新しいKovar気密パッケージングソリューションが熱誘起挿入損失の変動を±0.03dBに抑制する方法

（東京）NGKエレクトロニクス社の高密度FAコネクタ（ファイバーアレイコネクタ）が28Gbps PAM4変調で動作を継続した際、エンジニアは異常な信号ジッタを確認しました。先日、光通信技術評論誌に掲載された実験報告では、熱膨張係数（CTE）の不一致によって引き起こされるミクロンレベルの変形が、ハイエンド光モジュールの目に見えない致命的な問題となっていることが指摘されています。

痛点への打撃
NGKの公式製品ページによると、MTフェルールとセラミックスリーブの組立公差は0.5μm未満に制御する必要があるとのことです。しかし、-40℃から85℃までの車両温度サイクルにおいて、従来のステンレス鋼ハウジングとセラミック基板の熱変形量の差は4.7ppm/Kにも達し、これが直接的に次のような問題につながります。

ファイバーV溝アライメント偏差➔挿入損失変動が業界標準を62%超える
溶接点の繰り返し応力疲労➔ 500サイクル後に気密性が10⁻⁶ Pa·m³/sまで低下

当社が開発したNGK型高精度光学機器用4次傾斜封止コバールハウジング：
CTEマジシャン - Fe/Ni/Co比を調整することで、0.05ppm/Kでジルコニアセラミックスとのスーパーマッチングを実現できます（データは図1を参照）。
応力解消 - ろう付けに代わるレーザーマイクロ溶融溶接により、熱影響部が15μmに縮小（従来のプロセスでは100μm超）
車両グレードの装甲 - IEC 61373振動衝撃試験に合格し、40Gの加速度下でのファイバーオフセットは0.2μm未満です。
実測におけるブレークスルー

日本のトップ光モジュールメーカーと協力し、このソリューションを使用したマルチチャンネルコバールチューブシェル：

✅ プラグイン寿命が1500回に増加（GR-326-CORE規格の3倍）

✅ 湿度85%の環境でのヘリウムリーク率は5×10⁻⁹ Pa·m³/sで安定しています

このパッケージ構造により、温度サイクルにおける128チャネルFAコネクタの光結合効率の変動が前例のない±0.9％に低減されます。