JP2021149075A - Method and device for manufacturing optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、光学部品を光硬化型接着剤により接着させる光学モジュールの製造方法および光学モジュールの製造装置に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing an optical module for adhering optical components with a photocurable adhesive and an apparatus for manufacturing an optical module.
光学モジュールの製造において、筐体と光学部品とを接着させるために光硬化型接着剤が用いられている。光硬化型接着剤は、目視による硬化度の判定が困難であり、硬化に伴う接着剤の状態を容易に判定する方法が求められている。しかしながら、容易に硬化度を判定する方法がないため、製造現場においては、硬化するまでの十分な時間を考慮しており、硬化後の余分な時間により製造のタクトタイムが伸びる無駄が生じている。 In the manufacture of optical modules, photocurable adhesives are used to bond the housing to the optical components. It is difficult to visually determine the degree of curing of a photocurable adhesive, and there is a demand for a method for easily determining the state of the adhesive due to curing. However, since there is no easy method for determining the degree of curing, sufficient time until curing is taken into consideration at the manufacturing site, and there is a waste of extending the manufacturing tact time due to the extra time after curing. ..
従来の光学部品の接着方法は、樹脂微粒子を液状の光硬化型樹脂材に混入させた光硬化型樹脂を部品に塗布し、紫外線を照射させながら、カメラにより取得した画像データから光硬化型樹脂の明るさ分布に基づき、光硬化型樹脂の硬化度を判定している(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional method of bonding optical parts, a photo-curable resin in which resin fine particles are mixed with a liquid photo-curable resin material is applied to the parts, and while irradiating the parts with ultraviolet rays, the photo-curable resin is obtained from image data acquired by a camera. The degree of curing of the photocurable resin is determined based on the brightness distribution of (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載された従来の光学部品の接着方法では、樹脂微粒子を液状の光硬化型樹脂材に混入させるための混入工程により作業時間がかかっていた。また、樹脂微粒子が液状の光硬化型樹脂材に混入された光硬化型樹脂を光学部品に塗布させるため、接着強度が低下していた。 However, in the conventional method for adhering optical components described in Patent Document 1, it takes a long time due to the mixing step for mixing the resin fine particles into the liquid photocurable resin material. Further, since the photocurable resin in which the resin fine particles are mixed in the liquid photocurable resin material is applied to the optical component, the adhesive strength is lowered.
本開示は、上記の問題を解決するためになされたものであり、混入工程による作業時間を短縮し、接着強度の向上を実現する光学モジュールの製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in order to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing an optical module that shortens the working time due to the mixing process and realizes an improvement in adhesive strength.
本開示における光学モジュールの製造方法は、支持部材に液状の光硬化型接着剤を塗布する塗布工程と、支持部材に塗布された光硬化型接着剤に光学部品を設置する設置工程と、光硬化型接着剤の硬化により支持部材と光学部品とを接着させるために光硬化型接着剤に光を照射する照射開始工程と、光の照射中における光硬化型接着剤の温度に関する情報を取得する温度取得工程と、温度に関する情報に基づき光の照射を制御する照射終了工程と、を含む。 The method for manufacturing an optical module in the present disclosure includes a coating step of applying a liquid photocurable adhesive to a support member, an installation step of installing an optical component on the photocurable adhesive applied to the support member, and photocuring. The irradiation start step of irradiating the photocurable adhesive with light to bond the support member and the optical component by curing the mold adhesive, and the temperature at which information on the temperature of the photocurable adhesive during light irradiation is acquired. It includes an acquisition step and an irradiation end step of controlling light irradiation based on temperature information.
本開示における光学モジュールの製造方法は、作業時間の短縮と接着強度の向上を実現することができる。 The method for manufacturing an optical module in the present disclosure can realize a reduction in working time and an improvement in adhesive strength.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において、同一または同様の構成要素には同一の符号を付している。また、説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、既に知られた事項の詳細な説明を省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are designated by the same reference numerals. Further, in order to avoid unnecessary redundancy of the explanation and to facilitate the understanding of those skilled in the art, detailed explanation of already known matters may be omitted.
実施の形態1.
本開示の実施の形態1における光送信モジュールの製造方法について、図1〜図8を用いて説明する。
Embodiment 1.
The manufacturing method of the optical transmission module according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
図1は、本開示の実施の形態1における光送信モジュールを示す斜視図である。図2は、本開示の実施の形態1における光送信モジュールを示す平面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an optical transmission module according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a plan view showing an optical transmission module according to the first embodiment of the present disclosure.
図1および図2において、光学モジュールである光送信モジュール10は、レーザ光を発振する複数の発振装置11、複数のコリメータ12、レーザ光を合波する光学部品である合波部品13、および支持部材である筐体14を備える。複数の発振装置11、複数のコリメータ12、および合波部品13は、これらを実装するためのベース、すなわち基板の主面上に設けられる筐体14内の底面である実装面14a上に固定される。筐体14は、例えば平面視において矩形であり、矩形の長辺の長さは例えば10mmであり、短辺の長さは例えば6mmである。なお、図2に示すように、合波部品13を筐体14の上面側からみた外形形状は、略平行四辺形の形状であるが、他の図において示す合波部品13の外形形状は、便宜上略直方体にて示している。
In FIGS. 1 and 2, the
図1および図2には、説明の便宜上、互いに直交するX軸、Y軸、およびZ軸を示している。X方向に、複数の発振装置11がそれぞれ離間して配置されており、また複数のコリメータ12がそれぞれ離間して配置されている。Y軸は鉛直方向の上向きを正方向とし、光送信モジュール10から出射される波長多重レーザ光101はZ方向に出射されるものとする。複数の発振装置11、複数のコリメータ12、および合波部品13は、XZ平面において、筐体14の実装面14aに固定される。なお、複数の発振装置11、複数のコリメータ12、および合波部品13は、筐体14の実装面14aに設置された板材を含めた指示部材に固定されてもよい。これらの各方向は本実施の形態1の説明を簡便に行うための記載であり、これらの各方向により本実施の形態が限定されるものではない。
1 and 2 show X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other for convenience of explanation. A plurality of
複数の発振装置11は、出射するレーザ光の光軸がZ方向に互いに平行になるように配置される。複数の発振装置11は、互いに異なる波長のレーザ光を出射するように構成される。発振装置11は、例えば、半導体レーザ素子(レーザダイオード)、固体レーザ素子、またはガスレーザ素子で構成される。発振装置11は、例えば、面発光レーザ、端面発光レーザが用いられる。なお、発振装置11には、ペルチェ素子が配置されてもよい。
The plurality of
発振装置11の数は、n個(nは2以上の整数)である。つまり、複数の発振装置11として、第一発振装置、第二発振装置、・・・、第n発振装置が設置される。本実施の形態1では、便宜上、4個(n=4)の発振装置として、第一発振装置11a、第二発振装置11b、第三発振装置11c、および第四発振装置11dが設置される例を示す。第一発振装置11a、第二発振装置11b、第三発振装置11c、および第四発振装置11dは、互いに異なる波長のレーザ光を放射するよう構成される。第一発振装置11a、第二発振装置11b、第三発振装置11c、および第四発振装置11dからそれぞれ出射されるレーザ光を、第一レーザ光100a、第二レーザ光100b、第三レーザ光100c、および第四レーザ光100dとする。各レーザ光の波長帯域の中心をそれぞれλa,λb,λc,およびλdとすると、例えば、λaは1295.5nm、λbは1300.0nm、λcは1304.5nm、λdは1309.0nmである。
The number of
複数のコリメータ12は、複数の発振装置11から出射された複数のレーザ光をそれぞれ平行化(コリメート)する機能を有する。発振装置11の数がn個である場合、コリメータ12の数もn個である。第一発振装置、第二発振装置、・・・、第n発振装置に対応するコリメータを、第一コリメータ、第二コリメータ、・・・、第nコリメータとする。第一、第二、・・・、第nコリメータは、第一、第二、・・・、第n発振装置からレーザ光の出射方向であるZ方向にそれぞれ所定の距離を隔てて配置される。第一、第二、・・・、第n発振装置がX方向に一直線上に並べて配置されることに対応して、第一、第二、・・・、第nコリメータもX方向に平行に一直線上に並べて配置される。
The plurality of
複数のコリメータ12に要求される例示的な位置決め精度は、発振装置11の配列方向であるX方向に±0.1μm、鉛直方向であるY方向に±0.1μm、レーザ光の出射方向であるZ方向に±1.0μmである。
The exemplary positioning accuracy required for the plurality of
図1および図2において、複数のコリメータ12は、それぞれ別個の光学素子またはレンズであるように示しているが、これに限定されるものではなく、各コリメータ12の代わりにコリメートレンズアレイが用いられてもよい。また、各コリメータ12はそれぞれ1つのレンズであるように示しているが、これに限定されるものではなく、複数のレンズで構成されてもよい。
In FIGS. 1 and 2, the plurality of
筐体14の+Z側の壁には、壁を貫通する開口部141が形成されている。なお、開口部141には、導波路を有するレセプタクル(図示せず)が設けられてもよい。光送信モジュール10の中で合波されることによって形成された波長多重レーザ光101は、開口部141から出射される。光学部品である発振装置11、複数のコリメータ12、および合波部品13は、筐体14の底面上である実装面14aに固定される。
An
図3は、本開示の実施の形態1における図2のA−A線に沿った矢視断面図である。図1〜図3に示すように、筐体14は、上述の光学部品を収納する。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 according to the first embodiment of the present disclosure. As shown in FIGS. 1 to 3, the
合波部品13は、UV硬化型接着剤である光硬化型接着剤15によって筐体14の底面上に接着される。光硬化型接着剤15は、UV光を含む光が照射されることにより活性化されて光重合反応が開始される。光硬化型接着剤15の材料は、例えば、カチオン重合のエポキシ系接着剤、ラジカル重合のアクリル系接着剤、付加型シリコーン系接着剤などがあるが、本実施の形態では、カチオン重合のエポキシ系樹脂を用いる。光硬化型接着剤15が硬化するまでの時間は、照射するUV光の積算光量によって変化する。例えば、500mJ/cm2のUV光を照射すると、およそ60分程度で硬化し、1000mJ/cm2以上のUV光を照射すると、数秒程度で硬化する。
The
図4は、本開示の実施の形態1における合波部品を示す斜視図である。図5は、本開示の実施の形態1における合波部品の機能を説明するための平面図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a combiner component according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 5 is a plan view for explaining the function of the combiner component according to the first embodiment of the present disclosure.
合波部品13は、入射した複数のコリメータ12から出射された複数のレーザ光を合波して出力する光学部品である。図4および図5に示すように、合波部品13は、フィルタブロック131、バンドパスフィルタ132、およびミラー133を有する。
The
フィルタブロック131は、例えば、ガラス材にて構成される。フィルタブロック131は、例えば、平面視において平行四辺形である平行六面体の形状にて構成される。なお、フィルタブロック131は、直方体の形状にて構成されてもよい。
The
第一バンドパスフィルタ132a、第二バンドパスフィルタ132b、および第三バンドパスフィルタ132cは、特定の波長帯域の光のみを透過させ、それ以外の波長帯域の光を反射する光学フィルタである。第一バンドパスフィルタ132aの透過波長帯域は、例えば1293.5nm以上1297.5nm以下である。第二バンドパスフィルタ132bの透過波長帯域は、例えば1298.0nm以上1302.0nm以下である。第三バンドパスフィルタ132cの透過波長帯域は、例えば1302.5nm以上1306.5nm以下である。
The
図2、図4、および図5に示すように、第一バンドパスフィルタ132a、第二バンドパスフィルタ132b、および第三バンドパスフィルタ132cは、例えば、誘電体多層膜で構成される。第一バンドパスフィルタ132aは、第一コリメータ12aにZ方向に隣接して配置され、第二バンドパスフィルタ132bは、第二コリメータ12bにZ方向に隣接して配置され、第三バンドパスフィルタ132cは、第三コリメータ12cにZ方向に隣接して配置される。したがって、第一バンドパスフィルタ132aには、第一発振装置11aから出射され第一コリメータ12aを経由した第一レーザ光100aが入射される。第二バンドパスフィルタ132bには、第二発振装置11bから出射され第二コリメータ12bを経由した第二レーザ光100bが入射される。第三バンドパスフィルタ132cには、第三発振装置11cから出射され第三コリメータ12cを経由した第三レーザ光100cが入射される。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
バンドパスフィルタ132の個数は、コリメータ12および発信装置11の個数よりも1個少ない構成となる。つまり、本実施の形態1では、発振装置11が4個の場合、合波部品13はバンドパスフィルタ132を3個有する。第一バンドパスフィルタ132a、第二バンドパスフィルタ132b、および第三バンドパスフィルタ132cは、第一発振装置11a、第二発振装置11b、および第三発振装置11cから出射される波長帯域の第一レーザ光100a、第二レーザ光100b、および第三レーザ光100cをそれぞれ透過させ、それ以外の波長帯域のレーザ光を反射する。
The number of
フィルタブロック131は、第一バンドパスフィルタ132a、第二バンドパスフィルタ132b、および第三バンドパスフィルタ132cに接触または隣接して配置される。例えば、第一バンドパスフィルタ132a、第二バンドパスフィルタ132b、および第三バンドパスフィルタ132cは、フィルタブロック131の−Z方向の側面に接着剤を用いて貼り付けられる。
The
フィルタブロック131には、第一発振装置11aから出射され、第一コリメータ12aを経由し、第一バンドパスフィルタ132aを透過した第一レーザ光100aと、第二発振装置11bから出射され、第二コリメータ12bを経由し、第二バンドパスフィルタ132bを透過した第二レーザ光100bと、第三発振装置11cから出射され、第三コリメータ12cを経由し、第三バンドパスフィルタ132cを透過した第三レーザ光100cと、第四発振装置11dから出射され、第四コリメータ12dを経由した第四レーザ光100dと、が入射する。
The
ミラー133は、λbの波長を有する光、λcの波長を有する光、及びλdの波長を有する光を全て反射する。ミラー133は、例えば、表面に形成された金などの金属の薄膜または多層膜を含む。ミラー133は、フィルタブロック131の+Z方向の側面に接触または隣接して配置される。したがって、ミラー133とバンドパスフィルタ132とは、フィルタブロック131のZ方向の対向する面に配置される。例えば、ミラー133は、フィルタブロック131の+Z方向の側面に、金属をコーティングすることよって形成される。
The
次に、上記のように構成された光送信モジュール10の動作について説明する。
Next, the operation of the
第四発振装置11dから出射された第四レーザ光100dは、第四コリメータ12dによって平行化され、フィルタブロック131に入射する。その後、第四レーザ光100dは、ミラー133と、反射ミラーとして機能する第三バンドパスフィルタ132c、第二バンドパスフィルタ132b、および第一バンドパスフィルタ132aとによって順次反射され、図2に矢印で示した経路を伝播する。
The
第三発振装置11cから出射された第三レーザ光100cは、第三コリメータ12cによって平行化され、第三バンドパスフィルタ132cを透過して、フィルタブロック131に入射する。その後、第三レーザ光100cは、ミラー133と、反射ミラーとして機能する第二バンドパスフィルタ132b、および第一バンドパスフィルタ132aとによって順次反射され、図2に矢印で示した経路を伝播する。
The
第二発振装置11bから出射された第二レーザ光100bは、第二コリメータ12bによって平行化され、第二バンドパスフィルタ132bを透過して、フィルタブロック131に入射する。その後、第二レーザ光100bは、ミラー133と、反射ミラーとして機能する第一バンドパスフィルタ132aとによって順次反射され、図2に矢印で示した経路を伝播する。
The
第一発振装置11aから出射された第一レーザ光100aは、第一コリメータ12aによって平行化され、第一バンドパスフィルタ132aとフィルタブロック131とを透過する。
The
上記のような経路を伝播した第一レーザ光100a、第二レーザ光100b、第三レーザ光100c、および第四レーザ光100dは、全てフィルタブロック131の出射点Oから+Z方向に出射される。したがって、フィルタブロック131の出射点Oから出射されたレーザ光は、波長λa、λb、λc、およびλdのレーザ光が合波された波長多重レーザ光101となる。フィルタブロック131の出射点Oから出射された波長多重レーザ光101は、筐体14の開口部141を通って光送信モジュール10の外部に出射される。
The
光通信の分野では、前述のように集積度を増加させるため、光学モジュールの筐体と、その中に配置される光学部品の小型化が要求されている。それに伴い、光学モジュールの組立工程においては、微小領域である筐体内部において合波される光学部品である合波部品の位置調整および固定のための位置決めを行うことが重要である。光学モジュールの製造において、筐体と光学部品とを接着させるために光硬化型接着剤が用いられている。光硬化型接着剤は、目視による硬化度の判定が困難であり、硬化に伴う接着剤の状態を容易に判定する方法が求められている。しかしながら、容易に硬化度を判定する方法がないため、製造現場においては、硬化するまでの十分な時間を考慮しており、硬化後の余分な時間により製造のタクトタイムが伸びる無駄が生じている。 In the field of optical communication, as described above, in order to increase the degree of integration, there is a demand for miniaturization of the housing of the optical module and the optical components arranged therein. Along with this, in the process of assembling the optical module, it is important to perform positioning for adjusting and fixing the position of the wave combination component, which is an optical component wave wave waved inside the housing, which is a minute region. In the manufacture of optical modules, photocurable adhesives are used to bond the housing to the optical components. It is difficult to visually determine the degree of curing of a photocurable adhesive, and there is a demand for a method for easily determining the state of the adhesive due to curing. However, since there is no easy method for determining the degree of curing, sufficient time until curing is taken into consideration at the manufacturing site, and there is a waste of extending the manufacturing tact time due to the extra time after curing. ..
以下、本開示の実施の形態1における光送信モジュールの製造装置について説明する。図6は、実施の形態1における光送信モジュールの製造装置を示す斜視図である。光送信モジュールの製造装置30は、図1〜図3に示した光送信モジュール10などの光学モジュールを製造するための装置またはシステムである。
Hereinafter, the apparatus for manufacturing the optical transmission module according to the first embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 6 is a perspective view showing a manufacturing apparatus for the optical transmission module according to the first embodiment. The optical transmission
図1〜図3に示した光送信モジュール10を製造する場合、位置に関して高精度に合波部品13を筐体14内に設置する必要がある。具体的には、合波部品13について要求される例示的な位置精度は、X方向に±10μm、Y方向に±10μm、およびZ方向に±50μmである。また、X軸を中心として回転する回転角度θX、およびY軸を中心として回転する回転角度θYとすると、合波部品13について要求される例示的な設置角度の精度は、X軸を中心とする回転角度θXについて±0.02度、Y軸を中心とする回転角度θYについて±0.02度である。光送信モジュールの製造装置30は、このような精度を達成する。
When manufacturing the
光送信モジュールの製造装置30は、ステージ31、温度取得部32、撮影部33、照射部34、設置部36、光軸測定部37、および塗布部40を備える。
The optical transmission
ステージ31は、筐体14を含む光送信モジュール10の半製品を載置するための土台であり、光送信モジュール10の筐体14の位置が調整され、筐体14を予め定められた位置に配置する。半製品は、製造途中の製品であり、図6に示す例では、筐体14内に発振装置11が実装されているが、合波部品13が実装されていない状態の製品である。
The
設置部36は、合波部品13などの光学部品を一対の爪により把持するための把持爪39を有する。設置部36は、把持爪39により把持された合波部品13などの光学部品を可動ステージにより移動させて、把持爪39に加えられたY方向の力を検知する。設置部36は、X、Y、およびZ方向にそれぞれ独立して移動可能なモータステージ(図示せず)を有する。さらに、設置部36は、X軸周りおよびY軸周りにそれぞれ独立に回転可能である。これにより、設置部36は、合波部品13について、X軸を中心とする回転角度θXおよびY軸を中心とする回転角度θYに回転させることができる。なお、モータステージは、設置部36内に収容されていてもよい。これにより、設置部36は、把持爪39によって把持された合波部品13などの光学部品を各位置に移動することができる。
The
保持部35は、照射部34を保持する第一保持部351と、温度取得部32および撮影部33を保持する第二保持部352とを有する。
The holding
温度取得部32は、筐体14と合波部品13との間に塗布された光硬化型接着剤15の温度に関する情報である温度情報32aを取得する。温度取得部32は、例えば、サーモカメラなどの温度を検知できるセンサを取り付けた装置である。温度取得部32は、温度を測定する対象物である光硬化型接着剤15が発する赤外線による温度情報32を、温度取得部32に内蔵されるセンサ(図示せず)で受光して電気信号に変換し、赤外線のエネルギー量に基づいて光硬化型接着剤15の温度分布を測定する装置である。温度取得部32は、外観上、少なくとも、光硬化型接着剤15が発する赤外線による温度情報32を受光する受光部(図示せず)を備える。取得された温度に関する情報は、制御部であるコントローラ38に送信される。
The
撮影部33は、合波部品13および筐体14を撮影し、画像情報を取得する。撮影部33は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラなどの撮像装置である。撮影された画像情報は、コントローラ38に送信される。あるいは、撮影部33は、赤外線センサなどの位置センサにより合波部品13および筐体14の位置を測定し、位置情報を取得してもよい。この場合、取得された位置に関する情報は、コントローラ38に送信される。
The photographing
照射部34は、400nm以下の波長域の光を含むUV光34aを所望の方向に照射する。照射部34は、合波部品13などの光学部品の実装面14aの上方からUV光34aを照射し、筐体14の表面と合波部品13またはコリメータ12との間に塗布された光硬化型接着剤15を硬化させる。合波部品13などの光学部品は、位置合わせ完了後、硬化された光硬化型接着剤15によって筐体14内に固定される。照射部34におけるUV光34aの照射開始、照射終了、および光量の大きさの調整は、コントローラ38から取得された制御情報によって行われる。
The
保持部35は、第一保持部351および第二保持部352をX、Y、およびZ方向にそれぞれ独立して移動可能なモータステージ(図示せず)を有する。さらに、保持部35は、X軸周りおよびY軸周りにそれぞれ独立に回転可能である。これにより、保持部35は、第一保持部351および第二保持部352について、X軸を中心とする回転角度θXおよびY軸を中心とする回転角度θYに回転させることができる。なお、モータステージは、保持部35内に収容されていてもよい。これにより、保持部35は、温度取得部32、撮影部33、および照射部34を各位置に移動することができる。保持部35における第一保持部351および第二保持部352の移動および回転は、コントローラ38から取得された制御情報によって行われる。
The holding
光軸測定部37は、レーザ光を出射するレーザ光源を含む。光軸測定部37は、レーザ光を合波部品13に照射し、合波部品13によって反射されたレーザ光の角度を測定する光測定部を備える。光測定部は、例えば、フォトダイオード等の光検知素子を含む。これにより、光軸測定部37は、合波部品13の角度を特定することができる。光軸測定部37における光軸の測定は、コントローラ38から取得された制御情報によって行われる。
The optical
塗布部40は、筐体14の実装面14aにおいて合波部品13を設置する位置に液状の光硬化型接着剤15を塗布する。塗布部40における光硬化型接着剤15を塗布する動作は、コントローラ38から取得された制御情報によって行われる。
The
コントローラ38と、保持部35、設置部36、光軸測定部37、および塗布部40とは、信号線41によって接続されている。上述のように、ステージ31、温度取得部32、撮影部33、照射部34、設置部36、光軸測定部37、および塗布部40の動作は、例えばCPUを備えた汎用コンピュータなどの情報処理装置の機能を備えた制御部であるコントローラ38によって信号線41を介して制御される。
The
次に、本実施の形態における光送信モジュールの製造方法について説明する。図7は、本開示の実施の形態1における光送信モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 Next, a method of manufacturing the optical transmission module according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing the optical transmission module according to the first embodiment of the present disclosure.
ステップS101において、塗布部40は、筐体14の実装面14aにおいて合波部品13を設置する位置に液状の光硬化型接着剤15を塗布する。
In step S101, the
ステップS102において、コントローラ38は、撮影部33により得られた合波部品13および筐体14の画像情報、および光軸測定部37による測定により得られた合波部品13の角度情報に基づき、合波部品13を筐体14に設置する位置および角度を決定し、制御情報として設置部36に送信する。設置部36は、受信した合波部品13の位置に関する制御情報に基づき、把持爪39により合波部品13を把持し、筐体14の所定の位置なるようにX、Y、およびZ方向に移動させて設置する。さらに、設置部36は、受信した合波部品13の角度に関する制御情報に基づき、合波部品13を所定の角度となるようにX軸を中心とする回転角度θXおよびY軸を中心とする回転角度θYの調整を行う。
In step S102, the
ステップS103において、光硬化型接着剤15の硬化により筐体14と光学部品である合波部品13とを接着させるために、照射部34から合波部品13の上面に向けてUV光34aを照射し、筐体14の実装面14aと合波部品13との間に塗布された液状のUV硬化型接着剤である光硬化型接着剤15の光重合反応を開始する。
In step S103,
ステップS104において、温度取得部32は、筐体14の実装面14aと合波部品13との間に塗布された光硬化型接着剤15の温度に関する情報を取得し、コントローラ38に送信する。なお、合波部品13などの光学部品の製品の構造または光送信モジュールの製造装置30の構成により、光硬化型接着剤15の温度に関する情報を直接取得できない場合は、合波部品13など周囲の光学部品の温度に関する情報から光硬化型接着剤15の温度に関する情報を推定してもよい。
In step S104, the
光硬化型接着剤15は、UV光34aが照射されることで光重合反応の過程において発熱によって温度が上昇する。つまり、温度取得部32において取得された温度に関する情報により、光硬化型接着剤15の光重合反応の過程で生じた発熱の有無やその発熱量を推定することができる。光硬化型接着剤15の光重合反応の過程で生じた発熱量と硬化度との間には相関関係があるため、温度取得部32において取得された温度に関する情報により、光硬化型接着剤15の硬化度を推定することができる。
When the photocurable adhesive 15 is irradiated with
図8は、本開示の実施の形態1における光硬化型接着剤に関する、時間と弾性率、発熱量、および温度の測定値との関係を示すグラフである。図8において、横軸は、光硬化型接着剤15にUV光34aを照射してからの時間であり、例えば、1目盛りが5秒を示している。縦軸は、弾性率、発熱量、および温度の測定値である。本実施の形態では、光硬化型接着剤15の材料としてカチオン重合のエポキシ系樹脂を用いているが、他の光硬化型接着剤15の材料でも同様の傾向がみられる。光硬化型接着剤15にUV光34aを照射直後から、光硬化型接着剤15には光重合反応による発熱が生じ、それに伴い光硬化型接着剤15の温度も上昇する。光硬化型接着剤15温度の上昇は、光硬化型接着剤15の発熱による影響およびUV光34aの照射による熱伝達の影響が含まれる。その後光重合反応が進み、発熱が終了するタイミングにおいて、上昇していた光硬化型接着剤15の弾性率はほぼ一定になる。光硬化型接着剤15の温度がほぼ一定になるのは、光硬化型接着剤15の発熱およびUV光34aの照射による熱伝達が平衡状態となるときである。したがって、光硬化型接着剤15の硬化度が弾性率に対応するとみなすと、UV光34aの照射を開始してからの光硬化型接着剤15の温度に関する情報に基づき、光硬化型接着剤15の硬化度を判定することができる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between time and elastic modulus, calorific value, and measured values of temperature with respect to the photocurable adhesive according to the first embodiment of the present disclosure. In FIG. 8, the horizontal axis is the time after the photocurable adhesive 15 is irradiated with the
ステップS105において、コントローラ38は、光硬化型接着剤15の硬化度を判定するため、光硬化型接着剤15の温度に関する情報が規定値に達したかどうかを判定する。光硬化型接着剤15の温度に関する情報が規定値に達した場合は、コントローラ38から照射部34にUV光34aの照射を終了させる制御情報を送信する。光硬化型接着剤15の温度に関する情報が規定値に達した場合にUV光34aの照射を終了させることによって、光硬化型接着剤15が硬化したタイミングに合わせてUV光34aの照射の終了をすることができる。温度に関する情報が規定値に達しない場合は、UV光34aの照射および光硬化型接着剤15の温度に関する情報が規定値に達したかどうかの判定を継続する。
In step S105, the
なお、光硬化型接着剤15の硬化度を判定する場合は、温度取得部32において取得された時点の温度の値を規定値にしてもよいし、温度取得部32において取得された時点から過去に遡った単位時間あたりの温度に関する情報の変化量を規定値にしてもよい。単位時間あたりの温度を規定値にすることによって、光硬化型接着剤15の温度の変化量を考慮したUV光34aの照射の制御をすることができる。また、UV光34aの照射時間の上限を規定値として設定しておくことで、UV光34aの照射時間が上限に達した場合は、コントローラ38から照射部34にUV光34aの照射を終了する制御情報を送信してもよい。
When determining the degree of curing of the photocurable adhesive 15, the temperature value at the time of acquisition by the
ステップS106において、照射部34は、コントローラ38からUV光34aの照射を終了する制御情報を受信すると、UV光34aの照射を終了する。
In step S106, when the
以上のように、本開示の実施の形態1における光送信モジュールの製造方法は、筐体14に液状の光硬化型接着剤15を塗布する塗布工程と、筐体14に塗布された光硬化型接着剤15に光学部品13を設置する設置工程と、光硬化型接着剤15の硬化により筐体14と光学部品13とを接着させるために光硬化型接着剤15に光34aを照射する照射開始工程と、光の照射中における光硬化型接着剤15の温度に関する情報を取得する温度取得工程と、温度に関する情報に基づき光34aの照射を終了する照射取得工程とを含む。その結果、光硬化型接着剤15の温度に関する情報に基づき光硬化型接着剤15の硬化度を判定することにより、光硬化型接着剤15に他の材料を混入させる工程による作業時間の短縮と接着強度の向上を実現することができる。
As described above, the method for manufacturing the optical transmission module according to the first embodiment of the present disclosure includes a coating step of applying a liquid photocurable adhesive 15 to the
本開示の実施の形態1では、温度取得部32としてサーモカメラを用いているが、光硬化型接着剤15またはその周辺の領域を含む温度分布を取得し、取得した領域内において単位面積あたりの温度に関する情報の変化量が規定値に達した場合にUV光34aの照射を終了させてもよい。また、取得した領域内において、最も温度の低い部位を未硬化部位として検出し、検出した部位にUV光34aを照射させてもよい。これにより、UV光34aの照射領域内に照射のばらつきによる未硬化部位をなくし、製品不良を抑制することができる。
In the first embodiment of the present disclosure, the thermo camera is used as the
実施の形態2.
本開示の実施の形態2における光送信モジュールの製造方法について説明する。実施の形態2と実施の形態1の相違点は、実施の形態1は光硬化型接着剤の温度に関する情報に基づきUV光34aの照射を終了するのに対し、実施の形態2は光硬化型接着剤の温度に関する情報に基づきUV光34aの光量を大きくして照射する工程が追加されている点である。なお、以下では、実施の形態1との相違点のみを説明し、同一または対応する部分についての説明は省略する。符号についても、実施の形態1と同一または相当部分は同一符号とし、説明を省略する。
Embodiment 2.
The method of manufacturing the optical transmission module according to the second embodiment of the present disclosure will be described. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the first embodiment terminates the irradiation of the
図9は、本開示の実施の形態2における光送信モジュールの製造方法を示すフローチャートである。図9のステップS201からステップS204およびステップS207、ステップS209は、図7のステップS101からステップS104、ステップS106と同様の処理のため、説明は省略する。 FIG. 9 is a flowchart showing a method of manufacturing the optical transmission module according to the second embodiment of the present disclosure. Since steps S201 to S204 and steps S207 and S209 of FIG. 9 are the same processes as steps S101 to S104 and step S106 of FIG. 7, description thereof will be omitted.
ステップS205において、コントローラ38は、光硬化型接着剤15の硬化度を判定するため、光硬化型接着剤15の温度に関する情報が第一の規定値に達したかどうかを判定する。光硬化型接着剤15の温度に関する情報が第一の規定値に達した場合は、コントローラ38から照射部34にUV光34aの光量を大きくして照射する制御情報を送信する。光硬化型接着剤15の温度に関する情報が第一の規定値に達しない場合は、UV光34aの照射および光硬化型接着剤15の温度に関する情報が第一の規定値に達したかどうかの判定を継続する。なお、光硬化型接着剤15の硬化度を判定する場合は、温度の値を第一の規定値にしてもよいし、温度取得部32において取得された時点から過去に遡った光硬化型接着剤15の単位時間あたりの温度に関する情報の変化量を第一の規定値にしてもよい。
In step S205, the
ステップS206において、照射部34は、コントローラ38から受信したUV光34aの光量を大きくして照射する制御情報に基づき、UV光34aの光量を大きくして光硬化型接着剤15に照射する。照射部34は、UV光34aの光量を大きくして照射することで、光量を小さくして照射し続ける場合に生じる光硬化型接着剤15の未硬化の領域を防ぐことができる。UV光34aの光量である積算光量としては、最初は、光硬化型接着剤15を完全に硬化させず、硬化が開始する程度の光量であり、例えば、50mJ/cm2から500mJ/cm2である。そして、UV光34aの光量を大きくして照射する場合は、数秒程度で硬化する積算光量であり、例えば、1000mJ/cm2以上である。
In step S206, the
ステップS208において、コントローラ38は、光硬化型接着剤15の硬化度を判定するため、光硬化型接着剤15の温度に関する情報が第二の規定値に達したかどうかを判定する。光硬化型接着剤15の温度に関する情報が第二の規定値に達した場合は、コントローラ38から照射部34にUV光34aの照射を終了する信号を送信する。光硬化型接着剤15の温度に関する情報が第二の規定値に達しない場合は、UV光34aの光量を大きくした照射および温度に関する情報が第二の規定値に達したかどうかの判定を継続する。なお、光硬化型接着剤15の硬化度を判定する場合は、温度の値を第二の規定値にしてもよいし、温度取得部32において取得された時点から過去に遡った光硬化型接着剤15の単位時間あたりの温度に関する情報の変化量を第二の規定値にしてもよい。
In step S208, the
光硬化型接着剤15の温度の値を規定値に設定する場合、第一の規定値は、第二の規定値よりも低い値であることが望ましい。UV光34aが照射された光硬化型接着剤15は、硬化するとともに収縮するため、内部応力が高い状態になる。内部応力が高い光硬化型接着剤15には、接着強度の低下や変形が発生するおそれがある。第一の規定値を第二の規定値をよりも低い値にすることで、光硬化型接着剤15の光重合反応の初期段階における硬化の速度が下がり、光硬化型接着剤15の応力緩和が起こりやすくなることで、光硬化型接着剤15の内部応力の上昇を抑制することができる。
When the temperature value of the photocurable adhesive 15 is set to a specified value, it is desirable that the first specified value is lower than the second specified value. The photocurable adhesive 15 irradiated with
以上のように、本開示の実施の形態2における光送信モジュールの製造方法は、光硬化型接着剤の温度に関する情報に基づき、UV光34aの光量を大きくして光硬化型接着剤15に照射する工程が追加されている。その結果、光硬化型接着剤15の接着強度の低下や変形を抑制することができる。
As described above, in the method for manufacturing the light transmission module according to the second embodiment of the present disclosure, the light amount of the
本開示の実施の形態1および実施の形態2は、その開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形または省略することができる。 In the first and second embodiments of the present disclosure, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the disclosure.
10 光送信モジュール(光学モジュール)、11 発振装置、11a 第一発振装置、11b 第二発振装置、11c 第三発振装置、11d 第四発振装置、12 コリメータ、12a 第一コリメータ、12b 第二コリメータ、12c 第三コリメータ、12d 第四コリメータ、13 合波部品(光学部品)、14 筐体(支持部材)、14a 実装面、15 光硬化型接着剤、30 製造装置、31 ステージ、32 温度取得部、32 温度情報、33 撮影部、34 照射部、34a UV光(光)、35 保持部、36 設置部、37 光軸測定部、38 コントローラ(制御部)、39 把持爪、40 塗布部、41 信号線、100a 第一レーザ光、100b 第二レーザ光、100c 第三レーザ光、100d 第四レーザ光、101 波長多重レーザ光、131 フィルタブロック、132 バンドパスフィルタ、132a 第一バンドパスフィルタ、132b 第二バンドパスフィルタ、132c 第三バンドパスフィルタ、133 ミラー、141 開口部、351 第一保持部、352 第二保持部、O 出射点。 10 Optical transmission module (optical module), 11 oscillator, 11a first oscillator, 11b second oscillator, 11c third oscillator, 11d fourth oscillator, 12 collimeter, 12a first collimeter, 12b second collimeter, 12c 3rd collimeter, 12d 4th collimeter, 13 converging component (optical component), 14 housing (support member), 14a mounting surface, 15 photocurable adhesive, 30 manufacturing equipment, 31 stage, 32 temperature acquisition unit, 32 Temperature information, 33 Imaging unit, 34 Irradiation unit, 34a UV light (light), 35 Holding unit, 36 Installation unit, 37 Optical axis measurement unit, 38 Controller (control unit), 39 Gripping claw, 40 Coating unit, 41 Signal Line, 100a 1st laser light, 100b 2nd laser light, 100c 3rd laser light, 100d 4th laser light, 101 wavelength multiplex laser light, 131 filter block, 132 band pass filter, 132a 1st band pass filter, 132b 1st Two-band pass filter, 132c Third band pass filter, 133 mirror, 141 opening, 351 first holding part, 352 second holding part, O exit point.
Claims (10)
前記支持部材に塗布された前記光硬化型接着剤に光学部品を設置する設置工程と、
前記光硬化型接着剤の硬化により前記支持部材と前記光学部品とを接着させるために前記光硬化型接着剤に光の照射を開始する照射開始工程と、
前記光の照射中における前記光硬化型接着剤の温度に関する情報を取得する温度取得工程と、
前記温度に関する情報に基づき前記光の照射を終了する照射終了工程と、
を含む光学モジュールの製造方法。 The coating process of applying a liquid photocurable adhesive to the support member,
The installation process of installing the optical components on the photocurable adhesive applied to the support member, and
An irradiation start step of starting light irradiation on the photocurable adhesive in order to bond the support member and the optical component by curing the photocurable adhesive, and an irradiation start step.
A temperature acquisition step of acquiring information on the temperature of the photocurable adhesive during irradiation with light, and
An irradiation end step of ending the irradiation of the light based on the information on the temperature, and
A method of manufacturing an optical module including.
前記温度に関する情報に基づき前記光の光量を大きくして照射する光量調整工程と、
を含む請求項1から4のいずれか1項に記載の光学モジュールの製造方法。 Between the temperature acquisition step and the irradiation end step,
A light amount adjusting step of increasing the light amount of the light based on the information on the temperature and irradiating the light amount.
The method for manufacturing an optical module according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical module is manufactured.
前記支持部材に塗布された前記光硬化型接着剤に光学部品を設置する設置部と、
前記光硬化型接着剤の硬化により前記支持部材と前記光学部品とを接着させるために前記光硬化型接着剤に光を照射する照射部と、
前記光の照射中における前記光硬化型接着剤の温度に関する情報を取得する温度取得部と、
前記温度に関する情報に基づき前記光の照射を制御する制御部と、
を備えた光学モジュールの製造装置。 A coating part that applies a liquid photocurable adhesive to the support member,
An installation part for installing optical components on the photocurable adhesive applied to the support member, and
An irradiation unit that irradiates the photocurable adhesive with light in order to bond the support member and the optical component by curing the photocurable adhesive.
A temperature acquisition unit that acquires information on the temperature of the photocurable adhesive during irradiation with light, and a temperature acquisition unit.
A control unit that controls the irradiation of light based on the information on the temperature,
Optical module manufacturing equipment equipped with.
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KR102396360B1 (en) * | 2021-10-22 | 2022-05-10 | (주)에스엘테크놀로지 | Apparatus and Method for Manufacturing WDM Reflector Port |
KR102456411B1 (en) * | 2022-03-02 | 2022-10-19 | (주)에스엘테크놀로지 | Reflective Port Manufacturing/Tubing Apparatus and WDM Device Manufacturing Apparatus with Improved Yield by Automation |
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2020
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