WO2003007029A1

WO2003007029A1 - Composant a fibres optiques pour raccordement

Info

Publication number: WO2003007029A1
Application number: PCT/JP2002/006960
Authority: WO
Inventors: Koichi Arishima; Yoshi Kurosawa
Original assignee: Ntt Electronics Corporation
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2003-01-23

Description

明細書接続用光ファイバ部品技術分野

本発明は、光部品間、光ボード間、光架間を効率的に、かつ正確に光：で接続するための接続用光ファイバ部品（光ファイバ配線板ともいう）に関する。背景技術

現在までに、光部品間、光ボード間、光架間を接続する接続用光ファイバ部品 (以下、光ファイバ配線板という）として、種々の光ファイバ配線板が提案されてきている。その中で、光ファイバ配線板から突き出したファイバの保護については、光ファイバ配線板本体部の可撓性フィルムを延長したタブにより、光ファィバを上下で挟み込む方法が特許化されている (米国特許 5 2 0 4 9 2 5号）が、これまで格段の注意は払われていなかった。

しかしながら、実用上は突き出した光ファイバ部は、光ファイバ配線板本体部と同様に、機械的強度、難燃性等が必要であり、突き出したファイバ部の保護は必須である。

また、光フアイバ配線板本体部から突き出したファィバ部の根元部の保護および曲げに対する応力の分散についても、これまでほとんど提案はなく、米国特許 5 2 0 4 9 2 5号のように同じ材質でタブ化することによって、根元部の保護および応力の分散を行っているものが提供されているだけである。

多くの場合、光ファイバ配線板本体部から突き出した光ファイバは、 2 5 0ミクロン径の光ファイバ素線であり、そのため機械的強度は弱く、被覆材は難燃性ではない。したがって、突き出したファイバ部の保護の目的は、上述したように光ファイバへの機械的強度の付与および難燃性の付与である。また、光：配線板本体部から突き出した光フアイバの根元部は、光フアイバ配線板本体部と突き出した光ファイバと同じ構造でない限り、曲げ応力に対して異なる挙動を示す。したがって、その根元部について曲げ応力を分散するような構造の付与が必要である。発明の開示

本発明の目的は、光ファイノ配線板本体部から突き出したファイバ部の保護と突き出したフアイバ部の根元部の応力を分散することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、複数本の光ファイバを予め設計されたパターンどおりに基板上に配線した接続用光ファイバ部品において、その基板上に配線された光ファイバの一部、および基板上から突き出した光ファイバの一部を連続して保護シースで覆っている。

ここで、好ましくは、保護シースを基板に固定している。

また、好ましくは、基板上の光ファイバ、及び保護シースの一部を少なくとも可撓性フィルムで覆うサンドイッチ構造としている。

また、好ましくは、保護シースを可撓性フィルムと基板間に収納して両者の一方または両方に固定している。

また、好ましくは、基板上の光ファイバの一部、及び保護シースの一部をポリマ樹脂で覆う埋め込み構造としている。

また、好ましくは、保護シースに割を入れ、基板の反対面の裏面に保護シースの割り下半分を固定し、かつ保護シースの割り上半分を基板表面に埋め込み樹脂で覆っている。

また、好ましくは、基板から突き出した複数の光ファイバ束が、その全長あるいは一部が長手方向に接着されている。

上記構成により、本発明によれば、保護シースを用いることによって、光ファィバ配線板の機械的強度、難燃性の向上を図ることができ、作業性、実装性、信頼性の高い光ファイバ配線板を実現できる。

本発明の概要は上述したとおりであるが、以下では、本発明の理解を容易にするために、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。本発明の説明の便宜上、図面には、現時点で好適であると考えられる実施形態が示されている。なお、当然に理解されるように、本発明は図示されている具体的構成と手段に限定されるものではない。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態および実施例において、保持シースを用いた光ファィバ配線板の例を示す平面図である。

図 2 Aは、本発明の実施形態および実施例において、保護シースを配線板本体部に固定した光ファイバ配線板の例を示す平面図である。

図 2 Bは、図 2 Aに示す光ファイバ配線板の側面図である。

図 3 A-図 3 Eは、それぞれ本発明の実施形態および実施例において、保護シ一スの光ファイバ配線板への固定化方法の例を示す側面図である。

図 4 Aは、本発明の実施形態および実施例において、最も代表的な光ファイバ配線板の構成を示す平面図である。

図 4 Bは、図 4 Aに示す光フアイバ配線板の側面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

(第 1の実施形態）

図 1は本発明の第 1の実施形態における光ファイバ配線板の外観構成を示す平面図である。本実施形態は、図 1に示すように、複数本の光ファイバ 1 3 'を予め設計されたパターンどおりに基板上に配線した光ファイバ配線板本体部（接続用光ファイバ部品） 1 2において、光ファイバ配線板本体部 1 2から突き出した光ファイバ 1 3を保護するため、保護シース 1 1を光ファイバ配線板本体部 1 2 の内部から突き出し部まで連続して覆うことを特徴とする。

このように、保護シース 1 1が配線板本体部 1 2から突き出し部まで連続して光ファイバを覆うことによって、機械的強度、難燃性が一部で途切れることなく実現されるとともに、突き出し部の根元の曲げに対する応力分散を容易に実現でさる。

この保護シース 1 1の構造としては、シース材に覆われて、光ファイバが収納されている空間が中空、または空気以外のガス、液体、ジエル、繊維で満たされていることが望ましい。その空間を満たす物質は、保護シースへの外部応力が直接光ファイバに伝達されないことや、緩和される特性をもつことが好ましい。また、保護シースの形状は特に規定はないが、その外周が矩形、あるいは楕円である方が製造上、また強度の観点からも望ましい。

また、保護シース 1 1は長さ方向に連続していても、中途でシ一ス材料に切れ目が入って不連続であってもよい。さらに、周方向に連続していても、不連続であってもよく、もしくはシース材の一部に切り欠きがあっても良い。

なお、保護シース 1 1に関する上記は望ましい構造を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。

さらに、この保護シース 1 1の材料としては、プラスチック、金属、ガラスのいずれかひとつまたは複数の組合わせでもよく、また保護シース 1 1が単一または複数の部品数で構成されていてもよい。保護シース 1 1の材料に要求される特性としては、前述したように高い剛性や機械的強度、難燃性および軽量性が必須である。これらを全て満たす材料としては、プラスチックのチューブやプラスチック繊維、金属繊維、ガラス繊維を編みこみチューブ状にしたもの、あるいはガラス、セラミック、炭素等のフィラーを混ぜたプラスチックをチューブ状に成形したものが挙げられる。難燃性プラスチック（難燃化 A B S、難燃化 P〇、難燃化 P Sなど）、パイレックス（登録商標）などを素材とするチューブが最適である。また、これらの材料を単独で用いるか、または複数の材料を組み合わせて用いてちい。

(第 2の実施形態）

図 2 Aと図 2 Bは本発明の第 2の実施形態における光フアイバ配線板の外観構成を示す平面図と側面図である。本実施形態は、図 2 Aに示すように、複数本の光ファイバ 1 3 'を予め設計されたパターンどおりに基板上に配線した光フアイバ配線板本体部 1 2において、光フアイバ配線板本体部 1 2から突き出した光ファイバ 1 3を保護するため、保護シース 1 1を光ファイバ配線板本体部 1 2の内部から突き出し部まで連続して覆うとともに、図 2 Bに示すように、接着部 1 4等により保護シース 1 1が光ファイバ配線板本体部 1 2の一部に固定されていることを特徴とする。

このように、保護シース 1 1を光ファイバ配線板本体部 1 2の基板あるいは構成部品の一部に固定することによって、機械的強度をさらに高めることができる。特に、光ファイバ実装時の光ファイバ配線板本体部 1 2への引っ張り力に対して、信頼性が向上する。

(第 3の実施形態）

図 3 Aは本発明の第 3の実施形態における光ファイバ配線板の外観構成を示す側面図である。本実施形態は、図 3 Aに示すように、光ファイバ配線板本体部 1 2の基板上の光ファイバ 1 3 '、及び保護シース 1 1の一部を可撓性フィルム 1 7で覆うサンドィツチ構造としていることを特徴とする。

(第 4の実施形態）

図 3 Bは本発明の第 4の実施形態における光ファイバ配線板の外観構成を示す側面図である。本実施形態は、図 3 Bに示すように、保護シース 1 1を可撓性フィルム 1 7と基板間に収納して片側または両側に接着部 1 4等で固定していることを特徴とする。

(第 5の実施形態）図 3 Cは本発明の第 5の実施形態における光ファイバ配線板の外観構成を示す側面図である。本実施形態は、図 3 Cに示すように、光ファイバ配線板本体部 1 2の基板上の光ファイバの一部、及び保護シース 1 1の一部を埋め込み剤であるポリマ樹脂 1 5で覆う埋め込み構造としていることを特徴とする。

(第 6の実施形態）

図 3 Dは本発明の第 6の実施形態における光ファイバ配線板の外観構成を示す側面図である。本実施形態は、図 3 Dに示すように、保護シース 1 1に割を入れ、基板の反対面の裏面に保護シース 1 1の割り下半分を固定し、かつ保護シース 1 1の割り上半分を基板表面に埋め込み樹脂 1 5で覆っていることを特徴とする。埋め込み型で基板に固定する場合、図 3 Eに示すようにさらに埋め込み時に用いる堰 1 6の部分と保護シース 1 1とを接着剤 1 4で固定することが好ましい。

(第 7の実施形態）

図 4 Aと図 4 Bは本発明の第 7の実施形態における光ファイバ配線板の外観構成を示す平面図と側面図である。本実施形態は、図 4 Aに示すように、光フアイバ配線板本体部 1 2の基板から突き出した複数の光ファイバ束が、その全長あるいは一部が長手方向に接着されていることを特徴とする。光ファイバ配線板の突き出したフアイバは、単一のファイバまたは複数のフアイバのいずれかもしくは混在する場合がある。複数のファイバが隣接して突き出している場合、お互いを接着してテープ化することで強度を持たせることができる。さらに、保護シース内で複数のファイバがテープ化されていない場合は、お互いに干渉し合い光伝送損失が生じることが考えられる。これを避けるため、突き出したファイバが複数隣接している場合は、お互いを接着してテープ化することが非常に有効な手段となる。

次に、上述した本発明の各実施形態に対応する本発明の実施例を詳細に説明する。

(第 1の実施例）本発明を良く表わしている図 4A、図 4Bを参照して、本発明の第 1の実施例の光ファイバ配線板の作製法、構造、作用について以下に説明する。

まず、特開平 11一 119034号公報で開示された光ファイバ布線装置を用いて、図 4Aに示すように、光ファイバ配線板本体部 12の基板上に複数本の光ファイバ 13 'を 1本ずつ布線した。ここで、その基板としては、厚さ 50/im のポリエチレンテレフタレ一ト（PET) フィルム、またはポリイミドフィルムにゴム系粘着剤を 50 m塗布したものを用いた。これにより、光ファイバ配線板本体部 12のサイズが 20 cmX 10 cm、その突き出し部のファイバ束数が 8束、突き出しファイバ束の長さが 20 cmの光ファイバ配線板を 2枚作製した。この作製した光ファイバ配線板の 1枚では、突き出したファイバ束の各光ファィバ 13にその端部から、幅 3. 5mm、高さ 1. 8mm、肉厚 0. 2 mmの断面を有するポリエチレン製シース 11をそれぞれ通し、光ファイバ配線板本体部 12の内側 5mmまでこの保護シ一ス 11を設置した。その後、基板と同じ材質のフィルム 17を被せて、保護シース付きの光ファイバ配線板を完成した。

残りの光ファイバ配線板では、突き出したファイバ束の各光ファイバの端部から、上記と同じ保護シース 11をそれぞれ通し、光ファイバ配線板本体部 12の内側 5 mmまでこの保護シース 11を設置後、図 4 Bまたは図 3 Aに示すように、シリコーン製接着剤 14を保護シース 11と配線板基板の間に塗布し、その上部に基板と同じ材質のフィルム 17を被せた。その後、シリコーン製接着剤 14を 80 °Cで約 5時間硬化させ、保護シース付きの光ファイバ配線板を完成した。このようにして得られた本発明に係る 2枚の光ファイバ配線板の特性は、下記の表 1のとおりである。曲げ応力試験は、光ファイバ配線板本体部 12を固定して、突き出し部をその本体部 12に対して 90° に曲げ、その曲げ半径を 15m mとした。比較例は、発明者らが作製した同一配線パターンをポリイミドフィルムで上下サンドィツチした試料で、保護シースを用いない配線板での測定結果でめる。表 1

表 1の測定結果から分かるように、本発明のシース付の 2枚の光ファイバ配線板は、従来のシースなしの光ファイバ配線板に比べ、曲げ応力試験で良好な特性を示した。

また、突き出した光ファイバに 5 0 0 gの引っ張り応力を加えた試験では、保護シース 1 1をシリコーン製接着剤 1 4を用いて光ファイバ配線板本体部 1 2に固定した配線板は、光強度の変動はほとんど生じなかったが、保護シース 1 1を光ファイバ配線板本体部 1 2に固定しなかったその他の配線板では、約 0 . 0 5 d Bの損失増加を示した。

(第 2の実施例）

本発明の第 2の実施例も図 4 A, 図 4 Bとほぼ同様の配置構成のものであるが、接着剤 1 4等で保護シース 1 1を固定をしていない点が異なっている。本発明の第 2の実施例では、上述の本発明の第 1の実施例と同様に、上記の光ファイバ布線装置を用いて、ポリイミドフィルムにゴム系粘着材を塗布したフィルム（基板）に、複数本の光ファイバ 1 3 'を 1本ずつ布線し、光ファイバ配線板本体部 2 0 c m X 1 0 c m、突き出し部がファイバ束数 2および 4、長さ 5 0 c mの光ファイバ配線板を作製した。

この光ファイバ配線板から突き出した各光ファイバ 1 3にその端部から、幅 2 . 0 mm、高さ 2 . O mm、肉厚 0 . 2 mmの断面を有するガラスファイバを編みこんだチューブ状シース 1 1を通し、この保護シース 1 1の先端を光ファイバ配線板本体部 1 2の内側 5 mmまで設置した。その後、光フアイバ配線板本体部 1 2の基板と同じ材質のフィルム 1 7を被せ、保護シース付きの光ファイバ配線板を完成した。この保護シース付きの光ファイバ配線板について、上述の第 1の実施例で行つたと同様の試験を行った結果、下記の表 2に示す良好な結果が得られた。比較例は、発明者らが作製した同一配線パターンをポリイミドフィルムで上下サンドィツチした試料で、保護シースを用いない配線板での測定結果である。表 2

また、上記の編みこんだガラスファイバの代わりに、細径のステンレス線を編みこんだチューブや、テフロン（登録商標）製ファイバを編みこんだチューブ、さらにはァラミド繊維を編みこんだチューブの上にさらにガラスファイバ製チューブを重ねたもの、等の各種の保護シース 1 1で保護した光ファイバ配線板を上記と同様にしてそれぞれ作製し、それらの特性を測定した結果、表 2と同等の値が得られた。

(第 3の実施例）

次に、図 4 A，図 4 Bと図 3 Bを参照して本発明の第 3の実施例を説明する。図 4 A，図 4 Bに示すように、本発明の第 3の実施例は、上述の本発明の第 1の実施例と同様に、前述の光ファイバ布線装置を用いて、ポリイミドフィルムにゴム系粘着材を塗布したフィルム（基板）上に光ファイバ 1 3 'を 1本ずつ布線し、光ファイバ配線板本体部 2 O c m X I O c mu 突き出し部がファイバの数 1 2、長さ 5 0 c mの光ファイバ配線板を作製した。

この光ファイバ配線板の基板から突き出した各光ファイバ 1 3に、その端部から、幅 2 . 0 mm、高さ 2 . O mm、肉厚 0 . 2 mmの断面を有するポリエチレン製シース 1 1を通し、この保護シース 1 1の先端を光ファイバ配線板本体部 1 2の内側 5 mmまで設置した。さらに、図 3 Bに示すように、光ファイバ配線板本体部 1 2の基板と保護シース 1 1の間にシリコーン系接着剤 1 4で固定し、かつ光ファイバ配線板の上部を覆うフィルム状の可撓性ポリマ 1 7と保護シース 1 1の間もシリコーン系接着剤 1 4で固定した。

このようにして得られたサンドイツチ構造の配線板の内部にシースが収納され、力つ固定された配線板に、第 1の実施例と同様の試験を行い、同等の結果が得られた。

(第 4の実施例）

次に、図 1と図 3 Cを参照して本発明の第 4の実施例を説明する。図 1に示すように、本発明の第 4の実施例では、上述の本発明の第 1の実施例と同様に、上記の光ファイバ布線装置を用いて、ポリイミドフィルムにゴム系粘着材を塗布したフィルム（基板）に複数本の光ファイバ 1 3 'を 1本ずつ布線し、本体部 2 0 c m X 1 0 c m、突き出し部がファイバ束数 1 2、長さ 5 0 c mの光ファイバ配線板を作製した。

この光ファイバ配線板の突き出した各光ファイバ 1 3に、その端部から、輜 2 . 0 mm、高さ 2 . O mm、肉厚 0 . 2 mmの断面を有するポリエチレン製シース 1 1を通し、この保護シース 1 1の先端を光ファイバ配線板本体部 1 2の内側 5 mmまで設置した。

その後、図 3 Cに示すように、埋め込み剤として市販の硬化性シリコーン 1 5 を市販のインジェクション装置（武蔵エンジニアリング社製、ショットマスタ 3 (登録商標））で、基板上の光ファイバ 1 3 'を覆うように、かつ均一になるように塗布した。塗布後、硬化性シリコーン 1 5を 4 0 °Cで 2 4時間硬化させ、保護シース付き埋め込み型光ファイバ配線板を完成した。

このようにして得られた埋め込み型光フアイバ配線板から突き出した光フアイバ 1 3は、保護シース 1 1に覆われ、かつ光ファイバ配線板上では埋め込み樹脂 1 5に埋め込まれているため、曲げ、引っ張りに対して、非常に信頼性が高くなっている。また、耐環境試験、耐応力試験の結果は第 2の実施例と同等の結果が得られた。

(第 5の実施例）

本発明の第 5の実施例では、上記の本発明の第 4の実施例と同様に作製した配線板に、図 3 Dに示すように、保護シ一ス 1 1の光ファイバ配線板本体部側の末端に光フアイバ配線板に沿って 1 0 mmの長さで割 1 8を入れ、この割 1 8の下部を配線板基板の外側に接着剤 1 4で接着させた。割 1 8の上部は光ファイバ 1 3 'とともに、第 4の実施例と同様に市販のシリコ一ン樹脂 1 5で埋め込み、 4 0 °Cで 2 4時間硬化させ、保護シース付き埋め込み型光ファイバ配線板を完成した。

このようにして得られた埋め込み型光ファイバ配線板は、保護シース 1 1に覆われ、かつ光ファイバ配線板上では埋め込み樹脂 1 5に埋め込まれているため、曲げ、引っ張りに対して、非常に信頼性が高くなつている。また、耐環境試験、耐応力試験の結果は第 2の実施例と同等の結果が得られた。

(第 6の実施例）

本発明の第 6の実施例では、上述の本発明の第 4の実施例と同様に作製した埋め込み型で基板に保護シース 1 1を固定する場合に、図 3 Eに示すように、さらに埋め込み時に用いる堰 1 6の部分と保護シース 1 1とを接着剤 1 4で固定した。これにより、固定力が更に増し、曲げ、引っ張りに対して、非常に信頼性が高くなった。

(第 7の実施例）

さらに、本発明の第 7の実施例として、光ファイバ配線板から突き出した光ファイバ束を、保護シース 1 1で覆う前に、 UV硬化樹脂でファイバ束毎に分けバ束の取扱は飛躍的に向上し、保護シースで覆う作業の歩留まりが向上した。なお、本発明は、ここに開示されている特定の実施形態や実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に定義されている本発明の精神と範囲に属する変更を包含するものである。

Claims

請求の範囲

1 . 複数本の光ファイバを予め設計されたパターンどおりに基板上に配線した接続用光ファイバ部品において、

該基板上に配線された光ファイバの一部、および前記基板上から突き出した光ファイバの一部を連続して保護シースで覆っていることを特徴とする接続用光ファイバ部品。

2 . 前記保護シースを前記基板に固定していることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の接続用光フアイバ部品。

3 . 前記基板上の光ファイバ、及び前記保護シースの一部を少なくとも可撓性フィルムで覆うサンドイッチ構造としていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の接続用光ファイバ部品。

4 . 前記基板上の光ファイバ、及び前記保護シースの一部を少なくとも可撓性フィルムで覆うサンドィツチ構造としていることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の接続用光ファイバ部品。

5 . 前記保護シースを前記可撓性フィルムと前記基板間に収納して両者の一方または両方に固定していることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の接続用光ファイバ部品。

6 . 前記保護シースを前記可撓性フィルムと前記基板間に収納して両者の一方または両方に固定していることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の接続用光ファイバ部品。

7 . 前記基板上の光ファイバの一部、及び前記保護シースの一部をポリマ樹脂で覆う埋め込み構造としていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の接続用光ファイバ部品。

8 . 前記基板上の光ファイバの一部、及び前記保護シースの一部をポリマ樹脂で覆う埋め込み構造としていることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の接続用光ファイバ部品。

9 . 前記保護シースに割を入れ、前記基板の反対面の裏面に前記保護シースの割り下半分を固定し、かつ前記保護シースの割り上半分を前記基板表面に埋め込み樹脂で覆っていることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の接続用光フアイバ部品。

1 0 . 前記保護シースに割を入れ、前記基板の反対面の裏面に前記保護シースの割り下半分を固定し、かつ前記保護シースの割り上半分を前記基板表面に埋め込み榭脂で覆っていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の接続用光ファィバ部品。

1 1 . 前記基板から突き出した前記複数の光ファイバ束が、その全長あるいは一部が長手方向に接着されていることを特徴とする請求の範囲第 1項から請求の範囲第 1 0項のいずれかに記載の接続用光ファイバ部品。

1 2 . 前記保護シースのシース材に覆われて、前記光ファイバが収納されている空間が中空、または空気以外のガス、液体、ジエル、繊維で満たされていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の接続用光ファイバ部品。

1 3 . 前記保護シースのシース材に覆われて、前記光ファイバが収納されている空間を満たす物質は、該保護シースへの外部応力が直接前記光ファイバに伝達されない、あるいは緩和される特性をもつことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の接続用光ファイバ部品。

1 4. 前記保護シースの外周が矩形または楕円であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の接続用光フアイバ部品。