JPH0727946A - 光導波路と光ファイバの実装構造および実装方法 - Google Patents
光導波路と光ファイバの実装構造および実装方法Info
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- JPH0727946A JPH0727946A JP16925593A JP16925593A JPH0727946A JP H0727946 A JPH0727946 A JP H0727946A JP 16925593 A JP16925593 A JP 16925593A JP 16925593 A JP16925593 A JP 16925593A JP H0727946 A JPH0727946 A JP H0727946A
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- optical waveguide
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- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高温・高湿下においても長期に亘
って初期特性を保持すると共に振動・衝撃に耐える光導
波路と光ファイバの実装構造及び実装方法を提供する。 【構成】 光導波路基板１の端面４と、光ファイバ３を
収容する光ファイバ配列部材２の端面５とを結合させる
にあたり、光導波路１３と光ファイバ３が光学結合する
ように二つの端面を接着剤６を介して接着する。そし
て、接着剤６の表面をＳｉＯ2 膜７により被覆する。こ
れにより、外気中の水分を遮断すると共に物理・化学的
に安定となり接着剤６を保護できる。従って、接着剤６
の密着性が長期に亘って保持され高温・高湿下での特性
が大幅に向上される。
って初期特性を保持すると共に振動・衝撃に耐える光導
波路と光ファイバの実装構造及び実装方法を提供する。 【構成】 光導波路基板１の端面４と、光ファイバ３を
収容する光ファイバ配列部材２の端面５とを結合させる
にあたり、光導波路１３と光ファイバ３が光学結合する
ように二つの端面を接着剤６を介して接着する。そし
て、接着剤６の表面をＳｉＯ2 膜７により被覆する。こ
れにより、外気中の水分を遮断すると共に物理・化学的
に安定となり接着剤６を保護できる。従って、接着剤６
の密着性が長期に亘って保持され高温・高湿下での特性
が大幅に向上される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路と光ファイバ
の実装構造および実装方法に関する。
の実装構造および実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光導波路と光ファイバとの実装構
造は、光ファイバの端面に予めＵＶ硬化型の透明アクリ
ル接着剤を塗布し、接着剤が光導波路の端面と光ファイ
バの端面との間でブリッジを形成するように接合してい
る状態で位置合わせを行い、光学的に最適位置の決定
後、接着剤をＵＶ光で硬化・固定している（特開平２−
３０６２０９）。あるいは、石英ガラスマウント付き光
導波路回路の端面と光ファイバのコア部の端面とを対向
させ光軸を合わせた後、炭酸ガスレーザで両端面を互い
に融着・固定している（特開平３−７５６０８）。
造は、光ファイバの端面に予めＵＶ硬化型の透明アクリ
ル接着剤を塗布し、接着剤が光導波路の端面と光ファイ
バの端面との間でブリッジを形成するように接合してい
る状態で位置合わせを行い、光学的に最適位置の決定
後、接着剤をＵＶ光で硬化・固定している（特開平２−
３０６２０９）。あるいは、石英ガラスマウント付き光
導波路回路の端面と光ファイバのコア部の端面とを対向
させ光軸を合わせた後、炭酸ガスレーザで両端面を互い
に融着・固定している（特開平３−７５６０８）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、光導波
路の端面と光ファイバの端面とをＵＶ硬化型の接着剤に
より固定した場合、両端面と接着剤との界面あるいは接
着剤の中に水分が浸入して密着性が低下し、固定部が離
れてしまうことがある。これにより、光学結合のずれに
よる損失変動や、界面における反射戻り光の増加が生じ
てしまうという問題点がある。また、融着・固定する光
導波路部品の実装方法の場合、接続部が１５００℃以上
の高温にさらされるので特別な接続構造が必要となり量
産性に欠けること、あるいは多芯の接続が困難であるこ
と等の問題点がある。
路の端面と光ファイバの端面とをＵＶ硬化型の接着剤に
より固定した場合、両端面と接着剤との界面あるいは接
着剤の中に水分が浸入して密着性が低下し、固定部が離
れてしまうことがある。これにより、光学結合のずれに
よる損失変動や、界面における反射戻り光の増加が生じ
てしまうという問題点がある。また、融着・固定する光
導波路部品の実装方法の場合、接続部が１５００℃以上
の高温にさらされるので特別な接続構造が必要となり量
産性に欠けること、あるいは多芯の接続が困難であるこ
と等の問題点がある。
【０００４】本発明の目的は、高温・高湿の環境下にお
いても長期に亘って初期特性を保持すると共に、振動・
衝撃にも耐える光導波路と光ファイバの実装構造および
実装方法を提供することである。
いても長期に亘って初期特性を保持すると共に、振動・
衝撃にも耐える光導波路と光ファイバの実装構造および
実装方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の目的は、光導波路
基板の端面と光ファイバを収容する光ファイバ配列部材
の端面を結合させる光導波路と光ファイバの実装構造に
おいて、光導波路と光ファイバが光学結合するように二
つの端面を接着剤を介して固定し、かつ接着剤が無機材
料の膜により被覆することによって達成される。あるい
は、本発明の実装方法によれば、光導波路基板の端面及
び光ファイバを収容する光ファイバ配列部材の端面の少
なくとも一方に接着剤を塗布する段階と、二つの端面を
押着し、光導波路と光ファイバを光学結合させて接着剤
を硬化する段階と、接着剤の表面を無機材料の膜により
被覆する段階とを備えることによって達成される。
基板の端面と光ファイバを収容する光ファイバ配列部材
の端面を結合させる光導波路と光ファイバの実装構造に
おいて、光導波路と光ファイバが光学結合するように二
つの端面を接着剤を介して固定し、かつ接着剤が無機材
料の膜により被覆することによって達成される。あるい
は、本発明の実装方法によれば、光導波路基板の端面及
び光ファイバを収容する光ファイバ配列部材の端面の少
なくとも一方に接着剤を塗布する段階と、二つの端面を
押着し、光導波路と光ファイバを光学結合させて接着剤
を硬化する段階と、接着剤の表面を無機材料の膜により
被覆する段階とを備えることによって達成される。
【０００６】
【作用】本発明の光導波路と光ファイバの実装構造によ
れば、光導波路基板の端面と光ファイバ配列部材の端面
とを接着する接着剤の表面を無機材料により被覆するが
故に、高温・高湿下においても外気からの水分を透過せ
ず、接着剤が膨潤しないので、密着性は初期状態から低
下しない。また、無機材料からなる被覆層は物理・化学
的に安定なので、実装後のハンドリングによる振動ある
いは衝撃に対して高度の耐久性を有し、従ってクラック
あるいはダメージが容易に入り得ず、長期に亘って耐湿
性が保障される。しかも、その被覆層は接着剤に対して
バッファ層となり、外部負荷からの接着面への応力を弱
めて伝えるので、芯ずれによる光学結合に劣化は発生し
ない。
れば、光導波路基板の端面と光ファイバ配列部材の端面
とを接着する接着剤の表面を無機材料により被覆するが
故に、高温・高湿下においても外気からの水分を透過せ
ず、接着剤が膨潤しないので、密着性は初期状態から低
下しない。また、無機材料からなる被覆層は物理・化学
的に安定なので、実装後のハンドリングによる振動ある
いは衝撃に対して高度の耐久性を有し、従ってクラック
あるいはダメージが容易に入り得ず、長期に亘って耐湿
性が保障される。しかも、その被覆層は接着剤に対して
バッファ層となり、外部負荷からの接着面への応力を弱
めて伝えるので、芯ずれによる光学結合に劣化は発生し
ない。
【０００７】ここで無機材料はＳｉＯ2 が好ましく、こ
れにより、光導波路及び光ファイバの主成分が無機材料
の被覆層と実質的に同じ材質となり、光導波路基板の端
面あるいは光ファイバ配列部材の端面が被覆層と互いに
接する表面端部において親和性を有し、容易に化学結合
し得るので、より完全に接着剤を密封し、外気から遮断
する。しかも、実装部に外部負荷がかかっても化学結合
している表面端部で応力が分散するので、接着面に芯ず
れを発生させることはない。
れにより、光導波路及び光ファイバの主成分が無機材料
の被覆層と実質的に同じ材質となり、光導波路基板の端
面あるいは光ファイバ配列部材の端面が被覆層と互いに
接する表面端部において親和性を有し、容易に化学結合
し得るので、より完全に接着剤を密封し、外気から遮断
する。しかも、実装部に外部負荷がかかっても化学結合
している表面端部で応力が分散するので、接着面に芯ず
れを発生させることはない。
【０００８】なお、無機材料の膜厚は１００ｎｍ以上で
あるのがよい。これにより、接着剤の表面の凹凸部によ
り無機材料の被覆層のカバレッジにばらつきが発生して
も、その膜質に欠陥が発生しないので、水分はその被覆
層を透過せず接着剤へ浸入しない。
あるのがよい。これにより、接着剤の表面の凹凸部によ
り無機材料の被覆層のカバレッジにばらつきが発生して
も、その膜質に欠陥が発生しないので、水分はその被覆
層を透過せず接着剤へ浸入しない。
【０００９】本発明の実装方法によれば、上記の光導波
路と光ファイバの実装構造を実現し得る。特に、被覆す
る段階として、加水分解したシリコンアルコキシド溶液
のゾル−ゲル液から析出する物質を前記表面に堆積・乾
燥し、あるいは、過飽和状態のＨ2 ＳｉＦ6 溶液から析
出する物質を表面に堆積・乾燥するのがよい。これによ
り、物理・化学的に安定したＳｉＯ2 の被覆層を液相に
て接着剤の表面に形成し得るので、安価で実用的なプロ
セスとなり得る。
路と光ファイバの実装構造を実現し得る。特に、被覆す
る段階として、加水分解したシリコンアルコキシド溶液
のゾル−ゲル液から析出する物質を前記表面に堆積・乾
燥し、あるいは、過飽和状態のＨ2 ＳｉＦ6 溶液から析
出する物質を表面に堆積・乾燥するのがよい。これによ
り、物理・化学的に安定したＳｉＯ2 の被覆層を液相に
て接着剤の表面に形成し得るので、安価で実用的なプロ
セスとなり得る。
【００１０】また、本発明の実装方法にかかる被覆する
段階において、無機材料のターゲットを高周波スパッタ
リングすると、高真空中にてＳｉＯ2 膜を堆積し、密封
することができるので接着剤が水分を吸収して膨潤しな
い。従って、長期に亘って密着性を保持し得る。
段階において、無機材料のターゲットを高周波スパッタ
リングすると、高真空中にてＳｉＯ2 膜を堆積し、密封
することができるので接着剤が水分を吸収して膨潤しな
い。従って、長期に亘って密着性を保持し得る。
【００１１】さらに、本発明の実装方法にかかる被覆す
る段階において、予めシランカップリング剤により接着
剤を無機化処理することにより、無機材料からなる被覆
層と基板の端面、光ファイバ配列部材の端面、あるいは
接着剤の表面の親和性が向上し化学結合力が強まるの
で、膜質の均質性が良くなり、従って耐湿性が向上す
る。
る段階において、予めシランカップリング剤により接着
剤を無機化処理することにより、無機材料からなる被覆
層と基板の端面、光ファイバ配列部材の端面、あるいは
接着剤の表面の親和性が向上し化学結合力が強まるの
で、膜質の均質性が良くなり、従って耐湿性が向上す
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明における実装構造の実施例を図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１３】図１（ａ）は、実施例に係る光導波路と光
ファイバの実装構造を示す側面図であり、図１（ｂ）
は、図１（ａ）の実装構造において接続部の部分拡大断
面図である。図２は、実施例の実装構造に適用される光
導波路基板１と光ファイバ配列部材２の対応関係を、一
点鎖線および二点鎖線を用いて示す分解斜視図である。
ファイバの実装構造を示す側面図であり、図１（ｂ）
は、図１（ａ）の実装構造において接続部の部分拡大断
面図である。図２は、実施例の実装構造に適用される光
導波路基板１と光ファイバ配列部材２の対応関係を、一
点鎖線および二点鎖線を用いて示す分解斜視図である。
【００１４】図２に示すように、光導波路基板１と接続
される光ファイバ配列部材２は、内側に光ファイバ３を
保持するためのＶ溝基板２１ａと、これを押さえる押さ
え板２２とから構成される。Ｖ溝基板２１ａの上面には
光ファイバ３の嵌まるＶ溝２１ａが形成されている。こ
の場合、光ファイバ３の先端部は被覆層３１を剥離した
裸線としてある。そしてＶ溝基板２１のＶ溝２１ａに光
ファイバ３を嵌合し、さらに嵌合された光ファイバ３の
先端は、Ｖ溝基板２１および押さえ板２２の端面と揃う
ように研磨されている。図２に示されるように、光導波
路基板１は２×２分岐回路を有して構成される。すなわ
ち、シリコン板等の基板１１の上面にＳｉＯ2 などのバ
ッファ層および下部クラッド層１２が形成され、この上
面に２本の光導波路となるコア１３が形成される。そし
て、その上にＳｉＯ2 などの上部クラッド層１４が形成
されることにより、いわゆる光導波路が構成されてい
る。
される光ファイバ配列部材２は、内側に光ファイバ３を
保持するためのＶ溝基板２１ａと、これを押さえる押さ
え板２２とから構成される。Ｖ溝基板２１ａの上面には
光ファイバ３の嵌まるＶ溝２１ａが形成されている。こ
の場合、光ファイバ３の先端部は被覆層３１を剥離した
裸線としてある。そしてＶ溝基板２１のＶ溝２１ａに光
ファイバ３を嵌合し、さらに嵌合された光ファイバ３の
先端は、Ｖ溝基板２１および押さえ板２２の端面と揃う
ように研磨されている。図２に示されるように、光導波
路基板１は２×２分岐回路を有して構成される。すなわ
ち、シリコン板等の基板１１の上面にＳｉＯ2 などのバ
ッファ層および下部クラッド層１２が形成され、この上
面に２本の光導波路となるコア１３が形成される。そし
て、その上にＳｉＯ2 などの上部クラッド層１４が形成
されることにより、いわゆる光導波路が構成されてい
る。
【００１５】このような光導波路基板１の両端面には、
それぞれ前述の光ファイバ配列部材２が接続されること
により、図１（ａ）、（ｂ）の実装構造が形成されてい
る。
それぞれ前述の光ファイバ配列部材２が接続されること
により、図１（ａ）、（ｂ）の実装構造が形成されてい
る。
【００１６】すなわち、光導波路基板１の端面４と光フ
ァイバ配列部材２の端面５との接続部は、光ファイバ３
のコアと光導波路基板１のコア１３が最適な光学結合す
るように、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂系の接着剤６を挾ん
で調芯固定されている。この接続部における接着剤６の
表面が無機材料としてのＳｉＯ2 膜７により覆われてい
る。
ァイバ配列部材２の端面５との接続部は、光ファイバ３
のコアと光導波路基板１のコア１３が最適な光学結合す
るように、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂系の接着剤６を挾ん
で調芯固定されている。この接続部における接着剤６の
表面が無機材料としてのＳｉＯ2 膜７により覆われてい
る。
【００１７】従って、Ｖ溝基板２１のＶ溝２１ａに被覆
層３１が剥離された光ファイバ３の裸線が嵌まり、これ
を押さえ板５により押着している。従ってＶ溝基板２１
と押さえ板２２とからなる光ファイバ配列部材２は、Ｖ
溝２１ａの両側面の２点と押さえ板５の１点とで光ファ
イバ３の裸線を嵌合し固定しているので、外部応力がか
かってもこの固定部は緩まない。また、光導波路基板１
の端面４と光ファイバ配列部材２の端面５とをコア同士
が最適な光学結合状態となるように調芯し、ＵＶ照射さ
れ硬化した接着剤６を挾んで固定しており、この接着剤
６の表面がＳｉＯ2 膜７によりコ−ティングされてい
る。従って、水分を透過しないＳｉＯ2 膜７は、接着剤
６を大気中の水分から隔離するだけでなく、反応性を有
する酸やアルカリなどの不慮の事故にも耐え、また弾力
性を有するので外部応力が吸収・緩和され、接着剤６ま
で直接伝わらずその密着性を損ねることもない。従っ
て、長期に亘って初期の光学結合状態を保持し得る。
層３１が剥離された光ファイバ３の裸線が嵌まり、これ
を押さえ板５により押着している。従ってＶ溝基板２１
と押さえ板２２とからなる光ファイバ配列部材２は、Ｖ
溝２１ａの両側面の２点と押さえ板５の１点とで光ファ
イバ３の裸線を嵌合し固定しているので、外部応力がか
かってもこの固定部は緩まない。また、光導波路基板１
の端面４と光ファイバ配列部材２の端面５とをコア同士
が最適な光学結合状態となるように調芯し、ＵＶ照射さ
れ硬化した接着剤６を挾んで固定しており、この接着剤
６の表面がＳｉＯ2 膜７によりコ−ティングされてい
る。従って、水分を透過しないＳｉＯ2 膜７は、接着剤
６を大気中の水分から隔離するだけでなく、反応性を有
する酸やアルカリなどの不慮の事故にも耐え、また弾力
性を有するので外部応力が吸収・緩和され、接着剤６ま
で直接伝わらずその密着性を損ねることもない。従っ
て、長期に亘って初期の光学結合状態を保持し得る。
【００１８】ここで、ＵＶ硬化型樹脂としてはエポキシ
樹脂の他にも、アクリルもしくは不飽和ポリエステル樹
脂のモノマ又はオリゴマ等が考えられる。これらの樹脂
は、ＵＶ光照射以前には流動性を有するものである。Ｕ
Ｖ硬化型樹脂に要求される特性は、反射戻り光強度にお
いて−４０ｄＢ未満であることが好ましい。例えば、接
着剤の屈折率と光ファイバのコアの屈折率とをそれぞれ
ｎ0 とｎ1 で表し、光ファイバのコアの屈折率ｎ1 を
１．４６とすると、接着剤の屈折率ｎ0 の許容範囲は、
反射減衰量（ｄＢ）＝−１０ＬＯＧ（（ｎ0 −ｎ1 ）2
／（ｎ0 ＋ｎ1 ）2 ）式にあてはめて得られ、１．４４
〜１．４９（±３％の屈折率差）になる。
樹脂の他にも、アクリルもしくは不飽和ポリエステル樹
脂のモノマ又はオリゴマ等が考えられる。これらの樹脂
は、ＵＶ光照射以前には流動性を有するものである。Ｕ
Ｖ硬化型樹脂に要求される特性は、反射戻り光強度にお
いて−４０ｄＢ未満であることが好ましい。例えば、接
着剤の屈折率と光ファイバのコアの屈折率とをそれぞれ
ｎ0 とｎ1 で表し、光ファイバのコアの屈折率ｎ1 を
１．４６とすると、接着剤の屈折率ｎ0 の許容範囲は、
反射減衰量（ｄＢ）＝−１０ＬＯＧ（（ｎ0 −ｎ1 ）2
／（ｎ0 ＋ｎ1 ）2 ）式にあてはめて得られ、１．４４
〜１．４９（±３％の屈折率差）になる。
【００１９】次に、本発明における実装方法の実施例を
説明する。
説明する。
【００２０】まず、石英系光ファイバを保持した光ファ
イバ配列部材と、石英系の光導波路基板を用意し、一方
の端面または双方の端面に接着剤（ＵＶ硬化型樹脂）を
塗布する。そして、端面同士を押着して調芯し、接着剤
にＵＶ光を照射して固化する。次に、この接続部におい
て、ＵＶ照射により硬化された接着剤の表面に無機材料
としてのＳｉＯ2 膜を形成する。この方法は、液相中に
おいても気相中でも可能である。
イバ配列部材と、石英系の光導波路基板を用意し、一方
の端面または双方の端面に接着剤（ＵＶ硬化型樹脂）を
塗布する。そして、端面同士を押着して調芯し、接着剤
にＵＶ光を照射して固化する。次に、この接続部におい
て、ＵＶ照射により硬化された接着剤の表面に無機材料
としてのＳｉＯ2 膜を形成する。この方法は、液相中に
おいても気相中でも可能である。
【００２１】前者の場合は、シリコンアルコキシドを出
発原料とするゾル−ゲル方法が考えられる。例えば、テ
トラエトキシシランＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を加水分解す
るために、水および酸のアルコール溶液をテトラエトキ
シシランのアルコール溶液に攪拌下で添加してアルコキ
シド−水−酸−アルコールの混合溶液を調製し、室温付
近で保持しながら約３０分間、加水分解させ、これを接
着剤の表面にディップコートするとゲル化が、進み、湿
潤ゲル体から乾燥ゲル体の被膜となる。これを加熱する
と重合体が焼結し空隙がなくなるので、欠陥のないＳｉ
Ｏ2 膜となる。なお、テトラエトキシシランからＳｉＯ
2 膜を形成するときに溶液中での反応は次式で表され
る。
発原料とするゾル−ゲル方法が考えられる。例えば、テ
トラエトキシシランＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を加水分解す
るために、水および酸のアルコール溶液をテトラエトキ
シシランのアルコール溶液に攪拌下で添加してアルコキ
シド−水−酸−アルコールの混合溶液を調製し、室温付
近で保持しながら約３０分間、加水分解させ、これを接
着剤の表面にディップコートするとゲル化が、進み、湿
潤ゲル体から乾燥ゲル体の被膜となる。これを加熱する
と重合体が焼結し空隙がなくなるので、欠陥のないＳｉ
Ｏ2 膜となる。なお、テトラエトキシシランからＳｉＯ
2 膜を形成するときに溶液中での反応は次式で表され
る。
【００２２】 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ＋４Ｈ2 Ｏ → Ｓｉ（ＯＨ）4 ＋４Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ Ｓｉ（ＯＨ）4 → ＳｉＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ また、ＨＦ水溶液にＳｉＯ2 を溶融し飽和状態にした
後、昇温し過飽和状態にするか、あるいはＡｌＣｌ3 溶
液、ＢＣｌ3 溶液を添加しＳｉＯ2 の過飽和状態にして
接着剤の表面に析出させ、焼結することによりＳｉＯ2
膜を形成する液相析出法等がある。
後、昇温し過飽和状態にするか、あるいはＡｌＣｌ3 溶
液、ＢＣｌ3 溶液を添加しＳｉＯ2 の過飽和状態にして
接着剤の表面に析出させ、焼結することによりＳｉＯ2
膜を形成する液相析出法等がある。
【００２３】後者の場合は、高周波スパッタリング方法
が考えられる。例えば、Ａｒ等の不活性ガスによる加速
されたイオンをＳｉＯ2 膜のターゲットからなる平板に
突入させて、ＳｉＯ2 の結晶格子を構成する原子や分子
に衝突しながらエネルギを与える。この結果、原子や分
子が相互に衝突を繰返し、外部に放出され、いわゆるス
パッタ蒸発を引き起こす。このスパッタ蒸発したＳｉＯ
2 を接着剤の表面に付着させてＳｉＯ2 膜を形成するも
のである。
が考えられる。例えば、Ａｒ等の不活性ガスによる加速
されたイオンをＳｉＯ2 膜のターゲットからなる平板に
突入させて、ＳｉＯ2 の結晶格子を構成する原子や分子
に衝突しながらエネルギを与える。この結果、原子や分
子が相互に衝突を繰返し、外部に放出され、いわゆるス
パッタ蒸発を引き起こす。このスパッタ蒸発したＳｉＯ
2 を接着剤の表面に付着させてＳｉＯ2 膜を形成するも
のである。
【００２４】また、ＳｉＯ2 膜を形成させたい箇所を予
めシランカップリング剤で表面処理をしておくと、接着
剤の主成分であるエポキシ樹脂の表面がＳｉＯ2 膜と親
和力を有するようになるので、形成されるＳｉＯ2 膜の
均質性が向上し、プロセス中に剥がれたりしないので信
頼性が高まる。
めシランカップリング剤で表面処理をしておくと、接着
剤の主成分であるエポキシ樹脂の表面がＳｉＯ2 膜と親
和力を有するようになるので、形成されるＳｉＯ2 膜の
均質性が向上し、プロセス中に剥がれたりしないので信
頼性が高まる。
【００２５】以下、本発明者による実装方法の実験例を
示す。
示す。
【００２６】光導波路と光ファイバの実装構造を作製す
るために、２５０μｍピッチに光ファイバを配列したＳ
ｉＯ2 製の光ファイバ配列部材（８芯、コア径９．５μ
ｍ）を用意し、その端面にＵＶ光硬化エポキシ樹脂系の
接着剤を薄く塗布し、光導波路基板の端面とを突き合わ
せた。そして、両端面間で接着剤がブリッジした状態
で、光ファイバのコアと光導波路のコアが最適な光学結
合となるように、すなわち光接続損失が最少となるよう
に位置合わせを行い、ＵＶ光を照射して接着剤を硬化さ
せた。その後、混合比がＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ：Ｃ2 Ｈ
5 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ：ＨＣｌ＝１：４：１：０．１（モル
比）であるシリコンアルコキシドの３０分間加水分解さ
れたゾル−ゲル液にて接続部をディップコートし、５０
℃にて１時間乾燥した。得られた光導波路基板と光ファ
イバの実装構造を８０℃、９０％の相対湿度（ＲＨ）中
で最大１０００時間まで加速処理したが、光損失特性、
反射減衰量は初期状態のまま保持された。
るために、２５０μｍピッチに光ファイバを配列したＳ
ｉＯ2 製の光ファイバ配列部材（８芯、コア径９．５μ
ｍ）を用意し、その端面にＵＶ光硬化エポキシ樹脂系の
接着剤を薄く塗布し、光導波路基板の端面とを突き合わ
せた。そして、両端面間で接着剤がブリッジした状態
で、光ファイバのコアと光導波路のコアが最適な光学結
合となるように、すなわち光接続損失が最少となるよう
に位置合わせを行い、ＵＶ光を照射して接着剤を硬化さ
せた。その後、混合比がＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ：Ｃ2 Ｈ
5 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ：ＨＣｌ＝１：４：１：０．１（モル
比）であるシリコンアルコキシドの３０分間加水分解さ
れたゾル−ゲル液にて接続部をディップコートし、５０
℃にて１時間乾燥した。得られた光導波路基板と光ファ
イバの実装構造を８０℃、９０％の相対湿度（ＲＨ）中
で最大１０００時間まで加速処理したが、光損失特性、
反射減衰量は初期状態のまま保持された。
【００２７】次に、接着剤の表面をＳｉＯ2 膜で被覆す
る効果について、下記のような検討を行った。まず、断
面が１ｍｍ×３ｍｍである石英ガラス棒をＵＶ硬化エポ
キシ樹脂接着剤を用いて接続部の接着したものをサンプ
ルとして用意した。各々のサンプルは、次に示す(1) 〜
(4) の処理がなされており、その後８０℃、９０％の相
対湿度（ＲＨ）中で最大１０００時間まで加速処理を施
し、引張強度の劣化について評価した。
る効果について、下記のような検討を行った。まず、断
面が１ｍｍ×３ｍｍである石英ガラス棒をＵＶ硬化エポ
キシ樹脂接着剤を用いて接続部の接着したものをサンプ
ルとして用意した。各々のサンプルは、次に示す(1) 〜
(4) の処理がなされており、その後８０℃、９０％の相
対湿度（ＲＨ）中で最大１０００時間まで加速処理を施
し、引張強度の劣化について評価した。
【００２８】(1) 接着のみ。 (2) 接着部材を混合比がＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ：Ｃ2 Ｈ
5 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ：ＨＣｌ＝１：４：１：０．１（モル
比）であるシリコンアルコキシドの３０分間加水分解さ
れたゾル−ゲル液によりディップコートし、その後、５
０℃にて１時間乾燥処理したもの。 (3) 接着部材を３モル／ｌ Ｈ2 ＳｉＦ6 溶液に浸漬
後、ＡｌＣｌ3 溶液を混合し、ＳｉＯ2 の過飽和状態と
し、１時間ＳｉＯ2 をコーティング処理したもの。 (4) 接着部材をＡｒスパッタ法によりＳｉＯ2 を０．５
μｍ厚にコーティングしたもの。 結果は、下記の表１となった。
5 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ：ＨＣｌ＝１：４：１：０．１（モル
比）であるシリコンアルコキシドの３０分間加水分解さ
れたゾル−ゲル液によりディップコートし、その後、５
０℃にて１時間乾燥処理したもの。 (3) 接着部材を３モル／ｌ Ｈ2 ＳｉＦ6 溶液に浸漬
後、ＡｌＣｌ3 溶液を混合し、ＳｉＯ2 の過飽和状態と
し、１時間ＳｉＯ2 をコーティング処理したもの。 (4) 接着部材をＡｒスパッタ法によりＳｉＯ2 を０．５
μｍ厚にコーティングしたもの。 結果は、下記の表１となった。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１の結果から、接続部にＳｉＯ2 膜を形
成することで、８０℃、９０％の相対湿度（ＲＨ）とい
う高温・高湿という環境下においても接合部の引張強度
に劣化がみられないことが確認された。
成することで、８０℃、９０％の相対湿度（ＲＨ）とい
う高温・高湿という環境下においても接合部の引張強度
に劣化がみられないことが確認された。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無機材料が接着剤の表面を被覆するが故に、無機材料か
らなる被覆層は高温・高湿の環境下でも外気中の水分の
透過せず、接着剤が水分を吸収して膨潤しないので、そ
の密着性は初期状態を保持し、低下しない。また、無機
材料からなる被覆層は物理・化学的に安定なので、実装
後のハンドリングによる振動あるいは衝撃に対して高度
の耐久性を有し、クラックあるいはダメージが容易に入
り得ず長期に亘って耐湿性が保障される。しかも、その
被覆層は接着剤に対してバッファ層となり、外部負荷か
らの接着面への応力を弱めて伝えるので、光導波路のコ
アと光ファイバのコアの光学結合は初期状態のままで劣
化は発生しない。その結果、高温・高湿下においても長
期に亘って初期特性を保持すると共に、振動・衝撃に耐
える光導波路と光ファイバの実装構造及び実装方法とな
り得る。
無機材料が接着剤の表面を被覆するが故に、無機材料か
らなる被覆層は高温・高湿の環境下でも外気中の水分の
透過せず、接着剤が水分を吸収して膨潤しないので、そ
の密着性は初期状態を保持し、低下しない。また、無機
材料からなる被覆層は物理・化学的に安定なので、実装
後のハンドリングによる振動あるいは衝撃に対して高度
の耐久性を有し、クラックあるいはダメージが容易に入
り得ず長期に亘って耐湿性が保障される。しかも、その
被覆層は接着剤に対してバッファ層となり、外部負荷か
らの接着面への応力を弱めて伝えるので、光導波路のコ
アと光ファイバのコアの光学結合は初期状態のままで劣
化は発生しない。その結果、高温・高湿下においても長
期に亘って初期特性を保持すると共に、振動・衝撃に耐
える光導波路と光ファイバの実装構造及び実装方法とな
り得る。
【図１】図１（ａ）は、実施例に係る光導波路と光ファ
イバの実装構造を示す側面図であり、図１（ｂ）は、図
１（ａ）の実装構造において接続部の部分拡大断面図で
ある。
イバの実装構造を示す側面図であり、図１（ｂ）は、図
１（ａ）の実装構造において接続部の部分拡大断面図で
ある。
【図２】図２は、実施例の実装構造に適用される光導波
路基板１と光ファイバ配列部材２の対応関係を、一点鎖
線および二点鎖線を用いて示す分解斜視図である。
路基板１と光ファイバ配列部材２の対応関係を、一点鎖
線および二点鎖線を用いて示す分解斜視図である。
１…光導波路基板、１１…基板、１２…下部クラッド
層、１３…光導波路、１４…上部クラッド層、２…光フ
ァイバ配列部材、２１…Ｖ溝基板、２１ａ…Ｖ溝、２２
…押さえ板、３…光ファイバ、３１…被覆層、４…光導
波路基板の端面、５…光ファイバ配列部材の端面、６…
接着剤、７…ＳｉＯ2 膜。
層、１３…光導波路、１４…上部クラッド層、２…光フ
ァイバ配列部材、２１…Ｖ溝基板、２１ａ…Ｖ溝、２２
…押さえ板、３…光ファイバ、３１…被覆層、４…光導
波路基板の端面、５…光ファイバ配列部材の端面、６…
接着剤、７…ＳｉＯ2 膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 真秀 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 (8)
- 【請求項１】 光導波路基板の端面と光ファイバを収容
する光ファイバ配列部材の端面とを結合させる光導波路
と光ファイバの実装構造において、 前記光導波路と前記光ファイバが光学結合するように前
記二つの端面が接着剤を介して固定されており、かつ前
記接着剤の表面が無機材料の膜により被覆されているこ
とを特徴とする光導波路と光ファイバの実装構造。 - 【請求項２】 前記光導波路基板、光ファイバおよび光
ファイバ配列部材がＳｉまたはＳｉＯ2 を主成分とし、
前記無機材料がＳｉＯ2 を主成分とする請求項１記載の
光導波路と光ファイバの実装構造。 - 【請求項３】 前記無機材料の膜の厚さが１００ｎｍ以
上である請求項１又は２記載の光導波路と光ファイバの
実装構造。 - 【請求項４】 光導波路基板の端面および光ファイバを
収容する光ファイバ配列部材の端面の少なくとも一方に
接着剤を塗布する段階と、前記二つの端面を押着し、前
記光導波路と前記光ファイバを光学結合させて前記接着
剤を硬化する段階と、前記接着剤の表面を無機材料によ
り被覆する段階とからなる光導波路と光ファイバの実装
方法。 - 【請求項５】 前記被覆する段階が加水分解したシリコ
ンアルコキシド溶液のゾル−ゲル液から析出する物質を
前記表面に堆積・乾燥する段階を含む請求項４記載の光
導波路と光ファイバの実装方法。 - 【請求項６】 前記被覆する段階が過飽和状態のＨ2 Ｓ
ｉＦ6 溶液から析出する物質を前記表面に堆積・乾燥す
る段階を含む請求項４記載の光導波路と光ファイバの実
装方法。 - 【請求項７】 前記被覆する段階が無機材料のターゲッ
トを高周波スパッタリングすることにより堆積する段階
を含む請求項４記載の光導波路と光ファイバの実装方
法。 - 【請求項８】 前記被覆する段階が予めシランカップリ
ング剤により前記接着剤の表面を無機化処理する段階を
含む請求項４から７のいずれか１項に記載の光導波路と
光ファイバの実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16925593A JPH0727946A (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 光導波路と光ファイバの実装構造および実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16925593A JPH0727946A (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 光導波路と光ファイバの実装構造および実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727946A true JPH0727946A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15883124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16925593A Pending JPH0727946A (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 光導波路と光ファイバの実装構造および実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003279790A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Kyocera Corp | 光デバイス |
-
1993
- 1993-07-08 JP JP16925593A patent/JPH0727946A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003279790A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Kyocera Corp | 光デバイス |
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