光纤连接器研磨经验谈 - 图文

研 磨

研磨是Connector組裝工藝中最重要的一部分。研磨主要是對Ferrule端面3D參數的調整，以及端面的處理。

3D參數會影響Connector的對接性能，比如：對接是否精確，接觸是否緊密等﹔從而對光學特性造成一定的影響，主要是影響其IL跟RL。

端面好壞對也會影響Connector的光學特性以及使用壽命。

研磨是影響Connector IL的因數之一﹔但是對Connector RL，研磨是起著決定性作用的。

研磨首先需要了解的常識： 研磨機：

中心加壓式研磨機：從研磨盤的中心施加的壓力，如廠內的光紅的EZ-312。 最大的優點是：

1、壓力可以調節，即可以調節壓力來調節3D參數，又可通過更換研磨墊的硬度來調節3D參數，其對3D參數的調節有更多的選擇，所以可以減少對研磨墊種類的需求。 缺點是：

1、上盤苦難，對Ferrule上盤的一致性要求比較高，否則將會對研磨產生不理想的效果。比如：沒擰緊會造成沒有研磨不充分﹔Ferrule上歪了會造成其頂點偏心，嚴重者影響附近的幾個甚至正盤的Ferrule偏心狀況。研磨時Ferrule上盤需要嚴格的對稱，不能一邊多，一邊少。

2、研磨程式難于控制，研磨程式受限于每盤Ferrule的數量。滿盤研磨才可以得到較好的效果。

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3、返修苦難，如在新的一盤加入一部分返修的Ferrule，其往往不理想，或者是全盤(拆卸過的)返修，返修工序要從前幾道工序開始。因Ferrule拆邪過以及上盤時，Ferrule難免會出現長度不一致的現象，所以只能依靠前幾道工序將Ferrule的長度研磨成一致，才可以得到良好的返修效果，但是會對IL產生不理想的效果。

四角加壓式研磨機：

從研磨盤的四個角施加的壓力，如廠內的精工技研的SFP-550。 其優點是：

1、研磨程序比較穩定，研磨盤的設計是采用IPC(獨立的拋光控制)控制。理論上可以研磨數量從1~其最大孔位。因其每個孔位是獨立的，不影響周邊孔位的Ferrule。實際上當數量上少的話，研磨時間應當相應減少。

2、上盤容易，可避免因上盤而出現Ferrule長短不一致的現象。裝歪的現象也可以容易檢查出來。

3、反修容易，其反修一般可以從后几道工序反修(主要指端面有不太嚴重的缺陷，黑點、划痕、膠圈等)。 缺點是：

1、壓力不可調節，完全依賴于研磨墊的硬度跟研磨時間的長短來調節Ferrule端面的3D參數。

總體而言，厂內的SFP-550研磨機比EZ-312研磨機更穩定，操作上更為簡便。 研磨墊：

1、橡膠墊，其高度跟硬度對Ferrule 端面3D參數有著重要的影響。

精工技研的研磨墊型號：PR5X-500(高度)-80(肖氏硬度)指厚度為5mm，硬度為80。廠內常用的有高度為5mm，硬度是60、70、80、90等。另外還有高度為

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4.8mm的，硬度為80。

2、玻璃墊，主要運用在研磨8度角的Ferrule，即APC Type Ferrule。 研磨片：

研磨片上的砂粒材質：SiC、金剛石、SiO2等 以下是精工技研的研磨片不同型號的砂粒材質：

GA5D-30u研磨片：SiC材質，脆而鋒利，摩氏硬度一般約為8﹔壽命2次 GR5D-9u研磨片：金剛石材質，摩氏硬度一般約為10 ，壽命20次 DR5D-5u研磨片：金剛石材質，摩氏硬度一般約為10，壽命20次 DI5D-1.5u研磨片：金剛石材質，摩氏硬度一般約為10，壽命20次 NTT FOS-01拋光片：SiO2材質，摩氏硬度一般約為7，壽命2次 研磨片上砂粒的大小：

30um、9um、5um、3um、1.5um、1um、0.5um、0.2um等。 GA5D-30u中“-”前面部分指砂粒材質，后半部分指砂粒的大小。 P.S.：

如小刀其摩氏硬度約爲5.5、銅幣約爲3.5至4、 指甲約爲2至3、玻璃硬度爲6，10級摩氏硬度是9級摩氏硬度150倍，是7級的摩氏硬度1000倍。 研磨液：

PL-50：精工技研的研磨液，減小研磨的切削力，增加研磨片的使用壽命。主要配合鑽石材質的研磨片使用。

蒸餾水：最後的拋光用，不可以用一般的自來水，因一般的自來水內含的雜質會對光纖端面產生不理想的影響。

酒精+蒸餾水：作用與蒸餾水相同。可減少黑點，膠圈等不良現象，提升良率。但是會降低其本身的使用壽命，對光纖高度影響比較大。

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干涉儀：

厂內用的是DORC ZX-1干涉儀，主要是測試Ferrule端面的3D數值。原理是利用牛頓環干涉原理對Ferrule端面的3D狀況進行檢測。

干涉儀主要是起檢測作用，對研磨后的Ferrule的3D參數進行檢測判斷。每隔固定的時間需要進行校正，校正判定標准以頂點偏心AO在0°、90°、180°、270°四個方向的最大跟最小值差值大小進行判定(△≦4um)。

校正儀器對Ferrule端面的曲率半徑跟光纖高度一般是不起作用的，所以若曲率半徑跟光纖高度一般只有儀器本身的重復性帶來的測試誤差，而頂點偏心則還會在校正中可帶來一定的誤差。

另外需要注意的是， Ferrule端面跟柱面在測試之前需要擦拭干淨，以免帶來測試誤差。

Ferrule：

材質一般為：氧化鋁 /氧化鋯（PSZ）摩氏硬度一般約為7.5

陶瓷插芯的材料一般氧化鋁：強度低、粒度大，碰到堅硬表面時易碎裂 。 氧化鋯：硬度小、顆粒小，易於進行研磨抛光 (Ferrule常用此種材料)。 另外上述的Ferrule也可能會參雜鐵，以到達增加Ferrule的耐摩性效果。 鋼鐵、橡膠，這些材質的Ferrule運用的比較少。 Ferrule分類：

以直徑大小分：Φ2.5mm，Φ1.25mm。

類型：常見的有UPC Type (Ultra Physical Contact、超級平面物理接觸)，APC Type (Angle Physical Contact、帶角度的物理接觸-通常是帶8度角)。

Ferrule End Face：

LC Type的End Face的直徑有0.9mm、0.6mm(IEC Type)兩種 MU Type的End Face直徑為0.53mm(NTT Type)、0.6mm(IEC Type)

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SC Type 的End Face 直徑為1.92mm

APC(Conical Type) End Face 直徑為為1.0mm，其倒角的角度跟PC Type一樣為30°，只是其倒角邊長比較長。

APC(Step Type) End Face 直徑為為1.4mm

了解End Face的大小對調節新的Ferrule研磨程式有很大的幫助。如LC Type Ferrule End Face為0.9mm與0.6mm的研磨程式差異很大。在厂內的SFP-550研磨機，End Face為0.9mm的研磨效果比較好，因0.6mm的端面小，造成研磨時曲率半徑過小，只能選用比較硬的研磨墊與之搭配研磨，帶來的后果是3D的參數比End Face為0.9mm的差。

End Face

3D 參數解析：

1. ROC 曲率半徑R ( PC：7~25mm / APC：5~12mm)：端面圓弧的半徑 曲率半徑不可以太大(曲率半徑最大的情況就是無限大，也就成了平面，嚴重影響RL)﹔也不可以太小，太小了就容易出現因為光纖同心度不好導致對接出現氣隙，影響對接性能。

Radius of Curvature(簡稱ROC)

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