CN108885314B - 光波导用连接器构件和使用该光波导用连接器构件的光连接器组以及由此制得的光布线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够抑制光波导的翘曲和变形、能够进行光连接损失较小的连接的光波导用连接器构件和使用该光波导用连接器构件的光连接器组,因此,该光波导用连接器构件(1)具有外壳(6),该外壳(6)具有用于载置光波导(2)的载置部(3)和夹着光波导(2)从上述载置部(3)立起的一对壁部(4),在该光波导用连接器构件(1)中,在上述一对壁部(4)分别设有供定位用的引导销***的引导销孔(5),连结设于上述一对壁部(4)的引导销孔(5)的中心而得到的引导销基准线与上述载置部(3)的光波导载置面之间的垂直距离B设定为满足下述的式(1),0.018mm≤B≤0.045mm…(1)。
Description
技术领域
本发明涉及用于将光波导和其他光导以光学方式连接的光波导用连接器构件、使用该光波导用连接器构件的光连接器组以及由此制得的光布线。
背景技术
近年来,由于电子设备的集成化、大规模化,为了将设备内的电路板之间、电路板上的芯片之间等连接而经常被使用的电布线的发热、其消耗电力逐渐成为问题。因此,开发了一种将这些电布线替换为利用了轻量、低发热且具有挠性的光波导、光纤的光布线(光互连)技术。
在这样的光布线中,用于各电路板间等的连结的光连接器的形状、尺寸根据试验法的JIS等进行了标准化,光连接器之间的调芯连结样式也被统一,因此,对于种类不同的其他连接器也能够容易地连接(例如参照非专利文献1)。
例如,如图9所示,第1光连接器和第2光连接器通过将两根引导销35分别***各光连接器的引导销孔36(在MT套接管34也设有一对引导销孔36,但未图示)从而以高精度将彼此的光轴定位,在该状态下能够简单地进行连接(光耦合),其中,该第1光连接器是在光波导31的端部(终端)安装了PMT套接管(光波导用通用型套接管)32的连接器,该第2光连接器是在多芯的光纤33的端部安装了MT套接管(光纤用通用套接管)34的连接器。另外,在本发明中,有时将光波导和光纤统称为“光导”。
在使用光连接器将两个光导连接(光耦合)时,需要尽量减少光连接损失。因此,一般情况下,在光连接器中,以一对引导销孔为基准来定位光导的芯或光纤,在光导具有多根芯或光纤的情况下,将连接面上的各芯或光纤的厚度方向的中心连结而得到的线被设定为与将一对引导销孔的中心连结而得到的线(以下称作“引导销基准线”)一致。
但是,光波导一般是较薄的膜状,因此,与光纤相比,存在容易发生翘曲这样的问题。若将具有翘曲的光波导用于光连接器,则将连接面上的各芯的厚度方向的中心连结而得到的线不会成为直线,因此无法使之与引导销基准线一致。并且,在将使用了具有翘曲的光波导的光连接器与其他连接器相连接时,应该沿基准线在水平方向上排列的光轴发生偏离,因此产生大量的光连接损失。
为了解决这样的问题,例如在专利文献1中提出了这样的方案,即,通过在光连接器设置翘曲矫正构件,并将翘曲矫正构件向具有翘曲的光波导压下,或者利用由翘曲矫正构件的自重产生的压力,来矫正光波导的翘曲。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:JPCA规格“PMT光连接器的详细规格JPCA-PE03-01-07S-2006”,社团法人日本电子回路工业会平成18年5月
专利文献
专利文献1:日本特开2015-227958号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,若像专利文献1那样,利用翘曲矫正构件按压具有翘曲的光波导直到将翘曲消除为止,则有可能导致过度的力施加于光波导使之变形,从而无法进行光轴一致的状态下的连接(光耦合)。此外,若利用翘曲矫正构件按压直到消除翘曲为止,则产生与该按压相排斥的力,因此有可能产生光连接器随时间经过而变形、耐久性下降这样的问题。
本发明是鉴于这样的情况而完成的,其提供不仅能够消除光波导的翘曲、还能够抑制光波导的变形、随时间经过而产生的光连接器的变形并且能够进行光连接损失较小的连接的、光波导用连接器构件和使用该光波导用连接器构件的光连接器组以及由此制得的光布线。
用于解决问题的方案
本发明的第1方案是一种光波导用连接器构件,其具有外壳,该外壳具有用于载置光波导的载置部和夹着光波导从上述载置部立起的一对壁部,其中,
在上述一对壁部分别设有供定位用的引导销***的引导销孔,在将连结设于上述一对壁部的引导销孔的中心而得到的线设为引导销基准线时,引导销基准线与上述载置部的光波导载置面之间的垂直距离B设定为满足下述的式(1)。
0.018mm≤B≤0.045mm…(1)
此外,本发明的第2方案是一种光连接器组,其包括光波导以及上述第1方案的光波导用连接器构件,上述光波导具有芯和包层,其中,
在将上述光波导的芯的垂直方向的厚度设为H、将从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度设为B'时,芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'设定为满足下述的式(2)。
0.018mm≤H/2+B'≤0.045mm…(2)
其中,本发明的第3方案为,在上述第2方案的光连接器组中的、处于载置于上述载置部的光波导载置面的状态的上述光波导中,芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'还设定为满足下述的式(3)。
0.12mm<B'/(H/2)<1.2mm…(3)
并且,本发明的第4方案为,在上述第2方案和第3方案的光连接器组中的上述光波导用连接器构件中,在将从上述外壳的底面到光波导载置面的垂直距离设为C、将从上述外壳的底面到引导销基准线的垂直距离设为D时,在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面的状态下,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'具有下述的式(4)的关系。
D=H/2+B'+C…(4)
此外,本发明的第5方案是一种光连接器组,其包括光波导、片材以及上述第1方案的光波导用连接器构件,上述光波导具有芯和包层,其中,
上述片材配设在光波导与光波导用连接器构件之间,
在将上述光波导的芯的垂直方向的厚度设为H、将从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度设为B”时,在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面且上述片材配设在上述光波导与上述载置部之间的状态下,芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”设定为满足下述的式(5)。
0.018mm≤H/2+B”≤0.045mm…(5)
并且,本发明的第6方案为,在上述第5方案的光连接器组中,在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面且上述片材配设在上述光波导与上述载置部之间的状态下,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”还设定为满足下述的式(6)。
0.12mm<B”/(H/2)<1.2mm…(6)
此外,本发明的第7方案为,在上述第5方案或第6方案的光连接器组中的、上述光波导用连接器构件中,在将从上述外壳的底面到光波导载置面的垂直距离设为C、将从上述外壳的底面到引导销基准线的垂直距离设为D时,在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面且上述片材配设在上述光波导与上述载置部之间的状态下,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”具有下述的式(7)的关系。
D=H/2+B”+C…(7)
并且,本发明的第8方案为,在上述第2方案~第7方案的光连接器组中,上述光波导还具有功能层,上述功能层设于与载置部相接触的一侧。
并且,本发明的第9方案是一种光布线,其具有光波导和上述第1方案的光波导用连接器构件,本发明的第10方案为,在上述第9方案的光布线中,光波导用连接器构件的外壳的顶端面与保持于外壳的载置部的光波导的端部顶端面之间的距离设定为5μm~50μm。
本发明的发明人们为了实现光连接损失较小的连接,在使用了光波导的光连接器中,着眼于消除光波导的翘曲这样的课题,进行了深入研究。其结果发现:在使用于光连接器的光波导用连接器构件(以下称作“连接器构件”)中,将连结设于连接器构件的一对引导销孔的中心而得到的线与连接器构件的光波导载置面之间的垂直距离设定在特定的范围内,从而不仅能够消除光波导的翘曲,而且还能够抑制光波导的变形、随时间经过而产生的光连接器的变形。
另外,在本发明中,“光连接损失较小的连接”的意思为,光连接损失的容许值为1dB以下。
发明的效果
即,根据本发明,引导销基准线与上述载置部的光波导载置面之间的垂直距离B满足上述式(1),与以往产品相比,能够适用于膜厚较薄的光波导。因此,消除光波导的翘曲不需要较大的力。因而,即使利用盖体等进行按压,光波导也不会较大地变形,能够进行光轴的位置偏离较小的状态下的连接(光耦合)。此外,由于按压力较小即可,因此反作用力较小,能够抑制随时间经过而产生的光连接器的变形。因而,能够提供低成本且能够进行光连接损失较小的连接的连接器构件。另外,在本发明中,“光轴的位置偏离较小的状态下的连接”意思为,在彼此的光导的光轴中心的位置偏离为10μm以下的状态下进行连接。
并且,本发明的光连接器组包括本发明的连接器构件以及具有芯和包层的光波导,在该光连接器组中,在将上述光波导的芯的垂直方向的厚度设为H、将从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度设为B'时,芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'设定为满足上述式(2),由此,除了从本发明的连接器构件得到的效果之外,还能够减少光波导的厚度的不均,因此,更加能够制得光连接损失较小的光连接器。此外,由于光波导的芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'设计为满足上述式(2),因此,能够得到能够容易地进行与使用了光纤的连接器的连接的光连接器。
其中,在光波导中,芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'还设定为满足上述的式(3),由此,如上所述的光连接器组能够减少芯与包层的线膨胀的差异所导致的应力,因此,能够抑制翘曲的发生,更加能够得到光连接损失较小的光连接器。此外,将光波导安装于连接器构件时的应力也得到缓和,因此能够得到能够抑制变形的光连接器。并且,在光波导中,能够减少与环境温度变化相伴随的应力,因此,能够制得能够抑制随时间经过而产生的变形的光连接器。
此外,在连接器构件中,在将从上述外壳的底面到光波导载置面的垂直距离设为C、将从上述外壳的底面到引导销基准线的垂直距离设为D时,为使上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'具有上述的式(4)的关系的光连接器组,即使在将光波导隔着粘接层安装于连接器构件的情况下,芯和包层的厚度方向的位置控制也较容易,因此,更加能够得到光连接损失较小的光连接器。
并且,本发明的光连接器组包括本发明的光波导用连接器构件、具有芯和包层的光波导、以及片材,在该光连接器组中,上述片材配设在光波导与光波导用连接器构件之间,在将上述光波导的芯的垂直方向的厚度设为H、将从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度设为B”时,芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”设定为满足上述的式(5),由此,除了从本发明的连接器构件获得的效果之外,还能够减少光波导的厚度的不均,因此,更加能够得到光连接损失较小的光连接器。此外,由于光波导的芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”设计为满足上述式(5),因此,能够得到能够容易地进行与使用了光纤的连接器的连接的光连接器。并且,根据片材所具有的性质,能够提高耐冲击性、防振性、阻燃性、粘接性等的功能。
其中,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”还设定为满足上述的式(6),由此,能够减少芯与包层的线膨胀的差异所导致的应力,因此,能够抑制翘曲的发生,更加能够得到光连接损失较小的光连接器。此外,将光波导安装于连接器构件时的应力也得到缓和,因此能够得到能够抑制变形的光连接器。并且,在光波导中,能够减少与环境温度变化相伴随的应力,因此能够得到能够抑制随时间经过而产生的变形的光连接器。
此外,在上述光波导用连接器构件中,在将从上述外壳的底面到光波导载置面的垂直距离设为C、将从上述外壳的底面到引导销基准线的垂直距离设为D时,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”具有上述的式(7)的关系,由此,即使在将光波导隔着粘接层等安装于连接器构件的情况下,芯和包层的厚度方向的位置控制也较容易,因此,更加能够得到光连接损失较小的光连接器。
并且,当上述光波导还具有功能层并且上述功能层设于与载置部相接触的一侧时,能够对光波导自身赋予耐冲击性、防振性、阻燃性、粘接性等的功能,能够得到耐久性更加优异的光连接器。
此外,具有上述光连接器的连接构造的光布线能够提供低成本且光连接损失较小的高品质的光连接构造。其中,在光波导用连接器构件的外壳的顶端面与保持于外壳的载置部的光波导的端部顶端面之间的距离设定为5μm~50μm的结构中,即使在上述光连接构造中重复进行与保持有其他光导的光连接器的连接和拆卸,光波导的端部顶端面也不会损伤,因此光连接损失难以上升,能够长期良好地使用。此外,连接对象的端面与保持于该连接器构件的光波导的端部之间的距离短到几乎能够忽视对光连接损失造成的影响的程度,因此是理想的。
附图说明
图1是使用本发明的实施方式之一的光连接器组所得到的光连接器的立体图。
图2是上述光连接器的说明图。
图3是上述光连接器所使用的连接器构件的说明图。
图4的(a)是局部地表示上述连接器构件的变形例的立体图,图4的(b)是其说明图。
图5的(a)是局部地表示上述光连接器所使用的光波导的包层的变形例的说明图,图5的(b)和图5的(c)是局部地表示上述光连接器的变形例的说明图。
图6是具有上述光连接器的连接构造的光布线的说明图。
图7是对在本发明的实施例和比较例中评价光波导的方法进行说明的图。
图8是对在本发明的实施例和比较例中评价连接器构件的方法进行说明的图。
图9是普通的光连接器的连接构造的说明图。
具体实施方式
接着,详细地说明本发明的实施方式。但是,本发明并不限定于该实施方式。
图1表示使用本发明的光连接器组所得到的光连接器,图2说明上述光连接器的结构。使用于该光连接器的光连接器组由连接器构件1和光波导2构成,上述连接器构件1由外壳6和盖体7构成,所述外壳6具有用于载置光波导2的载置部3和夹着光波导2从该载置部3立起的一对壁部4,所述盖体7用于抵接于载置于载置部3的光波导2来将该光波导2固定。另外,在图1和图2中示意地表示各部分,与实际的厚度、大小等不同(在以下的图中也相同)。
在上述连接器构件1的外壳6的一对壁部4上,在供与其他光连接器对接并连接的那一侧的顶端面4a分别设有用于与其他光连接器的连接并且作为载置光波导2时的定位而使用的引导销***用的引导销孔5,该引导销孔5从顶端面4a贯通到光波导2的端部进入的基端面4b。
并且,如图3所示,对于连接器构件1的外壳6而言,在将连结上述引导销孔5的中心而得到的线设为引导销基准线L时,引导销基准线L与载置部3的供光波导2载置的载置面之间的垂直距离B满足下述的式(1)。这是本发明的较大的特征之一。另外,在图3中,在连接器构件1中,在外壳6与光波导2之间设有间隙,但该间隙是为了明确地区分各构件而出于方便所记载的,与实际不同(在以下的图中也相同)。
0.018mm≤B≤0.045mm…(1)
根据该连接器构件1,引导销基准线L与载置部3的供光波导2载置的载置面之间的垂直距离B设定在比以往产品短的预定的范围内。因此,与以往产品相比,能够采用膜厚较薄的光波导2,即使光波导2产生翘曲,消除该翘曲也不需要较大的力。因而,由盖体7进行的按压较小即可,光波导2不会较大地变形,其反作用力也变小,因此,能够长期地抑制光连接器的变形。因而,能够提供一种低成本、耐久性优异且能够以使彼此的光轴更加一致的状态进行光耦合的光连接器。
其中,在连接器构件1中,将从外壳6的底面到光波导载置面的垂直距离设为C,将从上述外壳6的底面到引导销基准线L的垂直距离设为D,这时,上述光波导2的芯9的垂直方向的厚度H和从光波导2的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B'优选具有下述的式(4)的关系。若它们具有式(4)的关系,则在将光波导2借助粘接层等安装于连接器构件1而得到光连接器的情况下,不论粘接层等的厚度如何,芯9和包层10的厚度方向的位置控制都变得容易,因此,更加能够得到光连接损失较小的光连接器。此外,若从上述外壳6的底面到光波导载置面的垂直距离C处于1.205mm以上1.232mm以下的范围,则厚度方向的位置控制变得更容易,因此优选。
D=H/2+B'+C…(4)
使用于这样的连接器构件1的外壳6和盖体7能够使用在不透光性的树脂或者透光性的树脂中加入颜料等色素、钛等增量材料所制成的深色或黑色等的不透光性的树脂,并通过传递成形、模制成形、注射成形等来形成。
另一方面,作为光连接器组,组合于上述连接器构件1而使用的光波导2例如图3所示那样,具有多根芯9和以夹持该多根芯9的方式上下设置的包层10(下包层和上包层)。
这样的光波导2能够通过以下方法得到:使用例如环氧树脂等紫外线硬化树脂,利用使用了曝光掩模的光刻法等,一边使包层10和芯9依次图案化,一边将该包层10和芯9层叠。并且,芯9的折射率(光折射率)设计得高于上述包层10的折射率,以使入射到芯9的光信号仅通过芯9内传递。
其中,优选的是,在上述光波导2中,芯9的垂直方向的厚度H和从该光波导2的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B'设定为满足下述的式(2)。即,其原因在于,若芯9的垂直方向的厚度H和从该光波导2的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B'满足下述的式(2),则光波导2的厚度的不均的减少和与使用了光纤的连接器的连接的容易性的平衡较优异。
0.018mm≤H/2+B'≤0.045mm…(2)
此外,优选的是,在上述光波导2中,芯9的垂直方向的厚度H和从光波导2的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B'进一步设定为满足下述的式(3)。若芯9的垂直方向的厚度H和从光波导2的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B'满足下述的式(3),则能够减少芯9与包层10的线膨胀的差异所导致的应力,因此,能够抑制翘曲的发生,将光波导2安装于连接器构件1时的应力也得到缓和,因此能够得到变形被抑制的光连接器。并且,在光波导2中,能够减少与环境温度变化相伴随的应力,能够抑制光连接器的随时间经过而产生的变形。
0.12mm<B'/(H/2)<1.2mm…(3)
另外,上述包层10的垂直方向的厚度B'优选为0.003mm以上0.028mm以下,上述芯9的垂直方向的厚度H优选为0.035mm以上0.05mm以下。若上述包层10的垂直方向的厚度B'和上述芯9的垂直方向的厚度H分别处于上述范围内,则能够得到耐久性更优异且能够以使彼此的光轴更加一致的状态进行光耦合的光连接器。
在上述光连接器组中,作为连接器构件1的附属品,设有用于***引导销孔5内的引导销和以使光波导2穿过的状态组合于外壳6的套部8,但它们的结构与以往相同,省略其图示和说明。此外,根据连接器构件的不同,存在一种在外壳的基端面侧一体形成有套部的连接器构件。在该情况下,不必将套部作为另外的构件来组合。
另外,在上述实施方式的连接器构件1中,如图3所示,外壳6具有载置部3和夹着光波导2从载置部3立起的一对壁部4,从顶端面4a方向观察时,该外壳6呈日文片假名コ字状,其开口被盖体7封闭,但也可以像在图4的(a)中示意地表示的那样,整体从一开始就形成为筒状。在该情况下不需要盖体7。此外,在该情况下,如图4的(b)所示,也能够适当地设定各自的距离、厚度。
并且,在上述实施方式中,光波导2的包层10具有下包层和上包层,但也可以如图5的(a)的附图标记11所示那样还具有功能层11。在该情况下,如图5的(a)所示,从光波导2的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B'成为包含上述功能层11的距离。根据该结构,通过适当设计赋予给功能层11的功能,能够提高光连接器组的性能。
作为上述功能层11,能够列举例如阻燃层、高硬度层、防污层、滑动性赋予层、防静电层、厚度调整层、平滑性赋予层、粘接层等。此外,功能层11也可以含有各种添加物。作为这样的添加物,能够列举例如阻燃剂、硬涂层材料、长链脂肪族化合物、润滑剂、导电性聚合物、流平剂、各种填料、增塑剂、脱模剂等。这些添加物能够单独使用或者组合两种以上来使用。此外,功能层11既可以是单层,也可以是多层。并且,上述功能层11能够通过如下这样得到:将用于形成功能层的材料组合物利用例如涂覆等方法层叠在与光波导2的与载置部面相接触的一侧。
此外,在上述实施方式中,光波导2直接载置于连接器构件1的载置部3,但光波导2也可以不与连接器构件1的载置部3直接接触。例如,也可以如图5的(b)所示,将光波导2隔着片材12载置于连接器构件1的载置部3。在该情况下,在将光波导2的芯9的垂直方向的厚度设为H、将从片材12的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度设为B”时,需要设定为满足下述的式(5)。根据该结构,不仅也能够起到与上述实施方式相同的效果,而且能够通过适当设计片材12的厚度、功能来更加简单地提高光连接器组的性能。另外,在图5的(b)中,片材12以与外壳6和光波导2之间设有间隙的方式配置,但该间隙是为了明确地区分各构件而出于方便所记载的,与实际不同(在以下的图中也相同)。
0.018mm≤H/2+B”≤0.045mm…(5)
并且,若上述光波导2的芯9的垂直方向的厚度H和从片材12的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B”还设定为满足下述的式(6),则与上述的实施方式同样地,能够减少芯9与包层10的线膨胀的差异所导致的应力,因此,能够抑制翘曲的发生,将光波导2安装于连接器构件1时的应力也得到缓和,因此能够得到变形被抑制的光连接器。此外,在光波导2中,能够减少与环境温度变化相伴随的应力,能够抑制光连接器的随时间经过而产生的变形。
0.12mm<B”/(H/2)<1.2mm…(6)
并且,在上述连接器构件1中,在将从外壳6的底面到光波导载置面的垂直距离设为C、将从上述外壳6的底面到引导销基准线L的垂直距离设为D时,若上述光波导2的芯9的垂直方向的厚度H和从片材12的与载置部3相接触的面到芯9的垂直方向的厚度B”具有下述的式(7)的关系,则在将光波导2隔着粘接层等安装于连接器构件1而得到光连接器的情况下,不论粘接层等的厚度如何,芯9和包层10的厚度方向的位置控制都变得容易,因此,更加能够制得光连接损失较小的光连接器。此外,若从上述外壳6的底面到光波导载置面的垂直距离C处于1.205mm以上1.232mm以下的范围内,则厚度方向的位置控制变得更容易。
D=H/2+B”+C…(7)
作为上述片材12,能够列举例如具有与所述功能层相同的功能(阻燃性、高硬度性、防污性、滑动性赋予、防静电、厚度调整、平滑性赋予、粘接性)等的片材。此外,片材12也可以含有各种添加物,可以含有例如阻燃剂、硬涂层材料、长链脂肪族化合物、润滑剂、导电性聚合物、流平剂、各种填料、增塑剂、脱模剂等。这些添加物能够单独使用或者组合两种以上来使用。并且,片材12既可以是单层,也可以是多层。
具有上述片材12的光连接器组例如能够通过如下这样得到:在将光波导2载置于连接器构件1的外壳6之前,将片材12载置于该载置部3,在该片材12之上载置光波导2。片材12既可以固定在外壳6的载置部3和包层10的与载置部3相接触的面中的至少一者,也可以不固定于任一者。用于固定片材12的方法能够列举例如粘接、粘合、熔接等,但并不限定于这些。
此外,如图5的(c)所示,在光波导2具有功能层11的情况下,当然也可以将光波导2隔着片材12载置于外壳6的载置部3。在该情况下,能够获得设置功能层11的优点和设置片材12的优点这两者。
接着,在图6中表示具有上述光连接器的连接构造的光布线的一例。图6局部地表示将光波导2的端部保持在外壳6的状态,保持于外壳6的光波导2的端部顶端面2a从光波导用连接器构件1的外壳6的顶端面4a向内侧进入距离E。
根据上述光布线,能够提供一种低成本且光连接损失较小的高品质的光连接构造。并且,由于光波导2的端部顶端面2a从光波导用连接器构件1的外壳6的顶端面4a向内侧进入,因此,在上述光连接构造中,即使重复进行与保持有其他光导的光连接器的连接和拆卸,光波导2的端部顶端面2a也不会损伤。因此,光连接损失难以上升,能够长期良好地使用。
上述光波导用连接器构件1的外壳6的顶端面4a与保持于外壳6的光波导2的端部顶端面2a之间的距离E优选设定为5μm~50μm,其中,更优选设定为5μm~20μm。即,若上述距离E过大,则与光耦合的对象的距离变大,光连接损失上升,存在成为无法忽视该上升率的情况的风险,因而不优选。此外,若上述距离E过小,则在光纤从成为连接对象的光连接器的顶端面突出的情况或者在其对象的光连接器的顶端面自身具有凹凸的情况下,存在因这些凸部导致光波导2的端部顶端面2a受到损伤的风险,因而不优选。
实施例
接着,将本发明的实施例与比较例一同说明。但是,本发明只要不脱离其主旨,就不限定于以下的实施例。另外,在本申请中记载的“份”意思为“重量份”。
〔下包层和上包层的形成材料〕
首先,作为光波导的形成材料,调制出了下述的材料。
成分a:环氧树脂(三菱化学公司制,jER1001)60份。
成分b:环氧树脂(大赛璐(Daicel)公司制,EHPE3150)30份。
成分c:环氧树脂(DIC公司制,EXA-4816)10份。
成分d:光酸产生剂(SAN-APRO公司制,CPI-101A)0.5份。
成分e:抗氧化剂(共同药品公司制,Songnox1010)0.5份。
成分f:抗氧化剂(三光公司制,HCA)0.5份。
成分g:乳酸乙酯(溶剂)50份。
通过将这些成分a~g混合,调制出了下包层和上包层的形成材料。
〔芯的形成材料〕
成分h:环氧树脂(新日铁住金化学公司制,YDCN-700-3)50份。
成分i:环氧树脂(三菱化学公司制,jER1002)30份。
成分j:环氧树脂(大阪燃气化学公司制,OGSOL PG-100)20份。
成分k:光酸产生剂(SAN-APRO公司制,CPI-101A)0.5份。
成分l:抗氧化剂(共同药品公司制,Songnox1010)0.5份。
成分m:抗氧化剂(三光公司制,HCA)0.125份。
成分n:乳酸乙酯(溶剂)50份。
通过将这些成分h~n混合,调制出了芯的形成材料。
〔实施例1~实施例10、比较例1〕
<连接器构件的准备>
首先,通过在预定的模具对聚苯硫醚(PPS)树脂进行注射成形,制作出了图1所示的外壳6、盖体7以及套部8。这时,将上述外壳6的垂直距离B、垂直距离C、垂直距离D分别设为如后述的表1所示那样的尺寸。上述各垂直距离分别如下。此外,盖体7分别形成为能抵接于在载置部3载置的光波导2的上表面的厚度。
垂直距离B:在将连结设于一对壁部4的引导销孔5的中心而得到的线设为引导销基准线L时,引导销基准线L与载置部3的光波导载置面之间的垂直距离。
垂直距离C:从外壳6的底面到光波导载置面的垂直距离。
垂直距离D:从外壳6的底面到上述引导销基准线L的垂直距离。
<光波导的准备>
作为电路基板,准备宽度3mm、厚度15μm的聚酰亚胺膜。然后,在该电路基板的一个面使用上述各形成材料,对下包层、芯以及上包层都利用预定的掩模曝光进行图案化,从而使它们层叠形成,并以成为后述的表1所示的尺寸(单位为mm)的方式,制作出了图3中示意地表示的光波导2(全长5cm)。另外,在上述光波导2中,芯的数量设为12,芯的宽度设为40μm,芯间距设为250μm。
<光连接器的组装>
将下表面(靠外壳的载置部侧的面)涂布有粘接剂的光波导2设置于外壳6的载置部3的预定位置。然后,将盖体7覆盖在该光波导2之上,嵌入套部8,施加扭矩并按压之后,使粘接剂硬化来使整体一体化,从而制作出了光连接器。但是,只有在实施例3中,在光波导2的上表面也涂布粘接剂,并将该光波导2设置于外壳6的载置部3。
对于这样制得的实施例1~实施例10和比较例1,针对后述的表1所示的项目进行评价,将其结果一并示于表1中。各评价项目中的评价方法如以下所述。
〔厚度不均〕
在组装光连接器之前,使用长度测量显微镜(三丰公司制,BF-3017D)对使用于实施例1~实施例10和比较例1的光连接器的各光波导2进行观察,并针对所有通道(12个芯全部)分别测量从包层10的与外壳6相接触的一侧的表面到芯9表面的厚度α(参照图7)。然后,从得到的测量值求最大值与最小值之差,并套用到下述的指标,从而对光波导2的厚度的不均进行评价。
○○(非常好):5μm以下
○(好):大于5μm且为7μm以下
△(合格):大于7μm且为10μm以下
×(差):大于10μm
〔翘曲量〕
在组装光连接器之前,使用长度测量显微镜(三丰公司制,BF-3017D)对使用于实施例1~实施例10和比较例1的光连接器的各光波导2进行观察,将连结与外壳6相接触的一侧的包层10表面的两端m0而得到的线设为假想线M,这时,测量从将假想线M二等分的点m1到与外壳6相接触的一侧的包层10表面的最短距离β(参照图7)。并且,将得到的最短距离β套用到下述的指标,从而对光波导2的翘曲量进行评价。
○○(非常好):15μm以下
○(好):大于15μm且为30μm以下
△(合格):大于30μm且为40μm以下
×(差):大于40μm
〔芯位置偏离〕
使用长度测量显微镜(三丰公司制,BF-3017D)观察使用于实施例1~实施例10和比较例1的光连接器的各光波导2,针对全通道(12个芯全部)分别测量连结一对引导销孔5的中心而得到的引导销基准线L与芯9的厚度中心点p之间的最短距离γ(参照图8)。并且,将得到的最短距离γ的平均套用到下述的指标,从而对芯9位置的偏离进行评价。
○○(非常好):8μm以下
○(好):大于8μm且为12μm以下
△(合格):大于12μm且为20μm以下
×(差):大于20μm
〔外壳变形〕
使用长度测量显微镜(三丰公司制,BF-3017D)观察实施例1~实施例10和比较例1的光连接器的各外壳6,将连结外壳6的载置部3的两端(与壁部相接的点)q0而得到的线设为假想线Q,这时,测量从将假想线Q二等分的点q1到外壳6表面的最短距离δ(参照图8)。并且,将得到的最短距离δ套用到下述的指标,从而对外壳6的变形进行评价。
○○(非常好):3μm以下
○(好):大于3μm且为5μm以下
×(差):大于5μm
[表1]
从上述表1的结果可知,在所有实施例1~实施例10中,在光波导2中,厚度不均和翘曲量被抑制,此外,在光连接器中,芯9位置偏离和外壳6的变形被抑制。其中,在实施例4~实施例8中,在4个评价项目中,3个以上得到○○评价,可知为特别优良。另一方面,比较例1相当于以往的通用品,但任何评价项目都是×的评价,可知是光连接损失较大的光连接器。并且,比照实施例1~实施例10,对于在光波导2的包层设有功能层11的光连接器和将光波导2隔着片材12载置于连接器构件1的载置部3的光连接器都进行了与实施例1~实施例10相同的评价,都得到了与实施例1~实施例10相同的优良的结果。
在上述实施例中示出了本发明的具体的形态,但上述实施例仅是例示,并非被限定性地解释的内容。本领域技术人员所明确的各种变形都视为在本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明能够用于能够进行光连接损失较小的连接的光连接器。
附图标记说明
1、光波导用连接器构件;2、光波导;3、载置部;4、壁部;5、引导销孔;6、外壳;L、引导销基准线;B、垂直距离。
Claims (8)
1.一种光连接器组,其包括光波导以及光波导用连接器构件,上述光波导具有芯和包层,该光连接器组的特征在于,
上述光波导用连接器构件具有外壳,该外壳具有用于载置光波导的载置部和夹着光波导从上述载置部立起的一对壁部,在上述一对壁部上分别设有供定位用的引导销***的引导销孔,在将连结设于上述一对壁部的引导销孔的中心而得到的线设为引导销基准线时,引导销基准线与上述载置部的光波导载置面之间的垂直距离B设定为满足下述的式(1),
在将上述光波导的芯的垂直方向的厚度设为H、将从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度设为B'时,芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'设定为满足下述的式(2),
0.018mm≤B≤0.045mm…(1),
0.018mm≤H/2+B'≤0.045mm…(2)。
2.根据权利要求1所述的光连接器组,其中,
在处于载置于上述载置部的光波导载置面的状态的上述光波导中,芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'还设定为满足下述的式(3),
0.12<B'/(H/2)<1.2…(3)。
3.根据权利要求1或2所述的光连接器组,其中,
在上述光波导用连接器构件中,在将从上述外壳的底面到光波导载置面的垂直距离设为C、将从上述外壳的底面到引导销基准线的垂直距离设为D时,在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面的状态下,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从上述光波导的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B'具有下述的式(4)的关系,
D=H/2+B'+C…(4)。
4.根据权利要求1所述的光连接器组,其中,
上述光波导还具有功能层,上述功能层设于上述光波导的与载置部相接触的一侧。
5.一种光连接器组,其包括光波导、片材以及光波导用连接器构件,上述光波导具有芯和包层,该光连接器组的特征在于,
上述光波导用连接器构件具有外壳,该外壳具有用于载置光波导的载置部和夹着光波导从上述载置部立起的一对壁部,在上述一对壁部上分别设有供定位用的引导销***的引导销孔,在将连结设于上述一对壁部的引导销孔的中心而得到的线设为引导销基准线时,引导销基准线与上述载置部的光波导载置面之间的垂直距离B设定为满足下述的式(1),
上述片材配设在光波导与光波导用连接器构件之间,
在将上述光波导的芯的垂直方向的厚度设为H、将从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度设为B”时,在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面且上述片材配设在上述光波导与上述载置部之间的状态下,芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”设定为满足下述的式(5),
0.018mm≤B≤0.045mm…(1),
0.018mm≤H/2+B”≤0.045mm…(5)。
6.根据权利要求5所述的光连接器组,其中,
在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面且上述片材配设在上述光波导与上述载置部之间的状态下,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”还设定为满足下述的式(6),
0.12<B”/(H/2)<1.2…(6)。
7.根据权利要求5或6所述的光连接器组,其中,
在上述光波导用连接器构件中,在将从上述外壳的底面到光波导载置面的垂直距离设为C、将从上述外壳的底面到引导销基准线的垂直距离设为D时,在上述光波导载置于上述载置部的光波导载置面且上述片材配设在上述光波导与上述载置部之间的状态下,上述光波导的芯的垂直方向的厚度H和从片材的与载置部相接触的面到芯的垂直方向的厚度B”具有下述的式(7)的关系,
D=H/2+B”+C…(7)。
8.一种光布线,该光布线具有光波导和光波导用连接器构件,其特征在于,
上述光波导用连接器构件具有外壳,该外壳具有用于载置光波导的载置部和夹着光波导从上述载置部立起的一对壁部,在上述一对壁部上分别设有供定位用的引导销***的引导销孔,在将连结设于上述一对壁部的引导销孔的中心而得到的线设为引导销基准线时,引导销基准线与上述载置部的光波导载置面之间的垂直距离B设定为满足下述的式(1),
0.018mm≤B≤0.045mm…(1),
上述光波导用连接器构件的外壳的顶端面与保持于上述外壳的载置部的上述光波导的端部顶端面之间的距离设定为5μm~50μm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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