JP5619826B2 - 接着剤組成物およびレーザモジュール - Google Patents

Description

本発明は、接着剤組成物およびレーザモジュールに関する。

レーザモジュールにおいて、半導体レーザ素子へ反射戻り光が入力されるのを防ぐため、光アイソレータが用いられている（特許文献１参照）。光アイソレータは、磁石部材を含む光学部品であり、磁気光学効果の１つであるファラデー効果を用いた素子である。光アイソレータは、モジュールの筐体内において、金属ホルダに収容された状態で、金属ホルダと基板とをＹＡＧレーザにより溶接することによって、基板に固定されている場合があった（特許文献２参照）。

特開２００６−２１６６９５号公報 特許第４６３９５７８号公報 特許第２５４６３１６号公報 特開昭６１−１１５９７９号公報

レーザモジュールの小型化の要求にともなって、光アイソレータを樹脂接着剤で固定する方法が採用されてきている。樹脂接着剤で固定する方法では、金属ホルダを使用しないので、レーザモジュールの低背化、小型化が可能となる。

しかしながら、光アイソレータを樹脂接着剤で固定する方法を採用し、レーザモジュールを小型化した場合に、光アイソレータが、金属部材である筐体に引き寄せられて、基板から剥離やすくなる場合があるという問題があった。

本発明者らは、フィラーとして強磁性体を含有した接着剤（特許文献３、４参照）を用いて、上記課題を解決しようとしたところ、強磁性体を含有した接着剤において、強磁性体が沈降する場合があることを発見した。また、強磁性体を含有した接着剤が光硬化性の接着剤の場合は、光硬化性が不十分になる場合があることを発見した。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、良好な強磁性体分散性および光硬化性を有する接着剤組成物およびレーザモジュールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る接着剤組成物は、主剤樹脂と、紫外光の照射によって活性化する光重合開始剤と、比表面積が１．４ｍ^２／ｇ以下である強磁性体からなる第１のフィラーと、密度が３．９ｇ／ｃｍ^３以下であり、前記紫外光の波長において光透過性を有する第２のフィラーと、を含有したことを特徴とする。

また、本発明に係る接着剤組成物は、上記の発明において、前記第１のフィラーの飽和磁化（ｅｍｕ／ｇ）と体積比率（ｖｏｌ％）との積が１．１×１０^３以上であることを特徴とする。

また、本発明に係る接着剤組成物は、上記の発明において、前記第１のフィラーの飽和磁化（ｅｍｕ／ｇ）と体積比率（ｖｏｌ％）との積が１．６×１０^３以上であることを特徴とする。

また、本発明に係る接着剤組成物は、上記の発明において、４Ｎ／ｍｍ^２以上の磁力が発生することを特徴とする。

また、本発明に係る接着剤組成物は、上記の発明において、６Ｎ／ｍｍ^２以上の磁力が発生することを特徴とする。

また、本発明に係る接着剤組成物は、上記の発明において、前記主剤樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする。

また、本発明に係る接着剤組成物は、上記の発明において、さらに熱重合開始剤を含有することを特徴とする。

また、本発明に係るレーザモジュールは、レーザ光源と、前記レーザ光源が載置される基板と、上記の発明の接着剤組成物を用いて前記基板に固定された、磁石を含む部品と、前記レーザ光源、前記基板、および前記部品を収容する筐体と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るレーザモジュールは、上記の発明において、前記部品は金属部材の近くに固定されることを特徴とする。

また、本発明に係るレーザモジュールは、上記の発明において、前記筐体の蓋は金属からなり、前記蓋は前記部品に含まれる磁石から所定の距離の範囲内に存在していることを特徴とする。

また、本発明に係るレーザモジュールは、上記の発明において、前記所定の距離は１．２ｍｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明に係るレーザモジュールは、上記の発明において、前記部品は光アイソレータであることを特徴とする。

また、本発明に係るレーザモジュールは、上記の発明において、前記磁石はニッケルメッキが施されていることを特徴とする。

本発明によれば、良好な強磁性体分散性および光硬化性を有するという効果を奏する。

図１は、実施の形態に係るレーザモジュールの模式的な平面断面図である。 図２は、図１に示す光アイソレータの構成図である。 図３は、図１の要部Ａ矢視側断面図である。 図４は、距離と磁力との関係を示す図である。 図５は、強磁性体の特性を示す図である。 図６は、第１のフィラーの体積比率と磁力との関係を示す図である。 図７は、樹脂接着剤の透過スペクトルを示す図である。 図８は、第２のフィラーとして適するフィラーの一例の特性を示す図である。 図９は、分散性の測定方法を説明する図である。 図１０は、分散性の測定方法を説明する図である。 図１１は、実施例、比較例の樹脂接着剤の組成および特性を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明に係る部品の接着剤組成物およびレーザモジュールの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係や比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザモジュールの模式的な平面断面図である。図１に示すように、このレーザモジュール１は、レーザ光源２、ペルチェ素子３、サブマウント４、コリメートレンズ５、ビームスプリッタ６、パワーモニタ用フォトダイオード７、エタロンフィルタ８、波長モニタ用フォトダイオード９、ベースプレート１０、ペルチェ素子１１、光アイソレータ１２、集光レンズ１３、光ファイバ１４、およびこれらの各要素を気密に収容する筐体１５を備えている。また、レーザモジュール１は制御装置１６に接続されている。制御装置１６は、パワーモニタ用フォトダイオード７、波長モニタ用フォトダイオード９、レーザ光源２、ペルチェ素子３、１１に接続している。

レーザ光源２は、たとえば、分布帰還型（Distributed FeedBack：ＤＦＢ）の半導体レーザ素子であって、ベースプレート１０の上に、サブマウント４およびペルチェ素子３を介して載置されている。このレーザ光源２は、制御装置１６によって制御されたペルチェ素子３を用いてその素子温度を調整することによって、レーザ発振波長を制御することができる。なお、レーザ光源２は、単一の半導体レーザ素子を備えるものでもよいし、たとえば互いにレーザ発振波長が異なる複数の半導体レーザ素子、光合流器、および半導体光増幅器を集積した集積型半導体レーザ素子を備えるものでよい。このような集積型半導体レーザ素子は、駆動する半導体レーザ素子を切り替えると共に素子温度を制御することによって、単体の半導体レーザ素子よりも広帯域な連続した波長帯域のレーザ光を出力することができる。

コリメートレンズ５は、レーザ光源２の出射端面近傍に配置されている。コリメートレンズ５は、レーザ光源２から出射されたレーザ光Ｌを平行光に変換し、平行光に変換されたレーザ光Ｌをビームスプリッタ６に入力させる。

ビームスプリッタ６は、入力された光の一部を透過し、残部を反射させる部分反射面６ａ、６ｂを有している。ビームスプリッタ６は、部分反射面６ａにおいて、コリメートレンズ５によって入力されたレーザ光Ｌの大部分（レーザ光Ｌ１とする）を透過して光アイソレータ１２に入力させるとともに、レーザ光Ｌの残部を部分反射面６ｂ側に反射させる。さらに、ビームスプリッタ６は、部分反射面６ｂにおいて、部分反射面６ａが反射したレーザ光Ｌの残部のさらに一部（レーザ光Ｌ２とする）を透過してパワーモニタ用フォトダイオード７に入力させるとともに、さらに残部をエタロンフィルタ８側に反射させる。パワーモニタ用フォトダイオード７は、レーザ光Ｌ２の強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を制御装置１６に入力する。

エタロンフィルタ８は、波長に対して周期的な透過特性（透過波長特性）を有し、その透過波長特性に応じた透過率で、部分反射面６ｂが反射したレーザ光を選択的に透過して波長モニタ用フォトダイオード９に入力する。波長モニタ用フォトダイオード９は、エタロンフィルタ８を透過したレーザ光（レーザ光Ｌ３とする）の強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を制御装置１６に入力する。エタロンフィルタ８の透過波長特性の周期としては、光の周波数にしてたとえば５０ＧＨｚ、３３．３ＧＨｚ、２５ＧＨｚなどである。

基板としてのベースプレート１０は、サブマウント４、コリメートレンズ５、ビームスプリッタ６、パワーモニタ用フォトダイオード７、エタロンフィルタ８、波長モニタ用フォトダイオード９、および光アイソレータ１２を載置する。サブマウント４およびベースプレート１０は、たとえば熱伝導率が高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。ペルチェ素子１１は、筐体１５の底面とベースプレート１０との間に設けられ、ベースプレート１０及びサブマウント４を介してレーザ光源２を冷却または加熱する。なお、ペルチェ素子１１は、ベースプレート１０を介してエタロンフィルタ８の温度を調整して、エタロンフィルタ８の透過波長特性を制御してもよい。光アイソレータ１２は、光ファイバ１４からの反射戻り光がレーザ光源２に戻って入力することを抑制する。集光レンズ１３は、光アイソレータ１２を透過したレーザ光Ｌ１を光ファイバ１４に結合させて出力する。

パワーモニタ用フォトダイオード７及び波長モニタ用フォトダイオード９によって検出されたレーザ光Ｌ２、Ｌ３の強度は、制御装置１６による波長ロック制御（レーザ光Ｌの波長を所望の波長及び強度にするためのレーザ光源２の制御）に用いられる。

具体的には、波長ロック制御では、制御装置１６は、パワーモニタ用フォトダイオード７によって検出されたレーザ光Ｌ２の強度と、波長モニタ用フォトダイオード９によって検出された、エタロンフィルタ８透過後のレーザ光Ｌ３の強度との比が、レーザ光Ｌ１の強度及び波長が所望の強度及び波長になるときの比になるように、レーザ光源２の駆動電流と温度とを制御する。これにより、レーザ光Ｌ１の強度及び波長を所望の強度及び波長（ロック波長）に制御することができる。

つぎに、光アイソレータ１２についてより具体的に説明する。図２は、図１に示す光アイソレータの構成図である。図２に示すように、光アイソレータ１２は、直方体状の２つの磁石部材１２ａ、１２ａと、２つの磁石部材１２ａ、１２ａの間に設けられた２つの偏光子１２ｂ、１２ｃと、２つの偏光子１２ｂ、１２ｃの間に設けられたファラデー回転子１２ｄとを備えている。

レーザ光Ｌ１は、偏光子１２ｂ側から光アイソレータ１２に入力する。レーザ光Ｌ１が偏波Ｐを有するとすると、偏光子１２ｂの透過偏波軸は、偏波Ｐと平行方向に設定されている。一方、偏光子１２ｃの透過偏波軸は、偏波Ｐと４５度の角度をなすように設定されている。また、ファラデー回転子１２ｄは、２つの磁石部材１２ａ、１２ａから与えられる磁界によって、偏光子１２ｂを透過したレーザ光Ｌ１の偏波Ｐを４５度回転させて、偏光子１２ｃを透過させるように構成されている。その結果、偏光子１２ｂから入力されたレーザ光Ｌ１は、ファラデー回転子１２ｄ、偏光子１２ｃを順次通過して出力する。しかし、偏波Ｐと４５度の角度をなす偏波を有する反射戻り光は、偏光子１２ｃ側から入力すると、ファラデー回転子１２ｄによってその偏波をさらに４５度回転されて、偏波Ｐと９０度の角度をなす偏波の光として偏光子１２ｂに入力される。偏光子１２ｂは、偏波Ｐと９０度の角度をなす偏波の光を透過しない。したがって、偏光子１２ｂは反射戻り光の透過を防止する。これによって、反射戻り光がレーザ光源２に入力されることが防止される。

光アイソレータ１２は、２つの磁石部材１２ａ、１２ａの底部において、接着剤組成物である樹脂接着剤１７によってベースプレート１０に接着されて固定されている。これによって、樹脂接着剤１７が、レーザ光Ｌ１の光路となる偏光子１２ｂ、１２ｃとファラデー回転子１２ｄとに付着することが防止されている。

図３は、図１の要部Ａ矢視側断面図である。筐体１５の底板１５ａは、たとえば熱伝導率が高い銅タングステン（ＣｕＷ）からなる。これによって、レーザ光源２が動作時に発生する熱は、ペルチェ素子３、サブマウント４、ベースプレート１０、ペルチェ素子１１を介して、底板１５ａから効率的に放熱される。また、筐体１５の蓋１５ｂは、熱膨張係数が低いたとえばＫｏｖａｒ（登録商標）のような金属部材からなることが好ましい。

ここで、レーザモジュール１を小型化、低背化するために、光アイソレータ１２と蓋１５ｂとの距離Ｇを小さくすることが好ましい。しかしながら、距離Ｇが小さくなると、蓋１５ｂが光アイソレータ１２の磁石部材１２ａ、１２ａの近くに存在することになるので、両者の間に引力としての磁力が働くこととなる。

これに対して、本実施の形態に係るレーザモジュール１では、光アイソレータ１２を、強磁性体からなる第１のフィラーを含有する樹脂接着剤１７を用いてベースプレート１０に固定している。その結果、樹脂接着剤１７と光アイソレータ１２の磁石部材１２ａ、１２ａとの間にも引力としての磁力が働く。この磁力は、蓋１５ｂと磁石部材１２ａ、１２ａとの間に働く磁力と反対の方向に働く。その結果、光アイソレータ１２は、樹脂接着剤１７の接着力と磁力とによって、ベースプレート１０に一層強固に固定されるので、蓋１５ｂからの引力にもかかわらず、ベースプレート１０から剥離しにくくなる。

特に、光アイソレータ用の磁石部材１２ａには、ニッケルメッキが施されている。ニッケルメッキと樹脂接着剤との間の引っ張り強度または剥離強度は小さく剥離しやすいため、樹脂接着剤１７を適用してベースプレート１０からの剥離を防止することがきわめて効果的である。

樹脂接着剤１７は、主剤樹脂としてエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂を含み、さらに、紫外光の照射によって活性化する光重合開始剤を含有しており、光硬化性接着剤として機能する。樹脂接着剤１７は、さらに熱重合開始剤が配合され、光硬化性かつ熱硬化性の接着剤でもよい。

ここで、強磁性体である第１のフィラーを含有した樹脂接着剤の場合、第１のフィラーは一般に紫外光の透過率が低いため、第１のフィラーとの粒径が小さいと、樹脂接着剤に紫外線を照射した場合に紫外光の透過を妨げる場合がある。これによって、樹脂接着剤中の光重合開始剤の活性化およびそれによる光硬化が妨げられる場合がある。このため、第１のフィラーとしてある程度粒径が大きい（すなわち比表面積が小さい）ものを用いて、紫外線の透過性を高めることが好ましい。

ところが、第１のフィラーの粒径があまり大きいと、樹脂接着剤中での第１のフィラーの分散性が不十分となり、樹脂接着剤中で沈降し、特性が不安定になるという場合があった。

これに対して、本実施の形態に係る樹脂接着剤１７は、ＢＥＴ法での比表面積が１．４ｍ^２／ｇ以下の強磁性体からなる第１のフィラーを含有するとともに、密度が３．９ｇ／ｃｍ^３以下であり、光重合開始剤を活性化させる紫外光の波長において光透過性の第２のフィラーを含有して第１のフィラーの沈降を防止している。これによって、樹脂接着剤１７は、光硬化性が十分であるとともに、第１のフィラーの沈降が防止された、特性が安定した樹脂接着剤となる。

樹脂接着剤１７に含有させる第１のフィラーとしては、酸化鉄や、コバルト、ニッケル、フェライト、マグネタイト等の強磁性体の粉末を使用できる。

樹脂接着剤１７に含有させる第２のフィラーとしては、光重合開始剤を活性化させる紫外光の波長（たとえば３６５ｎｍ）において、主剤樹脂１００質量部に対して３０質量部程度配合したものを厚さ３０μｍ程度とした場合の透過率が８０％以上であるような、光透過性のフィラーが好ましい。このような光透過性のフィラーとしては、板状のタルク、シリカ、アルミナ等の粉末がある。また、たとえば３６５ｎｍの波長における樹脂接着剤１７の透過率が３０％程度以上であることが好ましい。

樹脂接着剤１７についてさらに具体的に説明する。主剤樹脂としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、臭素化ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビフェニル型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、オルトクレゾールノボラック型、ビスフェノールＡノボラック型、トリスヒドロキシメタン型、またはテトラフェノールエタン型などのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂などのエポキシ系樹脂、あるいはエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、またはポリエステルアクリレートなどのアクリル系樹脂を使用することができる。また、従来はヨードニウム塩系の光重合開始剤は長期保存時の安定性やコストの点からあまり用いられていなかったが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、あるいはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を主剤として用いた場合には長期保存時の安定性においても問題ないことを本発明者らは発見した。

光重合開始剤としては、特に限定されないが、たとえばヨードニウム塩系光カチオン重合開始剤である、アニオン種が（Ｒｆ）_ｎＰＦ_６−ｎであるサンアプロ社のＩＫ−１、またはＩＫ−２（いずれも商品名）を使用することができる。または、アニオン種がＰＦ_６であるＢＡＳＦ社のＩｒｇａｃｕｒｅ２５０（商品名）を使用してもよい。上述のように本実施の形態のヨードニウム塩系光カチオン重合開始剤のカウンターアニオン種は、特殊リン系（（Ｒｆ）_ｎＰＦ_６−ｎ）、あるいはリン系（ＰＦ_６）のものが都合が良く、特に特殊リン系のものが接着力が強く好ましい。これらの光重合開始剤は、波長２００ｎｍ〜４５０ｎｍの波長の紫外光で活性化するものである。

熱重合開始剤としては、特に限定されないが、熱カチオン重合開始剤である、ＳｂＦ_６ ⁻系スルホニウム塩であるＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ（いずれも三新化学工業社の商品名）を使用することができる。熱カチオン重合開始剤については、設定した熱硬化温度において反応性が高いものを使用することが好ましい。また、保存時の環境下の放射で生じる光重合開始剤の発熱や環境温度で反応しない反応開始温度のものを使用することが好ましい。

つぎに、樹脂接着剤１７に強磁性体からなる第１のフィラーを含有することによって発生させる磁力の好ましい例を説明する。以下では、磁石部材１２ａがサマリウムコバルト磁石（Ｓｍ_２Ｃｏ_１７）からなるとする。また、磁石部材１２ａの幅Ｗ、厚さＴ、高さＨ１（図２、３参照）をそれぞれ１．５ｍｍ、２．１ｍｍ、１．８ｍｍとする。そして、Ｋｏｖａｒからなる蓋１５ｂと磁石部材１２ａとの距離Ｇと、両者の間に働く磁力との関係を調べた。

図４は、距離と磁力との関係を示す図である。図４に示すように、距離を遠くするに応じて磁力は低下する。したがって、所望の距離Ｇにおける、蓋１５ｂと磁石部材１２ａとの間に働く磁力を勘案して、この磁力を打ち消すような磁力を、磁石部材１２ａとの間に発生させるように、樹脂接着剤１７に第１のフィラーを含有させることが好ましい。

たとえば、図４において、距離Ｇが１．２ｍｍ、０．５ｍｍの場合は、磁力はそれぞれ０．０１９Ｎ、０．０７８Ｎである。したがって、これらの磁力を打ち消すような磁力を発生させるように、樹脂接着剤１７に第１のフィラーを含有させることが好ましい。

本実施の形態に係るレーザモジュール１においては、距離Ｇを１．２ｍｍ以下とできる。距離Ｇを１．２ｍｍ以下とすれば、筐体１５内の高さＨ２も４．０ｍｍ程度と、公知の高さよりも４５％程度低くできるので、レーザモジュール１の低背化、小型化に大きく寄与する。

また、距離Ｇとしては、樹脂接着剤１７の厚さや、筐体１５に収容される各部品や筐体１５自体の製造誤差等や接着剤への磁性体の添加の増量による物性の低下を勘案すると、０．２ｍｍ以上に設定するのが好ましい。

樹脂接着剤１７と磁石部材１２ａとの間に０．０２Ｎの磁力を発生させるには、たとえば、主剤樹脂としてのビスフェノール型エポキシ樹脂（たとえば三菱化学社製のｊＥＲ ８２８（ビスフェノールＡ型）やｊＥＲ ８０７（ビスフェノールＦ型）（いずれも商品名））１００質量部に対して、強磁性体からなる第１のフィラーとして所定の質量部のフェライト（たとえばＪＦＥケミカル社製のＭｎ−Ｚｎ系フェライトであるＬＤ−Ｍ（商品名））を含有させればよい。さらに強い磁力を発生させるためには、フィラーの含有量を増加させればよい。なお、上記のように幅Ｗ、厚さＴがそれぞれ１．５ｍｍ、２．１ｍｍの場合の磁石部材１２ａに０．０２Ｎの磁力を発生させる場合、樹脂接着剤１７または蓋１５ｂに対向する磁石部材１２ａの各面における、単位面積当たりの磁力は、０．０２／（１．５×２．１）＝０．００６Ｎ／ｍｍ^２である。

なお、樹脂接着剤１７と磁石部材１２ａとの間に発生させるべき磁力（または単位面積あたりの磁力）は、蓋１５ｂの材質、磁石部材１２ａの材質およびサイズ、ならびに蓋１５ｂと磁石部材１２ａとの好ましい距離に応じて適宜設定するのが好ましい。

つぎに、樹脂接着剤に発生する磁力と第１のフィラーの含有量との関係についてより具体的に説明する。以下では、樹脂接着剤として、主剤樹脂としてのｊＥＲ ８２８の１００質量部に対して、熱重合開始剤として２．０質量部のＳＩ−８０Ｌと、光重合開始剤として１．５質量部のＩＫ−１を含有した樹脂接着剤を使用した。

また、上記樹脂接着剤に含有させる強磁性体である第１のフィラーとして、鉄粉である３００ＮＨ、ＦＡ−ＳＣＭ４４０−ＬＣ（いずれも神戸製鋼所社の商品名）、ＬＤ−Ｍ、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトであるＫＮＩ−１０６（ＪＦＥケミカル社の商品名）、超微粒純鉄粉（Ｆｅ_３Ｏ_４）であるＪＣ−ＨＲＭ０１（ＪＦＥケミカル社の商品名）を使用した。なお、各強磁性体の飽和磁化は、３００ＮＨ（２００ｅｍｕ／ｇ）、ＦＡ−ＳＣＭ４４０−ＬＣ（２００ｅｍｕ／ｇ）、ＫＮＩ−１０６（６９ｅｍｕ／ｇ）、ＪＣ−ＨＲＭ０１（１９７ｅｍｕ／ｇ）である。ここで、１ｅｍｕ／ｇ＝４π×１０^−７Ｗｂ／ｍ／ｋｇである。

図５は、上述した強磁性体の特性を示す図である。図５に示す強磁性体のうち、ＫＮＩ−１０６は、ＢＥＴ法での比表面積が１．４ｍ^２／ｇより大きいが、その他の強磁性体はいずれも比表面積が１．４ｍ^２／ｇ以下であるので好適である。

図６は、樹脂接着剤における第１のフィラーの体積比率と磁力との関係を示す図である。図６において、サンプル１、２、３、４は、それぞれ第１のフィラーがＦＡ−ＳＣＭ４４０−ＬＣ、ＪＣ−ＨＲＭ０１、ＬＤ−Ｍ、ＫＮＩ−１０６の場合の樹脂接着剤を示している。線Ｌ１１〜Ｌ１４はそれぞれサンプル１〜４のデータ点の最小二乗法による近似直線である。なお、磁力は、上述した磁石部材１２ａの面積である１．５ｍｍ×２．１ｍｍ＝３．１５ｍｍ^２の面積当りの磁力を示している。

図６に示すように、発生する磁力は、強磁性体の体積比率にほぼ比例しており、その比例係数は各強磁性体の飽和磁化が大きいほど大きかった。したがって、樹脂接着剤において所望に磁力を発生させるには、所定の飽和磁化の強磁性体を所定の体積比率となるように含有させればよい。

つぎに、主剤樹脂としてのｊＥＲ ８２８の１００質量部に対して、熱重合開始剤として２．０質量部のＳＩ−８０Ｌと、光重合開始剤として３．０質量部のＣＰＩ−１０１Ａ（サンアプロ社の商品名）を含有した樹脂接着剤について、フィラーを含有しない場合と、第１のフィラーまたは第２のフィラーを含有する場合とで、樹脂接着剤の透過率を測定した。第１のフィラーとしては、図５に示す特性を有するＦＡ−ＳＣＭ４４０−ＬＣ、ＬＤ−ＭおよびＫＮＩ−１０６を用いた。第２のフィラーとしては密度が２．７ｇ／ｃｍ^３の板状のタルク（日本タルク社製のＦＧ−１５（商品名））を用いた。第１のフィラーおよび第２のフィラーの添加量は体積比率にして１１．５ｖｏｌ％とした。また、各樹脂接着剤は厚さを２０μｍの状態で透過率を測定した。

図７は、樹脂接着剤の透過スペクトルを示す図である。図７において、サンプル５、６、７、８、９は、それぞれ、フィラーを含有しない樹脂接着剤、タルク、ＦＡ−ＳＣＭ４４０−ＬＣ、ＬＤ−Ｍ、ＫＮＩ−１０６を含有する樹脂接着剤を示している。データ線Ｄ２１〜Ｄ２５はそれぞれサンプル５〜９の透過スペクトルのデータ点（波長１ｎｍ毎）を結んだものである。

図７に示すように、たとえば波長４００ｎｍにおいて、フィラーを含有しないサンプル５の透過率は約９４％であり、タルクを含有するサンプル６の透過率は約９０％であった。このように、タルクは紫外光の透過率が高く、光透過性であるので、第２のフィラーとして好ましい。一方、強磁性体であるＦＡ−ＳＣＭ４４０−ＬＣ、ＬＤ−Ｍ、ＫＮＩ−１０６を含有するサンプル７〜９の透過率は、３５％以下であった。

図８は、第２のフィラーとして適するフィラーの一例の特性を示す図である。第２のフィラーとして、タルクのほか、たとえば、球状シリカ粒子としては、ＳＯ−Ｃ５、ＡＯ−８０９（いずれもアドマテック社の商品名）を使用でき、アルミナ粒子としては、ＤＡＭ−４５、ＤＡＭ−０７（電気化学工業社の商品名）、ＡＯ−８０２（アドマテック社の商品名）を使用できる。これらのフィラーはいずれも密度が３．９以下であって分散性が良好であり、かつ波長３６５ｎｍにおいて、主剤樹脂１００質量部に対して３０質量部程度配合したものを厚さ３０μｍ程度とした場合の透過率が８０％以上である。

つぎに、実施例および比較例の樹脂接着剤を作製し、その分散性、光硬化性（紫外線硬化性）、および発生する磁力を測定した。実施例および比較例の樹脂接着剤は、主剤樹脂としてのｊＥＲ ８０７の１００質量部に対して、熱重合開始剤として２．０質量部のＳＩ−８０Ｌと、光重合開始剤として３．０質量部のＣＰＩ−１０１Ａを含有したものである。さらに、実施例および比較例の樹脂接着剤は、３００ＮＨ（実施例１、比較例１）、第１のフィラーとしてＦＡ−ＳＣＭ４４０−ＬＣ（実施例２、５、６、比較例２）、ＪＣ−ＨＲＭ０１（実施例３、比較例３）、ＬＤ−Ｍ（実施例４、比較例４）、ＫＮＩ−１０６（比較例５）、第２のフィラーとしてＦＧ−１５（実施例１〜４）、ＳＯ−Ｃ５（実施例５）、ＤＡＭ−０７（実施例６）をそれぞれ所定の質量部で含有したものである。なお、各樹脂接着剤の硬化は、主な波長が３６５ｎｍであるスポット型ＵＶランプ（浜松ホトニクス社製スポット光源ＬＣ６）を用いて６０秒間照射し、続いて、１３０℃で６０分間加熱することによって行った。

また、樹脂接着剤の分散性の測定は以下のように行った。図９、図１０は、分散性の測定方法を説明する図である。はじめに、図９に示すように、作製した樹脂接着剤のサンプルＳを筒状の容器２０に入れた後に、矢印の方向に重力が働くように設置して、室温にて３日間放置する。放置後、所定の硬化方法によって、容器２０に入れた状態のままでサンプルＳを硬化させる。

つぎに、容器２０から硬化したサンプルＳを取り出して、サンプルＳを、重力の方向に対して上部のサンプルＳ１、中部のサンプルＳ２、および下部のサンプルＳ３に略等分に３分割する。つぎに、サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれの比重を測定する。

図１０に示すように、分割したサンプルの各比重は、サンプルにおける磁性体の分散性の良否に応じて異なる関係となる。たとえば、分散性が悪いサンプルＡの場合、磁性体を含む所定の添加剤を配合してすぐに硬化させた接着剤の比重（初期値）と比較して、分割したうちの上部のサンプルの比重よりも下部のサンプルの比重の方が大きくなっている。これは、分散性の悪いサンプルＡでは強磁性体からなる第１のフィラーが下部に沈降したことを示している。一方、分散性が良いサンプルＢの場合、比重の初期値と比較して、分割した各上中下のサンプル間での比重の差が小さい。これは、強磁性体からなる第１のフィラーがサンプル内で良好に分散し、沈降していないことを示している。

なお、以下では、分割した各サンプルの比重が、比重の初期値に対して±５％以内に収まっていれば、分散性が良好なサンプルであり、そうでなければ分散性が悪いサンプルであると判断した。また、光硬化性に関しては、上記ＵＶランプによって１００ｍＷ／ｃｍ^２の紫外光を３０秒照射した際に、１Ｎ／ｍｍ^２程度の接着力がない場合には×、ある場合には○とした。

図１１は、実施例、比較例の樹脂接着剤の組成および特性を示す図である。図１１では、分散性または光硬化性が良好な場合を「○」、悪い場合を「×」で示してある。図１１に示すように、第２のフィラーを含有していない比較例１〜５の樹脂接着剤については、比表面積が１．４ｍ^２／ｇ以下である第１のフィラーを含有する比較例１〜４は紫外線硬化性は良好であったが分散性が悪く、比表面積が１．４ｍ^２／ｇより大きい第１のフィラーを含有する比較例５は、分散性は良好であったが紫外線硬化性が悪かった。

これに対して、比表面積が１．４ｍ^２／ｇ以下である第１のフィラーと、密度が３．９ｇ／ｃｍ^３以下である第２のフィラーとを含有する実施例１〜６は、分散性および紫外線硬化性のいずれもが良好であった。なお、第２のフィラーの密度は、たとえば５ｇ／ｃｍ^３以下程度が好ましい。また、第２のフィラーは、主剤樹脂１００質量部に対して、１０質量部以上が好ましく、１５〜２０質量部がより好ましく、さらには、それ以上であって、樹脂接着剤の所望の粘度に応じて３０質量部程度までとしてもよい。

また、図１１では、各第１のフィラー（磁性体）の飽和磁化と体積比率との積の値（飽和磁化×体積比率）、および面積３．１５ｍｍ^２当りの磁力を示している。（飽和磁化×体積比率）が１．６×１０^３ｅｍｕ／ｇ・ｖｏｌ％以上であれば、単位面積当たりの磁力を０．００６Ｎ／ｍｍ^２（６ｋＰａ）以上とでき、３．１５ｍｍ^２当りの磁力を０．０２Ｎ以上とできる。したがって、上述した光アイソレータの磁石部材を蓋に１．２ｍｍの距離に近接させた場合に発生する磁力を打ち消すような磁力を発生させることができる。また、（飽和磁化×体積比率）が１．１×１０^３ｅｍｕ／ｇ・ｖｏｌ％以上であれば、単位面積当たりの磁力を０．００４Ｎ／ｍｍ^２（４ｋＰａ）以上とでき、３．１５ｍｍ^２当りの磁力を０．０１４Ｎ以上とできる。したがって、上述した光アイソレータの磁石部材を蓋に１．４ｍｍの距離に近接させた場合に発生する磁力を打ち消すような磁力を発生させることができる。

なお、体積比率は、６０ｖｏｌ％以下であれば、樹脂接着剤の粘度が取り扱い易い程度となるので好ましい。また、体積比率が６０ｖｏｌ％であれば、ＬＤ−Ｍの場合に０．０６５Ｎの磁力を得ることができる。また、第２のフィラーの体積比率としては、たとえば２〜６ｖｏｌ％であるが、樹脂接着剤の所望の粘度に応じて調整すればよい。

また、上記の実施の形態では、磁石を含む部品が光アイソレータであり、基板はベースプレートである。しかしながら、本発明はこれに限られず、たとえば磁気光学素子等の磁石を含む部品を金属部材の近くに固定する場合に広く適用できるものである。また、金属部材としては、蓋に限られず、磁石を含む部品がその近くに固定されるものであれば特に限定されない。また、磁石を含む部品とは、磁石を構成要素の一つとして含む部品に限られず、磁石そのものであってもよい。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ レーザモジュール
２ レーザ光源
３、１１ ペルチェ素子
４ サブマウント
５ コリメートレンズ
６ ビームスプリッタ
６ａ、６ｂ 部分反射面
７ パワーモニタ用フォトダイオード
８ エタロンフィルタ
９ 波長モニタ用フォトダイオード
１０ ベースプレート
１２ 光アイソレータ
１２ａ 磁石部材
１２ｂ、１２ｃ 偏光子
１２ｄ ファラデー回転子
１３ 集光レンズ
１４ 光ファイバ
１５ 筐体
１５ａ 底板
１５ｂ 蓋
１６ 制御装置
１７ 樹脂接着剤
２０ 容器
Ｇ 距離
Ｈ１、Ｈ２ 高さ
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ レーザ光
Ｌ１１〜Ｌ１４ 線
Ｄ２１〜Ｄ２５ データ線
Ｐ 偏波
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ サンプル
Ｔ 厚さ
Ｗ 幅

Claims (13)

1. エポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂を有する主剤樹脂と、
   紫外光の照射によって活性化し、カチオンを発生する光重合開始剤と、
   比表面積が１．４ｍ^２／ｇ以下である強磁性体からなる第１のフィラーと、
   密度が３．９ｇ／ｃｍ^３以下であり、前記紫外光の波長において光透過性を有する第２のフィラーと、
   を含有し、前記第２のフィラーの光透過性は、前記主剤樹脂１００質量部に対して当該第２のフィラーを３０質量部配合し、かつ当該接着剤組成物の厚さ３０μｍとした場合の、前記紫外光の波長における当該接着剤組成物の透過率が３０％以上であるような光透過性であることを特徴とする接着剤組成物。
2. 前記第１のフィラーの飽和磁化（ｅｍｕ／ｇ）と体積比率（ｖｏｌ％）との積が１．１×１０^３以上であることを特徴とする請求項１に記載の接着剤組成物。
3. 前記第１のフィラーの飽和磁化（ｅｍｕ／ｇ）と体積比率（ｖｏｌ％）との積が１．６×１０^３以上であることを特徴とする請求項２に記載の接着剤組成物。
4. ４Ｎ／ｍｍ^２以上の磁力が発生することを特徴とする請求項２に記載の接着剤組成物。
5. ６Ｎ／ｍｍ^２以上の磁力が発生することを特徴とする請求項３に記載の接着剤組成物。
6. 前記主剤樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の接着剤組成物。
7. さらに熱重合開始剤を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の接着剤組成物。
8. レーザ光源と、
   前記レーザ光源が載置される基板と、
   請求項１〜７のいずれか一つに記載の接着剤組成物を用いて前記基板に固定された、磁石を含む部品と、
   前記レーザ光源、前記基板、および前記部品を収容する筐体と、
   を備えることを特徴とするレーザモジュール。
9. 前記部品は金属部材の近くに固定されることを特徴とする請求項８に記載のレーザモジュール。
10. 前記筐体の蓋は金属からなり、前記蓋は前記部品に含まれる磁石から所定の距離の範囲内に存在していることを特徴とする請求項８に記載のレーザモジュール。
11. 前記所定の距離は１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載のレーザモジュール。
12. 前記部品は光アイソレータであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載のレーザモジュール。
13. 前記磁石はニッケルメッキが施されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一つに記載のレーザモジュール。

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