JPH10104466A - 光ファイバアレイ - Google Patents

光ファイバアレイ

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JPH10104466A
JPH10104466A JP27530396A JP27530396A JPH10104466A JP H10104466 A JPH10104466 A JP H10104466A JP 27530396 A JP27530396 A JP 27530396A JP 27530396 A JP27530396 A JP 27530396A JP H10104466 A JPH10104466 A JP H10104466A
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JP
Japan
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optical fiber
array
solder
fiber array
plates
Prior art date
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Pending
Application number
JP27530396A
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English (en)
Inventor
Shinji Ogawa
信二 小川
Hidetoshi Ishida
英敏 石田
Toshiaki Kakii
俊昭 柿井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 いずれかに光ファイバ整列溝を設け
た2枚のアレイプレートが光ファイバと接触する部分の
後方に、光ファイバと接触しない段差部、特に長さに差
を有する段差部を設け、光ファイバアレイの先端から光
ファイバの一部までハンダで固定され、残部が有機接着
剤で固定された光ファイバアレイ。 アレイプレート
が予め接合されていること。 段差部は1mm以上の
長さを有すること。 光ファイバ被覆部外周に熱収縮
チューブ等の熱緩衝部が存在すること。 アレイプレ
ートの外周が金属スリーブで覆わること。 【効果】 密封用ハンダがアレイプレートの外側に流れ
出る恐れがなくハンダ注入量の精密な制御が可能とな
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、光通信分野におい
て、複数の線路に同時に光信号を伝送する、並列光送受
信モジュールに用いられる光ファイバアレイの改良に関
する。詳細には、本発明によると、光ファイバアレイの
密封に用いるハンダ注入量の精密制御が可能となる利点
がある。
【0002】
【従来の技術】例えば、シリコン(以下、単にSiとい
う)をエッチング加工して形成したV溝で光ファイバを
挟み込んで位置決めする構造の光ファイバアレイが知ら
れている(1985年,10月発行,Journal of Light
wave Technology vol,LT-3 No.5,1159頁) 。また、特開
平4−86802号公報には、2つのL字型磁石を対向
させて光ファイバを挟み込む構造の光ファイバアレイが
知られている。
【0003】しかしながら、光ファイバアレイをLDア
レイやPDアレイ等から構成される光モジュールと結合
する場合、長期信頼性確保のためには、光ファイバ端面
や発光素子、受光素子面は外界から密封することが望ま
しいとされている。更に、光ファイバを固定する方法と
しても、通常光コネクタ等で用いられる有機接着剤は加
熱時にガスを発生する恐れがあるとして、ハンダ固定が
望ましいとされている。
【0004】このような要求の下、従来は例えばシリコ
ン、セラミック等の無機材料からなる基板にV溝のよう
な整列溝部を加工し、光ファイバを整列溝部に並べ挟み
込んだ状態でハンダ固定した後、該基板の端面を研磨し
た部材を作製し、その後更にその外側に密封溶接用のフ
ランジを固定していた。光ファイバのハンダ付け固定方
法としては、図5 (ロ)に示すように基板の端面から超音
波振動子10を用いて溶融ハンダ3を注入する方法があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この場合に、ハンダ3
の注入量が多すぎると、図6に示すように、ハンダ3が
上アレイプレート又は下アレイプレートの外側に流れ出
すため、注入量を精密に制御しなければならないという
問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題につ
いて種々検討した結果、光ファイバアレイにおいて、2
枚のアレイプレートが光ファイバと接触する部分の後方
に、段差部を設けることにより、密封用ハンダのアレイ
プレートの外側に流れ出る恐れがなくハンダ注入量の精
密な制御が可能となることを見出し、本発明を完成する
に至った。
【0007】即ち、本発明は: 光ファイバを位置決め保持する光ファイバアレイで
あって、光ファイバは少なくともどちらか一方に光ファ
イバ整列溝を有する2枚のアレイプレートに挟まれた状
態にて位置決めされており、光ファイバはアレイプレー
トに対して光ファイバアレイの先端から光ファイバガラ
ス部の一部までハンダで固定され、残部は有機接着剤で
固定されており、且つ2枚のアレイプレートは光ファイ
バガラス部と接触する部分の後方に、段差をもって光フ
ァイバガラス部とは接触しない段差部を有する、光ファ
イバアレイを提供する。また、 光ファイバを位置決め保持する光ファイバアレイで
あって、光ファイバは少なくともどちらか一方に光ファ
イバ整列溝を有する2枚のアレイプレートを接合するこ
とによって形成される位置決め孔に挿入された状態にて
位置決めされており、光ファイバはアレイプレートに対
して光ファイバアレイの先端から光ファイバガラス部の
一部までハンダで固定され、残部は有機接着剤で固定さ
れており、且つ2枚のアレイプレートは位置決め孔を形
成する部分の後方に、段差をもって光ファイバガラス部
と接触しない段差部を有する、光ファイバアレイを提供
する。また、
【0008】 前記段差部は1mm以上の長さを有す
る点にも特徴を有する。また、 上下アレイプレートに設けられた両段差部の長さに
差がある点にも特徴を有する。また、 前記ハンダは重量%表示でBiが25〜85%から
なるハンダである点にも特徴を有する。また、 光ファイバアレイと接着固定される光ファイバ被覆
部外周には少なくとも一層の熱緩衝部が存在する点にも
特徴を有する。また、 前記熱緩衝部が熱収縮チューブである点にも特徴を
有する。また、 アレイプレートの外周は金属スリーブで覆われてお
り、且つ金属スリーブ内面には少なくとも1本の長手方
向溝が形成されている点にも特徴を有する。
【0009】以下、本発明を図面に基いて詳細に説明す
る。図1は、本発明の実施の態様を説明する模式図であ
り、 (イ)は基板を構成する上下アレイプレート間に光フ
ァイバを挟み込み、ハンダを注入する場合の端面の状態
を示し、 (ロ)は上下アレイプレートの段差部の長さに差
がない場合の縦断面−1であり、 (ハ)は段差部の長さに
差がある場合の縦断面−2である。図2は、本発明の別
の実施の態様を説明する模式図であり、 (イ)は基板を構
成する上下アレイプレートを予め接合し、光ファイバを
挿入した後に、ハンダを注入する場合の端面の状態を示
し、 (ロ)は上下アレイプレートの段差部の長さに差があ
る場合の縦断面である。
【0010】図3は、上下アレイプレートの外周に金属
スリーブを設けた場合の (イ)は断面図であり、 (ロ)は
(イ)図のA−A横断面を示すものである。図1〜3にお
いて、1は上アレイプレート、1’は下アレイプレー
ト、2は光ファイバ、3はハンダ、4は光ファイバテー
プ、5は段差部、6は位置決め部、7は有機接着剤、8
は金属スリーブ、9は長手方向溝である。
【0011】
【作用】本発明においては、図1、2に示すように、光
ファイバ2を位置決めする位置決め部6の後方に段差部
5を有するために、ハンダが位置決め部6を完全に充填
した後に上方の段差部5にはみ出しても外に流れ出ない
(クレーム1、2)。位置決め部6と段差部5との境界
にてハンダの流路の断面積が大きく増えるために、ハン
ダの上昇速度は急激に遅くなる。このために、ハンダの
注入量の制御が容易である。
【0012】本発明の場合、図2に示されるように、段
差部のある上下アレイプレートを予め接合して後に光フ
ァイバ2を挿入しても良い(クレーム2)。代表的な接
合方法として固相接合の1つである陽極接合がある。こ
れはガラスウエハ(またはシリコンウエハにガラス薄膜
を付けたもの)とシリコンウエハを重ねて、熱と電圧を
加えることにより接合させる。段差部の長さは1mm以
上、好ましくは2mm以上あれば良い(クレーム3)。
段差部の長さが1mm未満では段差部に囲まれた空間が
狭いため、ハンダが段差部以外に流れ出していまう。そ
の上限は2mm程度あれば十分である。
【0013】また、本発明では、上下アレイプレートに
設けられた両段差部の長さに差があっても良い(クレー
ム4)。使用するハンダはPb系ハンダ(例えばハンダ
がPb−Sn系合金であって、必要に応じて、添加材と
してZn、Sb、Al、Ti、Si、Cu等を含んでも
良い)が一般的であり、通常の用途であれば問題ない。
特に使用温度条件が厳しい場合等には、熱膨張率の小さ
いBi系ハンダ、例えばハンダがBi−Sn系合金であ
って、必要に応じて添加剤としてZn、Sb等を含んで
も良い。(クレーム5)。
【0014】また、ハンダ付けは150℃以上の高温で
行うため、光ファイバ被覆部が熱劣化する可能性がある
ので光ファイバ被覆部には熱緩衝部を設けると良い。熱
緩衝部としては、例えば熱収縮チューブが作業性が良く
て便利である(クレーム6、7)。また、外周に金属ス
リーブ(例えばステンレス製)を付ける場合、図3に示
すように金属スリーブ8内面に長手方向溝9を形成して
おくと、有機接着剤7の注入時の空気逃げとなり、金属
スリーブ内を接着剤で充填するのに有効である(クレー
ム8)。この場合、金属スリーブと上下アレイプレート
との封止にはエポキシ樹脂等の耐熱性有機接着剤7の使
用が望ましい。
【0015】
【実施例】本発明は下記の実施例により具体的に説明す
るが、これらは本発明の範囲を制限しない。図1、2に
示されるように、φ100mmの長さのシリコンウエハ
ーにダイアモンドブレードでV溝加工を行うと共に、6
mmの長さの位置決め部を残して段差部を形成するよう
に切削加工を行い、サンドイッチ型(クレーム1)と陽
極接合型(クレーム2)の2種のアレイプレートを作成
した。
【0016】なお、図2に示される陽極接合型では、上
アレイプレートにはガラスを使用し、下アレイプレート
にはサンドイッチ型と同様のシリコンウエハ(V溝加
工)を使用して上下アレイプレートを400℃に加熱
し、1000Vの電圧を加えて接合した。また、V溝の
偏心は±0.3μmで加工した。また、図3に示すよう
に、ステンレス合金を用いて金属スリーブを作成した。
【0017】光ファイバは8心光ファイバテープで、ピ
ッチは250μmのものを使用した。また、光ファイバ
の外径は125±0.3μmのものを、コア偏心もすべ
て0.3μm以内のものを使用した。Bi−Sn系合金
で、添加材としてZn、Sb、Al、Ti等を含むハン
ダの予め決めた注入量を、アレイ先端側より注入して光
ファイバの先端をアレイプレートに約7mm程度固定
し、他の部分をエポキシ樹脂耐熱接着剤で金属スリーブ
に設けられた窓部(図示されていない)より注入して固
定した(図3)。
【0018】図4は、上下アレイプレート1、1’間に
に段差部5を設けたことにより、注入したハンダ3が段
差部内にトラップされ、上アレイプレート1の外側へ流
出するのを防止している状態、及び光ファイバテープ被
覆部4の外周に一層の熱緩衝部12を設けて、光ファイ
バテープ被覆部4の熱劣化を防止することを説明する模
式図である。このように、段差部間にハンダの注入を行
ったので、アレイプレートの外側に流れ出ることなく、
ハンダ注入量の精密な制御が可能になった。また、この
両段差部に長さの差1mmある場合でも、同様な結果が
得られた。
【0019】
【発明の効果】以上の通り、本発明においては、2枚の
アレイプレートが光ファイバと接触する部分の後方に、
段差部、特に長さに差を有する段差部を設けることによ
り、密封用ハンダのアレイプレートの外側に流れ出る恐
れがなくハンダ注入量の精密な制御が可能となる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の態様を説明する模式図であり、
(イ)は基板を構成する上下アレイプレート間に光ファイ
バを挟み込み(サンドイッチ型)、ハンダを注入する場
合の端面の状態を示し、 (ロ)は上下アレイプレートの段
差部の長さに差がない場合の縦断面−1であり、 (ハ)は
段差部の長さに差がある場合の縦断面−2である。
【図2】本発明の別の実施の態様を説明する模式図であ
り、 (イ)は基板を構成する上下アレイプレートを予め接
合し、光ファイバを挿入した後に、ハンダを注入する場
合の端面の状態を示し、 (ロ)は上下アレイプレートの段
差部の長さ及び段差の位置に差がある場合の縦断面であ
る。
【図3】本発明の実施例であり、上下アレイプレートの
外周に金属スリーブを設ける場合、金属スリーブ内面に
長手方向の溝を形成すると、接着剤注入時の空気逃げに
有効であることを説明する模式図であり、 (イ)は断面図
であり、 (ロ)は (イ)図のA−A横断面を示すものであ
り、金属スリーブ内に接着剤が充填されている状態を示
している。
【図4】アレイプレートに段差部を設けたことにより、
注入したハンダが段差部内にトラップされ、アレイプレ
ートの外側へ流出するのを防止している状態、及び光フ
ァイバテープ被覆の外周に一層の熱緩衝部を設けて、光
ファイバテープ被覆部の熱劣化を防止することを説明す
る模式図である。
【図5】超音波振動子を用いた光ファイバのハンダ付け
固定法を説明する模式図である。
【図6】アレイプレートに段差部を設けない従来法で
は、密封用ハンダがアレイプレートの外側に流出する状
態を説明する模式図である。
【符号の説明】
1 上アレイプレート 1’ 下アレイプレート 2 光ファイバ 3 ハンダ 4 光ファイバテープ被覆部 5 段差部 6 位置決め部 7 有機接着剤 8 金属スリーブ 9 長手方向溝 10 超音波振動子 11 整列溝部 12 熱緩衝部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバを位置決め保持する光ファイ
    バアレイであって、光ファイバは少なくともどちらか一
    方に光ファイバ整列溝を有する2枚のアレイプレートに
    挟まれた状態にて位置決めされており、光ファイバはア
    レイプレートに対して光ファイバアレイの先端から光フ
    ァイバガラス部の一部までハンダで固定され、残部は有
    機接着剤で固定されており、且つ2枚のアレイプレート
    は光ファイバガラス部と接触する部分の後方に、段差を
    もって光ファイバガラス部とは接触しない段差部を有す
    ることを特徴とする、光ファイバアレイ。
  2. 【請求項2】 光ファイバを位置決め保持する光ファイ
    バアレイであって、光ファイバは少なくともどちらか一
    方に光ファイバ整列溝を有する2枚のアレイプレートを
    接合することによって形成される位置決め孔に挿入され
    た状態にて位置決めされており、光ファイバはアレイプ
    レートに対して光ファイバアレイの先端から光ファイバ
    ガラス部の一部までハンダで固定され、残部は有機接着
    剤で固定されており、且つ2枚のアレイプレートは位置
    決め孔を形成する部分の後方に、段差をもって光ファイ
    バガラス部と接触しない段差部を有することを特徴とす
    る、光ファイバアレイ。
  3. 【請求項3】 前記段差部は1mm以上の長さを有する
    ことを特徴とする、請求項1又は2記載の光ファイバア
    レイ。
  4. 【請求項4】 上下アレイプレートに設けられた両段差
    部の長さに差があることを特徴とする、請求項1〜3の
    いずれかに記載の光ファイバアレイ。
  5. 【請求項5】 前記ハンダは重量%表示でBiが25〜
    85%からなるハンダであることを特徴とする、請求項
    1〜3のいずれかに記載の光ファイバアレイ。
  6. 【請求項6】 光ファイバアレイと接着固定される光フ
    ァイバ被覆部外周には少なくとも一層の熱緩衝部が存在
    することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載
    の光ファイバアレイ。
  7. 【請求項7】 前記熱緩衝部が熱収縮チューブであるこ
    とを特徴とする、請求項6記載の光ファイバアレイ。
  8. 【請求項8】 アレイプレートの外周は金属スリーブで
    覆われており、且つ金属スリーブ内面には少なくとも1
    本の長手方向溝が形成されていることを特徴とする、請
    求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバアレイ。
JP27530396A 1996-09-27 1996-09-27 光ファイバアレイ Pending JPH10104466A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6632023B1 (en) 1998-08-04 2003-10-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical module connector adaptor
US6671450B2 (en) * 2000-09-01 2003-12-30 Lightwave Microsystems Corporation Apparatus and method to metallize, reinforce, and hermetically seal multiple optical fibers

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