WO2006080135A1

WO2006080135A1 - 光学チップの保持方法及び光学チップの保持機構並びに光通信用モジュール

Info

Publication number: WO2006080135A1
Application number: PCT/JP2005/021552
Authority: WO
Inventors: Koki Sato
Original assignee: Mitsumi Electric Co., Ltd.
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2006-08-03
Also published as: JP2006208951A

Description

光学チップの保持方法及び光学チップの保持機構並びに光通信用モジール

技術分野

[0001] 本発明は光学チップの保持方法及び光通信用モジュールの保持機構並びに光通信装置に係り、特に、両端に多芯又は単芯のリボンファイバが結合された光学チップをケース内に収納した構造とされた光通信用モジュールの保持方法及び光通信用モジュールの保持機構並びに光通信装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、ネットワークを光ファイバ化し、ユーザ宅まで引き込む FTTH (fiber to the home)構想が具象化されつつある。 FTTHは、光通信用モジュールを用いて各所で光分岐などを行なっている。 FTTHの進展に伴って、光通信用モジュールの需要も増大傾向にある。

[0003] 従来、光通信用モジュールは、 PLC (Planar Lightwave Circuit)チップなどの光学チップを金属ケースに収容した構成とされている。し力しながら、需要の増加に伴い、光通信用モジュールは安価に製造できるプラスチック製ケースへの移行が検討されている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 光通信用モジュールを構成するプラスチック製ケースの材料としては、耐熱性、耐薬品性、精密成形性などの観点からスーパーエンプラ系の液晶ポリマーが注目されている。し力しながら、液晶ポリマーは成形時の流動方向と流動直交方向とで線膨張係数が 1桁異なる上、光ファイバよりも線膨張係数 ocが大きい。

[0005] このため、光通信用モジュールはリボンファイバを液晶ポリマー製ケースに熱硬化型接着剤により直接固定する構造にすると、リボンファイバは接着剤の熱硬化時や信頼性試験時の高温環境下で張力がかかり、室温に戻ったとき緩むようになる。この程度が著、場合には、リボンファイバを構成する光ファイバにマイクロクラックが生じて、挿入損が発生する現象が生じる。この現象が光通信用モジュールのプラスチック製ケースへの移行を阻害して、た。

[0006] 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、光学チップを確実、かつ、安定に保持できる光学チップの保持方法及び光学チップの保持機構並びに光通信用モジュールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明の請求項 1は、両端に多芯又は単芯のリボンファイバ（106、 107)が結合された光学チップ（101)をケース（104、 105)内に収納した光学チップ（101)の保持方法であって、リボンファイバ（106、 107)を保持部材（102、 103)に保持し、保持部材（102、 103)をケース（104、 105)に嵌合させることにより、光学チップ（101)をケース（104、 105)内に収容することを特徴とする。

[0008] 請求項 2は、リボンファイバ（106、 107)に所定の張力が加わるように、保持部材（1 02、 103)をケース（104、 105)に嵌合させることを特徴とする。

[0009] 請求項 4は、両端に多芯又は単芯のリボンファイバ（106、 107)が結合された光学チップ（101)の保持機構であって、光学チップ（101)を収容するケース（104、 105) と、光学チップ（101)の一端に設けられたリボンファイバ（106)を保持し、ケース（10

5)に嵌合する第 1の保持部材（102)と、光学チップ（101)の他端に設けられたリボンファイバ（107)を保持し、前記ケースに嵌合する第 2の保持部材（103)とを有することを特徴とする。

[0010] 請求項 6は、両端に多芯又は単芯のリボンファイバ（106、 107)が結合される光学チップ（ 101 )を有する光通信用モジュール（ 100)であって、光学チップ（ 101 )を収納するケース（104、 105)と、リボンファイバ（106、 107)を保持し、ケース（105、 10

6)に嵌合して、光学チップ（101)をケース（104、 105)内に保持する保持部材（10 2、 103)とを有することを特徴とする。

[0011] 請求項 3、 5、 7は請求項 1、 4、 6においてケース（104、 105)を液晶ポリマー力も構成し、保持部材（102、 103)をエンジニアリングプラスチック力も構成することを特徴とする。

[0012] なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによつて、特許請求の範囲の記載が限定されるものではない。

発明の効果

[0013] 本発明によれば、リボンファイバ（106、 107)を保持部材（102、 103)に保持し、保持部材（102、 103)をケース（104、 105)に嵌合させることにより、光学チップ（101) をケース（104、 105)内に収容することにより、ケース（104、 105)が変形した場合でもケース（104、 105)の変形によりリボンファイバ（106、 107)に直接応力が力かることを防止できるため、リボンファイバ（106、 107)の破損を防止でき、光学チップを確実、かつ、安定に保持できるなどの特長を有する。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]本発明の第 1の実施例の斜視図である。

[図 2]本発明の第 1実施例の分解斜視図である。

[図 3]保持部材 102の斜視図である。

[図 4]本発明の第 2の実施例の斜視図である。

[図 5]本発明の第 2実施例の分解斜視図である。

[図 6]保持部材 202の斜視図である。

符号の説明

[0015] 100、 200 光通信用モジュール

101 PLCチップ、 102、 103、 202、 203 保持部材

104 ケース、 105 カバー

106、 107 リボンファイバ、 111 光ファイバ

発明を実施するための最良の形態

[0016] 次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。

[0017] 〔第 1実施例〕

図 1は本発明の第 1の実施例の斜視図、図 2は本発明の第 1実施例の分解斜視図を示す。

[0018] 本実施例の光通信用モジュール 100は、 PLCチップ 101、保持部材 102、 103、ケース 104、カバー 105から構成され、 PLCチップ 101にリボンファイバ 106、 107力 S接続された構成とされている。

[0019] PLCチップ 101は、基板上に屈折率の異なる透明材料により導光路を形成した構成とされており、一端にリボンファイバ 106が結合され、他端にリボンファイバ 107が結合される。

[0020] リボンファイバ 106、 107は、光ファイバ 111を複数本、平行に並べて紫外線硬化榭脂ゃナイロンなどでコーティングした構成とされている。リボンファイバ 106は、 PL Cチップ 101の一端に設けられた光ファイバアレイ 112に結合している。また、リボンファイバ 107は、 PLCチップ 101の他端に設けられた光ファイバアレイ 113に結合している。リボンファイバ 106とリボンファイバ 107とは PLCチップ 101に形成された導波路を介して光学的に結合されて！ヽる。

[0021] 保持部材 102は、保持部材半体 121、 122から構成されている。

[0022] 図 3は保持部材 102の斜視図を示す。図 3 (A)は保持部材半体 121、図 3 (B)は保持部材半体 122の斜視図を示す。

[0023] 保持部材半体 121は、例えば、 MCナイロン、ポリアセタールなどのエンジニアリングプラスチックにより構成され、リボンファイバ嵌合用溝部 131、位置決め用凸部 132 、係止用溝部 133を一体に成形した構成とされている。

[0024] リボンファイバ嵌合用溝部 131は、リボンファイバ 106の延在方向である矢印 Yl、 Υ 2方向に延在しており、リボンファイバ 106の延在方向に直交する矢印 Χ2方向底面の幅 wlがリボンファイバ 106の幅 wllと略同じに設定されおり、リボンファイバ 106の延在方向に直交する矢印 XI方向の開口部分に向力つて徐々に狭くなり、矢印 XI方向の開口部分で幅 w2 (w2く wl)にとなるように成形されている。また、リボンフアイバ嵌合用溝部 131は、その高さ hiがリボンファイバ 106の厚さ tilに比べて大きぐ ( hl >tll)に設定されている。リボンファイバ嵌合用溝部 131には、その底面部分にリボンファイバ 106が嵌合し、その底面と保持部材半体 103とでリボンファイバ 106を挟持する構成とされている。

[0025] 位置決め用凸部 132は、保持部材半体 121の矢印 XI方向の面力矢印 XI方向に突出して設けられており、リボンファイバ嵌合用溝 131の開口部分の矢印 Z1方向側及び矢印 Z2方向側の各々 3箇所に亘つて形成されている。位置決め用凸部 132 は、保持部材半体 122に係合して保持部材半体 121と保持部材半体 122とを位置決めする。また、位置決め用凸部 132は、保持部材半体 121と保持部材半体 122との矢印 Yl、 Υ2、 Zl、 Ζ2方向により構成される平面方向へのずれを防止する。

[0026] 係止用溝 133は、保持部材半体 121の矢印 Χ2方向の面に矢印 Zl、 Ζ2方向に、矢印 Zl、 Ζ2方向の面を貫いて形成されている。係止用溝 133は、ケース 104の係合部に係合して、保持部材半体 121をケース 104に係止する。

[0027] 保持部材半体 122は、例えば、 MCナイロン、ポリアセタールなどのエンジニアリングプラスチックにより一体成形されており、リボンファイバ嵌合用凸部 141、位置決め用凹部 142、係止用溝部 143から構成されている。

[0028] リボンファイバ嵌合用凸部 141は、保持部材半体 122の矢印 Χ2方向の面に矢印 X 2方向に突出して設けられている。リボンファイバ 106の延在方向、矢印 Yl、 Υ2方向に延在しており、矢印 XI方向の部分の幅はリボンファイバ嵌合用溝部 131の開口部分の幅 w2に設定されおり、矢印 X2方向、先端に向かって徐々に広くなり、矢印 X2 方向、先端部分では幅 w3に設定されている。幅 w3は、リボンファイバ嵌合用溝部 1 31の底面部分の幅 wlより僅かに小さ!/、幅 (wl - Aw)となるように成形されて!、る。また、リボンファイバ嵌合用凸部 141は、その高さ h2に設定されている。高さ h2は、リボンファイバ嵌合用溝部 131の高さ hiからリボンファイバ 106の厚さ tilを差し引いた高さより僅かに大きい、（h2=hl— tll + A h)に設定されている。リボンファイバ嵌合用凸部 141は、リボンファイバ嵌合用溝部 131に係合する。このとき、リボンファイバ嵌合用凸部 141の上面とリボンファイバ嵌合用溝部 131の底面とでリボンファイバ 10 6が挟持される。なお、このとき、リボンファイバ嵌合用凸部 141の上面、及び、リボンファイバ嵌合用溝部 131の底面にリボンファイバ 106の延在方向である矢印 Yl、 Y2 方向及びそれに直交する矢印 XI、 X2方向に直交する矢印 Zl、 Z2方向に延在する凹凸を形成することにより、リボンファイバ 106は矢印 Yl、 Υ2方向にずれることが防止される。

[0029] 位置決め用凹部 142は、保持部材半体 121の位置決め用凸部 132に対応する位置に、位置決め用凸部 132と嵌合する形状に形成されている。位置決め用凹部 142 と位置決め用凸部 132とを係合させることにより、保持部材半体 121と保持部材半体 122とが位置決めされ、矢印 Yl、 Υ2、 Zl、 Ζ2方向にずれることが防止される。

[0030] 係止用溝 143は、保持部材半体 122の矢印 XI方向側の面に矢印 Zl、 Ζ2方向に

、矢印 Zl、 Ζ2方向の面を貫いて形成されている。係止用溝 143は、ケース 104の係合部に係合して、保持部材半体 122をケース 104に係止する。

[0031] なお、保持部材 103は、保持部材 102と同一の構成であり、リボンファイバ 107を保持する。

[0032] ケース 104は、例えば、液晶ポリマーなどの榭脂をモールドなどにより一体成形にすることにより形成されている。ケース 104は、有底の四角形の筒状をなし、収納部 1 51、係合部 152、 153を有する構成とされている。収納部 151には、 PLCチップ 101 が収納される。係合部 152は、矢印 Y2方向の側面を四角形状に開放した構成とされており、保持部材 102が係合する。保持部材 102は、係止用溝部 133が係合部 152 の矢印 X2方向の端部に係合し、係止用溝部 143が係合部 152の矢印 XI方向の端部に係合する。これによつて、保持部材 102が矢印 Yl、 Υ2、 Ζ2方向に移動することを防止できる。

[0033] カバー 105は、ケース 104の矢印 Z1方向の開口面をカバーするようにケース 104 の上縁部に接着剤により接着される。

[0034] 次に PLCチップ 101の組み付け方法について説明する。

[0035] まず、リボンファイバ 106、 107が結合された PLCチップ 101のリボンファイバ 106 及びリボンファイバ 107を保持部材半体 121のリボンファイバ嵌合用溝部 131に嵌合させた後、保持部材半体 122のリボンファイバ嵌合用凸部 141を保持部材半体 121 のリボンファイバ嵌合用溝部 131に圧入するとともに、位置決め用凹部 142を保持部材半体 121の位置決め用凸部 132に圧入することにより、保持部材半体 122を保持部材 121に係合させる。保持部材半体 122を保持部材 121に係合させることにより、保持部材半体 121のリボンファイバ嵌合用溝部 131と保持部材 122のリボンファイバ嵌合用凸部 141とでリボンファイバ 106を挟持することができる。リボンファイバ 106は、リボンファイバ嵌合用溝部 131、底面と保持部材 122のリボンファイバ嵌合用凸部 1 41、上面との摩擦力で保持部材 102に保持される。同様にして、リボンファイバ 107 が保持部材 103に保持される。 [0036] 次に保持部材 102の係止用溝 133をケース 104の係合部 152に係合させ、保持部材 103の係止用溝 143をケース 104の係合部 153に係合させる。このとき、保持部材 102をリボンファイバ 106のケース 104の係合部 152に対応する位置より矢印 Y1方向にわずかにずれた位置で保持し、保持部材 103をリボンファイバ 107のケース 104 の係合部 153に対応する位置より矢印 Y2方向にわずかにずれた位置で保持して、ケース 104の係合咅 152、 153に保持することによりリボンファイノ 106、 107に所定の張力、例えば、 lOOgf程度の張力を与える。

[0037] 次にケース 104の矢印 Z1方向の上縁部、図 2に斜線で示す部分に接着剤として熱硬化型榭脂を塗布し、カバー 105を突き合わせる。カバー 105を突き合わせた後、光通信用モジュール 100を加熱することにより、熱硬化型榭脂を固化させる。これによつて、ケース 104にカバー 105が接着される。

[0038] なお、ケース 104及びカバー 105を構成する液晶ポリマーは、環境温度を成形金型温度以上に上昇させると、後収縮による変形が顕著になるため、熱硬化型榭脂は液晶ポリマーの成形金型温度以下で硬化する接着剤を選定している。

[0039] また、リボンファイバ 106、 107には保持部材 102、 103をケース 104の係合部 152 、 153に係合させる際に矢印 Y1、Y2方向に張力が与えられているので、ケース 104 及びカバー 105に後収縮が発生しても、リボンファイバ 106、 107の緩みを防止できる。これによつて、リボンファイバ 106、 107を構成する光ファイバ 111のクラックなどを防止できる。

[0040] 以上により、 PLCチップ 101をケース 104及びカバー 105により形成される収納部 152にケース 104、カバー 105などに固定せずに、収納される。

[0041] 本実施例によれば、上記構成によって、プラスチックパッケージ構造としても熱や外力からリボンファイバの変形を最小限に留めることができ、リボンファイバの破損することを防止できる。

[0042] また、 PLCチップ 101を収納部 151にケース 104及びカバー 105に固定せずに、収容することができるため、ケース 104及びカバー 105の変形が PLCチップ 101を介して通してリボンファイバ 106、 107に伝わることを防止でき、リボンファイバ 106、 10 7に応力が係ることを防止できる。 [0043] また、リボンファイバ 106、 107は、榭脂製の保持部材 102、 103を介してケース 10

4及びカバー 105に保持されるため、リボンファイバ 106、 107のケース 104及びカバ一 105により損傷することを防止できる。

[0044] 〔第 2実施例〕

図 4は本発明の第 2の実施例の斜視図、図 5は本発明の第 2実施例の分解斜視図を示す。同図中、図 1、図 2と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

[0045] 本実施例の光通信用モジュール 200は、保持部材 202、 203の構成が第 1実施例とは相違する。本実施例の保持部材 202は同一の構造の 2つの保持部材半体 221 を突き合わせることにより構成されている。これにより、保持部材半体 221を成形するための金型が一つで済む。これによつて、製造、部品管理などが容易となり、低コストで製造することが可能となる。

[0046] 図 6は保持部材半体 221の斜視図を示す。同図中、図 3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

[0047] 保持部材半体 221は、保持部材半体 122と同様に、例えば、 MCナイロン、ポリアセタールなどのエンジニアリングプラスチックにより、保持部 231、係合用凸部 232、係合用凹部 233、係止用溝 133を一体に成形した構成とされている。保持部 231は、保持部材半体 221の略中央に矢印 Yl、 Υ2方向に亘つて形成されている。保持部 231の深さは、リボンファイバ 106、 107の厚さ dの半分（lZ2) d以下となるように形成されている。保持部 231には、リボンファイバ 106、 107が係合する。また、保持部 231の底面、矢印 X2方向の面は、凹凸状とされている。保持部 231の底面を凹凸状とすること〖こより、保持部 231にリボンファイバ 106、 107を係合させた際に保持部 23 1とリボンファイバ 106、 107との摩擦力を大きくでき、リボンファイバ 106、 107が保持部 231に対して矢印 Yl、 Y2方向に滑ることを防止できる。

[0048] 係合用凸部 232は、保持部材半体 221の矢印 XI方向側の面上、保持部 231に対して矢印 Z1方向側に形成されている。また、係合用凸部 232は、保持部材半体 221 の矢印 XI方向側の面力も矢印 XI方向に高さ h21に亘つて突出している。さらに、係合用凸部 232は、保持部 231の面上で矢印 Zl、 Z2方向の幅が w21に設定されており、矢印 XI方向に向かうに従って幅が広くなり、最先端部で幅 w22 ( >w21)に設定されている。

[0049] 係合用凹部 233は、保持部材半体 221の矢印 XI方向側の面上、保持部 231に対して矢印 Z2方向側、係合用凸部 232に対称となる位置に形成されている。また、係合用凹部 233は、保持部材半体 221の矢印 XI方向側の面力も矢印 X2方向に深さ h21に亘つて形成されている。さらに、係合用凹部 232は、保持部 231の面上で矢印 Zl、 Z2方向の幅が w21に設定されており、矢印 X2方向に向力うに従って幅が広くなり、最深部で幅 w22 ( >w21)に設定されている。すなわち、係合用凹部 233は、係合用凸部 232に対応する形状とされてヽる。

[0050] 保持部材 202は、一方の保持部材半体 221の保持部 231にリボンファイバ 106を嵌合させた後、一方の保持部材半体 221の係合用凸部 232と他方の保持部材半体 221の係合用凹部 233、及び、一方の保持部材半体 221の係合用凹部 233と他方の保持部材半体 221の係合用凸部 232との端面が対向する位置となるように、保持部材半体 221をずらして配置し、保持部材半体 221を互ヽに対面する方向にスライドさせることによって、互、の係合用凸部 232と係合用凹部 233とを係合させことより組み立てられる。これによつて、リボンファイバ 106が係合部材 202に保持される。

[0051] 保持部材 203は、保持部材 202と同一の構成であり、一方の保持部材半体 221の保持部 231にリボンファイバ 107を嵌合させた後、一方の保持部材半体 221の係合用凸部 232と他方の保持部材半体 221の係合用凹部 233、及び、一方の保持部材半体 221の係合用凹部 233と他方の保持部材半体 221の係合用凸部 232との端面が対向するように、保持部材半体 221をずらして配置し、互いの保持部材 221を互いに対面する方向にスライドさせることによって、互、の係合用凸部 232と係合用凹部 233とを係合させることにより組み立てられる。これによつて、リボンファイバ 107が係合部材 203に保持される。

[0052] 本実施例によれば、第 1実施例と同様な効果が得られるとともに、同一の形状の保持部材半体 221により、保持部材 202、 203を構成できるので、保持部材半体 221を成形するための金型が一つあれば、製造することが可能となる。

[0053] なお、上記第 1、第 2実施例では、ケース 104及びカバー 105を液晶ポリマーなどの榭脂から構成したが、金属など他材料であっても同様な作用、効果を奏することはいうまでもない。

[0054] また、ケース 104と保持部材 103、 104、又は、保持部材 103、 104とリボンファイバ 106、 107との、ずれかを接着剤で固定するようにしてもょ、。

[0055] また、第 2実施例では、係合用凸部 232及び係合用凹部 233を矢印 Yl、 Υ2方向に複数箇所にわたって形成した力矢印 Yl、 Υ2方向に連続して形成するようにしてちょい。

[0056] さらに、収納部 151内側面にジエル状のシートなどを設けることにより、衝撃が加わつたときに PLCチップ 101が直接ケース 104やカバー 105に衝突することを防止でき

、耐衝撃性を向上させることが可能となる。

[0057] また、本実施例では、ケース 104とカバー 105とを異なる形状とした力ケース 104 及びカバー 105を同一の形状とし、共通の金型で製造するようにすることも可能である。

[0058] 本国際出願は、 2005年 1月 31日に出願した日本国特許出願 2005— 023425号に基づく優先権を主張するものであり、 2005— 023425号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims

請求の範囲

[1] 両端に多芯又は単芯のリボンファイバが結合された光学チップをケース内に収納した光学チップの保持方法であって、

前記リボンファイバを保持部材に保持し、

前記保持部材を前記ケースに嵌合させることにより、

前記光学チップを前記ケース内に収容することを特徴とする光学チップの保持方法。

[2] 前記リボンファイバに所定の張力が加わるように、前記保持部材を前記ケースに嵌合させることを特徴とする請求項 1記載の光学チップの保持方法。

[3] 前記ケースは、液晶ポリマーから構成され、

前記保持部材は、エンジニアリングプラスチック力も構成されてヽることを特徴とする請求項 1記載の光学チップの保持方法。

[4] 両端に多芯又は単芯のリボンファイバが結合された光学チップの保持機構であつて、

前記光学チップを収容するケースと、

前記光学チップの一端に設けられたリボンファイバを保持し、前記ケースに嵌合する第 1の保持部材と、

前記光学チップの他端に設けられたリボンファイバを保持し、前記ケースに嵌合する第 2の保持部材とを有することを特徴とする光学チップの保持機構。

[5] 前記ケースは、液晶ポリマーから構成され、

前記保持部材は、エンジニアリングプラスチック力も構成されてヽることを特徴とする請求項 4記載の光学チップの保持機構。

[6] 両端に多芯又は単芯のリボンファイバが結合される光学チップを有する光通信用モジユーノレであって、

前記光学チップを収納するケースと、

前記リボンファイバを保持し、前記ケースに嵌合して、前記光学チップを前記ケース内に保持する保持部材とを有することを特徴とする光通信用モジュール。

[7] 前記ケースは、液晶ポリマーから構成され、前記保持部材は、エンジニアリングプラスチック力も構成されてヽることを特徴とする請求項 6記載の光通信用モジュール。