JP4026431B2 - Manufacturing method of optical fiber support - Google Patents
Manufacturing method of optical fiber support Download PDFInfo
- Publication number
- JP4026431B2 JP4026431B2 JP2002201028A JP2002201028A JP4026431B2 JP 4026431 B2 JP4026431 B2 JP 4026431B2 JP 2002201028 A JP2002201028 A JP 2002201028A JP 2002201028 A JP2002201028 A JP 2002201028A JP 4026431 B2 JP4026431 B2 JP 4026431B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- brittle material
- substrate
- hole
- aerosol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 50
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 45
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 27
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの先端を固定する光ファイバ支持体、ひいては光スイッチに用いられる複数の光ファイバを支持した光ファイバアレイに用いられる光ファイバ支持体の作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバアレイは光スイッチなどに使用される、複数の光ファイバを寸法精度良く集積させた支持体の一種である。これらは従来から例えば特開2001−174664にあるように、セラミックスなどからなるブロックに複数(N)のV溝を形成し、この溝に光ファイバを設置して固定し、一列に並べる方法が提案されている。またこの光ファイバを固定したブロックを複数(M)積み重ねてN×Mの光ファイバを行列させたアレイとして用いられる。この方法では、V溝を精度良く研削加工することができ、また光ファイバの装填もV溝に乗せることのみで精度よく設置できる特徴がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の光ファイバアレイにおいては、ブロックを複数段重ねてアレイとする場合には、部品点数が多くなること、またこれらを積層すると光ファイバの位置決め精度を確保することが困難になるなどの問題があった。例えば外径125μmの光ファイバの端面を揃える場合の、これらの間隔の許容誤差は数μm内が要求される。また形状そのものの制約としては、研削をするためにはブロックの厚みをある程度確保せざるを得ず、複数のファイバを密に集積させることが困難であり、そのためアレイ自体が大きくなり、これが寸法精度を確保させるための問題ともなる。
【0004】
一方、これらの問題を解決するために、例えばシリコンなどの基板にエッチングで外径がほぼ125μmの貫通穴を複数基板厚み方向に形成し、この貫通穴に光ファイバを挿入してアレイとする方法が考案されている。しかしながら単に貫通穴を設けたのみでは、ほぼ同径の穴に光ファイバを挿入することは実際的には難しく、ファイバが基板表面に接触して折れてしまうなどの不具合が頻発する。そのため穴の開口部の部分を拡げてガイドを作製し、光ファイバを差し込み易くすることが考えられるが、エッチングではこのような形状を簡単には得ることは難しく、また機械加工を行う場合はシリコンの脆性材料としてのもろさ故、開口部にエッヂが発生し、光ファイバの組み立て時の折れ、組み立て後の断線の不具合が起こる。また、ガイド穴が形成された部材を接着などにより基板表面に貼り付けることも考えられるが、貫通穴とガイド穴とを精度良く接着することは困難であって実用性が無い。
【0005】
本発明は以上の点を鑑み、特にシリコン基板に貫通穴を設けた光ファイバ支持体(貫通穴が複数の場合は光ファイバアレイ)について、光ファイバをこの貫通穴に挿入しやすいように微細なガイドを作製した支持体の作製方法を提案するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、光ファイバを挿入する貫通穴が設けられた基板上に、前記貫通穴に対応した光ファイバガイド穴が形成された脆性材料の構造物が直接接合している光ファイバ支持体の作製方法であって、前記光ファイバガイド穴は、前記基板と前記脆性材料の構造物の接合面から前記脆性材料の構造物の表面に向かって径が広がるほぼ円錐台状の空間であることを特徴とする光ファイバ支持体の作製方法を提供する。
【0007】
上記したように、エッチングや機械加工で基板そのものに手を加えて光ファイバガイド穴を形成させることは特にシリコン基板などを用いる場合は不具合が生じる。そこで例えば厚さ数十μmの構造物を基板表面に直接接合して形成させることにより、これを解決する。光ファイバを貫通穴に挿入する場合は、まずこの光ファイバガイド穴を通り、たとえ貫通穴と光ファイバの軸が多少ずれていた場合でもガイドにより位置を修正されつつファイバが折れることなく貫通穴へを導かれるため好適である。
【0008】
また本発明では前記脆性材料の構造物が多結晶であり、前記構造物を構成する結晶は実質的に結晶配向性がなく、また前記結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在せず、さらに前記構造物の一部は前記基板表面に食い込むアンカー部となっていることを特徴とする光ファイバ支持体の作製方法を提供する。
【0009】
この構造は、後述するエアロゾルデポジション法で作製される構造物の特徴である。光ファイバガイドはシリコン基板や光ファイバと同程度以上の硬さを持つことが好適であり、そのためセラミックス材料やシリコンで形成されるとよい。アンカー部を保有することは、基板との密着性を良好にできるため好適である。
【0010】
なお、本明細書では上記多結晶等については以下のように定義する。
(多結晶)
本件では結晶子が接合・集積してなる構造体を指す。結晶子は実質的にそれひとつで結晶を構成しその径は通常5nm以上である。ただし、微粒子が破砕されずに脆性材料構造物中に取り込まれるなどの場合がまれに生じるが、実質的には多結晶である。
(結晶配向性)
多結晶である構造物中での結晶軸の配向具合を指し、配向性があるかないかは、一般には実質的に配向性のないと考えられる原料粉微粒子を測定したデータあるいは粉末X線回折などによって標準データとされたJCPDS(ASTM)データ、を指標として判断する。
構造物中の脆性材料結晶を構成する物質を挙げたこの指標における主要な回折3ピークのピーク強度を100%として、構造物の同物質測定データ中、最も主要なピークのピーク強度をこれに揃えた場合に、他の2ピークのピーク強度が指標の値と比較して30%以内にそのずれが収まっている状態を、本件では実質的に配向性がないと称する。
(界面)
本件では結晶子同士の境界を構成する領域を指す。
(粒界層)
界面あるいは焼結体でいう粒界に位置するある厚み(通常数nm〜数μm)を持つ層で、通常結晶粒内の結晶構造とは異なるアモルファス構造をとり、また場合によっては不純物の偏析を伴う。
(アンカー部)
基材と脆性材料構造物の界面に形成された凹凸を指し、特に、予め基材に凹凸を形成させるのではなく、脆性材料構造物形成時に、元の基材の表面精度を変化させて形成される凹凸のことを指す。
【0011】
この構造の光ファイバ支持体を作製する手段として、本発明においては、貫通穴が設けられた基板表面の貫通穴を含む所定領域に向けて、前記貫通穴を通過するように脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを吹き付け、前記基板表面のみに前記脆性材料微粒子あるいはこれが破砕した断片を接合して堆積させた脆性材料構造物を作成することにより、この脆性材料構造物には、前記基板との接合面からこの脆性材料の構造物の表面に向かって径が広がるほぼ円錐台状の空間が前記貫通穴に対応して形成されることを特徴とする光ファイバ支持体の作製方法を提供する。
【0012】
セラミックスなどの脆性材料の厚膜を基板上に形成させる新しい技術としてエアロゾルデポジション法なる方法が、特許第3265481号、国際出願特許WO 01/27348 A1に開示されている。この方法は、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを基板に向けて吹き付け、その衝突エネルギーにより微粒子を破砕・変形させることにより、粒子あるいは破砕断片同士を接合させて、基板上に構造物を形成させる方法で、焼成させることなく焼成体と同等程度の強度を持つ構造物を形成できる手法である。
この手法を用いることにより、基板上に、アンカー部により密着性を良好に確保しつつ、数十μmの厚みの脆性材料構造物を形成させることが容易である。ここにおいて、基板に垂直な切断部や穴(奥にゆくに従って断面壁が基板方向に傾斜している切断部や穴も含む)にエアロゾルデポジション法にて脆性材料構造物を形成させる場合、基板表面における切断部や穴の端には、構造物は基板表面に対して垂直には形成されず、構造物側に傾いた傾斜を持ちつつ成長することを筆者等は発見した。すなわちエアロゾルデポジション法を用いれば、このような手法独特の特徴を利用することにより、上述した円錐台状の空間を持つ光ファイバガイド穴が自然に形成させることができる。この場合、エアロゾルを基板に吹き付ける角度は基板表面に対して垂直がもっとも好適である。
【0013】
さらに本発明においては、別の光ファイバ支持体を作製する手段として、基板の貫通穴に樹脂またはグリースを封入し、引き続いて前記基板表面の貫通穴を含む所定領域に向けて、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを吹き付け、前記基板表面のみに前記脆性材料微粒子あるいはこれが破砕した断片を接合して堆積させた脆性材料構造物を作成し、その後、前記樹脂又はグリースを溶解除去することにより、この脆性材料構造物には、前記基板との接合面からこの脆性材料の構造物の表面に向かって径が広がるほぼ円錐台状の空間が前記貫通穴に対応して形成されることを特徴とする光ファイバ支持体の作製方法を提供する。
【0014】
エアロゾルデポジション法において、エアロゾルを基板に吹き付ける角度が垂直よりずれる場合においては、穴の内壁に構造物が形成される恐れがある。貫通穴の内径を光ファイバの外径とほぼ同じ125μmにしているため、少しでも内壁に構造物が形成されると光ファイバの挿入が不可能になる。これを防ぐため予め穴の内部に樹脂やグリースなどを充填して封止することが好適である。樹脂は勿論構造物が形成されないものを選定する。例えばある種のポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン系の材料などが挙げられる。グリースは、エアロゾルの衝撃を緩和して受け止めるため、構造物が形成されず好適である。構造物形成後にこれらの樹脂、グリースを溶解除去させてやればよい。
【0015】
また本発明においては、上述したエアロゾルの吹き付けが、常温環境で行われることを特徴とする。ここで常温とは、脆性材料の融点や前述の熱処理の温度より十分低い温度のことを指し、実質的には200℃以下である。
【0016】
【発明の実施の態様】
図1に脆性材料微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、基材に向けて吹き付けてこの微粒子を衝突させて、基材上に光ファイバガイド穴を構成する構造物を形成のに使用する、エアロゾルデポジション法を利用した構造物形成装置10の模式図を本発明における実施の一態様として示す。
【0017】
形成装置10は、窒素などのガスボンベ101がガス搬送管102を介して、脆性材料微粒子を内蔵するエアロゾル発生器103に接続し、エアロゾル搬送管104を介して形成室105内に設置された、縦0.4mm横5mmの開口を持つノズル106に接続されている。ノズル106の先にはXYステージ107に設置された、穴の空いた基板ホルダ108が取り付けられ、ここにほぼ125μmの径の貫通穴が複数空いた部分を基板ホルダ108の穴の部分に係るようにして、厚み1mmのシリコン基板109が配置される。シリコン基板108表面とノズル106はほぼ垂直な位置関係である。形成室105は真空ポンプ110に接続されている。
【0018】
以上の構成の作製装置10による光ファイバガイド穴の作製手順を次に述べる。ガスボンベ101を開栓し、ガスを搬送管102を通じてエアロゾル発生器103に導入させ、脆性材料微粒子を含むエアロゾルを発生させる。エアロゾルは搬送管104を通じてノズル106へと送られ、ノズル106の開口より高速で噴出される。このとき真空ポンプ110の作動により、形成室105内は数kPaの減圧環境下に置かれている。ノズル106の開口の先に配置された基板109に脆性材料微粒子が衝突し、微粒子がお互いに接合し、基板上に微粒子の材料からなる多孔質の構造物が形成される。基板108はXYステージ107により揺動されており、所望の形状・面積に構造物が形成される。基板108の貫通穴の領域においてはエアロゾルは通過するため構造物の形成は行われない。以上の操作は常温環境下で行われる。
【0019】
【実施例1】
上述の作製装置10に準じた形態の作製装置を用いて、光ファイバアレイのガイド穴の作製を試みた。基板として縦10mm×横10mm×厚さ1mmの単結晶シリコンに、縦8列、横8行の計64ヶの直径125μmの貫通穴を厚み方向に形成したアレイ用基板を準備した。
【0020】
脆性材料微粒子として、平均微粒子径0.6μm、純度99.8%の酸化アルミニウム微粒子を用いた。成膜条件としては、ノズルに開口10mm×0.4mmを使用し、ガスとしてヘリウムを用い、流量を7L/min、XYステージを一方向に5mmの往復揺動操作を行って構造物形成を試みた。構造物形成時間は5〜20分で様々条件を設定した。その結果、面積10mm×5mm、膜厚20〜60μmの酸化アルミニウム構造物からなる光ファイバアレイのガイド穴を基板上に形成することができた。
【0021】
図2に得られた光ファイバアレイのガイド穴の走査型電子顕微鏡(日立製作所製 S−800)イメージを示す。この写真からも円錐台状の空間が形成されていることがわかる。上述の条件で作製された複数のガイド穴の傾斜角度を測定したところ、基板表面(基板と構造物の界面)と傾斜面との角度は、50〜66°の範囲内であった。
【0022】
図3には、同じ様な工程で作製された単結晶シリコン基板の表面に形成された酸化アルミニウム構造物(アルミナ膜)について、構造物と基板との界面付近の様子を透過型電子顕微鏡(日立製作所製 H−9000UHR)にて断面観察により撮影したイメージを示す。界面にアンカー部と見られる100nm程度の凹凸が形成されていることが確認される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るエアロゾルデポジション法を利用した構造物形成装置の模式図。
【図2】 本発明に係る光ファイバアレイのガイド穴の走査型電子顕微鏡イメージ。
【図3】 本発明に係る構造物と基板との界面付近の様子を透過型電子顕微鏡にて断面観察により撮影したイメージ。
【符号の説明】
10…構造物形成装置、101…ガスボンベ、102…ガス搬送管、103…エアロゾル発生器、104…エアロゾル搬送管、105…形成室、106…ノズル、107…XYステージ、108…基板ホルダ、109…シリコン基板、110…真空ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber support member for fixing the tip of the optical fiber, about the method of manufacturing an optical fiber support member used in the optical fiber array supporting a plurality of optical fibers used in turn the optical switch.
[0002]
[Prior art]
An optical fiber array is a kind of support used for an optical switch or the like, in which a plurality of optical fibers are integrated with high dimensional accuracy. Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-174664, a method has been proposed in which a plurality (N) of V-grooves are formed in a block made of ceramics, optical fibers are installed in the grooves, fixed, and aligned. Has been. Further, a plurality of (M) blocks in which the optical fibers are fixed are stacked and used as an array in which N × M optical fibers are arranged in a matrix. This method is characterized in that the V-groove can be ground with high accuracy, and the optical fiber can be loaded with high accuracy only by placing it in the V-groove.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional optical fiber array described above, when a plurality of blocks are stacked to form an array, the number of parts increases, and if these are stacked, it becomes difficult to ensure the positioning accuracy of the optical fiber. There was a problem. For example, when aligning the end faces of optical fibers having an outer diameter of 125 μm, the tolerance of these intervals is required to be within several μm. In addition, the shape itself is limited in that it is necessary to secure a certain block thickness for grinding, and it is difficult to densely integrate multiple fibers, which increases the size of the array itself. It is also a problem to ensure.
[0004]
On the other hand, in order to solve these problems, for example, a method of forming a plurality of through holes having an outer diameter of approximately 125 μm in a thickness direction of a substrate by etching on a substrate such as silicon and inserting an optical fiber into the through holes to form an array Has been devised. However, simply by providing a through hole, it is practically difficult to insert an optical fiber into a hole having substantially the same diameter, and problems such as the fiber being in contact with the substrate surface and being broken frequently occur. For this reason, it is conceivable to create a guide by expanding the opening of the hole and make it easier to insert the optical fiber. However, it is difficult to easily obtain such a shape by etching, and silicon is required for machining. Due to the brittleness of the material, an edge is generated in the opening, causing breakage during assembly of the optical fiber and disconnection after assembly. In addition, it is conceivable to attach a member in which a guide hole is formed to the surface of the substrate by bonding or the like, but it is difficult to bond the through hole and the guide hole with high accuracy, and there is no practicality.
[0005]
In view of the above, the present invention is particularly fine with respect to an optical fiber support (an optical fiber array in the case where there are a plurality of through-holes) provided with a through-hole in a silicon substrate so that the optical fiber can be easily inserted into the through-hole. A method for producing a support on which a guide is produced is proposed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a brittle material structure in which an optical fiber guide hole corresponding to the through hole is directly joined on a substrate provided with a through hole for inserting an optical fiber is directly bonded . In the manufacturing method , the optical fiber guide hole is a substantially frustoconical space whose diameter increases from a joint surface between the substrate and the brittle material structure toward the surface of the brittle material structure. A method for producing a featured optical fiber support is provided.
[0007]
As described above, when the optical fiber guide hole is formed by modifying the substrate itself by etching or machining, a problem occurs particularly when a silicon substrate or the like is used. Therefore, for example, this is solved by forming a structure having a thickness of several tens of μm by directly bonding it to the substrate surface. When inserting the optical fiber into the through hole, first pass through this optical fiber guide hole, and even if the axis of the through hole and the optical fiber is slightly shifted, the position is corrected by the guide and the fiber does not break. Is preferable.
[0008]
In the present invention, the structure of the brittle material is polycrystalline, the crystals constituting the structure have substantially no crystal orientation, and a grain boundary layer made of a glass layer is substantially formed at the interface between the crystals. In addition, the present invention provides a method for manufacturing an optical fiber support, wherein a part of the structure is an anchor portion that bites into the surface of the substrate.
[0009]
This structure is a feature of a structure manufactured by an aerosol deposition method to be described later. The optical fiber guide preferably has a hardness equal to or higher than that of a silicon substrate or an optical fiber, and is therefore preferably formed of a ceramic material or silicon. Having an anchor portion is preferable because it can improve the adhesion to the substrate.
[0010]
In the present specification, the polycrystal and the like are defined as follows.
(Polycrystalline)
In this case, it refers to a structure in which crystallites are joined and integrated. The crystallite is essentially one crystal, and its diameter is usually 5 nm or more. However, the case where the fine particles are taken into the brittle material structure without being crushed rarely occurs, but is substantially polycrystalline.
(Crystal orientation)
This refers to the degree of orientation of crystal axes in a structure that is polycrystalline. Whether or not there is orientation is generally measured data of raw material fine particles considered to be substantially non-orientated or powder X-ray diffraction, etc. JCPDS (ASTM) data, which is standard data by, is determined as an index.
The peak intensity of the three major diffraction peaks in this index, which lists substances that form brittle material crystals in the structure, is 100%, and the peak intensity of the most important peak in the same substance measurement data of the structure is aligned with this. In this case, the state in which the deviation of the peak intensity of the other two peaks is within 30% of the index value is referred to as having substantially no orientation in this case.
(interface)
In this case, it refers to the region that forms the boundary between crystallites.
(Grain boundary layer)
It is a layer with a certain thickness (usually several nm to several μm) located at the grain boundary in the interface or sintered body. It usually has an amorphous structure different from the crystal structure in the crystal grain, and in some cases, segregates impurities. Accompany.
(Anchor part)
Refers to the unevenness formed at the interface between the base material and the brittle material structure, and in particular, the surface accuracy of the original base material is changed during the formation of the brittle material structure, instead of forming the unevenness in the base material in advance. It refers to the unevenness that is done.
[0011]
As a means for producing the optical fiber support having this structure, in the present invention, fine particles of a brittle material are passed through the through hole toward a predetermined region including the through hole on the substrate surface provided with the through hole. The brittle material structure is formed by spraying an aerosol dispersed in a gas, and bonding and depositing the brittle material fine particles or fragments crushed on only the substrate surface. A method for producing an optical fiber support, characterized in that a substantially frustoconical space whose diameter increases from the joint surface with the substrate toward the surface of the brittle material structure is formed corresponding to the through hole. provide.
[0012]
As a new technique for forming a thick film of a brittle material such as ceramics on a substrate, a method called an aerosol deposition method is disclosed in Japanese Patent No. 3265481 and International Patent Application WO 01/27348 A1. In this method, an aerosol in which fine particles of a brittle material are dispersed in a gas is sprayed toward the substrate, and the particles or fragments are joined together by pulverizing and deforming the particles by the collision energy. In this method, a structure having the same strength as that of the fired body can be formed without firing.
By using this method, it is easy to form a brittle material structure having a thickness of several tens of μm on the substrate while ensuring good adhesion by the anchor portion. Here, in the case where a brittle material structure is formed by an aerosol deposition method in a cut portion or a hole perpendicular to the substrate (including a cut portion or a hole whose sectional wall is inclined toward the substrate as it goes deeper) The authors have found that the structure is not formed perpendicular to the substrate surface at the end of the cut portion or hole on the surface, but grows with an inclination inclined toward the structure side. That is, if the aerosol deposition method is used, the optical fiber guide hole having the above-mentioned frustoconical space can be naturally formed by utilizing such a characteristic characteristic of the method. In this case, the angle at which the aerosol is sprayed onto the substrate is most preferably perpendicular to the substrate surface.
[0013]
Further, in the present invention, as a means for producing another optical fiber support, resin or grease is sealed in a through hole of a substrate, and then fine particles of a brittle material are directed toward a predetermined region including the through hole on the surface of the substrate. An aerosol dispersed in a gas is sprayed to produce a brittle material structure in which the brittle material fine particles or fragments broken by this are bonded and deposited only on the substrate surface, and then the resin or grease is dissolved and removed. Thus, in this brittle material structure, a substantially frustoconical space whose diameter increases from the joint surface with the substrate toward the surface of the brittle material structure is formed corresponding to the through hole. An optical fiber support manufacturing method is provided.
[0014]
In the aerosol deposition method, when the angle at which the aerosol is sprayed on the substrate deviates from the vertical direction, a structure may be formed on the inner wall of the hole. Since the inner diameter of the through hole is set to 125 μm which is substantially the same as the outer diameter of the optical fiber, it is impossible to insert the optical fiber when a structure is formed on the inner wall. In order to prevent this, it is preferable to fill the hole with resin or grease in advance and seal it. Of course, a resin that does not form a structure is selected. For example, a certain kind of polyimide, polycarbonate, polyethylene, polypropylene-based material and the like can be mentioned. Grease is preferable because the structure is not formed because the impact of aerosol is relaxed and received. These resins and grease may be dissolved and removed after the structure is formed.
[0015]
In the present invention, the above-described aerosol spraying is performed in a room temperature environment. Here, normal temperature refers to a temperature sufficiently lower than the melting point of the brittle material and the temperature of the heat treatment described above, and is substantially 200 ° C. or lower.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an aerosol in which fine particles of brittle material are dispersed in a gas. The aerosol is sprayed toward a base material to collide with the fine particles, and used to form a structure constituting an optical fiber guide hole on the base material. The schematic diagram of the
[0017]
In the forming
[0018]
A procedure for manufacturing the optical fiber guide hole by the
[0019]
[Example 1]
An attempt was made to produce a guide hole of an optical fiber array using a production apparatus having a form according to the
[0020]
As the brittle material fine particles, aluminum oxide fine particles having an average fine particle diameter of 0.6 μm and a purity of 99.8% were used. As film formation conditions, an opening of 10 mm x 0.4 mm was used for the nozzle, helium was used as the gas, the flow rate was 7 L / min, and the XY stage was reciprocally swung 5 mm in one direction to try to form the structure. It was. Various conditions were set for the structure formation time of 5 to 20 minutes. As a result, guide holes of an optical fiber array made of an aluminum oxide structure having an area of 10 mm × 5 mm and a film thickness of 20 to 60 μm could be formed on the substrate.
[0021]
FIG. 2 shows a scanning electron microscope (S-800, manufactured by Hitachi, Ltd.) image of the guide hole of the optical fiber array obtained. It can be seen from this photograph that a frustoconical space is formed. When the inclination angles of the plurality of guide holes produced under the above conditions were measured, the angle between the substrate surface (interface between the substrate and the structure) and the inclined surface was in the range of 50 to 66 °.
[0022]
FIG. 3 shows a transmission electron microscope (Hitachi) showing an aluminum oxide structure (alumina film) formed on the surface of a single crystal silicon substrate manufactured in the same process, near the interface between the structure and the substrate. The image image | photographed by cross-sectional observation in Seisakusho H-9000UHR) is shown. It is confirmed that irregularities of about 100 nm that can be seen as anchor portions are formed at the interface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a structure forming apparatus using an aerosol deposition method according to the present invention.
FIG. 2 is a scanning electron microscope image of the guide hole of the optical fiber array according to the present invention.
FIG. 3 is an image taken by observing a cross section with a transmission electron microscope in the vicinity of an interface between a structure and a substrate according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002201028A JP4026431B2 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Manufacturing method of optical fiber support |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002201028A JP4026431B2 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Manufacturing method of optical fiber support |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004045597A JP2004045597A (en) | 2004-02-12 |
| JP4026431B2 true JP4026431B2 (en) | 2007-12-26 |
Family
ID=31707681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002201028A Expired - Fee Related JP4026431B2 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Manufacturing method of optical fiber support |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4026431B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6661269B2 (en) * | 2015-01-14 | 2020-03-11 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | Structure having coating film and method of manufacturing the same |
-
2002
- 2002-07-10 JP JP2002201028A patent/JP4026431B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004045597A (en) | 2004-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100712715B1 (en) | Ceramics member of which fine projections are formed in the surface and method for producing it | |
| EP0500253B2 (en) | Diamond- or diamond-like carbon coated hard materials | |
| KR100851833B1 (en) | Quartz glass parts, ceramic parts and manufacturing method thereof | |
| US7135074B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide single crystal from dislocation control seed crystal | |
| US6531187B2 (en) | Method of forming a shaped body of brittle ultra fine particles with mechanical impact force and without heating | |
| KR102499540B1 (en) | Member for semiconductor manufacturing device and semiconductor manufacturing device with member for semiconductor manufacturing device and display manufacturing device | |
| ES2371070T3 (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING A CATHODIC SPRAY WHITE. | |
| US20040050483A1 (en) | Method of fabricating substrates, in partictular for optics, electronics or optoelectronics | |
| EP0416824B1 (en) | Ceramics coated cemented carbide tool with high fracture resistance | |
| CN1498196A (en) | Structural element of quartz glass and method for its manufacture | |
| JP4118589B2 (en) | Composite structure of resin and brittle material and manufacturing method thereof | |
| US7837793B2 (en) | Method of manufacturing diamond substrates | |
| US20090061224A1 (en) | Ribbon Crystal String with Extruded Refractory Material | |
| US20130098865A1 (en) | Angle control of multi-cavity molded components for mems and nems group assembly | |
| JP4026431B2 (en) | Manufacturing method of optical fiber support | |
| WO2004067812A1 (en) | Diamond composite substrate and process for producing the same | |
| EP1660703B1 (en) | Method of manufacturing diamond substrates | |
| JP2024135160A (en) | Crystalline material slicing method, wafer manufacturing method, and component made of crystalline material | |
| EP0584833B1 (en) | Diamond wire drawing die and the process for manufacturing the diamond wire drawing die | |
| EP1395406B1 (en) | Method of separating components from a substrate | |
| EP1537258B1 (en) | Method of fabricating substrates, in particular for optics, electronics or optoelectronics---------------------------------------- | |
| JP2005279953A (en) | Ceramic structure and its manufacturing method | |
| JP2987956B2 (en) | Diamond or diamond-like carbon coated hard material | |
| CN102442836A (en) | Electrocast brick with metal film and its manufacturing method | |
| KR950008924B1 (en) | Method for manufacturing a diamond free-standing film using a base plate again and again |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050527 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070112 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070918 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071001 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |