JPH10231131A - モールド成形用成形予備体およびモールド成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モールド成形が可能な従来のガラス材料は熱
膨張係数が比較的高いので、当該ガラス材料を用いて使
用環境下での温度変化に伴う寸法変化や形状変化が小さ
いガラス製のモールド成形品を得ることは困難である。 【解決手段】 ベースガラス中に該ベースガラスよりも
熱膨張係数が小さい無機フィラーが分散した複合系ガラ
スからなるモールド成形用成形予備体を用いてモールド
成形品を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モールド成形用の
成形予備体およびモールド成形品ならびにこれらの製造
方法、ならびに、前記のモールド成形品を用いた光ファ
イバアレイおよびこの光ファイバアレイを用いた光導波
路モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスレンズやガラス製のプリズム等の
光学素子の精密成形の一法として、従来より精密モール
ド成形が知られている。また近年では、光ファイバガイ
ドブロックや当該光ファイバガイドブロックと協同して
光ファイバを固定するための押さえブロック等の光ファ
イバ固定用部材に代表される光部品固定用部材、あるい
は、光部品を光ファイバと光学的に接続しつつ（以下、
「光学的に接続する」ことを「光接続」という。）実装
するか光部品同士を光接続しつつ実装するための光部品
実装用基板等の精密成形の一法としても、精密モールド
成形を適用しようとする試みがなされている。

【０００３】ガラス製品の精密モールド成形は、成形予
備体を所定形状のキャビティを有する成形型内に配置
し、当該成形予備体を所定温度まで加熱して熱間プレス
することによって行われるわけであるが、このときの成
形予備体としては、従来よりガラスの単一物質からなる
もの（以下、「ガラス成形予備体」という。）が利用さ
れている。そして、モールド成形時にはガラス成形予備
体および成形型を前記ガラス成形予備体の屈伏点付近あ
るいはそれ以上の温度に加熱する必要があり、これに伴
って成形型および当該成形型の内側表面に設けられてい
る離型膜が高温に曝されることから、モールド成形時に
成形型や離型膜が酸化等によって劣化しないように、ガ
ラス成形予備体の屈伏点ができるだけ低く（概ね６００
℃以下）なるように当該ガラス成形予備体の組成が工夫
されている。

【０００４】屈伏点が低いガラスとしては、ホウケイ酸
系の光学ガラスにＬｉ₂Ｏを添加したものや、ホウ酸塩
系の光学ガラスにＬｉ₂Ｏを添加したものが知られてい
る。また、特開平８−５９２８１号公報には、屈伏点が
５６０℃以下であるＺｎＯ−ＳｉＯ₂ −Ｂ₂Ｏ₃ 系ガラ
スが開示されている。

【０００５】ところで、例えば光ファイバと光導波路と
を光接続する際には、前記の光ファイバは光ファイバ固
定用部材（本明細書でいう光部品固定用部材の１つ）に
よって固定され、この状態で所望の光接続がなされる。
このとき、光導波路が形成されている基板と光ファイバ
を固定している光ファイバ固定用部材とは互いに固着さ
れる。したがって、光導波路の熱膨張係数や当該光導波
路が形成されている基板の熱膨張係数と光ファイバ固定
用部材の熱膨張係数との差が大きいと、仮に高精度で光
導波路と光ファイバとを光接続したとしても、使用環境
下での温度変化に伴う前記の光ファイバ固定用部材の寸
法や形状の変化と前記の光導波路および当該光導波路が
形成されている基板の寸法や形状の変化との差が大きく
なる。その結果、光接続部分に位置ズレが生じてアライ
メント精度が低下し、光接続部分での接続損失が大きく
なる。光ファイバ同士を光接続した場合や、光導波路以
外の光部品と光ファイバとを光接続した場合においても
同様である。

【０００６】一般に、光導波路は石英ガラス（熱膨張係
数；５×１０^-7／℃）やシリコン（熱膨張係数；３２×
１０^-7／℃）等、熱膨張係数が小さい基板に形成されて
いる。一方、前述したホウケイ酸系の光学ガラスにＬｉ
₂Ｏを添加したものや、ホウ酸塩系の光学ガラスにＬｉ₂
Ｏを添加したものの−５０〜＋１００℃における平均熱
膨張係数は、概ね６０×１０^-7〜１４０×１０^-7／℃で
ある。このため、当該ガラスは光ファイバ固定用部材の
材料、特に石英系光ファイバや石英系光導波路と光ファ
イバとを光接続する際に使用する光ファイバ固定用部材
の材料として好適ではない。

【０００７】熱膨張係数が小さいガラスとしては、アル
ミノホウケイ酸系ガラス（ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃ −Ａｌ₂Ｏ₃
系）の１種であるコーニング社製のパイレックスガラ
ス（製品番号７７４０；「パイレックス」はコーニング
社の商標）が知られている。このガラスの熱膨張係数は
３２×１０^-7／℃であるので、熱膨張係数のみに着目す
れば、光ファイバ固定用部材の材料として好適である。
しかしながら、当該ガラスの屈伏点は６３９℃であるの
で、モールド成形用の成形予備体として用いることは困
難である。

【０００８】これに対し、特開平８−５９２８１号公報
に開示されているＺｎＯ−ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃ 系の光学ガ
ラスは屈伏点が５６０℃以下と低く、また、−５０〜＋
１００℃における平均熱膨張係数も概ね４０×１０^-7〜
６０×１０^-7／℃と小さいので、光ファイバ固定用部材
等の光部品固定用部材，光部品実装用基板等を精密モー
ルド成形によって得る際の成形予備体の材料として好適
である。このガラスを用いて例えば心数単位が１５心
（ピッチは２５０μｍ）の光ファイバ固定用部材を精密
モールド成形によって得、当該光ファイバ固定用部材を
用いてモードフィールド径がそれぞれ１０μｍである１
５本の石英系シングルモード光ファイバを固定した後、
これらの光ファイバとモードフィールド径が１０μｍで
ある１×１５分岐の石英系シングルモード光導波路素子
とを光接続して−４０〜８５℃の熱サイクル試験を行っ
た場合、熱膨張差に起因して光接続部分で光軸ズレが生
じることによる損失変動を０．１ｄＢ（全幅）以下に抑
えることが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
光導波路素子についてはより一層の多心化が要求される
ようになり、これに伴って心数単位が１５心を超える光
ファイバ固定用部材が必要とされている。そして、例え
ば１６本の石英系シングルモード光ファイバと１×１６
分岐の石英系シングルモード光導波路素子とを光接続す
る場合、心数単位が１６心（ただし、ピッチは２５０μ
ｍとする。）の光ファイバ固定用部材を上記ＺｎＯ−Ｓ
ｉＯ₂ −Ｂ₂Ｏ₃ 系の光学ガラスを用いて精密モールド
成形によって作製したとしても、熱膨張差に起因する光
軸ズレによって生じる損失変動を０．１ｄＢ（全幅）以
下に抑えることは困難である。このため、モールド成形
が可能で、かつ、熱膨張係数がより小さいガラス材料の
開発が望まれている。同様に、光部品実装用基板等をガ
ラスによって作製する場合でも、使用環境下での温度変
化に伴う寸法変化や形状変化が小さい製品を得るうえか
ら、熱膨張係数がより小さいガラス材料の開発が望まれ
ている。

【００１０】本発明の第１の目的は、従来のガラス材料
からなるものよりも熱膨張係数が小さいモールド成形品
を容易に得ることができるモールド成形用成形予備体、
従来のガラス材料からなるものよりも熱膨張係数が小さ
いものを容易に得ることができるモールド成形品、およ
びこれらの製造方法を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第２の目的は、熱膨張差に
起因して光接続部分で光軸ズレが生じることによる損失
変動を小さく押さえることができるものを得ることが容
易な光ファイバアレイおよび光導波路モジュールを提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る本発明のモールド成形用成形予備体は、ベースガラス
としてのガラス粉末と該ガラス粉末よりも熱膨張係数が
小さい無機フィラーとの圧粉体からなることを特徴とす
るものであり（以下、このものを「成形予備体Ｉ」とい
う。）、その製造方法は、ベースガラスとしてのガラス
粉末と該ガラス粉末よりも熱膨張係数が小さい無機フィ
ラーとを所定形状に加圧成形して圧粉体とすることを特
徴とするものである（以下、この方法を「成形予備体の
製造方法Ｉ」という。）。

【００１３】また、上記第１の目的を達成する本発明の
他のモールド成形用成形予備体は、ベースガラス中に該
ベースガラスよりも熱膨張係数が小さい無機フィラーが
分散した複合系ガラスからなることを特徴とするもので
あり（以下、このものを「成形予備体II」という。）、
その製造方法は、ベースガラスとしてのガラス粉末と該
ガラス粉末よりも熱膨張係数が小さい無機フィラーとを
所定形状に加圧成形して圧粉体とした後、該圧粉体を焼
成することを特徴とするもの（以下、この方法を「成形
予備体の製造方法II」という。）、または、有機物バイ
ンダー，水または有機溶媒と、ベースガラスとしてのガ
ラス粉末と、該ガラス粉末よりも熱膨張係数が小さい無
機フィラーとの混練成形物を作製し、該混練成形物を乾
燥した後に焼成することを特徴とするものである（以
下、この方法を「成形予備体の製造方法III 」とい
う。）。

【００１４】そして、上記第１の目的を達成する本発明
のモールド成形品は、ベースガラス中に該ベースガラス
よりも熱膨張係数が小さい無機フィラーが分散した複合
系ガラスからなることを特徴とするものであり（以下、
このモールド成形品を「モールド成形品Ｉ」とい
う。）、その製造方法は、上記の成形予備体Ｉまたは成
形予備体IIを該モールド成形用成形予備体中のベースガ
ラスの粘度が１×１０⁸ 〜１×１０¹²ｄＰａ・ｓとなる
温度に加熱し、熱間プレスして成形品を得ることを特徴
とするものである。

【００１５】また、上記第１の目的を達成する本発明の
他のモールド成形品は、Ｌｉイオンを含有しているガラ
スを主要材料とし、−５０〜＋１００℃における平均熱
膨張係数が４０×１０^-7／℃未満であることを特徴とす
るもの（以下、このモールド成形品を「モールド成形品
II」という。）、または、屈伏点が６００℃以下のガラ
スを主要材料とし、−５０〜＋１００℃における平均熱
膨張係数が４０×１０^-7／℃未満であることを特徴とす
るものである（以下、このモールド成形品を「モールド
成形品III 」という。）。

【００１６】一方、前記第２の目的を達成する本発明の
光ファイバアレイは、上記本発明のモールド成形品Ｉ，
モールド成形品IIまたはモールド成形品III からなる光
ファイバ固定用部材と、該光ファイバ固定用部材の光フ
ァイバ固定用係合部に端部が固定された光ファイバとを
有することを特徴とするものである。

【００１７】そして、前記第２の目的を達成する本発明
の光導波路モジュールは、上記本発明の光ファイバアレ
イと、該光ファイバアレイに光接続された光導波路とを
具備していることを特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず本発明の成形予備体Ｉについて説明す
ると、この成形予備体Ｉは、上述のようにベースガラス
としてのガラス粉末と当該ガラス粉末よりも熱膨張係数
が小さい無機フィラーとの圧粉体からなる。

【００１９】ここで、上記のガラス粉末の材料ガラスと
しては、モールド成形時に成形型や離型膜が劣化するの
を抑制するうえから、その屈伏点が概ね６００℃以下で
あるものが好ましい。屈伏点の低いガラスは、その成分
として酸化鉛および／またはアルカリ金属化合物を含有
させることにより比較的容易に得ることができるが、酸
化鉛には自己還元性があり、酸化鉛を含有しているガラ
スをモールド成形すると、酸化鉛と成形型とが反応する
こと等によって反応生成物が生じてモールド成形品の表
面性状を劣化させることがある。一方、酸化鉛ではなく
Ｌｉ₂Ｏ等のアルカリ金属化合物を含有しているガラス
をモールド成形しても、アルカリ金属化合物と成形型と
が反応すること等によって反応生成物が生じてモールド
成形品の表面性状を劣化させるということは実質的にな
い。したがって、前記の材料ガラスとしては酸化鉛とＬ
ｉ₂Ｏ 等のアルカリ金属化合物とのうちで少なくとも酸
化鉛を含有していないものがより好ましい。

【００２０】また、前記ベースガラスとしてのガラス粉
末の熱膨張係数は、後述する無機フィラーの種類および
その使用量にもよるが、熱膨張係数の小さいモールド成
形品を得るための成形予備体Ｉを得るうえからは、−５
０〜＋１００℃における平均熱膨張係数で４０×１０^-7
〜６０×１０^-7／℃、または３０〜３００℃における平
均熱膨張係数で５０×１０^-7〜７０×１０^-7／℃が好ま
しい。

【００２１】屈伏点および熱膨張係数について上記の条
件を満たすガラスの具体例としては、ランタン系のＭ−
ＬａＦ８１（ＨＯＹＡ株式会社製の硝材；ガラス転移点
４９８℃，屈伏点５３４℃），バリウム系のＭ−ＢａＣ
Ｄ（ＨＯＹＡ株式会社製の硝材；ガラス転移点４９８
℃，屈伏点５３８℃），ＺｎＯ−ＳｉＯ₂ −Ｂ₂Ｏ₃ 系
ガラス（特に、特開平８−５９２８１号公報に開示され
ている光学ガラスのようにＺｎＯが４０wt％以上のＺｎ
Ｏ−ＳｉＯ₂ −Ｂ₂Ｏ₃ 系ガラス）等が挙げられる。成
形予備体Ｉの一成分である上記のガラス粉末は、その組
成からみて１種類であってもよいし２種類以上であって
もよい。

【００２２】一方、成形予備体Ｉにおける他の成分であ
る無機フィラーは、当該成形予備体Ｉを材料として用い
たときに得られるモールド成形品の熱膨張係数を上述し
たガラス粉末（上記の材料ガラス）の熱膨張係数よりも
低下させるための成分であるので、当該無機フィラーと
しては上記のガラス粉末（上記の材料ガラス）よりも熱
膨張係数の小さいものを用いる。ただし、所望の熱膨張
係数を有する成形予備体Ｉが得られさえすれば、熱膨張
係数の小さい無機フィラーと熱膨張係数の大きい無機フ
ィラーとを併用することも可能である。

【００２３】上記の無機フィラーの具体例としては、石
英ガラス，コーディライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５
ＳｉＯ₂ ），チタン酸鉛（ＰｂＯ・ＴｉＯ₂ ），ジルコ
ン（ＺｒＳｉＯ₄ ），シリコン（Ｓｉ），窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ），炭化ケイ素（ＳｉＣ），アルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃ ），ガラス状カーボン（Ｃ），黒鉛（Ｃ），窒
化ホウ素（ＢＮ），ダイヤモンド（Ｃ）等の各粉末が挙
げられる。ここで例示した無機フィラーの熱膨張係（平
均熱膨張係数）を表１に示す。また、３００Ｋにおける
熱伝導率を表１に併記する。

【００２４】

【表１】

【００２５】成形予備体Ｉを材料として用いて熱膨張係
数ができるだけ小さいモールド成形品を得ようとする場
合、上述した無機フィラーとしては熱膨張係数が概ね１
０×１０^-7／℃以下である石英ガラス，コーディライ
ト，ジルコン，窒化ホウ素等の粉末を用いることが好ま
しい。また、熱膨張係数が前記のガラス粉末（前記の材
料ガラス）の熱膨張を相殺するような負の値をとるチタ
ン酸鉛等の粉末も、熱膨張係数が小さいモールド成形品
を得るための成形予備体Ｉの材料として好適である。さ
らに、表１には記載していないが、ウレマイト（２Ｚｎ
Ｏ・ＳｉＯ₂ ）の粉末も熱膨張係数が小さいモールド成
形品を得るための成形予備体Ｉの材料として好適であ
る。

【００２６】一方、シリコン，窒化アルミニウム，炭化
ケイ素，アルミナ，ガラス状カーボン，黒鉛，窒化ホウ
素，ダイヤモンド等の粉末は前述したガラス粉末（前記
の材料ガラス）よりもかなり高い熱伝導率を有している
ので、放熱性に優れたモールド成形品を得るための成形
予備体Ｉの材料として好適である。ただし、これらの粉
末の中には前述したガラス粉末よりも熱膨張係数の大き
いものがあるので、このような粉末を無機フィラーとし
て使用する場合には、熱膨張係数がより小さい無機フィ
ラーと併用する必要がある。なお、３００Ｋにおける多
成分ガラスの熱伝導率は一般に概ね１Ｗ／Ｋ／ｍ以下で
ある。

【００２７】無機フィラーと前記のガラス粉末（前記の
材料ガラス）とが互いに反応しやすい組み合わせとなる
場合や、無機フィラーが成形型と反応しやすい成分（例
えば酸化鉛）を含有している場合等には、当該無機フィ
ラーをそのまま用いるのではなく、その表面を金，白金
等の貴金属や貴金属合金等によってコートしたものを無
機フィラーとして用いることが好ましい。無機フィラー
は、その組成からみて１種類であってもよいし２種類以
上であってもよいが、当該無機フィラーの平均粒径が大
きい程その使用量が制約されるようになり、またモール
ド成形精度が低下する。無機フィラーの平均粒径は概ね
２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であ
ることがより好ましい。

【００２８】成形予備体Ｉに占める無機フィラーの割合
は、目的とする成形予備体Ｉを用いて得ようとするモー
ルド成形品に求められる熱膨張係数等に応じて適宜選択
可能であるが、その割合があまりに多いとモールド成形
温度付近での流動特性が低下するので、概ね７０wt％以
下の範囲内で選択することが好ましい。成形予備体Ｉの
形状は、どのようなモールド成形品を得るためのもので
あるか等に応じて、ブロック状，ペレット状，球状，棒
状，目的とするモールド成形品の形状に近似する形状
等、適宜選択可能である。

【００２９】前述したベースガラスとしてのガラス粉末
と上述した無機フィラーとの圧粉体からなる本発明の成
形予備体Ｉにおいては、ガラス粉末の種類，無機フィラ
ーの種類および無機フィラーの使用量を適宜選択するこ
とにより、所望のモールド成形温度を有するものを得る
ことが可能であり、かつ、所望の熱膨張係数を有するモ
ールド成形品が得られるものを得ることが可能である。
したがって、当該成形予備体Ｉについては、従来のガラ
ス材料からなるモールド成形用成形予備体（ガラス成形
予備体）とほぼ同程度のモールド成形温度を有するもの
を得ることができ、かつ、従来のガラス材料からなるモ
ールド成形品よりも熱膨張係数が小さいモールド成形品
が得られるものを容易に得ることができる。

【００３０】また、本発明の成形予備体Ｉを用いれば、
上述した無機フィラーを含有しているモールド成形品が
得られるので、ベースガラス単独（無機フィラーを含有
していないもの）のモールド成形品よりも化学的耐久性
の高いモールド成形品を容易に得ることができる。

【００３１】さらに、無機フィラーとしてその熱伝導率
がベースガラスの熱伝導率より大幅に大きいもの、例え
ばシリコン，窒化アルミニウム，炭化ケイ素，アルミ
ナ，黒鉛，窒化ホウ素，ダイヤモンド等からなるものを
使用する（熱膨張係数がより小さい他の無機フィラーと
併用する場合を含む。）ことにより、所望の熱伝導率を
有するモールド成形品が得られる成形予備体Ｉを容易に
得ることができる。熱伝導率がベースガラスの熱伝導率
より大幅に大きい無機フィラーの使用は、放熱性に優れ
たモールド成形品を得るための成形予備体Ｉを得るとい
う観点から特に好適である。

【００３２】例えば、半導体レーザー，発光ダイオー
ド，半導体光増幅器，熱屈折効果型光導波路スイッチ等
の電流注入型光部品、あるいは、駆動・制御に伴って熱
を発生する電子部品においては、駆動・制御に伴って発
生した熱が当該電流注入型光部品や電子部品に蓄積する
とその特性が低下するので、これらの部品が実装される
光部品固定用部材または光部品実装用基板については、
前記の電流注入型光部品や前記の電子部品の駆動安定性
を高めるうえから、ヒートシンクとしての機能を付加す
ることが好ましい。そのためには、当該光部品固定用部
材や光部品実装用基板の熱伝導率を高めてその放熱性を
高めることが望ましい。

【００３３】したがって、熱伝導率がベースガラスの熱
伝導率より大幅に大きい無機フィラーの使用は、前記の
電流注入型光部品や前記の電子部品が実装される光部品
固定用部材もしくは光部品実装用基板をモールド成形に
よって作製するための成形予備体Ｉを得るうえで好都合
である。

【００３４】上述した特性を有する本発明の成形予備体
Ｉは、本発明の成形予備体の製造方法Ｉにより、すなわ
ち、ベースガラスとしての前記のガラス粉末と当該ガラ
ス粉末よりも熱膨張係数が小さい上記の無機フィラーと
を所定形状に加圧成形して圧粉体とすることにより、得
ることができる。このときのガラス粉末の種類および使
用量ならびに無機フィラーの種類および使用量は、目的
とする成形予備体Ｉを用いて得ようとするモールド成形
品に求められる熱膨張係数や、モールド成形温度，モー
ルド成形時の流動特性，熱伝導率等に応じて適宜選択さ
れる。

【００３５】次に、本発明の成形予備体IIについて説明
する。本発明の成形予備体IIは、前述したように、ベー
スガラス中に該ベースガラスよりも熱膨張係数が小さい
無機フィラーが分散した複合系ガラスからなる。

【００３６】当該成形予備体IIは、上記の複合系ガラス
からなる点を除いて、上述した本発明の成形予備体Ｉと
実質的に同じである。すなわち、成形予備体IIを構成し
ているベースガラスの種類は、本発明の成形予備体Ｉに
おけるガラス粉末と同じ基準によって選択され、成形予
備体IIを構成している無機フィラーの種類，大きさ，量
等も、本発明の成形予備体Ｉにおける無機フィラーと同
じ基準によって選択される。そして、成形予備体IIの形
状も、前述した成形予備体Ｉと同様に、どのようなモー
ルド成形品を得るためのものであるか等に応じて、ブロ
ック状，ペレット状，球状，棒状，目的とするモールド
成形品の形状に近似する形状等、適宜選択可能である。

【００３７】上記の複合系ガラスからなる本発明の成形
予備体IIにおいては、先に説明した本発明の成形予備体
Ｉと同様に、ベースガラスの種類，無機フィラーの種類
および無機フィラーの使用量を適宜選択することによ
り、所望のモールド成形温度および熱膨張係数を有する
ものを得ることが可能である。したがって、当該成形予
備体IIについては、従来のガラス材料からなるモールド
成形用成形予備体（ガラス成形予備体）とほぼ同程度の
モールド成形温度を有するものを得ることができ、か
つ、従来のガラス材料からなるモールド成形品よりも熱
膨張係数が小さいモールド成形品が得られるものを容易
に得ることができる。

【００３８】そして、本発明の成形予備体IIを用いれ
ば、上述した無機フィラーを含有しているモールド成形
品が得られるので、ベースガラス単独（無機フィラーを
含有していないもの）のモールド成形品よりも化学的耐
久性の高いモールド成形品を容易に得ることができる。

【００３９】さらに、無機フィラーとしてその熱伝導率
がベースガラスの熱伝導率より大幅に大きいものを使用
することにより、電流注入型光部品や駆動・制御に伴っ
て熱を発生する電子部品が実装される光部品固定用部材
もしくは光部品実装用基板をモールド成形によって作製
するうえで好適な成形予備体IIを容易に得ることができ
る。

【００４０】上述した特性を有する本発明の成形予備体
IIは、本発明の成形予備体の製造方法IIまたは成形予備
体の製造方法III により、得ることができる。成形予備
体の製造方法IIによって成形予備体IIを得る場合には、
前述したように、ベースガラスとしてのガラス粉末と当
該ガラス粉末よりも熱膨張係数が小さい前記の無機フィ
ラーとを所定形状に加圧成形して圧粉体とした後、当該
圧粉体を焼成して目的とする成形予備体IIを得る。

【００４１】このとき、上記の圧粉体の作製までは、前
述した本発明の成形予備体の製造方法Ｉに基づいて行う
ことができる。圧粉体の焼成は、前記のガラス粉末が溶
融または軟化して前記の無機フィラーと共に複合系ガラ
スを形成するように行われる。このときの焼成温度はガ
ラス粉末の組成に応じて適宜選択される。

【００４２】一方、成形予備体の製造方法III によって
成形予備体IIを得る場合には、前述したように、有機物
バインダー，水または有機溶媒と、ベースガラスとして
のガラス粉末と、当該ガラス粉末よりも熱膨張係数が小
さい無機フィラーとの混練成形物を作製し、当該混練成
形物を乾燥した後に焼成して目的とする成形予備体IIを
得る。

【００４３】このとき、上記の有機物バインダーとして
は、ポリビニルアルコール，ポリエチレングリコール，
低分子量のアクリル樹脂をα−ターピネオールに少量溶
解させたもの等を用いることができる。また、上記の有
機溶媒としてはエチルアルコール，イソプロピルアルコ
ール，アセトン等を用いることができる。混練成形物の
作製は、有機物バインダー，水または有機溶媒と、ガラ
ス粉末と、無機フィラーとを混練した後、プレス成形法
等の方法によって所望形状に成形することによって行わ
れる。

【００４４】そして、上記の混練成形物を乾燥した後、
前記のガラス粉末が溶融または軟化して前記の無機フィ
ラーと共に複合系ガラスを形成するように当該乾燥後の
混練成形物を焼成することにより、成形予備体IIを得る
ことができる。このときの焼成温度はガラス粉末の組成
に応じて適宜選択される。

【００４５】次に、本発明のモールド成形品について説
明する。まず、本発明のモールド成形品Ｉについて説明
すると、このモールド成形品Ｉは、前述したようにベー
スガラス中に該ベースガラスよりも熱膨張係数が小さい
無機フィラーが分散した複合系ガラスからなるものであ
る。

【００４６】上記のモールド成形品Ｉは、後述するよう
に、前述した本発明の成形予備体Ｉまたは成形予備体II
をモールド成形することによって得られるものであるの
で、当該モールド成形品Ｉにおける上記のベースガラス
の組成は、前述した本発明の成形予備体Ｉにおけるガラ
ス粉末の組成、または前述した本発明の成形予備体IIに
おけるベースガラスの組成と実質的に同じである。同様
に、当該モールド成形品Ｉにおける上記の無機フィラー
の種類，含有量は、前述した本発明の成形予備体Ｉまた
は形予備体IIにおける無機フィラーの種類，含有量と実
質的に同じである。

【００４７】製造し易いモールド成形品Ｉを得るうえか
らは、当該モールド成形品Ｉにおけるベースガラスの屈
伏点を６００℃以下とすることが好ましく、そのための
一法して、Ｌｉ₂Ｏ 等のアルカリ金属化合物をベースガ
ラス中に含有させることができる。

【００４８】モールド成形品Ｉは、その材料となるモー
ルド成形用成形予備体の組成、すなわち、前述した本発
明の成形予備体Ｉにおけるガラス粉末の種類もしくは成
形予備体IIにおけるベースガラスの種類，無機フィラー
の種類および無機フィラーの使用量を適宜選択すること
により、所望の熱膨張係数および熱伝導率を有するもの
を得ることが可能なものである。したがって、従来のガ
ラス材料からなるモールド成形品よりも熱膨張係数が小
さいものを得ることが容易であると同時に、従来のガラ
ス材料からなるモールド成形品よりも熱伝導率が高いも
のを得ることが容易である。モールド成形品Ｉの熱膨張
係数を小さくした場合には、当該モールド成形品Ｉを他
の部材に固着させるにあたって熱硬化型接着剤を用いた
としても熱歪みが生じにくくなるので、熱歪みによって
悪影響が生じることを低減させることが容易になる。

【００４９】また、ベースガラス（成形予備体Ｉではガ
ラス粉末）の種類，無機フィラーの種類および無機フィ
ラーの使用量を適宜選択することにより、特定波長の光
の透過性が良いモールド成形品Ｉを容易に得ることがで
きるので、光硬化型接着剤によって他の部材に固着させ
ることができるモールド成形品Ｉを容易に得ることがで
きる。例えば無機フィラーとして石英ガラス粉末等を用
いれば、紫外線の透過性が高いモールド成形品Ｉを得る
ことができる。さらに、モールド成形品Ｉは前述した無
機フィラーを含有しているので、ベースガラス単独のモ
ールド成形品よりも化学的耐久性が高いものを容易に得
ることができる。

【００５０】上述した特徴を有する本発明のモールド成
形品Ｉの形状は、目的とする用途等に応じて適宜選択可
能である。「従来のガラス材料からなるモールド成形品
よりも熱膨張係数が小さいものを得ることが容易であ
る」という利点を生かすうえからは、光部品固定用部
材，光部品実装用基板，反射型光学素子，マイクロマシ
ン部品等とすることが好ましい。この場合、使用環境下
での温度変化に伴う寸法変化や形状変化が小さい製品を
得るうえから、−５０〜＋１００℃における平均熱膨張
係数が４０×１０^-7／℃未満となるようにベースガラス
の種類，無機フィラーの種類および無機フィラーの使用
量を適宜選択することが好ましい。また、寸法精度が±
１０μｍ以下または形状精度が１０μｍ以下となるよう
にモールド成形することが好ましい。

【００５１】モールド成形品Ｉのうちでベースガラスが
Ｌｉイオンを含んでおり、かつ、−５０〜＋１００℃に
おける平均熱膨張係数が４０×１０^-7／℃未満のもの
は、本発明のモールド成形品IIに含まれる。また、モー
ルド成形品Ｉのうちで、ベースガラスの屈伏点が６００
℃以下で、かつ、−５０〜＋１００℃における平均熱膨
張係数が４０×１０^-7／℃未満のものは、本発明のモー
ルド成形品III に含まれる。なお、本発明のモールド成
形品IIは前記のものに限定されるものではなく、当該モ
ールド成形品IIは無機フィラーを含有していなくてもよ
い。同様に、本発明のモールド成形品III は前記のもの
に限定されるものではなく、当該モールド成形品III は
無機フィラーを含有していなくてもよい。モールド成形
品IIおよびモールド成形品III は、−５０〜＋１００℃
における平均熱膨張係数が４０×１０^-7／℃未満である
ので、これらのモールド成形品は光部品固定用部材，光
部品実装用基板，反射型光学素子，マイクロマシン部品
等とすることが好ましい。

【００５２】光部品固定用部材の１つである光ファイバ
固定用部材（光ファイバ固定用係合部を有するもの）
を、−５０〜＋１００℃における平均熱膨張係数が４０
×１０^-7／℃未満のモールド成形品Ｉ，モールド成形品
IIまたはモールド成形品III によって得ると、次の利点
が得られる。すなわち、この光ファイバ固定用部材にお
ける光ファイバ固定用係合部の心数単位を１６心（ピッ
チは２５０μｍ）と多くし、これらの光ファイバ固定用
係合部それぞれによってモードフィールド径が１０μｍ
の石英系シングルモード光ファイバを固定した後、これ
らの光ファイバとモードフィールド径が１０μｍである
１×１６分岐の石英系シングルモード光導波路とを光接
続して−４０〜８５℃の熱サイクル試験を行った場合で
も、熱膨張差に起因して光接続部分で光軸ズレが生じる
ことによる損失変動を０．１ｄＢ（全幅）以下に抑える
ことが可能になる。

【００５３】また、光ファイバ固定用部材に光ファイバ
を固定するにあたって接着剤を用いた場合、周囲環境の
温度変化に伴って、接着剤層には光ファイバ固定用部材
と光ファイバとの熱膨張係数差に起因する応力が必然的
にかかるが、本発明による光ファイバ固定用部材ではそ
の熱膨張係数を前述のように容易に小さくできるので、
上記の応力を小さく抑えることができる。その結果とし
て、接着剤層が剥離することによって生じる損失劣化を
小さく抑えることが容易になる。さらに、光ファイバ固
定用部材に固定する光ファイバが偏波面保存ファイバ等
であった場合、上記の応力を小さく抑えることはクロス
トーク（偏光比）の変動や劣化を抑えるうえでも好適で
ある。これらのことは、後述する光ファイバアレイと他
の光部品とを接着剤を用いて互いに固着させる場合（例
えば後述する光導波路モジュールを得る場合等）等にお
いてもいえ、接着剤層の剥離を防止することは光ファイ
バアレイや、当該光ファイバアレイを一構成部材とする
モジュール，装置等についての長期信頼性を高めるうえ
で有用である。

【００５４】なお、上記の光ファイバ固定用係合部の例
としては、長手方向と直交する方向の断面形状がＶ字
状，Ｕ字状，コの字状，円弧状等を呈する溝が挙げられ
る。また、上記の光ファイバ固定用部材には、当該光フ
ァイバ固定用部材によって固定された光ファイバに光接
続することになる光導波路素子や、当該光ファイバ固定
用部材によって固定された光ファイバと他の光ファイバ
固定用部材によって固定された光ファイバまたは他の光
部品実装用基板に実装された光部品等とを光接続する際
の作業を容易にするためのアライメントマーク、あるい
は、前記の作業を容易にするために使用されるガイドピ
ンと係合するガイドピン用係合部等を、必要に応じて設
けてもよい。前記のアライメントマークおよびガイドピ
ン用係合部は当該光ファイバ固定用部材のモールド成形
時に形成することができる。

【００５５】本発明のモールド成形品Ｉ，モールド成形
品IIまたはモールド成形品III を光部品実装用基板とす
る場合、当該光部品実装用基板には光分岐素子，光合波
素子，光導波路素子，マイクロレンズ，波長板，薄板フ
ィルタ，回折格子等のパッシブ光部品や、半導体レーザ
および発光ダイオード等の発光素子、フォトダイオード
等の受光素子、アクティブ光導波路素子、変調素子等、
実装しようとする光部品の種類や形状等に応じて、凹
部，凸部，段差等、所定の形状を呈する光部品実装部が
形成される。光部品実装部の形成はモールド成形後に行
ってもよいが、モールド成形時に形成するほうが簡便で
ある。また、必要に応じて、発光素子用，受光素子用ま
たはアクティブ光導波路素子用の配線を形成するための
凹部をモールド成形時に形成してもよい。

【００５６】上記の光部品固定用部材の−５０〜＋１０
０℃における平均熱膨張係数が４０×１０^-7／℃未満で
あれば、この光部品実装用基板に実装した光部品を光フ
ァイバと光接続した場合でも、熱膨張差に起因して光接
続部分で光軸ズレが生じることによる損失変動を最小限
に抑えることが可能になる。また、この光部品実装用基
板に複数の光部品を実装した場合、使用環境下での温度
変化に伴う基板自体の寸法変化や形状変化が小さいの
で、光部品同士の位置関係を高い精度の下に保つことが
可能である。

【００５７】本発明のモールド成形品Ｉは、以下に詳述
する本発明の方法により得ることができる。本発明のモ
ールド成形品の製造方法は、前述したように、本発明の
成形予備体Ｉまたは本発明の成形予備体IIを当該成形予
備体中のベースガラスの粘度が１×１０⁸ 〜１×１０¹²
ｄＰａ・ｓとなる温度に加熱し、熱間プレスして成形品
を得ることを特徴とするものである。

【００５８】ここで、モールド成形用成形予備体として
本発明の成形予備体Ｉを用いる場合、本発明のモールド
成形品の製造方法でいう「成形予備体中のベースガラ
ス」とは、成形予備体Ｉを構成しているガラス粉末を意
味する。

【００５９】モールド成形用成形予備体としては、成形
予備体Ｉおよび成形予備体IIのいずれを用いてもよい。
また、成形予備体の形状は、目的とするモールド成形品
の形状等に応じてブロック状，ペレット状，球状，棒
状，目的とするモールド成形品の形状に近似する形状
等、適宜選択可能である。

【００６０】上記の成形予備体をモールド成形するにあ
たっては、当該成形予備体を所定形状のキャビティを有
する成形型内に配置し、上述のように、成形予備体中の
ベースガラスの粘度が１×１０⁸ 〜１×１０¹²ｄＰａ・
ｓとなる温度に加熱する。ベースガラスの粘度が１×１
０¹²ｄＰａ・ｓ未満では、成形予備体が硬すぎてモール
ド成形することが困難である。一方、ベースガラスの粘
度が１×１０⁸ ｄＰａ・ｓを超えると成形精度が低下す
る。

【００６１】次に、本発明の光ファイバアレイについて
説明する。本発明の光ファイバアレイは、前述したよう
に、本発明のモールド成形品Ｉ，モールド成形品IIまた
はモールド成形品III からなる光ファイバ固定用部材
（光ファイバ固定用係合部を有するもの）と、当該光フ
ァイバ固定用部材の光ファイバ固定用係合部に端部が固
定された光ファイバとを有することを特徴とするもので
ある。

【００６２】上記の光ファイバ固定用部材は、光ファイ
バの端部を固定するための光ファイバ固定用係合部を有
しているものであればよいが、(1) 光ファイバ固定用係
合部のみを有している薄板状物からなる光ファイバガイ
ドブロック、または、(2) 樹脂等からなる被覆部によっ
て光ファイバを保護してなる光ファイバコード（単芯）
やテープファイバ（多芯）等の光伝送媒体の一端から所
望長だけ裸出させた光ファイバを固定するための光ファ
イバ固定用係合部を有すると共に、前記の光伝送媒体に
おいて光ファイバを裸出させた側の端部を被覆部ごと固
定するための台座部をも有している光ファイバガイドブ
ロック、であることが好ましい。

【００６３】一方、上記の光ファイバはシングルモード
光ファイバであってもよいし、マルチモード光ファイバ
であってもよい。また、光増幅用ファイバであってもよ
い。どのような光ファイバを前記の光ファイバ固定用係
合部に固定するかは、目的とする光ファイバアレイの用
途等に応じて適宜選択される。

【００６４】光ファイバ固定用部材が上述した光ファイ
バガイドブロックであった場合、本発明の光ファイバア
レイは、光ファイバ固定用係合部に端部が固定された後
の光ファイバをその径方向外側から位置決めするための
押さえブロック（以下「光ファイバ用押さえブロック」
という。）や、光ファイバガイドブロックの台座部に端
部が固定されている光伝送媒体をその被覆部の外側から
位置決めするための押さえブロック（以下「被覆部用押
さえブロック」という。）、あるいは、前記の光ファイ
バ用押さえブロックの機能と前記の被覆部用押さえブロ
ックの機能とを合わせ持つ押さえブロック（以下「両用
押さえブロック」という。）を有していてもよい。これ
らの押さえブロックは、前述した本発明のモールド成形
品Ｉ，モールド成形品IIまたはモールド成形品III であ
ってもよいし他の成形品であってもよいが、光ファイバ
ガイドブロックの熱膨張係数と同じまたは近似する熱膨
張係数を有していることが望ましいので、当該押さえブ
ロックについても前述した本発明のモールド成形品Ｉ，
モールド成形品IIまたはモールド成形品III を用いるこ
とが好適である。

【００６５】本発明の光ファイバアレイを構成している
光ファイバ固定用部材（光ファイバ固定用係合部を有す
るもの）が前述した本発明のモールド成形品Ｉからなっ
ている場合には、その熱膨張係数を容易に所望値に設定
することができる。また、前記の光ファイバ固定用部材
が前述した本発明のモールド成形品IIまたはモールド成
形品III からなっている場合には、その−５０〜＋１０
０℃における平均熱膨張係数は４０×１０^-7／℃未満で
ある。

【００６６】上記の光ファイバ固定用部材の熱膨張係数
は、目的とする光ファイバアレイの用途等に応じて適宜
選択可能であるが、−５０〜＋１００℃における平均熱
膨張係数が４０×１０^-7／℃未満であれば、この光ファ
イバ固定用部材における光ファイバ固定用係合部の心数
単位を例えば１６心（ピッチは２５０μｍ）以上にし、
これらの光ファイバ固定用係合部それぞれによってモー
ドフィールド径が１０μｍの石英系シングルモード光フ
ァイバを固定した後、これらの光ファイバとモードフィ
ールド径が１０μｍである所定数分岐の石英系シングル
モード光導波路とを光接続して−４０〜８５℃の熱サイ
クル試験を行った場合でも、熱膨張差に起因して光接続
部分で光軸ズレが生じることによる損失変動を０．１ｄ
Ｂ（全幅）以下に抑えることが可能になる。

【００６７】勿論、前記の心数単位を１５心（ピッチは
２５０μｍ）以下にする場合には、当該光ファイバ固定
用部材は−５０〜＋１００℃における平均熱膨張係数が
４０×１０^-7／℃を超えるものであってもよい。ただ
し、光ファイバ固定用係合部によってモードフィールド
径が１０μｍの石英系シングルモード光ファイバを固定
した後、これらの光ファイバとモードフィールド径が１
０μｍである石英系シングルモード光導波路とを光接続
して−４０〜８５℃の熱サイクル試験を行ったときに、
熱膨張差に起因して光接続部分で光軸ズレが生じること
による損失変動を０．１ｄＢ（全幅）以下に抑えること
が可能な光ファイバ固定用部材を得るうえからは、光フ
ァイバ固定用係合部の心数単位を１５心（ピッチは２５
０μｍ）以下にする場合でも、前記の平均熱膨張係数は
概ね４０×１０^-7〜１００×１０^-7／℃程度とすること
が好ましい。

【００６８】熱膨張差に起因して光接続部分で光軸ズレ
が生じることによる損失変動は、光ファイバアレイの心
数単位における心数（心数単位に固定する光ファイバの
数）の多少の他、前記の心数単位におけるピッチ（心数
単位に複数の光ファイバを固定した場合のピッチ）の大
小や、光ファイバのモードフィールド径の大小の影響を
受け、光ファイバアレイを構成している部材（光ファイ
バを除く。）の熱膨張係数が一定であれば、前記のピッ
チが小さい程、また、光ファイバのモードフィールド径
が大きい程、当該損失変動を小さく抑えることが容易に
なる。したがって、本発明の光ファイバアレイにおける
上記の心数および上記のピッチは、当該光ファイバアレ
イの構成部材としての光ファイバについて前述したと同
様に、目的とする光ファイバアレイの用途等に応じて適
宜選択される。

【００６９】次に、本発明の光導波路モジュールについ
て説明する。本発明の光導波路モジュールは、前述した
ように、上述した本発明の光ファイバアレイと、当該光
ファイバアレイに光接続された光導波路とを具備してい
ることを特徴とするものである。

【００７０】ここで、上記の光導波路は石英ガラスやシ
リコン基板等の所定の基板上に形成されたものである。
光導波路は、二次元光導波路および三次元光導波路のい
ずれであってもよい。また、当該光導波路は単に光を伝
搬させるためだけのもの（通常の光導波路）であっても
よいし、結合器，ビームスプリッター，反射鏡，光導波
路レンズ，光変調器，光スイッチ等の素子が付加された
光導波路素子であってもよい。したがって、本発明の光
導波路モジュールでいう「光導波路」には光導波路素子
も含まれるものとする。

【００７１】一方、上記の光ファイバアレイは前述した
本発明の光ファイバアレイであり、当該光ファイバアレ
イの構成部材（光ファイバを除く。）が前述した本発明
のモールド成形品Ｉであれば、その熱膨張係数を容易に
所望値に設定することができる。また、前記の構成部材
が前述した本発明のモールド成形品IIまたはモールド成
形品III であれば、その−５０〜＋１００℃における平
均熱膨張係数は４０×１０^-7／℃未満である。そして、
光ファイバアレイの構成部材（光ファイバを除く。）の
熱膨張係数と上述した光導波路が形成さている基板の熱
膨張係数との差が小さい程、熱膨張差に起因して光接続
部分で光軸ズレが生じることによる損失変動を小さく抑
えることが容易になるので、本発明の光導波路モジュー
ルによれば、前記の損失変動を従来よりも容易に小さく
押さえることができる。

【００７２】例えば、本発明の本発明の光導波路モジュ
ールを構成している光導波路（ただし、モードフィール
ド径は１０μｍとする。）が石英ガラス基板状に形成さ
れている場合、石英ガラスの−５０〜＋１００℃におけ
る平均熱膨張係数は５×１０^-7／℃であるので、当該光
導波路モジュールを構成している光ファイバアレイにお
ける光ファイバの本数が１６で、個々の光ファイバのモ
ードフィールド径が１０μｍで、そのピッチが２５０μ
ｍであったとしても、この光ファイバアレイ（ただし、
光ファイバを除く。）の−５０〜＋１００℃における平
均熱膨張係数が概ね４０×１０^-7／℃未満であれば、前
記の石英ガラス基板と前記の光ファイバアレイとの熱膨
張差に起因して光接続部分で光軸ズレが生じることによ
る損失変動を０．１ｄＢ（全幅）以下に抑えることがで
きる。

【００７３】ただし、光ファイバアレイを構成している
光ファイバの本数が１５以下の場合や、光ファイバアレ
イにおける各光ファイバのピッチが２５０μｍ未満の場
合には、光ファイバアレイの構成部材（光ファイバを除
く。）の熱膨張係数と、光導波路が形成されている基板
の熱膨張係数との差を概ね４０×１０^-7〜１００×１０
^-7／℃としても、当該光ファイバアレイと前記の光導波
路とが光接続されている光導波路モジュールについて−
４０〜８５℃の熱サイクル試験を行ったときに熱膨張差
に起因して光接続部分で光軸ズレが生じることによる損
失変動を０．１ｄＢ（全幅）以下に抑えることが可能で
ある。

【００７４】上述した特徴を有する本発明の光導波路モ
ジュールは、光ファイバアレイと光導波路が形成されて
いる基板とを、光ファイバアレイ中の光ファイバと前記
の光導波路とを光接続しつつ互いに固着させることによ
り、得ることができる。光ファイバアレイと前記の基板
との固着は熱硬化型接着剤や光硬化型接着剤等を用いて
行うことができるが、光硬化型接着剤を用いて行うこと
が好ましい。

【００７５】なお、本発明の光導波路モジュールは、上
述した光ファイバアレイおよび光導波路の他に、半導体
レーザおよび発光ダイオード等の発光素子，フォトダイ
オード等の受光素子，アクティブ光導波路素子，変調素
子，マイクロレンズ，波長板，薄板フィルタ，回折格子
等の光部品を有していてもよい。これらの光部品は、光
導波路が形成されている基板上に設けられていもよい
し、他の基板上に設けられていてもよい。

【００７６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１（成形予備体Ｉの作製） 表２に示す８種類のガラス（ガラス１〜ガラス８）毎に
ガラス粉末を作製する。また、無機フィラーとして、平
均粒径が１０μｍの石英ガラス粉末を作製する。そし
て、前記のガラス粉末のいずれか１種と前記の無機フィ
ラーとを、無機フィラーの割合が４０wt％となるように
して混合し、常温プレス法等の方法によって例えば図１
に示すような直方体を呈する圧粉体に成形する。これに
より、本発明の成形予備体Ｉ（図１においては符号１で
示す。）が得られる。

【００７７】上記の成形予備体Ｉは、ベースガラスとな
るガラス粉末の屈伏点が４９５〜５５５℃であるので、
概ね５００〜７５０℃でモールド成形することが可能で
ある。また、これらの成形予備体Ｉを用いれば、当該成
形予備体Ｉを構成しているガラス粉末の室温〜４００℃
における平均熱膨張係数が６２×１０^-7〜６７×１０^-7
／℃で、無機フィラーである石英ガラス粉末の−５０〜
＋１００℃における平均熱膨張係数が５×１０^-7／℃で
あるので、−５０〜＋１００℃における平均熱膨張係数
が概ね２６×１０^-7〜３８×１０^-7／℃であるモールド
成形品を得ることができる。

【００７８】なお、無機フィラーとして、石英ガラス粉
末の代わりに、または石英ガラス粉末と一緒に、コーデ
ィライト粉末，チタン酸鉛粉末，ウレマイト粉末，ジル
コン粉末，シリコン粉末，窒化アルミニウム粉末，炭化
ケイ素粉末，アルミナ粉末，ガラス状カーボン粉末，黒
鉛粉末，窒化ホウ素粉末，ダイアモンド粉末等を用いて
もよい。この場合、無機フィラーの混合割合を当該無機
フィラーの熱膨張係数や熱伝導率に応じて適宜選択する
ことにより、−５０〜１００℃における平均熱膨張係数
が４０×１０^-7／℃未満のモールド成形品を作製するこ
とが可能で、かつ、モールド成形温度が低い成形予備体
Ｉを得ることができる。さらには、所望の熱伝導率を有
する成形予備体Ｉを得ることができる。

【００７９】

【表２】

【００８０】実施例２（成形予備体IIの作製） 実施例１で得た圧粉体（成形予備体Ｉ）を所定温度で焼
成することにより、ガラス粉末が溶融または軟化して、
図２に模式的に示すようにベースガラス１０中に無機フ
ィラー１１が分散した複合系ガラス１２が形成され、こ
れによって本発明の成形予備体IIが得られる。上記の成
形予備体IIは、実施例１の成形予備体Ｉと同様に、概ね
５００〜７５０℃でモールド成形することが可能であ
る。また、当該成形予備体IIを用いれば、実施例１の成
形予備体Ｉと同様に、−５０〜＋１００℃における平均
熱膨張係数が概ね２６×１０^-7〜３８×１０^-7／℃であ
るモールド成形品を得ることができる。

【００８１】実施例３（成形予備体IIの作製） 実施例１と同様にして計８種のガラス粉末と無機フィラ
ーとしての石英ガラス粉末を作製する。そして、前記の
ガラス粉末のいずれか１種と前記の石英ガラス粉末とに
有機物バインダー，水または有機溶媒を加えて混練し、
混練物を所望形状（目的とする成形予備体IIの形状）に
成形した後に乾燥して、前記の有機物バインダー，水ま
たは有機溶媒を揮散させる。乾燥後の成形物を焼成する
ことによりガラス粉末が溶融または軟化してベースガラ
スとなり、このベースガラスが無機フィラーと共に複合
系ガラスを形成して、本発明の成形予備体IIが得られ
る。上記の成形予備体IIは、実施例２の成形予備体IIと
同様に、概ね５００〜７５０℃でモールド成形すること
が可能である。また、当該成形予備体IIを用いれば、実
施例２の成形予備体IIと同様に、−５０〜＋１００℃に
おける平均熱膨張係数が概ね２６×１０^-7〜３８×１０
^-7／℃であるモールド成形品を得ることができる。

【００８２】実施例４（光ファイバ固定用部材の作製） （１）光ファイバガイドブロックの作製 実施例１〜実施例３のいずれかと同様にして、平面視上
の形状が目的とする光ファイバガイドブロックの平面視
上の形状と近似する薄板状の成形予備体Ｉまたは成形予
備体IIを得る。また、目的とする光ファイバガイドブロ
ックの形状に対応した形状のキャビティを有する成形型
を用意する。そして、前記の成形予備体Ｉまたは成形予
備体IIを前記の成形型内に配置して、当該成形予備体中
のベースガラス（成形予備体Ｉを用いる場合にはガラス
粉末）の粘度が１×１０⁸ 〜１×１０¹²ｄＰａ・ｓとな
る温度（本実施例の場合は概ね５５０〜６００℃）に加
熱し、概ね１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ² の成形圧で熱
間プレスすることにより、例えば図３に示す光ファイバ
ガイドブロック２０を得ることができる。

【００８３】上記の光ファイバガイドブロック２０は、
長手方向と直交する方向の断面形状がＶ字状を呈する１
６本の溝（ピッチ２５０μｍ；以下、溝の各々を「Ｖ
溝」という。）からなる光ファイバ固定用係合部２１を
有するものである。このとき、上記の成形型として所定
の寸法公差および形状公差を有するものを用いること等
により、寸法精度が±１０μｍ以内で形状精度が１０μ
ｍ以内である光ファイバガイドブロックを得ることがで
きる。また、上記のＶ溝の累積ピッチ精度が±０．５μ
ｍ以下で、かつ、上記のＶ溝の深さ精度も±０．５μｍ
以下である光ファイバガイドブロックを得ることができ
る。

【００８４】光ファイバガイドブロック２０の−５０〜
＋１００℃における平均熱膨張係数は、本実施例の場
合、概ね２６×１０^-7〜３８×１０^-7／℃である。した
がって、光ファイバガイドブロック２０の光ファイバ固
定用係合部２１に（上記のＶ溝の各々に）モードフィー
ルド径が１０μｍの石英系シングルモード光ファイバを
固定した後、これらの光ファイバとモードフィールド径
が１０μｍである１×１６分岐の石英系シングルモード
光導波路とを光接続して−４０〜８５℃の熱サイクル試
験を行った場合でも、熱膨張差に起因して光接続部分で
光軸ズレが生じることによる損失変動を０．１ｄＢ（全
幅）以下に抑えることが可能である。

【００８５】（２）押さえブロックの作製 実施例１〜実施例３のいずれかと同様にして、平面視上
の形状が目的とする押さえブロックの平面視上の形状と
近似する薄板状の成形予備体Ｉまたは成形予備体IIを得
る。また、目的とする押さえブロックの形状に対応した
形状のキャビティを有する成形型を用意する。そして、
上記（１）と同様にしてモールド成形することにより、
押さえブロックを得ることができる。このとき、上記の
成形型として所定の寸法公差および形状公差を有するも
のを用いること等により、寸法精度が±１０μｍ以内で
形状精度が１０μｍ以内である押さえブロックが得られ
る。上記の押さえブロックの−５０〜＋１００℃におけ
る平均熱膨張係数は、本実施例の場合、概ね２６×１０
^-7〜３８×１０^-7／℃である。

【００８６】実施例５（光部品実装用基板の作製） 実施例１〜実施例３のいずれかと同様にして、平面視上
の形状が目的とする光部品実装用基板の平面視上の形状
と近似する薄板状の成形予備体Ｉまたは成形予備体IIを
得る。また、目的とする光部品実装用基板の形状に対応
した形状のキャビティを有する成形型を用意する。そし
て、前記の成形予備体Ｉまたは成形予備体IIを前記の成
形型内に配置して、実施例４（１）と同様にしてモール
ド成形することにより、光部品実装用基板を得ることが
できる。このとき、上記の成形型として所定の寸法公差
および形状公差を有するものを用いること等により、寸
法精度が±１０μｍ以内で形状精度が１０μｍ以内であ
る光部品実装用基板が得られる。

【００８７】この光部品実装用基板には、半導体レーザ
および発光ダイオード等の発光素子，フォトダイオード
等の受光素子，アクティブ光導波路素子，変調素子，光
分岐素子，光合波素子，光導波路素子，マイクロレン
ズ，波長板，薄板フィルタ，回折格子等、実装しようと
する光部品の種類や形状等に応じて、凹部，凸部，段差
等、所定の形状を呈する光部品実装部が上記のモールド
成形時に形成される。また、必要に応じて、発光素子
用，受光素子用またはアクティブ光導波路素子用の配線
を形成するための凹部が上記のモールド成形時に形成さ
れる。

【００８８】上記の光部品実装用基板の−５０〜＋１０
０℃における平均熱膨張係数は、本実施例の場合、概ね
２６×１０^-7〜３８×１０^-7／℃である。したがって、
この光部品実装用基板に実装した光部品をモードフィー
ルド径が１０μｍの石英系シングルモード光ファイバと
光接続して−４０〜８５℃の熱サイクル試験を行った場
合でも、熱膨張差に起因して光接続部分で光軸ズレが生
じることによる損失変動を０．１ｄＢ（全幅）以下に抑
えることが可能である。また、上記の光部品実装用基板
に複数の光部品を実装した場合、使用環境下での温度変
化に伴う基板自体の寸法変化や形状変化が小さいので、
光部品同士の位置関係を高い精度の下に保つことが可能
である。

【００８９】実施例６（反射型光学素子） 実施例１〜実施例３のいずれかと同様にして、平面視上
の形状が目的とする反射型光学素子の平面視上の形状と
近似する薄板状の成形予備体Ｉまたは成形予備体IIを得
る。また、目的とする反射型光学素子の形状に対応した
形状のキャビティを有する成形型を用意する。そして、
前記の成形予備体Ｉまたは成形予備体IIを前記の成形型
内に配置して実施例４（１）と同様にしてモールド成形
することにより、反射型回折格子，微小反射ミラー（平
面または曲面からなる反射面を有するもの）等の反射型
光学素子を得ることができる。このとき、成形型として
所定の寸法公差および形状公差を有するものを用いるこ
と等により、寸法精度が±１０μｍ以内で形状精度が１
０μｍ以内である反射型光学素子が得られる。

【００９０】上記の反射型光学素子の−５０〜＋１００
℃における平均熱膨張係数は、本実施例の場合、概ね２
６×１０^-7〜３８×１０^-7／℃である。したがって、こ
の反射型光学素子とモードフィールド径が１０μｍの石
英系シングルモード光ファイバとを光接続して−４０〜
８５℃の熱サイクル試験を行った場合でも、熱膨張差に
起因して光接続部分で光軸ズレが生じることによる損失
変動を０．１ｄＢ（全幅）以下に抑えることが可能であ
る。また、上記の反射型光学素子は使用環境下での温度
変化に伴う寸法変化や形状変化が小さいので、使用環境
下での温度変化に伴う性能の変動を小さく抑えることが
可能である。

【００９１】実施例７（マイクロマシン部品の作製） 実施例１〜実施例３のいずれかと同様にして、平面視上
の形状が目的とするマイクロマシン部品の平面視上の形
状と近似する薄板状の成形予備体Ｉまたは成形予備体II
を得る。また、目的とするマイクロマシン部品の形状に
対応した形状のキャビティを有する成形型を用意する。
そして、前記の成形予備体Ｉまたは成形予備体IIを前記
の成形型内に配置して、実施例４（１）と同様にしてモ
ールド成形することにより、微小歯車，微小ベアリング
等のマイクロマシン部品を得ることができる。このと
き、上記の成形型として所定の寸法公差および形状公差
を有するものを用いること等により、寸法精度が±１０
μｍ以内で形状精度が１０μｍ以内であるマイクロマシ
ン部品が得られる。

【００９２】上記のマイクロマシン部品の−５０〜＋１
００℃における平均熱膨張係数は、本実施例の場合、概
ね２６×１０^-7〜３８×１０^-7／℃である。したがっ
て、このマイクロマシン部品においては使用環境下での
温度変化に伴う部品自体の寸法変化や形状変化が小さ
く、使用環境下での温度変化に伴う性能の変動を小さく
抑えることが可能である。

【００９３】実施例８（光ファイバアレイの作製） 実施例４（１）と同様にして例えば図３に示した光ファ
イバガイドブロック２０を作製し、また、実施例４
（２）と同様にして平面視上の形状およびその大きさが
前記の光ファイバガイドブロック２０の平面視上の形状
およびその大きさと同じ押さえブロックを作製する。こ
の後、前記の光ファイバガイドブロック２０の光ファイ
バ固定用係合部２１に光ファイバを整列させて例えば光
硬化型接着剤を塗布し、その上に前記の押さえブロック
を配置した後に前記の光硬化型接着剤を硬化させ、さら
に、必要に応じて光接続側端面を研磨することにより、
図４に示す光ファイバアレイ３０を得ることができる。

【００９４】この光ファイバアレイ３０は、光ファイバ
ガイドブロック２０と、当該光ファイバガイドブロック
２０の光ファイバ固定用係合部（Ｖ溝）２１に端部が固
定された計１６本の光ファイバ３１（図４においては１
本の光ファイバのみ示されている。）とを有し、さら
に、光ファイバ固定用係合部（Ｖ溝）２１に端部が固定
されている光ファイバ３１をその径方向外側から位置決
めしている押さえブロック３２をも有している。

【００９５】上記の光ファイバガイドブロック２０およ
び押さえブロック３２の−５０〜＋１００℃における平
均熱膨張係数は、本実施例の場合、それぞれ概ね２６×
１０^-7〜３８×１０^-7／℃である。したがって、上記の
光ファイバアレイ３０を構成する光ファイバ３１として
モードフィールド径が１０μｍの石英系シングルモード
光ファイバを用い、これらの光ファイバとモードフィー
ルド径が１０μｍである１×１６分岐の石英系シングル
モード光導波路とを光接続して−４０〜８５℃の熱サイ
クル試験を行った場合でも、熱膨張差に起因して光接続
部分で光軸ズレが生じることによる損失変動を０．１ｄ
Ｂ（全幅）以下に抑えることが可能である。

【００９６】なお、必要に応じて、上記の光ファイバア
レイ３０における光接続側端面（光ファイバアレイの側
面のうちで、光接続の際に他の光ファイバ固定用部材や
光部品に接続される側に位置する側面）３３を斜め研磨
してもよい。この斜め研磨は、光ファイバアレイ３０の
上面（押さえブロック３２側）がその下面（光ファイバ
ガイドブロック２０側）より突出するように、概ね６゜
以上（通常は８゜）後方（光接続側端面３３と対向する
側面側）に向かって行われる。斜め研磨後の光接続側端
面は、光ファイバ３１の光軸に垂直な面に対して、上記
の角度だけ傾斜した状態となる。

【００９７】実施例９（光導波路モジュールの作製） 実施例８と同様にして心数単位が１６心の光ファイバガ
イドブロックと当該光ファイバガイドブロック用の押さ
えブロックとを作製し、また、実施例８に準じて心数単
位が１心の光ファイバアレイと当該光ファイバガイドブ
ロック用の押さえブロックとを作製する。これらとは別
に、例えば石英ガラス基板上に１×１６分岐の埋込み型
の光導波路を作製する。

【００９８】そして、図５に示すように、光ファイバコ
ード４０から裸出させた１本の光ファイバ４０ａと、上
記心数単位が１心の光ファイバガイドブロックと、当該
光ファイバガイドブロック用の押さえブロックとによっ
て光ファイバアレイ４１を作製し、この光ファイバアレ
イ４１を上記石英ガラス基板４２の一端、すなわち、光
導波路４３の１分岐側の端部に例えば光硬化型接着剤を
用いて固着させる。このとき、光ファイバ４０ａと光導
波路４３とを光接続する。また、１６心のテープファイ
バ４４から裸出させた１６本の光ファイバ４４ａと、上
記心数単位が１６心の光ファイバガイドブロックと、当
該光ファイバガイドブロック用の押さえブロックとによ
って光ファイバアレイ４５を作製し、この光ファイバア
レイ４５を上記石英ガラス基板４２の一端、すなわち、
光導波路４３の１６分岐側の端部に例えば光硬化型接着
剤を用いて固着させる。このとき、光ファイバ４４ａの
各々と光導波路４３とを光接続する。

【００９９】上記のようにして光ファイバアレイ４１，
４５と光導波路４３とを光接続することにより、光導波
路モジュール４６を得ることができる。この光導波路モ
ジュール４６では、光ファイバコード４０によって伝搬
されてきた光は光導波路４３に導かれて１６に分波し、
分波された後の光は１６心のテープファイバ４４によっ
てそれぞれ伝搬される。また、テープファイバ４４によ
って伝搬されてきた光は光導波路４３に導かれて１つの
光に合波され、合波された後の光は１心の光ファイバコ
ード４０によって伝搬される。

【０１００】石英ガラス基板の−５０〜＋１００℃にお
ける熱膨張係数は５×１０^-7／℃と小さいが、光ファイ
バアレイ４１，４５の−５０〜＋１００℃における熱膨
張係数は、本実施例の場合、それぞれ概ね２６×１０^-7
〜３８×１０^-7／℃であり、石英ガラス基板の熱膨張率
との差は３３×１０^-7／℃以下と小さい。このため、上
記の光導波路モジュール４６について−４０〜８５℃の
熱サイクル試験を行った場合でも、熱膨張差に起因して
光接続部分で光軸ズレが生じることによる損失変動を
０．１ｄＢ（全幅）以下に抑えることが可能である。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来のガラス材料からなるものよりも熱膨張係数が小さい
モールド成形品を容易に得ることができる。したがっ
て、本発明を実施することにより、使用環境下での温度
変化に伴う寸法変化や形状変化が小さいガラス製品、例
えば光部品固定用部材，光部品実装用基板，反射型光学
素子，マイクロマシン用部品等を、さらには、光ファイ
バアレイ，光導波路モジュール等を、安価に供給するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で説明した成形予備体Ｉの形状を示す
斜視図である。

【図２】実施例２で説明した成形予備体IIを模式的に示
す拡大図である。

【図３】実施例４で説明した光ファイバガイドブロック
の形状を示す斜視図である。

【図４】実施例８で説明した光ファイバアレイの形状を
示す側面である。

【図５】実施例９で説明した光導波路モジュールの形状
を示す平面である。

【符号の説明】

１…成形予備体Ｉ、 １０…ベースガラス、 １１…無
機フィラー、 １２…複合系ガラス、 ２０…光ファイ
バガイドブロック、 ２１…光ファイバ固定用係合部、
３０，４１，４５…光ファイバアレイ、 ３１，４４
…テープファイバ、 ３２…押さえブロック、 ４０…
光ファイバコード、 ４０ａ，４４ａ…光ファイバ、
４３…光導波路、 ４６…光導波路モジュール。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースガラスとしてのガラス粉末と該ガ
   ラス粉末よりも熱膨張係数が小さい無機フィラーとの圧
   粉体からなることを特徴とするモールド成形用成形予備
   体。
2. 【請求項２】 ベースガラス中に該ベースガラスよりも
   熱膨張係数が小さい無機フィラーが分散した複合系ガラ
   スからなることを特徴とするモールド成形用成形予備
   体。
3. 【請求項３】 ベースガラスとしてのガラス粉末と該ガ
   ラス粉末よりも熱膨張係数が小さい無機フィラーとを所
   定形状に加圧成形して圧粉体とすることを特徴とするモ
   ールド成形用成形予備体の製造方法。
4. 【請求項４】 ベースガラスとしてのガラス粉末と該ガ
   ラス粉末よりも熱膨張係数が小さい無機フィラーとを所
   定形状に加圧成形して圧粉体とした後、該圧粉体を焼成
   することを特徴とするモールド成形用成形予備体の製造
   方法。
5. 【請求項５】 有機物バインダー，水または有機溶媒
   と、ベースガラスとしてのガラス粉末と、該ガラス粉末
   よりも熱膨張係数が小さい無機フィラーとの混練成形物
   を作製し、該混練成形物を乾燥した後に焼成することを
   特徴とするモールド成形用予備成形体の製造方法。
6. 【請求項６】 ベースガラス中に該ベースガラスよりも
   熱膨張係数が小さい無機フィラーが分散した複合系ガラ
   スからなることを特徴とするモールド成形品。
7. 【請求項７】 −５０〜＋１００℃における平均熱膨張
   係数が４０×１０^-7／℃未満である、請求項６に記載の
   モールド成形品。
8. 【請求項８】 ベースガラスの屈伏点が６００℃以下で
   ある、請求項６または請求項７に記載のモールド成形
   品。
9. 【請求項９】 ベースガラスがアルカリ金属化合物を含
   有している、請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載
   のモールド成形品。
10. 【請求項１０】 Ｌｉイオンを含有しているガラスを主
    要材料とし、−５０〜＋１００℃における平均熱膨張係
    数が４０×１０^-7／℃未満であることを特徴とするモー
    ルド成形品。
11. 【請求項１１】 屈伏点が６００℃以下のガラスを主要
    材料とし、−５０〜＋１００℃における平均熱膨張係数
    が４０×１０^-7／℃未満であることを特徴とするモール
    ド成形品。
12. 【請求項１２】 光部品固定用部材，光部品実装用基
    板，反射型光学素子またはマイクロマシン用部品であ
    る、請求項６〜請求項１１のいずれか１項に記載のモー
    ルド成形品。
13. 【請求項１３】 寸法精度が±１０μｍ以下または形状
    精度が１０μｍ以下である、請求項６〜請求項１２のい
    ずれか１項に記載のモールド成形品。
14. 【請求項１４】 光ファイバ固定用係合部を有する光フ
    ァイバ固定用部材である、請求項６〜請求項１３のいず
    れか１項に記載のモールド成形品。
15. 【請求項１５】 請求項１または請求項２に記載のモー
    ルド成形用成形予備体を該モールド成形用成形予備体中
    のベースガラスの粘度が１×１０⁸ 〜１×１０¹²ｄＰａ
    ・ｓとなる温度に加熱し、熱間プレスして成形品を得る
    ことを特徴とするモールド成形品の製造方法。
16. 【請求項１６】 モールド成形用成形予備体として、ベ
    ースガラスの屈伏点が６００℃以下のものを用いる、請
    求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 モールド成形用成形予備体として、ベ
    ースガラスがアルカリ金属化合物を含有しているものを
    用いる、請求項１５または請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】 請求項１４に記載の光ファイバ固定用
    部材と、該光ファイバ固定用部材の光ファイバ固定用係
    合部に端部が固定された光ファイバとを有することを特
    徴とする光ファイバアレイ。
19. 【請求項１９】 光ファイバ固定用部材の−５０〜＋１
    ００℃における平均熱膨張係数が４０×１０^-7／℃未満
    である、請求項１８に記載の光ファイバアレイ。
20. 【請求項２０】 請求項１８または請求項１９に記載の
    光ファイバアレイと、該光ファイバアレイに光接続され
    た光導波路とを具備していることを特徴とする光導波路
    モジュール。