JPH0815550A - 光ファイバ位置決め部材とそれを用いた光ファイバの位置決め固定方法 - Google Patents
光ファイバ位置決め部材とそれを用いた光ファイバの位置決め固定方法Info
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- JPH0815550A JPH0815550A JP6150095A JP15009594A JPH0815550A JP H0815550 A JPH0815550 A JP H0815550A JP 6150095 A JP6150095 A JP 6150095A JP 15009594 A JP15009594 A JP 15009594A JP H0815550 A JPH0815550 A JP H0815550A
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- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】第２基板の接合面に半田との濡れ性の良い材質
からなる薄膜層を敷設するとともに、第１基板の凹部溝
を除く接合面にはＡｕからなる薄膜層を敷設し、上記第
１基板の凹部溝内に光ファイバを載置したあと、その上
方から第２基板により押圧して第１基板上の薄膜層を塑
性変形させて半田接合する。 【効果】半田により光ファイバを第１基板の凹部溝内に
押し付けることができるととに、凹部溝側に突出させた
Ａｕからなる薄膜層により、半田の体積変化及び光ファ
イバの位置ずれを防止し、凹部溝の精度に光ファイバを
高精度に位置決め固定することができる。
からなる薄膜層を敷設するとともに、第１基板の凹部溝
を除く接合面にはＡｕからなる薄膜層を敷設し、上記第
１基板の凹部溝内に光ファイバを載置したあと、その上
方から第２基板により押圧して第１基板上の薄膜層を塑
性変形させて半田接合する。 【効果】半田により光ファイバを第１基板の凹部溝内に
押し付けることができるととに、凹部溝側に突出させた
Ａｕからなる薄膜層により、半田の体積変化及び光ファ
イバの位置ずれを防止し、凹部溝の精度に光ファイバを
高精度に位置決め固定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一方の基板に刻設した
凹部溝に光ファイバを載置し、他方の基板により光ファ
イバを挟持して位置決め固定する光ファイバ位置決め部
材とそれを用いた光ファイバの位置決め固定方法に関す
るものであり、具体的には、集積光部品をなす光導波
路、フォトダイオード、レーザーダイオード、集積光素
子などに光ファイバを接続するための光ファイバアレイ
や、光コネクタ、光スプライサーなどのフェルールに関
するものである。
凹部溝に光ファイバを載置し、他方の基板により光ファ
イバを挟持して位置決め固定する光ファイバ位置決め部
材とそれを用いた光ファイバの位置決め固定方法に関す
るものであり、具体的には、集積光部品をなす光導波
路、フォトダイオード、レーザーダイオード、集積光素
子などに光ファイバを接続するための光ファイバアレイ
や、光コネクタ、光スプライサーなどのフェルールに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光導波路、フォトダイオー
ド、レーザーダイオード、集積光素子などの集積光部品
に複数の光ファイバを接続したり、光コネクタや光スプ
ライサーなどのように単数又は複数の光フィイバ同士を
接続する場合、接合面間での光の伝達損失を極力低減す
るために、整列させる複数の光ファイバには非常に高い
位置決め精度が要求されており、今日においては水平ピ
ッチ精度及び垂直ピッチ精度共に±０．５μｍ以下の精
度が要求されている。なお、水平ピッチ精度とは、水平
方向に並ぶ各光ファイバ間のずれ幅の平均値であり、垂
直ピッチ精度とは、基準となる水平線に対し垂直方向に
ずれた光ファイバのずれ幅の平均値を言う。
ド、レーザーダイオード、集積光素子などの集積光部品
に複数の光ファイバを接続したり、光コネクタや光スプ
ライサーなどのように単数又は複数の光フィイバ同士を
接続する場合、接合面間での光の伝達損失を極力低減す
るために、整列させる複数の光ファイバには非常に高い
位置決め精度が要求されており、今日においては水平ピ
ッチ精度及び垂直ピッチ精度共に±０．５μｍ以下の精
度が要求されている。なお、水平ピッチ精度とは、水平
方向に並ぶ各光ファイバ間のずれ幅の平均値であり、垂
直ピッチ精度とは、基準となる水平線に対し垂直方向に
ずれた光ファイバのずれ幅の平均値を言う。
【０００３】ところで、図８に示すように、光導波路３
０と複数の光ファイバ１０とを接続する場合、光ファイ
バ１０を上記位置決め精度に整列させるため、表面に複
数のＶ溝３を備えた光ファイバ位置決め部材１１が用い
られており、上記光ファイバ位置決め部材１１のＶ溝３
に各々の光ファイバ１０を載置したあと、枝分かれした
光導波路３０の光導波路通路３１と各々の光ファイバ１
０を高精度に接続するようになっていた。
０と複数の光ファイバ１０とを接続する場合、光ファイ
バ１０を上記位置決め精度に整列させるため、表面に複
数のＶ溝３を備えた光ファイバ位置決め部材１１が用い
られており、上記光ファイバ位置決め部材１１のＶ溝３
に各々の光ファイバ１０を載置したあと、枝分かれした
光導波路３０の光導波路通路３１と各々の光ファイバ１
０を高精度に接続するようになっていた。
【０００４】また、上記光ファイバ位置決め部材１１
は、図６に示すように、接合面２ａに８心のＶ溝３を高
精度に刻設してあり、その後端部に凹欠部４を備えた第
１基板２と、上記第１基板２より短い平板状の第２基板
５からなり、両基板２，５はプラスチックやガラス、あ
るいはセラミックスなどにより形成したものがあった。
そして、この光ファイバ位置決め部材１１を用いてリボ
ン光ファイバ２０内の各々の光ファイバ１０を位置決め
固定する方法として、第１基板２のＶ溝３内に各々の光
ファイバ１０を載置し、その上部に熱硬化性あるいは紫
外線硬化性を有するエポキシ系やアクリル系の接着剤１
５を塗布したあと、その上方から第２基板５を載置し、
熱を加えたり、光を当てて各々の接着剤１５を硬化させ
ることにより第１基板２と第２基板５との間で各々の光
ファイバ１０を挾持し、Ｖ溝３内に位置決め固定するよ
うにしたものがあった。
は、図６に示すように、接合面２ａに８心のＶ溝３を高
精度に刻設してあり、その後端部に凹欠部４を備えた第
１基板２と、上記第１基板２より短い平板状の第２基板
５からなり、両基板２，５はプラスチックやガラス、あ
るいはセラミックスなどにより形成したものがあった。
そして、この光ファイバ位置決め部材１１を用いてリボ
ン光ファイバ２０内の各々の光ファイバ１０を位置決め
固定する方法として、第１基板２のＶ溝３内に各々の光
ファイバ１０を載置し、その上部に熱硬化性あるいは紫
外線硬化性を有するエポキシ系やアクリル系の接着剤１
５を塗布したあと、その上方から第２基板５を載置し、
熱を加えたり、光を当てて各々の接着剤１５を硬化させ
ることにより第１基板２と第２基板５との間で各々の光
ファイバ１０を挾持し、Ｖ溝３内に位置決め固定するよ
うにしたものがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般的に接
着剤１５は硬化する際に大きな体積変化を生じるという
問題があった。
着剤１５は硬化する際に大きな体積変化を生じるという
問題があった。
【０００６】その為、接着剤１５でもって各々の光ファ
イバ１０をＶ溝３内に位置決め固定した上記光ファイバ
位置決め部材１１では、図７に示すように、接着剤１５
の硬化に伴い第２基板５が横ずれを生じるとともに、光
ファイバ１０が引っ張られてＶ溝３の側壁面３ａから離
れてしまい、各々の光ファイバ１０をＶ溝３内に位置決
め固定することができなかった。
イバ１０をＶ溝３内に位置決め固定した上記光ファイバ
位置決め部材１１では、図７に示すように、接着剤１５
の硬化に伴い第２基板５が横ずれを生じるとともに、光
ファイバ１０が引っ張られてＶ溝３の側壁面３ａから離
れてしまい、各々の光ファイバ１０をＶ溝３内に位置決
め固定することができなかった。
【０００７】また、接着剤１５は環境変化によっても大
きな体積変化を生じるため、第１基板２のＶ溝３内に各
々の光ファイバ１０を高精度に位置決め固定することが
できなかった。
きな体積変化を生じるため、第１基板２のＶ溝３内に各
々の光ファイバ１０を高精度に位置決め固定することが
できなかった。
【０００８】即ち、接着剤１５は大気中に存在する水分
を吸収するために体積膨張を生じ、その結果、光ファイ
バ１０がＶ溝３の側壁面３ａから離れてしまうといった
問題があった。また、高温下での使用時においても接着
剤１５が体積変化を伴い、やはり光ファイバ１０をＶ溝
３内に高精度に位置決め固定することができなかった。
を吸収するために体積膨張を生じ、その結果、光ファイ
バ１０がＶ溝３の側壁面３ａから離れてしまうといった
問題があった。また、高温下での使用時においても接着
剤１５が体積変化を伴い、やはり光ファイバ１０をＶ溝
３内に高精度に位置決め固定することができなかった。
【０００９】本発明の目的は、長期にわたって環境変化
の影響を受けることなく、第１基板上に刻設した凹部溝
の精度に各々の光ファイバを位置決め固定することがで
きる光ファイバ位置決め部材を提供し、光ファイバを高
精度に位置決め固定することにある。
の影響を受けることなく、第１基板上に刻設した凹部溝
の精度に各々の光ファイバを位置決め固定することがで
きる光ファイバ位置決め部材を提供し、光ファイバを高
精度に位置決め固定することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、第２基板の接合面に半田との濡れ性の良い材
質からなる薄膜層を敷設するとともに、第１基板の凹部
溝を除く接合面にはＡｕからなる薄膜層を膜厚２〜１０
μｍの範囲で敷設し、両基板を半田接合して光ファイバ
位置決め部材を構成したものである。
題に鑑み、第２基板の接合面に半田との濡れ性の良い材
質からなる薄膜層を敷設するとともに、第１基板の凹部
溝を除く接合面にはＡｕからなる薄膜層を膜厚２〜１０
μｍの範囲で敷設し、両基板を半田接合して光ファイバ
位置決め部材を構成したものである。
【００１１】また、本発明は、上記第１基板の凹部溝内
に光ファイバを載置し、その上方を半田を塗布した上記
第２基板により押圧して前記第１基板のＡｕからなる薄
膜層を塑性変形させるとともに、半田接合することによ
り、前記第１基板の凹部溝内に光ファイバを高精度に位
置決め固定したものである。
に光ファイバを載置し、その上方を半田を塗布した上記
第２基板により押圧して前記第１基板のＡｕからなる薄
膜層を塑性変形させるとともに、半田接合することによ
り、前記第１基板の凹部溝内に光ファイバを高精度に位
置決め固定したものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、第１基板と第２基板の接合面
にそれぞれ半田との濡れ性の良い薄膜層を敷設して半田
接合してあるため、両基板を強固に接合することができ
る。しかも、第１基板の凹部溝内には薄膜層を設けてい
ないため、光ファイバを凹部溝の精度に位置決め固定す
ることができる。
にそれぞれ半田との濡れ性の良い薄膜層を敷設して半田
接合してあるため、両基板を強固に接合することができ
る。しかも、第１基板の凹部溝内には薄膜層を設けてい
ないため、光ファイバを凹部溝の精度に位置決め固定す
ることができる。
【００１３】また、本発明によれば、第１基板に敷設す
る薄膜層として、環境変化に対して極めて高い安定性を
有するＡｕを用いていることから、長期使用において殆
ど変形を生じることがなく、第２基板の横ずれ及び第２
基板の横ずれに伴う光ファイバの位置ずれを防止するこ
とができる。
る薄膜層として、環境変化に対して極めて高い安定性を
有するＡｕを用いていることから、長期使用において殆
ど変形を生じることがなく、第２基板の横ずれ及び第２
基板の横ずれに伴う光ファイバの位置ずれを防止するこ
とができる。
【００１４】さらに、本発明によれば、第１基板に敷設
するＡｕ薄膜層の膜厚を特定の範囲で設けるとともに、
光ファイバの固定時に上記第１基板の薄膜層を塑性変形
させてあることから、Ａｕからなる薄膜層の一部が凹部
溝内の光ファイバを覆うように突出し、該薄膜層の突出
部により、光ファイバの位置ずれと、半田の体積変化を
抑えることができるため、光ファイバを凹部溝の側壁面
に強固に押さえ付けておくことができる。
するＡｕ薄膜層の膜厚を特定の範囲で設けるとともに、
光ファイバの固定時に上記第１基板の薄膜層を塑性変形
させてあることから、Ａｕからなる薄膜層の一部が凹部
溝内の光ファイバを覆うように突出し、該薄膜層の突出
部により、光ファイバの位置ずれと、半田の体積変化を
抑えることができるため、光ファイバを凹部溝の側壁面
に強固に押さえ付けておくことができる。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明実施例を説明する。ただし、
従来例と同一部分については同一符号で示す。
従来例と同一部分については同一符号で示す。
【００１６】図１（ａ）は本発明に係る光ファイバ位置
決め部材１を分解した斜視図で、図１（ｂ）は（ａ）に
示す第２基板５の主要部を拡大した斜視図、図１（ｃ）
は（ａ）に示す第１基板２の主要部を拡大した斜視図で
ある。
決め部材１を分解した斜視図で、図１（ｂ）は（ａ）に
示す第２基板５の主要部を拡大した斜視図、図１（ｃ）
は（ａ）に示す第１基板２の主要部を拡大した斜視図で
ある。
【００１７】図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、本発明の光ファイバ位置決め部材１は、接合面２ａ
に高精度のＶ溝３を複数刻設してあり、その後端部に凹
欠部４を設けた第１基板２と、上記第１基板２より短い
平板状の第２基板５から構成してある。また、前記第２
基板５の接合面５ａには、ＮｉＣｒ、Ｔｉなどの金属や
ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮなどの金属窒化物、あるいは
これらを積層した中間層９を介して半田との濡れ性の良
い材質からなる薄膜層８を敷設してあり、前記第１基板
２のＶ溝３を除く接合面２ａには、上記第２基板５と同
様な中間層９を介して膜厚Ｍ２〜１０μｍ、好ましくは
２〜７μｍのＡｕからなる薄膜層７を敷設してある。な
お、半田との濡れ性の良い材質には、Ａｕ、Ｎｉ，Ｓ
ｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，及びＡｌなどの材質がある。
に、本発明の光ファイバ位置決め部材１は、接合面２ａ
に高精度のＶ溝３を複数刻設してあり、その後端部に凹
欠部４を設けた第１基板２と、上記第１基板２より短い
平板状の第２基板５から構成してある。また、前記第２
基板５の接合面５ａには、ＮｉＣｒ、Ｔｉなどの金属や
ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮなどの金属窒化物、あるいは
これらを積層した中間層９を介して半田との濡れ性の良
い材質からなる薄膜層８を敷設してあり、前記第１基板
２のＶ溝３を除く接合面２ａには、上記第２基板５と同
様な中間層９を介して膜厚Ｍ２〜１０μｍ、好ましくは
２〜７μｍのＡｕからなる薄膜層７を敷設してある。な
お、半田との濡れ性の良い材質には、Ａｕ、Ｎｉ，Ｓ
ｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，及びＡｌなどの材質がある。
【００１８】また、図２（ａ）は本発明に係る光ファイ
バ位置決め部材１により光ファイバ１０を位置決め固定
した状態を示す斜視図で、リボン光ファイバ２０の被覆
部２１を第１基板２の凹欠部４に載置するとともに、被
覆部２１を剥がした各々の光ファイバ１０をそれぞれの
Ｖ溝３内に配置し、その上方から第２基板５を載置して
半田１１で接合することにより、第１基板２と第２基板
５とで光ファイバ１０を挾持し、Ｖ溝３内に位置決め固
定してある。
バ位置決め部材１により光ファイバ１０を位置決め固定
した状態を示す斜視図で、リボン光ファイバ２０の被覆
部２１を第１基板２の凹欠部４に載置するとともに、被
覆部２１を剥がした各々の光ファイバ１０をそれぞれの
Ｖ溝３内に配置し、その上方から第２基板５を載置して
半田１１で接合することにより、第１基板２と第２基板
５とで光ファイバ１０を挾持し、Ｖ溝３内に位置決め固
定してある。
【００１９】この時、図２（ｂ）に示すように、各々の
光ファイバ１０は、第１基板２に刻設したＶ溝３の側壁
面３ａと完全に当接させて位置決めしてあり、光ファイ
バ１０の上部は半田１１により完全に覆ってあるため、
各々の光ファイバ１０はＶ溝３の精度に高精度に位置決
め固定することができる。しかも、第１基板２の接合面
２ａ上に敷設したＡｕからなる薄膜層７の一部は、第２
基板５を押圧固定する際に塑性変形し、Ｖ溝３側に突出
することから、この薄膜層７の突出部７ａにより、半田
１１の体積変化を防止するとともに、光ファイバ１０が
位置ずれを生じるのを阻止することができる。
光ファイバ１０は、第１基板２に刻設したＶ溝３の側壁
面３ａと完全に当接させて位置決めしてあり、光ファイ
バ１０の上部は半田１１により完全に覆ってあるため、
各々の光ファイバ１０はＶ溝３の精度に高精度に位置決
め固定することができる。しかも、第１基板２の接合面
２ａ上に敷設したＡｕからなる薄膜層７の一部は、第２
基板５を押圧固定する際に塑性変形し、Ｖ溝３側に突出
することから、この薄膜層７の突出部７ａにより、半田
１１の体積変化を防止するとともに、光ファイバ１０が
位置ずれを生じるのを阻止することができる。
【００２０】このように、本発明の光ファイバ位置決め
部材１は、第１基板２及び第２基板５に半田１１との濡
れ性の良い薄膜層７，８を敷設し、両基板２，５を半田
１１で接合してあるため、従来の接着剤による接合と異
なり環境変化の影響を受け難く、また、第１基板２と第
２基板５を強固に接合することができる。しかも、第１
基板２の敷設する薄膜層７には、環境変化に対して極め
て高い安定性を有するＡｕを用いているため、長期使用
においても第２基板５が横ずれを生じることがなく、ま
た、前記第２基板５の横ずれに伴い光ファイバ１０の位
置ずれを生じることもない。
部材１は、第１基板２及び第２基板５に半田１１との濡
れ性の良い薄膜層７，８を敷設し、両基板２，５を半田
１１で接合してあるため、従来の接着剤による接合と異
なり環境変化の影響を受け難く、また、第１基板２と第
２基板５を強固に接合することができる。しかも、第１
基板２の敷設する薄膜層７には、環境変化に対して極め
て高い安定性を有するＡｕを用いているため、長期使用
においても第２基板５が横ずれを生じることがなく、ま
た、前記第２基板５の横ずれに伴い光ファイバ１０の位
置ずれを生じることもない。
【００２１】なお、第１基板２に刻設する溝形状はＶ溝
３だけに限定するものではなく、光ファイバ１０を正確
に、且つ高精度に位置決めできる形状であれば良く、こ
の他にＵ溝や半円溝、あるいは角溝などの凹部溝を形成
してあれば良い。また、上記第１基板２に刻設するＶ溝
３の数は８心に限定するものではない。
３だけに限定するものではなく、光ファイバ１０を正確
に、且つ高精度に位置決めできる形状であれば良く、こ
の他にＵ溝や半円溝、あるいは角溝などの凹部溝を形成
してあれば良い。また、上記第１基板２に刻設するＶ溝
３の数は８心に限定するものではない。
【００２２】ところで、上記両基板２，５を構成する材
質としては、セラミックスやガラスにより形成すること
が好ましい。
質としては、セラミックスやガラスにより形成すること
が好ましい。
【００２３】例えば、セラミックスにおいてはアルミナ
セラミックスやジルコニアセラミックス、あるいは炭化
珪素質セラミックスや窒化珪素質セラミックスが良く、
さらにフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）やマシ
ナブルセラミックス、あるいはサファイアなどにより形
成することもできる。特に、ジルコニアセラミックス、
炭化珪素質セラミックス、及び窒化珪素質セラミックス
は、結晶粒子が微細であるため、非常に高い面精度が得
られることから、高精度のＶ溝３を形成するのに最適で
ある。また、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）
やマシナブルセラミックスはガラス成分を含んでいるた
め、加工性に富み、高精度のＶ溝３を形成することがで
きる。さらに、ガラスにおいては特に結晶化ガラスが良
く、上記フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）やマ
シナブルセラミックスと同様に、加工性に優れるとと
に、適度な硬度を備えているため、精度の高いＶ溝３を
容易に形成することができる。
セラミックスやジルコニアセラミックス、あるいは炭化
珪素質セラミックスや窒化珪素質セラミックスが良く、
さらにフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）やマシ
ナブルセラミックス、あるいはサファイアなどにより形
成することもできる。特に、ジルコニアセラミックス、
炭化珪素質セラミックス、及び窒化珪素質セラミックス
は、結晶粒子が微細であるため、非常に高い面精度が得
られることから、高精度のＶ溝３を形成するのに最適で
ある。また、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）
やマシナブルセラミックスはガラス成分を含んでいるた
め、加工性に富み、高精度のＶ溝３を形成することがで
きる。さらに、ガラスにおいては特に結晶化ガラスが良
く、上記フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ）やマ
シナブルセラミックスと同様に、加工性に優れるとと
に、適度な硬度を備えているため、精度の高いＶ溝３を
容易に形成することができる。
【００２４】一方、前記第１基板２に敷設するＡｕから
なる薄膜層７の膜厚Ｍを２〜１０μｍとしたのは、膜厚
Ｍが２μｍより小さいと、膜厚Ｍが薄過ぎるために、第
２基板５により押圧して薄膜層７を塑性変形させても、
薄膜層７の一部をＶ溝３側に突出させることができない
からであり、逆に、膜厚Ｍが１０μｍより大きいと、塑
性変形した薄膜層７の突出部７ａが光ファイバ１０を覆
ってしまうために、光ファイバ１１の上部に半田１１を
充分充填することができず、光ファイバ１１の位置ずれ
を生じるからである。
なる薄膜層７の膜厚Ｍを２〜１０μｍとしたのは、膜厚
Ｍが２μｍより小さいと、膜厚Ｍが薄過ぎるために、第
２基板５により押圧して薄膜層７を塑性変形させても、
薄膜層７の一部をＶ溝３側に突出させることができない
からであり、逆に、膜厚Ｍが１０μｍより大きいと、塑
性変形した薄膜層７の突出部７ａが光ファイバ１０を覆
ってしまうために、光ファイバ１１の上部に半田１１を
充分充填することができず、光ファイバ１１の位置ずれ
を生じるからである。
【００２５】さらに、各基板２，５と薄膜層７，８との
間には、ＮｉＣｒ、Ｔｉなどの金属やＴｉＮ、ＣｒＮ、
ＴｉＣＮなどの金属窒化物、あるいはこれらを積層した
中間層９を敷設してあり、これらの中間層９を設けるこ
とにより薄膜層７，８との密着強度を高めることができ
る。ただし、第１基板２に敷設する中間層９の膜厚Ｋが
厚くなりすぎると、薄膜層７の膜厚Ｍを薄くしなければ
ならず不都合を生じることから、膜厚Ｋの上限は０．３
μｍとすることが望ましい。なお、可能であれば両基板
２，５に直接、Ａｕからなる薄膜層７、及び半田１１と
濡れ性の良い薄膜層８を敷設しても良い。
間には、ＮｉＣｒ、Ｔｉなどの金属やＴｉＮ、ＣｒＮ、
ＴｉＣＮなどの金属窒化物、あるいはこれらを積層した
中間層９を敷設してあり、これらの中間層９を設けるこ
とにより薄膜層７，８との密着強度を高めることができ
る。ただし、第１基板２に敷設する中間層９の膜厚Ｋが
厚くなりすぎると、薄膜層７の膜厚Ｍを薄くしなければ
ならず不都合を生じることから、膜厚Ｋの上限は０．３
μｍとすることが望ましい。なお、可能であれば両基板
２，５に直接、Ａｕからなる薄膜層７、及び半田１１と
濡れ性の良い薄膜層８を敷設しても良い。
【００２６】次に、図１に示す本発明に係る光ファイバ
位置決め部材１の製造方法を説明する。
位置決め部材１の製造方法を説明する。
【００２７】図３（ａ）〜（ｃ）は製造工程を示す図で
あり、まず、図３（ａ）に示すように、直方体をした第
２基板５の接合面５ａに、ＮｉＣｒ、Ｔｉなどの金属や
ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮなどの金属窒化物、あるいは
これらを積層した中間層９を敷設したあと、その上面に
Ａｕ、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，及びＡｌのうち一種か
らなる薄膜層８を敷設し、さらに半田１１を塗布する。
また、第１基板２には、図３（ｂ）に示すように、後端
部に凹欠部４を形成するとともに、該凹欠部４以外の面
には第２基板５と同様な中間層９を敷設したあと、膜厚
Ｍが２〜１０μｍ、好ましくは３〜７μｍの範囲でＡｕ
からなる薄膜層７を敷設する。
あり、まず、図３（ａ）に示すように、直方体をした第
２基板５の接合面５ａに、ＮｉＣｒ、Ｔｉなどの金属や
ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮなどの金属窒化物、あるいは
これらを積層した中間層９を敷設したあと、その上面に
Ａｕ、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，及びＡｌのうち一種か
らなる薄膜層８を敷設し、さらに半田１１を塗布する。
また、第１基板２には、図３（ｂ）に示すように、後端
部に凹欠部４を形成するとともに、該凹欠部４以外の面
には第２基板５と同様な中間層９を敷設したあと、膜厚
Ｍが２〜１０μｍ、好ましくは３〜７μｍの範囲でＡｕ
からなる薄膜層７を敷設する。
【００２８】なお、両基板２，５に敷設する中間層９
は、イオンプレーティング法、スパッタリング法、真空
蒸着法やＰＶＤ（Physical Vayor Deposition)、ＣＶＤ
（Chemical Vayor Deposition)等の薄膜成形手段により
形成することができ、さらに上記中間層９の上面に敷設
する薄膜層７，８も上記薄膜成形手段により形成すれば
良い。ただし、上記薄膜成形手段では、２〜１０μｍの
膜厚Ｍを有する薄膜層７を形成することは難しいため、
１μｍ以下の薄膜層７を前記薄膜成形手段により敷設し
たあと、メッキ処理を施すことにより、膜厚Ｍ２〜１０
μｍのＡｕからなる薄膜層７を設ければ良い。
は、イオンプレーティング法、スパッタリング法、真空
蒸着法やＰＶＤ（Physical Vayor Deposition)、ＣＶＤ
（Chemical Vayor Deposition)等の薄膜成形手段により
形成することができ、さらに上記中間層９の上面に敷設
する薄膜層７，８も上記薄膜成形手段により形成すれば
良い。ただし、上記薄膜成形手段では、２〜１０μｍの
膜厚Ｍを有する薄膜層７を形成することは難しいため、
１μｍ以下の薄膜層７を前記薄膜成形手段により敷設し
たあと、メッキ処理を施すことにより、膜厚Ｍ２〜１０
μｍのＡｕからなる薄膜層７を設ければ良い。
【００２９】次に、図３（ｃ）に示すように、第１基板
２の薄膜層７の上方から切削加工を施して高精度のＶ溝
３を８心刻設する。ただし、図４に示すように、Ｖ溝３
を形成する際、光ファイバ１０をＶ溝３に載置した時
に、光ファイバ１０の上面が第１基板２の薄膜層７の上
面より低くなるように設けることが必要であり、好まし
くはその段差長Ｌが１μｍ以上となるようにすることが
好ましい。
２の薄膜層７の上方から切削加工を施して高精度のＶ溝
３を８心刻設する。ただし、図４に示すように、Ｖ溝３
を形成する際、光ファイバ１０をＶ溝３に載置した時
に、光ファイバ１０の上面が第１基板２の薄膜層７の上
面より低くなるように設けることが必要であり、好まし
くはその段差長Ｌが１μｍ以上となるようにすることが
好ましい。
【００３０】即ち、光ファイバ１０の上面が第１基板２
の薄膜層７の上面と同等高さ、あるいは薄膜層７の上面
から突出していると、第２基板５を押圧固定する際に光
ファイバ１０を破損する恐れがあるためであり、また、
光ファイバ１０を破損しなかったとしてもＡｕからなる
薄膜層７を塑性変形させることができず、Ｖ溝３側に薄
膜層７の一部を突出させることができないからである。
の薄膜層７の上面と同等高さ、あるいは薄膜層７の上面
から突出していると、第２基板５を押圧固定する際に光
ファイバ１０を破損する恐れがあるためであり、また、
光ファイバ１０を破損しなかったとしてもＡｕからなる
薄膜層７を塑性変形させることができず、Ｖ溝３側に薄
膜層７の一部を突出させることができないからである。
【００３１】なお、第１基板２の他の製造方法として、
第１基板２の接合面２ａに、前記中間層９を介し、前記
薄膜成形手段により１μｍ以下のＡｕからなる薄膜層を
敷設したあと、切削加工を施してＶ溝３を刻設し、その
後Ｖ溝３を除く面にＡｕメッキ処理して２〜１０μｍの
膜厚Ｍを有する薄膜層７を敷設することにより、図３
（ｃ）に示すような第１基板２を製造することもでき
る。
第１基板２の接合面２ａに、前記中間層９を介し、前記
薄膜成形手段により１μｍ以下のＡｕからなる薄膜層を
敷設したあと、切削加工を施してＶ溝３を刻設し、その
後Ｖ溝３を除く面にＡｕメッキ処理して２〜１０μｍの
膜厚Ｍを有する薄膜層７を敷設することにより、図３
（ｃ）に示すような第１基板２を製造することもでき
る。
【００３２】以上のようにして形成した第１基板２上に
第２基板５を押圧し、半田１１で接合すれば、本発明に
係る光ファイバ位置決め部材１を得ることができる。
第２基板５を押圧し、半田１１で接合すれば、本発明に
係る光ファイバ位置決め部材１を得ることができる。
【００３３】次に、本発明の光ファイバ位置決め部材１
を用いた光ファイバ１０の固定方法を説明する。
を用いた光ファイバ１０の固定方法を説明する。
【００３４】まず、第１基板２の凹欠部４にリボン光フ
ァイバ２０の被覆部２１を載置するとともに、被覆部２
１を剥がした各々の光ファイバ１０をそれぞれのＶ溝３
内に配置し、光ファイバ１０がＶ溝３の側壁面３ａと当
接するように載置する。そして、光ファイバ１０の上部
に半田１１を塗布した第２基板５を載置して押圧し、第
１基板２上のＡｕからなる薄膜層７の一部がＶ溝３側に
突出するまで塑性変形させるとともに、半田１１が溶融
する温度まで加熱して半田１１で接合する。
ァイバ２０の被覆部２１を載置するとともに、被覆部２
１を剥がした各々の光ファイバ１０をそれぞれのＶ溝３
内に配置し、光ファイバ１０がＶ溝３の側壁面３ａと当
接するように載置する。そして、光ファイバ１０の上部
に半田１１を塗布した第２基板５を載置して押圧し、第
１基板２上のＡｕからなる薄膜層７の一部がＶ溝３側に
突出するまで塑性変形させるとともに、半田１１が溶融
する温度まで加熱して半田１１で接合する。
【００３５】このように形成すれば、図２（ｂ）に示す
ように、光ファイバ１０とＶ溝３、および第２基板５と
で形成される空間Ａに半田１１が完全に充填されるた
め、光ファイバ１０をＶ溝３の側壁面３ａと完全に当接
させることができるとともに、半田１１がＶ溝３の底面
３ｂにまで流入することがないため、Ｖ溝３の精度に光
ファイバ１０を位置決め固定することができる。しか
も、第１基板２に敷設するＡｕからなる薄膜層７を塑性
変形させて接合してあるため、薄膜層７の一部がＶ溝３
内の光ファイバ１０を覆うように突出し、この突出部７
ａにより半田１１の体積変化を防止することができると
ともに、光ファイバ１０の位置ずれを阻止することがで
きる。その為、長期使用においても各々の光ファイバ１
０を高精度に位置決め固定することができる。
ように、光ファイバ１０とＶ溝３、および第２基板５と
で形成される空間Ａに半田１１が完全に充填されるた
め、光ファイバ１０をＶ溝３の側壁面３ａと完全に当接
させることができるとともに、半田１１がＶ溝３の底面
３ｂにまで流入することがないため、Ｖ溝３の精度に光
ファイバ１０を位置決め固定することができる。しか
も、第１基板２に敷設するＡｕからなる薄膜層７を塑性
変形させて接合してあるため、薄膜層７の一部がＶ溝３
内の光ファイバ１０を覆うように突出し、この突出部７
ａにより半田１１の体積変化を防止することができると
ともに、光ファイバ１０の位置ずれを阻止することがで
きる。その為、長期使用においても各々の光ファイバ１
０を高精度に位置決め固定することができる。
【００３６】また、本発明に係る光ファイバ位置決め部
材１の他の実施例として、図５に示すような第１基板と
同等の長さを有し、後端部に凹欠部６を備えた第２基板
を用意し、Ｖ溝３内に光ファイバ１０を位置決めした第
１基板２と半田１１で接合したものでも良く、このよう
な構造とすれば、リボン光ファイバ２０の被覆部２１
を、第１基板２の凹欠部４と第２基板５の凹欠部６とで
挾持することができるため、外部からリボン光ファイバ
２０に応力が加わったとしても、Ｖ溝３内に位置決め固
定する光ファイバ１０を破損させることがない。また、
図５に示すように、光ファイバ１０を位置決め固定した
光ファイバ位置決め部材１の先端部を斜めに切除しても
よく、この場合、相手部材の当接部を光ファイバ位置決
め部材１の先端部と整合するように斜めに切除しておけ
ば、より高精度に接続することができる。
材１の他の実施例として、図５に示すような第１基板と
同等の長さを有し、後端部に凹欠部６を備えた第２基板
を用意し、Ｖ溝３内に光ファイバ１０を位置決めした第
１基板２と半田１１で接合したものでも良く、このよう
な構造とすれば、リボン光ファイバ２０の被覆部２１
を、第１基板２の凹欠部４と第２基板５の凹欠部６とで
挾持することができるため、外部からリボン光ファイバ
２０に応力が加わったとしても、Ｖ溝３内に位置決め固
定する光ファイバ１０を破損させることがない。また、
図５に示すように、光ファイバ１０を位置決め固定した
光ファイバ位置決め部材１の先端部を斜めに切除しても
よく、この場合、相手部材の当接部を光ファイバ位置決
め部材１の先端部と整合するように斜めに切除しておけ
ば、より高精度に接続することができる。
【００３７】（実験例１）ここで、第１基板２に敷設す
るＡｕからなる薄膜層７の膜厚Ｍをそれぞれ変化させた
光ファイバ位置決め部材１を用意し、光ファイバ１０を
位置決め固定した時の組み立て精度について測定した。
るＡｕからなる薄膜層７の膜厚Ｍをそれぞれ変化させた
光ファイバ位置決め部材１を用意し、光ファイバ１０を
位置決め固定した時の組み立て精度について測定した。
【００３８】測定試料には、基板２，５材料としてアル
ミナセラミックスを用い、接合面５ａに、Ｔａ2 Ｎ層、
ＮｉＣｒ層の順で積層した中間層９を介してＡｕからな
る薄膜層８を敷設し、さらに半田１１を塗布した第１基
板５と、接合面２ａに第１基板５と同様な中間層９及び
Ａｕからなる薄膜層７を敷設するとともに、上記第１基
板２に、溝深さが１６０±０．３μｍで、且つ角度６０
°±０．２°の精度を有するＶ溝３を、２５０±０．２
μｍのピッチで８心刻設した光ファイバ位置決め部材１
を用意した。そして、上記第１基板２のＶ溝３に８本の
光ファイバ１１をそれぞれ載置したあと、その上方から
第２基板５により押圧して半田１１で接合した。また、
他の比較例として、アルミナセラミック製の第１基板２
上に、石英ガラス製の第２基板５を熱硬化性接着剤１５
により接合した光ファイバ位置決め部材１１の組み立て
精度についても同様に測定した。
ミナセラミックスを用い、接合面５ａに、Ｔａ2 Ｎ層、
ＮｉＣｒ層の順で積層した中間層９を介してＡｕからな
る薄膜層８を敷設し、さらに半田１１を塗布した第１基
板５と、接合面２ａに第１基板５と同様な中間層９及び
Ａｕからなる薄膜層７を敷設するとともに、上記第１基
板２に、溝深さが１６０±０．３μｍで、且つ角度６０
°±０．２°の精度を有するＶ溝３を、２５０±０．２
μｍのピッチで８心刻設した光ファイバ位置決め部材１
を用意した。そして、上記第１基板２のＶ溝３に８本の
光ファイバ１１をそれぞれ載置したあと、その上方から
第２基板５により押圧して半田１１で接合した。また、
他の比較例として、アルミナセラミック製の第１基板２
上に、石英ガラス製の第２基板５を熱硬化性接着剤１５
により接合した光ファイバ位置決め部材１１の組み立て
精度についても同様に測定した。
【００３９】なお、評価基準としては、水平方向のピッ
チ精度及び鉛直方向のピッチ精度が共に±０．５μｍ以
下のものを優れているとした。
チ精度及び鉛直方向のピッチ精度が共に±０．５μｍ以
下のものを優れているとした。
【００４０】それぞれの結果は表１に示す通りである。
【００４１】
【表１】
【００４２】表１より判るように、まず、試料８の接着
剤１５によるものでは、接着剤１５の硬化に伴い光ファ
イバ１０が位置ずれを生じ、水平方向のピッチ精度を±
０．５以下とすることができなかった。
剤１５によるものでは、接着剤１５の硬化に伴い光ファ
イバ１０が位置ずれを生じ、水平方向のピッチ精度を±
０．５以下とすることができなかった。
【００４３】また、試料１では、第１基板２に敷設する
薄膜層７の膜厚Ｍが２μｍ以下と薄いため、薄膜層７を
塑性変形させてＶ溝３側に薄膜層７からなる突出部を形
成することができなかった。その結果、半田１１のみの
固定となり、水平方向のピッチ精度及び鉛直方向のピッ
チ精度とも±０．５μｍ以下とすることができなかっ
た。さらに、試料７では、薄膜層７の膜厚Ｍが厚すぎる
ため、光ファイバ１０の上部に半田１１を充分充填する
ことができなかった。その結果、水平方向のピッチ精度
が±０．８μｍ、鉛直方向のピッチ精度が±０．９μｍ
と基準値から大きく外れた。
薄膜層７の膜厚Ｍが２μｍ以下と薄いため、薄膜層７を
塑性変形させてＶ溝３側に薄膜層７からなる突出部を形
成することができなかった。その結果、半田１１のみの
固定となり、水平方向のピッチ精度及び鉛直方向のピッ
チ精度とも±０．５μｍ以下とすることができなかっ
た。さらに、試料７では、薄膜層７の膜厚Ｍが厚すぎる
ため、光ファイバ１０の上部に半田１１を充分充填する
ことができなかった。その結果、水平方向のピッチ精度
が±０．８μｍ、鉛直方向のピッチ精度が±０．９μｍ
と基準値から大きく外れた。
【００４４】これに対し、本発明の範囲にある試料２〜
６は、薄膜層７の膜厚Ｍが２〜１０μｍの範囲にあるた
め、全て水平方向のピッチ精度及び鉛直方向のピッチ精
度を共に±０．５μｍ以下とすることができ、基準値を
満足することができた。
６は、薄膜層７の膜厚Ｍが２〜１０μｍの範囲にあるた
め、全て水平方向のピッチ精度及び鉛直方向のピッチ精
度を共に±０．５μｍ以下とすることができ、基準値を
満足することができた。
【００４５】（実験例２）次に、上記表１に示す試料を
用いて、ヒートサイクル試験を行い、その時の各々の光
ファイバの位置決め精度について測定を行った。
用いて、ヒートサイクル試験を行い、その時の各々の光
ファイバの位置決め精度について測定を行った。
【００４６】ヒートサイクル試験の試験条件は、−４０
℃から７５℃まで３時間かけて昇温したあと、１時間そ
の温度を保持し、次に７５℃から−４０℃まで３時間か
けて降温したあと、その温度で１時間保持することを１
サイクルとして４２サイクル行ったあとの光ファイバの
水平方向のピッチ精度及び鉛直方向のピッチ精度につい
て測定を行った。
℃から７５℃まで３時間かけて昇温したあと、１時間そ
の温度を保持し、次に７５℃から−４０℃まで３時間か
けて降温したあと、その温度で１時間保持することを１
サイクルとして４２サイクル行ったあとの光ファイバの
水平方向のピッチ精度及び鉛直方向のピッチ精度につい
て測定を行った。
【００４７】ただし、評価基準としては、水平方向のピ
ッチ精度及び鉛直方向のピッチ精度が共に±０．６μｍ
以下のものを優れているとした。
ッチ精度及び鉛直方向のピッチ精度が共に±０．６μｍ
以下のものを優れているとした。
【００４８】それぞれの結果は表２に示す通りである。
【００４９】
【表２】
【００５０】表２より判るように、試料Ｎｏ．８の接着
剤１５によるものでは、接着剤１５の体積変化に伴い水
平方向のピッチ精度が±０．７、鉛直方向のピッチ精度
が±０．８と大きく位置ずれを生じ、基準値を満足する
ことができなかった。
剤１５によるものでは、接着剤１５の体積変化に伴い水
平方向のピッチ精度が±０．７、鉛直方向のピッチ精度
が±０．８と大きく位置ずれを生じ、基準値を満足する
ことができなかった。
【００５１】また、試料Ｎｏ．１では、水平方向のピッ
チ精度及び垂直方向のピッチ精度とも組み立て時の精度
と同じであったが、組み立て時の精度が悪いため、垂直
方向のピッチ精度が基準値を満足しなかった。
チ精度及び垂直方向のピッチ精度とも組み立て時の精度
と同じであったが、組み立て時の精度が悪いため、垂直
方向のピッチ精度が基準値を満足しなかった。
【００５２】さらに、試料Ｎｏ．７では、組み立て時の
精度よりさらに大きく外れ、基準値を全く満足すること
ができなかった。
精度よりさらに大きく外れ、基準値を全く満足すること
ができなかった。
【００５３】これに対し、本発明の範囲にある試料Ｎ
ｏ．２〜６のものは、薄膜層７の膜厚Ｍが２〜１０μｍ
の範囲にあるため、全て水平方向のピッチ精度及び鉛直
方向のピッチ精度とも±０．６以下とすることができ
た。特に、試料Ｎｏ．２〜４のものは、薄膜層７の膜厚
Ｍが２〜７μｍの範囲にあるため、優れた位置決め精度
を実現することができた。
ｏ．２〜６のものは、薄膜層７の膜厚Ｍが２〜１０μｍ
の範囲にあるため、全て水平方向のピッチ精度及び鉛直
方向のピッチ精度とも±０．６以下とすることができ
た。特に、試料Ｎｏ．２〜４のものは、薄膜層７の膜厚
Ｍが２〜７μｍの範囲にあるため、優れた位置決め精度
を実現することができた。
【００５４】
【発明の効果】以上のように、本発明の光ファイバ位置
決め部材は、第２基板の接合面に半田との濡れ性の良い
材質からなる薄膜層を敷設するとともに、第１基板の凹
部溝を除く接合面にはＡｕからなる薄膜層を敷設し、両
基板を半田接合して構成してあることから、第１基板と
第２基板を強固に接合できるとともに、光ファイバを第
１基板と第２基板との間で挾持し、凹部溝内で高精度に
位置決め固定することができる。
決め部材は、第２基板の接合面に半田との濡れ性の良い
材質からなる薄膜層を敷設するとともに、第１基板の凹
部溝を除く接合面にはＡｕからなる薄膜層を敷設し、両
基板を半田接合して構成してあることから、第１基板と
第２基板を強固に接合できるとともに、光ファイバを第
１基板と第２基板との間で挾持し、凹部溝内で高精度に
位置決め固定することができる。
【００５５】また、本発明は第１基板の凹部溝内に光フ
ァイバを載置したあと、その上方を第２基板により押圧
して第１基板上のＡｕからなる薄膜層を塑性変形させる
ことにより、薄膜層の一部を凹部溝側に突出させてある
ため、光ファイバの位置ずれを防止するとともに、半田
の体積変化も抑えることができるため、光ファイバを凹
部溝の側壁面に強固に当接させることができる。
ァイバを載置したあと、その上方を第２基板により押圧
して第１基板上のＡｕからなる薄膜層を塑性変形させる
ことにより、薄膜層の一部を凹部溝側に突出させてある
ため、光ファイバの位置ずれを防止するとともに、半田
の体積変化も抑えることができるため、光ファイバを凹
部溝の側壁面に強固に当接させることができる。
【００５６】その為、本発明の光ファイバ位置決め部材
を用いて光ファイバを位置決め固定すれば、集積光部品
あるいは複数の光ファイバ同士を高精度に接続すること
ができるため、光の伝達損失が極めて少ない接続が可能
である。
を用いて光ファイバを位置決め固定すれば、集積光部品
あるいは複数の光ファイバ同士を高精度に接続すること
ができるため、光の伝達損失が極めて少ない接続が可能
である。
【図１】（ａ）は本発明に係る光ファイバ位置決め部材
を示す分解図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第２基板の
主要部を拡大した斜視図、（ｃ）は（ａ）に示す第１基
板の主要部を拡大した斜視図である。
を示す分解図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第２基板の
主要部を拡大した斜視図、（ｃ）は（ａ）に示す第１基
板の主要部を拡大した斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る光ファイバ位置決め部材
により光ファイバを位置決め固定した状態を示す斜視図
であり、（ｂ）はその主要部を拡大した断面図である。
により光ファイバを位置決め固定した状態を示す斜視図
であり、（ｂ）はその主要部を拡大した断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る光ファイバ位置
決め部材の製造工程を示す図である。
決め部材の製造工程を示す図である。
【図４】本発明に係る光ファイバ位置決め部材を構成す
る第１基板の凹部溝に光ファイバを載置した状態を示す
部分断面図である。
る第１基板の凹部溝に光ファイバを載置した状態を示す
部分断面図である。
【図５】本発明に係る光ファイバ位置決め部材の他の実
施例を示す斜視図である。
施例を示す斜視図である。
【図６】従来の光ファイバ位置決め部材により光ファイ
バを位置決め固定した状態を示す斜視図である。
バを位置決め固定した状態を示す斜視図である。
【図７】図６の主要部を拡大した断面図である。
【図８】光導波路と複数の光ファイバを光ファイバ位置
決め部材により接続した状態を示す斜視図である。
決め部材により接続した状態を示す斜視図である。
１…光ファイバ位置決め部材 ２…第１基板 ３…Ｖ溝 ４…凹欠部 ５…第２基板 ７…Ａｕからなる薄膜層 ８…半田との濡れ性の良い材質からなる薄膜層 ９…中間層 10…光ファイバ
Claims (2)
- 【請求項１】第１基板に刻設した凹部溝内に光ファイバ
を載置し、第２基板により光ファイバを挟持して位置決
め固定した光ファイバ位置決め部材において、前記第２
基板の接合面には半田との濡れ性の良い材質からなる薄
膜層を敷設するとともに、前記第１基板の凹部溝を除く
接合面にはＡｕからなる薄膜層を膜厚２〜１０μｍの範
囲で敷設し、両基板を半田接合してなる光ファイバ位置
決め部材。 - 【請求項２】上記第１基板に刻設した凹部溝内に光ファ
イバを載置し、その上方から半田を塗布した上記第２基
板で押圧することにより、前記第１基板のＡｕからなる
薄膜層を塑性変形させるとともに、加熱により半田接合
してなる請求項１に記載の光ファイバ位置決め部材を用
いた光ファイバの位置決め固定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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