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JPH06174943A - Mounting for optical fiber - Google Patents

Mounting for optical fiber

Info

Publication number
JPH06174943A
JPH06174943A JP4325210A JP32521092A JPH06174943A JP H06174943 A JPH06174943 A JP H06174943A JP 4325210 A JP4325210 A JP 4325210A JP 32521092 A JP32521092 A JP 32521092A JP H06174943 A JPH06174943 A JP H06174943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
mounting
groove
holder
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4325210A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideto Furuyama
英人 古山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4325210A priority Critical patent/JPH06174943A/en
Priority to US08/160,919 priority patent/US5412748A/en
Publication of JPH06174943A publication Critical patent/JPH06174943A/en
Priority to US08/379,282 priority patent/US5559918A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the optical fiber mounting method capable of adjusting the absolute position with a mounting holder only by the mechanical assembly with high accuracy, enhancing the productivity of various kinds of modules for which optical fibers are used, reducing the cost of production and facilitating the production of an arrayed module. CONSTITUTION:This optical fiber mounting method of positioning and fixing the optical fiber 3 into a groove formed on the surface of the mounting holder consists in applying a metallic coat 4 on the peripheral surface of the optical fiber 3, then pressing the optical fiber 3 to the mounting holder 1 side and positioning the optical fiber in the state of depositing a solder material 2 in the groove of the mounting holder 1 by using a mounting jig 5 formed with a reference plane in contact with the surface of the mounting holder 1 and a groove having an optical fiber contact part at the prescribed depth from this reference plane.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの位置合わ
せを機械的に行った光ファイバ装着体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber mounting body in which optical fibers are mechanically aligned.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信用の光伝送モジュールや光スイッ
チモジュール等においては、半導体レーザ等の光半導体
素子や光導波路を光ファイバに光結合させることが必要
であり、このための光軸調整方法及び光ファイバ固定方
法について、これまで多くの提案がなされている。
2. Description of the Related Art In an optical transmission module or an optical switch module for optical communication, it is necessary to optically couple an optical semiconductor element such as a semiconductor laser or an optical waveguide to an optical fiber, and an optical axis adjusting method therefor. And, many proposals have been made so far regarding the optical fiber fixing method.

【0003】従来の光軸調整及び光ファイバの固定方法
は、大部分のものが実際に光を通過させて光結合の最大
値が得られるように光軸調整し、その後それぞれの部品
を何等かの手段で固定していく手法である。これらの方
法は、既に実際の製品製造工程において用いられている
が、微妙な位置調整を行うため光軸調整にかなりの熟練
と時間を要し、また部品固定時に歪みや応力によって光
軸が変動するため、光軸調整に長い工程時間をかけても
不良品が発生する等の問題を持っていた。つまり、製造
工程時間が長いため製造そのもののコストが高く、また
不良品が発生した際の損失が材料コストよりも大きくな
って、これが更にコストを引き上げる要因となってい
た。
Most of the conventional methods for adjusting the optical axis and fixing the optical fiber adjust the optical axis so that the maximum value of the optical coupling can be obtained by actually passing the light and then the respective parts are somehow adjusted. It is a method of fixing by means of. Although these methods are already used in the actual product manufacturing process, it requires a considerable amount of skill and time to adjust the optical axis because of the delicate position adjustment, and the optical axis changes due to distortion and stress when fixing parts. Therefore, there is a problem that defective products are generated even if it takes a long process time to adjust the optical axis. That is, since the manufacturing process time is long, the cost of manufacturing itself is high, and the loss when a defective product occurs is larger than the material cost, which has been a factor of further raising the cost.

【0004】このような光学的モニタを行うような方法
の他の問題として、光ファイバがアレイ化された場合に
製造の困難さが増し、歩留りが単線の場合のアレイ数乗
倍に下がると言う問題がある。このため、製造コストが
大幅に高騰化するばかりか、アレイの数によっては製品
製造がかなり困難になる場合がある。
As another problem of such an optical monitoring method, it is said that the manufacturing difficulty increases when the optical fibers are arrayed, and the yield is reduced to a multiple of the number of arrays in the case of a single wire. There's a problem. Therefore, not only the manufacturing cost is significantly increased, but also the manufacturing of the product may be considerably difficult depending on the number of arrays.

【0005】一方で、光ファイバの装着を光学的なモニ
タを用いずに行う方法も提案されている。例えば、光フ
ァイバを機械的な嵌め込みで取り付け、機械的な加工寸
法精度で位置調整する方法がある。この方法では、機械
的な部品取り付けで装着及び組み立てが可能である。ま
た、基本的に多数の光ファイバを同時に装着することが
できるため、光学的モニタを行う方法に比べて大幅に製
造工程と製造時間を短縮でき、不良品が発生した際の損
失が殆ど材料的なコストによって決まるようになる。こ
の方法は、特にアレイの光ファイバを装着するのに効果
的であり、図6にその従来例を示す。
On the other hand, there has been proposed a method of mounting an optical fiber without using an optical monitor. For example, there is a method of attaching an optical fiber by mechanical fitting and adjusting the position with mechanical processing dimensional accuracy. With this method, mounting and assembly can be performed by mechanical component mounting. In addition, since many optical fibers can be mounted at the same time, the manufacturing process and manufacturing time can be greatly reduced compared to the method of performing optical monitoring, and the loss when a defective product occurs is almost material. It depends on the cost. This method is particularly effective for mounting the optical fibers of the array, and a conventional example thereof is shown in FIG.

【0006】図6において、1は装着ホルダ、3は光フ
ァイバであり、装着ホルダ1は例えばSi基板に異方性
ケミカルエッチングを施してV溝を形成することによっ
て作成される。このとき、ケミカルエッチングのマスク
を半導体プロセスと同様なフォトリソグラフィで形成す
れば、1μm程度の精度で加工でき、しかも一度に多数
の装着ホルダ1を作成することができる。この方法は、
原理的に高精度の光ファイバ装着が可能であり、装着の
方法は例えば図7のように行われる。
In FIG. 6, 1 is a mounting holder, 3 is an optical fiber, and the mounting holder 1 is formed, for example, by subjecting a Si substrate to anisotropic chemical etching to form a V groove. At this time, if the chemical etching mask is formed by photolithography similar to the semiconductor process, the mask can be processed with an accuracy of about 1 μm, and a large number of mounting holders 1 can be created at one time. This method
In principle, it is possible to mount the optical fiber with high accuracy, and the mounting method is performed as shown in FIG. 7, for example.

【0007】図7において、8は装着のための接着材料
であり、例えば紫外線硬化の樹脂接着剤が用いられる。
また、9は装着のための抑え板であり、各光ファイバ3
が均等にホルダ1に押し付けられるように平坦なSi板
等が用いられる。この方法により装着された光ファイバ
3は機械的に位置合わせが行われており、特に光ファイ
バ3の配列精度(装着ピッチ)は非常に精度の優れたも
のとなる。
In FIG. 7, reference numeral 8 is an adhesive material for mounting, for example, an ultraviolet curable resin adhesive is used.
Further, 9 is a holding plate for mounting the optical fiber 3
A flat Si plate or the like is used so as to be uniformly pressed against the holder 1. The optical fibers 3 mounted by this method are mechanically aligned, and in particular, the array accuracy (mounting pitch) of the optical fibers 3 becomes extremely accurate.

【0008】しかしながら、光ファイバを機械的な嵌め
込みで取り付ける方法では、実際には光ファイバの配列
精度、即ち相対的位置精度は高いものの、光ファイバの
絶対的位置精度が必ずしも確保されていないという問題
があった。
However, in the method of mounting the optical fibers by mechanical fitting, the arrangement accuracy of the optical fibers, that is, the relative positional accuracy is actually high, but the absolute positional accuracy of the optical fibers is not always secured. was there.

【0009】まず、従来の光ファイバ装着体は、装着ホ
ルダの溝に接することで光ファイバ位置決めを行ってお
り、従って従来の装着ホルダは、非常に緻密な表面状態
が実現されなければならず、その加工法もおよそ限定さ
れていた。また、従来の光ファイバ装着のための治具
は、図7に示したように単に押さえ付けるだけの機能で
あり、装着ホルダの溝に対して光ファイバを押し込むこ
とはできるが、溝のどの位置に装着するか制御すること
はできない。つまり、装着ホルダの溝加工精度に関して
受け身的であり、装着治具側では溝の深さ精度に対して
何等補正手段を取ることができず、外的な圧力や圧力印
加角度等を如何に変えようともこれを補正させることが
できなかった。さらに、装着治具表面に光ファイバの固
定材料が触れると装着治具自身が固定されることがあ
り、固定材料の使用分量を適切に保つことが必要なだけ
でなく、偶発的に固定材料が接した場合に装置を停止し
なければならないと共に、装着治具を交換調整し直すこ
とが必要であった。
First, the conventional optical fiber mounting body positions the optical fiber by making contact with the groove of the mounting holder. Therefore, the conventional mounting holder must realize a very precise surface state, The processing method was also limited. Further, the conventional jig for mounting an optical fiber has a function of simply pressing it as shown in FIG. 7, and it is possible to push the optical fiber into the groove of the mounting holder. It is not possible to control whether or not it is attached to. In other words, it is passive with respect to the groove processing accuracy of the mounting holder, and the mounting jig side cannot take any correction means for the groove depth accuracy, and how to change the external pressure, the pressure application angle, etc. I was not able to correct this. Furthermore, when the fixing material of the optical fiber touches the surface of the mounting jig, the mounting jig itself may be fixed, and it is not only necessary to keep the amount of the fixing material used properly, but also the fixing material is accidentally removed. It was necessary to stop the device when they contacted each other, and it was necessary to replace and adjust the mounting jig.

【0010】一方、製造方法として、同一装着ホルダ内
の光ファイバ装着条件は同時装着によりほぼ同等である
が、複数の装着ホルダ間の装着条件は必ずしも一致して
おらず、装着時の接着剤分量や硬化条件、抑え板の加圧
状態等により微妙に変化する問題があった。一般的に光
ファイバは数10cmの余長をつけることが多く、この
光ファイバ余長の保持方法や光ファイバ製造時の巻癖方
向の違いも装着条件の変動に影響している。また、光フ
ァイバ固定を半田等の金属で行う場合、半田等の形成厚
さや光ファイバへの金属コート厚さが分散を持ち易く、
装着ホルダの加工状態が殆ど同等でかつ同一の加圧条件
で装着した場合においても、装着ホルダ間の偏差が大き
くなり易かった。
On the other hand, as a manufacturing method, the optical fiber mounting conditions in the same mounting holder are almost the same by simultaneous mounting, but the mounting conditions between a plurality of mounting holders do not necessarily match, and the adhesive amount at the time of mounting There is a problem that it slightly changes depending on the curing conditions, the pressure applied to the pressing plate, and the like. Generally, an optical fiber is often provided with an extra length of several tens of cm, and the method of holding the extra length of the optical fiber and the difference in the winding tendency direction at the time of manufacturing the optical fiber also affect the variation of the mounting conditions. When fixing the optical fiber with a metal such as solder, the thickness of the solder or the like and the thickness of the metal coating on the optical fiber tend to have dispersion,
Even when the processing states of the mounting holders are almost the same and the mounting holders are mounted under the same pressurizing condition, the deviation between the mounting holders tends to be large.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の機
械的嵌め込みによる装着技術においては、V溝中の光フ
ァイバの位置が装着ホルダ毎に相対偏差を持っており、
装着ホルダ間の偏差を数μm以下に制御することが困難
であった。この相対偏差は、コア径の大きなマルチモー
ドファイバに対してはさほど問題とならないが、シング
ルモードファイバではコア径が10μm程度と小さく、
許容位置ずれが1〜2μm以下と厳しいため問題となり
易い。つまり、機械的な組み立てのみによって装着ホル
ダに対する絶対的な位置調整を高精度に行うことは困難
であった。
As described above, in the conventional mounting technique by mechanical fitting, the position of the optical fiber in the V groove has a relative deviation for each mounting holder.
It was difficult to control the deviation between the mounting holders to several μm or less. This relative deviation is not a serious problem for a multimode fiber having a large core diameter, but a single mode fiber has a small core diameter of about 10 μm.
Since the allowable positional deviation is as severe as 1 to 2 μm or less, it easily becomes a problem. That is, it has been difficult to perform absolute position adjustment with respect to the mounting holder with high accuracy only by mechanical assembly.

【0012】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは、機械的な組み立ての
みにより装着ホルダに対する絶対的な位置調整を高精度
に行うことができ、光ファイバを用いた各種モジュール
の生産性を高めると共に、製造コストの低減とアレイ化
モジュールの製造を容易にすることのできる光ファイバ
装着体を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to perform absolute position adjustment with respect to a mounting holder with high precision by only mechanical assembly. An object of the present invention is to provide an optical fiber mounting body capable of increasing the productivity of various modules using fibers, reducing the manufacturing cost, and facilitating the manufacture of arrayed modules.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、次のような構成を採用している。即ち本
発明は、主面に溝が形成された装着ホルダと、この装着
ホルダの溝に位置決め固定された光ファイバとを備えた
光ファイバ装着体において、装着ホルダの表面状態によ
り光ファイバ装着位置が大幅に変動しないよう装着ホル
ダに直接光ファイバを接触させず、表面形状に呼応して
変形可能でかつ機械的保持特性に優れる塑成材料(一般
には金属材料)を介して固定することを特徴としてい
る。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration. That is, according to the present invention, in an optical fiber mounting body including a mounting holder having a groove formed on a main surface thereof and an optical fiber positioned and fixed in the groove of the mounting holder, the optical fiber mounting position varies depending on the surface state of the mounting holder. The feature is that the optical fiber does not come into direct contact with the mounting holder so that it does not fluctuate significantly, and it is fixed via a plastic material (generally a metal material) that is deformable according to the surface shape and has excellent mechanical holding characteristics. There is.

【0014】また本発明は、装着ホルダの主面に形成さ
れた溝に光ファイバを位置決め固定するための光ファイ
バ装着治具において、装着ホルダの主面に接する基準面
と該基準面より所定の深さに光ファイバ接触部を有する
溝を形成し、光ファイバ装着高さの制御を可能にすると
共に、光ファイバ固定材料で装着治具が光ファイバ及び
装着ホルダに固定されないように、基準面及び光ファイ
バ接触部表面に光ファイバ固定材料に対して化合性又は
接着性の弱い材料をコーティングしたことを特徴として
いる。
Further, according to the present invention, in an optical fiber mounting jig for positioning and fixing an optical fiber in a groove formed in a main surface of a mounting holder, a reference surface in contact with the main surface of the mounting holder and a predetermined surface from the reference surface. A groove having an optical fiber contact portion is formed in the depth to enable control of the optical fiber mounting height, and to prevent the mounting jig from being fixed to the optical fiber and the mounting holder by the optical fiber fixing material, It is characterized in that the surface of the optical fiber contact portion is coated with a material having low chemical compatibility or adhesiveness to the optical fiber fixing material.

【0015】また本発明は、装着ホルダの主面に形成さ
れた溝に光ファイバを位置決め固定する光ファイバ装着
方法において、装着ホルダの主面に接する基準面と該基
準面より所定の深さに光ファイバ接触部を有する溝が形
成された装着治具を用い、装着ホルダの溝内に光ファイ
バ固定材料を被着した状態で、光ファイバを装着ホルダ
側に押圧して装着位置を規定化することを特徴としてい
る。ここで、光ファイバ固定材料として塑成材料である
金属を用いる場合、光ファイバに金属コーティングを施
すことが望ましい。
Further, according to the present invention, in an optical fiber mounting method for positioning and fixing an optical fiber in a groove formed in a main surface of a mounting holder, a reference surface in contact with the main surface of the mounting holder and a predetermined depth from the reference surface. Using the mounting jig in which the groove having the optical fiber contact portion is formed, press the optical fiber toward the mounting holder side with the optical fiber fixing material deposited in the groove of the mounting holder to define the mounting position. It is characterized by that. Here, when a metal which is a plastic material is used as the optical fiber fixing material, it is desirable to apply a metal coating to the optical fiber.

【0016】[0016]

【作用】本発明によれば、装着ホルダの溝加工精度の如
何に拘らず、装着治具により光ファイバの装着位置を規
定することができるので、装着ホルダ間の光ファイバ装
着位置相対偏差を大幅に減少できる。従って、機械的位
置調整だけで光半導体素子や光導波路と光ファイバとの
結合が高精度に行え、光通信用の光伝送モジュールや光
スイッチモジュール等、光ファイバ結合が必要なモジュ
ールの大量生産と大幅な低コスト化が可能になる。
According to the present invention, the mounting position of the optical fiber can be regulated by the mounting jig irrespective of the groove machining accuracy of the mounting holder. Can be reduced to Therefore, the optical semiconductor device or the optical waveguide and the optical fiber can be coupled with high accuracy only by adjusting the mechanical position, and the mass production of the module requiring the optical fiber coupling, such as the optical transmission module or the optical switch module for the optical communication. Significant cost reduction is possible.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。ここでは、従来例と同様にV溝型の光ファイ
バ装着ホルダを例にとって説明するが、溝形状や装着ホ
ルダの材質,加工方法等は必ずしも実施例に限定される
ものではなく、また光ファイバの固定材料や固定材料の
形成方法等についても同様に限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a V-groove type optical fiber mounting holder will be described as an example similar to the conventional example, but the groove shape, the material of the mounting holder, the processing method, etc. are not necessarily limited to the embodiments, and the optical fiber mounting holder is not limited to the embodiment. Similarly, the fixing material and the method of forming the fixing material are not limited.

【0018】図1は、本発明の第1の実施例に係わる光
ファイバ装着ホルダ及び装着高さ規定のための装着治具
の構成を示す概略断面図である。1は装着ホルダ、2は
光ファイバ固定材料(半田)、3は光ファイバ、3′は
光ファイバコア、4は光ファイバの外囲コート、5は高
さ規定装着治具、6は装着治具5が光ファイバ3や装着
ホルダ1に固定されないようにする固定防止膜である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the construction of an optical fiber mounting holder and a mounting jig for regulating the mounting height according to the first embodiment of the present invention. 1 is a mounting holder, 2 is an optical fiber fixing material (solder), 3 is an optical fiber, 3'is an optical fiber core, 4 is an optical fiber outer coat, 5 is a height-specific mounting jig, and 6 is a mounting jig. Reference numeral 5 is a fixing prevention film that prevents the optical fiber 3 and the mounting holder 1 from being fixed.

【0019】装着ホルダ1には、例えばSi基板にフォ
トリソグラフィとケミカルエッチングによりV溝を形成
したものを用いる。装着治具5には、装着ホルダ1と同
様にSi基板にフォトリソグラフィとケミカルエッチン
グによるV溝を形成したものを用いることができる。固
定防止膜6には、例えばSiO2 やSi3 4 等の誘電
膜で、固定材料2に対して化合,接着等の起き易い材料
を用いればよく、特に装着治具5の基体材料がSiの場
合、Si表面を熱酸化したSiO2 膜を用いることがで
きる。
As the mounting holder 1, for example, a Si substrate having a V groove formed by photolithography and chemical etching is used. As the mounting jig 5, as in the mounting holder 1, a Si substrate having a V groove formed by photolithography and chemical etching can be used. The fixing prevention film 6 may be a dielectric film such as SiO 2 or Si 3 N 4 and may be a material that easily causes compounding or adhesion with the fixing material 2. In particular, the base material of the mounting jig 5 is Si. In this case, a SiO 2 film obtained by thermally oxidizing the Si surface can be used.

【0020】固定材料2に用いる金属半田としては、I
n,PbSn,AuSn等、比較的融点の低い材料が光
ファイバへの歪みや応力を少なくできると言う点で適し
ている。これらの材料は蒸着やメッキにより形成するこ
とができ、通常の半導体プロセスと同様にウェハ状態で
同時に多数の装着ホルダに形成することができる。ま
た、光ファイバ3の外囲コート4は半田材が馴染み易い
金属でコーティングすることが望ましく、例えば無電界
メッキ(通常光ファイバ)や電界メッキ(カーボンコー
ト光ファイバ)によりNi,Cr等をコーティング、場
合によりその上にAu等をコーティングして作成するこ
とができる。
As the metal solder used for the fixing material 2, I
Materials having a relatively low melting point such as n, PbSn and AuSn are suitable in that strain and stress on the optical fiber can be reduced. These materials can be formed by vapor deposition or plating, and can be formed on a large number of mounting holders at the same time in a wafer state as in a normal semiconductor process. Further, it is desirable that the outer coat 4 of the optical fiber 3 is coated with a metal that the solder material is easily adapted to. For example, electroless plating (normal optical fiber) or electric field plating (carbon coated optical fiber) is used to coat Ni, Cr or the like. In some cases, it can be prepared by coating Au or the like on it.

【0021】例として、光ファイバ3の外径が125μ
mの場合を説明する。光ファイバ3の周面にNiを1μ
m、続いてAuを5μmメッキコーティングしておく。
この金属コーティングの厚さは、光ファイバ装着時の偏
差補正範囲を決める主要パラメータとなるため、従来方
法を用いた場合での装着位置偏差量より僅かに大きい値
に設定しておく。装着ホルダ1として(100)面Si
基板に熱酸化SiO2膜200nmとSi3 4 400
nmを形成し、フォトリソグラフィによりマスク幅15
5μmの開口を形成して、KOH溶液を用いたV溝エッ
チングを行う。固定材料2としては、Sn組成比が20
%(重量比)となるようAuとSnを多層蒸着、又は多
層メッキし、幅がマスク幅で100μm、厚さ15μm
となるように形成する。
As an example, the outer diameter of the optical fiber 3 is 125 μm.
The case of m will be described. Ni on the circumference of the optical fiber 3 1μ
m, followed by Au plating by 5 μm.
Since the thickness of the metal coating is a main parameter that determines the deviation correction range when the optical fiber is mounted, it is set to a value slightly larger than the mounting position deviation amount when the conventional method is used. (100) surface Si as the mounting holder 1
Thermal oxidation SiO 2 film 200nm and Si 3 N 4 400 on the substrate
nm, and mask width 15 by photolithography
An opening of 5 μm is formed, and V groove etching using a KOH solution is performed. The fixing material 2 has a Sn composition ratio of 20.
% And Au / Sn are multi-layer vapor-deposited or multi-layer plated so that the mask width is 100 μm and the thickness is 15 μm.
To be formed.

【0022】このとき、固定材料2の下地金属としてT
i,Cr等の反応温度の高い金属を50nm程度形成し
ておくことで、半田の溶融化合(合金化)時にSiから
半田が剥がれることを防止できる。また、半田金属を形
成する領域以外の部分にSiO2 膜を形成しておくこと
で、半田の流出による損失を防ぐことができる。さら
に、固定材料2は装着ホルダ1のV溝の全領域に形成す
る必要はなく、溝方向に対して断続的に形成しても構わ
ない。半田を溝方向に対して断続的に形成する場合、光
ファイバ装着強度はやや低下するものの、光ファイバ3
にかかる応力を低減してクラック等の発生を防止するこ
とができる。
At this time, T is used as the base metal of the fixing material 2.
By forming a metal having a high reaction temperature such as i and Cr to a thickness of about 50 nm, it is possible to prevent the solder from peeling off from Si during melting and compounding (alloying) of the solder. Further, by forming the SiO 2 film on the portion other than the region where the solder metal is formed, it is possible to prevent the loss due to the outflow of the solder. Furthermore, the fixing material 2 does not need to be formed in the entire region of the V groove of the mounting holder 1, and may be formed intermittently in the groove direction. When the solder is intermittently formed in the groove direction, the optical fiber mounting strength is slightly lowered, but the optical fiber 3
It is possible to reduce the stress applied to and to prevent the occurrence of cracks and the like.

【0023】装着治具5は、光ファイバ外囲コート4の
上側に接触し、かつ光ファイバ外囲コート4の下側と半
田2の合金化が行われた状態で平坦領域(基準面)が装
着ホルダ1の平坦部と接するよう、また光ファイバ3の
コア3′が所定高さとなるよう設定しておく。一般的に
装着ホルダ1と装着治具5の溝幅は異なるが、上記の数
値例の場合では光ファイバ3のコア3′の高さが装着ホ
ルダ1の表面とほぼ同じであり、必要な装着治具5の溝
幅が装着ホルダ1とほぼ同じであるため、装着治具5を
装着ホルダ1と同様に作成することができる。このと
き、装着治具5のV溝エッチング時間を変えたものを作
成しておくことにより、ケミカルエッチングのアンダー
カットの進行により光ファイバ装着高さが少しずつ異な
った治具を用意することもできる。
The mounting jig 5 is in contact with the upper side of the optical fiber outer peripheral coat 4 and has a flat area (reference surface) in a state where the lower side of the optical fiber outer peripheral coat 4 and the solder 2 are alloyed. It is set so that it contacts the flat portion of the mounting holder 1 and the core 3'of the optical fiber 3 has a predetermined height. Generally, the mounting holder 1 and the mounting jig 5 have different groove widths, but in the case of the above-mentioned numerical example, the height of the core 3'of the optical fiber 3 is almost the same as the surface of the mounting holder 1, and the required mounting Since the groove width of the jig 5 is almost the same as that of the mounting holder 1, the mounting jig 5 can be created in the same manner as the mounting holder 1. At this time, it is possible to prepare jigs whose optical fiber mounting heights are slightly different due to the progress of undercutting of chemical etching by preparing the mounting jigs 5 with different V groove etching times. .

【0024】次に、この例を用いた光ファイバ装着手順
を図2,図3に示す。まず、装着ホルダ1を脱酸素雰囲
気(N2 ,H2 ,Ar等のガス中)で320℃の温度で
加熱し、固定材料2のAuとSnを溶融してAuSn共
晶半田化する。このとき、図2(a)に示すように、半
田は重力と表面張力により装着ホルダ1のV溝の底部に
集まり、V溝を埋めるように半田溜りを形成する。次い
で、図2(b)に示すように、金属コートした光ファイ
バ3をV溝内に挿入するが、このとき半田との濡れが良
くなるよう光ファイバ3に機械的な微動を加えてもよ
い。この後、光ファイバ3に機械的圧力を加えて位置を
確定させるが、従来技術の項で説明したように単順に圧
力を加えた場合、半田形成厚さや光ファイバ3の金属コ
ート厚さの分散に起因して装着ホルダ1間で相対的な位
置偏差を生じてしまう。
Next, an optical fiber mounting procedure using this example is shown in FIGS. First, the mounting holder 1 is heated at a temperature of 320 ° C. in a deoxidized atmosphere (in a gas such as N 2 , H 2 , Ar, etc.) to melt Au and Sn of the fixing material 2 to form AuSn eutectic solder. At this time, as shown in FIG. 2A, the solder gathers at the bottom of the V groove of the mounting holder 1 due to gravity and surface tension, and forms a solder pool so as to fill the V groove. Next, as shown in FIG. 2 (b), the metal-coated optical fiber 3 is inserted into the V groove, but at this time, mechanical fine movement may be applied to the optical fiber 3 so that wetting with solder is improved. . Thereafter, mechanical pressure is applied to the optical fiber 3 to determine the position. However, when pressure is applied in order as described in the section of the prior art, the solder formation thickness and the metal coat thickness of the optical fiber 3 are dispersed. As a result, a relative positional deviation occurs between the mounting holders 1.

【0025】そこで本実施例では、図3に示すように高
さ規定された装着治具5を用い、加圧治具7により機械
的圧力を加えて光ファイバ3の位置偏差を抑制する。即
ち、図2(b)の状態で装着治具5を光ファイバ3上に
乗せ、図3に示すように装着治具5に機械的圧力を加え
て光ファイバ3の位置を確定させる。この圧力印加によ
り光ファイバ3は溶融半田の中に押し込まれ、光ファイ
バ外囲コート4の金属(ここでは主にAu)が圧力変形
又は半田と反応して合金化する。しかし、装着治具5の
平坦部が装着ホルダ1の平坦部に接すると、光ファイバ
3にかかる圧力が減ってその押し込まれが停止する。従
って、本実施例では光ファイバ装着時の位置偏差が光フ
ァイバの外囲コート厚さ程度の範囲であれば吸収可能で
あり、同一の装着治具5を用いて光ファイバ3を装着す
る限り、複数の装着ホルダ1間でも装着条件はほぼ同じ
である。
Therefore, in this embodiment, the mounting jig 5 whose height is defined as shown in FIG. 3 is used, and mechanical pressure is applied by the pressing jig 7 to suppress the positional deviation of the optical fiber 3. That is, the mounting jig 5 is placed on the optical fiber 3 in the state of FIG. 2B, and mechanical pressure is applied to the mounting jig 5 as shown in FIG. 3 to fix the position of the optical fiber 3. By applying this pressure, the optical fiber 3 is pushed into the molten solder, and the metal (mainly Au in this case) of the optical fiber outer coat 4 is pressure-deformed or reacts with the solder to be alloyed. However, when the flat portion of the mounting jig 5 comes into contact with the flat portion of the mounting holder 1, the pressure applied to the optical fiber 3 decreases and the pushing of the optical fiber 3 stops. Therefore, in the present embodiment, it is possible to absorb the positional deviation when the optical fiber is mounted within the range of the outer coat thickness of the optical fiber, and as long as the optical fiber 3 is mounted using the same mounting jig 5, The mounting conditions are substantially the same among the plurality of mounting holders 1.

【0026】この方法を用いた時の装着位置偏差の例と
しては、前述した金属コートの厚さをNiが1μm、A
uが5μmとした場合で±1μm以下であり、シングル
モードファイバに対しても十分に対応可能である。ま
た、装着位置の絶対値に関しては装着治具5と装着ホル
ダ1の加工精度の組み合わせによって決まるため、前述
した方法により装着治具5の寸法が異なるものを用意し
ておき、装着ホルダ1の加工状況に合わせて装着治具5
を使い分ければよい。
As an example of the mounting position deviation when this method is used, the thickness of the metal coat is Ni of 1 μm, A
When u is 5 μm, it is ± 1 μm or less, which is sufficiently applicable to a single mode fiber. Since the absolute value of the mounting position is determined by the combination of the processing accuracy of the mounting jig 5 and the mounting holder 1, the mounting jig 5 having different dimensions is prepared according to the method described above, and the mounting holder 1 is processed. Mounting jig 5 according to the situation
Can be used properly.

【0027】このようにして完成した光ファイバ装着体
は、装着ホルダ1の表面状態が多少荒れている場合にお
いても、その平均的形状の中心付近に光ファイバ3が位
置することになり、従って装着ホルダ1の加工法がかな
り緩和されてくる。例えば、機械的切削加工や金型成型
等の手法で作成しても、研磨仕上等の仕上工程が必ずし
も必要なく、装着ホルダ1のコストを低減できるだけで
なく、金型成型等の手法により形状の再現性を向上させ
ることができる。
In the optical fiber mounting body thus completed, the optical fiber 3 is located near the center of its average shape even when the surface state of the mounting holder 1 is somewhat rough, and therefore the mounting is carried out. The processing method of the holder 1 is considerably eased. For example, even if it is created by a method such as mechanical cutting or die molding, a finishing step such as polishing is not necessarily required, the cost of the mounting holder 1 can be reduced, and the shape of The reproducibility can be improved.

【0028】図4は、本発明の第2の実施例の構成断面
図であり、図3に対応する構成で示している。この実施
例の特徴は、装着位置の高さを規定するための装着治具
の溝をV溝ではなく底の平坦な溝で形成したものであ
り、第1の実施例に比し装着位置高さの設定、即ち治具
の高さ基準面から光ファイバ接触部までの深さ設定が容
易になる利点を持っている。
FIG. 4 is a sectional view of the configuration of the second embodiment of the present invention, and shows the configuration corresponding to FIG. The feature of this embodiment is that the groove of the mounting jig for defining the height of the mounting position is formed with a groove having a flat bottom instead of the V groove, and the mounting position height is higher than that of the first embodiment. It is easy to set the depth, that is, the depth from the height reference plane of the jig to the optical fiber contact portion.

【0029】本実施例の装着治具5の作成は、以下のよ
うにして行う。まず、2枚のSi基板5a,5bをSi
2 膜6′を介して張り合わせた、所謂Si直接接着基
板の片側のSi基板5bを、所望の溝深さに相当する厚
さになるまで研磨加工する。次いで、前述したようなフ
ォトリソグラフィによるパターン形成を行って、Si基
板5bを選択エッチングする。Siの選択エッチングは
前述したKOH溶液によるケミカルエッチングでも可能
であり、SiO2 膜6′に達すると急激にエッチング速
度が低下するため、比較的簡単に選択エッチングができ
る。その後、第1の実施例と同様に固定防止膜6を形成
すればよい。
The mounting jig 5 of this embodiment is produced as follows. First, the two Si substrates 5a and 5b are
The Si substrate 5b on one side of the so-called Si direct-bonded substrate, which is bonded via the O 2 film 6 ', is polished to a thickness corresponding to the desired groove depth. Next, pattern formation is performed by the photolithography as described above, and the Si substrate 5b is selectively etched. The selective etching of Si can also be performed by the chemical etching using the above-mentioned KOH solution. Since the etching rate sharply decreases when reaching the SiO 2 film 6 ', the selective etching can be performed relatively easily. After that, the immobilization preventing film 6 may be formed as in the first embodiment.

【0030】このように本実施例では、研磨加工を注意
深く行うことで装着位置高さの設定ができ、第1の実施
例のようにV溝を用いる場合より設定精度の向上が容易
になる。また、アレイ化光ファイバの実装において、第
1の実施例ではV溝のピッチが微妙に異なるとそれがそ
のまま装着高さの設定誤差や偏差につながるが、図5に
示すようにこの実施例では、光ファイバ3の配列ピッチ
が装着ホルダ1側でのみ決められるため、このような誤
差や偏差が生じない特徴を持っている。
As described above, in this embodiment, the mounting position height can be set by carefully performing the polishing process, and the setting accuracy can be improved more easily than when the V groove is used as in the first embodiment. Further, in mounting the arrayed optical fiber, if the pitch of the V-grooves is slightly different in the first embodiment, it directly leads to a setting error or deviation of the mounting height. However, in this embodiment, as shown in FIG. Since the arrangement pitch of the optical fibers 3 is determined only on the mounting holder 1 side, it has a feature that such an error or deviation does not occur.

【0031】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。実施例では光ファイバに金属コート
を施したが、金属コートなしでも光ファイバを装着ホル
ダの溝に固定できる場合は、金属コートを省略すること
ができる。さらに、光ファイバ固定材料は半田に限るも
のではなく、機械的保持特性に優れる塑成材料であれば
よい。
The present invention is not limited to the above embodiments. Although the optical fiber is metal-coated in the embodiment, the metal coat can be omitted if the optical fiber can be fixed in the groove of the mounting holder without the metal coat. Further, the optical fiber fixing material is not limited to solder, and any plastic material having excellent mechanical holding characteristics may be used.

【0032】また、第2の実施例において、例えば25
0μmピッチの光ファイバアレイを128本装着する
と、装着治具5が32mmに渡るブリッジとなり、装着
治具の撓みが問題となる。このため、装着する光ファイ
バの本数が多くなる場合、各光ファイバ毎、又は数本お
きに高さ基準部(5b)を設ければよく、250μm程
度の間隔の場合では各光ファイバ毎に高さ基準部(5
b)を設けることも可能である。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
In the second embodiment, for example, 25
When 128 optical fiber arrays with a pitch of 0 μm are mounted, the mounting jig 5 becomes a bridge extending over 32 mm, and the bending of the mounting jig becomes a problem. Therefore, when the number of optical fibers to be mounted is large, the height reference portions (5b) may be provided for each optical fiber or for every several optical fibers. Sa reference part (5
It is also possible to provide b). In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、機
械的な位置合わせだけで光ファイバの装着がシングルモ
ードファイバに対しても対応可能になり、また多数の光
ファイバを同時装着できるため製造工程と製造時間の大
幅な短縮が可能になり、さらにアレイ化モジュールの製
造が容易になる利点がある。これにより、光通信用光伝
送モジュールや光スイッチモジュール等、光ファイバ結
合が必要なモジュールの大量生産と大幅な低コスト化が
可能になる。
As described above, according to the present invention, it becomes possible to mount an optical fiber on a single mode fiber only by mechanical alignment, and a large number of optical fibers can be mounted at the same time. There is an advantage that the manufacturing process and the manufacturing time can be significantly shortened and the arrayed module can be easily manufactured. As a result, mass production of modules requiring optical fiber coupling, such as an optical transmission module for optical communication and an optical switch module, and significant cost reduction are possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係わる光ファイバ装着
ホルダ及び装着高さ規定のための装着治具の構成を示す
概略断面図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configurations of an optical fiber mounting holder and a mounting jig for defining a mounting height according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例における光ファイバ装着方法を説
明するための工程断面図。
FIG. 2 is a process cross-sectional view for explaining the optical fiber mounting method in the first embodiment.

【図3】第1の実施例における光ファイバの装着状況を
説明するための構成断面図。
FIG. 3 is a configuration cross-sectional view for explaining a mounting state of an optical fiber in the first embodiment.

【図4】第2の実施例における光ファイバ装着治具を説
明するための構成断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a structure for explaining an optical fiber mounting jig according to a second embodiment.

【図5】第2の実施例における光ファイバ装着体を説明
するための構成断面図。
FIG. 5 is a structural cross-sectional view for explaining an optical fiber mounting body in a second embodiment.

【図6】従来の光ファイバ装着体の構成を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a conventional optical fiber mounting body.

【図7】従来の光ファイバ装着治具及び装着方法を説明
するための構成断面図。
FIG. 7 is a sectional view of a structure for explaining a conventional optical fiber mounting jig and a conventional mounting method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…装着ホルダ 2…半田(光ファイバ固定材料) 3…光ファイバ 3′…光ファイバコア 4…光ファイバの外囲コート(金属コート) 5…高さ規定装着治具 6…固定防止膜 7…加圧治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mounting holder 2 ... Solder (optical fiber fixing material) 3 ... Optical fiber 3 '... Optical fiber core 4 ... Optical fiber surrounding coat (metal coat) 5 ... Height regulation mounting jig 6 ... Fixing prevention film 7 ... Pressure jig

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主面に溝が形成された装着ホルダと、この
装着ホルダの溝に位置決め固定された光ファイバとを備
え、前記光ファイバの前記装着ホルダへの固定が塑成材
料により行われ、かつ前記光ファイバが前記装着ホルダ
に直接接していないことを特徴とする光ファイバ装着
体。
1. A mounting holder having a groove formed on a main surface and an optical fiber positioned and fixed in the groove of the mounting holder, wherein the optical fiber is fixed to the mounting holder by a plastic material. The optical fiber mounting body, wherein the optical fiber is not in direct contact with the mounting holder.
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