JP2000066035A - 光配線板及び光ファイバ - Google Patents

光配線板及び光ファイバ

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JP2000066035A
JP2000066035A JP10235210A JP23521098A JP2000066035A JP 2000066035 A JP2000066035 A JP 2000066035A JP 10235210 A JP10235210 A JP 10235210A JP 23521098 A JP23521098 A JP 23521098A JP 2000066035 A JP2000066035 A JP 2000066035A
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optical
wiring board
optical fibers
optical fiber
outer diameter
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Koichi Arishima
功一 有島
Mamoru Hirayama
守 平山
Masaru Kobayashi
勝 小林
Takuji Yoshida
卓史 吉田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3628Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/36642D cross sectional arrangements of the fibres
    • G02B6/3676Stacked arrangement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3608Fibre wiring boards, i.e. where fibres are embedded or attached in a pattern on or to a substrate, e.g. flexible sheets

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られた空間に大量の光ファイバを配線する
光配線板及びこのような光配線板に用いることができる
光ファイバを提供する。 【解決手段】 1本又は2本以上の光ファイバの各々が
一筆書きの手法を用いて基板に搭載されてなる光配線板
において、該光ファイバがクラッドの外側に設けられる
外被を含み、125μmの外径を有する。また、該光フ
ァイバが外径125μmのクラッドの外側に一層の外被
を具える。また、該光ファイバが光ファイバの両端に接
続されるコネクタの相互間で外径が変動しないようにす
るとよい。また、該光ファイバ相互の中心間の距離が該
光ファイバの外径と同等であるように布線するとよい。
光ファイバは、1次被覆がポリマースキンコート層のシ
ングルモード光ファイバであって、前記ポリマースキン
コート層の厚さが3〜10μmである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光素子又は光回路
相互の光学的接続及び光ファイバに関するものである。
【0002】
【従来の技術】これまで、光素子を搭載した光ボードに
おいて、光ボード上の光素子相互を接続するには、一方
の素子から出ているピグテールの光ファイバを他方の素
子に接続されている光ファイバと融着して接続してい
た。融着接続の場合、ボードの外で融着接続器に光ファ
イバをセットするためにかなり長い余長が必要となり、
接続後この余長をボード内に収容しなければならない。
また、コネクタ付きのピグテールを用いて、光素子間を
コネクタ付き光ファイバで繋ぐ方法も用いられる。この
場合も光ファイバには余長が必要であり、光ファイバの
束が出現する。
【0003】一方、光ボード間の光配線においては、コ
ネクタを介して光ファイバで光ボード相互間の光学的接
続が行われる。この場合も光ファイバは或る余長をもっ
て配線されるため、光ボード間を繋ぐ光ファイバの束が
光ボードを収納する架の背面にできる。また、これら従
来法では、繋ぎ合わせる光ファイバ相互を確認しながら
光ファイバを1本ずつ繋いでいた。
【0004】これらの問題点を解決するため、日本特許
第2574611号等において示されているように、光
配線板が提案されている。しかし、これまでの光配線板
では限られた空間に大量の光ファイバを配線することに
関しては特別な提案はなく、光ボード内及び光ボード間
の光配線において大量の光配線をする場合には問題が生
じる可能性があった。
【0005】また、従来光配線に用いられる光ファイバ
は、裸ファイバに1次及び2次の被覆を設けた外径25
0μmの光ファイバ、或いは、更にテンションメンバー
と共に外皮で被覆した光ファイバコード等が用いられて
きた。これらに使用される光ファイバはシングルモード
の光ファイバである。
【0006】現在及び将来の光伝送システムでは、1本
の光ファイバに複数の波長を伝送し、光ボード内で波長
毎に分離して信号処理を行いその後再度合波する方法が
一般的に用いられようとしている。このようなシステム
では、光配線は光ファイバの本数が多く且つ互いにクロ
スするような光配線パターンが必要である。これまで提
案された光ファイバの配線方法では、クロス部分以外は
同一平面で構成されるため、光ファイバの空間密度が小
さく、限られたボード内或いは架内のスペースに数多く
の複雑なパターンの光配線を収納することが非常に困難
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点に鑑み、限られた空間に大量の光ファイバを配
線する光配線板を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、このような光配線板に用いることができる
光ファイバを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光配線板は、上
記の目的を達成するため、1本又は2本以上の光ファイ
バの各々が一筆書きの手法を用いて基板に搭載されてな
る光配線板において、該光ファイバがクラッドの外側に
設けられる外被を含み、125μmの外径を有すること
を特徴とする。
【0009】本発明では、限られた空間に数多くの光フ
ァイバを実装するために、使用する光ファイバの外径を
従来一般に用いられている250μmより細径化し、1
25μmの光ファイバを用いる。容易にわかるように、
細径化することにより光ファイバ間の間隔を短くでき、
光ファイバ径方向の配線密度を向上できる。実際にこれ
まで一般に用いられている250μm径に比べ、光ファ
イバ径方向で2倍に高密度化することができ、且つ、積
層することにより更に2倍×(積層数)だけ高密度化す
ることが可能である。
【0010】ここで用いられる細径光ファイバは外径1
25μmであればどのような構造、材料の光ファイバで
もよいが、既存光ファイバとの接続性、光配線板におけ
る機械的強度の確保等を考慮して、望ましくは115μ
m径の石英ベア光ファイバにプラスチックを5μmの厚
さにコートしたものが用いられる。
【0011】なお、上述の125μmの外径は設計値で
あって、実際には製造上のばらつきにより125μm±
2μm程度の誤差が生じる。このため、本発明の範囲が
上述の125μmという外径の数値に製造上のばらつき
±2μm程度の変動を含むことはいうまでもない。
【0012】本発明の他の光配線板は、1本又は2本以
上の光ファイバの各々が一筆書きの手法を用いて基板に
搭載されてなる光配線板において、該光ファイバが外径
125μmのクラッドの外側に一層の外被を具えること
を特徴とする。
【0013】この本発明では、上述の本発明の光配線板
と同様に、光ファイバを従来の光ファイバより細径化す
ることにより高密度化することを特徴とするが、更に従
来の光ファイバ心線と同じクラッドを持つことにより、
従来の一般的な光ファイバとの接続性をより一層向上さ
せることを特徴としている。即ち、この光ファイバの構
造は従来の一般的な光ファイバ心線と同じ外径125μ
mのクラッドを持ち、その外被として5μm〜10μm
の厚さのプラスチックのコート層がある。このため、従
来の一般的な光ファイバとはコア及びクラッドが共に全
く同じ外径であるため、接続部でのモードの乱れはなく
接続損失、反射とも最小にすることができる。
【0014】なお、上述の125μmのクラッドの外径
は設計値であって、実際には製造上のばらつきにより1
25μm±1μm程度の誤差が生じる。このため、本発
明の範囲が上述の125μmというクラッド外径の数値
も製造上のばらつき±1μm程度の変動を含むことはい
うまでもない。
【0015】本発明の更に他の光配線板は、1本又は2
本以上の光ファイバの各々が一筆書きの手法を用いて基
板に搭載されてなる光配線板において、光コネクタに接
続される光ファイバの各端部の外径が一定であることを
特徴とする。
【0016】光配線板において、他の光部品との接続で
着脱可能な接続方法として光コネクタを利用することは
非常に有用である。光コネクタを装着するにあたり、通
常は光ファイバ被覆線、光ファイバ心線等の被覆を剥
ぎ、裸線にして光コネクタに接続する。このため、多数
の光ファイバからなる光配線板では、従来光コネクタを
付けるための光ファイバの被覆除去の前処理工程に労力
を費やし光配線板としての歩留まりを著しく低下させて
いたが、本発明では光配線板の両端の光コネクタから同
じ光ファイバ外径で配線できることを特徴としており、
光配線板作製の歩留まりを高くすることができる。
【0017】本発明の更に他の光配線板は、1本又は2
本以上の光ファイバの各々が一筆書きの手法を用いて基
板に搭載されてなる光配線板において、該光ファイバ相
互の中心間の距離が該光ファイバの外径と同等であるよ
うに布線したことを特徴とする。
【0018】光配線板において、高密度化を図るために
は光ファイバ相互を最密に充填して布線することが最も
効果的な方法である。発明者らは、これまで特願平9−
281644号及び特願平9−281645号におい
て、感庄材を塗布したシートに光ファイバを布線する技
術を明らかにした。本発明ではこれらの技術を用いて、
光ファイバを少なくとも直線部では±10μm以下で配
線することが可能であり、複数の光ファイバを最密に布
線することができる。
【0019】本発明の更に他の光配線板は、前記クラッ
ドの外側に設けられる外被を含み、125μmの外径を
有する光ファイバ、又は、前記外径125μmのクラッ
ドの外側に一層の外被を具える光ファイバを用いて、光
ファイバ相互の中心間距離が光ファイバの外径と同等で
あるように布線することを特徴としており、この場合高
密度化の効果は大きく、従来の光配線板に比べ面積及び
厚さが1/2以下となる。
【0020】
【発明の実施の形態】〔実施例1〕図1に本発明に基づ
いて作製した128×128のクロス配線の例を示す。
以下に、これを用いて本発明の実施例を説明する。
【0021】図1において、図1(a) は細径の光ファイ
バを用いて作製した光配線板の上面図であり、図1(b)
は図1(a) の光配線板のA,B,Cにおける断面図であ
る。また、図1(c) は比較例として示した従来の外径2
50μmの光ファイバを用いて作製した図1(a) と同等
の構造を持つ光配線板の断面図である。
【0022】図1(a) 、図1(b) において、光配線板は
粘着シート11上に配線した細径の光フアイバ12を布線し
たものである。ここで、光ファイバ12は、外径115μ
mのクラッドに5μmのポリマーコートが施された12
5μmの外径の細径光ファイバである。また、粘着シー
ト11は厚さ25μmのポリマーベースシートに厚さ50
μmの粘着層を有する。以下で光配線板の厚さを検討す
るに当たり、粘着層は光ファイバが埋まるため厚さとし
てはほとんど影響ない。
【0023】図中Aは光配線板の一方の端部の断面を示
しており、12本又は8本の光ファイバ12が集合されて
いる。光ファイバ12相互の間隔は250μmである。図
1(b) から分かるように、端部Aにおける光配線板の厚
さは、粘着シート11のポリマーベースシート2枚と光フ
ァイバ12の外径との和であり、約175μmである。
【0024】図中Bは光配線板交差部の断面を示してお
り、この光配線板では光ファイバ12が両面粘着層15を介
して2層積層されている。この部位では光ファイバ12が
相互に接するように、光ファイバ12の直径に等しい間隔
である125μmの間隔で布線されている。この結果、
この部位での厚さは300μmである。一方、この部位
における光配線板の幅は64本の光ファイバが約125
μm間隔で整列しているのでほぼ8mmである。図中C
は光配線板の他方の端部の断面を示しており、端部Aの
構造を2層化した構造を持つ。従って、厚さは約350
μmである。また、それぞれの光ファイバ12の間隔は2
50μmとした。
【0025】図1(c) は、比較のため、外径250μm
の光ファイバ14を用いて作製した光配線板の断面図を示
している。光ファイバの外径が大きいと、布線時のベー
スフィルムが薄い場合布線時の応力等で皺ができるた
め、ベースフィルムの厚さを厚くする必要があり、外径
250μmの光ファイバ14に対しては厚さ50μmのベ
ースフィルム13を使用した。図中A',B',C' における
光配線板の厚さはそれぞれ、350μm、720μm、
700μmとなった。ここで、図中B' においては、上
下の配線シートを接着するため、厚さ約20μmの両面
粘着シート15を用いた。また、断面B' における光配線
板の幅は約16mmである。
【0026】このように、外径125μmの光ファイバ
を用いることにより、光ファイバ自体の外径以外に、布
線に使用する粘着シートのベースフィルムの厚さも薄く
できるため、ほぼ光ファイバ外径に比例して光配線板の
厚さを薄くできる。この実施例ではこれまでの外径25
0μmの光ファイバ心線を用いる場合に比べ、約1/2
に厚さを減少できた。また、光配線板の幅は光ファイバ
相互を接するように並べた場合も光ファイバ外径に比例
するため、約1/2に減少できる。
【0027】このように、外径125μmの光ファイバ
を用いることにより、光配線板の厚さ及び幅を大きく減
少でき、光配線板の小型化が可能となった。さらに、外
径125μmの光ファイバは光配線板の小型化だけでな
く、各材料の厚さ或いは径が小さくなることより、可撓
性の向上にも寄与する。このことは、光配線板にコネク
タを装着する際の光ファイバ切断や端面研磨において、
作業性が著しく向上すると共に、他の光部品との接続が
容易になるという効果がある。なお、光ファイバの外径
は125μm以外に従来の光ファイバのクラッド径と同
等でかつ被覆が5μmと薄い光ファイバでも同様の効果
が期待できる。
【0028】〔実施例2〕本発明に用いるシングルモー
ドのポリマースキンコート光ファイバを図2及び図3に
示す。図中、21は光ファイバコア、22はクラッド層、23
はポリマースキンコート層、24は被覆層である。図2は
ポリマースキンコート層23を覆うように更に被覆層24を
設け、通常の外径250μmのシングルモード光ファイ
バ素線と同じ太さにしたものである。本発明の光配線板
に用いる際には、必要に応じて被覆層24を部分的に剥い
で用いる。
【0029】図3はポリマースキンコート層23だけしか
持たないシングルモード光ファイバで、本発明にそのま
ま用いる。図3に示す1層コートのシングルモード光フ
ァイバは被覆を除去することなく用いることが可能とな
り、被覆除去加工の手間を省くことができ、被覆除去を
行う時に傷が付いてシングルモード光ファイバが折れ易
くなることも未然に防ぐことができ、本発明の光配線板
の作製歩留まりの向上に大きく貢献する。
【0030】図2及び図3に示すポリマースキンコート
層の厚さには最適範囲が存在し、3μmより薄いと、光
ファイバガラスを完全に覆うことが出来ず、塗りむらが
生じ光ファイバが折れる原因となる。また、機械的強度
も弱くなり、図2の構造では第2層の被覆層を剥く作業
をする際にポリマースキンコート層を傷つけたり、最悪
の場合はポリマースキンコート層を剥がしてしまうこと
になる。また図3の構造の場合、ポリマースキンコート
層の厚さが3μm未満の場合は、光ファイバ表面(ポリ
マースキンコート層表面)をこするだけで表面に傷が生
じ折れやすくなる。
【0031】更に、JIS引っ張り試験の80Nを超え
る力となるように100mm/分の一定速度で引っ張り
試験にかけたところ、ポリマースキンコート層の厚さが
3μmより薄いと断線が多く発生し、ポリマースキンコ
ート層の厚さが5μm以上であれば断線することはなか
つた。
【0032】逆にポリマースキンコート層23を10μm
より厚くすると、ポリマースキンコート層を含む外径
(125μm)に対する中心コアの位置精度、すなわ
ち、偏心精度が悪くなり、シングルモード光ファイバの
通常の規格値(偏心0.8μm以内)からずれてしまう
ことが分かった。偏心精度が悪くなると、シングルモー
ド光ファイバのコア径は約10μmであるため、光ファ
イバ相互を対向接続させた場合又は融着接続させた場合
に、互いのコア中心がずれて、接続点での光透過損失が
増大するという大きな欠点が生じてしまう。
【0033】更に、ポリマースキンコート層23を7.5
μmより厚くすると、融着接続する際に融着接続器のア
ーク放電の熱によりポリマースキンコート層がガラス光
ファイバに焦げ付いて接続不良を起こしたり、融着部内
に残存し接続損失を増大することが分かった。従って、
図2及び図3に示すポリマースキンコート層の厚さの最
適範囲は3〜10μmであり、更に好適値を求めると、
ポリマースキンコート層の厚さの最適値は5〜7.5μ
mであることが分かった。
【0034】
【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、光
素子相互を接続する、小型で可撓性に優れた高密度配線
が可能な光配線板を実現できる。また、ポリマースキン
コート層の厚さを3μm以上とすることで機械的強度を
保ち、更には5μm以上とすることで引っ張り試験にも
合格する光ファイバが得られる。逆にポリマースキンコ
ート層の厚さを10μm以内とすることで偏心精度を向
上させることができ、更に、7.5μm以内とすること
で融着接続が容易になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光配線板の構成を説明する図であ
る。
【図2】本発明の光配線板に用いる光ファイバの構成を
説明する図である。
【図3】本発明の光配線板に用いる光ファイバの他の構
成を説明する図である。
【符号の説明】
11 細径光ファイバ用粘着シート 12 細径光フアイバ 13 外径250μm光ファイバ用粘着シート 14 外径250μm光ファイバ 15 両面粘着シート 21 光ファイバコア 22 クラッド層 23 ポリマースキンコート層 24 被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 勝 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 吉田 卓史 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H038 CA33 CA37 CA52

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1本又は2本以上の光ファイバの各々が
    一筆書きの手法を用いて基板に搭載されてなる光配線板
    において、該光ファイバがクラッドの外側に設けられる
    外被を含み、125μmの外径を有することを特徴とす
    る光配線板。
  2. 【請求項2】 1本又は2本以上の光ファイバの各々が
    一筆書きの手法を用いて基板に搭載されてなる光配線板
    において、該光ファイバが外径125μmのクラッドの
    外側に一層の外被を具えることを特徴とする光配線板。
  3. 【請求項3】 1本又は2本以上の光ファイバの各々が
    一筆書きの手法を用いて基板に搭載されてなる光配線板
    において、光コネクタに接続される光ファイバの端部の
    外径が一定であることを特徴とする光配線板。
  4. 【請求項4】 1本又は2本以上の光ファイバの各々が
    一筆書きの手法を用いて基板に搭載されてなる光配線板
    において、該光ファイバ相互の中心間の距離が該光ファ
    イバの外径と同等になるように布線したことを特徴とす
    る光配線板。
  5. 【請求項5】 請求項第4項の光配線板において、前記
    光ファイバがクラッドの外側に設けられる外被を含み、
    125μmの外径を有することを特徴とする光配線板。
  6. 【請求項6】 請求項第4項の光配線板において、前記
    光ファイバが外径125μmのクラッドの外側に一層の
    外被を具えることを特徴とする光配線板。
  7. 【請求項7】 1次被覆がポリマースキンコート層であ
    るシングルモード光ファイバであって、該ポリマースキ
    ンコート層の厚さが3〜10μmであることを特徴とす
    るポリマースキンコート付シングルモード光ファイバ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7046900B2 (en) 2001-07-04 2006-05-16 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Fiber-wired sheet and method for manufacturing the same
US7680365B2 (en) 2005-05-17 2010-03-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber sheet and its manufacturing method

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US7046900B2 (en) 2001-07-04 2006-05-16 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Fiber-wired sheet and method for manufacturing the same
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