光ファイバコネクタ及びその製造方法
【課題】光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易な光ファイバコネクタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板上に形成された光ファイバガイド部材１０と、光導波路２０とが並設された光ファイバコネクタであって、前記光ファイバガイド部材の２つのコア間が光ファイバを固定するための溝を形成し、該溝の幅が固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面からファイバガイド用コアパターン上の第１の上部クラッド層の表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設されてなる光ファイバコネクタである。
【解決手段】基板上に形成された光ファイバガイド部材１０と、光導波路２０とが並設された光ファイバコネクタであって、前記光ファイバガイド部材の２つのコア間が光ファイバを固定するための溝を形成し、該溝の幅が固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面からファイバガイド用コアパターン上の第１の上部クラッド層の表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設されてなる光ファイバコネクタである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバコネクタ及びその製造方法に関し、特に、基板によらずに光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、光ファイバの位置ずれがしにくい光ファイバコネクタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に光ケーブル（光ファイバケーブルともいう）は、多量の情報の高速通信が可能であることから、家庭用、産業用の情報通信に広く利用されている。また、例えば自動車には、各種電装品（例えば、カーナビゲーションシステム等）が装備されているが、それらの電装品の光通信にも採用されている。このような光ケーブルが有する光ファイバの端末同士を突き合わせて接続する光ケーブルコネクタとして、特許文献１に開示されるものがある。
また、情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、光伝送路として、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路が用いられている。
そして、この光導波路と光ファイバとを接合する方法として、例えば、特許文献２に記載されるような光ファイバコネクタが挙げられる。
しかしながら、このような、光ファイバコネクタにおいては、光ファイバ搭載溝をダイシングによって切削加工する必要があるため作業効率が悪く、また、光導波路コアは溝の切削工程とは別の工程においてフォトリソグラフィ及びエッチングで作製するため、光ファイバの位置ずれが生じることがあった。さらに、上記の方法ではシリコンウエハなどの寸法安定性の良い硬い基板上に形成しないと、より大きな光ファイバの位置ずれが生じた。
また、特許文献３に記載の光導波路が形成された導波路基板と、光ファイバがキャリアされた光コネクタをそれぞれ別のホルダに装着し、各ホルダの端面同士を固着するような光ファイバと光導波路の接続方法があるが、接続までの工程数が多く煩雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４８９２５
【特許文献２】特開２００１−２０１６４６
【特許文献３】特開平７−１３０４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、基板によらずに光ファイバの位置ずれがしにくい光ファイバコネクタ及びその製造方法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】
【０００５】
本発明者らは、上記課題に対して、光ファイバを固定するための溝を有するファイバガイド用コアパターン及び該コアパターンを覆う蓋材が形成された光ファイバガイド部材を用い、これと光導波路とを並設した光ファイバコネクタにより、前記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）基板上に、ファイバガイド用コアパターン、及び該ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を有し、該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材が形成された光ファイバガイド部材と、第１下部クラッド層上に光信号伝達用コアパターンが形成され、該光信号伝達用コアパターン上に第２の上部クラッド層が形成された光導波路とが並設された光ファイバコネクタであって、前記光ファイバガイド部材の２つのコア間が光ファイバを固定するための溝を形成し、該溝の幅が固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面からファイバガイド用コアパターン上の第１の上部クラッド層表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設されてなる光ファイバコネクタ、及び
（２）基板上に第１下部クラッド層形成用フィルムを積層し、該第１下部クラッド層形成用フィルムをエッチングによって、光ファイバを固定するための溝を形成する部位の第１下部クラッド層形成用フィルムを除去する第１の工程、該第１下部クラッド層及び第１の工程によって第１下部クラッド層形成用フィルムが除去された基板上に、コア形成用フィルムを積層し、エッチングによって、ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターンを一括形成する第２の工程、前記ファイバガイド用コアパターンと前記光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層し、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する第３の工程、及び該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材を形成する第４の工程を順に有する光ファイバコネクタの製造方法であって、前記第２の工程において、光ファイバを固定するための溝を形成するファイバガイド用コアパターンの２つのコア間の距離が、固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面から第１の上部クラッド層表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設される光ファイバコネクタの製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光ファイバコネクタは、基板によらずに光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、光ファイバの位置ずれがしにくい上に、光ファイバを溝と蓋材により形成される空間に差し込むだけで光ファイバと光導波路を簡易に結合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の光ファイバコネクタ及びその製造過程を示す図である。（ａ）はファイバガイド用コアパターンの平行方向断面図、（ｂ）は光信号伝達用コアパターン及び溝の平行方向断面図をそれぞれ示す。
【図２】本発明の光ファイバコネクタ及びその製造過程を示す図である。（ｃ）は光信号伝達用コアパターン及び溝の垂直方向断面図、（ｄ）はファイバガイド用コアパターンの垂直方向断面図、（ｅ）は平面図をそれぞれ示す。
【図３】本発明の光ファイバコネクタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の光ファイバコネクタを、図１、図２、及び図３を用いて説明する。
本発明の光ファイバコネクタは、光ファイバガイド部材１０と光導波路２０とが併設された構造を有する（図３参照）。
光ファイバガイド部材１０は、基板１上に、ファイバガイド用コアパターン５を有し、該ファイバガイド用コアパターン５上に第１の上部クラッド層６を有する（図１（ａ）−５、（ａ）−６、図２（ｄ）−５及び（ｄ）−６参照）。そして、該第１の上部クラッド層６の全面を覆うように蓋材７が形成されている（図１（ａ）−９及び図２（ｄ）−７参照）。また、光導波路２０は、第１下部クラッド層３上に光信号伝達用コアパターン４が形成され、該光信号伝達用コアパターン４上に第２の上部クラッド層６が形成されている（図１（ｂ）−６、図２（ｃ）−６参照）。
【０００９】
本発明の光ファイバコネクタは、光ファイバガイド部材１０の２つのコア間が、光ファイバを固定するための溝（ファイバ溝）８を形成し（図２（ｄ）−６参照）、該溝の幅が固定される光ファイバ３０の直径以上であり、基板１の表面からファイバガイド用コアパターン５の上面までの高さが、該光ファイバ３０の半径以上であり、基板１の表面からファイバガイド用コアパターン５上の第１の上部クラッド層６の下面までの高さが、該光ファイバ３０の直径以上であることが特徴である（図２（ｄ）−７参照）。
この条件を満足することにより、光ファイバ３０を溝と蓋材により形成される空間に容易に差し込むことができる。そして、このように光ファイバを差し込んだ状態で、該光ファイバ３０が、光導波路２０の光信号伝達用コアパターン４に光信号を伝達可能な位置に接合するように、光ファイバガイド部材１０と光導波路２０が並設されている。
【００１０】
上記光ファイバガイド部材１０における蓋材７の材質としては、特に限定されないが、上部クラッド層６に接着性がある場合、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、プラスチックフィルムが挙げられ、これらの基板には、樹脂層、金属層などが設けられていてもよい。また、蓋材７として、電気配線板を用いることもできる。
特に、柔軟性及び強靭性のある蓋材７として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが好適に挙げられる。これらのうち、耐熱性、寸法安定性の観点から、ポリアミドイミド、ポリイミドが特に好ましい。
【００１１】
また、上部クラッド層６に接着性が無い場合、上記に列挙した蓋材７に接着層を設け、接着層付きの蓋材７とすることが好ましい。
蓋材７の厚さとしては、板の反りや寸法安定性により、適宜変更し得るが、好ましくは１０μｍ〜１０．０ｍｍである。また、蓋材７に形成する接着層の厚さとしては、通常、０．１μｍ〜５０μｍが好適な範囲であるが、０．１μｍ〜２０μｍがより好ましい。接着層の厚さが２０μｍ以下であると、溝８への接着剤の流れ込みが抑制されるためである。
さらに、本発明における光導波路は光路変換ミラー１１を有することが好ましく（図１（ｂ）−７参照）、その場合には、該蓋材７が光路変換ミラー１１の補強板を兼ね備えていることが好ましい（図１（ｂ）−９参照）。
【００１２】
また、上記光ファイバガイド部材１０は、基板１の一部である第２下部クラッド層２０１上に、ファイバガイド用コアパターン５が形成されることが好ましい。
なお、本発明において、ファイバガイド用コアパターン５は、光ファイバ３０を固定するためのものであって、光信号伝達用のコアとして機能するものではない。
また、使用する光ファイバに制限はないが、以下「光ファイバの直径」と表記した場合、光ファイバのクラッド外径もしくは光ファイバの被覆外径を表すこととする。
【００１３】
次に、上記光ファイバガイド部材１０におけるファイバガイド用コアパターン５上には、第１の上部クラッド層を有する（図１（ａ）−６参照）。該上部クラッド層を有することで、本発明の光ファイバコネクタの平坦性が得られる。
【００１４】
以下、本発明の光ファイバコネクタを構成する各層について説明する。
（下部クラッド層及び上部クラッド層）
以下、本発明で使用される下部クラッド層（第１下部クラッド層，第２下部クラッド層）２０１、３及び上部クラッド層６について説明する。下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６としては、クラッド層形成用樹脂又はクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
【００１５】
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂としては、光信号伝達用コアパターン４より低屈折率で、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。クラッド層形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。また、第２下部クラッド層２０１については、接着層２としての機能があれば、屈折率や光硬化性の性質は必要なく、後述の接着剤やコア形成用樹脂フィルムを用いてもよい。
【００１６】
本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、例えば、クラッド層形成用樹脂の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すればよい。
塗布による場合には、その方法は限定されず、クラッド層形成用樹脂組成物を常法により塗布すればよい。
また、ラミネートに用いるクラッド層形成用樹脂フィルムは、例えば、クラッド層形成用樹脂組成物を溶媒に溶解して、キャリアフィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
【００１７】
下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６の厚さに関しては、特に限定するものではないが、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６の厚さは、さらに１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。また、第１下部クラッド層３は、光ファイバの中心と光信号伝達用コアパターンとの中心合わせのため、硬化後のフィルム厚みが、[（光ファイバの半径）−（第１下部クラッド層３上に形成された光信号伝達用コアパターン厚み）／２]の厚みのフィルムを用いることがさらに好ましい。
【００１８】
具体例として、光ファイバの直径８０μｍ、光ファイバのコア径５０μｍの光ファイバを用いたときの好ましい下部クラッド層３の厚みを示す。まず、光導波路のコア径は、光ファイバから光信号伝達用コアパターンへ光信号が伝搬してくる場合、光ファイバのコア径に外接する正方形が光損失なく伝搬できる。この場合、光導波路のコアは５０μｍ×５０μｍ（コア高さ；５０μｍ）となる。上記の式に当てはめると最適な下部クラッド層３の厚みは１５μｍとなる。また、上記と同一の光ファイバを用いて、光ファイバから光信号伝達用コアパターンへ光信号が伝搬してくる場合、光ファイバのコア径に内接する正方形が光損失なく伝搬できる。この場合、光導波路のコアは４０μｍ×４０μｍ（コア高さ；４０μｍ）となる。上記の式に当てはめると最適な下部クラッド層３の厚みは２０μｍとなる。
【００１９】
また、光導波路２０において、光信号伝達用コアパターン４を埋め込むための上部クラッド層６の厚みは、コアパターン４の厚さ以上にすることが好ましいが、基板１の表面から上部クラッド層の表面（上面）までの高さが光ファイバの直径以上になるように適宜調整すればよく、光ファイバの直径より０．１〜１５μｍ高い溝に調整することがより好ましい。ファイバガイド用コアパターン上に形成する上部クラッド層の厚みについても、上記と同様の高さに調整すればよい。
【００２０】
（コア層形成用樹脂及びコア層形成用樹脂フィルム）
本発明においては、下部クラッド層２０１、３に積層するコア層、光信号伝達用コアパターン４、及びファイバガイド用コアパターン５の形成方法は特に限定されず、例えば、コア層形成用樹脂の塗布又はコア層形成用樹脂フィルムのラミネートによりコア層を形成し、エッチングによりコアパターンを形成すればよい。
本発明においては、光導波路２０と光ファイバガイド部材１０において、それぞれコア層を形成した後、同時にエッチングして光信号伝達用コアパターン４とファイバガイド用コアパターン５を同時に形成することにより、効率よく光ファイバコネクタを製造することができる。
【００２１】
コア層形成用樹脂、特に光信号伝達用コアパターン４に用いるコア層形成用樹脂は、クラッド層３より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコアバターンを形成し得る樹脂組成物を用いることが好ましい。パターン化する前のコア層の形成方法は限定されず、前記コア層形成用樹脂組成物を常法により塗布する方法等が挙げられる。
【００２２】
コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの仕上がり後の光信号伝達用コアパターン４の厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに３０〜９０μｍの範囲であることが好ましく、該厚みを得るために適宜フィルム厚みを調整すればよい。
また、光信号伝達用コアパターンの硬化後の厚みは、光ファイバから光信号伝達用コアパターンへ光を伝達する場合は、光ファイバのコア径以上になれば光の損失が少なく、光信号伝達用コアパターンから光ファイバへ光を伝達する場合は、光信号伝達用コアパターンの厚さと幅からなる矩形が、光ファイバのコア径の内側になるように調整するとさらによい。
【００２３】
（基板）
基板１の材質としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線板などが挙げられる。
これらのうち、基板１として柔軟性及び強靭性のある基材、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドを用いることで、フレキシブルな光ファイバコネクタとしてもよい。基板の厚さとしては、板の反りや寸法安定性により、適宜変更し得るが、好ましくは１０μｍ〜１０．０ｍｍである。また、基板１は光導波路形成後に剥離除去してもよい。基板１を除去せず、光路変換された光信号が基板１を透過する場合には、光信号の波長に対して透明な基板１を用いるとよい。
また、電気配線板は特に限定されるものではないが、金属配線１０３がＦＲ−４上に形成された電気配線板でもよく、金属配線１０３がポリイミドやポリアミドフィルム上に形成されたフレキシブル配線板であってもよい。なお、金属配線１０３は金属層１０２から形成することができる（図１（ａ）−１、（ａ）−２、（ｃ）−１及び（ｃ）−２参照）。
【００２４】
本発明において、光ファイバ３０は溝８と蓋材７により形成される空間部に差し込まれ、必要に応じて接着剤等で固定されるが、このように光ファイバを差し込むだけで光ファイバと光導波路の位置合わせが可能である。
この際、図２に示すＸ方向の位置合わせはファイバガイド用コアパターン５により行い（図２（ｄ）−５〜７参照）、図１及び２に示すＺ方向の位置合わせは基板１及び蓋材７の相対的位置を調整することにより行うことができる。
【００２５】
本発明において、光ファイバの直径は２００μｍ以下であることが、コア層形成用樹脂フィルムの膜厚が制御しやすいという観点から好ましく、１２５μｍ径や８０μｍ径の光ファイバを用いることがさらに好ましい。ファイバガイド用コアパターン５により形成される溝８の横幅としては、上述のように、光ファイバの直径以上の幅であればよいが、光ファイバの実装性及びトレランスの観点から、光ファイバの直径より０．１〜１０μｍ広い幅であることが好ましい。
【００２６】
（本発明の光ファイバコネクタの製造方法）
本発明の製造方法は、以下の３つの工程を順に有することを特徴とする。すなわち、
（１）基板上に第１下部クラッド層形成用フィルムを積層し、該第１下部クラッド層形成用フィルムをエッチングによって、光ファイバを固定するための溝を形成する部位の第１下部クラッド層形成用フィルムを除去する第１の工程（図１（ａ）−１〜４、図２（ｃ）−１〜４及び（ｄ）−４参照）、
（２）該第１下部クラッド層及び第１の工程によって第１下部クラッド層形成用フィルムが除去された基板上に、コア形成用フィルムを積層し、エッチングによって、ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターンを一括形成する第２の工程（図１（ａ）−５、（ｂ）−５、図２（ｃ）−５〜及び（ｄ）−５参照）、
（３）ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層し、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する第３の工程（図１（ａ）−６、（ｂ）−６、図２（ｃ）−６〜及び（ｄ）−６参照）、及び
（４）第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材を形成する第４の工程（図１（ａ）−９、（ｂ）−９、図２（ｃ）−９〜及び（ｄ）−９参照）、
である。
【００２７】
上記第１の工程は、光ファイバコネクタ中の、光導波路の部分のみ第１下部クラッド層を形成し、光ファイバガイド部材の部位からは第１下部クラッド層を除去するものである。このことにより、光導波路においては、光伝送のための下部クラッドを形成するとともに、光導波路と光ファイバのＺ方向の位置合わせを行うものである。したがって、第１下部クラッド層の厚さは、用いる光ファイバの径に応じて適宜設定されるものであり、好適な厚さは上述の通りである。
【００２８】
次に第２の工程によって、光導波路においては、第１下部クラッド層上に光信号伝達用コアパターンを形成し（図１（ｂ）−５及び図２（ｃ）−５参照）、光ファイバガイド部材においては、基板上に光ファイバを固定するためのファイバガイド用コアパターンを形成する（図１（ａ）−５及び図２（ｄ）−５参照）。
【００２９】
次いで、第３の工程によって、光ファイバ用ガイド部材においては、ファイバガイド用コアパターン形成面側から、光導波路においては、光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層する。そして、光ファイバ用ガイド部材において、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する（図１（ａ）−６、（ｂ）−６、図２（ｃ）−６〜及び（ｄ）−６参照）。
この工程によって、光導波路においては、上部クラッド層が形成され、高い光伝達効率が達成される。一方、光ファイバガイド部材においては、溝を確保するために、その部分のクラッド層がエッチングによって除去されるものである。ここで、ファイバガイド用コアパターン上の上部クラッド層が存在することにより、上述のように、平坦性を確保することができる。なお、溝８部分の上部クラッド層形成用樹脂フィルムをエッチング除去する工程において、除去部分が、ファイバガイド用コアパターン上にかかっていてもよく、ファイバガイド用コアパターン上に上部クラッド層を形成することによって蓋材のたわみを抑制できる点から好ましい。
【００３０】
最後に、第４の工程によって、第１の上部クラッド層の全面を覆うように、蓋材を形成し、ファイバガイド用コアパターンを覆うことで、本発明の光ファイバコネクタが製造される。蓋材の形成方法は蓋材の材質に応じて適宜決定されるが、ロールラミネータ、真空ラミネータなどを用いて形成することが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明の製造方法では、前記第３の工程の直前又は直後に、ダイシングソーによってスリット溝を形成する工程を有することが好ましく（図１（ｂ）−７参照）、特に該スリット溝の深さが第１下部クラッド層表面以下であることが好ましい。
この工程によって、後述するように、光ファイバと光導波路を接続する光導波路端面が平滑化される。また、スリットの深さを上記のようにすることによって、光ファイバが良好に実装できる。
【００３２】
また、光信号伝達用コアパターン４、ファイバガイド用コアパターン５が、特に基板１に密着性が無い場合には、接着層２付きの基板１を用いてもよく、接着層が第２下部クラッド層２０１を兼用していてもよい。
接着層２の種類としては特に限定されないが、両面テープ、ＵＶまたは熱硬化性接着剤、プリプレグ、ビルドアップ材、電気配線板製造用途に使用される種々の接着剤が好適に挙げられる。光信号が基板１を透過する場合には、光信号波長において透明であればよくその際には、基板１と接着力のあるクラッド層形成用樹脂フィルムやコア層形成用樹脂フィルムを用いて接着層２とするのが好ましい。
【００３３】
光ファイバと光導波路を接続する光導波路端面の平滑化方法としては、特に限定するものではないが、例えば、ダイシングソーを用いて光導波路端面を切削し、スリット溝９を形成すると共に平滑化すればよい。この際のダイシングブレードの切削深さは、基板１表面以下にすると光ファイバ３０が良好に実装できるため好ましい。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
実施例１
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
［（A）ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（A−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００３５】
[重量平均分子量の測定］
（A−１）の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー（株）製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成工業（株）製「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
（A−１）の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（A−１）溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００３６】
［クラッド層形成用樹脂ワニスＡの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記Ａ−１溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン（株）製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋（株）製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスＡを得た。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスＡを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、株式会社ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製「ピューレックスＡ３１」、厚み２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用した第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層（接着層）の厚みに付いては、実施例中に記載する。また、第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層の硬化後の膜厚と塗工後の膜厚は同一であった。本実施例で用いた上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚についても実施例中に記載する。実施例中に記載する上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００３７】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業（株）製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業（株）製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・ジャパン（株）社製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・ジャパン（株）製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上記クラッド層形成用樹脂ワニスＡの製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記クラッド層形成用樹脂ワニスＡの製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過し、さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績（株）製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム（株）製、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したコア層形成用樹脂フィルム厚みに付いては、以下の各実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００３８】
［基板の作製］
（サブトラクティブ法による電気配線形成）
金属層１０２として片面銅箔付きのポリイミドフィルム１０１（（ポリイミド；ユーピレックスＶＴ（宇部日東化成（株）製）、厚み；２５μｍ）、（銅箔；ＮＡ−ＤＦＦ（三井金属鉱業（株）製））、厚み；９μｍ）（図１（ａ）−１、図２（ｃ）−１参照）の銅箔面に感光性ドライフィルムレジスト（商品名：フォテック、日立化成工業（株）製、厚さ：２５μｍ）をロールラミネータ（日立化成テクノプラント（株）製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、ラミネート速度０．４ｍ／ｍｉｎの条件で貼り、次いで紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて感光性ドライフィルムレジスト側から幅５０μｍのネガ型フォトマスクを介し、紫外線（波長３６５ｎｍ）を１２０ｍＪ／ｃｍ2照射し、未露光部分の感光性ドライフィルムレジストを３５℃の０．１〜５重量％炭酸ナトリウムの希薄溶液で除去した。その後、塩化第二鉄溶液を用いて、感光性ドライフィルムレジストが除去されむき出しになった部分の銅箔をエッチングにより除去し、３５℃の１〜１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を用いて、露光部分の感光性ドライフィルムレジストを除去し、L（ライン幅）／S（間隙幅）＝６０／６５μｍの電気配線１０３を形成しフレキシブル配線板を得た。
【００３９】
（Ｎｉ／Ａｕめっきの形成）
その後、フレキシブル配線板を、脱脂、ソフトエッチング、酸洗浄し、無電解Ｎｉめっき用増感剤（商品名：ＳＡ−１００、日立化成工業（株）製）に２５℃で５分間浸漬後水洗し、８３℃の無電解Ｎｉめっき液（奥野製薬（株）製、ＩＣＰニコロンＧＭ−ＳＤ溶液、ｐＨ４．６）に８分間浸漬して３μｍのＮｉ被膜を形成し、その後、純水にて洗浄を実施した。
次に、置換金めっき液（１００ｍＬ；ＨＧＳ−５００及び１．５ｇ；シアン化金カリウム／Ｌで建浴）（商品名：ＨＧＳ−５００、日立化成工業（株）製、）に８５℃で８分間浸漬し、Ｎｉ被膜上に０．０６μｍの置換金被膜を形成した。これにより、カバーレイフィルムのない電気配線１０３部分が、Ｎｉ及びＡｕのめっきに被覆されたフレキシブル配線板を得た（図１（ａ）−２、図２（ｃ）−２参照）。
接着層２として上記で得られた１０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを大きさ１００×１００ｍｍに裁断し、保護フィルムである離型ＰＥＴフィルム（ピューレックスＡ３１）を剥離し、上記で形成したフレキシブル配線板のポリイミド面に、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１００℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、第２下部クラッド層２０１付きの電気配線板を形成した。紫外線露光機（（株）製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にてキャリアフィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を４Ｊ／ｃｍ2照射し、次いでキャリアフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱処理することにより、厚さ１０μｍの第２下部クラッド層２０１付きの基板１を形成した（図１（ａ）−３、図２（ｃ）−３参照）。
【００４０】
［光ファイバコネクタの作製］
上記で得られた１５μｍ厚の下部クラッド層形成用樹脂フィルムを大きさ１００×１００μｍに裁断し、保護フィルムを剥離して、第２下部クラッド層２０１面側に上記と同様の条件で、真空ラミネータによって積層した。９５μｍ×３．０ｍｍ×４本の非露光部を有したネガ型フォトマスクを介し、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にてキャリアフィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を２５０ｍＪ／ｃｍ2照射した。その後、キャリアフィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、第１下部クラッド層３をエッチングした。続いて、水洗浄し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、光ファイバ溝形成部分に９５μｍ×３．０ｍｍの開口部を形成した第１下部クラッド層３付きの基板１を作製した（図１（ａ）−４、図２（ｃ）−４、図２（ｄ）−４参照）。これにより、光導波路２０形成部分には、第１下部クラッド層３が形成され、光ファイバを搭載する溝８部分には、第１下部クラッド層３が無い状態となっている。
【００４１】
次に、上記の第１下部クラッド層３面にロールラミネータ（日立化成テクノプラント（株）製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で、保護フィルムを剥離した５０μｍ厚の上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで上記の真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。その後、光信号伝達用コアパターン幅５０μｍ（光ファイバ接続部分のパターンピッチ；１２５μｍ、光路変換ミラー形成部（光ファイバ接続部分より５ｍｍ地点）のパターンピッチ；２５０μｍ、４本）、ファイバガイド用コアパターン幅４０μｍ（ファイバ溝ピッチ；１２５μｍ、４本、両端のファイバガイド用コアパターンのみ１５０μｍ）のネガ型フォトマスクを介し、光信号伝達用コアパターン４が第１下部クラッド層３上に、ファイバガイド用コアパターン５によって形成される溝８が基板１（第２下部クラッド層２０１）上に形成されるように位置合わせをし、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を７００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コアパターンをエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、光信号伝達用コアパターン４及びファイバガイド用コアパターン５を形成し、同時に８５μｍ幅の溝８が形成された。なお、ファイバガイド用コアパターン５における各パターンの大きさは、光ファイバを溝８に固定した際に、光ファイバが光信号伝達用コアパターン４に光信号を送受可能な位置に接合するように設計されている（図１（ａ）−５、図１（ｂ）−５、図２（ｃ）−５、図２（ｄ）−５、図２（ｅ）参照）。
【００４２】
次いで、保護フィルムを剥離した８５μｍ厚の上部クラッド層樹脂フィルムをコアパターン形成面側から上記の真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。さらに、第１下部クラッド層３形成の際に使用したネガ型フォトマスクを使用して紫外線（波長３６５ｎｍ）を１５０ｍＪ／ｃｍ2照射後、キャリアフィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、溝８部分の上部クラッド層形成用樹脂フィルムをエッチングした。続いて、水洗浄し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化した。
以上のようにして、１２５μｍピッチ、ファイバ径８０μｍ、４チャンネル用の光ファイバコネクタを作製した。
得られた光ファイバコネクタにおいて、ファイバガイド用コアパターン５の溝８の横幅は８５μｍ、ファイバガイド用コアパターン５の高さ（第２下部クラッド層２０１表面からの高さ）は６４μｍ、基板面から上部クラッド層上面までの高さは８５．５μｍ、光信号伝達用コアパターン４の厚みは５０μｍであった（図１（ａ）−６、図１（ｂ）−６、図２（ｃ）−６、図２（ｄ）−６参照）。
【００４３】
（スリット溝の形成）
得られた光導波路２０の光ファイバ接続端面を平滑化するためにダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて４０μｍ幅のスリット溝９を形成した（図１（ａ）−７、図１（ｂ）−７参照）。併せて、ファイバガイド用コアパターンに対して平行に基板を切断し（光導波路端面から３ｍｍ地点）、基板端面に光ファイバ搭載用の溝８が現れるように外形加工を行った。
【００４４】
（光路変換ミラーの形成）
得られた光導波路２０の上部クラッド層６側からダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて４５°の光路変換ミラー１１を形成した（図１（ａ）−７、図１（ｂ）−７参照）。次いでミラー形成部分を開口させたメタルマスクをミラー付きの光ファイバコネクタに設置し、蒸着装置（ＲＥ−００２５、ファースト技研製）を用いて蒸着金属層１２としてＡｕを０．５μｍ蒸着させた（図１（ａ）−８、図１（ｂ）−８、図１参照）。
【００４５】
（蓋材の形成）
ポリイミドフィルム（ユーピレックスＲＮ（宇部日東化成（株）製）、厚み；２５μｍ）上に蓋材の接着層７０１として上記で得られた１０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離して、上記と同様の条件で、真空ラミネータによって積層し、接着層７０１付きの蓋材７を形成した。次に、蓋材７に積層したクラッド層形成用樹脂フィルムのキャリアフィルムを剥離し、上記の光ファイバコネクタの上部クラッド層６形成面側から、上記と同様の条件で、真空ラミネータによって加熱圧着した。次いで、１８０℃、１時間加熱硬化し、蓋材７付きの光ファイバコネクタを形成した。
光ファイバ搭載用の溝８の基板１（第２下部クラッド層２０１）表面から蓋材７の底面（蓋材の接着層７０１の底面）までの高さは、８２μｍであった（図１（ａ）−９、（ｂ）−９、（ｃ）−７及び（ｄ）−７参照）。
【００４６】
以上のようにして得られた光ファイバコネクタの溝８及び蓋材７で形成された空間部に、１２５μｍピッチ、４チャンネルの光ファイバ３０（コア径；５０μｍ、クラッド径；８０μｍ）を差し込んだところ、光導波路２０の光信号伝達用コアパターン５の光伝達面に接合し、光ファイバ３０から光信号を伝達することが可能であり、かつ、光ファイバ３０が位置ずれすることもなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上詳細に説明したように、本発明の光ファイバコネクタは、基板によらずに光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、光ファイバの位置ずれがしにくい。しかも、光ファイバを溝と蓋材により形成される空間に差し込むだけで光ファイバと光導波路を簡易に結合させることができる。
このため、光ファイバ用の光電気変換基板等として有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１．基板
１０１．ポリイミドフィルム
１０２．金属層
１０３．金属配線、電気配線
２．接着層
２０１．下部クラッド層（第２下部クラッド層）
３．下部クラッド層（第１下部クラッド層）
４．光信号伝達用コアパターン
５．ファイバガイド用コアパターン
６．上部クラッド層
７．蓋材
７０１．（蓋材用）接着層
８．溝（ファイバ溝）
９．スリット溝
１０．光ファイバガイド部材
１１．光路変換ミラー
１２．蒸着金属層
２０．光導波路
３０．光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバコネクタ及びその製造方法に関し、特に、基板によらずに光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、光ファイバの位置ずれがしにくい光ファイバコネクタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に光ケーブル（光ファイバケーブルともいう）は、多量の情報の高速通信が可能であることから、家庭用、産業用の情報通信に広く利用されている。また、例えば自動車には、各種電装品（例えば、カーナビゲーションシステム等）が装備されているが、それらの電装品の光通信にも採用されている。このような光ケーブルが有する光ファイバの端末同士を突き合わせて接続する光ケーブルコネクタとして、特許文献１に開示されるものがある。
また、情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、光伝送路として、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路が用いられている。
そして、この光導波路と光ファイバとを接合する方法として、例えば、特許文献２に記載されるような光ファイバコネクタが挙げられる。
しかしながら、このような、光ファイバコネクタにおいては、光ファイバ搭載溝をダイシングによって切削加工する必要があるため作業効率が悪く、また、光導波路コアは溝の切削工程とは別の工程においてフォトリソグラフィ及びエッチングで作製するため、光ファイバの位置ずれが生じることがあった。さらに、上記の方法ではシリコンウエハなどの寸法安定性の良い硬い基板上に形成しないと、より大きな光ファイバの位置ずれが生じた。
また、特許文献３に記載の光導波路が形成された導波路基板と、光ファイバがキャリアされた光コネクタをそれぞれ別のホルダに装着し、各ホルダの端面同士を固着するような光ファイバと光導波路の接続方法があるが、接続までの工程数が多く煩雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４８９２５
【特許文献２】特開２００１−２０１６４６
【特許文献３】特開平７−１３０４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、基板によらずに光ファイバの位置ずれがしにくい光ファイバコネクタ及びその製造方法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】
【０００５】
本発明者らは、上記課題に対して、光ファイバを固定するための溝を有するファイバガイド用コアパターン及び該コアパターンを覆う蓋材が形成された光ファイバガイド部材を用い、これと光導波路とを並設した光ファイバコネクタにより、前記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）基板上に、ファイバガイド用コアパターン、及び該ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を有し、該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材が形成された光ファイバガイド部材と、第１下部クラッド層上に光信号伝達用コアパターンが形成され、該光信号伝達用コアパターン上に第２の上部クラッド層が形成された光導波路とが並設された光ファイバコネクタであって、前記光ファイバガイド部材の２つのコア間が光ファイバを固定するための溝を形成し、該溝の幅が固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面からファイバガイド用コアパターン上の第１の上部クラッド層表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設されてなる光ファイバコネクタ、及び
（２）基板上に第１下部クラッド層形成用フィルムを積層し、該第１下部クラッド層形成用フィルムをエッチングによって、光ファイバを固定するための溝を形成する部位の第１下部クラッド層形成用フィルムを除去する第１の工程、該第１下部クラッド層及び第１の工程によって第１下部クラッド層形成用フィルムが除去された基板上に、コア形成用フィルムを積層し、エッチングによって、ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターンを一括形成する第２の工程、前記ファイバガイド用コアパターンと前記光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層し、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する第３の工程、及び該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材を形成する第４の工程を順に有する光ファイバコネクタの製造方法であって、前記第２の工程において、光ファイバを固定するための溝を形成するファイバガイド用コアパターンの２つのコア間の距離が、固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面から第１の上部クラッド層表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設される光ファイバコネクタの製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光ファイバコネクタは、基板によらずに光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、光ファイバの位置ずれがしにくい上に、光ファイバを溝と蓋材により形成される空間に差し込むだけで光ファイバと光導波路を簡易に結合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の光ファイバコネクタ及びその製造過程を示す図である。（ａ）はファイバガイド用コアパターンの平行方向断面図、（ｂ）は光信号伝達用コアパターン及び溝の平行方向断面図をそれぞれ示す。
【図２】本発明の光ファイバコネクタ及びその製造過程を示す図である。（ｃ）は光信号伝達用コアパターン及び溝の垂直方向断面図、（ｄ）はファイバガイド用コアパターンの垂直方向断面図、（ｅ）は平面図をそれぞれ示す。
【図３】本発明の光ファイバコネクタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の光ファイバコネクタを、図１、図２、及び図３を用いて説明する。
本発明の光ファイバコネクタは、光ファイバガイド部材１０と光導波路２０とが併設された構造を有する（図３参照）。
光ファイバガイド部材１０は、基板１上に、ファイバガイド用コアパターン５を有し、該ファイバガイド用コアパターン５上に第１の上部クラッド層６を有する（図１（ａ）−５、（ａ）−６、図２（ｄ）−５及び（ｄ）−６参照）。そして、該第１の上部クラッド層６の全面を覆うように蓋材７が形成されている（図１（ａ）−９及び図２（ｄ）−７参照）。また、光導波路２０は、第１下部クラッド層３上に光信号伝達用コアパターン４が形成され、該光信号伝達用コアパターン４上に第２の上部クラッド層６が形成されている（図１（ｂ）−６、図２（ｃ）−６参照）。
【０００９】
本発明の光ファイバコネクタは、光ファイバガイド部材１０の２つのコア間が、光ファイバを固定するための溝（ファイバ溝）８を形成し（図２（ｄ）−６参照）、該溝の幅が固定される光ファイバ３０の直径以上であり、基板１の表面からファイバガイド用コアパターン５の上面までの高さが、該光ファイバ３０の半径以上であり、基板１の表面からファイバガイド用コアパターン５上の第１の上部クラッド層６の下面までの高さが、該光ファイバ３０の直径以上であることが特徴である（図２（ｄ）−７参照）。
この条件を満足することにより、光ファイバ３０を溝と蓋材により形成される空間に容易に差し込むことができる。そして、このように光ファイバを差し込んだ状態で、該光ファイバ３０が、光導波路２０の光信号伝達用コアパターン４に光信号を伝達可能な位置に接合するように、光ファイバガイド部材１０と光導波路２０が並設されている。
【００１０】
上記光ファイバガイド部材１０における蓋材７の材質としては、特に限定されないが、上部クラッド層６に接着性がある場合、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、プラスチックフィルムが挙げられ、これらの基板には、樹脂層、金属層などが設けられていてもよい。また、蓋材７として、電気配線板を用いることもできる。
特に、柔軟性及び強靭性のある蓋材７として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが好適に挙げられる。これらのうち、耐熱性、寸法安定性の観点から、ポリアミドイミド、ポリイミドが特に好ましい。
【００１１】
また、上部クラッド層６に接着性が無い場合、上記に列挙した蓋材７に接着層を設け、接着層付きの蓋材７とすることが好ましい。
蓋材７の厚さとしては、板の反りや寸法安定性により、適宜変更し得るが、好ましくは１０μｍ〜１０．０ｍｍである。また、蓋材７に形成する接着層の厚さとしては、通常、０．１μｍ〜５０μｍが好適な範囲であるが、０．１μｍ〜２０μｍがより好ましい。接着層の厚さが２０μｍ以下であると、溝８への接着剤の流れ込みが抑制されるためである。
さらに、本発明における光導波路は光路変換ミラー１１を有することが好ましく（図１（ｂ）−７参照）、その場合には、該蓋材７が光路変換ミラー１１の補強板を兼ね備えていることが好ましい（図１（ｂ）−９参照）。
【００１２】
また、上記光ファイバガイド部材１０は、基板１の一部である第２下部クラッド層２０１上に、ファイバガイド用コアパターン５が形成されることが好ましい。
なお、本発明において、ファイバガイド用コアパターン５は、光ファイバ３０を固定するためのものであって、光信号伝達用のコアとして機能するものではない。
また、使用する光ファイバに制限はないが、以下「光ファイバの直径」と表記した場合、光ファイバのクラッド外径もしくは光ファイバの被覆外径を表すこととする。
【００１３】
次に、上記光ファイバガイド部材１０におけるファイバガイド用コアパターン５上には、第１の上部クラッド層を有する（図１（ａ）−６参照）。該上部クラッド層を有することで、本発明の光ファイバコネクタの平坦性が得られる。
【００１４】
以下、本発明の光ファイバコネクタを構成する各層について説明する。
（下部クラッド層及び上部クラッド層）
以下、本発明で使用される下部クラッド層（第１下部クラッド層，第２下部クラッド層）２０１、３及び上部クラッド層６について説明する。下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６としては、クラッド層形成用樹脂又はクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
【００１５】
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂としては、光信号伝達用コアパターン４より低屈折率で、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。クラッド層形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。また、第２下部クラッド層２０１については、接着層２としての機能があれば、屈折率や光硬化性の性質は必要なく、後述の接着剤やコア形成用樹脂フィルムを用いてもよい。
【００１６】
本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、例えば、クラッド層形成用樹脂の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すればよい。
塗布による場合には、その方法は限定されず、クラッド層形成用樹脂組成物を常法により塗布すればよい。
また、ラミネートに用いるクラッド層形成用樹脂フィルムは、例えば、クラッド層形成用樹脂組成物を溶媒に溶解して、キャリアフィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
【００１７】
下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６の厚さに関しては、特に限定するものではないが、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、下部クラッド層２０１、３及び上部クラッド層６の厚さは、さらに１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。また、第１下部クラッド層３は、光ファイバの中心と光信号伝達用コアパターンとの中心合わせのため、硬化後のフィルム厚みが、[（光ファイバの半径）−（第１下部クラッド層３上に形成された光信号伝達用コアパターン厚み）／２]の厚みのフィルムを用いることがさらに好ましい。
【００１８】
具体例として、光ファイバの直径８０μｍ、光ファイバのコア径５０μｍの光ファイバを用いたときの好ましい下部クラッド層３の厚みを示す。まず、光導波路のコア径は、光ファイバから光信号伝達用コアパターンへ光信号が伝搬してくる場合、光ファイバのコア径に外接する正方形が光損失なく伝搬できる。この場合、光導波路のコアは５０μｍ×５０μｍ（コア高さ；５０μｍ）となる。上記の式に当てはめると最適な下部クラッド層３の厚みは１５μｍとなる。また、上記と同一の光ファイバを用いて、光ファイバから光信号伝達用コアパターンへ光信号が伝搬してくる場合、光ファイバのコア径に内接する正方形が光損失なく伝搬できる。この場合、光導波路のコアは４０μｍ×４０μｍ（コア高さ；４０μｍ）となる。上記の式に当てはめると最適な下部クラッド層３の厚みは２０μｍとなる。
【００１９】
また、光導波路２０において、光信号伝達用コアパターン４を埋め込むための上部クラッド層６の厚みは、コアパターン４の厚さ以上にすることが好ましいが、基板１の表面から上部クラッド層の表面（上面）までの高さが光ファイバの直径以上になるように適宜調整すればよく、光ファイバの直径より０．１〜１５μｍ高い溝に調整することがより好ましい。ファイバガイド用コアパターン上に形成する上部クラッド層の厚みについても、上記と同様の高さに調整すればよい。
【００２０】
（コア層形成用樹脂及びコア層形成用樹脂フィルム）
本発明においては、下部クラッド層２０１、３に積層するコア層、光信号伝達用コアパターン４、及びファイバガイド用コアパターン５の形成方法は特に限定されず、例えば、コア層形成用樹脂の塗布又はコア層形成用樹脂フィルムのラミネートによりコア層を形成し、エッチングによりコアパターンを形成すればよい。
本発明においては、光導波路２０と光ファイバガイド部材１０において、それぞれコア層を形成した後、同時にエッチングして光信号伝達用コアパターン４とファイバガイド用コアパターン５を同時に形成することにより、効率よく光ファイバコネクタを製造することができる。
【００２１】
コア層形成用樹脂、特に光信号伝達用コアパターン４に用いるコア層形成用樹脂は、クラッド層３より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコアバターンを形成し得る樹脂組成物を用いることが好ましい。パターン化する前のコア層の形成方法は限定されず、前記コア層形成用樹脂組成物を常法により塗布する方法等が挙げられる。
【００２２】
コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの仕上がり後の光信号伝達用コアパターン４の厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに３０〜９０μｍの範囲であることが好ましく、該厚みを得るために適宜フィルム厚みを調整すればよい。
また、光信号伝達用コアパターンの硬化後の厚みは、光ファイバから光信号伝達用コアパターンへ光を伝達する場合は、光ファイバのコア径以上になれば光の損失が少なく、光信号伝達用コアパターンから光ファイバへ光を伝達する場合は、光信号伝達用コアパターンの厚さと幅からなる矩形が、光ファイバのコア径の内側になるように調整するとさらによい。
【００２３】
（基板）
基板１の材質としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線板などが挙げられる。
これらのうち、基板１として柔軟性及び強靭性のある基材、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドを用いることで、フレキシブルな光ファイバコネクタとしてもよい。基板の厚さとしては、板の反りや寸法安定性により、適宜変更し得るが、好ましくは１０μｍ〜１０．０ｍｍである。また、基板１は光導波路形成後に剥離除去してもよい。基板１を除去せず、光路変換された光信号が基板１を透過する場合には、光信号の波長に対して透明な基板１を用いるとよい。
また、電気配線板は特に限定されるものではないが、金属配線１０３がＦＲ−４上に形成された電気配線板でもよく、金属配線１０３がポリイミドやポリアミドフィルム上に形成されたフレキシブル配線板であってもよい。なお、金属配線１０３は金属層１０２から形成することができる（図１（ａ）−１、（ａ）−２、（ｃ）−１及び（ｃ）−２参照）。
【００２４】
本発明において、光ファイバ３０は溝８と蓋材７により形成される空間部に差し込まれ、必要に応じて接着剤等で固定されるが、このように光ファイバを差し込むだけで光ファイバと光導波路の位置合わせが可能である。
この際、図２に示すＸ方向の位置合わせはファイバガイド用コアパターン５により行い（図２（ｄ）−５〜７参照）、図１及び２に示すＺ方向の位置合わせは基板１及び蓋材７の相対的位置を調整することにより行うことができる。
【００２５】
本発明において、光ファイバの直径は２００μｍ以下であることが、コア層形成用樹脂フィルムの膜厚が制御しやすいという観点から好ましく、１２５μｍ径や８０μｍ径の光ファイバを用いることがさらに好ましい。ファイバガイド用コアパターン５により形成される溝８の横幅としては、上述のように、光ファイバの直径以上の幅であればよいが、光ファイバの実装性及びトレランスの観点から、光ファイバの直径より０．１〜１０μｍ広い幅であることが好ましい。
【００２６】
（本発明の光ファイバコネクタの製造方法）
本発明の製造方法は、以下の３つの工程を順に有することを特徴とする。すなわち、
（１）基板上に第１下部クラッド層形成用フィルムを積層し、該第１下部クラッド層形成用フィルムをエッチングによって、光ファイバを固定するための溝を形成する部位の第１下部クラッド層形成用フィルムを除去する第１の工程（図１（ａ）−１〜４、図２（ｃ）−１〜４及び（ｄ）−４参照）、
（２）該第１下部クラッド層及び第１の工程によって第１下部クラッド層形成用フィルムが除去された基板上に、コア形成用フィルムを積層し、エッチングによって、ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターンを一括形成する第２の工程（図１（ａ）−５、（ｂ）−５、図２（ｃ）−５〜及び（ｄ）−５参照）、
（３）ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層し、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する第３の工程（図１（ａ）−６、（ｂ）−６、図２（ｃ）−６〜及び（ｄ）−６参照）、及び
（４）第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材を形成する第４の工程（図１（ａ）−９、（ｂ）−９、図２（ｃ）−９〜及び（ｄ）−９参照）、
である。
【００２７】
上記第１の工程は、光ファイバコネクタ中の、光導波路の部分のみ第１下部クラッド層を形成し、光ファイバガイド部材の部位からは第１下部クラッド層を除去するものである。このことにより、光導波路においては、光伝送のための下部クラッドを形成するとともに、光導波路と光ファイバのＺ方向の位置合わせを行うものである。したがって、第１下部クラッド層の厚さは、用いる光ファイバの径に応じて適宜設定されるものであり、好適な厚さは上述の通りである。
【００２８】
次に第２の工程によって、光導波路においては、第１下部クラッド層上に光信号伝達用コアパターンを形成し（図１（ｂ）−５及び図２（ｃ）−５参照）、光ファイバガイド部材においては、基板上に光ファイバを固定するためのファイバガイド用コアパターンを形成する（図１（ａ）−５及び図２（ｄ）−５参照）。
【００２９】
次いで、第３の工程によって、光ファイバ用ガイド部材においては、ファイバガイド用コアパターン形成面側から、光導波路においては、光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層する。そして、光ファイバ用ガイド部材において、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する（図１（ａ）−６、（ｂ）−６、図２（ｃ）−６〜及び（ｄ）−６参照）。
この工程によって、光導波路においては、上部クラッド層が形成され、高い光伝達効率が達成される。一方、光ファイバガイド部材においては、溝を確保するために、その部分のクラッド層がエッチングによって除去されるものである。ここで、ファイバガイド用コアパターン上の上部クラッド層が存在することにより、上述のように、平坦性を確保することができる。なお、溝８部分の上部クラッド層形成用樹脂フィルムをエッチング除去する工程において、除去部分が、ファイバガイド用コアパターン上にかかっていてもよく、ファイバガイド用コアパターン上に上部クラッド層を形成することによって蓋材のたわみを抑制できる点から好ましい。
【００３０】
最後に、第４の工程によって、第１の上部クラッド層の全面を覆うように、蓋材を形成し、ファイバガイド用コアパターンを覆うことで、本発明の光ファイバコネクタが製造される。蓋材の形成方法は蓋材の材質に応じて適宜決定されるが、ロールラミネータ、真空ラミネータなどを用いて形成することが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明の製造方法では、前記第３の工程の直前又は直後に、ダイシングソーによってスリット溝を形成する工程を有することが好ましく（図１（ｂ）−７参照）、特に該スリット溝の深さが第１下部クラッド層表面以下であることが好ましい。
この工程によって、後述するように、光ファイバと光導波路を接続する光導波路端面が平滑化される。また、スリットの深さを上記のようにすることによって、光ファイバが良好に実装できる。
【００３２】
また、光信号伝達用コアパターン４、ファイバガイド用コアパターン５が、特に基板１に密着性が無い場合には、接着層２付きの基板１を用いてもよく、接着層が第２下部クラッド層２０１を兼用していてもよい。
接着層２の種類としては特に限定されないが、両面テープ、ＵＶまたは熱硬化性接着剤、プリプレグ、ビルドアップ材、電気配線板製造用途に使用される種々の接着剤が好適に挙げられる。光信号が基板１を透過する場合には、光信号波長において透明であればよくその際には、基板１と接着力のあるクラッド層形成用樹脂フィルムやコア層形成用樹脂フィルムを用いて接着層２とするのが好ましい。
【００３３】
光ファイバと光導波路を接続する光導波路端面の平滑化方法としては、特に限定するものではないが、例えば、ダイシングソーを用いて光導波路端面を切削し、スリット溝９を形成すると共に平滑化すればよい。この際のダイシングブレードの切削深さは、基板１表面以下にすると光ファイバ３０が良好に実装できるため好ましい。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
実施例１
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
［（A）ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（A−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００３５】
[重量平均分子量の測定］
（A−１）の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー（株）製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成工業（株）製「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
（A−１）の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（A−１）溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００３６】
［クラッド層形成用樹脂ワニスＡの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記Ａ−１溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン（株）製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋（株）製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスＡを得た。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスＡを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、株式会社ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製「ピューレックスＡ３１」、厚み２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用した第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層（接着層）の厚みに付いては、実施例中に記載する。また、第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層の硬化後の膜厚と塗工後の膜厚は同一であった。本実施例で用いた上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚についても実施例中に記載する。実施例中に記載する上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００３７】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業（株）製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業（株）製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・ジャパン（株）社製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・ジャパン（株）製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上記クラッド層形成用樹脂ワニスＡの製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記クラッド層形成用樹脂ワニスＡの製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過し、さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績（株）製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム（株）製、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したコア層形成用樹脂フィルム厚みに付いては、以下の各実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００３８】
［基板の作製］
（サブトラクティブ法による電気配線形成）
金属層１０２として片面銅箔付きのポリイミドフィルム１０１（（ポリイミド；ユーピレックスＶＴ（宇部日東化成（株）製）、厚み；２５μｍ）、（銅箔；ＮＡ−ＤＦＦ（三井金属鉱業（株）製））、厚み；９μｍ）（図１（ａ）−１、図２（ｃ）−１参照）の銅箔面に感光性ドライフィルムレジスト（商品名：フォテック、日立化成工業（株）製、厚さ：２５μｍ）をロールラミネータ（日立化成テクノプラント（株）製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、ラミネート速度０．４ｍ／ｍｉｎの条件で貼り、次いで紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて感光性ドライフィルムレジスト側から幅５０μｍのネガ型フォトマスクを介し、紫外線（波長３６５ｎｍ）を１２０ｍＪ／ｃｍ2照射し、未露光部分の感光性ドライフィルムレジストを３５℃の０．１〜５重量％炭酸ナトリウムの希薄溶液で除去した。その後、塩化第二鉄溶液を用いて、感光性ドライフィルムレジストが除去されむき出しになった部分の銅箔をエッチングにより除去し、３５℃の１〜１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を用いて、露光部分の感光性ドライフィルムレジストを除去し、L（ライン幅）／S（間隙幅）＝６０／６５μｍの電気配線１０３を形成しフレキシブル配線板を得た。
【００３９】
（Ｎｉ／Ａｕめっきの形成）
その後、フレキシブル配線板を、脱脂、ソフトエッチング、酸洗浄し、無電解Ｎｉめっき用増感剤（商品名：ＳＡ−１００、日立化成工業（株）製）に２５℃で５分間浸漬後水洗し、８３℃の無電解Ｎｉめっき液（奥野製薬（株）製、ＩＣＰニコロンＧＭ−ＳＤ溶液、ｐＨ４．６）に８分間浸漬して３μｍのＮｉ被膜を形成し、その後、純水にて洗浄を実施した。
次に、置換金めっき液（１００ｍＬ；ＨＧＳ−５００及び１．５ｇ；シアン化金カリウム／Ｌで建浴）（商品名：ＨＧＳ−５００、日立化成工業（株）製、）に８５℃で８分間浸漬し、Ｎｉ被膜上に０．０６μｍの置換金被膜を形成した。これにより、カバーレイフィルムのない電気配線１０３部分が、Ｎｉ及びＡｕのめっきに被覆されたフレキシブル配線板を得た（図１（ａ）−２、図２（ｃ）−２参照）。
接着層２として上記で得られた１０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを大きさ１００×１００ｍｍに裁断し、保護フィルムである離型ＰＥＴフィルム（ピューレックスＡ３１）を剥離し、上記で形成したフレキシブル配線板のポリイミド面に、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１００℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、第２下部クラッド層２０１付きの電気配線板を形成した。紫外線露光機（（株）製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にてキャリアフィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を４Ｊ／ｃｍ2照射し、次いでキャリアフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱処理することにより、厚さ１０μｍの第２下部クラッド層２０１付きの基板１を形成した（図１（ａ）−３、図２（ｃ）−３参照）。
【００４０】
［光ファイバコネクタの作製］
上記で得られた１５μｍ厚の下部クラッド層形成用樹脂フィルムを大きさ１００×１００μｍに裁断し、保護フィルムを剥離して、第２下部クラッド層２０１面側に上記と同様の条件で、真空ラミネータによって積層した。９５μｍ×３．０ｍｍ×４本の非露光部を有したネガ型フォトマスクを介し、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にてキャリアフィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を２５０ｍＪ／ｃｍ2照射した。その後、キャリアフィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、第１下部クラッド層３をエッチングした。続いて、水洗浄し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、光ファイバ溝形成部分に９５μｍ×３．０ｍｍの開口部を形成した第１下部クラッド層３付きの基板１を作製した（図１（ａ）−４、図２（ｃ）−４、図２（ｄ）−４参照）。これにより、光導波路２０形成部分には、第１下部クラッド層３が形成され、光ファイバを搭載する溝８部分には、第１下部クラッド層３が無い状態となっている。
【００４１】
次に、上記の第１下部クラッド層３面にロールラミネータ（日立化成テクノプラント（株）製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で、保護フィルムを剥離した５０μｍ厚の上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで上記の真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。その後、光信号伝達用コアパターン幅５０μｍ（光ファイバ接続部分のパターンピッチ；１２５μｍ、光路変換ミラー形成部（光ファイバ接続部分より５ｍｍ地点）のパターンピッチ；２５０μｍ、４本）、ファイバガイド用コアパターン幅４０μｍ（ファイバ溝ピッチ；１２５μｍ、４本、両端のファイバガイド用コアパターンのみ１５０μｍ）のネガ型フォトマスクを介し、光信号伝達用コアパターン４が第１下部クラッド層３上に、ファイバガイド用コアパターン５によって形成される溝８が基板１（第２下部クラッド層２０１）上に形成されるように位置合わせをし、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を７００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コアパターンをエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、光信号伝達用コアパターン４及びファイバガイド用コアパターン５を形成し、同時に８５μｍ幅の溝８が形成された。なお、ファイバガイド用コアパターン５における各パターンの大きさは、光ファイバを溝８に固定した際に、光ファイバが光信号伝達用コアパターン４に光信号を送受可能な位置に接合するように設計されている（図１（ａ）−５、図１（ｂ）−５、図２（ｃ）−５、図２（ｄ）−５、図２（ｅ）参照）。
【００４２】
次いで、保護フィルムを剥離した８５μｍ厚の上部クラッド層樹脂フィルムをコアパターン形成面側から上記の真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。さらに、第１下部クラッド層３形成の際に使用したネガ型フォトマスクを使用して紫外線（波長３６５ｎｍ）を１５０ｍＪ／ｃｍ2照射後、キャリアフィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、溝８部分の上部クラッド層形成用樹脂フィルムをエッチングした。続いて、水洗浄し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化した。
以上のようにして、１２５μｍピッチ、ファイバ径８０μｍ、４チャンネル用の光ファイバコネクタを作製した。
得られた光ファイバコネクタにおいて、ファイバガイド用コアパターン５の溝８の横幅は８５μｍ、ファイバガイド用コアパターン５の高さ（第２下部クラッド層２０１表面からの高さ）は６４μｍ、基板面から上部クラッド層上面までの高さは８５．５μｍ、光信号伝達用コアパターン４の厚みは５０μｍであった（図１（ａ）−６、図１（ｂ）−６、図２（ｃ）−６、図２（ｄ）−６参照）。
【００４３】
（スリット溝の形成）
得られた光導波路２０の光ファイバ接続端面を平滑化するためにダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて４０μｍ幅のスリット溝９を形成した（図１（ａ）−７、図１（ｂ）−７参照）。併せて、ファイバガイド用コアパターンに対して平行に基板を切断し（光導波路端面から３ｍｍ地点）、基板端面に光ファイバ搭載用の溝８が現れるように外形加工を行った。
【００４４】
（光路変換ミラーの形成）
得られた光導波路２０の上部クラッド層６側からダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて４５°の光路変換ミラー１１を形成した（図１（ａ）−７、図１（ｂ）−７参照）。次いでミラー形成部分を開口させたメタルマスクをミラー付きの光ファイバコネクタに設置し、蒸着装置（ＲＥ−００２５、ファースト技研製）を用いて蒸着金属層１２としてＡｕを０．５μｍ蒸着させた（図１（ａ）−８、図１（ｂ）−８、図１参照）。
【００４５】
（蓋材の形成）
ポリイミドフィルム（ユーピレックスＲＮ（宇部日東化成（株）製）、厚み；２５μｍ）上に蓋材の接着層７０１として上記で得られた１０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離して、上記と同様の条件で、真空ラミネータによって積層し、接着層７０１付きの蓋材７を形成した。次に、蓋材７に積層したクラッド層形成用樹脂フィルムのキャリアフィルムを剥離し、上記の光ファイバコネクタの上部クラッド層６形成面側から、上記と同様の条件で、真空ラミネータによって加熱圧着した。次いで、１８０℃、１時間加熱硬化し、蓋材７付きの光ファイバコネクタを形成した。
光ファイバ搭載用の溝８の基板１（第２下部クラッド層２０１）表面から蓋材７の底面（蓋材の接着層７０１の底面）までの高さは、８２μｍであった（図１（ａ）−９、（ｂ）−９、（ｃ）−７及び（ｄ）−７参照）。
【００４６】
以上のようにして得られた光ファイバコネクタの溝８及び蓋材７で形成された空間部に、１２５μｍピッチ、４チャンネルの光ファイバ３０（コア径；５０μｍ、クラッド径；８０μｍ）を差し込んだところ、光導波路２０の光信号伝達用コアパターン５の光伝達面に接合し、光ファイバ３０から光信号を伝達することが可能であり、かつ、光ファイバ３０が位置ずれすることもなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上詳細に説明したように、本発明の光ファイバコネクタは、基板によらずに光ファイバと光導波路コアとの位置合わせが容易で、光ファイバの位置ずれがしにくい。しかも、光ファイバを溝と蓋材により形成される空間に差し込むだけで光ファイバと光導波路を簡易に結合させることができる。
このため、光ファイバ用の光電気変換基板等として有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１．基板
１０１．ポリイミドフィルム
１０２．金属層
１０３．金属配線、電気配線
２．接着層
２０１．下部クラッド層（第２下部クラッド層）
３．下部クラッド層（第１下部クラッド層）
４．光信号伝達用コアパターン
５．ファイバガイド用コアパターン
６．上部クラッド層
７．蓋材
７０１．（蓋材用）接着層
８．溝（ファイバ溝）
９．スリット溝
１０．光ファイバガイド部材
１１．光路変換ミラー
１２．蒸着金属層
２０．光導波路
３０．光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ファイバガイド用コアパターン、及び該ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を有し、該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材が形成された光ファイバガイド部材と、
第１下部クラッド層上に光信号伝達用コアパターンが形成され、該光信号伝達用コアパターン上に第２の上部クラッド層が形成された光導波路とが並設された光ファイバコネクタであって、
前記光ファイバガイド部材の２つのコア間が光ファイバを固定するための溝を形成し、該溝の幅が固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面からファイバガイド用コアパターン上の第１の上部クラッド層の表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設されてなる光ファイバコネクタ。
【請求項２】
前記光信号伝達用コアパターンが、前記基板上に形成された第１下部クラッド層上に形成され、前記ファイバガイド用コアパターンが、前記基板上に形成された請求項１に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項３】
前記基板が接着層を有し、該接着層上に第１下部クラッド層及び前記ファイバガイド用コアパターンが形成された請求項１又は２に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項４】
前記接着層が、第２下部クラッド層である請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバコネクタ。
【請求項５】
前記光ファイバコネクタの前記光導波路が、光路変換ミラー付きの光導波路であり、前記蓋材が光路変換ミラーの補強材としての機能を有する請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバコネクタ。
【請求項６】
前記基板が電気配線板である請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバコネクタ。
【請求項７】
基板上に第１下部クラッド層形成用フィルムを積層し、該第１下部クラッド層形成用フィルムをエッチングによって、光ファイバを固定するための溝を形成する部位の第１下部クラッド層形成用フィルムを除去する第１の工程、該第１下部クラッド層及び第１の工程によって第１下部クラッド層形成用フィルムが除去された基板上に、コア形成用フィルムを積層し、エッチングによって、ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターンを一括形成する第２の工程、前記ファイバガイド用コアパターンと前記光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層し、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する第３の工程、及び該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材を形成する第４の工程を順に有する光ファイバコネクタの製造方法であって、前記第２の工程において、光ファイバを固定するための溝を形成するファイバガイド用コアパターンの２つのコア間の距離が、固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面から第１の上部クラッド層表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設される光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項８】
前記第３の工程の直前又は直後に、ダイシングソーによってスリット溝を形成する第５の工程を有し、該スリット溝の深さが第１下部クラッド層表面以下であることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１】
基板上に、ファイバガイド用コアパターン、及び該ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を有し、該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材が形成された光ファイバガイド部材と、
第１下部クラッド層上に光信号伝達用コアパターンが形成され、該光信号伝達用コアパターン上に第２の上部クラッド層が形成された光導波路とが並設された光ファイバコネクタであって、
前記光ファイバガイド部材の２つのコア間が光ファイバを固定するための溝を形成し、該溝の幅が固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面からファイバガイド用コアパターン上の第１の上部クラッド層の表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設されてなる光ファイバコネクタ。
【請求項２】
前記光信号伝達用コアパターンが、前記基板上に形成された第１下部クラッド層上に形成され、前記ファイバガイド用コアパターンが、前記基板上に形成された請求項１に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項３】
前記基板が接着層を有し、該接着層上に第１下部クラッド層及び前記ファイバガイド用コアパターンが形成された請求項１又は２に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項４】
前記接着層が、第２下部クラッド層である請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバコネクタ。
【請求項５】
前記光ファイバコネクタの前記光導波路が、光路変換ミラー付きの光導波路であり、前記蓋材が光路変換ミラーの補強材としての機能を有する請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバコネクタ。
【請求項６】
前記基板が電気配線板である請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバコネクタ。
【請求項７】
基板上に第１下部クラッド層形成用フィルムを積層し、該第１下部クラッド層形成用フィルムをエッチングによって、光ファイバを固定するための溝を形成する部位の第１下部クラッド層形成用フィルムを除去する第１の工程、該第１下部クラッド層及び第１の工程によって第１下部クラッド層形成用フィルムが除去された基板上に、コア形成用フィルムを積層し、エッチングによって、ファイバガイド用コアパターンと光信号伝達用コアパターンを一括形成する第２の工程、前記ファイバガイド用コアパターンと前記光信号伝達用コアパターン形成面側から、上部クラッド層形成用フィルムを積層し、エッチングによって、光ファイバを固定するための溝部分の上部クラッド層形成用フィルムを除去して、ファイバガイド用コアパターン上に第１の上部クラッド層を形成する第３の工程、及び該第１の上部クラッド層の全面を覆うように蓋材を形成する第４の工程を順に有する光ファイバコネクタの製造方法であって、前記第２の工程において、光ファイバを固定するための溝を形成するファイバガイド用コアパターンの２つのコア間の距離が、固定される光ファイバの直径以上であり、前記基板表面からファイバガイド用コアパターン上面までの高さが該光ファイバの半径以上であり、基板表面から第１の上部クラッド層表面までの高さが該光ファイバの直径以上であり、かつ該光ファイバが、前記光導波路の光信号伝達用コアパターンに光信号を伝達可能な位置に接合するように、前記光ファイバガイド部材と前記光導波路が並設される光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項８】
前記第３の工程の直前又は直後に、ダイシングソーによってスリット溝を形成する第５の工程を有し、該スリット溝の深さが第１下部クラッド層表面以下であることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１５５１９１（Ｐ２０１２−１５５１９１Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２３９（Ｐ２０１１−１５２３９）
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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