(57)【要約】【課題】  ライトガイドを構成する光ファイバの一端の気密封止を、洗浄性を保ちながら簡単に行うことができるようにする。【解決手段】  ファイバ部と該ファイバ部の一端側を気密封止可能なパッケージ部とが配置されたチャンバ内を、大気圧から減圧雰囲気に脱気し（ステップＡ３）、ファイバ部とパッケージ部をチャンバ内で加熱し（ステップＡ４）、チャンバ内を外気に曝露することなく、チャンバ内に不活性ガスを導入し（ステップＡ６）、チャンバ内でファイバ部の一端側をパッケージ部で気密封止する（ステップＡ７）。【選択図】  図３
2006330122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバ部と該ファイバ部の一端側を気密封止可能なパッケージ部とが配置されたチャンバ内を、大気圧から減圧雰囲気に脱気する工程と、
前記チャンバ内を外気に曝露することなく、前記チャンバ内に不活性ガスを導入する工程と、
前記チャンバ内で前記ファイバ部の一端側を前記パッケージ部で気密封止する工程と、
を含む気密封止方法において、
前記不活性ガスを導入する工程より前に、前記ファイバ部と前記パッケージ部を前記チャンバ内で加熱することを特徴とする気密封止方法。
【請求項２】
前記脱気する工程において、前記パッケージ部は、気密封止によって前記ファイバ部と接触する部分に封着材を備えて前記チャンバ内に配置され、
前記気密封止する工程において、前記チャンバ内で前記封着材を加熱して溶融し、気密封止を行うことを特徴とする請求項１に記載の気密封止方法。
【請求項３】
前記ファイバ部と前記パッケージ部を加熱する温度は、前記封着材の溶融温度より低い温度であることを特徴とする請求項２に記載の気密封止方法。
【請求項４】
前記気密封止する工程において、前記チャンバ内に前記不活性ガスに酸素を混入することを特徴とした請求項１〜３の何れか一項に記載の気密封止方法。
【請求項５】
前記気密封止する工程において、前記チャンバ内に前記不活性ガスに酸素及び窒素を混入することを特徴とした請求項１〜３の何れか一項に記載の気密封止方法。
【請求項６】
チャンバと、
該チャンバ内を大気圧から減圧雰囲気に脱気する脱気手段と、
前記チャンバ内に不活性ガスを導入する導入手段と、
を備え、前記チャンバ内でファイバ部の一端側をパッケージ部で気密封止するための気密封止装置において、
前記ファイバ部と前記パッケージ部を加熱する加熱手段を前記チャンバ内に備えたことを特徴とする気密封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いたライトガイドの気密封止方法及び気密封止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバによって構成されるライトガイドにおいて、光ファイバの一端面に光化学反応によって有機物が付着することを防ぐために、該一端面を紫外光でクリーニングする方法が従来用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、内壁が光によって活性化する光触媒によってコーティングされたパッケージで光ファイバの一端側を気密封止することによって付着物の分解除去を行う方法や（例えば、特許文献１参照）、光ファイバの入射端面に平面ガラスを配設することによって、付着物による影響を受けにくくする方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７９５９５号公報
【特許文献２】特開２０００−１３３７３６号公報
【特許文献３】特開Ｈ０９−１１３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光ファイバの一端面に紫外光を照射してクリーニングを行う場合、クリーニングの不要な部分にまで紫外光が照射されるため、構成部品にダメージを与えていた。更に、パッケージの内壁に光触媒をコーティングする場合、コーティングのための装置が不可欠であるという問題があった。また、平面ガラスを配設して付着物の影響を受けにくくする方法はライトガイドの構造に制約が生じていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ライトガイドを構成する光ファイバの一端面の気密封止を簡単に行うための気密封止方法及び気密封止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明の気密封止方法は、ファイバ部と該ファイバ部の一端側を気密封止可能なパッケージ部とが配置されたチャンバ内を、大気圧から減圧雰囲気に脱気する工程と、前記チャンバ内を外気に曝露することなく、前記チャンバ内に不活性ガスを導入する工程と、前記チャンバ内で前記ファイバ部の一端側を前記パッケージ部で気密封止する工程と、を含む気密封止方法において、前記不活性ガスを導入する工程より前に、前記ファイバ部と前記パッケージ部を前記チャンバ内で加熱することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の気密封止装置は、チャンバと、該チャンバ内を大気圧から減圧雰囲気に脱気する脱気手段と、前記チャンバ内に不活性ガスを導入する導入手段と、を備え、前記チャンバ内でファイバ部の一端側をパッケージ部で気密封止するための気密封止装置において、前記ファイバ部と前記パッケージ部を加熱する加熱手段を前記チャンバ内に備えたことを特徴とする。
【０００８】
尚、前記脱気する工程において、前記パッケージ部は、気密封止によって前記ファイバ部と接触する部分に封着材を備えて前記チャンバ内に配置され、前記気密封止する工程において、前記チャンバ内で前記封着材を加熱して溶融し、気密封止を行うこととしてもよい。ここで、前記ファイバ部と前記パッケージ部を加熱する温度は、前記封着材の溶融温度より低い温度であることが望ましい。
【０００９】
また、前記気密封止する工程において、前記チャンバ内に前記不活性ガスに酸素を混入することとしてもよい。
【００１０】
また、前記気密封止する工程において、前記チャンバ内に前記不活性ガスに酸素及び窒素を混入することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
チャンバ内に加熱手段を配置することにより、チャンバ内への不活性ガスの導入前にパッケージ部及びファイバ部をチャンバ内で加熱洗浄することができ、加熱洗浄後、チャンバを曝露することなくパッケージ部に形成されている空間部に不活性ガスを充填させ、ファイバ部をパッケージ部で気密封止することができる。これにより、加熱洗浄から気密封止までの工程を高い洗浄性を保ちながら簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の気密封止方法及び気密封止装置の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態における気密封止装置１００の構成を示した図である。気密封止装置１００は、チャンバ１と、チャンバ１内を減圧する脱気装置（脱気手段）２と、チャンバ１内に導入する不活性ガスが充填されているガスボンベ３と、チャンバ１内への不活性ガスの導入量を調整する流量調整装置３１と、流量調整装置３１によって流量が調整された不活性ガスをチャンバ１内に導入する導入管３２と、誘導加熱装置（加熱手段）４と、誘導加熱装置４を配線６を介して駆動する電源装置５とによって構成されている。
【００１３】
誘導加熱装置４は励磁コイル（不図示）を備え、電源装置５から高周波電流が励磁コイルに加えられる。励磁コイル内には被加熱体（後述するパッケージ部及びファイバ部）が配置され、励磁コイルから発生する磁界によって被加熱体に誘導電流が流れ、被加熱体が加熱される。誘導加熱法の加熱装置を用いることによって、高い加熱応答性、制御性を得ることができる。また誘導加熱法は被加熱体の加熱部位に対して選択的に加熱することができ、更に高温加熱が可能であるため、従来ヒータ等を用いた熱伝導による加熱法に比べて加熱時間を短縮することができる。更に誘導加熱法における加熱可能範囲は数ｍｍ２〜数１０ｍｍ２であるため、後述するライトガイド（全体のサイズが１ｍｍ×３ｍｍ程度）等の微小部材を加熱するのに便利である。
【００１４】
図２は、光ファイバを用いたライトガイド７の構成図である。図２（ｂ）はライトガイド７の長さ方向の断面図、図２（ａ）はライトガイド７を紙面左側から見たときの外形図、図２（ｃ）はライトガイド７を紙面右側から見たときの外形図である。ライトガイド７は、気密封止パッケージ７１と、光ファイバ７２と、フェルール７３と、窓部材７４とによって構成されている。
【００１５】
光ファイバ７２は光源（不図示）から入射された光を出射端から出射するためのものであり、出射端側は例えば金属で構成されたフェルール７３に挿入される。フェルール７３の内径は、光ファイバ７２の外径より大きく、接着剤等で固定される。以下、フェルール７３に光ファイバ７２の出射端側を挿入して固定したものを「ファイバ部８１」と表記する。
【００１６】
気密封止パッケージ７１は、フェルール７３を固定し、光ファイバ７２から出射された光を窓部材７４を介して外部に射出するためのものである。気密封止パッケージ７１の光出射側には窓部材７４が位置調整後にハンダ材を用いて接着される。以下、気密封止パッケージ７１に窓部材７４が接着されたものを「パッケージ部８２」と表記する。また、パッケージ部８２にファイバ部８１を挿入した際に、光ファイバ７２の出射端と窓部材７４との間に不活性ガスを含んだ空間を形成するために、パッケージ部８２に空間部７５が構成されている。ファイバ部８１とパッケージ部８２の接着は、チャンバ１内で行われるが、これに関する詳細は後述する。
【００１７】
次に、ファイバ部８１をパッケージ部８２によって気密封止するときの気密封止方法について説明する。図３は気密封止方法を説明するためのフローチャートである。まず、フェルール７３に光ファイバ７２の出射端側を挿入して固定してファイバ部８１を構成する。また、気密封止パッケージ７１に窓部材７４を封着してパッケージ部８２を構成する（ステップＡ１）。そしてパッケージ部８２においてファイバ部８１を気密封止する際にファイバ部８１と接触する部分に封着材を配置する（ステップＡ２）。ここで、使用される封着材は光ファイバ７２の種類によって異なる。例えば、光ファイバ７２の被覆が通常樹脂（例えば、紫外線硬化樹脂等）、耐熱樹脂（例えば、ポリイミド等）のときは、後述する加熱処理にて１００℃〜３００℃程度の温度をパッケージ部８２及びファイバ部８３に加えるため、封着材として溶融温度が２００℃〜３５０℃程度であるハンダ材等を用いる。一方、ベアファイバは軟化温度が１５００℃程度と高いため、封着材として溶解温度が４００℃〜６００℃程度であるガラス等を使用する。
【００１８】
パッケージ部８２に封着材をセットし、パッケージ部８２にファイバ部８３を挿入したものを誘導加熱装置４の励磁コイル内に配置し（ステップＡ３）、チャンバ１内を脱気装置２によって減圧する（ステップＡ４）。この際のチャンバ１内の気圧は、大気圧以下から１０−５［Ｐａ］の間が望ましい。
【００１９】
そしてチャンバ１内が減圧雰囲気であるときに電源装置５によって励磁コイルに高周波電流を流し、パッケージ部８２及びファイバ部８３を加熱する（ステップＡ５）。この加熱処理によってパッケージ部８２及びファイバ部８３に付着していた有機汚染物が蒸発されるため、パッケージ部８２及びファイバ部８３を洗浄することができる。蒸発された有機汚染物は脱気によって外部へ排出される。尚、パッケージ部８２及びファイバ部８３に対する加熱温度は、パッケージ部８３に配置した封着材の溶融温度より低い温度とする。例えば、光ファイバ７２の被覆が通常樹脂（紫外線硬化樹脂等）であれば、１００℃程度を上限に１〜２００時間の加熱を行う。また耐熱樹脂（ポリイミド等）の場合、３００℃程度を上限に０．５〜１００時間の加熱を行う。ベアファイバの場合、１５００℃程度を上限に１０〜１０００秒の加熱を行う。つまり加熱温度は光ファイバ７２を構成する部材の耐熱温度によって決定される。また加熱時間は加熱温度が高いほど短時間で済む。
【００２０】
次に、チャンバ１内に不活性ガスを導入する（ステップＡ６）。この不活性ガスの導入により、パッケージ部８２の空間部７５に不活性ガスが充填される。尚、不活性ガスはチャンバ１内が最大大気圧（１０１３［ｈＰａ］）になるまで導入される。
【００２１】
そして、再び電源装置５によって励磁コイルに高周波電流を流し、パッケージ部８２にセットされた封着材を溶融する。溶融後、パッケージ部８２及びファイバ部８３がチャンバ１内で自然冷却されて封着材が硬化する。これにより、ファイバ部８３がパッケージ部８２によって気密封止されてライトガイド７が完成する（ステップＡ７）。その後、チャンバ１を曝露する（ステップＡ８）。
【００２２】
このように、チャンバ１内に誘導加熱装置４を配置することにより、パッケージ部８２及びファイバ部８３をチャンバ１内の減圧雰囲気にて加熱洗浄することができ、加熱洗浄後、チャンバ１を曝露することなく空間部７５に不活性ガスを充填させて、ファイバ部８３をパッケージ部８２で気密封止することができる。これにより、加熱洗浄から気密封止までの工程を高い洗浄性を保ちながら簡単に行うことができる。
【００２３】
尚、チャンバ１内の脱気後、減圧雰囲気中でパッケージ部８２とファイバ部８３とを加熱処理を行うこととして説明したが、加熱処理は大気圧中にて行ってもよい。この場合、図３のステップＡ４とステップＡ５が入れ替わることとなる。つまり、加熱処理の際の気圧環境は自由に設定することができる。
【００２４】
更に、図３のステップＡ６において導入ガスとして不活性ガスをチャンバ１内に導入するとしたが、不活性ガスに酸素又はオゾンを混入させてもよい。または不活性ガスに酸素及び窒素を混入させてもよい。これにより、気密封止後の光ファイバ７２の出射端の有機物汚染を防ぐことができる。また、不活性ガスに酸素及びヘリウムを混入してもよい。これにより、気密封止後の光ファイバ７２の出射端の有機物汚染を防ぎ、更に気密封止の確認が簡便化される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】気密封止装置の構成を示した図
【図２】ライトガイドの構成図
【図３】気密封止方法を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
【００２６】
１００    気密封止装置
１        チャンバ
２        脱気装置
３        ガスボンベ
３１      流量調整装置
３２      導入管
４        誘導加熱装置
５        電源装置
６        配線
【図１】
2006330122.tif 000003
【図２】
2006330122.tif 000004
【図３】
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