光学连接部件的制作方法

本发明涉及一种制造如下光学连接部件的方法，在该光学连接部件中弯曲光纤的露出的玻璃部分涂覆有树脂。

背景技术：

将电子板光学连接到现场布线(on-premiseswiring)或外部传输路径的光学连接部件包括例如光纤、光纤固定部件和连接器。多根光纤中的每根光纤的一端使用光纤固定部件被固定至电子板，并且光纤的另一端通过连接器被连接至现场布线等。随着使安装在电子板上的光学组件的尺寸减小的趋势，要求光学组件附近所使用的光学连接部件的高度减小。国际公开no.2017/026072公开了一种用于应对密集安装的光学组件的光学连接部件。该光学连接部件包括相互平行布置的多根光纤(也称为“光纤阵列”)，并且多根光纤中的每根光纤具有弯曲部分。在下文中，具有弯曲部分的光纤被称为“弯曲光纤”。

国际公开no.2017/026072中描述的光学连接部件中所包括的光纤均具有第一非弯曲部、弯曲部以及第二非弯曲部。第一非弯曲部由光纤固定部件保持，并且第二非弯曲部被连接至连接器。弯曲部位于第一非弯曲部与第二非弯曲部之间，并且以其玻璃部分露出的状态弯曲。国际公开no.2017/026072公开了一种用灌封树脂保护弯曲部(其强度由于弯曲和树脂涂层的去除而降低)的技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种即使位于所布置的多根弯曲光纤两侧的弯曲光纤也能够得到灌封树脂的可靠保护的制造光学连接部件的方法。

本发明涉及一种制造光学连接部件的方法。该光学连接部件包括光纤阵列以及覆盖光纤阵列的树脂层。光纤阵列具有并排布置的多根弯曲玻璃光纤，并且弯曲玻璃光纤中的每根弯曲玻璃光纤包括芯部以及包围芯部且具有比芯部的折射率低的折射率的包层。方法包括：围绕光纤阵列提供包括两个壁的模具，两个壁以比光纤阵列的宽度大的距离彼此分隔开，使得两个壁中的每个壁布置在多根弯曲玻璃光纤中所包括的位于光纤阵列的两侧的两根玻璃光纤中的相应一根玻璃光纤的外侧。方法还包括：向模具内供应树脂；通过使树脂固化而形成树脂层；以及从模具上取下涂覆有树脂层的光纤阵列。

在根据本发明的方法中，模具可以是能够分开的且构造为覆盖光纤阵列的两个布置表面，并且可以在模具中提供曲面凹槽以形成具有均一厚度的树脂层。作为替代方案，模具的横截面可以为具有两个壁以及将两个壁彼此连接的底表面的u形横截面，并且模具可以围绕光纤阵列设置，使得光纤阵列的一个布置表面面向底表面，并且光纤阵列的另一布置表面面向模具的开口。作为替代方案，模具可以围绕光纤阵列设置，使得光纤阵列的一个布置表面以及另一布置表面面向模具的开口。

在根据本发明的方法中，方法可以进一步包括：准备多根光纤，多根光纤中的每根光纤包括玻璃光纤以及覆盖玻璃光纤的涂覆树脂层，玻璃光纤包括芯部以及包层；从多根光纤中的每根光纤上去除涂覆树脂层以使多根玻璃光纤露出；以及加热多根玻璃光纤并使多根玻璃光纤弯曲以提供光纤阵列。此外，树脂层的厚度可以为50×10^-6m至3000×10^-6m。

利用根据本发明的制造光学连接部件的方法，即使在最末端玻璃光纤与模具的壁之间也形成树脂层。这允许弯曲光纤的强度得以改善。特别是，即使当由于为了形成弯曲光纤将涂覆树脂层去除并加热露出的玻璃光纤而降低光纤的强度时，也形成了具有指定厚度的树脂层，从而允许弯曲光纤的强度得以改善。

附图说明

图1a是光学连接部件的透视图，并且图1b是沿图1a中示出的箭头b-b方向看到的横截面图。

图2是根据本发明的制造光学连接部件的方法的实例的流程图。

图3是示出根据本发明的第一实施例的布置模具的步骤的透视图。

图4a和图4b分别是示出根据第一实施例的布置模具的步骤的侧视图和俯视图。

图5a是示出根据第一实施例的布置模具的步骤的横截面图，并且图5b是示出根据第一实施例的供应树脂的步骤以及使树脂固化的步骤的横截面图。

图6a、图6b和图6c示出了向弯曲部供应树脂。

图7a是示出根据本发明的第二实施例的供应树脂的步骤以及使树脂固化的步骤的横截面图，并且图7b是示出模具移除之后的状态的横截面图。

图8a是示出根据本发明的第三实施例的供应树脂的步骤以及使树脂固化的步骤的横截面图，并且图8b是示出模具移除之后的状态的横截面图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述根据本发明的制造光学连接部件的方法的优选实施例。

当树脂被施加至布置好的多根弯曲光纤时，由于布置在中心的弯曲光纤自身的表面张力，所以树脂向布置在中心的弯曲光纤或其周围集中，而不太容易向布置在两侧的弯曲光纤或其周围集中。因此，为了用灌封树脂来保护弯曲部，期望一种便于树脂涂覆在位于两侧的弯曲光纤上的技术。

图1a是光学连接部件1的透视图。光学连接部件1用于将例如包括集成光学芯片等的电子板光学连接到现场布线或外部传输路径上。

光学连接部件1包括例如沿图1a所示的y轴方向布置的八根弯曲光纤20。每根弯曲光纤20都具有第一非弯曲部(未示出)、弯曲部30和第二非弯曲部32。第一非弯曲部由光纤固定部件10保持。弯曲部30设置在第一非弯曲部与第二非弯曲部32之间。第二非弯曲部32被连接至例如图4a和图4b所示的连接器48。

光纤固定部件10包括v槽板11和肋13。v槽板11具有沿图1a所示的z轴方向延伸的v槽12。v槽板11可以支撑弯曲光纤20的第一非弯曲部。v槽板11设置有以沿图1a所示的y轴方向布置的方式形成的八个v槽12。肋13具有例如平板形状并且在保持表面14处与v槽板11接触。弯曲光纤20被保持在v槽板11与肋13之间。

因此，每根弯曲光纤20的一端由光纤固定部件10保持并且将要以其在x、y和z轴方向上的移动被限制的状态固定至电子板。同时，弯曲光纤20的另一端将要通过上述连接器48被连接至用于现场布线(或外部传输路径的单模光纤(smf))的另一光纤。

通常，光纤包括裸光纤21(图1b)和涂覆在裸光纤21周围的共用涂覆层22。裸光纤21包括芯部以及包围芯部且具有比芯部的折射率低的折射率的包层。然而，通过去除共用涂覆层22并利用加热使露出的裸光纤21弯曲而形成光学连接部件1的弯曲光纤20的弯曲部30。对于该加热，燃烧炉、co2激光器、电弧放电、加热器等是可用的。此外，可以在使裸光纤21受到弯曲的同时加热裸光纤21，以减小在弯曲部30中产生的应力。裸光纤21对应于本发明的玻璃光纤。

裸光纤21由硅系玻璃形成并且包括芯部和包层。参考图1a，裸光纤21沿x轴方向延伸并且被弯曲成指定曲率(例如，0.4[1/mm]以上)以在z轴方向上延伸。例如，八根裸光纤21沿图1a所示的y轴方向布置。虽然通常使用多模光纤(mmf)作为裸光纤21，但单模光纤(smf)也可以用作裸光纤21。

图1b是沿图1a所示的箭头b-b方向看到的横截面图。由于例如弯曲以及共用涂覆层22的去除，所以弯曲部30的强度降低。因此，利用灌封树脂层40覆盖弯曲部30。具体来说，树脂层40用均一的厚度t(裸光纤21中的每根裸光纤的表面与树脂层40的外表面之间的距离)覆盖裸光纤21中的每根裸光纤。树脂层40的横截面为圆筒形横截面，并且圆筒形状中的每个圆筒形状在裸光纤21的布置方向上部分地相互叠加，从而形成大致波形形状。

树脂层40的厚度t为50μm至3000μm。当厚度t小于50μm时，裸光纤21的强度可能会降低。然而，当厚度t为50μm或更大时，能够充分地保护裸光纤21。当厚度t大于3000μm时，这会影响光学连接部件1的尺寸减小。因此，树脂层40的厚度t的适当值是50μm至3000μm。

除了弯曲部30涂覆有树脂层之外，弯曲光纤20的第一非弯曲部以及第二非弯曲部32的一部分也涂覆有树脂层40以形成大致波形形状。相比之下，共用涂覆层22没有从第二非弯曲部32的剩余部分上去除。因此，第二非弯曲部32的剩余部分涂覆有横截面为例如椭圆形状的共用涂覆层22。

图2是根据本发明的制造光学连接部件的方法的实例的流程图。根据本实例，首先，准备裸光纤21被共用涂覆层22涂覆的光纤。例如，用工具或溶剂去除与第二非弯曲部32的一部分、弯曲部30以及第一非弯曲部对应的共用涂覆层22(步骤s101)以使裸光纤21露出。

接下来，使露出的裸光纤21弯曲成指定曲率(步骤s102)。此外，在减小弯曲部30中产生的应力时，加热已弯曲的位置(s103)。优选的是，步骤s102和步骤s103的处理分成多次执行，而每次执行处理时使要弯曲的位置稍微变化。此后，将光纤固定部件10安装在第一非弯曲部上(步骤s104)，并且围绕第二非弯曲部32的一部分布置灌封模具(步骤s105)。然后，向灌封模具内供应树脂(步骤s106)并且使所供应的树脂固化(步骤s107)。此后，移除灌封模具(步骤s108)。

图3、图4a、图4b和图5a示出了根据本发明的第一实施例的布置模具的步骤。如图3所示，使裸光纤21在弯曲部30以及第二非弯曲部32的一部分中露出，并且使弯曲部30在zx平面中弯曲。此外，将光纤固定部件10安装在裸光纤21中的每根裸光纤的已弯曲的一端(第一非弯曲部)上。裸光纤21中的每根裸光纤的另一端(第二非弯曲部32的剩余部分)涂覆有横截面为椭圆形状的共用涂覆层22。

将用于模制成型的模具50布置在弯曲部30以及第二非弯曲部32的一部分上。模具50由例如不锈钢(sus)形成并且能够分开为上模具51和下模具52。上模具51的横截面为朝向正z轴方向开口的波形形状。上模具51在下部分中具有八个曲面凹槽51a。此外，下模具52与上模具51类似地形成并且在上部分中具有八个凹槽52a。使上模具51的凹槽51a和下模具52的凹槽52a相互面对，并且将裸光纤21布置在上模具51与下模具52之间。作为结果，如图5a所示，裸光纤21布置在相应的凹槽51a与相应的凹槽52a之间。

如图4a所示，下模具52在z轴方向上的位置例如确定如下：将涂覆有共用涂覆层22的部分(第二非弯曲部32的剩余部分)放置在z方向止挡件58上，然后，使用加压构件58a从上方加压，以采用机械的方式将下模具52相对于z方向止挡件58定位。下模具52和z方向止挡件58可以彼此为一体。此外，如图4b所示，在x轴方向上的位置例如确定如下：使x方向止挡件59在z方向止挡件58的后端与z方向止挡件58形成一体，并且使连接器48的前端面与x方向止挡件59的后端面接触。

图5b是示出树脂供应步骤和树脂固化步骤的横截面图。通过设置在例如上模具51中的供应端口(未示出)向如上所述定位的上模具51和下模具52内部的空间内供应灌封树脂p1。结果，树脂p1沿着凹槽51a和52a包围裸光纤21并流向位于凹槽51a和凹槽52a的布置的两侧的侧壁53和54。侧壁53与侧壁54之间的距离大于位于两侧的裸光纤21之间的距离。灌封树脂p1对应于本发明的树脂，并且侧壁53和54对应于本发明的侧壁。

然后，在灌封树脂p1已固化之后移除上模具51和下模具52时，即使在侧壁53和54以及相应的最末端裸光纤21之间也形成树脂层40。因此，围绕裸光纤21形成具有均一厚度的树脂层40。如上所述，在第二非弯曲部32的露出裸光纤21的部分中，围绕位于两侧的裸光纤21也形成树脂层40。这允许弯曲光纤20的强度得以改善。

此外，由于围绕裸光纤21形成具有均一厚度t的树脂层40，所以能够提供针对上、下和侧方向中的任何方向上的负载的均一的抵抗力。虽然灌封树脂p1例如是紫外线(uv)固化型树脂(例如，由共立化工有限公司(kyoritsuchemicalco.，ltd)制造的xvl-14)，但也可以使用热固型树脂。上述树脂中的任何一种树脂的杨氏模量均为2.0mpa或更大。

图6a、图6b和图6c示出了向弯曲部供应树脂。在第二非弯曲部32的一部分被树脂层40保护起来之后，用一不同的灌封树脂来保护露出裸光纤21的弯曲部30。还有，在这种情况下，为了降低由于表面张力引起的树脂集中在位于两侧的弯曲光纤的周围的难度，优选将具有比位于两侧的裸光纤21之间的距离大的间距的壁布置在弯曲部30的两侧。

在将一不同的灌封树脂p2施加到树脂层40上(图6a)并使裸光纤21直立使得光纤固定部件10面向下时，该不同的灌封树脂p2沿着裸光纤21的位于弯曲部30中的部分流向光纤固定部件10(图6b)并包围裸光纤21。此后，在使灌封树脂p2固化时，围绕裸光纤21的位于弯曲部30中的部分形成树脂层45(图6c)。根据第一实施例，已描述了在第二非弯曲部32的一部分处布置模具并在未使用模具的情况下在弯曲部30处形成树脂层的实例。然而，本发明不限于该实例。例如，可以通过使用除了覆盖第二非弯曲部32之外还覆盖弯曲部30的模具来提供树脂层。

图7a示出了根据本发明的第二实施例的树脂供应步骤和树脂固化步骤。虽然在根据第一实施例的实例中使用了能够分成上模具和下模具的模具，但也可以使用形成为单个单元的模具。具体来说，该单个单元模具的横截面为u形并且具有顶部开口61、面向顶部开口61的底部62以及从底部62向上延伸的侧壁63和64。侧壁63和64也对应于本发明的侧壁。

底部62以及侧壁63和64的侧表面是平坦的。在将裸光纤21布置在顶部开口61与底部62之间并从定位好的模具60上方供应(例如在裸光纤21的布置方向上沿往复的路径施加)灌封树脂p1时，树脂p1从相邻的裸光纤21以及裸光纤21之间的空间流动、沿着底部62流动以包围裸光纤21、然后流向侧壁63和64。

然后，在灌封树脂p1已固化之后移除模具60时，如图7b所示，在侧壁63和64以及相应的最末端裸光纤21之间也形成横截面为矩形形状且厚度为t的树脂层40。如上所述，利用由底部62以及侧壁63和64形成的u形形状，容易在模具60中收纳树脂p1。此外，裸光纤21上方的区域是敞开的。因此，与裸光纤21上方的区域被模具覆盖的情况相比，容易向裸光纤21供应树脂p1。此外，由于模具和树脂层相互接触的接触面积减小了，所以容易从树脂层上移除模具。

图8a和图8b示出了根据本发明的第三实施例的树脂供应步骤和树脂固化步骤。虽然根据第一和第二实施例模具布置在裸光纤21的下方，但模具也可以仅布置在裸光纤21的旁侧。具体来说，模具70具有顶部开口71、面向顶部开口71的底部开口72以及侧壁73和74。侧壁73和74位于顶部开口71和顶部开口72的旁侧并且竖直延伸。侧壁73和74也对应于本发明的侧壁。

侧壁73和74的内表面是平坦的。在将裸光纤21布置在顶部开口71与顶部开口72之间并从定位好的模具70上方例如在裸光纤21的布置方向上沿往复的路径施加灌封树脂p1时，树脂p1沿着相邻的裸光纤21流动以朝向侧壁73和74包围裸光纤21。

然后，在灌封树脂p1固化之后移除模具70时，如图8b所示，也在侧壁73和74以及相应的最末端裸光纤21之间形成横截面为矩形形状且厚度为t的树脂层40。如上所述，裸光纤21上方和下方的区域是敞开的。因此，与裸光纤21上方或下方的区域被模具覆盖的情况相比，容易使树脂p1固化。此外，由于模具和树脂层相互接触的接触面积减小了，所以更容易从树脂层上移除模具。

应该理解的是，本文中公开的实施例是示例性的而不以任何意义进行限制。本发明的范围不由上述含义限定而是由权利要求限定。另外，旨在在等同于权利要求的含义和范围内的任何变化都被包含在本发明的范围内。