JPH10274724A - 光部品のパッケージング方法及びコリメータ組立方法 - Google Patents

光部品のパッケージング方法及びコリメータ組立方法

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JPH10274724A
JPH10274724A JP10041874A JP4187498A JPH10274724A JP H10274724 A JPH10274724 A JP H10274724A JP 10041874 A JP10041874 A JP 10041874A JP 4187498 A JP4187498 A JP 4187498A JP H10274724 A JPH10274724 A JP H10274724A
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JP
Japan
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collimator
optical component
fixing
packaging
conductive adhesive
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JP10041874A
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Inventor
Yeong-Ju Kim
映周 金
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性や光特性の劣化を防ぐ光部品のパッケ
ージング方法を提供する。 【解決手段】 コリメータからなる光部品のパッケージ
ング方法において、コリメータ１０ａ、ｂの光素子を導
電性接着剤２２ａ，ｂ、２４ａ，ｂ、２６ａ，ｂ、２８
ａ，ｂで固定する過程と、コリメータ１０ａ，ｂを光部
品の両端に向かい合わせて取り付ける過程と、一体に形
成された１次ハウジング３６を各コリメータの周囲に半
田４０により固定する過程と、２次ハウジング３２を１
次ハウジング３６の周囲に防振及び防水材４２で固定す
る過程と、保護チューブ３４をエポキシシーリング３８
で各コリメータに固定する過程とからなることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光アイソレータ、
マルチプレクサ、光カップラ、コリメータなどの光部品
のパッケージング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ部品、微細光学部品及び光導
波路部品などの信頼性は、そのパッケージングの信頼性
に大きく依存する。パッケージングとは、光ファイバの
固定及び構成素材を保護するために金属又はプラスチッ
クハウジングなどで固定することをいう。ハウジング
は、構成素材の整列後の１次ハウジング固定と、信頼性
向上のための２次ハウジング固定に大別される。
【０００３】ここでは、コリメータの組立方法及びコリ
メータからなる光部品のパッケージング方法を説明す
る。
【０００４】コリメータは、レンズによる光線の波面に
おける変換作用を用いて微細光源から照射される光を平
行光にしたり、その平行光を集光する機能をもってい
る。図１に示すようにコリメータ１０は、光ファイバ１
６が実装されている光ファイバチューブ１２と、光ファ
イバチューブ１２及び光ファイバ１６を支持するフェル
ール１４と、光ファイバ１６から照射される光をフォー
カシングするレンズ２０と、レンズ２０とフェルール１
４を整列・固定するスリーブ１８とから構成される。
【０００５】このようなコリメータの組立は、まず光フ
ァイバ１６が露出するように光ファイバチューブ１２の
被覆を取り除く。次に、光ファイバチューブ１２と光フ
ァイバ１６の周囲に接着剤８０、８２を塗布してフェル
ール１４の中心部に装着する。さらに、フェルール１４
に接着剤８４を塗布してスリーブ１８の内部に装着す
る。そして、レンズ２０をフェルール１４と整列した
後、レンズ２０の上・下端部に接着剤８６を塗布してス
リーブ１８の内部に装着する。
【０００６】図２はこのようなコリメータを使った光部
品の断面図である。コリメータ１０ａ、１０ｂの内部に
はそれぞれ光素子（レンズ２０、光ファイバ１６、フェ
ルール１４）が接着剤で固定されている。まず光部品３
０の両端に、コリメータ１０ａ、１０ｂを向かい合わせ
て置く。次に、コリメータ１０ａ、１０ｂ内部の光素子
を外部から保護するとともに、コリメータ１０ａ、１０
ｂを固定する１次ハウジング３６をコリメータ１０ａ、
１０ｂの周囲に半田４０により固定する。すなわち、１
次ハウジング３６は各コリメータのスリーブ１８ａ、１
８ｂの周囲に半田４０により固定される。さらに、１次
ハウジング３６の強度を増大させる２次ハウジング３２
を接着剤８８を用いて１次ハウジング３６の周囲に固定
する。次に、各コリメータ１０ａ、１０ｂに実装されて
いる光ファイバ１６の末端を外部から保護するために保
護チューブ３４を各コリメータ１０ａ、１０ｂにエポキ
シシーリング３８で固定することにより、光部品３０は
パッケージングされる。この際、保護チューブ３４の端
部は２次ハウジング３２の端部に取り付けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのようなパッ
ケージング方法は、接着剤を用いて光素子をコリメータ
に固定し、そのコリメータからなる光部品をパッケージ
ングするので、温度、振動、衝撃への耐性及び引張強度
面で信頼性が低下する。また、コリメータのスリーブと
１次ハウジングを半田を用いて固定するとき、半田付け
時の温度は少なくとも１００℃を超えるので、接着剤が
変質して光部品の信頼性は低下する。さらに、１次ハウ
ジングと２次ハウジングを接着剤を用いて固定するの
で、振動に弱くなり水分などがコリメータの内部に浸透
しやすくなるので、光素子の破壊、光特性の劣化の原因
となる。
【０００８】本発明は、このような信頼性や光特性の劣
化を防ぐ光部品のパッケージング方法を提供する。
【０００９】
【課題が解決するための手段】本発明のコリメータ組立
方法は、光ファイバを支持するフェルールと、光ファイ
バから照射される光をフォーカシングするレンズと、フ
ェルールとレンズを整列するスリーブとからなるコリメ
ータの組立方法であって、フェルールの中心部に光ファ
イバチューブ及び光ファイバを導電性接着剤で固定する
過程と、該フェルールをスリーブに導電性接着剤で固定
する過程と、スリーブにレンズを導電性接着剤で固定す
る過程とからなることを特徴とする。導電性接着剤は、
硬化後の収縮率が体積の１％以下であり、引張強度が８
ｋｇｆ〜１４ｋｇｆの熱伝導性又は導電性材質で形成さ
れる。光ファイバチューブは金属材質である。
【００１０】またパッケージング方法は、コリメータか
らなる光部品のパッケージング方法において、コリメー
タの光素子を導電性接着剤で固定する過程と、コリメー
タを光部品の両端に向かい合わせて取り付ける過程と、
一体に形成された１次ハウジングを各コリメータの周囲
に半田により固定する過程と、２次ハウジングを１次ハ
ウジングの周囲に防振及び防水材で固定する過程と、保
護チューブをエポキシシーリングで各コリメータに固定
する過程とからなることを特徴とする。導電性接着剤
は、熱伝導性又は導電性材質で形成される。１次ハウジ
ングは各コリメータの左側、右側及び中央部に半田によ
り固定される。各コリメータの左側及び右側は１７０〜
１９０℃の温度で半田付けされ、中央部は１２０〜１５
０℃の温度で半田付けされる。防水材は、シリコン又は
ゴム材質の接着剤である。
【００１１】また別のパッケージング方法は、コリメー
タからなる光部品のパッケージング方法において、コリ
メータの光素子を導電性接着剤で固定する過程と、コリ
メータを光部品の両端に向かい合わせて取り付ける過程
と、それぞれのコリメータを固定させるために各コリメ
ータの周囲に１次ハウジングをそれぞれ固定する過程
と、それぞれ固定された１次ハウジングの端部を半田に
より固定する過程と、２次ハウジングを防水、防振材で
１次ハウジングの周囲に固定する過程と、保護チューブ
をエポキシシーリングで各コリメータに固定する過程と
からなることを特徴とする。１次ハウジングは非接触の
光源により半田付けされる。非接触の光源は、レーザー
又はキセノンランプである。導電性接着剤は、熱伝導性
又は導電性材質で形成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。
【００１３】図３は本発明のコリメータの断面図であ
る。
【００１４】コリメータ１０の光素子は温度、振動に対
する耐性及び温度周期特性を向上させるために導電性接
着剤で固定される。まず、コリメータ１０において光フ
ァイバ１６は、導電性接着剤の接着性を向上させるため
に金属材質の光ファイバチューブ１２でコーティング処
理される。次に、光ファイバ１６が露出するように光フ
ァイバチューブ１２の被覆を取り除く。その後、光ファ
イバチューブ１２と光ファイバ１６の周囲に熱伝導性又
は導電性接着剤２２、２４を塗布してフェルール１４の
中心部に装着し、このフェルール１４に導電性接着剤２
６を塗布した後、スリーブ１８の内部に装着する。さら
に、レンズ２０の位置をフェルール１４と合わせてレン
ズ２０の上下部分に導電性接着剤２８を塗布した後、ス
リーブ１８の内部に装着する。
【００１５】図４は図３に示すコリメータから構成され
る本発明の第１実施形態の光部品の断面図である。
【００１６】まず、光部品３０の両端にコリメータ１０
ａ、１０ｂを向かい合わせて取り付ける。次に、コリメ
ータ１０ａ、１０ｂに固定された光素子を外部環境から
保護し、コリメータ１０ａ、１０ｂを固定させる１次ハ
ウジング３６を各コリメータのスリーブ１８ａ、１８ｂ
の周囲に半田４０により固定する。１次ハウジング３６
は光部品３０のパッケージング作業の容易性及び信頼性
向上のために、縁部は約１７０〜１９０℃の温度で、中
央部は約１２０〜１５０℃の温度でコリメータ１０ａ、
１０ｂに固定される。ここで、本発明で使用する導電性
接着剤２８は２００℃以上で変質するような接着剤であ
る。
【００１７】その後、１次ハウジング３６の強度を増大
させるために、２次ハウジング３２を防水、防振効果の
あるシリコン又はゴム材質の防水材４２を接着剤として
１次ハウジング３６の周囲に固定する。次に、光ファイ
バ１６を外部環境から保護するために、２次ハウジング
３２の端部に接続されている保護チューブ３４をそれぞ
れのコリメータ１０ａ、１０ｂにエポキシシーリング３
８で固定することにより、光部品３０はパッケージング
される。
【００１８】図５は図３に示すコリメータから構成され
る本発明の第２実施形態の光部品の断面図である。
【００１９】まず、光部品３０の両端にコリメータ１０
ａ、１０ｂを向かい合わせて取り付ける。次に、コリメ
ータ１０ａ、１０ｂに固定された光素子を外部環境から
保護し、コリメータ１０ａ、１０ｂの固定を自動化する
ために分離されて形成された１次ハウジング４４、４６
を導電性接着剤５０で各コリメータのスリーブ１８ａ、
１８ｂの周囲に別々に固定する。次に、１次ハウジング
４４の右側端部と１次ハウジング４６の左側端部を半田
４８により固定する。この際、１次ハウジング４４、４
６はレーザー又はキセノンランプにより非接触で半田付
けされる。
【００２０】その後、１次ハウジング４４、４６の強度
を増大させる２次ハウジング３２を防水、防振効果のあ
るシリコン又はゴム材質の防水材４２を接着剤として１
次ハウジング４４、４６の周囲に固定する。次に、光フ
ァイバ１６を外部環境から保護するために、２次ハウジ
ング３２の端部に接続されている保護チューブ３４をそ
れぞれのコリメータ１０ａ、１０ｂにエポキシシーリン
グ３８で固定することにより、光部品３０はパッケージ
ングされる。
【００２１】コリメータの組立時や光部品のパッケージ
ング時に用いられる導電性接着剤は熱硬化させることに
より形成された材質なので、引張強度、振動への耐性を
大幅に向上させることができる。また、導電性接着剤は
銀の添加により、より優れた導電性を示すが、これは熱
伝導性が優れるということである。したがって、光素子
の接着面間の熱伝達率は一定に維持されるので、光部品
の温度周期特性を向上させることができる。特に、硬化
時の導電性接着剤の体積減少率は１％以下で、従来の接
着剤の減少率の４％より優れている。引張強度において
も、従来の接着剤は４ｋｇｆ〜８ｋｇｆを示すが、導電
性接着剤は８ｋｇｆ〜１４ｋｇｆの実験結果が得られて
いるので、導電性接着剤の引張強度は従来の接着剤より
も優れるということがいえる。
【００２２】図６は従来の光部品と本発明の光部品の温
度周期の比較グラフである。
【００２３】従来の接着剤の場合、−２０〜６０℃の温
度周期では急激な温度損失変化を示す。これは、テスト
の初期温度段階で接着剤がガラス転移温度Ｔｇで急激に
膨張・収縮するからである。すなわち、光部品の温度周
期特性の安定範囲を±０．２ｄＢと仮定すると、従来の
接着剤の場合は最初の３周期は規格を満たさない。ま
た、ガラス転移温度Ｔｇを９０℃とすると、ガラス転移
温度Ｔｇ以上では導電性接着剤の熱膨張率が大きく、ガ
ラス転移温度Ｔｇ未満では従来の接着剤の熱膨張率のほ
うが大きい。このような結果から、光部品の動作温度で
ある−２０〜６０℃の温度範囲では導電性接着剤の方が
温度周期特性が優れているということがいえる。図６
は、光部品に２次ハウジングを設ける場合と設けない場
合の温度周期特性も示しているが、２次ハウジングの有
無に応じて０．０５ｄＢ〜０．１ｄＢ程度の温度損失変
化を示す。
【００２４】図７は導電性接着剤で組み立てられたコリ
メータの温度周期特性を示すグラフである。
【００２５】コリメータは最初の１、２周期では０．０
７ｄＢの変化を示すが、それ以降の周期では０．０５ｄ
Ｂ以下の損失変化になる。したがって、導電性接着剤で
組み立てられたコリメータは従来の接着剤より温度周期
特性が優れている。
【００２６】
【発明の効果】本発明の光部品のパッケージング方法及
びコリメータの組立方法により、光ファイバの接着性が
向上する。また、導電性接着剤を用いて作成したコリメ
ータをパッケージングすることにより、温度周期特性及
び引張強度を大幅に向上させることができる。さらに、
２次ハウジングを防振、防水材質の防水材で固定させる
ことにより、振動特性を向上させるのみならず、水分の
浸透を防止することができる。また、半田付け部分が少
ないために、光部品製造の自動化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコリメータの断面図。
【図２】図１のコリメータを用いた光部品の断面図。
【図３】本発明のコリメータの断面図。
【図４】本発明の第１実施形態による光部品の断面図。
【図５】本発明の第２実施形態による光部品の断面図。
【図６】本発明の光部品と従来の光部品の温度周期特性
の比較グラフ。
【図７】本発明のコリメータの温度周期特性のグラフ。
【符号の説明】
１０ コリメータ １２ 光ファイバチューブ １４ フェルール １６ 光ファイバ １８ スリーブ ２０ レンズ ２２、２４、２６、２８ 導電性接着剤 ３０ 光部品 ３２ ２次ハウジング ３４ 保護チューブ ３６ １次ハウジング ３８ エポキシシーリング ４０、４８ 半田 ４２ 防水材 ８０、８２、８４、８６、８８ 接着剤

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバを支持するフェルールと、光
    ファイバから照射される光をフォーカシングするレンズ
    と、フェルールとレンズを整列するスリーブとからなる
    コリメータの組立方法であって、 フェルールの中心部に光ファイバチューブ及び光ファイ
    バを導電性接着剤で固定する過程と、該フェルールをス
    リーブに導電性接着剤で固定する過程と、スリーブにレ
    ンズを導電性接着剤で固定する過程とからなることを特
    徴とするコリメータ組立方法。
  2. 【請求項２】 導電性接着剤は、硬化後の収縮率が体積
    の１％以下であり、引張強度が８ｋｇｆ〜１４ｋｇｆの
    熱伝導性又は導電性材質で形成される請求項１記載のコ
    リメータ組立方法。
  3. 【請求項３】 光ファイバチューブは金属材質である請
    求項１記載のコリメータ組立方法。
  4. 【請求項４】 コリメータからなる光部品のパッケージ
    ング方法において、 コリメータの光素子を導電性接着剤で固定する過程と、
    コリメータを光部品の両端に向かい合わせて取り付ける
    過程と、一体に形成された１次ハウジングを各コリメー
    タの周囲に半田により固定する過程と、２次ハウジング
    を１次ハウジングの周囲に防振及び防水材で固定する過
    程と、保護チューブをエポキシシーリングで各コリメー
    タに固定する過程とからなることを特徴とする光部品の
    パッケージング方法。
  5. 【請求項５】 導電性接着剤は、熱伝導性又は導電性材
    質で形成される請求項４記載の光部品のパッケージング
    方法。
  6. 【請求項６】 １次ハウジングは各コリメータの左側、
    右側及び中央部に半田により固定される請求項４記載の
    光部品のパッケージング方法。
  7. 【請求項７】 各コリメータの左側及び右側は１７０〜
    １９０℃の温度で半田付けされ、中央部は１２０〜１５
    ０℃の温度で半田付けされる請求項６記載の光部品のパ
    ッケージング方法。
  8. 【請求項８】 防水材は、シリコン又はゴム材質の接着
    剤である請求項４記載の光部品のパッケージング方法。
  9. 【請求項９】 コリメータからなる光部品のパッケージ
    ング方法において、 コリメータの光素子を導電性接着剤で固定する過程と、
    コリメータを光部品の両端に向かい合わせて取り付ける
    過程と、それぞれのコリメータを固定させるために各コ
    リメータの周囲に１次ハウジングをそれぞれ固定する過
    程と、それぞれ固定された１次ハウジングの端部を半田
    により固定する過程と、２次ハウジングを防水、防振材
    で１次ハウジングの周囲に固定する過程と、保護チュー
    ブをエポキシシーリングで各コリメータに固定する過程
    とからなることを特徴とする光部品のパッケージング方
    法。
  10. 【請求項１０】 １次ハウジングは非接触の光源により
    半田付けされる請求項９記載の光部品のパッケージング
    方法。
  11. 【請求項１１】 非接触の光源は、レーザー又はキセノ
    ンランプである請求項１０記載の光部品のパッケージン
    グ方法。
  12. 【請求項１２】 導電性接着剤は、熱伝導性又は導電性
    材質で形成される請求項９記載の光部品のパッケージン
    グ方法。
JP10041874A 1997-02-24 1998-02-24 光部品のパッケージング方法及びコリメータ組立方法 Pending JPH10274724A (ja)

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KR1997P5510 1997-02-24

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