JPH07230010A - 光導波路の実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筐体内部への水分の侵入を十分に防止する。 【構成】 実装構造は、Ｖ溝付きシリコーン及び導波路
基板１２を一連に接合した導波路モジュールを、筐体１
０内に収容して構成する。筐体１０と導波路モジュール
との間にシリコーンゲル１９を充填して衝撃を緩衝して
いる。筐体１０のファイバ貫通部１０ａには入力光ファ
イバ１４を保護する保護チューブ２１が配設され、保護
チューブ２１とファイバ貫通部１０ａとの間に、気密性
の高いエポキシ樹脂２２を充填している。さらに、各貫
通部材の境界部ａ、ｂ、ｃ、ｄに、可撓性エポキシ樹脂
を塗布して封止し、高い気密性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光信号の分岐等に利用
される光導波路の実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光導波路の実装構造としては、入
力ファイバを支持・固定したＶ溝付きシリコン、複数の
光導波路を有する導波路基板及び出力ファイバを支持・
固定したＶ溝付きシリコンを一連に接合した導波路モジ
ュールを形成し、この導波路モジュールを筐体内に収容
して構成している。また、この導波路モジュールと筐体
との間に緩衝保護材が充填されており、外部から加わる
衝撃等を吸収する構造となっている。

【０００３】また、この種の実装構造構造としては特開
平５−２７１３９号にも開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の実装構
造では、筐体内部への水分の侵入を十分に防止すること
ができなかった。このため、Ｖ溝付きシリコンと導波路
基板とを接合する接着剤（紫外線硬化型）が吸湿して、
経時的に接着力が低下したり、光透過性が低下したり、
著しい場合にはＶ溝付きシリコンと導波路基板とが剥離
する等の欠点があった。

【０００５】本発明は、このような課題を解決すべく成
されたものであり、その目的は、筐体内部への水分の侵
入を十分に防止することにより、導波路基板端面の接着
剤の劣化を防止し、耐環境性に優れた信頼性の高い、光
導波路の実装構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
光導波路の実装構造は、入力側のファイバを固定する入
力ファイバ支持体、光導波路を備える導波路基板、及び
出力側のファイバを固定する出力ファイバ支持体を一連
に接合して成る導波路モジュールと、この導波路モジュ
ールを内部に収容し、この各ファイバが貫通するファイ
バ貫通部を有する筐体と、筐体のファイバ貫通部に配設
され、このファイバ貫通部を通るファイバに挿着してこ
のファイバを保護する保護チューブと、導波路モジュー
ルと筐体との間に充填されて、導波路モジュールを保護
する緩衝保護材と、保護チューブとファイバ貫通部との
間に充填され、緩衝保護材に比べて気密性の高い充填材
とを備えて構成する。

【０００７】この緩衝保護材は、適当な防水作用を有
し、かつ、外部から加わる衝撃を緩衝する材質、例え
ば、ゲルまたはゴム材料などが好ましい。また、充填材
は、例えばエポキシ樹脂などが好ましい。

【０００８】また、保護チューブの貫通方向両端におけ
るファイバとの境界部、及び、充填材の貫通方向両端に
おける保護チューブとの境界部を、シリコーンゴム系樹
脂或いは可撓性エポキシ樹脂などの気密性を有する可撓
性封止材料により封止して構成することが好ましい。

【０００９】さらに、保護チューブと導波路モジュール
との間のファイバーを、撓ませて配設することが好まし
い。

【００１０】

【作用】請求項１にかかる実装構造では、導波路モジュ
ールと筐体との間に緩衝保護材を充填することで、外部
から作用する衝撃から導波路モジュールを保護すると共
に、導波路モジュール各部位の接着剤に対して、防水効
果が得られる。また、保護チューブとファイバ貫通部と
の間に気密性の高い充填材を充填することで、筐体内部
への水分の侵入が、一層低減される。

【００１１】請求項３にかかる実装構造のように、各境
界部を気密性を有する可撓性封止材料により封止するこ
とで、水分の侵入がより一層低減される。

【００１２】請求項５にかかる実装構造のように、保護
チューブと導波路モジュールとの間のファイバーを撓ま
せることで、これらを保持する筐体が熱変形によって膨
脹・収縮した場合にも、この応力がファイバに直接加わ
ることが回避される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１４】図１に本実施例にかかる光導波路の実装構
造の縦断面を示す。この実装構造は、入力光ファイバ１
４を支持・固定するＶ溝付きシリコン１１、複数の光導
波路１２ａを有する導波路基板１２、テープファイバ１
５を支持・固定するＶ溝付きシリコン１３を一連に固定
して導波路モジュールを構成し、この導波路モジュール
を筐体１０内部に収容して構成している。導波路モジュ
ールと筐体１０との間には、シリコーンゲル１９を充填
しており、外部から加えられる衝撃から導波路モジュー
ルを保護している。

【００１５】図２は、Ｖ溝付きシリコン１１、１３、及
び導波路基板１２等を取り出して示す平面図である。Ｖ
溝付きシリコン１１は、単一又は複数の入力光ファイバ
１４を支持・固定しており、ＵＶ接着剤（紫外線硬化
型）２０によって、その出射側端面に導波路基板１２の
入射側端面を光軸調心した状態で固定している。導波路
基板１２には、入力光ファイバ１４から入射する光信号
を複数に分岐するための多数の光導波路１２ａが形成さ
れており、図の例では入射する光信号を８分岐してい
る。Ｖ溝付きシリコン１３は、導波路基板１２の出射側
端面に光軸調心した状態で固定されており、各光導波路
１２ａと光結合する８心の光ファイバーを支持・固定し
ている。なお、この各光ファイバーは、８心のテープフ
ァイバ１５を構成している。このようにＶ溝付きシリコ
ン１１、導波路基板１２及びＶ溝付きシリコン１３を一
連に接着して導波路モジュールを形成している。

【００１６】筐体１０は、高強度で硬化時の収縮率が小
さいエポキシ樹脂によって成形されており、耐環境特性
を安定させるとともに、機械的な衝撃を緩衝する機能を
有している。図３に示すように、筐体１０の両端部に
は、中央部に比べて細径なファイバ貫通部１０ａを突出
形成しており、このファイバ貫通部１０ａ内には、光フ
ァイバを保護する保護チューブ２１を配設し、この保護
チューブ２１内を入力光ファイバ１４が貫通している。
そして、保護チューブ２１とファイバ貫通部１０ａとの
間に、シリコーンゲル１９に比べて気密性の高いエポキ
シ樹脂２２を充填して保護チューブ２１を固定してお
り、この部位の高い気密性を確保し筐体１０内部への水
分の侵入を十分に防止している。また、ファイバ貫通部
１０ａと保護チューブ２１とを覆うようにゴム製のスリ
ーブ１８を冠着しており、この部位を保護している。

【００１７】なお、図４に示すように、保護チューブ２
１の貫通方向両端における入力光ファイバ１４との境界
部ａ、ｂ、及びエポキシ樹脂２２の両端における保護チ
ューブ２１との境界部ｃ、ｄに対し、気密性を有するシ
リコーンゴム系樹脂、或いは可撓性エポキシ樹脂などの
封止材料を塗布することが好ましい。これらの境界部を
封止することで、この部位の気密性をより高めることが
できる。この封止材料は、入力光ファイバ１４と直接接
触するため、エポキシ樹脂２２に比べて弾力性のある、
比較的やわらかい可撓性材料を使用することが望まし
い。

【００１８】なお、対向側のファイバ貫通部１０ａも同
様な構造となっており、説明は省略する。

【００１９】また、本実施例の実装構造では、図５に示
すように、保護チューブ２１−導波路モジュール間の光
ファイバ（ピッグテールファイバ：参照番号２５）を撓
ませて配設することが望ましい。これは、筐体１０の熱
変形による影響を避けるための構造である。筐体１０
は、通常、ポリカーボネート（ＰＣ），アルミなどで形
成されるが、ポリカーボネートの線膨脹係数は１×１０
^-4、アルミでは２×１０^-5程度である。たとえば筐体１
０をポリカーボネートで製造した場合、相対的な温度変
化を１００℃程度、筐体の全長が１００ｍｍ程度と想定
すると、筐体１０は１ｍｍ程度伸縮することになる。こ
れらを考慮して、ピッグテールファイバ２５の撓みは、
中心線ｌからの距離ｔが（図６参照）、０．２〜３ｍｍ
程度が実用的であり、撓みによる伝送損失を考慮すれ
ば、０．５〜２ｍｍ程度であればより好ましい。このよ
うにピッグテールファイバ２５を撓ませて配設すること
で、筐体１０が熱変形によって膨脹・収縮した場合に
も、この応力がこの部位のファイバに直接加わることは
なく、このため、導波路モジュールの各接合部に不要な
力が働くことを防止できる。なお、このピッグテールフ
ァイバ２５の配設部位にもシリコーンゲル１９が充填さ
れているが、ゲル状態であるため、ピッグテールファイ
バ２５の撓み状態の変化を許容し得る。

【００２０】ここで、このように構成する光導波路の実
装構造について以下に示す試験を実施した。本実施例の
実装構造に対し、７日間の浸水試験を実施したところ、
損失変動は０．１ｄＢ以下であり、反射特性も５０ｄＢ
以上であり、特性の劣化は殆ど見られなかった。また、
ピッグテールファイバ２５を撓ませて配設した実装構造
に対し、−４０℃〜７５℃の温度サイクル試験を実施し
た。この結果、損失変動は０．１ｄＢ以下であり、この
場合も特性の劣化は殆ど見られなかった。これらの実験
により、本実施例の実装構造が極めて耐環境特性（湿
熱、温度サイクル、浸水、衝撃など）に優れることが確
認できた。

【００２１】なお、本実施例では、導波路モジュールと
筐体１０との間に充填する緩衝保護材としてシリコーン
ゲルを例示したが、この他にも、シリコーンゴム、シリ
コングリースを用いても良い。また、保護チューブ１７
とファイバ貫通部１０ａとの間に充填する充填材として
エポキシ樹脂を例示したが、この他にも、ウレタンゴム
など、緩衝保護材に比べて高い気密性を有する材料であ
ればよい。

【００２２】また、本実施例では、導波路基板１２の機
能として、入射する光信号を分岐するとして例示した
が、例えば、光導波路の切り替えを行うなど、導波路基
板の機能は特に限定するものではない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる光
導波路の実装構造によれば、導波路モジュールを外部応
力から保護する緩衝保護材で被覆し、かつ、この外周部
と筐体との間を緩衝保護材に比べ気密性の高い充填材を
充填する構造を採用した。したがって、外部から作用す
る応力に対して十分な強度を持ち、かつ、外部からの水
分の侵入を十分に防止することが可能となる。これによ
り、導波路モジュールの各接合部の接着剤が吸湿するこ
とにより生じていた、接着力の低下及び光透過性の低下
などを防止でき、耐環境性に優れた信頼性の高い、光導
波路の実装構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかる光導波路の実装構造を示す縦
断面図である。

【図２】図１の筐体内に収容された導波路モジュールを
取り出して示す平面図である。

【図３】筐体のファイバ貫通部を拡大して示す断面図で
ある。

【図４】筐体のファイバ貫通部を拡大して示す断面図で
ある。

【図５】筐体のファイバ貫通部と導波路モジュールとの
対向部位を示す概略平面図である。

【図６】ピッグテールファイバの撓み状態を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０…筐体、１０ａ…ファイバ貫通部、１１…Ｖ溝付き
シリコン（入力ファイバ支持体）、１２…導波路基板、
１３…Ｖ溝付きシリコン（出力ファイバ支持体）、１４
…入力光ファイバ、１９…シリコーンゲル（緩衝保護
材）、２１…保護チューブ、２２…エポキシ樹脂（充填
材）。

フロントページの続き (72)発明者 石川 真二 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 平井 茂 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力側のファイバを固定する入力ファイバ
   支持体、光導波路を備える導波路基板、及び出力側のフ
   ァイバを固定する出力ファイバ支持体を一連に接合して
   成る導波路モジュールと、 前記導波路モジュールを内部に収容し、前記各ファイバ
   が貫通するファイバ貫通部を有する筐体と、 前記筐体のファイバ貫通部に配設され、このファイバ貫
   通部を通る前記ファイバに挿着してこのファイバを保護
   する保護チューブと、 前記導波路モジュールと前記筐体との間に充填され、前
   記導波路モジュールを保護する緩衝保護材と、 前記保護チューブと前記ファイバ貫通部との間に充填さ
   れ、前記緩衝保護材に比べて気密性の高い充填材と、 を備える光導波路の実装構造。
2. 【請求項２】前記緩衝保護材はゲルまたはゴム材料であ
   り、前記充填材はエポキシ樹脂である請求項１記載の光
   導波路の実装構造。
3. 【請求項３】前記保護チューブの貫通方向両端における
   前記ファイバとの境界部、及び、前記充填材の前記貫通
   方向両端における前記保護チューブとの境界部を、気密
   性を有する可撓性封止材料により封止して成る請求項１
   記載の光導波路の実装構造。
4. 【請求項４】前記可撓性封止材料は、シリコーンゴム系
   樹脂或いは可撓性エポキシ樹脂である請求項３記載の光
   導波路の実装構造。
5. 【請求項５】前記保護チューブと前記導波路モジュール
   との間の前記ファイバーを撓ませて配設する請求項１記
   載の光導波路の実装構造。