专利名称：密封型纤维阵列及密封型纤维阵列的制造方法
技术领域：
本发明涉及在传输模块等器件中使用的纤维阵列本身进行传输模块等的外壳的密封(以下叫“密封”)的密封型纤维阵列。
背景技术：
现有的在传输模块等器件中使用的密封型纤维阵列，例如，记载在特开平81-179171号公报中，在这样的密封型纤维阵列中，在V型槽上配置光着导纤维那样的纤维，在密封型纤维阵列构件的两侧端面上实施光学研磨。另外，从传输模块等器件的外壳的外侧出来的端面上具有能连接其它光连接器的功能。
为了把这样的外壳连接到其它光连接器上，必须把导向销用的槽设置在密封型纤维阵列的基板上，在现有技术那样的使用了V槽的密封型纤维阵列中，纤维槽及导向槽从基板的一侧的端面延伸到另一端面，因此，形成从密封型纤维阵列的一侧的端面延续到另一侧的端面的导向孔。但是在这种情况下，存在着从导向孔和导向销之间的间隙向外壳内侵入外气的危险(纤维槽与纤维之间的间隙由普通粘接剂封塞)。在传输模块等器件的外壳内设置着激光二极管或光电二极管等半导体元件，这些元件暴露在外气中时元件会劣化。
发明的介绍本发明的目的是提供一种外气不从导向孔和导向销之间的间隙向外壳内侵入的密封型纤维阵列。
本发明的密封型纤维阵列具有下基板和上基板，在上述下基板上的长度方向上形成着至少一个的配置纤维的槽及分别配置导向销的至少一个导向槽，该导向销用于与其它连接器连接，上述上基板的长度方向及与其纵向垂直方向的尺寸与上述下基板的这些尺寸相同，上述上基板固定着配置在上述下基板上的至少一个导向销及至少一根纤维；由上述下基板的导向槽和上述上基板分别形成至少一个导向孔，其特征在于，外气不能从上述密封型纤维阵列的设置至少一个导向孔的面侵入到与之相对的面地分别形成上述至少一个导向孔。
根据这样的纤维阵列，由于通过分别形成外气不从密封型纤维阵列的设置至少一个导向孔的面侵入到与之相对的面的至少一个的导向孔从而得到密封功能，所以就不必担心外气从导向孔与导向销之间的间隙侵入到外壳内而劣化外壳内的元件。
本发明的另一种密封型纤维阵列的特征在于，上述下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度做成为小于上述下基板的纵向长度，形成上述至少一个导向孔的各孔。
这样，通过将导向槽不是形成在下基板的整体上，而是从下基板的设置至少一个导向槽的端部一直形成到下基板的中部而形成导向槽，从而至少一个的导向孔不延设到与设置至少一个导向孔的面(连接其它连接器的面)相对的面(与光学元件结合的面，例如，参照上述特开平第8-179171号公报)。由于由此得到密封性能，就不用担心外气从导向孔与导向销之间的间隙侵入到外壳内而使外壳内元件劣化。
再有，因为纤维要在下基板的纵向的整体长度上延设，所以纤维槽也在下基板的长度方向的全体长度上延设。
本发明的另一种密封型纤维阵列的特征在于，上述下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度做成为上述下基板的纵向长度，对于上述至少一个导向槽的各槽，在从其一端延续到它的纵向长度未满的长度部分的以外的导向槽的局部的至少一部分上充填粘接剂，分别形成上述至少一个导向孔的各孔。
这种情况下，对于至少一个导向槽的各槽，在从其一端延续到它的纵向长度的未满长度部分以外的导向槽局部的至少一部分上充填粘接剂，由此，至少一个的导向孔不延伸到与设置至少一个导向孔的面相对的面。由于因此得到密封性能，所以不必担心外气从导向孔与导向销之间的间隙侵入外壳内而使外壳内的元件劣化。这时必须做到不会因充填粘接剂而使导向销偏移正确位置。
本发明的另一种密封型纤维阵列的特征在于，上述下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度做成上述下基板的纵向长度，在上述下基板的至少一个导向槽的各槽的未满纵向长度上分别设置上述至少一个的导向销，形成上述至少一个的导向孔，上述至少一个导向孔的各孔和与其相对应的上述至少一个的导向销之间充填粘接剂。
这样，由于至少一个导向孔的各孔和与其相对应的上述至少一个的导向销之间充填着粘接剂，可以得到更有效的密封性能。这时必须做到不因充填粘接剂而使导向销偏移正确位置。
本发明的另一种密封型纤维阵列的特征是上述上基板及下基板分别由陶瓷或玻璃形成。
上基板及下基板的材料最好与纤维的光入射端面相对的光学元件的热膨胀系数相吻合。根据这样的密封型纤维阵列，为了满足这样的关键条件，这些材料选用陶瓷或玻璃。在将激光二极管或光电二极管作为光学元件使用时，因为一般在纤维阵列与激光二极管或光电二极管之间设有间隙，没必要特别考虑它，但是最好基本上符合这些光学元件的热膨胀系数。
本发明的另一种密封型纤维阵列的特征是上述下基板由模压成形。
形成在下基板上的导向槽，用硅(si)腐蚀容易形成，而陶瓷或玻璃制造的下基板的导向槽由研削形成，研削时，由于使用规定直径(例如，数十mm)的磨石，当从下基板的设置至少一个导向槽的端部到下基板的中途形成导向槽时，研削在中途停止，导向槽的端部成弧形，不能形成所希望的端部形状的导向槽。因此，为了形成所希望的形状的导向槽，由模压成形下基板。下基板的模压成形，由例如在特开平8-46819号公报中记载的方法来进行。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征在于，对上述下基板的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面和要与该面相结合的上述上基板的面进行金属喷镀，这些面用焊料接合。
在模块必须密封的情况下，树脂粘接会产生问题。其理由是，由树脂本身产生的气体会成为外壳内光学元件(特别是激光二极管或光电二极管)劣化的原因。为了避免这种问题，下基板的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面和与该面接合的上基板的面由焊料接合。因为陶瓷或玻璃对焊料不润湿，所以下基板的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面和与该面接合的上基板的面必需进行金属喷镀。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征是上述焊料为金(Au)系焊料。
当在焊料中使用助熔剂时，由于担心产生元件的劣化，所以必须使用无助熔剂的能在纤维槽那样的非常狭窄的场所里可流动的金(Au)系焊料。所谓金(Au)系焊料是指金(Au)/锡(Sn)焊料，金(Au)/锗(Ge)焊料，金(Au)/硅(Si)焊料。从确保可靠性观点来说应该用它们的共晶焊料。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征是上述金属喷镀由金(Au)的蒸镀或喷镀薄膜来完成。
以金(Au)系焊料作为焊料的情况，由金(Au)形成的金属膜焊料最容易润湿，适合焊接上基板和下基板。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征在于，在上述下基板的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面中，在上述至少一个导向槽以外部分上进行上述金属喷镀。
为了有效地接合上基板及下基板，得到可靠的密封性能，焊料必须遍及下基板的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面的全体，但是，正如已经说明的那样，为了不妨碍导向性能，必须不在导向槽上敷设焊料，因为焊料只在金属喷镀过的部分流动，不希望流入焊料的部分，即导向槽内不进行金属喷镀，也就是在至少一个的导向槽以外的部分进行金属喷镀。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征在于，与上述至少一个导向槽对应的导向槽分别沿上述上侧基板的长度方向形成在上述上侧基板上。
由于在上基板上也设置这样的导向槽，可以更正确地使导向销定位。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征在于，上述上基板的导向槽的最大宽度与上述下基板的导向槽的最大宽度不同，从而设置了划分起积存焊料的作用的空间的台阶。
由于形成这样的台阶，用焊料焊接上基板和下基板时，设置在这些接合面上的焊料的量可以很好地被控制，接合时不必施加大的负荷。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征在于，上述导向孔的顶端部带有一个锥度或把上述导向孔的前端部做成半球状。
由于导向槽的顶端部做成这样的形状，就能够减轻导向槽止销部的应力。另外，如后面说明的那样地将上基板和下基板用焊料接合时，焊料的弯月面可以提高泄漏的密封性能。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征在于，对上述密封型纤维型阵列的设置至少一个导向孔的面及与之相对的面以外的面进行金属喷镀。
当密封型纤维阵列与传输模块等器件进行焊料密封时，密封型纤维阵列的设置至少一个导向孔的面以及与之相对的面以外的面进行金属喷镀是合适的。
本发明的另一种密封型纤维阵列，其特征在于，上述至少一个的导向销为二个以上，上述至少一个的纤维的各中心处于上述至少一个的导向销中的二个中心的连线上。
通常，连接在密封型纤维阵列上的多芯连接器最一般的是多重传输连接器，在与多重传输连接器连接时，密封型纤维阵列的导向孔、纤维的位置必须与多重通信连接器的设计相吻合。因为多重通信连接器设计成纤维的中心分别位于两侧的导向销的中心连线上，所以密封型纤维阵列的至少一个的纤维的各中心分别处于至少一个的导向销中的二个中心连线上是合适的。
本发明的密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，密封型纤维阵列具有下基板和上基板，在上述下基板上纵向地形成分别配置至少一个的纤维的槽及分别配置导向销的至少一个的导向槽，该导向销用于连接其它的连接器，上述上基板的纵向及与该纵向垂直方向的尺寸与上述下基板的尺寸相同，上述上基板配置在上述下基板上，用于固定上述至少一个的导向销及至少一个的纤维，当制造由上述下基板的导向槽及上述上基板分别形成的至少一个的导向孔的密封型纤维阵列时，在上述至少一个的导向槽内分别配置具有上述导向销的直径以上的直径的掩蔽用销，在该掩蔽用销固定在上述下基板的状态下，对上述下基板中的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面进行金属喷镀。
现有技术中，在使用焊料的导向槽的掩蔽方法中，作为掩膜，通常把平板型的掩膜作为荫罩使用。一般，金属喷镀是在数个光连接器用的触点配置为极板状的状态下进行，但是，这时，不能用整体的平板掩膜进行形成导向槽部分的掩蔽，必须使用个别的掩膜，把单纯的四角形的平板配置在形成导向槽的部分上，这样就难以对合位置。
根据本发明的密封型纤维阵列制造方法，在至少一个的导向槽内分别配置具有大于导向销直径的直径的掩蔽用销，在把该掩蔽用销固定在下基板的状态下，对下基板的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面进行金属喷镀。因为存在着为了形成插入原来的导向销用的导向孔的导向槽，所以(实际上只是配置掩蔽用销)就能非常简单地进行位置对合。
本发明的另一种密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，上述掩蔽用销使用磁性物质，从上述下基板的里面配置磁铁，向上述下基板上分别固定上述各掩蔽用销。
通过这样地固定各个掩蔽用销，可以更简单、更正确地进行位置对合。
本发明的另一种密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，上述掩蔽用销的直径做成在大于其它连接器的销的直径+0.06mm、小于上述下基板的导向槽的最大宽度+0.5mm的范围内。
当导向槽的斜面部被金属喷镀时，在这部分焊料也会流入到该部分之上，有其它连接器的销子不能插入的危险。在该斜面部中，金属喷镀的流入量比其它部分小，其宽度为0.03～0.1mm左右，所以掩蔽用销的下限做成大于其它连接器的销子的直径+0.06mm。
与此相对，当离开导向槽的周边0.1mm以上的地方不被金属喷镀时，就会产生接合强度的问题。当考虑到相对于导向用销的直径单侧有0.05～0.15mm左右的金属喷镀会蔓延进入时，掩蔽用销的上限做成在下基板的导向槽的最大宽度上增加0.5mm以下。
本发明的另一种密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，上述上基板的导向槽的最大宽度与上述下基板的导向槽的最大宽度不一致，从而设置了划分起积存焊料的作用的空间的台阶，上述掩蔽用销的直径做成在大于其它连接器的销的直径+0.06mm、小于上述下基板的导向槽的最大宽度+0.1mm的范围内。
这样，上基板的导向槽的最大宽度与下基板的导向槽的最大宽度不一致，设置划分起积存焊料的作用的空间的台阶时，由于希望下基板的接合面上一定要进行金属喷镀，所以掩蔽用销的上限做成在下基板的导向槽的最大宽度上增加0.1mm以下。
本发明的另一种密封型纤维阵列的制做方法，其特征在于，密封型纤维阵列具有下基板和上基板，在上述下基板上纵向地形成至少一个的配置纤维的槽及分别配置导向销的至少一个的导向槽，该导向销用于连接其它的连接器，上述上基板的长度方向及与该长度方向垂直方向的尺寸与上述下基板的这些尺寸相同，上述上基板配置在上述下基板上，用来固定上述至少一个的导向销及至少一个的纤维，当制造由上述下基板的导向槽及上述上基板分别形成的至少一个的导向孔的密封型纤维阵列时，将分别形成至少一个导向孔的二个密封型纤维阵列做成一体，以使外气不能从上述密封型纤维阵列的设置至少一个导向孔的面向与之相对的面侵入，随后，切断它，形成二个密封型纤维阵列。
当测定连接损失时，必须在密封型纤维阵列的与被测定面相对的面上连接连接器，当分别形成外气不能从密封型纤维阵列的设置至少一个导向孔的面向与之相对的面侵入那样的至少一个导向孔的密封型纤维阵列是一个的情况下，由于在与被测定面相对的面上不能连接连接器，所以不能测定连接损失。
根据这样的密封型纤维阵列，由于将分别形成至少一个的外气不能从密封型纤维阵列的设置至少一个导向孔的面向与之相对的面侵入那样的导向孔的二个密封型纤维阵列做成为一体，在与被测定面相对的面上能够连接连接器，二个密封型纤维阵列作为整体的连接损失就可以测定了。
下面参照图详细说明本发明的密封型纤维阵列及密封型纤维阵列的制造方法。
图的简单说明
图1A～1E是本发明的密封型纤维阵列的基板模压成形的说明图。
图2A和2B是本发明的密封型纤维阵列的基板金属喷镀的说明图。
图3是表示上基板上的导向槽以外部分和下基板上面的导向槽以外部分进行金属喷镀的照片。
图4A和图4B是本发明的密封型纤维阵列的基板切断加工的说明图。
图5是本发明的密封型纤维阵列的组装工序的说明图。
图6是本发明的密封型纤维阵列的连接损失测量的说明图。
图7A和7B是本发明的密封型纤维阵列的成品图，图7C是密封型纤维阵列的局部正视图，表示别的连接器的销子接合到图7A所示的连接器的接合侧端面上。
图8A是现有的密封型纤维阵列的导向孔的顶端部的剖面图，图8B～8E是本发明的密封型纤维阵列的导向孔的顶端部的剖面图。
图9A及9B是现有的密封型纤维阵列的横剖视图及纵剖视图，图9C及9D是本发明的密封型纤维阵列的横剖视图及纵剖视图。
图10是本发明的密封型纤维阵列的泄漏试验的说明图。
发明的最佳实施例图1A～1E是本发明的密封型纤维阵列的基板压力成形的说明图。在本实施例中，对玻璃进行模压成形，形成如图1A所示的下基板的压板1及如图1B所示的上基板的压板2。这时，以一次的成形可得到2个基板，在后续的工序中再把二个基板分割开。
上侧基板和下侧基板的材质若以如后面所说的那样地用焊纤料固定这些基板作为前提，则组装时因暴露在高温下，从而存在热应力的问题，考虑到这个因素，上基板和下基板的材料选用极限强度高的玻璃是合适的，最好使用日本ガィシ会社的シラケロン(注册商标)PP-1。该シラケロン(注册商标)PP-1是结晶化玻璃，在压力成形时，使用该结晶化之前状态的シラケロン(注册商标)PP-4。
在本实施例中，使用シラケロン((注册商标)PP-4，在610℃的温度及500kgf的压力下进行成形。其结果形成如图1C所示的下基板5和如图1D所示的上基板7，在上述下基板5上形成光导纤维(如后面所述，本实施例中采用单模纤维)用的12芯的V型槽3及导向销用的位于V型槽3的两侧的导向槽4a及4b，上述光导纤维的直径为Df，上述导向销的直径为Dg；上述上侧基板7上形成与导向槽4a及4b(图1C)相对应的导向槽6a及6b(深度为M)。
在这里，在设定V槽3(图1C)时，若将从下基板5的上表面到纤维中心的距离形成为Zf，从下基板5的上表面到导向销中心的距离形成为Zg，则在下基板5(图1C)，上基板7(图1D)及光导纤维直径Df(图1C)之间，当光导纤维接触在上基板7(图1D)的形成有导向槽6a及6b的表面上时，V型槽3和导向槽4a及4b的相对位置以及导向槽6a及6b的深度有下列关系成立Zf=Zg，M=(Dg-Df)/2。实际上考虑到加工精度，光导纤维直径Df及导向销直径Dg的偏差，就变成了M≥(Dg-Df)/2，成为在以后形成的导向销孔上设有间隙形态。
上基板5(图1C)及下基板7(图1D)分别做成7mm长、10mm宽、3mm厚。另外导向槽4a及4b和导向槽6a及6b的长度做成自连接连接器的端面4mm长，确保连接器被连接所需的导向销的插入长度3mm。这时，密封的密封长度为3mm，能充分地保持密封性能。
图2A及2B是本发明的密封型纤维阵列的基板进行金属喷镀的说明图。如图1所述地进行基板模压成形之后，对下基板5(图1C)的形成有V型槽3(图1C)和导向槽4a及4b(图1C)的表面及上基板7(图1D)的形成有导向槽6a及6b的表面进行金属喷镀，以便以后使用软纤维将这些面接合起来。
在本实施例中，使用喷溅装置，依次设置了膜厚1000的Ti(钛)、膜厚1000的PT(铂)及膜厚1μm的Au(金)。由于如后面说明的那样使用Au系的焊料进行接合，所以在此上设置了最易润湿的Au。但是Au不能直接设置在玻璃或玻璃陶瓷上，所以，作为底层，先在玻璃上设置Cr或Ti，在其上再设置Au。
另外，象本实施例那样，光导纤维使用单模纤维的情况下，它的直径是10μm左右，为了单模纤维与外壳内的光学元件(激光二极管、光电二极管等)正确地进行光学结合，这些单模纤维必须以1μm左右的精度进行排列。虽然可以高精度加工V型槽3(图1C)本身，但是，当在它上面设置热的金属膜时，V型槽3(图1C)的精度就被损坏了。然而，在本实施例中，这些金属膜层做得非常薄，所以V型槽3(图1C)的精度不被破坏。
另外，为了防止焊料在以后形成的导向孔里流动，在导向槽8内设置了磁性体的掩蔽用销9，如图2B所示，用钐(Sm)系强磁铁10把这些掩蔽用销9相对基板11固定，固定着掩蔽用销9的基板11的表面与中间电极12相对置。在本实施例中，这样的掩蔽用销9使用直径1mm的SUS(硅单向开关管)420J，它被用在通常的光连接器上。在导向槽8内设置掩蔽用销9时，掩蔽用销9的顶端要与导向槽8的终止端部抵接。
在本实施例中，由于使用1mm的掩蔽用销，与导向槽8的长度方向垂直的方向上的0.87mm的宽度被掩蔽。由于有这样的宽度被掩蔽，在多重通信连接器用的0.7mm直径的导向销插入导向槽8时，就不用担心上下基板接合时焊料流入导向槽8。这样，如图3所示，上基板上表面的导向槽以外的部分及下侧表面的导向槽以外的部分进行了金属喷镀。
另外，掩蔽用销9的直径做成在多重通信连接器用的导向销的直径上增加0.06mm以上，并且在导向槽4a及4b(图1C)的最大宽度上再增加0.5mm以下。
当导向槽4a及4b的斜面部分被金属喷镀时，这部分也会流入焊料，就有多重通信连接器用的导向销不能插入的可能。在该斜面部分中，由于金属喷镀的流入比其它部分小，其宽度为0.03～0.1mm左右，所以要把掩蔽用销9的下限做成在多重通信连接器用的导向销大小的基础上再增加0.06mm以上。
与此相对，离开导向槽4a及4b(图1C)的周边0.1mm以上的地方不被金属喷镀时就会产生接合强度等问题。考虑到相对于导向用销9的直径，金属喷镀在单侧就蔓延0.05～0.15mm左右，所以掩蔽用销9的上限要做成在下基板5(图1c)的导向槽4a及4b(图1C)的最大宽度上增加0.5mm以下。
另一方面，上基板7(图1D)的导向槽6a及6b(图1D)的最大宽度与下基板5(图1C)的导向槽4a及4b(图1C)的最大宽度不同，设置形成积存焊料的空间的间隔(对此后面有说明)，在这种情况下，由于下基板5(图1C)的接合面一定要金属喷镀，所以，掩蔽用销9的上限要做成在下基板5(图1C)的导向槽4a及4b(图1C)的最大宽度上增加0.1mm以下。
图4a及4b是本发明的密封型纤维阵列的基板切断加工的说明图。在本实施例中，用图2A及2B说明的基板进行金属喷镀之后，如图4A所示地，对下基板13、沿相对于V型槽14及导向槽15的长度方向相垂直和相平行的方向用切块机进行切断加工，如图4B所示地，对上基板16沿相对于导向槽17的垂直及平行方向用切割机进行切断加工。这样通过沿相对于V型槽14及导向槽15的长度方向(图4A)及导向槽17的长度方向相垂直的方向及相平行的方向进行切断加工，在后面的研磨等工序中以侧面作为基准使用是合适的。
如图4A及4B所示，下基板13及上基板16分别切断成包含两个密封型纤维阵列的上基板或下基板的四角形。这样，由于存在着导向槽15(图3A)及17(图3B)，就能进行后面工序的连接损失测定。
图5是本发明的密封型纤维阵列的组装工序的说明图。这时，只表示在图4A及4B中分别形成的下基板及上基板的左半部分。在本实施例中，用图4说明的基板切断加工之后，实施1μM的Ni(镍)及1μM的Au(金)的电镀，即在下基板19的V型槽20上分别配置进行了金属喷镀的单模纤维18，在下基板19的设置3V型槽20的表面中除了导向槽21的部分以外的部分上设置密封焊料22，该密封焊料22之上放置上基板23，在此状态下，使用夹具加上700克左右的荷重。
作为焊料，在纤维阵列中密封组件时一般会想到使用通常使用的Au(金)/Sn(锡)焊料，而在本实施例中，使用的是比Au(金)/Sn(锡)共晶温度高的Au(金)/Ge(锗)的共晶焊料。另外，在本实施例中，在加热时，为了防止焊料的氧化，吹附N2气地进行焊料的熔解。
进行用图5说明的组装工序之后，在设置密封型纤维阵列的导向孔的面及与之相对的面以外的面上进行Ni(镍)及Au(金)的无电场电镀，即进行金属喷镀。其后，以在上述基板切断加工中形成的侧面作为基准面，实施光学研磨以成为所需的角度。
图6是本发明的密封型纤维阵列的连接损失测定的说明图。因为在本发明的密封型纤维阵列中导向孔延伸到密封型纤维阵列的长度方向的中途，不能进行连接损失的测定，所以在后面切断工序中在形成如图7所示的二个密封型纤维阵列之前，对两个密封型纤维阵列为一体的模块用纤维阵列的连接损失进行测定。
在图6中，激光二极管24通过单模多重传输主连接器25连接到由上述工序形成的二个密封型纤维阵列为一体的模块用纤维阵列26的一端上，其另一端，通过多模多重传输连接器27及探测器28连接到光功率测定器29上。
在本实施例中，进行模块用纤维阵列26的端面之中与单模块多重传输主连接器25连接的一侧的损失测定。在多重传递连接器上在连接时沿光轴方向用夹子施加荷重，而在该测定方法中，连接着三个连接器，由于不能使用通常的夹子进行连接，制做了专用的夹子，可施加1kg的荷重。另外在模块用纤维阵列26的多模块多重传输连接器27侧，当用探测器28直接检测光功率时，由于模块用纤维阵列26的纵向长度短(这种情况是14mm)，由单模多重传输主连接器25与模块用纤维阵列26之间连接产生的漏光成为本来损失的光可能会穿过金属包层到达探测器28。因此，在本实施例中，连接了多模纤维，光是在穿过足够多的金属包层的状态下入射到探测器的。这样，由于有必要在被测面的反对面上连接连接器，所以必须把两个密封型纤维阵列做成一体。
该测定结果表示在下表1中，在表1中，第1行的1～10表示各通道，第2行和第3行的正和负分别表示模块用纤维阵列26的一侧和另一侧连接到单模多通道主连接器25的情况，第2行和第3行的数字分别用dB表示在各通道中测到的损失。这些数据表明，即使对于单模纤维也有良好的特性。
表1
进行了图6说明的连接损失测定之后，将二个密封型纤维阵列成一体的模块用纤维阵列26(图6)在正中切断，形成为2个密封型纤维阵列。之后，对密封型纤维阵列的切断面实施与上述研磨工序相同的光学研磨，得到了图7A(从连接器接合侧端面看到的密封型纤维阵列)及图7B(从光学元件结合端面看到的密封型纤维阵列)所表示的密封型纤维阵列。
图7C是将另外的连接器的销子接合到用7A所示的连接器接合侧端面上的密封型纤维阵列的局部正视图。其上基板30的导向槽31a及31b的最大宽度与下基板32的导向槽33a及33b的最大宽度不同(这时，导向槽31a及31b的最大宽度比下基板33a及33b最大宽度大)，从而设置了起焊料积存作用的空间的台阶34。这样的空间，在组装时成为焊料熔化之际的缓冲存储区，也就是，焊料必须压溃到上基板30的压纤维面35压到单模纤维36上时为止。
但是，焊料在组装时只是流到向V型槽的纵向方向突出的单模纤维36上的程度下，熔化了的焊料的没有去处，只要不加上大的荷重焊料就不会被压溃。
为此，在组装时使用予先管理了焊料的量的片焊料是合适的，实际上片焊料的量的控制也不容易。
虽然可以加大导向槽31a及31b的最大宽度与导向槽33a及33b的最大宽度中的任何一个，但最大宽度大的基板的接合面被金属喷镀、焊料在这个面上就流动。
其结果，在这样的台阶34上可以在某种程度上积存焊料，仅仅这样多的焊料容易被压溃，这样的效果，偏移宽度d可以为20μM以上，但从焊料的应力的观点出发，最好为300μM以下，在本实施例中，做成50μM。
在本实施例中，插入导向孔的导向销与导向孔之间的间隙为1μM。
图8A是现有的密封型纤维阵列的导向孔的顶端部的剖面图，图8B～8E是本发明的密封型纤维阵列的导向孔的项端部的剖面图。在本实施例中，导向孔的顶端部带有个锥度(例如图8B)或者把导向孔的顶端部做成半球状(图8F)。
通过导向孔的顶端部做成这样的形状，焊料的弯月面38(图8B)与弯月面39(图8A)的情况相比其泄漏的密封效果有所提高。
另外做成这样的形状时，会提高焊料的接合力，与此相对，图8A那样的现有的形状，应力集中到槽的棱角处，成为裂开等现象的发生原因，与本发明相比可靠性差。
在导向槽的顶端部的倾斜角θ(图8C)为10°以上时该效果显著。然而，倾斜角θ大过分时、就产生了销38(图8C)深深地插入导向孔时被施加应力问题，也就是着力点39(图8C)离开支点40(图8C)，根据这个原理会有大的力起作用，存在着上基板从下基板上剥离开的危险。(这种情况表示在图8D中)因此，倾斜角θ(图8C)做成小于导向销38的锥角是合适的。因为一般的导向销的倾斜角是56°左右，倾斜角θ做成56°以下，本实施例中做成30°。
再有导向孔的顶端部也可以做成图8E所示的形状或图8F所示的半球状。
图9A及9B是现有的密封型纤维阵列的横向剖视图和纵向剖视图，图9C及9D是本发明的密封型纤维阵列的横向剖视图和纵向剖视图。在拔插导向销41a时只要导向销41a相对于导向孔42不同轴，在限位部43a及43b处就有应力集中和发生断裂的危险。
对此，在导向孔42b的顶端部附加上下方向的锥度时，就可以缓和上下方向的应力。
对如上述说明那样做成的密封型纤维阵列的成品，用如图10所示的He泄漏探测器进行漏泄试验。该泄漏探测器具有喷射He气44的He气瓶45，放置样品46的样品设置部47、检测样品46的泄漏量的探测器48和连接到该泄漏探测器48上的真空泵49。该泄漏探测器48检测最小泄漏量为1x10-10ato m·cc/Sec。实验的结果，由该泄漏探测器确认为没有泄漏。
根据本实施例，通过没有外气从密封型纤维阵列的至少设置一个导向孔的面向它相对的面侵入地分别形成至少一个的导向孔而获得了密封性能，因此不用担心外气从导向孔和导向销之间的间隙侵入到外壳里面从而劣化外壳侧的元件。
本发明不仅仅局限于上述实施例，可以有很多的变更及变形。例如，在上述实施例中，上基板的至少一个导向槽的各槽的长度方向的长度做成为未满上基板的纵向长度、而分别形成了各导向孔，而将下基板的至少一个导向槽的各槽的长度方向的长度做成等于下基板的纵向长度，对于至少一个的导向槽的各槽，在从它的一端延续到它的纵向的长度未满的长度部分(例如离连接器连接侧端面3mm)以外的导向槽的部分的至少一部分上充填粘接剂，也可以形成上述至少一个的导向孔的各孔。
另外，下基板的至少一个导向槽的各槽的长度方向的长度做成为下基板的长度方向的长度，在下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度以下分别设置至少一个的导向销、并形成至少一个的导向孔，至少一个的导向孔的各孔与其相对应的至少一个的导向销之间充填粘接剂，可以得到与上述实施例相同的效果。
另外，在上述实施例中，上基板及下基板用玻璃形成，也可以用陶瓷形成。另外，下基板的金属喷镀由喷镀进行，也可以由蒸镀Au(金)的方法进行。另外，作为Au(金)系的焊料，使用Au(金)/Si(硅)也可以。
另外，当上基板的设置导向槽的面与下基板的设置V型槽及导向槽的面相接时，上述V型槽、上基板及光导纤维的位置关系也可以成为Zf=Zg=Df/2,M=(Dg-Df)/2这时与第1种情况相同，导向孔上设有间隙。另外，在上基板的导向槽底部与导向销头部相接触的情况下，与第1种情况相同的关系也成立。在这种情况下，由于与上述实施例相同的理由，M成为M≤(Dg-Df)/2，成为在光导纤维上设有间隙的形状。
权利要求
1．一种密封型纤维阵列，它具有下基板和上基板，在下基板上形成长度方向的至少一个的配置纤维的槽及分别配置用于连接其它连接器的导向销的至少一个导向槽；该上基板的长度方向及与该长度方向垂直方向的尺寸与上述下基板的这些尺寸相同；该上基板配置在上述下基板上，用于固定上述至少一个导向销及至少一根的纤维；该密封型纤维阵列由上述下基板的导向槽及上述上基板分别形成至少一个导向孔，其特征在于，外气不能从由上述上基板及下基板形成的面中的设有至少一个导向孔的面侵入到与该面相对的面上地分别形成上述至少一个的导向孔。
2．如权利要求1所述的密封型纤维阵列，其特征在于，上述下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度小于上述下基板的纵向长度、并形成上述至少一个导向孔的各导向孔。
3．如权利要求1所述的密封型阵列，其特征在于，上述下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度做成上述下基板的纵向长度，对于上述至少一个导向槽的各导向槽来说，在从其一端延续到它的纵向长度未满的长度部分以外的其导向槽的局部的至少一部分上充填粘接剂、由此形成上述至少一个导向孔的各孔。
4．如权利要求1所述的密封型纤维阵列，其特征在于，上述下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度做成上述下基板的纵向长度，在上述下基板的至少一个导向槽的各槽的纵向长度未满的长度上分别设置上述至少一个的导向销，从而，形成至少一个的导向孔，在上述至少一个导向孔的各导向孔与其孔相对应的上述至少一个导向销之间充填粘接剂。
5．如权利要求1到4中的任一项所述的密封型纤维阵列，其特征是上述上基板及下基板分别用陶瓷或玻璃形成。
6．如权利要求1到5中的任一项所述的密封型纤维阵列，其特征是上述下基板由模压成形。
7．如权利要求5或6所述的密封型纤维阵列，其特征在于，上述下基板的形成至少一个的纤维槽及至少一个的导向槽的面以及要与该面相接合的上述上基板的面被金属喷镀，再将这些面用焊料接合。
8．如权利要求6或7所述的密封型纤维阵列，其特征是上述焊料为Au(金)系焊料。
9．如权利要求8所述的密封型纤维阵列，其特征是采用Au(金)的蒸镀或喷镀薄膜上述的金属喷镀。
10．如权利要求6到9中的任一项所述的密封型纤维阵列，其特征在于，在上述下基板的形成有至少一个的纤维槽及至少一个的导向槽的面中，在上述至少一个的导向槽以外的部分上进行上述金属喷镀。
11．如权利要求1到10中任一项所述的密封型纤维阵列，其特征在于，在上述上基板上，分别沿上述上基板的长度方向上形成与上述下基板上的至少一个的导向槽相对应的导向槽。
12．如权利要求11所述的密封型纤维阵列，其特征在于，上述上基板的导向槽的最大宽度与上述下基板的导向槽的最大宽度不一致，从而设置了划分起积存焊料作用的空间的台阶。
13．如权利要求11或12所述的密封型纤维阵列，其特征是在上述导向孔的顶端部上带有一个锥部或上述导向孔的前端部做成半球状。
14．如权利要求1到13任一项所述的密封型纤维阵列，其特征在于，上述密封型纤维阵列的设置有至少一个的导向孔面及与该面相对的面以外的面被金属喷镀。
15．如权利要求1到14中任一项所述的密封型纤维阵列，其特征在于，上述至少一个的导向销为2个以上，上述至少一个的纤维的中心的各中心处于上述至少一个的导向销中的2个中心的连线上。
16．一种密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，该纤维阵列具有下基板和上基板，在下基板上长度方向地形成至少一个的配置纤维的槽及分别配置导向销的至少一个的导向槽，该导向销用于连接其它连接器，上述上基板的长度方向及与该长度方向垂直方向的尺寸与上述下基板的这些尺寸相同；上述上基板配置在上述下基板上、用于固定至少一个导向销及至少一根纤维；当制造由上述下基板的导向槽及上述上基板分别形成至少一个导向孔的密封型纤维阵列时，在上述至少一个导向槽内分别配置具有大于上述导向销直径的直径的掩蔽用销，在该掩蔽用销固定在上述下基板的状态下，对上述下基板中的形成至少一个纤维槽及至少一个导向槽的面进行金属喷镀。
17．如权利要求16所述的密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，上述掩蔽用销使用磁性物质，从上述下基板的里面配置磁铁把上述掩蔽用销的各销固定到上述下基板上。
18．如权利要求16或17中所述的密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，上述掩蔽用销的直径做成大于其他连接器的销子直径+0.06mm、小于上述下基板的导向槽的最大宽度+0.5mm的范围内。
19．如权利要求16或17中所述的密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，上述上基板的导向槽的最大宽度与上述下基板的导向槽的最大宽度不同，上述掩蔽用销的直径做成大于其它的连接器的销子的直径+0.06mm，小于上述下基板的导向槽的最大宽度+0.1mm的范围内。
20．一种密封型纤维阵列的制造方法，其特征在于，该纤维阵列具有下基板和上基板，在上述下基板上长度方向地形成至少一个的配置纤维的槽及分别配置导向销的至少一个导向槽，该导向销用于连接其它连接器，上述上基板的长度方向及与该长度方向垂直方向的尺寸与上述下基板的这些尺寸相同，上述上基板配置在上述下基板上、用于固定至少一个的导向销及至少一根的纤维，当制造由上述下基板的导向槽及上述上基板分别形成至少一个导向孔的密封型纤维阵列时，先一体地制造分别外气不能从上述密封型纤维阵列的设置至少一个导向孔的面侵入到与其相对的面上地形成至少一个导向孔的二个密封型纤维阵列，然后，切断它，形成二个密封型纤维阵列。
全文摘要
外气不能从密封型纤维阵列的导向孔和导向销之间的间隙侵入到外壳内的密封型纤维阵列。该密封型纤维阵列具有下基板19和上基板23上述上基板19上长度方向地形成V型槽20及导向槽21,上述上基板23的长度方向及与该长度方向垂直方向的尺寸与下基板19的这些尺寸相同,上述上基板23配置在下基板19上。由下基板19的V型槽20及上基板23分别形成导向孔。外气不能从密封型纤维阵列的设置导向孔的面侵入到与其相对的面上。
文档编号G02B6/38GK1220736SQ9880038
公开日1999年6月23日 申请日期1998年3月27日 优先权日1997年3月27日
发明者太田隆, 福山畅嗣 申请人:日本碍子株式会社