CN103992750B - 一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及胶合剂技术领域，尤其涉及一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂，解决了在光分路器加工中，芯片和光纤阵列对接封装用的粘合剂问题，其特征具有以下配方成份：UV固化胶72～77%，正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂6～11%，光纤匹配液4～6%，紫外线光引发剂4～6%，缩水甘油酯类环氧树脂2%，丙烯酸酯类预聚物2%，降黏剂1%，F46树脂1%。固化前具有良好流动性及低粘度，固化前后折射率得到控制，克服了固化后胶水刚性不足导致的研磨不均匀问题，并使胶水在固化后仍保持一定弹性，保护了胶合端面。

Description

一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂

技术领域

本发明涉及胶合剂技术领域，尤其涉及一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂。

背景技术

目前常用的光分路器主要有平面波导型（PLC型）和熔融拉锥型两种，熔融拉锥型实现技术简单，容易加工，但PLC型技术指标有优势，特别是数据传输过程中要求非常严格的波长敏感度，PLC型具有很大的优势，如波长敏感度低，工作波长范围大，分光到各通道的均匀性好，外形尺寸小等。PLC型光分路器的器件结构和封装形式基本相同，其生产链可分为三个主要环节：PLC芯片(Chip)和光纤阵列(FA：Fiber Array)的加工，PLC芯片和光纤阵列的对接和器件封装。而芯片和光纤阵列的对接封装最关键技术点之一，需要采用高品质的对接粘合剂。由于芯片、光纤阵列和光纤都是石英材质，刚性强，胶水固化后，胶水的热膨胀系数与石英不一致，将导致胶合的两部分发生位移，影响内部光路的对接。而光分路器有在室外使用的，特别是在高湿环境下，胶水容易受潮，导致胶合的两部分发生位移，影响内部光路的对接。又者，芯片、光纤阵列和光纤都需要承担光信号传输，而胶合端面残存的胶水固化后，由于胶水固化体光折射率与石英不一致，将增加传输损耗，严重时将导致光路断路。还有光纤阵列在组装完成后，一般需要进行端面研磨，要求胶水固化后具有合适刚性，研磨后呈细粉状，以适应研磨需要，否则，胶水无刚性，研磨后粘在FA的光纤端面处，难以清除，影响FA通光质量。再者，由于光分路器经常野外使用，而Chip、FA和光纤都是石英材质，刚性强，易受振动损坏。如：当光分路器置于公路两侧的光缆交接箱内时，由于汽车经过频繁振动，Chip、FA和光纤胶合部容易发生摩擦，易起损坏，所以需要胶合用的胶水固化后，仍然具有一定弹性，保护胶合端面。另外，在Chip、FA和光纤的相互组装过程中，滴胶后，由于需要调整相互位置，所以要求胶水在固化前粘度低，易于调整。针对光纤数字传输特点，现有的胶水均不理想。如专利公开号为CN102471651A的一种粘合剂，适合在制造电子器件、集成电路、半导体器件、太阳能电池和/或太阳能模件中用作导电材料的粘合剂。这种粘合剂包括至少一种树脂组分、至少一种含氮固化剂、至少一种低熔点的金属填料、和任选存在的至少一种不同于金属填料的导电填料。

发明内容

本发明的目的是根据上述光分路器的工作特点，解决在光分路器加工中，芯片和光纤阵列对接封装用的粘合剂问题，提供一种适合刚强性的石英材质对接紧固的光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂，其特征具有以下配方成份：UV固化胶72～77%，正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂6～11%，光纤匹配液4～6%，紫外线光引发剂4～6%，缩水甘油酯类环氧树脂2%，丙烯酸酯类预聚物2%，降黏剂1%，F46树脂1%，各组份之和为百分之百。

UV固化胶在固化前具有最低的粘度和最好的流动性，有利于待胶合器件精准的调整位移。UV固化胶又称无影胶、UV胶、光敏胶、紫外光固化胶，是一种必须通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂。UV是Ultraviolet Rays的缩写，即紫外光线。紫外线是肉眼看不见的，是可见光以外的一段电磁辐射，其固化原理是UV 固化材料中的光引发剂（即紫外线光引发剂或光敏剂）在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联和接支化学反应，使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。光纤匹配液或光纤匹配膏是一种柔软、非粘性、阻水、无毒无害，并晶莹剔透的膏状化合物，其折射与光纤宽，油分离率为零，具有良好的抗氧化性能及长期的稳定性，可用于减少裸体纤连接损耗或者用于光纤连接器的反射损耗测试。光纤匹配液温度范围宽，油分离率为零，具有良好的抗氧化性能及长期的稳定性。正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂是一种复合阻燃材料玻璃胶的主要成份，在粘合剂中加入了正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂和环氧树脂，这两种树脂在固化后，都有较好的刚性，在研磨时容易被磨成粉状，用水容易清洗。缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧树脂比较，具有粘度低，使用工艺性好、反应活性高、粘合力比通用环氧树脂高，固化物力学性能好；且电绝缘性、耐气候性好，还具有良好的耐超低温性，在超低温条件下，仍比其它类型环氧树脂高的粘结强度，有较好的表面光洁度，透光性、耐气候性强，因此，缩水甘油酯类环氧树脂使胶水固化时，与氧接触部分易硬化，未与氧接触部分保持一定弹性，能够保护胶合端面，减少对光纤的作用应力。

把本发明配方的各种成份按比例进行混合，由于粘合剂有透光要求，选择的配方材料在固化前后均保持通透性；同时通过添加剂中的类匹配液，实现搅拌混合物固化后的折射率在1.53～1.57范围之中，与光纤的石英材料相近，超过了光纤临时接续用匹配液的匹配效果，满足光传输需要，并减少光插入损耗。

作为优选，所述的降黏剂为磺酸、羧酸和聚醚三元共缩聚型。将阴离子和非离子型官能团缩聚在同一分子中，合成了一种磺酸、羧酸和聚醚三元共缩聚型乳化降黏剂。这种共缩聚物在350℃高温处理前后，其乳化降黏效果无明显的变化；在钙镁离子浓度达2000毫克/升的矿化水中，其降黏率仍达90%以上。在本粘合剂配方中，环氧酚醛树脂粘度较大，却又必不可少，为了解决这个问题，添加磺酸、羧酸和聚醚三元共缩聚型降黏剂。

作为优选，所述的F46树脂是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。该共聚物是聚全氟乙丙烯（FEP）,六氟丙烯的含量约15％左右，是聚四氟乙烯的改性材料。F46树脂既具有与聚四氟乙烯相似的特性，又具有热塑性塑料的良好加工性能，因而弥补了聚四氟乙烯加工困难的不足。为了胶合部分在长期使用过程中，避免氧原子渗入，导致胶水内部硬化，在胶水中掺入的添加剂中增加了F46树脂，一种四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物作为稳定剂，完善了环氧酚醛树脂内保护特性。

本发明的有效效果是：粘合剂在固化前具有良好流动性及低粘度，固化前后折射率得到控制，克服了固化后胶水刚性不足导致的研磨不均匀问题，并使胶水在固化后仍保持一定弹性，保护了胶合端面。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，实施例中所用的各组份均可市购。

实施例一，一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂，配方成份如下：UV固化胶75%，正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂9%，光纤匹配液5%，紫外线光引发剂5%，缩水甘油酯类环氧树脂2%，丙烯酸酯类预聚物2%，磺酸、羧酸和聚醚三元共缩聚型降黏剂1%，F46树脂1%，各组份之和为百分之百。

实施例二，一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂，配方成份如下：UV固化胶72%，正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂11%，光纤匹配液6%，紫外线光引发剂5%，缩水甘油酯类环氧树脂2%，丙烯酸酯类预聚物2%，磺酸、羧酸和聚醚三元共缩聚型降黏剂1%，F46树脂1%，各组份之和为百分之百。

实施例三，一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂，配方成份如下：UV固化胶77%，正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂6%，光纤匹配液5%，紫外线光引发剂6%，缩水甘油酯类环氧树脂2%，丙烯酸酯类预聚物2%，磺酸、羧酸和聚醚三元共缩聚型降黏剂1%，F46树脂1%，各组份之和为百分之百。

把实施例一各组份进行充分混合得到粘合剂一，实施例二各组份进行充分混合得到粘合剂二，实施例三各组份进行充分混合得到粘合剂三，经测试，所得三种粘合剂的粘度值均在230～250Mpas，比单一环氧树脂1200 Mpas低得多，三种粘合剂均实现固化后折射率在1.53～1.57范围之中。

本发明配方所得粘合剂，提高了胶合稳定性、剂液的通光性，增强了耐环境特性，具有低插入损耗、耐高低温及湿热环境特点。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的配方、工艺均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂，其特征具有以下配方成份：UV固化胶72～77%，正硅酸乙酯改性环氧酚醛树脂6～11%，光纤匹配液4～6%，紫外线光引发剂4～6%，缩水甘油酯类环氧树脂2%，丙烯酸酯类预聚物2%，降黏剂1%，F46树脂1%，各组份之和为百分之百。

2.根据权利要求1所述的一种光分路器中光纤阵列与芯片对接粘合剂，其特征在于所述的降黏剂为磺酸、羧酸和聚醚三元共缩聚型。