JP3070028B2 - Mounting components for planar circuits - Google Patents
Mounting components for planar circuitsInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は平面型回路用実装部品に
関し、より詳細には、主に光通信分野において用いられ
る平面型回路用実装部品に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component for a planar circuit, and more particularly to a component for a planar circuit mainly used in the field of optical communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】石英ガラス基板、シリコン基板上に形成
可能な石英系ガラス導波路は、石英系光ファイバとの整
合性が良いことから実用的な導波形光部品の実現手段と
して研究開発が進められている。石英系ガラス導波路
は、損失が低い、安定性が高い、加工性が良いなどの特
長があり、光合分波回路などの各種光部品を構成するう
えで非常に有用である。最近では、入出力用の光ファイ
バを接続した光回路モジュールの作製が進められてい
る。2. Description of the Related Art Silica glass waveguides that can be formed on quartz glass substrates and silicon substrates have good compatibility with quartz optical fibers, and are being researched and developed as means for realizing practical waveguide optical components. Have been. The quartz glass waveguide has features such as low loss, high stability, and good workability, and is very useful in forming various optical components such as an optical multiplexing / demultiplexing circuit. Recently, the production of optical circuit modules connected to input / output optical fibers has been advanced.
【０００３】この光回路モジュールを具体的システムで
使用するに当たっては信頼性向上のため外側をパッケー
ジで保護することが必要である。このパッケージの目的
は、主に、機械的特性の向上と長期信頼性の向上であ
る。光回路モジュールと光ファイバを接続する場合に、
通常、紫外線硬化樹脂を使用する。従って、光ファイバ
の保持部品の材料には紫外線を透過しやすいガラスを用
いるので、光回路自体の保護も含めてパッケージにより
機械的強度を向上させることが必要である。また、紫外
線硬化樹脂による接続部の強度は長期的には水分の進入
により劣化することが知られている。そのため、パッケ
ージにより光回路モジュールの接続部への水分を遮断す
ることが重要である。When this optical circuit module is used in a specific system, it is necessary to protect the outside with a package in order to improve reliability. The purpose of this package is mainly to improve mechanical properties and improve long-term reliability. When connecting an optical circuit module and an optical fiber,
Usually, an ultraviolet curable resin is used. Therefore, since glass that easily transmits ultraviolet light is used as the material of the holding component of the optical fiber, it is necessary to improve the mechanical strength by a package including protection of the optical circuit itself. In addition, it is known that the strength of the connection portion made of an ultraviolet curable resin is deteriorated in the long term due to ingress of moisture. Therefore, it is important that the package blocks moisture to the connection portion of the optical circuit module.
【０００４】そこで、従来では、図５に示す構成で光回
路実装モジュールのパッケージを行っていた。図５にお
いて、１ａは１×８スプリッタチップ、２ａは１芯用フ
ァイバ部品、３ａは８芯用ファイバ部品、４ａは１芯フ
ァイバ、５ａは８芯テープファイバ、６ｂはケース、７
ｂおよび７ｃはゴムブーツ、および９ｂは熱硬化性高分
子充填剤である。Therefore, conventionally, an optical circuit mounting module is packaged with the configuration shown in FIG. In FIG. 5, 1a is a 1 × 8 splitter chip, 2a is a one-core fiber component, 3a is an eight-core fiber component, 4a is a one-core fiber, 5a is an eight-core tape fiber, 6b is a case, 7b
b and 7c are rubber boots, and 9b is a thermosetting polymer filler.
【０００５】図５において、１×８スプリッタチップの
入出力側のそれぞれの端面に光ファイバを、ファイバ固
定部品を介して接続した光回路モジュールを上下に分割
可能な箱型のケース６ｂ中に入れ、入出力用ファイバを
可捻性を有するゴムブーツ７ｂ，７ｃを通して外部に突
出している。ケース６ｂ内の空隙には主に、衝撃等によ
る破損を避けるため弾力性を有する熱硬化性高分子充填
剤９ｂを充填する。また、水分の進入に関しては、ケー
ス６ｂを接着剤等でシールするなど水分を遮蔽する作用
を有する充填剤を用いることにより防いでいた。In FIG. 5, an optical fiber is put into each end face of the input / output side of a 1 × 8 splitter chip, and the optical circuit module connected via a fiber fixing part is put into a box-shaped case 6b which can be divided vertically. The input / output fibers are projected to the outside through rubber boots 7b and 7c having twistability. The space inside the case 6b is mainly filled with a thermosetting polymer filler 9b having elasticity to avoid damage due to impact or the like. Further, the entry of moisture is prevented by using a filler having an action of shielding moisture, such as by sealing the case 6b with an adhesive or the like.
【０００６】以上の光回路モジュールパッケージ技術で
もう１つ注意すべきことは、使用環境温度変化により充
填剤の膨張または収縮が生じることである。この膨張ま
たは収縮は、時に、パッケージ内の光ファイバに作用し
マイクロベンド損失を誘起させることがあるので、充填
剤に関しては温度による粘性変化、体積変化等にも注意
する必要があった。Another thing to be aware of in the above optical circuit module package technology is that the filler expands or contracts due to a change in the use environment temperature. Since the expansion or contraction sometimes acts on the optical fiber in the package and induces a microbend loss, it is necessary to pay attention to the viscosity change, volume change, etc. of the filler due to temperature.
【０００７】従来では水のような液体の進入には効果的
であるが、光回路モジュールの接合部への長期的な水蒸
気の侵食に対してはケースのシールが従来の充填剤では
不十分であった。特に、充填剤に関しては、ケースへの
封入充填を考慮すると粘性と硬化前後の収縮率に制限が
あり、水蒸気への耐候性、光ファイバのマイクロベンド
損失を生じさせないガラス転移温度条件等との全てを兼
ね備えた充填剤が見当たらないという問題点があった。Conventionally, it is effective for the ingress of liquid such as water. However, the conventional sealant is not enough to seal the case against long-term water vapor erosion at the joint of the optical circuit module. there were. In particular, regarding the filler, there are restrictions on the viscosity and shrinkage ratio before and after curing in consideration of encapsulation filling in the case, weather resistance to water vapor, glass transition temperature conditions that do not cause microbend loss of optical fibers, etc. However, there is a problem that a filler having both of them cannot be found.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、充填
剤には作製作業性の観点から熱硬化性などの高分子材料
が有用であるが、その場合、以下の特性を満たすことが
必要である。As described above, a polymeric material such as a thermosetting material is useful as a filler from the viewpoint of workability. In this case, it is necessary to satisfy the following characteristics. is there.
【０００９】 水、水蒸気侵入に対する耐性（侵入を防ぐ） 充填を容易にする粘性、硬化速度、硬化前後の収縮率 光ファイバにマイクロベンド損失を生じさせないガラ
ス転移温度 そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消し、水
蒸気への耐候性があり、マイクロベンド損失を生じさせ
ない平面型回路用実装部品を提供することにある。[0009] Resistance to intrusion of water and water vapor (prevents intrusion) Viscosity for facilitating filling, curing speed, shrinkage ratio before and after curing Glass transition temperature that does not cause microbend loss in optical fiber SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a mounting device for a planar circuit, which has solved the problems described above, has weather resistance to water vapor, and does not cause microbend loss.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の平面型回路用実装部品は、平面基板
上に形成された光導波路によって構成された光回路チッ
プと、該光回路チップの端面に接着剤を用いて接続され
た光入力用光ファイバ部品とからなる光回路実装モジュ
ールがケースに入れられた平面型回路用実装部品におい
て、前記光回路実装モジュールと前記ケースとの間に少
なくとも２種類の充填剤が積層して封入されていること
を特徴とする。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a planar circuit mounting component comprising: an optical circuit chip constituted by an optical waveguide formed on a planar substrate; An optical circuit mounting module comprising an optical fiber module for optical input connected to an end surface of a circuit chip by using an adhesive. It is characterized in that at least two kinds of fillers are stacked and sealed between them.
【００１１】具体的は、例えば、光回路モジュールを水
蒸気を通過させない充填剤を用いて被覆して、この充填
剤上にケース内への封入が容易な低粘度で硬化速度の速
い材料を用いて被覆する。Specifically, for example, the optical circuit module is coated with a filler that does not allow water vapor to pass through, and a low-viscosity material with a high curing rate that is easy to enclose in a case is used on the filler. Cover.
【００１２】[0012]
【作用】本発明によれば、平面型実装モジュールとケー
スとの間のパッケージ内に、少なくとも２種類の充填剤
が積層して封入されているので、平面型実装モジュール
に対する水の侵食と光導波路への応力を緩和することが
できる。According to the present invention, at least two types of fillers are laminated and sealed in the package between the planar mounting module and the case, so that water erosion on the planar mounting module and the optical waveguide are prevented. Stress on the substrate can be reduced.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】実施例１ 図１は本発明の実施例にかかる光回路実装モジュールの
模式図であり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、それぞ
れ、上面図および断面図を表す。 Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view of an optical circuit mounting module according to an embodiment of the present invention. FIGS. 1A and 1B show a top view and a cross-sectional view, respectively.
【００１５】図１において、１は１×８スプリッタチッ
プ、２は１芯用ファイバ部品、３は８芯用ファイバ部
品、４は１芯ファイバ、５は８芯テープファイバ、６は
アルミニウム製ケース、７，７ａはゴムブーツ、８は水
蒸気透過率の低いブチルゴム系のシーラント剤により形
成した第１の充填層、９は粘性が低い熱硬化性のシリコ
ーンにより形成した第２の充填層である。In FIG. 1, 1 is a 1 × 8 splitter chip, 2 is a single-core fiber component, 3 is an 8-core fiber component, 4 is a single-core fiber, 5 is an 8-core tape fiber, 6 is an aluminum case, 7, 7a are rubber boots, 8 is a first filling layer formed of a butyl rubber-based sealant having a low water vapor transmission rate, and 9 is a second filling layer formed of a low-viscosity thermosetting silicone.
【００１６】図１のパッケージされた１×８スプリッタ
モジュールを作製するには、まず、１×８スプリッタチ
ップの両端に１芯と８芯のファイバを紫外線硬化性接着
剤により接続し、モジュールを構成した。次に、モジュ
ールに適当な粘度を有するブチルゴム系のシーラント剤
を付着させ第１の充填層とした。この場合、空気中で硬
化させることにより以下の利点が得られた。In order to manufacture the packaged 1 × 8 splitter module shown in FIG. 1, first, 1-core and 8-core fibers are connected to both ends of a 1 × 8 splitter chip with an ultraviolet-curable adhesive to constitute the module. did. Next, a butyl rubber-based sealant having an appropriate viscosity was attached to the module to form a first packed layer. In this case, the following advantages were obtained by curing in air.
【００１７】１）ケース内で硬化させることにより短時
間で硬化させることができる。1) By curing in a case, it can be cured in a short time.
【００１８】２）パッケージケースと光ファイバの両方
に同時にシーラント剤が付着して、応力が発生すること
がないので、硬化収縮によるファイバへの残留応力が緩
和され、マイクロベンド損失などの損失増加がほとんど
ない。2) Since the sealant does not adhere to both the package case and the optical fiber at the same time and no stress is generated, the residual stress on the fiber due to curing shrinkage is reduced, and the loss such as microbend loss increases. rare.
【００１９】その後、モジュールの両端にゴムブーツ７
を通し、アルミニウム製のケース６に入れた。ゴムブー
ツ７は接着剤で固定した。ケース６中には粘性の低い熱
硬化性シリコーンを流し込み、８０℃に９０分間放置し
硬化させた。ケース６の上部にはアルミニウム製の蓋を
接着剤で固定した。硬化後の充填状態を調べたところ、
泡、空隙などはなく、本発明によるパッケージが作製時
間および充填状態に関して有効であることが確認され
た。Thereafter, rubber boots 7 are provided at both ends of the module.
And placed in an aluminum case 6. The rubber boot 7 was fixed with an adhesive. A low-viscosity thermosetting silicone was poured into the case 6 and left at 80 ° C. for 90 minutes to be cured. An aluminum lid was fixed to the upper part of the case 6 with an adhesive. When examining the filling state after curing,
There were no bubbles, voids, etc., confirming that the package according to the present invention was effective in terms of preparation time and filling state.
【００２０】このようにして作製した８個の光回路実装
モジュールを−４０℃〜８５℃のヒートサイクル試験
（各温度において１時間保持）を実施した。その試験結
果を図２に示す。一方、熱硬化性シリコーンのみでパッ
ケージした従来の１×８スプリッタの光回路実装モジュ
ールを８個同じ長期信頼性試験にかけた。その結果を図
３に示す。図２より本実施例のパッケージ部品の光出力
変動幅は±０．１ｄＢ以下であることが解る。一方、従
来のパッケージ部品では低温度になるにつれて損失が増
加して、最大で１．８ｄＢ損失が増加することが図３よ
り解る。さらに、これらのパッケージモジュールを７５
℃，９０％の条件で保管し長期信頼性試験を行った。５
０００時間経過後の結果では、シリコーン１層の従来型
のパッケージでは１１個中５個に損失増加が見られたの
に対し、本発明によるパッケージ方法（２層構造）で
は、１１個全てが安定しており損失増加はなかった。The eight optical circuit mounted modules thus produced were subjected to a heat cycle test at -40 ° C. to 85 ° C. (held at each temperature for one hour). FIG. 2 shows the test results. On the other hand, eight conventional 1 × 8 splitter optical circuit mounting modules packaged with only thermosetting silicone were subjected to the same long-term reliability test. The result is shown in FIG. From FIG. 2, it can be seen that the optical output fluctuation width of the package component of this embodiment is ± 0.1 dB or less. On the other hand, it can be seen from FIG. 3 that the loss of the conventional package component increases as the temperature decreases, and the loss increases by 1.8 dB at the maximum. In addition, these package modules are
The samples were stored at 90 ° C. and 90% for a long-term reliability test. 5
After 000 hours, the conventional package with one layer of silicone showed an increase in loss in 5 out of 11 packages, whereas the package method according to the present invention (two-layer structure) showed that all 11 packages were stable. And there was no increase in loss.
【００２１】実施例２ ３種類の充填剤でパッケージした光回路モジュールの断
面図を図４に示す。図４で、１ａは１×８スプリッタチ
ップ、６ａはアルミニウム製のケース、８ａは水蒸気透
過率の低いブチルゴム系のシーラント剤により形成した
第２の充填層、９ａは粘性が低い熱硬化性シリコーンに
より形成した第３の充填層、１０はガラス転移温度−４
５℃のジェリー状シリコーンの第１の充填層である。 Example 2 FIG. 4 is a sectional view of an optical circuit module packaged with three kinds of fillers. In FIG. 4, 1a is a 1 × 8 splitter chip, 6a is a case made of aluminum, 8a is a second filling layer formed of a butyl rubber-based sealant having a low water vapor transmission rate, and 9a is a thermosetting silicone having a low viscosity. The formed third packed layer 10 has a glass transition temperature of -4.
5 is a first packed layer of jelly silicone at 5 ° C.
【００２２】図４に示したパッケージされた１×８スプ
リッタの光回路実装モジュールを作製するには、まず実
施例１と同様な方法で作製した１×８スプリッタの光回
路実装モジュール全体を第１の充填層となるガラス転移
温度が低いシリコーンを用いて隙間なく覆った。次い
で、ブチルゴム系のシーラント剤を塗布し第２の充填層
とし空気中で硬化させた。In order to manufacture the packaged optical circuit mounting module of 1 × 8 splitter shown in FIG. 4, first, the entire optical circuit mounting module of 1 × 8 splitter manufactured by the same method as that of the first embodiment is used. Was covered without gaps by using a silicone having a low glass transition temperature, which becomes a filling layer of. Next, a butyl rubber-based sealant was applied to form a second filled layer, which was cured in air.
【００２３】その後、光回路実装モジュールをアルミニ
ウム製のケース６に入れ、ケース中に粘度の低い熱硬化
性シリコーンを流し込み、８０℃に９０分間放置し硬化
させて第３の充填層を形成した。最後にケースの上部に
アルミニウム製の蓋を接着剤で固定した。このようにし
て３層構造にパッケージしたモジュールを１１個作製し
た。Thereafter, the optical circuit module was placed in a case 6 made of aluminum, and a low-viscosity thermosetting silicone was poured into the case and left at 80 ° C. for 90 minutes to be cured to form a third filling layer. Finally, an aluminum lid was fixed to the upper part of the case with an adhesive. Thus, 11 modules packaged in a three-layer structure were manufactured.
【００２４】これら１１個の実装モジュールを−４０℃
〜８５℃（各温度で１時間保持）のヒートサイクル試験
にかけた。試験中の光出力変動幅は±０．１ｄＢ以下
で、この方法によればマイクロベンド損失などの損失増
加が全くないことが実施例１と同様に確認された。[0024] These 11 mounting modules are stored at -40 ° C.
A heat cycle test of ８５85 ° C. (hold at each temperature for 1 hour) was performed. The fluctuation range of the light output during the test was ± 0.1 dB or less, and it was confirmed in the same manner as in Example 1 that there was no increase in loss such as microbend loss according to this method.
【００２５】さらに、上記１１個のモジュールに実施例
１と同じ長期信頼性試験を施した。その結果、実施例１
と同様に５０００時間経過後の損失増加はなかった。Further, the same eleven modules were subjected to the same long-term reliability test as in the first embodiment. As a result, Example 1
Similarly to the above, there was no increase in loss after 5000 hours.
【００２６】以上の結果により、本発明の有効性が確認
された。From the above results, the effectiveness of the present invention was confirmed.
【００２７】また、上記の各実施例では水蒸気透過率の
低い充填剤としてブチルゴム系のシーラント剤を用いた
が、ブチルゴム系に限らずエポキシ系等の高分子材料で
も良い。In each of the above embodiments, a butyl rubber-based sealant is used as the filler having a low water vapor transmission rate. However, the filler is not limited to the butyl rubber-based material, but may be a polymer material such as an epoxy-based material.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば２
種類以上の充填剤で光回路モジュールとケースとの間を
少なくとも２種類の充填剤により積層して封入すること
により、従来の光回路実装モジュールを変更する必要が
なく長期信頼性および生産性を向上させた光回路実装モ
ジュールを提供することができる。特に、本発明では任
意の形状の光回路実装モジュールを短時間で封止でき生
産性が向上するという利点がある。As described above, according to the present invention, 2
By laminating and enclosing the optical circuit module and case with at least two types of fillers with more than one type of filler, there is no need to change the conventional optical circuit mounting module, improving long-term reliability and productivity The optical circuit mounting module can be provided. In particular, the present invention has an advantage that the optical circuit mounting module having an arbitrary shape can be sealed in a short time, and the productivity is improved.
【図１】本発明に一実施例に係る光回路実装モジュール
の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of an optical circuit mounting module according to one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施例に係る長期信頼性試験の
結果を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing results of a long-term reliability test according to the first example of the present invention.
【図３】従来の光回路実装モジュールの長期信頼性試験
の結果を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a result of a long-term reliability test of a conventional optical circuit mounting module.
【図４】本発明の第２の実施例に係る光回路実装モジュ
ールの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an optical circuit module according to a second embodiment of the present invention.
【図５】従来の光回路実装モジュールの上面図である。FIG. 5 is a top view of a conventional optical circuit mounting module.
１，１ａ，１ｂ １×８スプリッタチップ ２、２ａ １芯用ファイバ部品 ３，３ａ ８芯用ファイバ部品 ４，４ａ １芯ファイバ ５，５ａ ８芯テープファイバ ６，６ａ，６ｂ ケース ７，７ａ，７ｂ，７ｃ， ゴムブーツ ８，８ａ 充填層 ９，９ａ，９ｂ 熱硬化性高分子充填剤 １０ 充填層 1,1a, 1b 1 × 8 splitter chip 2,2a Single-core fiber component 3,3a 8-core fiber component 4,4a Single-core fiber 5,5a 8-core tape fiber 6,6a, 6b Case 7,7a, 7b , 7c, rubber boots 8, 8a Filling layer 9, 9a, 9b Thermosetting polymer filler 10 Filling layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中原 基博 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Motohiro Nakahara 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6 / 24-6/42
Claims (2)
て構成された光回路チップと、該光回路チップの端面に
接着剤を用いて接続された光入力用光ファイバ部品とか
らなる光回路実装モジュールがケースに入れられた平面
型回路用実装部品において、 前記光回路実装モジュールと前記ケースとの間に少なく
とも２種類の充填剤が積層して封入されていることを特
徴とする平面型回路用実装部品。1. An optical circuit package comprising: an optical circuit chip constituted by an optical waveguide formed on a flat substrate; and an optical input optical fiber component connected to an end face of the optical circuit chip by using an adhesive. A mounting component for a planar circuit in which a module is placed in a case, wherein at least two kinds of fillers are laminated and sealed between the optical circuit mounting module and the case. Mounting parts.
前記光回路実装モジュールに接触する充填剤のガラス転
移温度が使用環境温度の下限よりも低いことを特徴とす
る請求項１に記載の平面型回路用実装部品。2. The method of claim 2, wherein the at least two fillers are
The mounting component for a planar circuit according to claim 1, wherein the filler has a glass transition temperature that is lower than a lower limit of a use environment temperature.
Priority Applications (1)
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| JP5178247A JP3070028B2 (en) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Mounting components for planar circuits |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0735955A JPH0735955A (en) | 1995-02-07 |
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1993
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