JP4406927B2 - パッケージ、光導波路基板搭載パッケージ及び光導波路パッケージ - Google Patents

Description

本発明は、光導波路基板用のパッケージに係わり、更に詳細には、光導波路と光ファイバーを一緒にパッケージングできる光導波路基板用のパッケージに関する。
更に、本発明は、かかるパッケージに光導波路基板を搭載した光導波路基板パッケージ及び光導波路と光ファイバーとを一緒にパッケージングした光導波路パッケージに関する。

従来から、光導波路と光ファイバーを一緒にパッケージングできる光導波路基板用のパッケージが用いられている（例えば、特許文献１及び２参照）。
例えば、特許文献１に記載されたパッケージでは、パッケージ下部に光ファイバーを位置決めするためのＶ字形の溝が設けられ、パッケージ上部に、光ファイバーを押さえつけるためのＶ字形の凸部が設けられた構造を有している。パッケージを組立てる際、光導波路基板をパッケージ下部に位置決めし、光ファイバーをパッケージ下部の溝に位置決めすることにより、光導波路基板と光ファイバーの位置合わせを行い、その後、光ファイバーをパッケージ下部の溝とパッケージ上部の凸部との間に挟みつけ、固定する。
また、特許文献２に記載された金属製パッケージでは、パッケージ内に樹脂が充填され、それにより、光導波路基板に固定された光ファイバーに作用する張力による光ファイバーの断線、及び、周囲からの湿気による接着剤の接着力の低下を防止している。

また、従来から、光ファイバーを位置決めする位置決め用溝を備えた光導波路基板が知られている（例えば、特許文献３参照）。例えば、特許文献３に記載された光導波路基板は、長手方向に延びるベースと、ベースの上の長手方向中央に積層された光導波路とを有し、ベースのうち、光導波路が積層されていない前端部及び後端部の上面には、光ファイバーを位置決めするためのＶ字形断面の溝が形成されている。溝の断面寸法は、この溝に光ファイバーを載せたときに光ファイバーのコアと光導波路のコアとがサブミクロン単位の精度で自動的に整列するように構成されている。
上述した従来技術の光導波路基板に光ファイバーを固定する際、しばしば、光導波路基板の溝に載せた光ファイバーを押える押え部材としてガラスブロックが用いられる。詳細には、光ファイバーを光導波路基板の溝に載せ、光ファイバーをその上からガラスブロックで押えた後、光ファイバー、光導波路基板及びガラスブロックを互いに接着剤で固定する。

特開平７−１３０３８号公報 特開平８−２８６０７３号公報 特開２００１−２８１４７９号公報

上述した特許文献１に記載されたパッケージでは、パッケージの組立てが比較的容易であるが、パッケージ下部に内蔵する光導波路基板等の光部品の位置をパッケージ下部のＶ溝に対して高精度(約±1μｍ以内)に合わせる必要がある。従って、光部品の実装装置を使用することが望まれるが、かかる実装装置は、価格が約２０００〜３０００万円であり、高価である。更に、パッケージの端部付近で光ファイバーを押さえつけて固定するため、光ファイバーに張力がかかり、その部分で断線が起こりやすいという問題がある。
また、特許文献２に記載されたパッケージでは、光導波路基板をパッケージ内に位置決めすることが困難である。

また、特許文献３に記載された、位置決め溝を有する光導波路基板の大きさは、例えば、幅０．５〜１０ｍｍで長さ６〜３５ｍｍであり、ガラスブロックの大きさは、例えば、幅０．５〜１０ｍｍで長さ１〜１０ｍｍである。このように寸法が小さいガラスブロックを手で持って、光ファイバーを載せた光導波路基板にガラスブロックを位置決めすることは困難である。
ガラスブロックを手で位置決めする代わりに、位置決め装置を用いてガラスブロックを光導波路基板に対して位置決めすることも行われている。しかし、かかる位置決め装置は、ミクロン単位でガラスブロックの位置決めが可能な精密ガイドテーブル部品及び倍率が５０〜１００倍程度の顕微鏡を有する専用位置決め装置であり、価格が３００〜５００万円程度するので高価である。

そこで、本発明の目的は、光ファイバーにかかる張力を軽減し、しかも、光ファイバーを位置決めするときの作業性を向上させることができるパッケージ、光導波路基板搭載パッケージ及び光導波路パッケージを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によるパッケージは、光ファイバー位置決め用溝を備えた光導波路基板用のパッケージであって、光導波路基板がその光ファイバー位置決め用溝を上向きにして位置決めされるパッケージ下部と、パッケージ下部に対して上下方向に移動可能にその上に位置決めされるパッケージ上部と、を有し、パッケージ下部に位置決めされたパッケージ上部は、パッケージ下部に位置決めされた光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝に対向し且つこの光ファイバー位置決め用溝に位置決めされた光ファイバーを下方に押える押え部を有することを特徴としている。
このように構成された本発明によるパッケージでは、最初、光導波路基板を、その光ファイバー位置決め用溝が上向きになるようにパッケージ下部に位置決めする。この状態で、光ファイバーを光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝に載せて位置決めする。次いで、パッケージ上部をパッケージ下部に対して位置決めすると、パッケージ上部の押え部が、光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝に自動的に対向する。パッケージ上部を下方に移動させることにより、光ファイバーを下方に押えることができる。

本発明の構成においては、光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝上において、パッケージ上部の押え部によって光ファイバーが固定されるので、従来のように、パッケージ上で光ファイバーを固定する必要がない。その為、光ファイバーの位置決めが容易となり、また、パッケージ端面付近での光ファイバー上にかかる張力が軽減されるため、光ファイバーの断線を防止することができる。
また、本発明では、光導波路基板の溝に光ファイバーを押える押え部材として、寸法が比較的小さい従来技術のガラスブロックの代わりに、寸法が比較的大きいパッケージ上部を採用しているので、手で持ちやすく、押え部材を位置決めするときの作業性を向上させることができる。また、パッケージ上部をパッケージ下部に位置決めすれば、パッケージ上部の押え部を光導波路基板の溝と対向させることができるので、作業性を更に向上させることができる。
従って、高価な専用位置決め装置や位置決め用工具が不要になり、任意の作業場所で光ファイバーを光導波路基板に位置決めすることが可能である。また、光導波路基板をパッケージする場合、従来技術では押え部材を位置決めして固定する工程と光導波路基板をパッケージングする工程の２工程が必要であったが、両者を１つの工程で行うことができ、作業の簡素化及び短縮を実現することができる。
なお、パッケージ上部とパッケージ下部とは、互いに押し付けられた状態で固定されるのがよい。特に光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝上の少なくとも一部はパッケージ上部の押え部の少なくとも一部と接着剤により固定されていることが好ましい。その他の部分は充填剤、接着剤、クリップ等により固定されていてもよいし、空間であってもよい。

本発明の実施形態において、好ましくは、パッケージ下部及びパッケージ上部は、その端面において、光ファイバーから離間してそれを包囲するように構成される。
このように構成されたパッケージでは、パッケージ端面付近での光ファイバー上にかかる張力が確実に軽減されるため、光ファイバーの断線を防止することができる。

本発明のパッケージの実施形態において、好ましくは、パッケージ下部は、光ファイバー受入れ溝を有し、この光ファイバー受入れ用溝は、パッケージ下部に位置決めされる光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝と整列し、パッケージ下部の端面まで延びる。
このように構成されたパッケージでは、パッケージ下部に位置決めされる光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝と、パッケージ下部の光ファイバー受入れ用溝とが整列しているので、光ファイバー受入れ用溝に光ファイバーを受入れることにより、光ファイバーを光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝と整列させることができる。その結果、光ファイバーと光導波路基板の位置決めが容易になる。

本発明のパッケージの実施形態において、好ましくは、光ファイバーを受入れ用溝は、位置決めされる光導波路基板側では光ファイバーを直接支持することが可能な断面寸法を有し、パッケージ下部の端面側では、位置決めされる光導波路基板側の断面寸法よりも大きい断面寸法を有する。
このように構成されたパッケージでは、パッケージの端面付近、すなわち入出口付近では、光ファイバーの周囲が開放機構（隙間）を有することになり、光ファイバーに作用する張力による断線を防止することができる。パッケージの端面付近の隙間は、充填剤、接着剤等を充填することにより、光ファイバーを接着剤を支持していても、空間であってもよい。また、光導波路基板の近くでは、光ファイバーのクラッドを直接支持し、パッケージ下部の端面の近くでは、光ファイバーの被覆層を支持してもよい。

本発明のパッケージの実施形態において、好ましくは、パッケージ下部は、光導波路基板を位置決めするための凹部を有する。
このように構成されたパッケージでは、光導波路基板をパッケージ下部の凹部に入れるだけで、光導波路基板をパッケージ下部に位置決めすることができる。その結果、光導波路基板とパッケージ下部の位置決めが容易になる。

本発明のパッケージの実施形態において、好ましくは、パッケージ上部及びパッケージ下部は、互いに嵌め合わせることによって位置決めされる。また、本発明の実施形態において、好ましくは、パッケージ上部及びパッケージ下部は、互いに当接させることによって位置決めされる。
このように構成されたパッケージでは、パッケージ上部とパッケージ下部の位置決めが容易になる。

本発明のパッケージの実施形態において、好ましくは、パッケージ上部は、上面及び下面を有し、上面から下面に貫通する孔を有する。
このように構成されたパッケージでは、光ファイバー、光導波路基板、パッケージ上部及びパッケージ下部の間の隙間に接着剤、充填剤等を充填する場合、接着剤、充填剤等を容易に供給することができる。また、孔を複数設ければ、光ファイバー、パッケージ上部及びパッケージ下部を接着する接着剤、光ファイバーと光導波路基板を固定する接着剤、光導波路基板とパッケージ上部の間の隙間に充填される接着剤、充填剤等を別々の孔から供給することができる。

本発明のパッケージの実施形態において、好ましくは、パッケージ上部は、透明である。
このように構成されたパッケージでは、光ファイバー、光導波路基板、パッケージ上部及びパッケージ下部に充填された接着剤、充填剤等で硬化させる場合、紫外線を使用することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明による光導波路基板搭載パッケージは、上述した本発明によるパッケージに、光ファイバーを位置決めする光ファイバー位置決め用溝を備えた光導波路基板が位置決めされ且つ固定される。

また、上記目的を達成するために、本発明による光導波路パッケージは、光ファイバーと、光ファイバーを位置決めするための光ファイバー位置決め用溝を備えた光導波路基板と、光導波路基板がその光ファイバー位置決め用溝を上向きにして位置決めされたパッケージ下部と、パッケージ下部に対して上下方向に移動可能にその上に位置決めされたパッケージ上部と、を有し、パッケージ下部に位置決めされたパッケージ上部は、パッケージ下部に位置決めされた光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝に対向し且つこの光ファイバー位置決め用溝に位置決めされた光ファイバーを下方に押える押え部を有し、パッケージ下部及びパッケージ上部が互いに押し付けられるように固定されることを特徴としている。
また、パッケージ下部には、光ファイバーの位置決めが容易となるよう、ガイド溝として作用する光ファイバー受入れ用溝を備えていてもよい。

本発明の光導波路パッケージの実施形態において、好ましくは、パッケージ下部の押え部の少なくとも一部と、それに対向する光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝の少なくとも一部において、光ファイバー、光導波路基板、パッケージ下部及びパッケージ上部が接着剤によって固定される。

本発明によるパッケージ、光導波路基板搭載パッケージ及び光導波路パッケージは、光ファイバーにかかる張力を軽減し、しかも、光ファイバーを位置決めするときの作業性を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明による光導波路パッケージの実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態である光導波路パッケージの分解斜視図である。図２は、図１の光導波路パッケージの長手方向断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明による光導波路パッケージ１は、光ファイバー２と、光ファイバー２を位置決めするための溝４、６を備えた光導波路基板８と、光導波路基板８がその溝４、６を上向きにして位置決めされたパッケージ下部１０と、パッケージ下部１０に対して上下方向に移動可能にその上に位置決めされたパッケージ上部１２とを有し、光ファイバー２、光導波路基板８、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２の間の隙間には、充填剤１４Ａ、接着剤１４Ｂ及び充填剤１４Ｃ（図２参照）が充填され、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２は互いに押し付けられた状態で固定されている。

光導波路基板８は、例えば、スプリッタ、光合分波器、スイッチ等があり、特に限定はないが、本実施形態では、光分岐・合流用スプリッタであり、一方の側に光ファイバー２が１本接続され、他方の側に光ファイバー２が４本接続されている。以下の説明では、一方の側を前側として説明し、他方の側を後側として説明する。
光ファイバー２は、コア（図示せず）と、コアの周りに形成されたクラッド２ａと、クラッド２ａの周りに被覆された被覆層２ｂとを有している。光ファイバー２のうち、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２に包囲される部分は、被覆層２ｂが除去され、クラッド２ａが露出している。クラッド２ａの外径は、例えば、１２５μｍである。

光導波路基板８は、長手方向（前後方向）に延びるベース１６と、ベース１６の上の長手方向中央に積層された光導波路１８とを有している。ベース１６は、光導波路基板８をパッケージ下部１０に対して上下方向に位置決めする上下方向位置決め面である下面１６ａと、長手方向に位置決めする長手方向位置決め面である前面１６ｂ及び後面１６ｃと、幅方向に位置決めする幅方向位置決め面である２つの側面１６ｄ、１６ｅとを有している。本実施形態では、下面１６ａは、平坦で矩形である。光導波路１８は、長手方向に延びるコア１８ａと、それを包囲するクラッド１８ｂとを有し、コア１８ａは、光が伝搬する経路を構成する。コア１８ａは、１つの前端１８ｃと４つの後端１８ｄを有し、前端１８ｃから後端１８ｄに向かって分岐している。ベース１６は、光導波路１８が積層されていない前端部２０及び後端部２２を有し、前端部２０及び後端部２２はそれぞれ、上面２０ａ、２２ａを有している。上面２０ａ、２２ａにはそれぞれ、光導波路１８のコア１８ａの前端１８ｃ及び後端１８ｄと長手方向に整列した１つの溝４及び４つの溝６が形成されている。溝４、６の断面形状は、この溝４，６に光ファイバー２を載せたときに光ファイバー２のコア（図示せず）と光導波路１８のコア１８ａとが自動的に整列するように構成されている。本実施形態では、溝４、６の断面形状はＶ字形である。

パッケージ下部１０は、概略的には、直方体の形状を有し、下面１０ａ、端面即ち前面１０ｂ、端面即ち後面１０ｃ、２つの側面１０ｄ、１０ｅ及び上面１０ｆを有している。下面１０ａは、平らであることが好ましいが、他の形状であってもよい。前面１０ｂは、パッケージ上部をパッケージ下部に対して長手方向に位置決めする長手方向位置決め面を構成する。
上面１０ｆの長手方向中央には、光導波路基板８を位置決めするための凹部２４が設けられている。この凹部２４は、光導波路基板８を上下方向に位置決めする上下方向位置決め面である底面２４ａと、長手方向に位置決めする長手方向位置決め面である前面２４ｂ及び後面２４ｃと、幅方向に位置決めする幅方向位置決め面である２つの側面２４ｄ、２４ｅとを有しており、光導波路基板８のベース１６と相補的な形状を有していることが好ましい。凹部２４の底面２４ａは、光導波路基板８のベース１６の下面１６ａと当接している。凹部２４の長手方向長さ及び幅方向長さはそれぞれ、光導波路基板８のベース１６の長手方向長さ及び幅方向長さよりも僅かに大きくなっており、好ましくは、幅方向は０．０１〜０．１ｍｍ、長手方向は０．０１〜０．３ｍｍ大きくなっている。

上面１０ｆには、光導波路基板８の溝４、６に位置決めされた光ファイバー２を受入れる溝２６、２８が設けられている。溝２６は、凹部２４から前面１０ｂまで延びており、溝２８は、凹部２４から後面１０ｃまで延びている。凹部２４の側において、溝２６、２８はそれぞれ、光導波路基板８の溝４、６への光ファイバー２の位置決めを補助し又は案内するために溝４、６ごとにそれと整列していることが好ましい。かくして、溝２６は１本であり，溝２８は４本である。凹部２４の側において、溝２６、２８の形状は、光導波路基板８のＶ溝４、６に光ファイバを載せた状態で、好ましくは、光ファイバー２のクラッド２ａの外径と接するかそれよりも０〜０．０５ｍｍ大きい幅と深さを有し、更に好ましくは、クラッド２ａの外径と接するかそれよりも０〜０．０１ｍｍ大きい幅と深さを有する。
また、パッケージ下部１０及び後述するパッケージ上部１２は、その端面１０ｂ、１０ｃにおいて、光ファイバー２から離間してそれを包囲するように構成される。本実施形態では、パッケージ下部１０の前面１０ｂの側において、溝２６の断面寸法は、凹部２４の近くの断面寸法よりも大きくなっていることが好ましい。また、溝２８は、後面１０ｃの側において１つになり、１つになった溝２８の幅及び深さはそれぞれ、凹部２４の側の溝２８の幅全体及び深さよりも大きくなっていることが好ましい。

凹部２４と前面１０ｂとの間において、上面１０ｆと側面１０ｄ及び上面１０ｆと側面１０ｅにまたがる嵌め込み用切欠き３０が形成されている。同様に、凹部２４と後面１０Ｃとの間において、上面１０ｆと側面１０ｄ及び上面１０ｆと側面１０ｅにまたがる切欠き３０が形成されている。これら４つのの切欠き３０は、底面３０ａと、パッケージ上部をパッケージ下部に対して長手方向に位置決めする長手方向位置決め面である前面３０ｂ及び後面３０ｃと、幅方向に位置決めする幅方向位置決め面である側面３０ｄとを有している。

パッケージ上部１２は、概略的には、直方体の形状を有し、下面１２ａ、端面即ち前面１２ｂ、端面即ち後面１２ｃ、２つの側面１２ｄ、１２ｅ及び上面１２ｆを有している。パッケージ上部１２は、紫外線を透過させるために、透明であることが好ましい。
前面１２ｂの近くの下面１２ａには、パッケージ上部１２をパッケージ下部１０に対して長手方向に位置決めするために下方に延びる当接用突出部３２が形成されている。この当接用突出部３２は、パッケージ下部１０の前面１０ｂと当接可能な後面３２ａを有し、これらの面１０ｂ、３２ａを当接させることによって、パッケージ上部１２をパッケージ下部１０に対して位置決めすることが可能である。また、当接用突出部３２は、前側の光ファイバー２の通路を構成する切欠き３２ｂを有している。
パッケージ上部１２は、更に、パッケージ下部１０の４つの切欠き３０に嵌り込み可能にパッケージ下部１０の下面１２ａから下方に延びる４つの嵌め合い用突出部３４を有している。４つの嵌め合い用突出部３４の各々は、下面３４ａと、パッケージ上部をパッケージ下部に対して長手方向に位置決めする長手方向位置決め面である前面３４ｂ及び後面３４ｃと、幅方向位置決めするための幅方向位置決め面である側面３４ｄとを有している。嵌め合い用突出部３４よりも当接用突出部３２が下方に延びていることが好ましい。

パッケージ上部１２は、更に、光導波路基板８の溝４、６に位置決めされた光ファイバー２を下方に押えるためにパッケージ上部１２の下面１２ａから下方に延びる２組の押え部３６ａ、３６ｂを有している。前側の押え部３６ａは、光導波路基板８の前端部２０の溝４に対向し、後側の押え部３６ｂは、光導波路基板８の後端部２２の溝６に対向している。押え部３６ａ、３６ｂはそれぞれ、長手方向に間隔をおき且つパッケージ上部１２の幅方向に延びる２つの突出部３８によって構成されている。突出部３８は、パッケージ上部１２の下面１２ａが光導波路基板８の光導波路１８に接触しない状態で、光導波路基板８の溝４、６に位置決めされた光ファイバー２を下方に押えることができる下面３８ａを有している。

また、パッケージ上部１２には、その上面１２ｆから下面１２ａまで貫通する５つの孔４０ａ〜４０ｅが設けられている。孔４０ａは、パッケージ下部１０のうち前側の光ファイバーを支持している部分の上方に設けられ、本実施形態では、前面１２ｂ近くの突出部３２と前側の押え部３６ａとの間に設けられている。孔４０ｂは、光導波路基板８の前端部２０の上方に設けられ、本実施形態では、前側の押え部３６ａの２つの突出部３８の間に設けられている。孔４０ｃは、光導波路基板８の光導波路１８の上方に設けられている。孔４０ｄは、光導波路基板８の後端部２２の上方に設けられ、本実施形態では、後側の押え部３６ｂの２つの突出部３８の間に設けられている。孔４０ｅは、パッケージ下部の１０うち後側の光ファイバーを支持している部分の上方に設けられ、本実施形態では、後面１２ｃと後側の押え部３６ｂとの間に設けられている。

次に、図３〜１１を参照して、光導波路パッケージの断面を説明する。
図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。光ファイバー２は、パッケージ下部１０の端面の近くにおいて、周囲全体が充填剤１４Ａで包囲されていることが好ましい。
図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。光ファイバー２は、溝２６の上に位置している。パッケージ下部１０の上面１０ｆとパッケージ上部１２の下面１２ａとの間に隙間が設けられることが好ましく、この隙間及び孔４０ａには、充填剤１４Ａが充填されている。
図５は、図２の線Ｖ−Ｖにおける断面図である。光ファイバー２は、パッケージ上部１２の押え部３６ａの突出部３８によって光導波路８の溝４に押されている。パッケージ下部１０の上面１０ｆとパッケージ上部１２の下面１２ａとの間の隙間、及びパッケージ下部１０の凹部２４と光導波路基板８との間の隙間には、接着剤１４Ｂが充填されている。
図６は、図２の線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。パッケージ下部１０の上面１０ｆとパッケージ上部１２の下面１２ａとの間の隙間、パッケージ下部１０の凹部２４と光導波路基板８との間の隙間、及び孔４０ｂには、接着剤１４Ｂが充填されている。
図７は、図２の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。孔４０ｃからは、光導波路１８の端面を見ることが可能である。なお、光導波路１８の長さが長い場合で、光導波路１８の端面を見ることが難しい場合は、孔４０ｃを２個設けて、光導波路１８の端面近くに設置することが好ましい。パッケージ下部１０の上面１０ｆとパッケージ上部１２の下面１２ａとの間の隙間、パッケージ下部１０の凹部２４と光導波路基板８との間の隙間、及び孔４０ｃには、充填剤１４Ｃが充填されている。また、図２に示していないが、光導波路１８と光ファイバー２との間には僅かな隙間があり、この隙間にも充填剤１４Ｃが充填されている。
図８〜図１１はそれぞれ、図２の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ、線ＩＸ−ＩＸ、線Ｘ−Ｘ、線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。図８〜図１１はそれぞれ、光ファイバーの本数が異なること等以外、図６〜図３と同様であるので、その説明を省略する。

次に、本発明による光導波路パッケージの組立て方法について説明する。
先ず、光ファイバー２、光導波路８、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２を組立てる。詳細には、光導波路基板８をパッケージ下部１０の凹部２４に入れて、位置決めする。光ファイバー２をパッケージ下部１０の溝２６、２８に入れることにより、光ファイバー２が光導波路基板８の溝４、６に案内される。光ファイバー２を溝４、６に確実に載せる。光ファイバー２は、光導波路基板８の上に少しかかる位置にしておくのがよい。パッケージ上部１２の当接用突出部３２の後面３２ａを、パッケージ下部１０の前面１０ｂに当接させることにより、パッケージ上部１２をパッケージ下部１０に対して長手方向に位置決めする。パッケージ上部１２をパッケージ下部１０に対して下降させながら、パッケージ上部１２の嵌め合い用突出部３４をパッケージ下部１０の切欠き３０に嵌め合わせる。それにより、パッケージ上部１２の押え部３６ａ、３６ｂがそれぞれ、光導波路基板８の溝４、６に自動的に位置合わせされる。光ファイバー２を光導波路１８に向かって推し進め、光導波路１８に突き当てる。光ファイバー２が、光導波路１８に突き当たっているかどうかを、小型ライト及びルーペを使用することによって、孔４０ｃから確認するのがよい。

次いで、光ファイバー２、光導波路８、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２を互いに接着して固定する。詳細には、光ファイバー２、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２を一体化するための充填剤１４Ａを孔４０ａ、４０ｅから充填する。充填剤１４Ａは、光ファイバー２の断線を防止するために、柔軟性を有することが好ましく、硬化後の伸び率１０％以上であることが好ましい。また、硬化後の弾性率が１．１ＧＰａよりも大きいことが好ましい。充填剤１４Ａは、例えば、ノーランド製ウレタン系紫外線硬化型接着剤ＮＥＡ１２１（硬化後の伸び率３０％）である。また、充填剤１４Ａを充填するために、光ファイバー２とパッケージ上部１２の下面１２ａとの間に隙間が設けられることが好ましい。
また、光ファイバー２を光導波路基板８の溝４、６に固定するための接着剤１４Ｂを孔４０ｂ、４０ｄから充填する。接着剤１４Ｂは、光ファイバー２の位置ずれによる軸ずれを防止するために、剛性が比較的高い接着剤が好ましい。接着剤１４Ｂの弾性率は、１ＧＰａ以上であることが好ましい。接着剤１４Ｂは、例えば、協立化学産業製エポキシ系紫外線硬化型接着剤ＷＲ８７７４（硬化後の弾性率２．５ＧＰａ）である。
また、光ファイバー２と光導波路基板８の間の隙間（図示せず）に充填剤１４Ｃを孔４０ｃから充填する。充填剤１４Ｃは、屈折率整合材として機能し、接着界面が剥離することを防止するために、弾性率が比較的低い樹脂が好ましい。充填剤１４Ｃの弾性率は、１ＭＰａ以下であることが好ましい。充填剤１４Ｃは、例えば、協立化学産業製シリコーン系紫外線硬化型接着剤ＷＲ８９６２Ｈ（硬化後の弾性率０．００５ＭＰａ）である。光導波路導波路１８の湿気による劣化を軽減するために、充填剤１４Ｃを光導波路基板８とパッケージ上部１２との間の隙間にも充填することが好ましい。
引続いて、パッケージ上部１２に押し付け荷重２００〜３００ｇをかけながら、紫外線を照射し、充填剤１４Ａ、接着剤１４Ｂ、充填剤１４Ｃを硬化させる。上述した例示の充填剤及び接着剤を使用した場合、適正な紫外線照射量は、充填剤１４Ａ及び１４Ｃについては、３〜５Ｊ／ｃｍ²であり、接着剤１４Ｂについては、２０〜３０Ｊ／ｃｍ²である。従って、接着剤１４Ｂの部分について先に照射し、充填剤１４Ａ及び１４Ｃの部分について後から照射することが好ましい。充填剤１４Ａと１４Ｃへの照射は、同時に行われてもよいし、別々に行われてもよい。

次に、実験例を説明する。表１は、本発明の実施形態と、充填剤１４Ａ、接着剤１４Ｂ、充填剤１４Ｃのうちの１つを他の材料と変えたものとを比較した時の不良率の実験例である。具体的には、比較例１は、充填剤１４Ａとして、伸び率を小さくしたノーランド製ウレタン系熱硬化型接着剤ＮＥＡ１５５（伸び率５％）を使用した例である。比較例２は、接着剤１４Ｂとして、弾性率を小さくしたダイキン製エポキシ系紫外線硬化型接着剤ＵＶ３０００（弾性率０．３８ＧＰａ）を使用した例である。比較例３は、充填剤１４Ｃとして、弾性率を大きくしたＮＴＴ−ＡＴ製アクリレート系紫外製硬化型接着剤（弾性率１０ＭＰａ）を使用した例である。実験例及び比較例１〜３においてそれぞれ、１１個のサンプルについて、１２１℃、１００％ＲＨ、２気圧の条件で１００時間保持のプレッシャクッカテストを行い、テスト前後の光損失増分が０.５ｄＢ以上発生したものを不良とした。

表１から分かるように、充填剤１４Ａについては、伸び率が大きい材料、接着剤１４Ｂについては、弾性率が大きい接着剤、充填剤１４Ｃについては、弾性率が小さい材料が好ましいことが確認された。
なお、接着剤の弾性率は、硬化させる前のものであり、ＪＩＳ-Ｋ７１２７「プラスチックフィルム及びシートの引張り試験方法」に従って測定した。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいまでもない。
上記実施形態では、光導波路基板が光分岐・合流用スプリッタである場合について説明したが、光導波路基板と光ファイバーとが結合するものであれば、光導波路基板が、波長分岐用分波器、光路切替え用光スイッチ、光電変換用モジュール等であってもよい。

上記実施形態では、接着剤１４Ｂを用いて、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２を固定したが、他の方法で両者を固定してもよい。例えば、光ファイバー２の被覆層２ｂをパッケージ下部１０及びパッケージ上部１２までかかるように残し、被覆層２ｂを挟むことができるようにパッケージ下部１０及びパッケージ上部１２を構成する。この場合、光ファイバー２を光導波路８に位置決めした後、光ファイバー２の被覆層２ｂをパッケージ下部１０及びパッケージ上部１２で挟み、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２を互いに押し付けた状態でクリップで挟んでもよい。クリップは、例えば、板ばねを２回折り曲げＣ字形にしたものである。また、光ファイバー２と光導波路８との間の隙間に充填される充填剤１４Ｃを、光ファイバーの先端に塗布しておくのがよい。
また、上記実施形態では、光ファイバー２、光導波路８、パッケージ下部１０及びパッケージ上部１２の間の隙間に充填剤１４Ａ及び１４Ｃを充填したが、それらは、完全に充填されなくてもよいし、省略され、空間のままであってもよい。

光ファイバー２と光導波路１８との位置決めにおいて、本実施形態では、光導波路基板８の溝４、６の断面形状はＶ字形であったが、溝４，６に載せられた光ファイバー２と光導波路１８のコア１８ａとが整列するように構成されていれば、Ｕ字形又はその他の形状であってもよい。
光導波路基板８とパッケージ下部１０との位置決めにおいて、両者の上下方向位置決め面１６ａ、２４ａ、両者の長手方向位置決め面１６ｂ、１６ｃ、２４ｂ、２４ｃ、及び両者の幅方向位置決め面１６ｄ、１６ｅ、２４ｄ、２４ｅは、平面であったが、位置決めができれば、任意の形状であってもよい。また、本実施形態ではパッケージ下部１０の位置決め面が凹部２４を構成したが、位置決めができれば、段付き部等であってもよい。また、例えば、光導波路基板８をパッケージ下部１０に固定した光導波路搭載パッケージの場合、光導波路基板８の全周に位置決め面がなくてもよい。
パッケージ下部１０とパッケージ上部１２との位置決めにおいて、パッケージ上部１２に当接用突出部３２を設けたが、その位置は任意であり、それがパッケージ下部１０に設けられてもよい。また、パッケージ下部１０に嵌め込み用切欠き３０を設け、パッケージ上部１２に嵌め込み用突出部３４を設けたが、パッケージ下部１０とパッケージ上部１２との間の嵌め込み式の位置決めができれば、その形状、位置は任意であり、両者を逆に設けてもよい。また、嵌め込み用切欠き３０及び嵌め込み用突出部３４で長手方向及び幅方向の位置決めができれば、当接用突出部３２を省略してもよい。また、当接用突出部で長手方向の位置決めを行い、嵌め込み用切欠き３０及び嵌め込み用突出部３４で幅方向だけの位置決めを行ってもよいし、両者の役割を任意に分担してもよい。

本実施形態では、パッケージ下部１０に光ファイバー２を受入れる溝２６、２８が設けられていたが、溝２６、２８がパッケージ上部１２に設けられていてもよいし、光ファイバー２の通路が確保できれば、それらを省略してもよい。

本発明によるパッケージング済み光導波路基板の分解斜視図である。 図１のパッケージング済み光導波路基板の長手方向断面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。 図２の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。 図２の線Ｖ−Ｖにおける断面図である。 図２の線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。 図２の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。 図２の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図である。 図２の線ＩＸ−ＩＸにおける断面図である。 図２の線Ｘ−Ｘにおける断面図である。 図２の線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。

符号の説明

１ パッケージング済み光導波路基板
２ 光ファイバー
４ 溝
６ 溝
８ 光導波路基板
１０ パッケージ下部
１０ｂ 前面
１０ｃ 後面
１２ パッケージ上部
１２ａ 下面
１２ｆ 上面
１４Ａ 充填剤
１４Ｂ 接着剤
１４Ｃ 充填剤
２６ 溝
２８ 溝
３０ 嵌め合い用切欠き
３２ 当接用突出部
３４ 嵌め合い用突出部
３６ａ、３６ｂ 押え部

Claims (10)

1. 光ファイバー位置決め用溝を備えた光導波路基板用のパッケージであって、
   光導波路基板がその光ファイバー位置決め用溝を上向きにして位置決めされるパッケージ下部と、
   前記パッケージ下部に対して上下方向に移動可能にその上に位置決めされるパッケージ上部と、を有し、
   前記パッケージ下部に位置決めされた前記パッケージ上部は、前記パッケージ下部に位置決めされた光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝に対向し且つこの光ファイバー位置決め用溝に位置決めされた光ファイバーを下方に押える押え部を有し、
   前記パッケージ下部は、光導波路基板を位置決めするための凹部を有し、前記凹部は、光導波路基板を長手方向両側で位置決めする２つの長手方向位置決め面と、光導波路基板を幅方向両側で位置決めする２つの幅方向位置決め面とを有し、前記パッケージ下部は、更に、前記凹部の長手方向位置決め面から前記パッケージ下部の端面まで延びる光ファイバー受入れ溝を有し、前記光ファイバー受入れ用溝は、前記パッケージ下部の凹部に位置決めされる光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝と長手方向に整列し、光ファイバーを前記光ファイバー受入れ溝に入れることにより、光ファイバーが前記光ファイバー位置決め用に案内されることを特徴とするパッケージ。
2. 前記パッケージ下部及び前記パッケージ上部は、その端面において、光ファイバーから離間してそれを包囲するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
3. 前記光ファイバー受入れ用溝は、位置決めされる光導波路基板側では光ファイバーを直接支持することが可能な断面寸法を有し、前記パッケージ下部の端面側では、位置決めされる光導波路基板側の断面寸法よりも大きい断面寸法を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のパッケージ。
4. 前記パッケージ上部及び前記パッケージ下部は、互いに嵌め合わせることによって位置決めされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパッケージ。
5. 前記パッケージ上部及び前記パッケージ下部は、互いに当接させることによって位置決めされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパッケージ。
6. 前記パッケージ上部は、上面及び下面を有し、上面から下面に貫通する孔を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパッケージ。
7. 前記パッケージ上部は、透明であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパッケージ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のパッケージに、光ファイバー位置決め用溝を備えた光導波路基板が位置決めされ、且つ固定された、光導波路基板搭載パッケージ。
9. 光ファイバーと、
   前記光ファイバーを位置決めするための光ファイバー位置決め用溝を備えた光導波路基板と、
   前記光導波路基板がその光ファイバー位置決め用溝を上向きにして位置決めされたパッケージ下部と、
   前記パッケージ下部に対して上下方向に移動可能にその上に位置決めされたパッケージ上部と、を有し、
   前記パッケージ下部に位置決めされた前記パッケージ上部は、前記パッケージ下部に位置決めされた前記光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝に対向し、且つこの光ファイバー位置決め用溝に位置決めされた前記光ファイバーを下方に押える押え部を有し、
   前記パッケージ下部は、光導波路基板を位置決めするための凹部を有し、前記凹部は、光導波路基板を長手方向両側で位置決めする２つの長手方向位置決め面と、光導波路基板を幅方向両側で位置決めする２つの幅方向位置決め面とを有し、前記パッケージ下部は、更に、前記凹部の長手方向位置決め面から前記パッケージ下部の端面まで延びる光ファイバー受入れ溝を有し、前記光ファイバー受入れ用溝は、前記パッケージ下部の凹部に位置決めされる光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝と長手方向に整列し、光ファイバーを前記光ファイバー受入れ溝に入れることにより、光ファイバーが前記光ファイバー位置決め用溝に案内され、
   前記パッケージ下部と前記パッケージ上部とが互いに押し付けられるように固定されることを特徴とする光導波路パッケージ。
10. 前記パッケージ下部の押え部の少なくとも一部と、それに対向する光導波路基板の光ファイバー位置決め用溝の少なくとも一部において、前記光ファイバー、前記光導波路基板、前記パッケージ下部及び前記パッケージ上部が、接着剤によって固定されることを特徴とする請求項９に記載の光導波路パッケージ。

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