JPH0570123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信線路の接続や切替え等におい
て、光フアイバの結合を実現する光コネクタフエ
ルールの製造方法に関するものである。

（従来技術） 第７図は従来の多心光コネクタフエルールの一
例の説明図で、同図イは上面図、同図ロはイ図の
Ｘ−Ｘ矢視図である。

図面において、４０は樹脂成形された光コネク
タフエルールで、内部には多心数の光フアイバＢ
が直線上に位置決め固定されており、その両側に
はガイドピン４２挿入用のガイドピン穴４１が設
けられている。ガイドピン４２は直径0.7mmφ、
ガイドピン穴４１のピツチは3.6mmが代表的で、
その間に例えば５心光フアイバであればピツチ
0.3mmで５本の光フアイバＢが位置決め固定され
た構造になつている。

結合に際しては、２本のガイドピン４２を一方
の光コネクタフエルールのガイドピン穴４１に挿
入し、他方の光コネクタフエルールをこれに対向
させて挿入することにより光フアイバＢの一括結
合を実現する。その後上記の結合状態においてフ
エルール４０の後部より例えば第５図ロに示すよ
うなクランプ５等を用いて加圧固定し、円筒状の
ハウジングに収納する。

又このような多心光コネクタフエルールの製造
は、金型内に成形ピン及びその位置決め部材をセ
ットし、エポキシ樹脂等の樹脂成形により光フア
イバガイド穴及びガイドピン穴を形成していた。

（解決しようとする問題点） 上述した従来の多心光コネクタフエルールは次
に列記するような問題点を有していた。

光フアイバを直接位置決めしている材質が樹
脂であるために湿度や温度の雰囲気において寸
法変化を生じ、精密な寸法の維持が困難であ
る。

樹脂成形により光フアイバガイド穴を形成し
ているが、成形圧や成形ピンと位置決め部材と
の位置偏差等で成形ピンの曲がり、即ち光フア
イバガイド穴の曲がりが生じ損失増の原因とな
る。

位置決め結合において、ガイドピンをフエル
ールのガイドピン穴に挿入する構造を有してい
るが、樹脂成形されたガイドピン穴に金属のガ
イドピンを挿入するために、穴が摩耗や損傷を
受け易く、又変形し易いために、精密なサブミ
クロンの寸法維持が困難で、高精度な結合の実
現が困難である。

同様に、熱膨張も樹脂は光フアイバの材質で
ある石英に比較すると著しく大きく、そのため
に温度変化による内部損失の増加が生じ易い。

寸法測定評価を行なう場合、樹脂成形品であ
るため端面エツジがダレており、サブミクロン
単位の精密測定が極めて困難で、結果として良
質の光コネクタフエルールの評価ができない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解消し、一例としてコ
ア径10μm、外径が125μmという結合が最も困難
とされている単一モードフアイバの低損失結合を
可能とする理想的な超精密結合を実現する光コネ
クタの製造方法を提供するもので、その特徴は、
光フアイバを保持して位置決め結合を実現する光
コネクタフエルールの製造方法において、シリコ
ンからなる基板にダイヤモンドホイールを用いて
光フアイバ及びガイドピン位置決め用のＶ字形溝
を形成してガイド溝基板を作成し、この上面に光
フアイバＶ字形溝の一部を露出するように硬脆材
料からなるガイドプレートを接合して光フアイバ
ガイド穴及びガイドピン穴を形成し、上記光フア
イバガイド穴に光フアイバを挿入して接着剤で固
定し、端面を研磨することにある。

（実施例） 第１図は本発明の製造方法によつて得られる光
コネクタフエルールの主要な構成要素であるガイ
ドキヤピラリーの斜視図である。

ガイドキヤピラリー１はシリコンで形成された
ガイド溝基板１１の上面に、シリコン等の硬脆材
で形成されたガイドプレート１２を重ね合せ接合
して構成されている。

ガイド溝基板１１は、シリコンからなる溝基板
の上面にダイヤモンドホイールを用いて研削加工
により光フアイバ及びガイドピン位置決め用のＶ
字形溝１４，１３が設けられている。そして、そ
の上面にシリコン等の硬脆材料からなるガイドプ
レートを重ね合せ接合して光フアイバガイド穴及
びガイドピン穴を形成する。上記ガイド溝基板11
の長さはその上に重ね合せるガイドプレート１２
よりも長く、両者は例えば低融点ガラス等の薄膜
接着層１６を介して接合されているが、一端を揃
えて重ね合せたとき、ガイドピンＶ字形溝１３及
び光フアイバＶ字形溝１４の一部が長さ方向に露
出１５している。

このようなガイドキヤピラリー１は、第２図に
示すように、その先端部を突出ｌさせてプラスチ
ツク成形された下部ハウジング２１内に組入れ
る。このような状態で前記光フアイバガイド穴に
光フアイＢ（第３図参照）を挿入し、接着剤で固
定し、前記露出部分１５にプラスチツク成形され
た上蓋ハウジング２２を載置し、端面を研磨する
ことにより第３図の如き光コネクタフエルールが
形成される。

この際、下部ハウジング２１の後端部には第６
図ロのように光コネクタフエルールを結合したと
き、クランプ５により加圧し固定する際の加圧部
２３を設けてあり、又第４図は下部ハウジング２
１の後部の両側面にフランジ部２１ａを一体に成
形することにより加圧部２３の面積を増大させた
ものである。

第５図は光フアイバを接着固定した光コネクタ
フエルールの縦断面図である。

ハウジング２を構成する下部ハウジング２１及
び上蓋ハウジング２２はプラスチツク成形により
形成されており、下部ハウジング２１はその中に
収納するガイドキヤピラリー１の側面を覆い包む
形状を有し、内部にはガイドキヤピラリー１の位
置決め用段差２５及び光フアイバ心線Ａの径に対
応する段差２４を有しており、上蓋ハウジング２
２にも光フアイバ心線Ａの径に対応する段差２
４′を有している。

上記のような下部ハウジング２１の底部に前記
ガイドキヤピラリー１が組入れられるが、この際
ガイドキヤピラリー１の端部を前記段差２５によ
つて形成される当り面２６に当接して位置せしめ
接着剤によつて固定する。

なお、下部ハウジング２１の底部コーナ部には
第７図のように溝２７を設けることにより前記接
着剤の逃げ用として有効である。

第５図は光コネクタフエルールの結合の説明図
で、同図イは結合前の状態、同図ロは結合状態を
示している。

上述の本発明の光コネクタフエルール３０は２
本のガイドピン４を用いて結合され、クランプ５
をハウジング２の後部加圧部２３に嵌合して加圧
し固定する。なおこの際第４図のようにハウジン
グ２の後部にフランジ部２１ａを形成しておくこ
とによりその加圧部面積は増大する。図面におい
て、３は光フアイバ心線Ａ上に装着したゴムブー
ツである。

（試作例及び評価） シリコンウエハーを用意し、これにダイヤモン
ドホイールを用いて上面に光フアイバガイド及び
ガイドピンの位置決め用のＶ字形溝の研削加工を
連続して行ないガイド基板集合体を作成した。上
記ダイヤモンドホイールはすべて同じものを用い
た。一方平板状のシリコンプレートを別途用意
し、この表面をあらかじめ酸化させた後、低融点
ガラスの接着層を0.1μm程度の薄膜にスパツタリ
ング等で形成したものを所定位置に前記ガイド基
板集合体に重ね合せ約500℃に加熱し、冷却して
両者を接合させた。次にこの一体化した硬脆材料
のウエハーを所定形状のチツプ状に切断加工して
ガイドキヤピラリーを得た。

一例として、得られたガイドキヤピラリーの寸
法は、巾が７mm、厚さが2.2mm、全長が８mm、露
出長が３mmである。又ガイド基板には、0.7mmφ
のガイドピン溝が3.6mmピツチで、光フアイバガ
イド溝が0.3mmピツチで５本加工されており、こ
れらＶ溝の角度はすべて一定で、試作では60°と
した。

次に、あらかじめ射出成形により成形しておい
た下部ハウジング内に前記のガイドキヤピラリー
を組入れて接着固定した。下部ハウジングの底部
には段差があり、その一つはガイドキヤピラリー
の位置決め固定用であり、他の一つは光フアイバ
心線径に対応して心線固定部を形成するようにし
た。下部ハウジングの全体の長さは13mm、心線固
定部の長さは５mmとした。

又第４図に示すようにガイドキヤピラリーの先
端部は若干ハウジングより突出ｌさせ研磨し易く
してある。試作では約0.5mm突出させた。

このようにして得られた下部ハウジングに組入
れられたガイドキヤピラリーに５本の光フアイバ
を挿入して接着剤で固定し、上蓋ハウジングを載
置して多心光コネクタフエルールを形成し、次い
で加熱硬化後端面を研磨した。

このようにして得られた光コネクタフエルール
をガイドピン２本を用いて結合し、クランプによ
り固定して評価した。なお、用いた光フアイバは
コア径が10μm、外形125μmの単一モードフアイ
バである。

結合損失はマツチング剤使用で、ｎ＝50におい
て平均0.18dBときわめてよく、最大でも0.53dB
と非常に安定している。温度特性は−30℃〜＋70
℃で0.1dB以内の変動であり、熱膨張率が従来の
プラスチツクのものより改善されその効果が出て
いることが確認された。

又80℃、95％、10日間の湿熱テストにおいて変
動が0.05dB以内で非常に安定しており、着脱テ
ストにおいてもＮ＝200回で劣化は0.2dB以内で
あり、摩耗、変形等は生じていない。

さらに、加工方法から、Ｖ溝の直線性がでてお
り、ガイドキヤピラリー内での光フアイバの曲が
りがなく、又シリコン等の硬脆材料を用いている
ため、研削比30000以上の高効率加工が出来、精
密加工がやり易く、かつエツジがシヤープで測定
も非常にやり易くなつている。なお、接合用薄膜
層として低粘度でスピンコート可能な樹脂を利用
してもよい。

（発明の効果） 上述したように本発明によれば次に列記するよ
うな効果を奏するものである。

ガイドキヤピラリーとしてシリコン材料を用
いることによりダイヤモンドホイールによるＶ
字形溝の研削加工が可能で、高精度、高量産性
が実現でき、かつ、従来のようなプラスチツク
成形品の膨潤による寸法変化もない。

光フアイバガイド溝及びガイドピン溝を研削
加工により形成するため、従来のような成形ピ
ンの曲がりによる光フアイバガイド穴の曲がり
が著しく低減した。

従来の結合はプラスチツク成形によるガイド
ピン穴と金属のガイドピンとの結合で、ガイド
ピンの着脱によりガイドピン穴に変形が生じ易
かつたが、本発明では硬脆材料を用いているた
めこのような変形がなくなつた。

光フアイバを位置決め固定するガイドキヤピ
ラリーに硬脆材料を用いているため、従来のプ
ラスチツクに比して熱膨張が著しく小さくな
り、石英フアイバである光フアイバとの整合性
が著しく向上した。

硬脆材料加工のためバリが生じにくく、結果
として精密な寸法測定が容易となつた。

ガイドキヤピラリーをハウジングに収納する
ことによりガイドキヤピラリーの補強に有効で
ある。

下部ハウジングに形成した段差により、ガイ
ドキヤピラリーの位置決め、光フアイバ心線の
固定が容易となつた。

ガイド基板とガイドプレートを低融点ガラス
の薄膜で接合することにより、高精度のガイド
溝穴の形成が可能となつた。

下部ハウジングの後端にクランプ加工部を形
成することにより、組立て性及び加圧の均等性
が向上した。

同一工具を用い、同一角度のガイド溝を加工
することにより量産加工、精密加工の向上が得
られた。

下部ハウジングの底部のコーナ部に溝を設け
ることにより、接着剤の逃げ場ができ、かつ、
ガイドキヤピラリーの底部エツジ面取りが不要
となつた。

１つのウエハーに連続ガイド溝加工を行な
い、これを切断しチツプ化する方法を採用する
ことにより、著しく量産性が向上した。

なお、上記説明は主として多心光コネクタフエ
ルールについて述べたが、単心光コネクタフエル
ールについても同様に適用できることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法により得られる光コ
ネクタフエルールの主要構成要素であるガイドキ
ヤピラリーの斜視図である。第２図は第１図のガ
イドキヤピラリーを下部ハウジングに収納した状
態の斜視図である。第３図及び第４図はいずれも
本発明の製造方法により得られた光コネクタフエ
ルールの実施例の斜視図である。第５図は光フア
イバを装着した状態の本発明の光コネクタフエル
ールの縦断面図、第６図イは本発明の光コネクタ
フエルールの結合前、同図ロは結合状態の説明図
である。又第７図は下部ハウジングの底部コーナ
部に溝を設けた横断面図である。第８図は従来の
多心光コネクタフエルールの説明図で、同図イは
上面図、同図ロはイ図のＸ−Ｘ矢視図である。 Ａ……光フアイバ心線、Ｂ……光フアイバ、１
……ガイドキヤピラリー、１１……ガイド基板、
１２……ガイドプレート、１３……ガイドピン
溝、１４……光フアイバガイド溝、２……ハウジ
ング、２１……下部ハウジング、２２……上蓋ハ
ウジング、２３……クランプ加圧部、２４，２
４′，２５……段差、５……クランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光フアイバを保持して位置決め結合を実現す
   る光コネクタフェルールの製造方法において、シ
   リコンからなる基板にダイヤモンドホイールを用
   いて光ファイバ及びガイドピン位置決め用のＶ字
   形溝を形成してガイド溝基板を作成し、この上面
   に光ファイバＶ字形溝の一部が露出するように硬
   脆材料からなるガイドプレートを接合して光フア
   イバガイド穴及びガイドピン穴を形成し、上記光
   フアイバガイド穴に光フアイバを挿入して接着剤
   で固定し、端面を研磨することを特徴とする光コ
   ネクタフエルールの製造方法。 ２ シリコンからなる１枚のウエハーに、同一の
   ダイヤモンドホイールを用いて連続して光フアイ
   バ及びガイドピン位置決め用のＶ字形溝を形成し
   てガイド溝基板集合体を作成し、この上に光フア
   イバＶ字形溝の一部が露出するようにガイドプレ
   ートを接合し、該集合体を切断分割することによ
   り光フアイバガイド穴及びガイドピン穴を具えた
   光フアイバ及びガイドピン位置決め用の複数のガ
   イドキヤピラリーを得ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光コネクタフエルールの製
   造方法。