素子や受光素子との光結合が容易であることが好ましい。光ファイバ裸線１３には、外径６２．５μｍのコア１１、外径１２５μｍのクラッド１２を有するＧＩ光ファイバ裸線を用いることも可能である。
【００２７】
樹脂被膜１４は、耐熱性および化学的安定性に優れ、かつ金属被膜の被覆処理に対する耐久性の面から、例えば、ポリイミドを用いるのが好ましい。また、樹脂被膜１４には、紫外線硬化樹脂や、シリコーン樹脂を用いることもできる。樹脂被膜１４は、一層だけでなく、光ファイバ裸線１３の外側に形成された２層以上複層からなる樹脂被膜であってもよい。こうした樹脂被膜１４の厚みは、例えば５〜４０μｍ程度に形成されていれば良い。
【００２８】
第一金属被膜１６は、例えば、Ｃｕを主成分として形成されている。他にも、第一金属被膜１６を構成する材料としては、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，ＣｒおよびＺｎから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金が挙げられる。
【００２９】
第一金属被膜１６の形成に無電解めっきを用いる場合、一般的に無電解めっきが可能な金属として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎを用いる必要があるが、他の形成方法ではこの限りではない。しかし、真空蒸着、スパッタリングでは、無電解めっきより被膜の厚みを増加させることが現実的に困難であることから、厚みが薄くとも剛性が高いＣｒ、Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、ＣｕーＮｉ合金が好ましく挙げられる。
【００３０】
第一金属被膜１６の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲が好ましく、特に好ましくは１μｍ程度である。こうした第一金属被膜１６の形成方法の一例としては、無電解めっきを用いて形成される。処理薬液は、還元剤としてホルマリンが添加された無電解銅めっき浴薬液（商品名：ＯＰＣカッパー（奥野製薬工業製））を用い、薬液温度を３０℃に保持し、所定の膜厚になるまでめっき処理を行なった。
【００３１】
また、第一金属被膜１６の形成には、こうした無電解めっきの他に、真空蒸着、またはスパッタリングを用いることもでき、更に、これらの方法を２つ以上を組み合わせて第一金属被膜１６を形成しても良い。この第一金属被膜１６は、後述する第二金属被膜１７の下地層の役割も果たしている。従って、厚みが０．１μｍ以下では第二金属被膜１７の厚みが不均一になりやすく、好ましくない。また、５μｍ以上では、成膜に時間が掛かり、生産性が悪く製造コストが高くなる。
【００３２】
第二金属被膜１７は、例えば、Ｃｕを主成分として形成されている。他にも、第二金属被膜１７を構成する材料としては、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ａｇ，およびＡｕから選択される単一元素、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金が挙げられる。Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金を用いることもできる。第二金属被膜１７は、色合いなどを考慮し、実際の布線作業者が好ましいと考える金属を用いることができるが、光ファイバ素線１５を曲げ状態のまま保持するのに必要な剛性を持っていることが望ましい。剛性が高く、色合いが良いなどの要因から、前述した金属は好適である。
【００３３】
第二金属被膜１７の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲が好ましく、特に好ましくは６０μｍ程度である。こうした第二金属被膜１７の形成方法の一例としては、無電解めっきを用いて形成される。処理薬液として、硫酸銅めっき浴薬液（硫酸銅５水和物１に対し硫酸４の重量比で混合し、塩素イオンを５０ｐｐｍ添加した薬液に、添加剤（商品名：カバークリーム、メルテックス製）を加えたもの）を用い、薬液中で第二金属被膜１７に電流密度２．５Ａ／ｄｍ２ の電流を流し、所定の厚みになるまでめっき処理を行なう。
【００３４】
なお、薬液は上述したもの以外にも、一般的に電解銅めっきに用いられる青化銅浴、またはピロ燐酸銅浴を用いることもできる。こうした第二金属被膜１７は、第一金属被膜１６を下地層として、効率的に金属被膜の厚みを増加することができ、光ファイバ素線１５の曲げ状態を保持するのに必要とされる厚みに、比較的短時間で到達することが可能である。なお、第二金属被膜１７の厚みが５０μｍ未満であると、塑性力の不足によって光ファイバ素線１５の曲げ状態を保持できない虞がある。また、第二金属被膜１７の厚みが９５μｍを越えると、第二金属被膜１７が硬くなりすぎて、光ファイバ１０を屈曲させた際に第二金属被膜１７にクラックが入る虞がある。
【００３５】
なお、第二金属被膜１７の周囲に、更に絶縁樹脂からなる絶縁被膜などを形成することも好ましい。この絶縁被膜としては、例えば、第一金属被膜１６や第二金属被膜１７の塑性変形を妨げない程度に柔らかく、かつ絶緑性を有していればよい。こうした第二金属被膜１７を覆う絶縁樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、スチレンゴムなどが好ましく挙げられる。
【００３６】
次に、本発明の光通信モジュールについて説明する。図２は、本発明の光通信モジュールの構成を示す模式図である。
本発明の光通信モジュール２０は、プリント基板２１と、発光素子２２、受光素子２３の一方又は両方を実装してなるサブマウント基板２４とを備えている。また、この発光素子２２と受光素子２３との間に、これらの素子と光結合可能に設けられた光ファイバ２５を有している。
【００３７】
発光素子２２および受光素子２３は、サブマウント基板２４を介して、それらの発光及び受光方向がプリント基板２１に対して平行になるように、プリント基板２１上に実装されている。また、発光素子２２および受光素子２３と、これらに隣接した光ファイバ２５の端部とが、樹脂２６により覆われている。樹脂２６は、例えば、ＵＶ硬化型樹脂が好ましく挙げられる。
【００３８】
このような光通信モジュール２０の発光素子２２と受光素子２３との間を光結合させる（光信号を伝播させる）光ファイバ２５は、図３に示すように、コア（光ファイバコア）３１と、このコア３１を取り巻くクラッド３２とからなる光ファイバ裸線３３を有する。更にこの光ファイバ裸線３３の周りには、樹脂被膜３４が形成され、これら光ファイバ裸線３３と樹脂被膜３４とから、光ファイバ素線３５を構成している。
【００３９】
コア３１は、直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下に形成され、少なくとも石英を含む材料がら形成されている。光ファイバ素線３５は、周囲を第一金属被膜３６で覆われている。また、第一金属被膜３６の周囲は、更に第二金属被膜３７で覆われている。また、第二金属被膜３７の周囲は、絶縁樹脂、例えば、スチレンゴムからなる絶縁被膜３８が形成されているのが好ましい。この絶縁被膜３８は、例えば、厚みが１００μｍ程度に形成される
【００４０】
このような構成の光通信モジュール２０によれば、発光素子２２および受光素子２３とを光結合する光ファイバ２５が、５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の比較的直径が太く、従って屈曲に対して反発力（復元力）が強いコア３１を備えていても、第一金属被膜３６と第二金属被膜３７の２層の金属被膜によって光ファイバ素線３５が覆われているので、これら第一金属被膜３６および第二金属被膜３７の塑性変形性、およびコア３１の反発力を上回る弾性限界応力により、光ファイバ素線３５を屈曲させたままの状態で保持することが可能になる。
【００４１】
このため、光ファイバ２５をプリント基板２１に対し略水平かつ接近して布線しても、布線した曲げ状態に光ファイバ２５が保持され、光ファイバ素線３５の反発力によってプリント基板２１から浮き上がったり、基板上で予期せぬ方向に屈曲して伝送障害を引き起こすといった不具合を確実に防止することができる。これにより、光通信モジュール２０の厚みを、実装されたプリント基板２１から５ｍｍ以内に抑えることが可能となり、小型化、薄型化に対応した信頼性の高い光通信モジュール２０を提供することが可能になる。
【実施例】
【００４２】
本発明の光ファイバの効果を検証した。検証にあたって、本発明の光ファイバ（実施例）、および従来の光ファイバ（比較例）の形状保持力を測定した。
まず、形状保持力の測定方法を述べる。図４（ａ）に示すように、外径３０ｍｍのＳＵＳ製マンドレルＭを用い、全長１ｍの光ファイバＦの中央部を、このマンドレルＭに略垂直に一周、無理のない力で巻きつけた。この状態でマンドレルＭを抜き、光ファイバＦを所定時間放置した。
【００４３】
そして、図４（ｂ）に示すように、所定時間放置直後の光ファイバＦにおけるリング状の屈曲部分の最大内径ｒ１を基準として、２４時間経過後、および４８時問経過後の最大内径ｒ２をそれぞれ測定し、下記の式（ａ）に従い歪開放率Ｐを規定した。
Ｐ＝（（ｒ２−ｒ１）／ｒ１）×１００（％）・・・・（ａ）
歪開放率が５％以下であり、２４時間経過後の最大内径と４８時間後の最大内径とが概ね変化が無けれぱ、形状保持力は良好であると定義される。
【００４４】
表１にそれぞれ示す本発明の実施例１〜１８、および従来の比較例１〜５の光ファイバを用意した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表中に示す記号は以下の通りである。
「光ファイバ裸線の型名」 Ａ１：ＧＩファイバ
「樹脂被膜構造の材質」 Ｂ１：ポリイミド
Ｂ２：シリコーン
Ｂ３：アクリル系ＵＶ樹脂
【００４７】
実施例１〜１８までは、ＧＩ光ファイバ素線に対し、第一の金属被膜、あるいは第二金属被膜の、金属種、厚みを変えて、光ファイバを作成した本発明例である。また、比較例１は、第二金属被膜の厚みが、好ましい範囲より少ない５０μｍ未満である従来の光ファイバを示している。比鮫例２は、第一金属被膜の厚みが、好ましい範囲より小さく０．１μｍ未満である従来の光ファイバを示している。比較例３は、第二金属被膜の厚みが、好ましい範囲より厚い１５０μｍである従来の光ファイバを示している。更に、比較例４は、第一の金属被膜、および第二金属被膜の厚みが、好ましい範囲よりいずれも厚い、５μｍ，９５μｍである従来の光ファイバを示している。比較例５は、第一金属被膜、第二金属被膜のいずれも形成されていない、従来の光ファイバ（光ファイバ素線）を示している。比較例６は、第一金属被膜のみ形成された従来の光ファイバを示している。
【００４８】
そして、実施例１〜１８、および比較例１〜６における歪開放率、および、光ファイバのプリント基板からの浮き上がりを示す、光送受信モジュールが占める最大高さを測定した。なお、光送受信モジュールの形状は、図２に示すものと同様である。
表１の評価項目に示す検証結果によれば、形状保持力は、実施例１〜１８までは、いずれも歪開放率が５％未満と良好な特性を示した。一方、比較例１、比較例５、比較例６は、歪開放率が大きく、布線形状を十分に維持することができなかった。比較例２、比較例３、比較例４は、歪開放率が５％未満であるものの、比較例２は、同様の金属から金属被膜が成っている実施例２と比較して、光ファイバの中間部の厚みが３０μmしかなく、第二金属被膜の厚みにばらつきが生じていた。比較例３は、同様の金属から金属被膜が成っている実施例３と比較して、電解めっきに要する時間が３倍もかかってしまい生産性に課題がある。比較例４は、屈曲してまっすぐに戻す、という動きを３回繰り返すと、金属被膜と光ファイパ素線が一緒に割れてしまい、使用できなくなるという不具合が生じた。
【００４９】
次に、実施例１〜１８、および比較例１〜６の光ファイバを用いて、布線性を検証した。布線性の検証方法は、図５に示すように、光ファイバＦを５０ｃｍの長さに揃えた。これを用い、光送受信モジュール５１を作製した。別途、評価用基板として、平坦な未加工のガラスエポキシ基板５２（３０ｃｍ角、厚さ１．６ｍｍ）の外周部分に、電子部品を模擬した１０ｍｍ角（高さ２ｍｍ）のアクリルブロック５３を、それぞれ１０ｍｍの問隔を開けて一列に並べ、両面テープで接着した。
【００５０】
また、光送受信モジュール５１を、光ファイバＦの中央部を曲げ半径（内径）が１５ｍｍとなるように指で９０度曲げて（図５中のＲ部分参照）、ガラスエポキシ基板５２とアクリルブロック５３に沿って布線されるように変形し、この状態で２４時間放置した。その後、光ファイバＦのガラスエポキシ基板５２からの浮き上がり量を測定するとともに、パルスパターン発生器で光送信部に２．５ＧＨｚの電気信号を入力し、光受信部からの出力をビットエラーレート測定器に接統してエラー率を測定した。
【００５１】
布線性は、実施例１〜１８までは、光ファイバの浮き上がりが少なく、光送受信モジュールの最大高さが５ｍｍ未満と少なく良好であった。更に、表には示さないが、いずれも２．５ＧＨｚの入力信号をエラーフリーで伝送することができた。一方、比較例１、比較例５、比較例６は、光ファイバが最初の布線状態から動き、アクリルブロックに接触、あるいは乗り上げて、基板からの浮き上がり最大高さは５ｍｍを超えてしまった。また、比較例２、比較例３は、光ファイバの浮き上がりは少ないものの、形状保持力の項で述べたように、布線時の取り扱いの不便さ、生産性の低さ、繰り返し屈曲強度の低さの点で難があった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の光ファイバの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の光通信モジュールの一例を示す平面図および断面図である。
【図３】本発明の光通信モジュールのに用いた光ファイバの一例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例における検証方法を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例における検証方法を示す説明図である。
【図６】従来の光ファイバを示す斜視図である。
【図７】従来の光ファイバを示す断面図である。
【図８】従来の光ファイバを示す断面図である。
【図９】従来の光ファイバを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 光ファイバ、１１ コア、１２ クラッド、１３ 光ファイバ裸線、１４ 樹脂被膜、１５ 光ファイバ素線、１６ 第一金属被膜、１７ 第二金属被膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英系光ファイバコアと該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜、及び前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを少なくとも備えてなる光ファイバであって、
前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、
前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線を曲げた状態を保持する構造であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記第一金属被膜の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記第二金属被膜の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記第一金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，ＣｒおよびＺｎから選択される単一元素からなる金属、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記第二金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ａｇ，およびＡｕから選択される単一元素からなる金属、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の光ファイバ。
【請求項６】
プリント基板と、発光素子と受光素子の一方又は両方を側面に実装してなるサブマウント基板と、前記発光素子と受光素子との間に、これらの素子と光結合可能に設けられた光ファイバとを有してなり、前記発光素子及び前記受光素子は、前記サブマウント基板を介して、それらの発光及び受光方向が前記プリント基板と平行となるように前記プリント基板上に実装され、且つ前記サブマウント基板の発光素子及び受光素子と、これらに隣接した前記光ファイバの端部とが、樹脂により覆われている光通信モジュールであって、
前記光ケーブルは、石英系光ファイバコアと該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜、及び前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを少なくとも備えてなり、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線を曲げた状態を保持する構造であることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項７】
石英系光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線であって、
前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であることを特徴とする光ファイバ素線。
【請求項１】
石英系光ファイバコアと該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜、及び前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを少なくとも備えてなる光ファイバであって、
前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、
前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線を曲げた状態を保持する構造であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記第一金属被膜の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記第二金属被膜の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記第一金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，ＣｒおよびＺｎから選択される単一元素からなる金属、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記第二金属被膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ａｇ，およびＡｕから選択される単一元素からなる金属、または少なくとも２つ以上の元素からなる合金であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の光ファイバ。
【請求項６】
プリント基板と、発光素子と受光素子の一方又は両方を側面に実装してなるサブマウント基板と、前記発光素子と受光素子との間に、これらの素子と光結合可能に設けられた光ファイバとを有してなり、前記発光素子及び前記受光素子は、前記サブマウント基板を介して、それらの発光及び受光方向が前記プリント基板と平行となるように前記プリント基板上に実装され、且つ前記サブマウント基板の発光素子及び受光素子と、これらに隣接した前記光ファイバの端部とが、樹脂により覆われている光通信モジュールであって、
前記光ケーブルは、石英系光ファイバコアと該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線、前記光ファイバ素線を覆う第一金属被膜、及び前記第一金属被膜を覆う第二金属被膜とを少なくとも備えてなり、前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であり、前記光ファイバを屈曲させた際に、第一金属被膜および／または第二金属被膜によって前記光ファイバ素線を曲げた状態を保持する構造であることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項７】
石英系光ファイバコアおよび該光ファイバコアを被覆する樹脂被膜からなる光ファイバ素線であって、
前記光ファイバコアの直径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下であることを特徴とする光ファイバ素線。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２９２６６０（Ｐ２００８−２９２６６０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３６５７６（Ｐ２００７−１３６５７６）
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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