JPH05341138A - 光ファイバの気密封止方法 - Google Patents

光ファイバの気密封止方法

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JPH05341138A
JPH05341138A JP14557892A JP14557892A JPH05341138A JP H05341138 A JPH05341138 A JP H05341138A JP 14557892 A JP14557892 A JP 14557892A JP 14557892 A JP14557892 A JP 14557892A JP H05341138 A JPH05341138 A JP H05341138A
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optical fiber
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low melting
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Toshihide Tokunaga
利秀 徳永
Kazushi Osuga
一志 大須賀
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 取扱いや温度変化による光ファイバ素線の断
線を防止する光ファイバの気密封止方法を提供する。 【構成】 光半導体2を収容したパッケージ4のスリー
ブ5に、光半導体2からの光を導くための光ファイバ素
線6を配置し、この光ファイバ素線6とスリーブ5との
間を気密封止する光ファイバの気密封止方法において、
光ファイバ素線6を耐熱性樹脂層18を介して低融点ガ
ラス7で気密封止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体をパッケージ
内に気密封止する光ファイバの気密封止方法に係り、特
に、取扱いや温度変化による光ファイバ素線の断線を防
止する光ファイバの気密封止方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバで伝送される光を送受信する
ための光モジュールは、レーザダイオード、フォトダイ
オード等の光半導体を用いて構成される。光モジュール
は、局内や加入装置間の伝送を光通信で行うのに重要な
部品であり、機能が高く且つ小型であることが要求され
る。光モジュールの機能を高め且つ小型化するために、
光モジュール内に内蔵されるレーザダイオードやフォト
ダイオード等の光半導体素子には、裸のチップが用いら
れる。しかし、光半導体素子は、空気に触れると酸化し
て劣化しやすいので、光モジュールのパッケージを気密
にし、且つ窒素ガス等の不活性ガスを充填して気密パッ
ケージ内にチップを収容する。
【0003】また、パッケージやパッケージ内の他の部
品等から揮散物質が発生すると、この揮散物質も光半導
体素子を劣化させるので、光モジュールの構成部品には
揮散物質を発生する有機系の材料を用いることはできな
い。
【0004】このように光モジュールは、パッケージ内
に光半導体素子のチップを収容しているため、チップと
外部の光伝送系とを光結合する必要がある。そこで光モ
ジュールにはパッケージ内外を貫通する光ファイバから
なるピックテールが設けられる。従って、光モジュール
のパッケージの気密性を確実にするためには、この光フ
ァイバ貫通部の気密が重要となる。
【0005】従来、一般に、光ファイバ貫通部の気密方
法には、低融点ガラスによる封止が用いられる。低融点
ガラスは高沸点溶材をベースにしたもので、初めの状態
はペースト状になっている。このペースト状のものを4
00〜500℃に加熱するとガラス化する。光ファイバ
貫通部を気密封止する際には、パッケージの開口部と光
ファイバとの間にペースト状の低融点ガラス材料を充填
した後、加熱してガラス化させることにより固定する。
このようにして、パッケージの開口部と光ファイバとの
間を低融点ガラス封止すれば、パッケージ内の気密が保
持され、しかも低融点ガラスは揮散物質を発生しない。
また、ピックテールのための光ファイバには、ナイロン
等の被覆材が揮散物質とならないように光ファイバ素線
が用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記低融点ガ
ラス封止を行うと、ガラス化した低融点ガラスの表面に
は、凹凸が形成される。低融点ガラスに覆われた貫通部
の光ファイバ素線の表面は、この凹凸に接していること
になる。このため、光モジュールを実装等において取り
扱う際に、光ファイバを少しでも曲げたりすると、低融
点ガラスの凹凸が光ファイバ素線表面に傷をつけ、この
傷は光ファイバ素線の破断要因を形成する。また、前記
加熱時の熱のために光ファイバ素線に表面歪みが生じ強
度劣化した状態となる。
【0007】従って、従来の気密封止方法による光モジ
ュールにあっては、上記破断要因や強度劣化のために、
取り付け作業時に光ファイバ部を引っ張ると断線した
り、温度変化により光ファイバに歪みがかかって断線す
ることがある。
【0008】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、取扱いや温度変化による光ファイバ素線の断線を防
止する光ファイバの気密封止方法を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光ファイバ素線を耐熱性樹脂層を介して低
融点ガラスで気密封止するようにしたものである。
【0010】また、この耐熱性樹脂層にはポリイミドを
用いるとよい。
【0011】
【作用】上記構成により、光ファイバ素線と低融点ガラ
スとの間にポリイミド等の耐熱性樹脂層が介在している
ので、低融点ガラスが直接光ファイバ素線に触れておら
ず、光モジュールに外力が加えられたり、温度変化して
も低融点ガラスが光ファイバ素線を傷付けることがな
い。また、低融点ガラスを加熱する際に、耐熱性樹脂層
が光ファイバ素線の熱による劣化を防止する。
【0012】
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
【0013】図1に示されるように、光モジュール1
は、レーザダイオード或いはフォトダイオード等の光半
導体2と、ガラス導波路3と、光半導体2及びガラス導
波路3を収容したパッケージ4と、パッケージ4に連通
するスリーブ5と、スリーブ5内に挿通された光ファイ
バ素線6と、低融点ガラス7等を有し、光ファイバ素線
6と低融点ガラス7との間に耐熱性樹脂層18を有して
いる。パッケージ4は上部が開口されたパッケージ本体
に蓋4aを取り付けて箱状に形成したもので、その側部
には、両端が開口され所定の長さを有する管状のスリー
ブ5の一端が連結されている。スリーブ5の反対側の端
部は傾斜した切口状の開口部5aとなっている。
【0014】図1の光モジュール1は発光用モジュール
であって、光半導体2にはレーザダイオードがチップの
まま用いられている。レーザダイオード2aはLDステ
ム8に取り付けられ、LDステム8はレンズ9と共にL
Dレンズブロック10上に載置されている。LDレンズ
ブロック10は、パッケージ4内のスリーブ5に対向す
る端部に、レーザダイオード2aの発光面がレンズ9を
介してスリーブ5の開口部に臨むように設置されてい
る。ガラス導波路3はガラス導波路ブロック11に載置
されている。ガラス導波路ブロック11は、ガラス導波
路3がレーザダイオード2a及びレンズ9とスリーブの
開口部との間に位置するように、LDレンズブロック1
0に隣接させて配置されている。
【0015】以下、この光モジュール1に光ファイバ素
線6を配置し、気密封止する方法を工程順に説明する。
【0016】まず、光ファイバ素線6を、スリーブ5の
開口部5aより挿入する。そして、光ファイバ素線6の
端部をガラス導波路3に融着接続する。この光ファイバ
素線6は、ナイロン、シリコン等の被覆を有する光ファ
イバ12を、その先端部、即ち、ガラス導波路3からス
リーブ5の開口部5aまで覆材材除去して光ファイバ素
線6とし、さらにスリーブ5の開口部5a付近の位置に
ポリイミド13で被覆したものである。従って、光ファ
イバ12の表面は、ガラス導波路3の側から順に、光フ
ァイバ素線6のみ、ポリイミド13の被覆、シリコン層
14またはUV層の被覆、ナイロン層15の被覆という
状態になっている。
【0017】光ファイバ素線6とガラス導波路3とが融
着接続された後に、パッケージ1の上部を蓋4aで覆
い、パッケージ1内及びスリーブ5内に、窒素ガス等の
不活性ガスを充填する。そして、スリーブ5の開口部5
aに、光ファイバ素線6の周囲を覆いスリーブ5の開口
部5aを閉塞する低融点ガラス7を設ける。この低融点
ガラス7は、スリーブ5に融点約450℃のガラス材料
を詰め込み、高周波誘導加熱により約3秒間程度加熱し
てガラス化させて形成する。ガラス化することにより、
低融点ガラス7はパッケージ4及びスリーブ5を気密封
止すると共に光ファイバ素線6を固定している。光ファ
イバ素線6と低融点ガラス7とは、スリーブ5内のパッ
ケージ側では直接接しているが、反対側では前述のよう
にスリーブ5の開口部5a付近のポリイミド13被覆を
設けたため、光ファイバ素線6と低融点ガラス7との間
にポリイミド13からなる耐熱性樹脂層18が介在して
いることになる。
【0018】本実施例では、この低融点ガラス封止後、
さらにスリーブ5の開口部外周に補助スリーブ16を嵌
装し、補助スリーブ16内に紫外線硬化樹脂またはシリ
コン等の充填材17を充填する。補助スリーブ16は、
スリーブ5に嵌装される端部の反対側の端部16aにお
いてナイロン層15の外径に合わせるべく縮径されてい
る。この縮径された端部16aの開口部により光ファイ
バ12を保持することができる。
【0019】本発明にあっては、気密封止されたパッケ
ージ4内において光ファイバ素線6が被覆材層14、1
5を除去されているので、蒸発ガス等の発生がなく光半
導体2を劣化させることがない。そして、光ファイバ素
線6と低融点ガラス7との間にポリイミド13が介在し
ているので、低融点ガラス7によって光ファイバ素線6
が傷付くことがない。
【0020】次に、本発明の方法に従って実際に光モジ
ュール1を気密封止してその状態を観測すると共に信頼
性試験を施し、従来の光モジュールとの比較をした結果
を示す。
【0021】まず、低融点ガラス封止の際に、ポリイミ
ドは約400℃に加熱されたが、高周波誘導加熱による
加熱時間が3秒と短いこともあって、剥離や燃焼が起き
ないことが確認された。
【0022】信頼性試験では、この光モジュールと光フ
ァイバとで引張り、引張り試験した。その結果、3.5
Kgで破断した。一方、従来の光モジュールでは、0.
8Kgで破断し、その破断点は、A点であることが確認
された。従って、ポリイミド13層を設けることが引張
り強度を強化していることが分かった。
【0023】ヘリウムリークテスタによる気密試験で
は、2×10-8atm・cc/secまで気密を維持で
きた。これにより、十分に気密性があることが分かっ
た。
【0024】ヒートショック試験では、−40〜70℃
を交互に印加して行われ、本モジュールでは、500サ
イクルまで破断がなかった。一方、従来のモジュールで
は、100サイクルで破断が起こった。従って、温度変
化に対しても耐久性が向上していることが分かった。
【0025】次に、本発明の他の実施例を説明する。
【0026】図2に示される例では、パッケージ4内は
図1と同様の構成であるが、気密封止の工程において、
光ファイバ素線6にポリイミドを装着しない状態でガラ
ス導波路3に融着接続している。この方法では、光ファ
イバ素線6をガラス導波路3に融着接続した後、低融点
ガラス7aをスリーブ5内に充填、ガラス化し、その
後、低融点ガラス7aの外側に光ファイバ素線6が出て
いるB点より、光ファイバ素線6にそって、溶剤に溶か
したポリイミドを塗り付ける。そして、その周囲に低融
点ガラス材料をポリイミドの塗り付けられた長さの半分
を覆う程度にスリーブ5の開口部5aに充填し、これを
高周波誘導加熱し低融点ガラス7bを形成したものであ
る。
【0027】この方法を試験した結果、高周波誘導加熱
の熱で溶剤が揮散し、光ファイバ素線の周りにポリイミ
ド13の被覆が形成されていることが確認された。前述
した実施例と同様の信頼性試験の結果は、引張り試験に
おいて3.3Kg、ヒートショックにおいて400サイ
クル、気密試験において1×10-8atm・cc/se
cという好結果を得た。
【0028】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0029】(1)光ファイバの強度劣化がなく、しか
も高い気密性が得られるので、光モジュールの信頼性が
向上する。
【0030】(2)光モジュール製造時に起こる強度劣
化等の不良がなくなるので、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す光モジュールの側断面
図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す光モジュールの側断
面図である。
【符号の説明】
2 光半導体 4 パッケージ 5 スリーブ 6 光ファイバ素線 7 低融点ガラス 18 耐熱性樹脂層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光半導体を収容したパッケージのスリー
    ブに、該光半導体からの光を導くための光ファイバ素線
    を配置し、この光ファイバ素線とスリーブとの間を気密
    封止する光ファイバの気密封止方法において、上記光フ
    ァイバ素線を耐熱性樹脂層を介して低融点ガラスで気密
    封止することを特徴とする光ファイバの気密封止方法。
  2. 【請求項2】 耐熱性樹脂層にポリイミドを用いること
    を特徴とする請求項1記載の光ファイバの気密封止方
    法。
JP14557892A 1992-06-05 1992-06-05 光ファイバの気密封止方法 Expired - Fee Related JP2970221B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10466426B2 (en) 2015-12-07 2019-11-05 Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber drawer structure and optical module
CN111048974A (zh) * 2019-12-20 2020-04-21 江苏亮点光电科技有限公司 一种提高泵浦光功率转信号光功率效率的光纤激光器

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