JPH0763959A - 光素子用封止筐体構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光素子、電極、光ファイバなどの実装を適確
かつ容易に実施し得る光素子用封止構造物の提供。 【構成】 六面体状筺体２１であって、上面が開放され
ている筺体本体２２と、この開放上面を閉塞する蓋体２
３とからなり、筺体本体が四辺形状底面壁部２５と、そ
の４辺から直角に伸び出ている正面壁部２６、背面壁部
２７、１対の側面壁部２８ａ，２８ｂとからなり、前記
開放上面２４が、底面壁部に対して傾斜しており、前記
側面壁部には、光ファイバ挿入用透孔と、それを封止す
る手段２９ａ，２９ｂが設けられている光素子用封止筐
体構造物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導波路型の光素子、お
よび素子に信号光を出入射するための光ファイバを気密
に封入するための筐体構造物に関するもので、特に、素
子および光ファイバを筺体に実装する際に必要となる、
光素子と光ファイバとの光軸調整を容易に行うことがで
きる、筐体構造物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】導波路型光素子は、一般に、素子表面に
形成された光導波路の入射および出射端面に光ファイバ
を接続して、外部と光信号を授受するものである。光フ
ァイバ端面と素子の導波路端面は、いずれも、光が伝播
するコア部分のサイズが１０μｍ程度と小さいため、両
者の間に損失の少ない結合を得るには、ミクロンオーダ
ーでの微妙かつ正確な位置調整（光軸調整）が必要とな
る。また、光素子と光ファイバの結合状態を安定に保つ
ためには、両者を光軸調整した後に接着固定する必要も
ある。光素子端面に突き合わされる裸光ファイバの直径
は１２５μｍと小さなものであり、このため、接着部に
キャピラリ（微細な円筒状部品）等を通して、接着面積
を増やし、接着強度を補強するなどの手段が必要とな
る。

【０００３】したがって、上記のような構成の光素子を
封入するための筺体は、当然のことながら、光素子と光
ファイバの両方を封入できるものでなくてはならない。
また、一般的な工程順序としては、筺体中に光素子チッ
プをしっかりと固定した後に、光素子に電気配線が必要
な場合は、まず、予め筐体に封着された電極リードと素
子電極を接続し、次に、筐体に貫通させた光ファイバを
光素子端面に光軸調整して接続する方法がとられてい
る。

【０００４】筺体の気密封止は、上記の工程の後、ま
ず、予め表面がメタライズ処理されている裸光ファイバ
と筺体のファイバ引き出しブッシュとの隙間をハンダ付
けにより封着し、次に、筺体と蓋をハンダ付けあるいは
溶接により封着することにより行なわれている。

【０００５】このような目的の筺体として一般的なもの
は、箱型の素子および光ファイバ収容部分をもつ構造
の、蓋付き筺体である。電極の引き出しは、市販のハン
ダ封着型のコネクタを筺体側壁に貫通させることにより
容易に行うことができる。光ファイバ引き出し部の封着
は、例えば、内径１mm程度のパイプ状の部品（ブッシ
ュ）を、予め筺体側壁に貫通させ溶接あるいはハンダ付
けにより気密に接合しておき、ブッシュを通って筺体内
に引き入れられている光ファイバを、ブッシュにハンダ
接合することにより行う。従来の筐体構造物は、部品形
状も単純であり、かつ部品点数も少ないため、後工程で
必要となる封着箇所も少ない、というメリットがある。

【０００６】しかしながら、従来の箱型筺体を用いる
と、内部に収納された光素子および光ファイバを外部か
らハンドリングできる空間は、蓋部分に相当する上面の
みにおいて開放されている。したがって、筺体内に保持
された光素子端面に光ファイバを光軸調整し接着固定す
る作業が、非常に困難となる。なぜなら、光軸調整時、
光ファイバに前後上下左右の微動・回転・傾斜の動きを
与えるために、光ファイバを外部微動台のチャックで把
持する必要があるが、筺体の開口部が小さいために、チ
ャックで把持されたファイバを動かすことができる範囲
が限られてしまい、光軸調整の自由度が小さくなってし
まう。一般に筺体サイズをできる限り小さくすることが
強く要請される傾向があるが、これは上記光軸調整作業
をさらに困難なものにする。

【０００７】光軸調整時のファイバ把持部を、筺体内で
なく筺体の外、つまり筺体から外側に伸びたファイバの
保護被覆部分にした場合、光軸調整の自由度は大きくな
るが、把持される保護被覆は一般にナイロン、ポリエス
テルのような軟質材料であるため、把持する精度が、ガ
ラス部分を直接把持する場合に比べ劣り、光軸調整精度
も低くなってしまう。ファイバの接着工程では、光軸を
調整し位置を決めた後に、一度素子とファイバを離間さ
せて接着剤を塗布し、先に決めた最適光軸位置に再度、
再現よくファイバを移動させる必要があり、微動治具の
精度だけでなくファイバ把持部の精度も高いものが要求
される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の筐体
構造物の上記の問題点を解消するために、筺体に保持さ
れた光素子および光ファイバを外部からハンドリングす
るための空間、つまり筺体の開口部を広くした光素子用
封止筐体構造物を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光素子用封止筐
体構造物は、光素子、およびその両端部に接続された光
ファイバ端部を収納封止する六面体状筺体であって、前
記六面体状筺体が、（１）四辺形状底面壁部と、この底
面壁部の四辺から直角に伸び出ている正面壁部、背面壁
部、および１対の側面壁部とからなり、かつ上面が開放
されている筺体本体、および（２）前記筺体本体の開放
上面を閉塞する蓋体からなり、前記筺体本体の側面壁部
の、前記開放上面に対応する頂辺が、前記底面壁部に対
応する底辺に対して傾斜しており、かつ、前記側面壁部
には光ファイバ端部を貫通させる透孔と、それを封止す
る手段とが具備されている、ことを特徴とするものであ
る。

【００１０】本発明の筐体構造物において、前記筺体本
体の内壁面に、光素子を固定するための架台が設けられ
ていてもよい。また本発明の筐体構造物において前記筺
体本体の内壁面に、前記光素子に接続される電極が封着
されていてもよい。

【００１１】本発明の筐体構造物において、前記筺体本
体の上縁端面に、前記蓋体下面の周縁端部が封着されて
いることが好ましい。

【００１２】さらに、本発明の筐体構造物において、前
記筺体本体の底面壁部が、前記筺体本体に、前記光素
子、電極、光ファイバなどを実装した後に封止されるも
のであってもよい。

【００１３】

【作用】図１−（Ａ）には、従来の光素子用封止筐体構
造物の構成が示されている。図１−（Ａ）において、筐
体構造物１は筺体本体２と、蓋体３とから構成されてい
る。筺体本体２は、矩形状上面４が開放されている六面
体状物であって、矩形状底壁部５と、その四辺から直角
に上方に伸び出ている正面壁部６、それに対向する背面
壁部７および互に対向している１対の側面壁部８ａ，８
ｂとからなり、その開放上面４は、蓋体３により気密に
封止される。

【００１４】側面壁部８ａ，８ｂには、光ファイバ９
ａ，９ｂの端部を筺体本体内に挿入するための透孔（図
示されていない）が設けられ、この透孔は、例えば光フ
ァイバ引出しブッシュ１０ａ，１０ｂにより気密に封止
される。

【００１５】筺体本体２の内部には光素子１１が収納装
着され、その両端部は、光ファイバ９ａ，９ｂの端部の
裸光ファイバ１２ａ，１２ｂが接続されている。筺体本
体２には、その１壁面に設けられた電極導入用孔（図示
されていない）を通って電極が導入され、その電極リー
ド１４が光素子に対向して設けられ、電極導入孔の、電
極リード１４と筺体との隙間は、前記電極リード封着用
孔１３から、ハンダを注入することにより気密に封止さ
れる。

【００１６】上記のような従来の筐体構造物において
は、図１−（Ａ）に示されているように、筺体本体２の
開放上面４が狭く、このためこの筺体本体内において、
光素子、光ファイバ端部などを操作することが困難であ
る。

【００１７】例えば、図１−（Ｂ）に示されているよう
に、筺体本体２の内部に装着された光素子１１に、光フ
ァイバ端部の裸光ファイバ１２ａを接続するとき、光フ
ァイバ位置微調整治具が用いられ、その光ファイバチャ
ック１５により裸光ファイバ１２ａの位置の微調整が行
われる。このとき、光ファイバチャック１５の角変位可
能な振り幅Ａは図１−（Ｂ）に示されているように比較
的小さなものである。

【００１８】本発明の筐体構造物の構成の一例が図２に
示されている。図１において本発明の筐体構造物２１
は、六面体状物であって、筺体本体２２と、蓋体２３と
から構成されている。筺体本体２２は、光素子および光
ファイバ端部を収納する内部空間を形成するものであっ
て、その上面２４が開放されている。筺体本体２２は、
四辺形状（好ましくは矩形状）の底面壁部２５と、その
４辺から上方に直角に伸び出ている正面壁部２６、背面
壁部２７（正面壁部２６に対向している）、および互に
対向している１対の側面壁部２８ａ，２８ｂから構成さ
れている。筺体本体２２の開放上面２４は、蓋体２３に
より気密に閉塞される。

【００１９】側面壁部２８ａ，２８ｂの各々には、光フ
ァイバ９ａおよび９ｂを挿入するための透孔（図示され
ていない）が開成されていて、この透孔は、例えばスリ
ーブ２９ａ，２９ｂにより封止されている。

【００２０】筺体本体２２の内壁面上に光素子固定用架
台（ベッド）３０が設けられていて、この架台３０上に
光素子１１が装着されている。光素子１１の両端には、
光ファイバ９ａ，９ｂの裸光ファイバ１２ａ，１２ｂ
が、光ファイバ接着補強治具（キャピラリ）３１ａ，３
１ｂを用いて接続されている。光素子１１には、図１−
（Ａ）と同様に、電極導入孔（図示されていない）を通
って導入された電極リード１４が配置され、この電極導
入孔は、電極リード封着用孔１３より流し込まれたハン
ダにより封止されている。

【００２１】本発明において、上述のように筺体本体の
開放上面を傾斜させること（つまり、正面壁部の高さを
背面壁部の高さより低くすること）により、筺体本体内
に収容される光素子および光ファイバ端部などを、広い
角度で見渡すことが可能になり、このため光素子、電
極、および光ファイバなどを筺体内に実装する操作が容
易になる。

【００２２】図２に示されている筺体への光素子および
光ファイバの実装は、従来行われている手順通りに行え
ばよい。つまり、筺体本体の１内壁面に電極（市販の封
着型電極を利用可能）をハンダ封着し、次に光素子を筺
体本体内の架台（ベッド）上に固定する。光素子の固定
は、導電性エポキシ接着剤あるいはハンダを用いて行
う。次に筺体本体に貫通した前記電極と、光素子の表面
電極を超音波ボンディング、導電性エポキシあるいはハ
ンダにより接続する。光ファイバの端部は予め保護被覆
を除去しておき、露出させた裸光ファイバの全面あるい
は中途部分表面にメタライズ処理を施し、さらに光素子
に対向する先端部を鏡面加工しておく。このように処理
されたファイバを筺体のスリーブ部より筺体本体中に挿
入し、筺体本体内に予め固定された素子の光導波路端面
に対して光軸調整を行った後、紫外線硬化型接着剤等を
用いて素子端面にファイバ端面を固定する。このとき、
接着強度補強のために、キャピラリをファイバに通して
接着することもある。本発明による、筺体を部分的に大
きく切り欠いた筺体構造では、光素子をベッド部に固定
し、電極を光素子に接続し、光ファイバを光素子に軸調
整し、ファイバを光素子に接着するなどの、実装工程で
最も重要な作業を、広いスペースを利用して容易に行う
ことができる。

【００２３】上記作業の後、スリーブ部を貫通している
メタライズ表面処理された裸光ファイバと、スリーブ部
の隙間をハンダにより封着する。次に、筺体本体の開口
上面に平板蓋をかぶせ、突き合わされた両者の縁を、シ
ーム溶接する。本発明の筺体本体、蓋体は、例えば、ス
テンレス鋼（ＳＵＳ３０４、又はＳＵＳ３０３など）に
より形成し、その表面に金メッキを施すことが好まし
い。

【００２４】また、図３に示すように、筺体本体の底面
壁部を別体の平底板３２とすることにより、光素子およ
びファイバの実装作業に利用できる開放面をさらに広く
することができる。例えば、接着剤硬化のための紫外線
を上下両方向から照射でき、ファイバの光軸調整の際フ
ァイバを上下から治具で把持できる、などの利点があ
る。この場合、蓋体、および底板はいずれも平板状であ
るので、図２の例同様、シーム溶接等の手段により、筺
体と蓋を縁部分で容易に封着できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明による筐体構造体は、光ファイバ
の光軸調整等の実装作業を非常に容易にすることがで
き、実用上、きわめて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１−（Ａ）は、従来の筐体構造物の一例の構
成を示す斜視説明図。図１−（Ｂ）は、図１−（Ａ）の
筐体構造物を用いた場合、光ファイバ位置微調整用治具
の、光ファイバ用チャックの振り幅の一例を示す断面説
明図。

【図２】図２は、本発明の筐体構造物の一例の構成を示
す斜視説明図。

【図３】図３は、本発明の筐体構造物の他の一例の構成
を示す斜視説明図。

【符号の説明】

１，２１…筐体構造物 ２，２２…筺体本体 ３，２３…蓋体 ４，２４…開放上面 ５，２５…底面壁部 ６，２６…正面壁部 ７，２７…背面壁部 ８ａ，８ｂ，２８ａ，２８ｂ…側面壁部 ９ａ，９ｂ…光ファイバ １０ａ，１０ｂ…光ファイバ引出し用ブッシュ １１…光素子 １２ａ，１２ｂ…裸光ファイバ １３…電極リード封着用孔 １４…電極リード １５…光ファイバチャック Ａ…光ファイバチャックの振り幅 ２９ａ，２９ｂ…スリーブ ３０…光素子用架台 ３１ａ，３１ｂ…光ファイバ接着補強治具 ３２…底板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久間 満 千葉県船橋市豊富町585番地 住友セメン ト株式会社光電子事業部内 (72)発明者 荻原 淳一 千葉県船橋市豊富町585番地 住友セメン ト株式会社中央研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光素子、およびその両端部に接続された
   光ファイバ端部を収納封止する六面体状筺体であって、 前記六面体状筺体が、（１）四辺形状底面壁部と、この
   底面壁部の４辺から直角に伸び出ている正面壁部、背面
   壁部、および１対の側面壁部とからなり、かつ上面が開
   放されている筺体本体、および（２）前記筺体本体の開
   放上面を閉塞する蓋体からなり、 前記筺体本体の側面壁部の、前記開放上面に対応する頂
   辺が、前記底面壁部に対応する底辺に対して傾斜してお
   り、かつ、 前記側面壁部には、光ファイバ端部を貫通させる透孔
   と、それを封止する手段とが具備されている、 ことを特徴とする光素子用封止筐体構造物。
2. 【請求項２】 前記筺体本体の内壁面に、光素子を固定
   するための架台が設けられている、請求項１に記載の筐
   体構造物。
3. 【請求項３】 前記筺体本体の内壁面に、前記光素子に
   接続される電極が封着されている、請求項１、又は２に
   記載の筐体構造物。
4. 【請求項４】 前記筺体本体の上縁端面に、前記蓋体下
   面の周縁端部が封着されている、請求項１〜３項のいづ
   れか１項に記載の筐体構造物。
5. 【請求項５】 前記筺体本体の底面壁部が、前記筺体本
   体に前記光素子、電極および光ファイバなどを実装した
   後に封着される、請求項１〜４項のいづれか１項に記載
   の筐体構造物。