JPWO2006137451A1 - Optical parts - Google Patents

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Abstract

接着剤による接着部の破壊的な剥離を防止し、より信頼性の高い光部品を提供する。本発明によれば、光ファイバを基板とリッドの間で挟み、接着剤で固定した光部品において、接着剤の接着力を不均一に分布させることによって、硬化時の内在応力が緩和されるようにする。このように、接着力が弱い部位を意図的に作製し、内在応力が発生したときにその部位が部分的に剥離するようにすることで、応力を吸収または緩和し、温度変化や湿度変化などの外的ストレスによる基板及びリッドの破壊的な剥離を防止することができる。こうした不均一な接着力は、接着剤に添加物を添加したり、基板またはリッドの接着剤との接着面を化学的に処理したり、または物理的に加工したりすることによって実現することができる。An optical component with higher reliability is provided by preventing destructive peeling of an adhesive portion by an adhesive. According to the present invention, in an optical component in which an optical fiber is sandwiched between a substrate and a lid and fixed with an adhesive, the adhesive stress of the adhesive is unevenly distributed so that the internal stress at the time of curing is alleviated. To. In this way, a part with weak adhesive force is intentionally produced, and when the internal stress occurs, the part is partially peeled to absorb or relieve the stress, such as temperature change or humidity change. It is possible to prevent destructive peeling of the substrate and lid due to external stress. Such uneven adhesion can be achieved by adding additives to the adhesive, chemically treating the adhesive surface of the substrate or lid with the adhesive, or physically processing it. it can.

Description

本発明は、基板とリッドの間の光ファイバを接着剤で固定した光部品に関する。   The present invention relates to an optical component in which an optical fiber between a substrate and a lid is fixed with an adhesive.

インターネットの爆発的な普及に伴う通信トラフィックの増大を支えているのが光ファイバによる光通信技術である。特に、昨今のブロードバンド化の進展に伴い、FTTHアクセス網を用いた音楽や映像の送受信およびリアルタイム通信が実現されている。   Optical fiber-based optical communication technology supports the increase in communication traffic accompanying the explosive spread of the Internet. In particular, with the recent progress in broadbandization, music and video transmission / reception and real-time communication using the FTTH access network have been realized.

このような光ファイバを用いた通信には、光ファイバと光デバイスを接続するためのインタフェースが必要となる。通常、光ファイバは、並列に複数本ならべて被覆されたテープファイバの形態で取り扱われており、ファイバとデバイスとの接続にはV溝を有する基板に光ファイバを配置し、リッドにより固定した光ファイバアレイのような光部品が用いられている。この光ファイバアレイには、例えば平面光回路(PLC)などの光デバイスとの正確な光学的アライメントが求められ、その接続部には使用に耐え得る強度を持たせなければならない。   Communication using such an optical fiber requires an interface for connecting the optical fiber and the optical device. Normally, optical fibers are handled in the form of a tape fiber that is coated in parallel with a plurality of optical fibers. For connection between the fiber and the device, an optical fiber is disposed on a substrate having a V-groove and is fixed by a lid. Optical components such as fiber arrays are used. This optical fiber array is required to have an accurate optical alignment with an optical device such as a planar optical circuit (PLC), for example, and the connection portion must have strength enough to withstand use.

図36は、このような光部品の一例を示している。図36に示すように、光部品100は、V溝基板20とリッド10を用いて、光ファイバ2または光ファイバアレイ3をPLC1に接続する構造を備えている。この場合、光ファイバまたは光ファイバアレイは、V溝基板とリッドの間に挟まれ、接着剤で固定されている。また、図37は、このような光部品の別の一例を示す側面図である。図に示すように、光部品200は、V溝が形成されたシリコンベンチ20とリッド10を用いて、光ファイバ2をPLC1に接続する構造を備えている。この場合も、光ファイバは、シリコンベンチとリッドの間に挟まれ、接着剤で固定されている。このような光部品の従来の構造は、例えば特許文献1に記載されている。   FIG. 36 shows an example of such an optical component. As shown in FIG. 36, the optical component 100 has a structure for connecting the optical fiber 2 or the optical fiber array 3 to the PLC 1 using the V-groove substrate 20 and the lid 10. In this case, the optical fiber or the optical fiber array is sandwiched between the V-groove substrate and the lid and fixed with an adhesive. FIG. 37 is a side view showing another example of such an optical component. As shown in the figure, the optical component 200 has a structure in which the optical fiber 2 is connected to the PLC 1 using the silicon bench 20 and the lid 10 in which the V-groove is formed. Also in this case, the optical fiber is sandwiched between the silicon bench and the lid and fixed with an adhesive. A conventional structure of such an optical component is described in Patent Document 1, for example.

しかしながら、従来の構造では、温度変化や湿度変化などの外的要因により、リッドと光ファイバの間、光ファイバと基板の間、リッドと基板の間で剥離が生じることがある。この剥離は、光ファイバと光デバイスとの接続部における位置ずれや剥離、場合によっては光学的な断線を生じさせ、光学特性を損なわせる原因となっていた。   However, in the conventional structure, peeling may occur between the lid and the optical fiber, between the optical fiber and the substrate, and between the lid and the substrate due to external factors such as temperature change and humidity change. This peeling has caused a positional shift or peeling at the connection portion between the optical fiber and the optical device, and in some cases, an optical disconnection, which is a cause of damaging the optical characteristics.

このような光部品に対し、実際に信頼性試験、特に高温高湿下での加速試験を行うと、剥離現象が顕著に現れ、被着体と接着剤の界面剥離にとどまらず、凝集破壊やそれらが同時に起こる混合破壊などが発生する。   When such an optical component is actually subjected to a reliability test, particularly an accelerated test under high temperature and high humidity, the peeling phenomenon appears prominently, not only the interface peeling between the adherend and the adhesive, but also cohesive failure and Mixed destruction occurs at the same time.

また、このようなリッドと基板の剥離を生じさせないように、基板の接着面を粗化することにより、粗化した接着面での接着強度を強化する方法が知られている(特許文献2)。しかしながら、光部品の小型化の要請により、基板の接着面がさらに小さくなると、接着面を粗化しても基板とリッドとの間で十分な接着強度が得られない場合がある。さらに、高集積・高密度の光部品においては、作製時のダイシングにおける傷や欠けなどによって基板およびリッドの機械的強度が低下するという問題があった。   Further, a method is known in which the adhesive strength of the roughened adhesive surface is strengthened by roughening the adhesive surface of the substrate so as not to cause such peeling between the lid and the substrate (Patent Document 2). . However, if the bonding surface of the substrate is further reduced due to a demand for downsizing of the optical component, sufficient bonding strength may not be obtained between the substrate and the lid even if the bonding surface is roughened. Furthermore, in a highly integrated and high-density optical component, there has been a problem that the mechanical strength of the substrate and the lid is reduced due to scratches and chips in dicing during manufacture.

特開平7−209547号公報JP-A-7-209547 特開平11−142673号公報JP-A-11-142673

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、接着剤による接着部の破壊的な剥離を防止し、より信頼性の高い光部品を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a more reliable optical component by preventing destructive peeling of an adhesive portion by an adhesive. .

本発明は、このような目的を達成するために、本願発明の一実施形態によれば、光ファイバを基板とリッドとの間で挟み、接着剤で固定した光部品において、前記接着剤の接着力が不均一に分布し、それによって外的ストレスによる接着剤の内部応力が緩和されるようにする。   In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, in an optical component in which an optical fiber is sandwiched between a substrate and a lid and fixed with an adhesive, the adhesive is bonded. Forces are distributed unevenly, thereby relieving the internal stress of the adhesive due to external stress.

また、本願発明の一実施形態によれば、上記の光部品において、接着剤の接着力は、接着剤に添加物を添加することによって不均一にすることができる。   Moreover, according to one Embodiment of this invention, in said optical component, the adhesive force of an adhesive agent can be made non-uniform | heterogenous by adding an additive to an adhesive agent.

また、本願発明の一実施形態によれば、上記の光部品において、接着剤の接着力は、基板およびリッドの少なくとも一方の接着面に有機物または無機物を付着させることによって不均一にすることができる。   According to one embodiment of the present invention, in the above optical component, the adhesive force of the adhesive can be made nonuniform by attaching an organic substance or an inorganic substance to at least one of the bonding surfaces of the substrate and the lid. .

また、本願発明の一実施形態によれば、上記の光部品において、接着剤の接着力は、基板およびリッドの少なくとも一方の接着面を表面処理によって改質することによって不均一にすることができる。   According to one embodiment of the present invention, in the above optical component, the adhesive force of the adhesive can be made non-uniform by modifying the adhesive surface of at least one of the substrate and the lid by surface treatment. .

また、本願発明の一実施形態よれば、上記の光部品において、接着剤の接着力は、基板およびリッドの少なくとも一方の接着面に凹凸を設けることによって不均一にすることができる。   According to one embodiment of the present invention, in the above optical component, the adhesive force of the adhesive can be made uneven by providing irregularities on at least one of the bonding surfaces of the substrate and the lid.

また、本願発明の一実施形態によれば、上記の光部品において、接着剤の接着力は、基板およびリッドの少なくとも一方の接着面を粗化することによって不均一にすることができる。   According to one embodiment of the present invention, in the above optical component, the adhesive force of the adhesive can be made non-uniform by roughening at least one of the bonding surfaces of the substrate and the lid.

図1は、V溝基板とリッドとの間に、通常の量のシランカップリング剤を添加した接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state where an adhesive having a normal amount of silane coupling agent added is filled between a V-groove substrate and a lid. 図2は、V溝基板とリッドとの間に、通常の量よりも少ないシランカップリング剤を添加した接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which an adhesive to which a silane coupling agent less than a normal amount is added is filled between the V-groove substrate and the lid. 図3は、V溝基板とリッドとの間に、通常の量よりも多くのシランカップリング剤を添加した接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where an adhesive to which more silane coupling agent than a normal amount is added is filled between the V-groove substrate and the lid. 図4Aは、V溝基板の接着面にシランカップリング剤を円形のパタンで塗布した状態を示す斜視図である。FIG. 4A is a perspective view showing a state in which a silane coupling agent is applied in a circular pattern to the adhesion surface of the V-groove substrate. 図4Bは、リッドの接着面にシランカップリング剤を円形のパタンで塗布した状態を示す斜視図である。FIG. 4B is a perspective view showing a state in which a silane coupling agent is applied to the bonding surface of the lid with a circular pattern. 図5は、図4AのV溝基板と図4Bのリッドとの間に光ファイバを固定し、接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where an optical fiber is fixed between the V-groove substrate of FIG. 4A and the lid of FIG. 4B and is filled with an adhesive. 図6Aは、接着面に感光性樹脂を所望のパタンで作製するときの感光性樹脂を塗布する工程を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating a process of applying a photosensitive resin when a photosensitive resin is produced with a desired pattern on an adhesive surface. 図6Bは、接着面に感光性樹脂を所望のパタンで作製するときのマスクで露光する工程を示す図である。FIG. 6B is a diagram illustrating a step of exposing with a mask when a photosensitive resin is formed on a bonding surface with a desired pattern. 図6Cは、接着面に感光性樹脂を所望のパタンで作製するときのパタンを現像する工程を示す図である。FIG. 6C is a diagram illustrating a process of developing a pattern when a photosensitive resin is formed on the adhesive surface with a desired pattern. 図7Aは、接着面に所望のパタンでプラズマ処理する施すときのレジストを塗布する工程を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating a process of applying a resist when performing plasma treatment on a bonding surface with a desired pattern. 図7Bは、接着面に所望のパタンでプラズマ処理する施すときのマスクで露光する工程を示す図である。FIG. 7B is a diagram illustrating a process of exposing with a mask when performing plasma treatment on a bonding surface with a desired pattern. 図7Cは、接着面に所望のパタンでプラズマ処理する施すときのパタンを現像する工程を示す図である。FIG. 7C is a diagram illustrating a process of developing a pattern when performing plasma treatment on a bonding surface with a desired pattern. 図7Dは、接着面に所望のパタンでプラズマ処理する施すときのプラズマ処理を施す工程を示す図である。FIG. 7D is a diagram illustrating a process of performing plasma treatment when performing plasma treatment on a bonding surface with a desired pattern. 図7Eは、接着面に所望のパタンでプラズマ処理する施すときのレジストを除去する工程を示す図である。FIG. 7E is a diagram showing a step of removing a resist when performing plasma treatment on a bonding surface with a desired pattern. 図8Aは、接着面に所望のパタンで凹凸を形成するときのレジストを塗布する工程を示す図である。FIG. 8A is a diagram showing a step of applying a resist when forming irregularities on a bonding surface with a desired pattern. 図8Bは、接着面に所望のパタンで凹凸を形成するときのマスクで露光する工程を示す図である。FIG. 8B is a diagram showing a step of exposing with a mask when forming irregularities with a desired pattern on the bonding surface. 図8Cは、接着面に所望のパタンで凹凸を形成するときのパタンを現像する工程を示す図である。FIG. 8C is a diagram illustrating a process of developing a pattern when forming irregularities with a desired pattern on the bonding surface. 図8Dは、接着面に所望のパタンで凹凸を形成するときのイオンミリングを施す工程を示す図である。FIG. 8D is a diagram illustrating a process of performing ion milling when forming irregularities with a desired pattern on the bonding surface. 図8Eは、接着面に所望のパタンで凹凸を形成するときのレジストを除去する工程を示す図である。FIG. 8E is a diagram showing a step of removing the resist when forming irregularities with a desired pattern on the bonding surface. 図9Aは、リッドの接着面に形成された格子状パタンの凹凸を示す平面図である。FIG. 9A is a plan view showing irregularities of a lattice pattern formed on the bonding surface of the lid. 図9Bは、V溝基板の接着面に形成された格子状パタンの凹凸を示す平面図である。FIG. 9B is a plan view showing the unevenness of the grid pattern formed on the adhesion surface of the V-groove substrate. 図10Aは、リッドの接着面に形成された格子点パタンの凹凸を示す平面図である。FIG. 10A is a plan view showing irregularities of a lattice point pattern formed on the bonding surface of the lid. 図10Bは、V溝基板の接着面に形成された格子点パタンの凹凸を示す平面図である。FIG. 10B is a plan view showing the unevenness of the lattice point pattern formed on the bonding surface of the V-groove substrate. 図11は、V溝基板およびリッドの接着面に形成された凹凸の凹部の深さに対する高温高湿試験後の基板およびリッドの接着強度の関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the bonding strength of the substrate and the lid after the high-temperature and high-humidity test with respect to the depth of the concave and convex portions formed on the bonding surface of the V-groove substrate and the lid. 図12は、接着面に凹凸を形成したV溝基板とリッドとの間に、光ファイバアレイを固定して接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which an optical fiber array is fixed and an adhesive is filled between a V-groove substrate having an uneven surface and a lid. 図13は、光ファイバアレイと接する接着面以外に凹凸を形成したV溝基板とリッドとの間に、光ファイバアレイを固定して接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which an optical fiber array is fixed and an adhesive is filled between a V-groove substrate on which concavities and convexities are formed other than an adhesive surface in contact with the optical fiber array and a lid. 図14は、ダイシングソーでV溝基板またはリッドの接着面に細かな溝を形成する工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step of forming fine grooves on the bonding surface of the V-groove substrate or lid with a dicing saw. 図15Aは、ダイシングソーで接着面に細かな溝を形成したリッドを示す平面図である。FIG. 15A is a plan view showing a lid in which fine grooves are formed on the bonding surface with a dicing saw. 図15Bは、ダイシングソーで接着面に細かな溝を形成したV溝基板を示す平面図である。FIG. 15B is a plan view showing a V-groove substrate in which fine grooves are formed on the bonding surface with a dicing saw. 図16Aは、接着面に複数の方向に溝を形成したリッドを示す平面図である。FIG. 16A is a plan view showing a lid in which grooves are formed in a plurality of directions on an adhesive surface. 図16Bは、接着面に複数の方向に溝を形成したV溝基板を示す平面図である。FIG. 16B is a plan view showing a V-groove substrate in which grooves are formed in a plurality of directions on the bonding surface. 図17Aは、ナノインプリント技術を用いて凹凸を作製するときに基板を昇温して軟化させ、金型を押し付ける工程を示す図である。FIG. 17A is a diagram illustrating a process of heating and softening a substrate and pressing a mold when forming irregularities using a nanoimprint technique. 図17Bは、ナノインプリント技術を用いて凹凸を作製するときに金型を押し付けて、基板にV溝と凹凸を同時に形成する工程を示す図である。FIG. 17B is a diagram illustrating a process of forming a V-groove and unevenness on the substrate simultaneously by pressing a mold when forming unevenness using the nanoimprint technology. 図18は、接着面を粗化した基板とリッドとの間に、光ファイバアレイを固定して接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state in which an optical fiber array is fixed and an adhesive is filled between a substrate having a roughened adhesive surface and a lid. 図19は、表面粗さRaに対する高温高湿試験後の基板およびリッドの接着強度の関係を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a relationship between the surface roughness Ra and the adhesive strength between the substrate and the lid after the high-temperature and high-humidity test. 図20Aは、接着面にスクライバーやダイヤモンドカッター等によりランダムな細線を数多く作製したリッドを示す平面図である。FIG. 20A is a plan view showing a lid in which a large number of random thin wires are produced on a bonding surface using a scriber, a diamond cutter, or the like. 図20Bは、接着面にスクライバーやダイヤモンドカッター等によりランダムな細線を数多く作製したV溝基板を示す平面図である。FIG. 20B is a plan view showing a V-groove substrate in which a large number of random fine wires are produced on the bonding surface by a scriber, a diamond cutter, or the like. 図21Aは、接着面にスクライバーやダイヤモンドカッター等により複数の方向にランダムに細線を作製したリッドを示す平面図である。FIG. 21A is a plan view showing a lid in which fine wires are randomly formed in a plurality of directions on a bonding surface using a scriber, a diamond cutter, or the like. 図21Bは、接着面にスクライバーやダイヤモンドカッター等により複数の方向にランダムに細線を作製したV溝基板を示す平面図である。FIG. 21B is a plan view showing a V-groove substrate in which fine wires are randomly formed in a plurality of directions on a bonding surface using a scriber, a diamond cutter, or the like. 図22は、基板とリッドの両方の側面に固定部材を接着した光部品の斜視図である。FIG. 22 is a perspective view of an optical component in which fixing members are bonded to both side surfaces of the substrate and the lid. 図23は、基板とリッドの一方の側面に固定部材を接着した光部品の斜視図である。FIG. 23 is a perspective view of an optical component in which a fixing member is bonded to one side surface of the substrate and the lid. 図24は、基板とリッドの一方の側面に固定部材を接着し、他方の側のリッドと基板の接着面積を大きくした光部品の斜視図である。FIG. 24 is a perspective view of an optical component in which a fixing member is bonded to one side surface of the substrate and the lid, and the bonding area between the lid and the substrate on the other side is increased. 図25は、基板とリッドの剥離の生じやすい箇所に選択的に複数の固定部材を接着した光部品の斜視図である。FIG. 25 is a perspective view of an optical component in which a plurality of fixing members are selectively bonded to locations where the substrate and the lid are liable to peel off. 図26は、基板の側面全体にわたって固定部材を接着した光部品の斜視図である。FIG. 26 is a perspective view of an optical component having a fixing member bonded over the entire side surface of the substrate. 図27は、基板とリッドの側面に半円柱状の固定部材を接着した光部品の斜視図である。FIG. 27 is a perspective view of an optical component in which a semi-cylindrical fixing member is bonded to the side surfaces of the substrate and the lid. 図28は、基板とリッドの側面に台形状の固定部材を接着した光部品の斜視図である。FIG. 28 is a perspective view of an optical component in which a trapezoidal fixing member is bonded to the side surfaces of the substrate and the lid. 図29は、基板とリッドの側面および基板の底面にコの字型の固定部材を装着した光部品の斜視図である。FIG. 29 is a perspective view of an optical component in which a U-shaped fixing member is mounted on the side surface of the substrate and the lid and the bottom surface of the substrate. 図30は、基板とリッドの側面およびリッドの上面にコの字型の固定部材を装着した光部品の斜視図である。FIG. 30 is a perspective view of an optical component in which a U-shaped fixing member is attached to the side surface of the substrate and the lid and the upper surface of the lid. 図31は、基板とリッドの側面およびリッドの上面に、ファイバ芯線を覆うようにコの字型の固定部材を装着した光部品の斜視図である。FIG. 31 is a perspective view of an optical component in which a U-shaped fixing member is mounted on the side surface of the substrate, the lid, and the upper surface of the lid so as to cover the fiber core wire. 図32は、基板とリッドの一方の側面、基板の底面およびリッドの上面にコの字型の固定部材を装着した光部品の斜視図である。FIG. 32 is a perspective view of an optical component in which a U-shaped fixing member is attached to one side surface of the substrate and the lid, the bottom surface of the substrate, and the top surface of the lid. 図33は、基板とリッドの一方の側面、基板の底面の一部およびリッドの一部にコの字型の固定部材を装着した光部品の断面図である。FIG. 33 is a cross-sectional view of an optical component in which a U-shaped fixing member is attached to one side surface of the substrate and the lid, a part of the bottom surface of the substrate, and a part of the lid. 図34は、基板とリッドに、四面の全てを覆うようにロの字型の固定部材を装着した光部品の斜視図である。FIG. 34 is a perspective view of an optical component in which a square-shaped fixing member is mounted on the substrate and the lid so as to cover all four surfaces. 図35Aは、基板上のV溝の外側にある平面部の幅について説明するための光部品の平面図である。FIG. 35A is a plan view of the optical component for explaining the width of the flat portion outside the V groove on the substrate. 図35Bは、図35Aの線XXXVBにおけるテープファイバの断面図である。FIG. 35B is a cross-sectional view of the tape fiber taken along line XXXVB in FIG. 35A. 図35Cは、図35Aの線XXXVCにおける基板とリッドの断面図である。FIG. 35C is a cross-sectional view of the substrate and the lid taken along line XXXVC in FIG. 35A. 図36は、光部品の一例を示す斜視図である。FIG. 36 is a perspective view showing an example of an optical component. 図37は、光部品の別の一例を示す斜視図である。FIG. 37 is a perspective view showing another example of the optical component.

光ファイバを基板とリッドの間に挟み、接着剤で固定した光部品の構造では、上述したように、信頼性試験を行うと剥離や破壊が生じることがある。しかし、基板とリッドの平板同士を接着剤で張り合わせた場合にはこのような剥離現象は生じない。そのため、光部品の構成部品(基板、光ファイバ、リッド)間の剥離現象は、単にそれらの接着面の接着力が弱いことによって生じるのではなく、接着剤が硬化収縮する際に生じる内在応力が深く関係していると考えられる。すなわち、接着剤の硬化時には接着剤の樹脂が収縮しているにも拘わらず、基板とリッドの間隔は光ファイバがスペーサになってその距離がほとんど変わらず、V溝の周辺やリッドの接着面の外周付近に接着剤の内在応力が集中することで剥離が発生し、進行すると考えられる。この剥離によって、基板とリッドの間でファイバを把持または固定できなくなり、ファイバが位置ずれを起こし、光部品の光学的特性が劣化することになる。   In the structure of an optical component in which an optical fiber is sandwiched between a substrate and a lid and fixed with an adhesive, peeling or breakage may occur when a reliability test is performed as described above. However, such a peeling phenomenon does not occur when the flat plate of the substrate and the lid is bonded to each other with an adhesive. Therefore, the peeling phenomenon between optical component components (substrate, optical fiber, lid) is not simply caused by the weak adhesive force of their adhesive surfaces, but the internal stress that occurs when the adhesive cures and shrinks. It seems to be deeply related. That is, when the adhesive is cured, the distance between the substrate and the lid is almost the same as the distance between the substrate and the lid because the optical fiber becomes a spacer, although the adhesive resin shrinks. It is considered that peeling occurs due to the concentration of the internal stress of the adhesive in the vicinity of the outer periphery of the adhesive. Due to this peeling, the fiber cannot be gripped or fixed between the substrate and the lid, the fiber is displaced, and the optical characteristics of the optical component are deteriorated.

本発明では、基板およびリッドが接着剤と接する面に接着剤との接着強度が弱い部位を意図的に作製し、内在応力が発生したときにその部位が部分的に剥離するようにすることで、内在応力を吸収または緩和する。これによって、基板とリッドの接着強度が維持され、破壊的な剥離が防止される。従来技術では、破壊的な剥離はもちろん、部分的な剥離も生じさせないように工夫されてきた。本発明では、反対に、部分的な剥離を積極的に誘発し、基板、リッドおよび光ファイバ間の破壊的な剥離の発生を防止する。   In the present invention, a part where the adhesive strength with the adhesive is weak is intentionally produced on the surface where the substrate and the lid are in contact with the adhesive, and when the internal stress is generated, the part is partially peeled off. , Absorb or relieve intrinsic stress. Thereby, the adhesive strength between the substrate and the lid is maintained, and destructive peeling is prevented. In the prior art, it has been devised not to cause partial peeling as well as destructive peeling. On the contrary, in the present invention, partial peeling is positively induced to prevent the occurrence of destructive peeling between the substrate, the lid and the optical fiber.

接着剤の接着力に変化をつけるために、本発明では、接着剤に添加剤を加えたり、基板およびリッドの接着面に化学的な処理または物理的な加工を行ったりすることができる。接着剤の樹脂中の内在応力を緩和することが目的であるため、接着力の変化のパタンは、接着剤の重合分子よりも大きくする必要がある。しかし、接着力の変化のパタンが大きすぎると、接着面積が減少し、基板、リッドおよび光ファイバの全体的な接着強度が低下する。このことから、実際的な変化パタンの間隔は、0.1μm〜100μmであることが望ましい。   In order to change the adhesive strength of the adhesive, in the present invention, an additive can be added to the adhesive, or a chemical treatment or physical processing can be performed on the adhesive surface of the substrate and the lid. Since the purpose is to alleviate the internal stress in the resin of the adhesive, the pattern of change in adhesive force needs to be larger than the polymer molecules of the adhesive. However, if the change pattern of the adhesive force is too large, the adhesion area is reduced, and the overall adhesion strength of the substrate, the lid, and the optical fiber is lowered. Therefore, it is desirable that the actual interval between the change patterns is 0.1 μm to 100 μm.

接着剤の接着力が弱い部位の全体に占める割合が小さいと、内在応力の緩和効果が小さく、接着強度を維持する効果が小さくなる。逆に、その割合が大きいと、接着剤と被着体との実効的な接着面積が減少するので、応力緩和による接着強度を維持する効果よりも接着剤による接着力の低下の方が問題となる。このことから、実際的な接着力の弱い部分の割合は、5%〜50%であることが望ましい。   If the ratio of the adhesive with respect to the entire area where the adhesive strength is weak is small, the effect of relaxing the internal stress is small, and the effect of maintaining the adhesive strength is small. On the contrary, if the ratio is large, the effective bonding area between the adhesive and the adherend decreases, so that the lowering of the adhesive strength by the adhesive is more problematic than the effect of maintaining the adhesive strength by stress relaxation. Become. For this reason, it is desirable that the proportion of the practically weak portion of the adhesive force is 5% to 50%.

この割合は、基板またはリッドがガラスのように透明な材質の場合、顕微鏡で目視して確認することができる。具体的には、接着剤との接着力が弱い部位は、気泡または剥離の状態として観察することができる。しかし、通常の状態では、気泡または剥離の状態として現れないことがあるので、その場合には、高温高湿の加速試験などで外的ストレスを短時間かけることによって、気泡または剥離を顕在化させて観察することができる。   This ratio can be confirmed visually with a microscope when the substrate or lid is made of a transparent material such as glass. Specifically, the site where the adhesive strength with the adhesive is weak can be observed as a bubble or a peeled state. However, in the normal state, it may not appear as a bubble or exfoliation state. In that case, by applying external stress for a short time, such as in an accelerated test at high temperature and high humidity, the bubble or exfoliation becomes obvious. Can be observed.

また、基板、光ファイバおよびリッドの接着部では、光ファイバに沿って応力が集中しているので、この部分に意図的に気泡または剥離を生じさせることが重要である。接着剤の層が数μm〜数十μmの場合、経験的に気泡または剥離がファイバから5mm以内の領域でファイバに沿って分布していることが望ましい。   Further, since stress is concentrated along the optical fiber at the bonded portion of the substrate, the optical fiber, and the lid, it is important to intentionally cause bubbles or peeling at this portion. When the adhesive layer is several μm to several tens of μm, it is empirically desirable that bubbles or delamination be distributed along the fiber in a region within 5 mm from the fiber.

以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態について説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第1の実施例では、接着剤中に添加剤を加えることで、基板とリッドの接着面に接着剤の接着力の不均一な領域を作ることができる。具体的には、添加剤として、シランカップリング剤を用いることができる。シランカップリング剤は、通常、接着力の向上のために用いられている。これは、無機系の材料にシランカップリング剤が水素結合や脱水反応により共有結合し、さらにシランカップリング剤と有機材料が水素結合や分子間力で接着したり、化学反応により共有結合したりすることで強固な接着が得られる。通常、接着剤にシランカップリング剤を添加する場合、シランカップリング剤が基板とリッドの接着面に均一に付着するように量を調整して加える。この様子を図1に示す。図1は、シランカップリング剤40を添加した接着剤30を基板20とリッド10との間に充填した状態を示している。理想的には、図1に示すように、基板20およびリッド10の接着面に機能性シランの分子層が1層だけ均一に付着する量に調整する。   In the first embodiment of the present invention, by adding an additive in the adhesive, it is possible to create a region where the adhesive strength of the adhesive is not uniform on the adhesive surface between the substrate and the lid. Specifically, a silane coupling agent can be used as an additive. Silane coupling agents are usually used to improve adhesive strength. This is because the silane coupling agent is covalently bonded to an inorganic material by hydrogen bonding or dehydration reaction, and the silane coupling agent and the organic material are bonded by hydrogen bonding or intermolecular force, or are covalently bonded by chemical reaction. By doing so, strong adhesion can be obtained. Usually, when a silane coupling agent is added to the adhesive, the amount is adjusted so that the silane coupling agent uniformly adheres to the bonding surface of the substrate and the lid. This is shown in FIG. FIG. 1 shows a state where the adhesive 30 to which the silane coupling agent 40 is added is filled between the substrate 20 and the lid 10. Ideally, as shown in FIG. 1, the amount is adjusted so that only one molecular layer of functional silane uniformly adheres to the bonding surface of the substrate 20 and the lid 10.

しかし、本発明では、分子層が1層だけ均一に付着する添加量ではなく、添加量をより少なくすることで、シランカップリング剤が付着しない領域を作る。この様子を図2に示す。図2は、本発明の一実施形態にしたがってシランカップリング剤40を通常よりも少なく調整した接着剤30を基板20とリッド10との間に充填した状態を示している。このように調整することで、シランカップリング剤40が付着しない接着面の部分は接着剤との接着力が弱く、内在応力に対して部分的な剥離を起こし易くなる。理想的な添加量に対して5%〜50%の添加量とすることで、望ましい応力緩和効果を得ることができる。   However, in the present invention, a region where the silane coupling agent does not adhere is created by reducing the addition amount instead of the addition amount where the molecular layer is uniformly attached only by one layer. This is shown in FIG. FIG. 2 shows a state in which an adhesive 30 in which the silane coupling agent 40 is adjusted to be less than usual is filled between the substrate 20 and the lid 10 according to an embodiment of the present invention. By adjusting in this way, the part of the adhesive surface to which the silane coupling agent 40 does not adhere has a weak adhesive force with the adhesive and is likely to cause partial peeling with respect to the internal stress. By making the addition amount 5% to 50% with respect to the ideal addition amount, a desirable stress relaxation effect can be obtained.

また、シランカップリング剤の量を理想的な添加量よりも多くすることでも同様の効果を得ることができる。この様子を図3に示す。図3は、本発明の一実施形態にしたがってシランカップリング剤40の量を通常よりも多く調整した接着剤30を基板20とリッド10との間に充填した状態を示している。このようにシランカップリング剤の量が多くなると、シランカップリング剤の分子同士の結合が起こる。この結合は、一般に接着剤の分子同士の結合よりも弱い。したがって、シランカップリング剤の分子同士の結合した部分は、内在応力に対して部分的な剥離を起こし易くなる。   Moreover, the same effect can be acquired also by making the quantity of a silane coupling agent larger than the ideal addition amount. This is shown in FIG. FIG. 3 shows a state in which the adhesive 30 in which the amount of the silane coupling agent 40 is adjusted more than usual is filled between the substrate 20 and the lid 10 according to an embodiment of the present invention. Thus, when the quantity of a silane coupling agent increases, the coupling | bonding of the molecules of a silane coupling agent will occur. This bond is generally weaker than the bond between adhesive molecules. Therefore, the portion where the molecules of the silane coupling agent are bonded to each other easily causes partial peeling with respect to the internal stress.

本実施例では、添加剤としてシランカップリング剤を例に説明したが、他の適当な添加剤を加えることで同様の結果を得ることができる。通常、添加剤は接着剤の粘度を調整する目的などで使用されるが、本発明では、接着剤の接着強度を不均一にするために用いる。したがって、この目的を達成するための添加剤であれば何でもよく、例えばシリカ、クオーツ、プラスチック、ウッド、メタル、グラファイト、カーボンナノチューブなどを用いることができるが、これらに限定されるものではない。   In this embodiment, the silane coupling agent is described as an example of the additive, but the same result can be obtained by adding another appropriate additive. Usually, the additive is used for the purpose of adjusting the viscosity of the adhesive, but in the present invention, it is used to make the adhesive strength of the adhesive non-uniform. Therefore, any additive for achieving this object may be used. For example, silica, quartz, plastic, wood, metal, graphite, carbon nanotube, and the like can be used, but are not limited thereto.

添加剤によって生じる部分的な剥離または接着強度の弱い部分の総面積は、基板またはリッドの接着面の面積の5%〜50%であることが望ましい。また、剥離または接着強度の弱い部分はファイバからの距離が5mm以内の部分でファイバに沿って存在することが望ましい。   It is desirable that the total area of the partial peeling or weak adhesion strength caused by the additive is 5% to 50% of the area of the bonding surface of the substrate or lid. In addition, it is desirable that the portion where the peel strength or the adhesive strength is weak exists along the fiber at a portion within a distance of 5 mm from the fiber.

本発明の第2の実施例では、基板およびリッドの接着面に化学的な表面処理を施すことで、基板とリッドの接着面に接着剤の接着力の不均一な領域を作ることができる。具体的には、基板とリッドの接着面にインクジェット方式でシランカップリング剤を塗布して、3μm間隔の円形のパタンを形成する。この様子を図4AおよびBに示す。図4AおよびBは、基板20およびリッド10の接着面にシランカップリング剤42を円形のパタンで塗布した状態をそれぞれ示している。また、図5は、シランカップリング剤42を円形のパタンで塗布した基板20とリッド10との間で光ファイバ2をV溝21に搭載し、接着剤30を充填した状態を示している。   In the second embodiment of the present invention, a chemical surface treatment is performed on the bonding surface of the substrate and the lid, so that a region where the adhesive force of the adhesive is not uniform can be formed on the bonding surface of the substrate and the lid. Specifically, a silane coupling agent is applied to the bonding surface between the substrate and the lid by an ink jet method to form a circular pattern with an interval of 3 μm. This is shown in FIGS. 4A and B. FIG. 4A and 4B show states in which the silane coupling agent 42 is applied to the adhesion surface of the substrate 20 and the lid 10 with a circular pattern, respectively. FIG. 5 shows a state in which the optical fiber 2 is mounted in the V-groove 21 between the substrate 20 on which the silane coupling agent 42 is applied in a circular pattern and the lid 10 and the adhesive 30 is filled.

ガラスやシリコンなどの基板またはリッドの表面にシランカップリング剤を塗布し、乾燥させると、シランカップリング剤の塗布された部分は、接着剤との濡れ性や相溶性が改良され、さらに表面と接着剤とが共有結合や水素結合することで強固な接着面となる。一方、シランカップリング剤が塗布されていない部分は、このようなメカニズムが働かず、剥離が生じやすい状態となる。これにより、表面処理の行われていない部分は、剥離が生じやすく応力を吸収または緩和し、表面処理の行われた部分は剥離しにくい状態となり、結果として高温高湿などの外的ストレスに対して破壊的な剥離を防ぎ、光ファイバの位置ずれ、ピッチずれ、断線を効果的に防止することができる。   When a silane coupling agent is applied to the surface of a substrate such as glass or silicon or a lid and dried, the wettability and compatibility with the adhesive is improved in the portion where the silane coupling agent is applied, and the surface and A strong bonding surface is obtained by covalent bonding or hydrogen bonding with the adhesive. On the other hand, the part where the silane coupling agent is not applied is in a state in which such a mechanism does not work and peeling easily occurs. As a result, the part that has not been surface-treated is easily peeled and absorbs or relaxes the stress, and the part that has been surface-treated becomes difficult to peel off. As a result, it is resistant to external stress such as high temperature and high humidity. Thus, destructive peeling can be prevented and optical fiber position shift, pitch shift, and disconnection can be effectively prevented.

なお、接着面の塗布パタンは、円形である必要はなく、楕円、三角形、多角形、または任意の不定形とすることができる。パタンの大きさも接着強度に所望の変化をつけられる大きさにすることができる。また、上記の実施形態では、シランカップリング剤の塗布する間隔を3μmとしたが、シランカップリング剤が塗布されていない部分(接着剤の接着強度が弱くなる部分)の間隔が、上述したように、0.1μm〜100μmの範囲であればよく、1μm〜10μmであることが好ましい。この間隔が1μmを下回ると、シランカップリング剤を塗布するパタンが微細となり、作製上、困難となる。また、10μmを超えると、接着剤の層内で十分な応力緩和が行われないことになる。   Note that the application pattern of the adhesive surface does not need to be circular, and may be an ellipse, a triangle, a polygon, or an arbitrary irregular shape. The size of the pattern can also be set to a desired change in adhesive strength. Moreover, in said embodiment, although the space | interval which apply | coats a silane coupling agent was 3 micrometers, the space | interval of the part (part where the adhesive strength of an adhesive agent becomes weak) where the silane coupling agent is not apply | coated is as above-mentioned. Further, it may be in the range of 0.1 μm to 100 μm, and preferably 1 μm to 10 μm. When this interval is less than 1 μm, the pattern for applying the silane coupling agent becomes fine, which makes it difficult to produce. On the other hand, when the thickness exceeds 10 μm, sufficient stress relaxation is not performed in the adhesive layer.

また、シランカップリング剤が塗布されていない部分の総面積は、リッドまたは基板の接着面の5%〜50%であることが望ましい。この塗布されていない部分は、この部品を高温高湿の加速試験(例えば130℃90%RH)に1時間かけることで塗布されていない部分に剥離が生じ、その部分の面積を目視で評価することができる。また、剥離または接着力の弱い部分はファイバからの距離が5mm以内でファイバに沿って存在することが望ましい。   Further, the total area of the portion where the silane coupling agent is not applied is desirably 5% to 50% of the bonding surface of the lid or the substrate. The uncoated part is peeled off in the uncoated part by subjecting this part to a high temperature and high humidity accelerated test (for example, 130 ° C. and 90% RH) for 1 hour, and the area of the part is visually evaluated. be able to. In addition, it is desirable that the part having a weak peel or adhesive force exists along the fiber within a distance of 5 mm from the fiber.

上記の実施形態では、塗布剤にシランカップリング剤を使用した場合を例に説明したが、接着力に変化をつけられる材料であれば何でもよく、シラザン(例えばヘキサメチルジシラザン)、光ファイバの接着に使用する接着剤以外の有機物(エポキシ、アクリル、ポリイミド、シリコーン、PMMA、PC、BCB、ウレタンなど)を塗布しても同様の効果が得られるが、これらに限定されるものではない。また、シランカップリング剤のように接着力を向上させる材料でなくてもよく、フッ素含有樹脂のように逆に接着力を下げる材料を用いて、塗布した部分を剥離させやすくするようにしてもよい。接着力を変化させる材料は、有機物でなくても、例えば金属などの無機物を用いて、蒸着してリフトオフすることにより接着面に上記のようなパタンを形成してもよい。例えば、Auを用いると、Au表面は接着剤の濡れ性が悪く、接着力の弱い部分となる。   In the above embodiment, the case where a silane coupling agent is used as the coating agent has been described as an example. However, any material that can change the adhesive force may be used. Silazane (for example, hexamethyldisilazane), optical fiber Even if an organic substance (epoxy, acrylic, polyimide, silicone, PMMA, PC, BCB, urethane, etc.) other than the adhesive used for adhesion is applied, the same effect can be obtained, but it is not limited thereto. In addition, the material may not be a material that improves the adhesive strength like a silane coupling agent, and a material that lowers the adhesive strength like a fluorine-containing resin may be used to make it easier to peel off the applied part. Good. The material for changing the adhesive force is not an organic material, but an inorganic material such as a metal may be used, and the pattern as described above may be formed on the adhesion surface by vapor deposition and lift-off. For example, when Au is used, the Au surface becomes a portion with poor adhesive strength and weak adhesive strength.

上記の実施形態では、インクジェット方式を用いて有機材料を塗布したが、所望の材料を塗布することができる方式であれば何でもよく、霧吹き、超音波、バブリングなどによりミストを発生させ、ミスト雰囲気の気体に接着面を晒して付着させるミスト噴霧方式、感光性樹脂を塗布し、パタン露光して現像する方式を用いることができるが、これらに限定されるものではない。図6AからCに、感光性樹脂を塗布し、パタン露光して現像する工程の一例を示す。先ず、図6Aに示すように、リッド10(または基板20)に感光性樹脂50を塗布する。次に、図6Bに示すように、所望のパタンを有するマスク60を用いて感光性樹脂50を露光する。最後に、図6Cに示すように、露光した感光性樹脂50を現像処理して所望のパタンを得る。これにより、リッドまたは基板の接着面に感光性樹脂50を所望のパタンで付着させることができる。   In the above embodiment, the organic material is applied using the inkjet method, but any method that can apply a desired material may be used, and mist is generated by spraying, ultrasonic waves, bubbling, etc. A mist spraying method in which the adhesive surface is exposed and adhered to a gas, or a method in which a photosensitive resin is applied, pattern exposure and development can be used, but is not limited thereto. FIGS. 6A to 6C show an example of a process of applying a photosensitive resin, performing pattern exposure and developing. First, as shown in FIG. 6A, a photosensitive resin 50 is applied to the lid 10 (or the substrate 20). Next, as shown in FIG. 6B, the photosensitive resin 50 is exposed using a mask 60 having a desired pattern. Finally, as shown in FIG. 6C, the exposed photosensitive resin 50 is developed to obtain a desired pattern. Thereby, the photosensitive resin 50 can be made to adhere to a bonding surface of the lid or the substrate with a desired pattern.

さらに、本発明の一実施形態では、接着面に樹脂を塗布しなくても、接着面の濡れ性に変化をもたせればよいので、例えば接着面を所望のパタンでプラズマ処理してもよい。図7AからEに、このようなプラズマ処理の一例を示す。先ず、図7Aに示すように、リッド10(または基板20)にレジスト52を塗布する。次に、図7Bに示すように、所望のパタンを有するマスク60を用いてレジスト52を露光する。次に、図7Cに示すように、露光したレジスト52を現像処理して所望のパタンを得る。次に、図7Dに示すように、レジストパタンを有するリッド10をプラズマに晒す。最後に、図7Eに示すように、レジストパタンを除去し、プラズマ処理された部分54を有するリッド10を得る。これにより、プラズマ処理された部分54と、そうでない部分では接着剤30の濡れ性が異なるので、接着面に不均一な接着力を持たせることができる。   Furthermore, in one embodiment of the present invention, the wettability of the adhesive surface may be changed without applying a resin to the adhesive surface. For example, the adhesive surface may be plasma-treated with a desired pattern. An example of such a plasma treatment is shown in FIGS. First, as shown in FIG. 7A, a resist 52 is applied to the lid 10 (or the substrate 20). Next, as shown in FIG. 7B, the resist 52 is exposed using a mask 60 having a desired pattern. Next, as shown in FIG. 7C, the exposed resist 52 is developed to obtain a desired pattern. Next, as shown in FIG. 7D, the lid 10 having a resist pattern is exposed to plasma. Finally, as shown in FIG. 7E, the resist pattern is removed, and the lid 10 having the plasma-treated portion 54 is obtained. As a result, the wettability of the adhesive 30 is different between the plasma-treated portion 54 and the portion that is not, so that the bonding surface can have a non-uniform adhesive force.

本発明の第3の実施例では、基板およびリッドの接着面に物理的な処理を施すことで、V溝基板とリッドの接着面に接着剤の接着力の不均一な領域を作ることができる。具体的には、ウェハ状のガラスやシリコンを基板およびリッドとして、レジストを塗布し、パタン露光し、現像してイオンミリングを行うことで物理的なパタンを形成することができる。図8AからEに、このような工程の一例を示す。先ず、図8Aに示すように、リッド10(または基板20)にレジスト52を塗布する。次に、図8Bに示すように、所望のパタンを有するマスク60を用いてレジスト52を露光する。次に、図8Cに示すように、露光したレジスト52を現像処理して所望のパタンを得る。次に、図8Dに示すように、レジストパタンを有するリッド10をArイオンミリングによりエッチングする。最後に、図8Eに示すように、レジストパタンを除去し、エッチングにより凸凹12が形成されたリッド10を得る。   In the third embodiment of the present invention, a region where the adhesive force of the adhesive is not uniform can be formed on the adhesive surface of the V-groove substrate and the lid by performing physical treatment on the adhesive surface of the substrate and the lid. . Specifically, a physical pattern can be formed by applying resist, applying pattern exposure, developing, and performing ion milling using wafer-like glass or silicon as a substrate and lid. An example of such a process is shown in FIGS. First, as shown in FIG. 8A, a resist 52 is applied to the lid 10 (or the substrate 20). Next, as shown in FIG. 8B, the resist 52 is exposed using a mask 60 having a desired pattern. Next, as shown in FIG. 8C, the exposed resist 52 is developed to obtain a desired pattern. Next, as shown in FIG. 8D, the lid 10 having a resist pattern is etched by Ar ion milling. Finally, as shown in FIG. 8E, the resist pattern is removed, and the lid 10 having the irregularities 12 formed by etching is obtained.

リッド10およびV溝基板20の凸凹12のパタンは、図9AおよびBにそれぞれ示すように、例えば間隔1μmの格子状パタンとしたり、図10AおよびBにそれぞれ示すように、格子点パタンとしたりすることができる。これにより、凹部と凸部で接着剤の接着力が異なるので、接着面に不均一な接着力を持たせることができる。   As shown in FIGS. 9A and 9B, the pattern of the unevenness 12 of the lid 10 and the V-groove substrate 20 is, for example, a lattice pattern with an interval of 1 μm, or a lattice point pattern as shown in FIGS. 10A and 10B, respectively. be able to. Thereby, since the adhesive force of an adhesive agent differs in a recessed part and a convex part, it can give a non-uniform adhesive force to an adhesive surface.

図11に、このようにして作製したリッドおよび基板について、凹部の深さに対する高温高湿試験後の基板およびリッドの接着強度の関係を示す。この図より、凹部の深さが0.1μm以下では効果がないことがわかる。また、凹部の深さが10μmを超えるとV溝の精度や光ファイバを実装した際のファイバのピッチ精度の確保が困難になる。したがって、エッチングの深さは、0.1μm〜10μmであることが望ましい。また、接着層の厚みと硬化収縮率によってエッチングの深さを調整することができる。例えば、接着層の厚みが20μmの場合、適切なエッチングの深さは0.5μm〜5μmであり、さらに1〜2μmであることが望ましい。   FIG. 11 shows the relationship between the lid and the substrate manufactured as described above, and the bonding strength of the substrate and the lid after the high-temperature and high-humidity test with respect to the depth of the recess. From this figure, it can be seen that there is no effect when the depth of the recess is 0.1 μm or less. On the other hand, when the depth of the recess exceeds 10 μm, it becomes difficult to ensure the accuracy of the V-groove and the pitch accuracy of the fiber when the optical fiber is mounted. Therefore, the etching depth is desirably 0.1 μm to 10 μm. Further, the etching depth can be adjusted by the thickness of the adhesive layer and the curing shrinkage rate. For example, when the thickness of the adhesive layer is 20 μm, the appropriate etching depth is 0.5 μm to 5 μm, and preferably 1 to 2 μm.

このような凹凸を有するV溝基板20およびリッド10を用いてファイバアレイを固定した光部品の断面図を図12に示す。エッチング等により作製した凹部では、接着剤の硬化収縮率が大きく、剥離が生じやすくなる。温度変化または湿度変化に対して、この部分に剥離が生じ、内在応力が緩和される。これによって、上記の実施例の場合と同様に、V溝基板とリッドとの破壊的な剥離を防ぎ、光ファイバの位置ずれや断線を防止することができる。ただし、エッチング後、残渣が発生したり、表面荒れが起こったりして実効的な接着面積が増える場合や、アンカー効果の発生などにより、接着強度の向上要因が発生した場合には、凹部により接着強度が必ずしも低下する訳ではなく、硬化収縮とそれらの効果がトレードオフされたり、逆転されたりすることがある。   FIG. 12 shows a cross-sectional view of an optical component in which the fiber array is fixed using the V-groove substrate 20 and the lid 10 having such irregularities. In the recesses formed by etching or the like, the curing shrinkage rate of the adhesive is large, and peeling easily occurs. In response to temperature change or humidity change, peeling occurs in this portion, and the internal stress is relieved. As a result, as in the case of the above embodiment, destructive peeling between the V-groove substrate and the lid can be prevented, and the optical fiber can be prevented from being displaced or disconnected. However, after etching, if residues are generated or the surface is roughened to increase the effective bonding area, or if an increase in bonding strength occurs due to the anchor effect, etc., bonding will occur through the recesses. The strength does not necessarily decrease, and curing shrinkage and their effects may be traded off or reversed.

エッチングにより作製した凹部の総面積は、基板とリッドの接着面の面積の5%〜50%であることが望ましい。これらの部分は、濡れ性の悪い材料の場合、凹部内部に気泡が残る状態となり、硬化時に応力緩和効果が得られる。また、濡れ性が良く、凹部内部まで接着剤が浸透する場合は、接着剤が硬化収縮することで応力緩和効果が得られる。硬化収縮時に剥離が生じていなくても、外的ストレスがかかった段階で剥離が生じれば同様の効果が得られることは言うまでもない。   The total area of the recesses produced by etching is desirably 5% to 50% of the area of the bonding surface between the substrate and the lid. In the case of a material with poor wettability, these portions are in a state in which bubbles remain in the recesses, and a stress relaxation effect is obtained at the time of curing. In addition, when the adhesive penetrates into the concave portion, the stress relaxation effect can be obtained by curing and shrinking the adhesive. Needless to say, even if peeling does not occur at the time of curing shrinkage, the same effect can be obtained if peeling occurs at the stage where external stress is applied.

凹凸のあるリッド10で光ファイバを押さえる場合、リッドの凹凸12が大きいと、ファイバ2の適切な固定を妨げることがある。そのため、図13に示すように、ファイバが接する接着面には凹凸を設けないようにしてもよい。   When holding the optical fiber with the uneven lid 10, if the unevenness 12 of the lid is large, proper fixing of the fiber 2 may be hindered. For this reason, as shown in FIG. 13, the bonding surface with which the fiber contacts may not be provided with unevenness.

本実施例では、エッチングの方法として、Arのイオンミリングによる方法を挙げたが、酸またはアルカリによるウェットエッチングや反応性イオンエッチング(RIE)によって作製しても同様の効果が得られる。また、エッチング以外に、図14に示すように、ダイシングソー70で細かな溝を作製しても良い。これにより、図15A(または図15B)に示すように、リッド10(または基板20)の接着面に細かな溝13を数多く作製することができ、エッチングの場合と同様の効果を得ることができる。作製する溝は、図16AおよびBに示すように、複数の方向に溝14を形成することで、より高い応力緩和効果を得ることができる。いずれの場合でも、溝または凹凸をファイバから5mm内の範囲で、ファイバに沿った方向に形成することが望ましい。   In this embodiment, an Ar ion milling method is used as an etching method. However, similar effects can be obtained even if the etching is performed by acid or alkali wet etching or reactive ion etching (RIE). In addition to etching, a fine groove may be formed by a dicing saw 70 as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 15A (or FIG. 15B), many fine grooves 13 can be formed on the bonding surface of the lid 10 (or the substrate 20), and the same effect as in the case of etching can be obtained. . As shown in FIGS. 16A and 16B, the groove to be manufactured can obtain a higher stress relaxation effect by forming the groove 14 in a plurality of directions. In any case, it is desirable to form grooves or irregularities in the direction along the fiber within a range of 5 mm from the fiber.

V溝基板およびリッドが熱加工の可能な材料の場合、ナノインプリント技術を用いて凹凸を作製することもできる。図17AおよびBに、このような技術を用いて凹凸を作製する工程を示す。図17Aに示すように、例えばガラスやプラスチックのような材料からなる基板20を昇温して軟化させ、金型80を基板に押し付ける。これにより、図17Bにより、基板20の接着面に所望の凹凸12が得られる。また、図に示すように、基板20のV溝21の作製と同じ工程で凹凸12を作製すれば、工程数の削減および作製時間の短縮が可能となる。   In the case where the V-groove substrate and the lid are materials that can be heat-processed, the unevenness can be produced using a nanoimprint technique. FIGS. 17A and 17B show a process for forming irregularities using such a technique. As shown in FIG. 17A, the substrate 20 made of a material such as glass or plastic is heated and softened, and the mold 80 is pressed against the substrate. Thereby, the desired unevenness | corrugation 12 is obtained in the adhesion surface of the board | substrate 20 by FIG. 17B. Further, as shown in the figure, if the irregularities 12 are produced in the same process as the production of the V groove 21 of the substrate 20, the number of processes and the production time can be reduced.

本実施例の他の実施形態として、基板およびリッドの接着面を物理的に粗化することで、V溝基板とリッドの接着面に接着剤の接着強度の不均一な領域を作ることができる。具体的には、V溝基板およびリッドの接着面を#200番で粗研磨する。図18は、このようにして接着面を粗化した基板20およびリッド10の間に光ファイバ2を固定し、接着剤30を充填した状態を示している。図18のようなランダムな窪み15により、接着力に変化を持たせ、部分的な剥離を発生させて、外的ストレスによる内在応力を緩和させることができる。この実施形態では、上述したパタン間隔やエッチング量ではなく、JISで定義されている表面粗さRaによって接着面を特徴付けることができる。この表面粗さRaが1〜5μmとなるように粗研磨を行うことにより、適切な応力緩和効果を得ることができ、さらに表面粗さが1〜2μmとなるように粗研磨を行うことが望ましい。   As another embodiment of the present embodiment, a region where the adhesive strength of the adhesive is not uniform can be formed on the adhesive surface of the V-groove substrate and the lid by physically roughening the adhesive surface of the substrate and the lid. . Specifically, the adhesion surface of the V-groove substrate and the lid is roughly polished with # 200. FIG. 18 shows a state in which the optical fiber 2 is fixed between the substrate 20 and the lid 10 whose surface is roughened in this way and the adhesive 30 is filled. The random depressions 15 as shown in FIG. 18 can change the adhesive force, cause partial peeling, and relieve internal stress due to external stress. In this embodiment, the adhesion surface can be characterized by the surface roughness Ra defined by JIS, not by the pattern interval and the etching amount described above. By performing rough polishing so that the surface roughness Ra is 1 to 5 μm, an appropriate stress relaxation effect can be obtained, and it is desirable to perform rough polishing so that the surface roughness is 1 to 2 μm. .

図19に、この表面粗さRaに対する高温高湿試験後の基板とリッドの接着強度の関係を示す。図19からわかるように、表面粗さRaが1μmを超える領域で十分な接着強度が維持されている。しかし、表面粗さRaが5μmを超えると光ファイバの安定的な固定に支障をきたし、位置ずれやピッチずれが生じる可能性がある。したがって、表面粗さRaの範囲は、1μm〜5μmが適当である。   FIG. 19 shows the relationship between the surface roughness Ra and the adhesive strength between the substrate and the lid after the high-temperature and high-humidity test. As can be seen from FIG. 19, sufficient adhesive strength is maintained in a region where the surface roughness Ra exceeds 1 μm. However, if the surface roughness Ra exceeds 5 μm, stable fixing of the optical fiber is hindered, and a positional shift or a pitch shift may occur. Therefore, the range of the surface roughness Ra is suitably 1 μm to 5 μm.

ここで注意すべきことは、V溝基板またはリッドと接着剤との接着力が弱くなるような窪みを作製することが重要であり、この窪み部分によって接着剤の応力緩和が起こり、外的ストレスに対して全体の接着強度が維持されることである。したがって、表面粗さRaが1μm〜5μmの範囲内にあればどんな表面でも効果が得られるというわけではない。例えば、高さが10μmの突起が10μm間隔で並んでおり、その他の部分が平面状であるような表面では、アンカー効果や接着面積の増加による接着強度の向上は得られるものの、接着強度の弱い部分が生じにくいので接着剤の内在応力の緩和効果は低く、外的ストレスに対して接着強度を維持できる程度も低くなる。   It should be noted here that it is important to create a recess that weakens the adhesive force between the V-groove substrate or the lid and the adhesive, and this recess causes stress relaxation of the adhesive and causes external stress. In contrast, the overall adhesive strength is maintained. Therefore, the effect is not obtained on any surface as long as the surface roughness Ra is in the range of 1 μm to 5 μm. For example, on a surface in which protrusions having a height of 10 μm are arranged at intervals of 10 μm and the other portions are flat, the adhesion effect can be improved by increasing the anchor effect or the adhesion area, but the adhesion strength is weak. Since the portion is hardly formed, the relaxation effect of the internal stress of the adhesive is low, and the degree of maintaining the adhesive strength against external stress is also low.

このため、図11で使用した凹部の深さに代えて、JISで定義されている十点平均粗さRzで接着面を特徴付けるようにしてもよい。この十点平均粗さRzは、基板とリッド間の接着層の厚さをtとして、0.25≦Rz/t≦2.5とするのが望ましい。これは、tが20μmのとき、十点平均粗さRzは5μm〜50μmとなる。この場合、十点平均粗さRzが5μmを下回ると、凹部での部分的な剥離が生じにくく、応力緩和効果が低い。また、Rzが50μmを超えると、光ファイバを実装するときの位置ずれやピッチずれが生じやすくなる。なお、表面の凹凸によって、光ファイバの位置ずれやピッチずれが問題となる場合は、光ファイバが接するリッドの表面については粗研磨を行わないようにしてもよい。   For this reason, it may replace with the depth of the recessed part used in FIG. 11, and you may make it characterize an adhesive surface by the ten-point average roughness Rz defined by JIS. The ten-point average roughness Rz is preferably 0.25 ≦ Rz / t ≦ 2.5, where t is the thickness of the adhesive layer between the substrate and the lid. When t is 20 μm, the ten-point average roughness Rz is 5 μm to 50 μm. In this case, when the ten-point average roughness Rz is less than 5 μm, partial peeling at the recesses is difficult to occur, and the stress relaxation effect is low. On the other hand, if Rz exceeds 50 μm, positional deviation and pitch deviation are likely to occur when the optical fiber is mounted. In addition, when the positional deviation or pitch deviation of the optical fiber causes a problem due to the unevenness of the surface, the surface of the lid that is in contact with the optical fiber may not be subjected to rough polishing.

接着面を粗化する方法は、基板またはリッドを直接粗研磨してもよいし、一旦鏡面研磨した後、ブラスト等によって粗化してもよい。また、図20AおよびBにそれぞれ示すように、V溝基板20およびリッド10の接着面に、研磨ではなく、スクライバーやダイヤモンドカッター等により、ランダムな細線16を数多く作製しても同様の効果が得られる。また、図21AおよびBに示すように、接着面に、複数の方向にランダムに細線17を作製してもよい。   As a method for roughening the bonding surface, the substrate or the lid may be directly rough-polished, or may be mirror-polished and then roughened by blasting or the like. Also, as shown in FIGS. 20A and 20B, the same effect can be obtained even if a large number of random thin wires 16 are produced on the bonding surface of the V-groove substrate 20 and the lid 10 by scriber or diamond cutter instead of polishing. It is done. Moreover, as shown in FIGS. 21A and 21B, thin wires 17 may be randomly formed on the bonding surface in a plurality of directions.

上記のいずれの場合でも、接着面を粗化した基板およびリッドの接着剤との接着力の弱い部分の総面積は、基板とリッドの接着面積の5%〜50%とするのが望ましい。接着強度の弱い部分は、接着剤の硬化時に部分的な剥離または気泡として目視することができる。剥離または気泡として現れないときは、高温高湿試験などの外的ストレスに短時間晒すことで、剥離または気泡を顕在化させ、目視することができる。また、こうした接着強度の弱い部分は、ファイバからの距離が5mm以内でファイバに沿って存在することが望ましい。   In any of the above cases, it is desirable that the total area of the weakened adhesive force between the substrate with the roughened adhesive surface and the lid adhesive be 5% to 50% of the bonded area between the substrate and the lid. The portion with weak adhesive strength can be visually observed as partial peeling or bubbles when the adhesive is cured. When they do not appear as peeling or bubbles, they can be exposed to an external stress such as a high-temperature and high-humidity test for a short time to reveal the peeling or bubbles and make visual observation. Further, it is desirable that such a portion having a low adhesive strength exists along the fiber within a distance of 5 mm from the fiber.

上記の各実施形態による光ファイバアレイ実装部品を作製し、高温高湿の加速試験を行ったところ、従来の光ファイバアレイ実装部品と比較して、接着部の破壊的な剥離が抑制され、高い接着強度を維持できることが確認された。また、本発明の光ファイバアレイ実装部品を用いた光デバイスを高温高湿の加速試験にかけたところ、従来よりも高い信頼性が得られ、本発明の有効性を確認した。   When the optical fiber array mounting component according to each of the above embodiments was manufactured and subjected to a high-temperature and high-humidity accelerated test, destructive peeling of the bonded portion was suppressed and high compared to conventional optical fiber array mounting components. It was confirmed that the adhesive strength can be maintained. Further, when an optical device using the optical fiber array mounting component of the present invention was subjected to a high-temperature and high-humidity accelerated test, higher reliability was obtained than before, and the effectiveness of the present invention was confirmed.

光部品の小型化が進むと、V溝を有する基板の接着面の面積が減少し、リッドとの接着力が低下する。また、小型の光部品の作製において、ダイシングなどの加工により、光部品の基板やリッドに傷や欠けが生じ、光部品の機械的強度が低下する。そこで、本発明の第4の実施例では、基板とリッドを固定部材でサポートすることにより、光ファイバを把持する基板とリッド間の接着強度を増強し、光部品の機械的強度を補強することができる。   As miniaturization of optical components progresses, the area of the bonding surface of the substrate having the V-groove decreases, and the adhesive force with the lid decreases. Further, in the production of a small optical component, a process such as dicing causes scratches or chips on the substrate or lid of the optical component, thereby reducing the mechanical strength of the optical component. Therefore, in the fourth embodiment of the present invention, by supporting the substrate and the lid with a fixing member, the adhesive strength between the substrate and the lid for gripping the optical fiber is enhanced, and the mechanical strength of the optical component is reinforced. Can do.

図22に、本発明の第4の実施例による光部品の構造を示す。この光部品は、V溝を有する基板20と、V溝に芯線が配置された光ファイバアレイ3と、芯線をV溝に固定するように基板に搭載されたリッド10と、基板とリッドの両側面に接着された固定部材90とを備えている。固定部材を接着することで、V溝基板とリッドの接着強度を高めることができる。さらに、基板とリッドの側面を固定部材でサポートすることにより、光部品の機械的強度を補強することができる。ここで、溝としてV溝を例に説明したが、ファイバを正確に固定できるものであれば、U字型の溝でもコの字型の溝でもよく、溝の形状を限定するものではない。   FIG. 22 shows the structure of an optical component according to the fourth embodiment of the present invention. This optical component includes a substrate 20 having a V-groove, an optical fiber array 3 having a core wire disposed in the V-groove, a lid 10 mounted on the substrate so as to fix the core wire to the V-groove, and both sides of the substrate and the lid. And a fixing member 90 bonded to the surface. By adhering the fixing member, the adhesive strength between the V-groove substrate and the lid can be increased. Furthermore, the mechanical strength of the optical component can be reinforced by supporting the side surfaces of the substrate and the lid with a fixing member. Here, the V-groove has been described as an example of the groove. However, as long as the fiber can be accurately fixed, a U-shaped groove or a U-shaped groove may be used, and the shape of the groove is not limited.

図22では、基板とリッドの両側面に固定部材90が接着されているが、十分な強度が得られる場合は、図23に示すように、片側のみ固定部材90を接着するようにしてもよい。この場合、光部品をより小型化することができる。   In FIG. 22, the fixing members 90 are bonded to both side surfaces of the substrate and the lid. However, when sufficient strength is obtained, the fixing members 90 may be bonded only on one side as shown in FIG. . In this case, the optical component can be further downsized.

また、リッドの左右で接着強度に差が生じる場合には、図24に示すように、固定部材90を接着する側に対して、固定部材を接着しない側における基板とリッドの接着面の面積を大きくしてもよい。このように調整することで、左右の接着強度のバランスを取ることができる。   Also, if there is a difference in bonding strength between the left and right sides of the lid, as shown in FIG. 24, the area of the bonding surface between the substrate and the lid on the side where the fixing member is not bonded is set to the side where the fixing member 90 is bonded. You may enlarge it. By adjusting in this way, the left and right adhesive strength can be balanced.

また、外的ストレスによるリッドの剥離は、リッドのテープファイバ側の端部またはその反対側の端部で生じやすい。そのため、図25に示すように、剥離の生じやすい箇所に、選択的に複数の固定部材91を配置するようにしてもよい。   Also, the peeling of the lid due to external stress is likely to occur at the end of the lid on the tape fiber side or the opposite end. For this reason, as shown in FIG. 25, a plurality of fixing members 91 may be selectively arranged at a place where peeling is likely to occur.

また、ファイバの芯線部分には、ファイバ保護剤を塗布することが一般的である。そのため、図26に示すように、リッドと基板の両方に接着し、さらに基板の側面全体にわたって固定部材92を接着することにより、保護剤の流れ出しを防止することができる。   In general, a fiber protective agent is applied to the core portion of the fiber. Therefore, as shown in FIG. 26, the protective agent can be prevented from flowing out by adhering to both the lid and the substrate and further adhering the fixing member 92 over the entire side surface of the substrate.

上記の実施形態は、板状の固定部材に関するものであったが、光部品のパッケージの形状に合わせて、任意の形状とすることができる。例えば、光部品のパッケージが円筒状の場合には、図27に示すように、半円柱状の固定部材93を使用することができる。同様に、パッケージ内に斜めに実装するような場合には、図28に示すように、台形状の固定部材94を使用することができる。以上のように、固定部材の形状は、パッケージの形態や実装方法によって任意に変更することができる。   The above embodiment relates to a plate-like fixing member, but it can be formed in any shape according to the shape of the optical component package. For example, when the optical component package is cylindrical, a semi-columnar fixing member 93 can be used as shown in FIG. Similarly, when mounting in a package at an angle, a trapezoidal fixing member 94 can be used as shown in FIG. As described above, the shape of the fixing member can be arbitrarily changed according to the form of the package and the mounting method.

また、基板とリッドの両側に個別の固定部材を使用する代わりに、図29に示すように、例えばコの字型の一体の固定部材95を使用することができる。これにより、実装上の部品点数を減らすことができる。この場合、図29のように、基板側から固定部材95を装着してもよいし、図30のように、リッド側から固定部材95を装着してもよい。特に、ファイバを保護する必要がある場合には、図31に示すように、リッド側から装着して、ファイバ芯線を覆うような形状の固定部材96を使用することが好ましい。   Further, instead of using separate fixing members on both sides of the substrate and the lid, for example, a U-shaped integrated fixing member 95 can be used as shown in FIG. Thereby, the number of parts on mounting can be reduced. In this case, the fixing member 95 may be attached from the substrate side as shown in FIG. 29, or the fixing member 95 may be attached from the lid side as shown in FIG. In particular, when it is necessary to protect the fiber, it is preferable to use a fixing member 96 that is attached from the lid side and covers the fiber core wire as shown in FIG.

さらに、図32に示すように、光部品の側面、基板の下面およびリッドの上面の三方を覆うような形状の固定部材97を使用することもできる。この場合、リッドの剥離に対して機械的に補強することができる。ここで、図33に示すように、リッドとV溝基板にコの字型の固定部材が直接触れている必要はなく、この間隙には、例えば接着剤30を充填することができる。また、図33に示すように、コの字型の固定部材は、リッドの上面および基板の底面の全体を覆っている必要はなく、リッドおよび基板の一部に装着されていればよい。   Furthermore, as shown in FIG. 32, a fixing member 97 shaped to cover three sides of the side surface of the optical component, the lower surface of the substrate, and the upper surface of the lid can be used. In this case, the lid can be mechanically reinforced against peeling. Here, as shown in FIG. 33, it is not necessary that the U-shaped fixing member is in direct contact with the lid and the V-groove substrate, and the gap 30 can be filled with, for example, an adhesive 30. As shown in FIG. 33, the U-shaped fixing member does not need to cover the entire upper surface of the lid and the entire bottom surface of the substrate, and may be attached to a part of the lid and the substrate.

図29から図33に示すようなコの字型の固定部材は、ガラスやシリコンなどの部材を、例えば削り出すことによって作製することもできるが、プラスチックや金属を用いて成型加工などにより作製するとより簡単である。また、上記の実施形態では、コの字型の固定部材を例に挙げて説明したが、形状はファイバアレイ部品を三方から固定するものであればよく、その形状はコの字型に限定されない。   The U-shaped fixing member as shown in FIGS. 29 to 33 can be produced by, for example, cutting out a member such as glass or silicon, but if it is produced by molding or the like using plastic or metal. It is easier. In the above embodiment, the U-shaped fixing member has been described as an example. However, the shape is not limited to the U-shape as long as the fiber array component is fixed from three sides. .

さらに、図34に示すように、基板とリッドの四面の全てを覆うようにロの字型の形状98とすることもできる。これにより、図29から図33に関して説明した効果を一度に得ることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 34, a square shape 98 may be formed so as to cover all four surfaces of the substrate and the lid. Thereby, the effects described with reference to FIGS. 29 to 33 can be obtained at a time.

上記の実施形態においては、基板とリッドを固定部材により補強することで、基板とリッドの接着強度を維持しつつ、より小型の光部品を提供することができる。しかし、光部品にテープファイバを使用している場合、光部品の幅がテープファイバの幅よりも小さくなることがある。これは、光部品を1つずつ組み立てる場合には問題とならないが、複数のV溝群が作製された基板に複数のテープファイバを実装し、複数の光部品をまとめて組み立て、その後にダイシング等により切り分ける場合には、ダイシング工程において問題となることがある。   In the above embodiment, the substrate and the lid are reinforced by the fixing member, so that a smaller optical component can be provided while maintaining the adhesive strength between the substrate and the lid. However, when a tape fiber is used for the optical component, the width of the optical component may be smaller than the width of the tape fiber. This is not a problem when assembling optical components one by one, but mounting a plurality of tape fibers on a substrate on which a plurality of V-groove groups are fabricated, assembling a plurality of optical components, and then dicing, etc. In the case of dividing by, there may be a problem in the dicing process.

図35Aにファイバアレイ光部品の上面図を示し、図35Bに線XXXVBにおけるテープファイバの断面図を示し、図35Cに線XXXVCにおける基板とリッドの部分の断面図を示す。図に示すように、基板上のV溝の外側にある平面部の幅x(図35C)は、テープファイバの被覆の厚さd(図35B)よりも大きく取る必要があり、さらには2d以上であることが望ましい。また、V溝基板のV溝のある部分の幅W(図35C)に対してx≦Wであれば、固定部材を使用することなく十分な接着強度を持たせることが可能である。   FIG. 35A shows a top view of the fiber array optical component, FIG. 35B shows a cross-sectional view of the tape fiber along line XXXVB, and FIG. 35C shows a cross-sectional view of the substrate and lid portions along line XXXVC. As shown in the figure, the width x (FIG. 35C) of the flat portion outside the V-groove on the substrate needs to be larger than the coating thickness d (FIG. 35B) of the tape fiber, and more than 2d It is desirable that Further, if x ≦ W with respect to the width W (FIG. 35C) of the V-grooved portion of the V-groove substrate, it is possible to give sufficient adhesive strength without using a fixing member.

上記の実施形態において、固定部材を備えた光部品に温度耐性を持たせるため、固定部材の熱膨張係数は、基板またはリッドの少なくともどちらか一方と同じであるか、さらには同じ材質であることが好ましい。例えば、V溝基板がシリコンであり、リッドが石英ガラスの場合、固定部材はシリコンや石英ガラス製とすることが好ましい。   In the above embodiment, the thermal expansion coefficient of the fixing member is the same as that of at least one of the substrate and the lid, or the same material, in order to give the optical component provided with the fixing member temperature resistance. Is preferred. For example, when the V-groove substrate is silicon and the lid is quartz glass, the fixing member is preferably made of silicon or quartz glass.

固定部材を光部品に接着剤で固定する場合、信頼性の観点から、基板とリッドの接着に使用した接着剤と同じものを使用することが好ましい。同じ接着剤を使用すると、光部品を組み立てる際、基板とリッドの接着工程において、固定部材の接着を同時に実施できるという利点もある。   When fixing the fixing member to the optical component with an adhesive, it is preferable to use the same adhesive as that used for bonding the substrate and the lid from the viewpoint of reliability. When the same adhesive is used, there is also an advantage that when the optical component is assembled, the fixing member can be bonded simultaneously in the bonding process between the substrate and the lid.

また、固定部材と基板およびリッドとの接着面の少なくとも一方を粗化すると、接着面積を実質的に増大することができ、より高い接着効果を得ることができる。粗化は、表面荒さRaで50nmから10μmとするとより効果的である。   Further, when at least one of the bonding surfaces of the fixing member, the substrate, and the lid is roughened, the bonding area can be substantially increased, and a higher bonding effect can be obtained. Roughening is more effective when the surface roughness Ra is 50 nm to 10 μm.

固定部材の材質は、補強を施す光部品に応じてガラス、シリコン、プラスチック、金属などを用いることができる。また、基板、リッドおよび固定部材の少なくとも1つにUV透過性を有する材料を用いると、組立の際にUV硬化樹脂を用いることができ、組立工程の時間を短縮することができる。   As the material of the fixing member, glass, silicon, plastic, metal, or the like can be used according to the optical component to be reinforced. In addition, when a material having UV transparency is used for at least one of the substrate, the lid, and the fixing member, a UV curable resin can be used during assembly, and the time of the assembly process can be shortened.

上記の実施例に基づいて、従来よりも小型のファイバアレイ光部品を作製し、高温高湿による加速試験を行ったところ、従来と同様の信頼性を確保することができた。本実施例による光部品の構造を採用することにより、光ファイバとの接続部の信頼性を確保しつつ、光部品の小型化が可能となる。   Based on the above-described embodiment, a fiber array optical component smaller than the conventional one was manufactured and subjected to an acceleration test using high temperature and high humidity. As a result, the same reliability as the conventional one could be secured. By adopting the structure of the optical component according to the present embodiment, it is possible to reduce the size of the optical component while ensuring the reliability of the connection portion with the optical fiber.

以上、本発明について、具体的にいくつかの実施形態について説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。
The present invention has been described above with respect to several embodiments. However, in view of the many possible embodiments to which the principles of the present invention can be applied, the embodiments described herein are merely illustrative, It is not intended to limit the scope of the invention. The embodiments illustrated here can be modified in configuration and details without departing from the spirit of the present invention. Further, the illustrative components and procedures may be changed, supplemented, or changed in order without departing from the spirit of the invention.

Claims (29)

光ファイバを基板とリッドとの間で挟み、接着剤で固定した光部品において、
前記接着剤の接着力が不均一に分布し、それによって外的ストレスによる接着剤の内部応力が緩和されるようになされたことを特徴とする光部品。
In an optical component in which an optical fiber is sandwiched between a substrate and a lid and fixed with an adhesive,
An optical component characterized in that the adhesive force of the adhesive is unevenly distributed, whereby internal stress of the adhesive due to external stress is relieved.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記接着剤の部分的な剥離または気泡によって不均一に分布したことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
The optical component according to claim 1, wherein the adhesive strength of the adhesive is unevenly distributed due to partial peeling or bubbles of the adhesive.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記光ファイバから5mm以内で不均一に分布したことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
An optical component characterized in that the adhesive force of the adhesive is unevenly distributed within 5 mm from the optical fiber.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記基板および前記リッドの少なくとも一方の接着面またはその近傍で不均一に分布したことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
The optical component according to claim 1, wherein the adhesive force of the adhesive is unevenly distributed on or near at least one adhesive surface of the substrate and the lid.
請求項4に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力が弱い部分の面積が、前記接着面全体の面積の5%〜50%であることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 4,
An optical component characterized in that an area of a portion where the adhesive strength of the adhesive is weak is 5% to 50% of an area of the entire adhesive surface.
請求項4に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、周期的に不均一に分布していることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 4,
The optical component according to claim 1, wherein the adhesive force of the adhesive is periodically and unevenly distributed.
請求項6に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力の周期的変化は、0.1μm〜100μmであることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 6,
The optical component characterized in that the periodic change of the adhesive force of the adhesive is 0.1 μm to 100 μm.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記接着剤に添加物を添加することによって不均一になされたことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
The optical component according to claim 1, wherein the adhesive strength of the adhesive is made non-uniform by adding an additive to the adhesive.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記基板および前記リッドの少なくとも一方の接着面に有機物または無機物を付着させることによって不均一になされたことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
2. The optical component according to claim 1, wherein the adhesive force of the adhesive is made non-uniform by attaching an organic substance or an inorganic substance to at least one of the bonding surfaces of the substrate and the lid.
請求項9に記載の光部品において、
前記有機物は、シランカップリング剤またはフッ素含有樹脂であることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 9, wherein
The optical component is a silane coupling agent or a fluorine-containing resin.
請求項9に記載の光部品において、
前記無機物は、金属であることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 9, wherein
The optical component, wherein the inorganic substance is a metal.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記基板および前記リッドの少なくとも一方の接着面を表面処理によって改質することによって不均一になされたことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
The optical component according to claim 1, wherein the adhesive force of the adhesive is made nonuniform by modifying a bonding surface of at least one of the substrate and the lid by a surface treatment.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記基板および前記リッドの少なくとも一方の接着面に凹凸を設けることによって不均一になされたことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
The optical component according to claim 1, wherein the adhesive force of the adhesive is made uneven by providing irregularities on at least one adhesive surface of the substrate and the lid.
請求項13に記載の光部品において、
前記凹凸の深さは、0.1μm〜10μmであることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 13,
The depth of the unevenness is 0.1 μm to 10 μm.
請求項13に記載の光部品において、
前記凹凸の深さdおよび前記接着剤の層の厚さtは、0.01≦d/t≦0.2であることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 13,
The depth d of the unevenness and the thickness t of the adhesive layer satisfy 0.01 ≦ d / t ≦ 0.2.
請求項1に記載の光部品において、
前記接着剤の接着力は、前記基板および前記リッドの少なくとも一方の接着面を粗化することによって不均一になされたことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
The optical component according to claim 1, wherein the adhesive force of the adhesive is made non-uniform by roughening at least one adhesive surface of the substrate and the lid.
請求項16に記載の光部品において、
前記粗化された接着面の表面粗さRaは、1μm〜5μmであることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 16, wherein
A surface roughness Ra of the roughened adhesive surface is 1 μm to 5 μm.
請求項16に記載の光部品において、
前記粗化された接着面の十点平均粗さRzおよび前記接着剤の層の厚さtは、0.25≦Rz/t≦2.5であることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 16, wherein
The optical component according to claim 10, wherein a ten-point average roughness Rz of the roughened adhesive surface and a thickness t of the adhesive layer satisfy 0.25 ≦ Rz / t ≦ 2.5.
請求項1に記載の光部品において、
前記基板および前記リッドの少なくとも一方は、ガラス、シリコンまたはプラスチックであることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
At least one of the substrate and the lid is made of glass, silicon, or plastic.
請求項1に記載の光部品において、
前記基板と前記リッドの側面の少なくとも一方に、固定部材を接着したことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
An optical component comprising a fixing member bonded to at least one of the substrate and the side surface of the lid.
請求項1に記載の光部品において、
前記基板と前記リッドの側面の少なくとも一方を含む3面を覆うように、固定部材を装着したことを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 1,
An optical component, wherein a fixing member is mounted so as to cover three surfaces including at least one of the substrate and the side surface of the lid.
請求項20に記載の光部品において、
前記固定部材は、平板であることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20,
The optical component, wherein the fixing member is a flat plate.
請求項20または21に記載の光部品において、
前記基板と前記リッドとの接着面の幅xは、前記光ファイバの被覆の厚さをd、基板の溝部分の幅をWとしたときに、d≦x≦Wとなることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20 or 21,
The width x of the bonding surface between the substrate and the lid is d ≦ x ≦ W, where d is the thickness of the coating of the optical fiber and W is the width of the groove portion of the substrate. Optical parts.
請求項20または21に記載の光部品において、
前記固定部材の熱膨張係数は、前記基板または前記リッドの一方と同じであることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20 or 21,
The optical component according to claim 1, wherein a thermal expansion coefficient of the fixing member is the same as that of one of the substrate and the lid.
請求項20または21に記載の光部品において、
前記固定部材の材質は、前記基板または前記リッドの一方と同じであることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20 or 21,
The material of the fixing member is the same as that of either the substrate or the lid.
請求項20または21に記載の光部品において、
前記固定部材と前記基板およびリッドとは、接着剤で接着されており、前記接着剤は前記基板とリッドとの間の接着剤と同じであることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20 or 21,
The optical component, wherein the fixing member, the substrate, and the lid are bonded with an adhesive, and the adhesive is the same as the adhesive between the substrate and the lid.
請求項20または21に記載の光部品において、
前記固定部材と前記基板およびリッドとは、接着剤で接着されており、その接着面の少なくとも1つが粗化されていることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20 or 21,
The optical component, wherein the fixing member, the substrate, and the lid are bonded with an adhesive, and at least one of the bonding surfaces is roughened.
請求項20または21に記載の光部品において、
前記固定部材は、ガラス、シリコン、プラスチックまたは金属であることを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20 or 21,
The optical member according to claim 1, wherein the fixing member is made of glass, silicon, plastic, or metal.
請求項20または21に記載の光部品において、
前記固定部材、基板およびリッドの間の接着面には、紫外線硬化接着剤が使用され、その接着面の少なくとも一方は紫外線透過性を有することを特徴とする光部品。
The optical component according to claim 20 or 21,
An optical component, wherein an ultraviolet curable adhesive is used for an adhesive surface between the fixing member, the substrate, and the lid, and at least one of the adhesive surfaces is ultraviolet transmissive.
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