JP2015169821A

JP2015169821A - Optical fiber array bonding device, optical fiber array holding/bonding appliance, and bonding method of optical fiber array

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Publication number: JP2015169821A
Application number: JP2014045285A
Authority: JP
Inventors: 幸宏陽奥; Yukihiro Yooku; 遠藤　康浩; Yasuhiro Endo; 康浩遠藤; 和範丸山; Kazunori Maruyama; 西山　陽二; Yoji Nishiyama; 陽二西山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-09-28

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding technique capable of inhibiting positional deviation between an optical fiber array and a light waveguide chip or inhibiting an optical loss.SOLUTION: An optical fiber array bonding device 10 comprises: an optical fiber array holding/bonding appliance 30 including a grip part (an adsorption part 35) that is formed of a heat insulating material and holds a ferrule 61 of the optical fiber array 60, and a heating part 33 that is disposed at a tip end side of the ferrule with respect to the grip part and heats a bonding part between the ferrule and a bonding object; and a heating control section 72 that controls the heating part 33 to start the heating of the bonding part after a start of photo-curing of an adhesive 15 to be applied to the bonding part.

Description

本発明は、光ファイバアレイの接合装置、光ファイバアレイ把持接合器具、及び光ファイバアレイの接合方法に関する。
に関する。 The present invention relates to an optical fiber array bonding apparatus, an optical fiber array grasping and bonding instrument, and an optical fiber array bonding method.
About.

光ファイバアレイの一般的な構成として、一定ピッチでＶ溝が形成されたフェルールに複数本の光ファイバを並べて固定し、フェルールをファイバアレイの一端とする形態がある。光ファイバアレイと光導波路チップを接合する場合、一般的には、フェルールを真空吸着し、光ファイバの光軸を光導波路の光軸に対してサブミクロンオーダーで位置決めして光硬化樹脂を塗布する。光硬化樹脂に紫外（ＵＶ）光を照射して硬化を行い、その後、接合された対象物を接合装置から取り外して恒温槽に移動し、熱キュアにより本硬化と硬化の安定を行う。 As a general configuration of an optical fiber array, there is a form in which a plurality of optical fibers are arranged and fixed on a ferrule having V grooves formed at a constant pitch, and the ferrule is used as one end of the fiber array. When joining an optical fiber array and an optical waveguide chip, generally, a ferrule is vacuum-adsorbed, and the optical axis of the optical fiber is positioned in the submicron order with respect to the optical axis of the optical waveguide, and a photo-curing resin is applied. . The photocuring resin is cured by irradiating with ultraviolet (UV) light, and then the bonded object is removed from the bonding apparatus and moved to a thermostatic bath, and main curing and curing are stabilized by thermal curing.

光ファイバと光導波路の位置決めの方法として、光ファイバと光導波路の接続箇所をカメラで観察しながら位置調整を行う方法や、光ファイバと光導波路の接合部を通る光の強度を計測しながら調整する方法などがある。 As a positioning method of the optical fiber and the optical waveguide, the position adjustment is performed while observing the connection portion of the optical fiber and the optical waveguide with a camera, or the measurement is performed while measuring the intensity of light passing through the joint between the optical fiber and the optical waveguide. There are ways to do it.

前者の方法のうち、光ファイバアレイと光導波路チップの間隙を所定の幅に設定し、間隙に光硬化樹脂を充填して２以上の方向から照射して照射時間を短縮し、かつ光軸ずれを抑制する方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。後者の方法のうち、未硬化のＵＶ硬化樹脂を塗布した状態で、光ファイバアレイと光導波路間の接続部位を通過する光の変化を観測しながら所定のアルゴリズムで調芯を行い、実用的な時間内に一括して調芯を行う方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。 In the former method, the gap between the optical fiber array and the optical waveguide chip is set to a predetermined width, the gap is filled with a photo-curing resin, and irradiation is performed from two or more directions to shorten the irradiation time, and the optical axis is shifted. There is a known method for suppressing the above (see, for example, Patent Document 1). Among the latter methods, with the uncured UV curable resin applied, alignment is performed with a predetermined algorithm while observing the change of light passing through the connection portion between the optical fiber array and the optical waveguide, and practical. There has been proposed a method of performing alignment in a timely manner (see, for example, Patent Document 2).

近年の光モジュールの小型化にともない、接合対象であるフェルールの小型化、薄型化が進んでいる。光導波路と光ファイバアレイの端面接合のように微小な面積で接合する場合、ＵＶ硬化後の接合装置からの取り外し時や恒温槽への搬送時に外力がかかると、光ファイバアレイと光導波路の位置ずれが発生する。また、恒温槽での熱キュアにかかる時間が長い。 With the recent miniaturization of optical modules, the ferrules to be joined are becoming smaller and thinner. When joining in a very small area, such as joining the end face of an optical waveguide to an optical fiber array, if an external force is applied when removing from the joining device after UV curing or when transporting to a thermostat, the position of the optical fiber array and the optical waveguide Deviation occurs. In addition, it takes a long time for heat curing in the thermostatic bath.

接合装置そのものを加熱する方法も考えられるが、この場合、光導波路基板が熱で反ったり、接合装置のステージに熱ドリフトが発生するため、やはり位置ずれが発生する。 Although a method of heating the bonding apparatus itself is also conceivable, in this case, the optical waveguide substrate is warped by heat, or a thermal drift is generated in the stage of the bonding apparatus.

特開平１１−２７１５６１号公報JP-A-11-271561 特開２００６−１９５９６７号公報JP 2006-195967 A

位置ずれが発生すると、光軸ずれが起こり、光損失が増大する。光損失を軽減するためには、接合装置上の光導波路基板やステージの温度上昇を防ぎつつ、光ファイバアレイと光導波路基板を接合する接着剤の光硬化と熱硬化を行うことが望ましい。 When the positional shift occurs, the optical axis shifts and the optical loss increases. In order to reduce the optical loss, it is desirable to perform photocuring and thermosetting of the adhesive that joins the optical fiber array and the optical waveguide substrate while preventing temperature rise of the optical waveguide substrate and the stage on the joining apparatus.

そこで、位置ずれまたは光損失を抑制することのできる光ファイバアレイの接合技術を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber array joining technique capable of suppressing misalignment or optical loss.

ひとつの態様では、光ファイバアレイの接合装置は、
断熱材で形成されて光ファイバアレイのフェルールを把持する把持部と、前記把持部よりも前記フェルールの先端側に配置されて前記フェルールと接合対象物との接合箇所を加熱する加熱部と、を有する光ファイバアレイ把持接合器具と、
前記接合箇所に適用される接着剤の光硬化の開始後に前記接合箇所の加熱が開始されるように前記加熱部を制御する加熱制御部と、
を有する。 In one aspect, the optical fiber array bonding apparatus comprises:
A gripping part that is formed of a heat insulating material and grips the ferrule of the optical fiber array, and a heating part that is disposed closer to the distal end side of the ferrule than the gripping part and heats a joint portion between the ferrule and the joint object. An optical fiber array gripping and bonding instrument having
A heating control unit that controls the heating unit so that heating of the bonding part is started after the start of photocuring of the adhesive applied to the bonding part;
Have

光ファイバアレイを接合する際に位置ずれまたは光損失を抑制することができる。 When joining optical fiber arrays, it is possible to suppress misalignment or light loss.

実施形態の接合装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the joining apparatus of embodiment. 接合装置で用いられるフェルール把持接合器具の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the ferrule holding | grip joining instrument used with a joining apparatus. フェルール把持接合器具の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a ferrule holding | grip joining instrument. フェルール把持接合器具の別の具体例を示す図である。It is a figure which shows another specific example of a ferrule holding | grip joining instrument. 実施形態の光ファイバアレイと光導波路チップの接合工程図である。It is a joining process figure of the optical fiber array of an embodiment, and an optical waveguide chip. 実施形態の光ファイバアレイと光導波路チップの接合工程図である。It is a joining process figure of the optical fiber array of an embodiment, and an optical waveguide chip. 実施形態の接合方法のフローチャートである。It is a flowchart of the joining method of an embodiment.

実施形態では、光ファイバアレイと光導波路基板（光導波路チップ）の接合体を接合装置から取り外す前に、光ファイバアレイと光導波路基板の接合部の光硬化と加熱処理とを短時間で行う。これにより、接合装置上の光導波路基板やステージの温度上昇を防いて、位置ずれ等による光損失を軽減する。 In the embodiment, before the joined body of the optical fiber array and the optical waveguide substrate (optical waveguide chip) is removed from the joining apparatus, photocuring and heat treatment of the joined portion between the optical fiber array and the optical waveguide substrate are performed in a short time. Thereby, the temperature rise of the optical waveguide substrate and the stage on the bonding apparatus is prevented, and light loss due to misalignment or the like is reduced.

図１は、実施形態の光ファイバアレイの接合装置１０の概略構成図である。接合装置１０は、光ファイバアレイ６０の先端を光導波路チップ５２に接合する際に用いられる。光ファイバアレイ６０は、複数の光ファイバ６２と、光ファイバ６２の先端側を保持するフェルール６１を含む。光ファイバ６２は難燃性の被覆材に支持されたテープファイバ６２であってもよい。光導波路５３が形成された光導波路チップ５２は、図示しない他の電子部品や光モジュールとともに基板５１上に搭載されている。光導波路チップ５２を搭載した基板５１は、保持テーブル１１上に配置されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical fiber array bonding apparatus 10 according to an embodiment. The bonding apparatus 10 is used when the tip of the optical fiber array 60 is bonded to the optical waveguide chip 52. The optical fiber array 60 includes a plurality of optical fibers 62 and a ferrule 61 that holds the distal end side of the optical fibers 62. The optical fiber 62 may be a tape fiber 62 supported by a flame retardant coating material. The optical waveguide chip 52 in which the optical waveguide 53 is formed is mounted on the substrate 51 together with other electronic components and optical modules (not shown). The substrate 51 on which the optical waveguide chip 52 is mounted is disposed on the holding table 11.

接合装置１０は、光ファイバアレイ６０を把持して光導波路チップ５２に接合する光ファイバアレイ把持接合器具３０を有する。光ファイバアレイ把持接合器具３０はステージ４５に支持され、位置制御部７３とステージ４５によって光ファイバアレイ把持接合器具３０の位置が制御される。光ファイバアレイ把持接合器具３０には、吸着ポンプ７１と加熱制御部７２が接続されている。接合部に紫外線を照射する光照射器４１は、光照射器４１には光制御部７４が接続されている。 The bonding apparatus 10 includes an optical fiber array holding and bonding tool 30 that holds the optical fiber array 60 and bonds it to the optical waveguide chip 52. The optical fiber array grasping and joining instrument 30 is supported by the stage 45, and the position of the optical fiber array grasping and joining instrument 30 is controlled by the position controller 73 and the stage 45. An adsorption pump 71 and a heating control unit 72 are connected to the optical fiber array grasping and joining device 30. The light irradiator 41 that irradiates the joint with ultraviolet rays is connected to the light irradiator 41 with a light control unit 74.

位置制御部７３は、ステージ４５の位置と角度を制御して、フェルール６１の先端の光ファイバ６２の光軸を、光導波路チップ５２に形成された光導波路５３の光軸に位置決めする。位置制御部７３として、たとえば６軸ゴニオメータを用いてもよい。 The position control unit 73 controls the position and angle of the stage 45 to position the optical axis of the optical fiber 62 at the tip of the ferrule 61 to the optical axis of the optical waveguide 53 formed in the optical waveguide chip 52. For example, a 6-axis goniometer may be used as the position control unit 73.

光照射器４１は、位置決めされた光ファイバアレイ６０と光導波路チップ５２の接合面（端面）に塗布された接着剤を照射して、光硬化させる。接着剤は、位置決め後に塗布されてもよいし、あらかじめ光ファイバアレイ６０の接合面に塗布されていてもよい。光ファイバアレイ把持接合器具３０は、光照射が開始された後、かつ光硬化が完了する前に、そのままの位置で接合面の加熱を開始する。 The light irradiator 41 irradiates the adhesive applied to the bonding surface (end surface) between the positioned optical fiber array 60 and the optical waveguide chip 52 to cause photocuring. The adhesive may be applied after positioning, or may be applied in advance to the joint surface of the optical fiber array 60. The optical fiber array grasping and joining device 30 starts heating the joining surface at the same position after the light irradiation is started and before the photocuring is completed.

図２は、光ファイバアレイ把持接合器具３０の基本構成を示す図である。図２（Ａ）は光ファイバアレイ把持接合器具３０の側面図、図２（Ｂ）は底面図である。光ファイバアレイ把持接合器具３０は、光ファイバアレイ６０のフェルール６１を吸着する吸着部３５と、フェルール６１の先端を加熱する加熱部３３を有する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a basic configuration of the optical fiber array grasping and joining device 30. 2A is a side view of the optical fiber array grasping and joining device 30, and FIG. 2B is a bottom view. The optical fiber array grasping and joining device 30 includes a suction unit 35 that sucks the ferrule 61 of the optical fiber array 60 and a heating unit 33 that heats the tip of the ferrule 61.

吸着部３５は、断熱材で形成される吸着部本体３４と、吸着部本体３４に形成される吸着孔３６及びフェルールガイド３７を有する。断熱材として、たとえば断熱性、耐熱性に優れ、熱膨張の少ないポリイミド樹脂を用いることができる。吸着孔３６は、光ファイバ６２の配列面に対して垂直方向に吸着部本体３４を貫通する。吸着孔３６は吸着ポンプ７１に接続され、吸着ポンプ７１によりフェルール６１の吸着のオン・オフが制御される。フェルールガイド３７は、吸着孔３６に吸着されるフェルール６１が光ファイバ６２の配列面内で回転、あるいは光ファイバ６２の配列方向に並行移動することを防止する。 The adsorption part 35 includes an adsorption part main body 34 formed of a heat insulating material, an adsorption hole 36 and a ferrule guide 37 formed in the adsorption part main body 34. As the heat insulating material, for example, a polyimide resin excellent in heat insulating properties and heat resistance and having little thermal expansion can be used. The suction hole 36 penetrates the suction part main body 34 in a direction perpendicular to the arrangement surface of the optical fibers 62. The suction hole 36 is connected to a suction pump 71, and the suction pump 71 controls the on / off of the suction of the ferrule 61. The ferrule guide 37 prevents the ferrule 61 adsorbed in the adsorbing hole 36 from rotating in the arrangement plane of the optical fibers 62 or moving in parallel in the arrangement direction of the optical fibers 62.

加熱部３３は、吸着部３５の先端側に配置されている。加熱部３３は、加熱器３１と加熱器３１を収容するハウジング３２を有する。加熱器３１は、加熱制御部７２に接続されて加熱が制御される。加熱時には、フェルール６１の先端の加熱領域Ｈを介して、フェルール６１の端面と光導波路チップ５２（図１参照）の端面の間に適用された接着剤１５が加熱される。 The heating unit 33 is disposed on the tip side of the adsorption unit 35. The heating unit 33 includes a heater 31 and a housing 32 that houses the heater 31. The heater 31 is connected to the heating control unit 72 to control heating. At the time of heating, the adhesive 15 applied between the end surface of the ferrule 61 and the end surface of the optical waveguide chip 52 (see FIG. 1) is heated through the heating region H at the tip of the ferrule 61.

加熱器３１による接着剤１５の加熱は、接着剤１５に対する光照射の開始後の近接した時間に開始される。接着剤１５の光硬化の完了時に、連続してそのまま加熱を開始してもよいが、処理時間の短縮の観点からは、接着剤１５の光硬化の開始後、かつ光硬化の完了前に加熱を開始するのが望ましい。 The heating of the adhesive 15 by the heater 31 is started at a close time after the start of light irradiation on the adhesive 15. When the photo-curing of the adhesive 15 is completed, the heating may be started as it is, but from the viewpoint of shortening the processing time, the heating is performed after the photo-curing of the adhesive 15 is started and before the photo-curing is completed. It is desirable to start.

加熱の終了は光硬化の完了と同時であってもよいし、光硬化の完了後であってもよい。加熱処理により、光照射による硬化が安定し、光ファイバアレイ６０と光導波路チップ５２の接合が安定する。 The end of heating may be simultaneous with the completion of photocuring or may be after completion of photocuring. By the heat treatment, curing by light irradiation is stabilized, and the bonding between the optical fiber array 60 and the optical waveguide chip 52 is stabilized.

また、フェルール６１と光導波路チップ５２の接合部だけが局所的に加熱されるので、光導波路チップ５２に対する熱の影響や、光ファイバアレイ把持接合器具３０を支持するステージ４５に対する熱の影響が少なく、光軸ずれを防止することができる。 In addition, since only the joint between the ferrule 61 and the optical waveguide chip 52 is locally heated, the influence of heat on the optical waveguide chip 52 and the influence of heat on the stage 45 that supports the optical fiber array holding and joining device 30 are small. , Optical axis deviation can be prevented.

図３は、光ファイバアレイ把持接合器具３０の具体例としての光ファイバアレイ把持接合器具３０Ａを有する接合装置１０Ａを示す。図３では、加熱器３１として電熱器３１Ａを用いる。電熱器３１Ａは、電熱制御部７２Ａに接続されて加熱が制御される。電熱器３１Ａによる加熱動作によりフェルール６１の先端部の加熱領域Ｈを介して、フェルール６１の端面で光硬化中の、あるいは光硬化された接着剤１５が熱硬化される。 FIG. 3 shows a bonding apparatus 10 A having an optical fiber array gripping and joining tool 30 A as a specific example of the optical fiber array gripping and joining tool 30. In FIG. 3, an electric heater 31 A is used as the heater 31. The electric heater 31A is connected to the electric heat control unit 72A to control heating. By the heating operation by the electric heater 31A, the adhesive 15 being photocured or photocured at the end face of the ferrule 61 is thermally cured through the heating region H at the tip of the ferrule 61.

図４は、光ファイバアレイ把持接合器具３０の別の具体例として、光ファイバアレイ把持接合器具３０Ｂを有する接合装置１０Ｂ示す。図４では、加熱器３１として赤外線加熱器３１Ｂを用いる。赤外線加熱器３１Ｂは、赤外線照射器３８と集光器３９を有する。集光器３９は赤外線照射器３８から照射される光を集光して、接合部のスポット加熱を行う（加熱領域Ｈ）。図４の構成は、スポット加熱ができることから、図３の構成と比較して加熱の面積がさらに小さくなり、ステージ４５における熱ドリフトの発生や、光導波路チップ５２の反りを抑制することができる。 FIG. 4 shows a joining apparatus 10B having an optical fiber array gripping and joining tool 30B as another specific example of the optical fiber array gripping and joining tool 30. In FIG. 4, an infrared heater 31 B is used as the heater 31. The infrared heater 31 B includes an infrared irradiator 38 and a condenser 39. The condenser 39 collects the light emitted from the infrared irradiator 38 and performs spot heating of the joint (heating region H). Since the configuration of FIG. 4 can perform spot heating, the heating area is further reduced as compared with the configuration of FIG. 3, and the occurrence of thermal drift in the stage 45 and the warpage of the optical waveguide chip 52 can be suppressed.

図３と図４のいずれの構成でも、光ファイバアレイ把持接合器具３０の位置合わせのみで、正確な位置で局所加熱を行うことができる。光ファイバアレイ６０と光導波路チップ５２の間の接着剤１５を光硬化させた後に、外部からスポット加熱することも考えられるが、この場合、別途、スポット加熱器の位置合わせが必要になる。これに対して、光ファイバアレイ把持接合器具３０（３０Ａ又は３０Ｂ）を用いると、各光ファイバ６２の光軸を光導波路チップ５２の光導波路５３の光軸に対して位置決めすることで、加熱の位置も同時に制御できることから、制御の工程数と時間を低減できる。 3 and 4, local heating can be performed at an accurate position only by aligning the optical fiber array grasping and joining device 30. Although it is conceivable to perform spot heating from the outside after the adhesive 15 between the optical fiber array 60 and the optical waveguide chip 52 is photocured, in this case, it is necessary to align the spot heater separately. On the other hand, when the optical fiber array grasping and joining device 30 (30A or 30B) is used, the optical axis of each optical fiber 62 is positioned with respect to the optical axis of the optical waveguide 53 of the optical waveguide chip 52, thereby heating. Since the position can be controlled simultaneously, the number of control steps and time can be reduced.

図５及び図６は、実施形態の光ファイバアレイ６０の接合方法の手順を示す図である。まず、図５（Ａ）で、ステージ４５（図１参照）に支持された光ファイバアレイ把持接合器具３０により、光ファイバアレイ６０を把持する。把持する際に、吸着部３５でフェルール６１を矢印の方向に吸着する。光ファイバアレイ６０のサイズは種類によって異なるが、たとえば、１２５μｍ径の光ファイバ６２が２５０μｍピッチで１２本配置され、先端に幅４ｍｍ、長さ８ｍｍ、厚さ１ｍｍのフェルール６１を備えたものである。位置制御部７３により、光ファイバアレイ把持接合器具３０を、基板５１上の光導波路チップ５２に向けて搬送する。 5 and 6 are diagrams illustrating a procedure of a method for joining the optical fiber array 60 according to the embodiment. First, in FIG. 5A, the optical fiber array 60 is gripped by the optical fiber array gripping and joining device 30 supported by the stage 45 (see FIG. 1). When gripping, the ferrule 61 is sucked in the direction of the arrow by the suction portion 35. The size of the optical fiber array 60 varies depending on the type. For example, twelve optical fibers 62 having a diameter of 125 μm are arranged at a pitch of 250 μm, and a ferrule 61 having a width of 4 mm, a length of 8 mm, and a thickness of 1 mm is provided at the tip. . The position control unit 73 conveys the optical fiber array grasping and joining device 30 toward the optical waveguide chip 52 on the substrate 51.

図５（Ｂ）で、位置制御部７３により、フェルール６１に保持される光ファイバ６２の光軸を、光導波路チップ５２に形成されている光導波路５３の光軸に対して位置あわせする。位置あわせは、カメラにより観察しながらの調整でもよいし（パッシブアライメント）、光ファイバアレイ６を介して光パワーを計測しながらの調整（アクティブアライメント）でもよい。 In FIG. 5B, the position control unit 73 aligns the optical axis of the optical fiber 62 held by the ferrule 61 with respect to the optical axis of the optical waveguide 53 formed in the optical waveguide chip 52. The alignment may be an adjustment while observing with a camera (passive alignment) or an adjustment while measuring optical power via the optical fiber array 6 (active alignment).

図５（Ｃ）で、位置あわせされたフェルール６１と光導波路チップ５２の間に、接着剤１５（図２参照）としてＵＶ硬化樹脂を0.1〜0.2μＬ塗布する。塗布方法はシリンジによる主導塗布でも、ポンプによる自動塗布でもよい。 In FIG. 5C, 0.1 to 0.2 μL of UV curable resin is applied as an adhesive 15 (see FIG. 2) between the aligned ferrule 61 and the optical waveguide chip 52. The application method may be main application using a syringe or automatic application using a pump.

次に、図６（Ａ）で、ＵＶ光照射器４１でＵＶ硬化樹脂の照射を開始する。ＵＶ光の照射によりＵＶ硬化樹脂は硬化を開始する。ＵＶ光の強度はＵＶ硬化樹脂の種類に応じて適宜設定される。たとえば、ＵＶ硬化樹脂としてＮＴＴ−ＡＴ社製のGA-700Hを用いる場合、３０ｍＷ／ｃｍ2の強度で１０〜２０分間照射する。 Next, in FIG. 6A, the irradiation of the UV curable resin is started by the UV light irradiator 41. The UV curable resin starts to be cured by irradiation with UV light. The intensity of the UV light is appropriately set according to the type of the UV curable resin. For example, when using GA-700H manufactured by NTT-AT as a UV curable resin, irradiation is performed at an intensity of 30 mW / cm 2 for 10 to 20 minutes.

図６（Ｂ）で、ＵＶ照射の開始後に加熱を開始する。加熱の開始は、光硬化完了後であってもよいが、硬化処理時間短縮の観点からは、ＵＶ照射開始後、かつ光硬化完了前に、加熱を開始するのが望ましい。ＵＶ光照射の開始から加熱が開始されるまでの時間や加熱温度は、ＵＶ硬化樹脂の種類やＵＶ光の強度によって異なる。GA-700Hを３０ｍＷ／ｃｍ2の強度で照射する場合は、ＵＶ光照射の開始から５分後に加熱を開始し、加熱温度は８０℃とする。 In FIG. 6B, heating is started after the start of UV irradiation. The start of heating may be after completion of photocuring, but from the viewpoint of shortening the curing treatment time, it is desirable to start heating after the start of UV irradiation and before the completion of photocuring. The time from the start of UV light irradiation to the start of heating and the heating temperature vary depending on the type of UV curable resin and the intensity of the UV light. When GA-700H is irradiated at an intensity of 30 mW / cm 2, heating is started 5 minutes after the start of UV light irradiation, and the heating temperature is 80 ° C.

図６（Ｃ）で、光硬化と、熱硬化が終わると、接合装置１０から光導波路チップ５２と光ファイバアレイ６０の接合体を基板５１ごと取り外し、恒温槽へ移動して最終的な加熱処理を４０分間行う。図６（Ｂ）の局所加熱で十分な加熱処理が行われ、硬化が安定する場合は、図６（Ｃ）の取り外し後の恒温槽での加熱処理を行わなくてもよい。 In FIG. 6C, when photocuring and thermal curing are finished, the joined body of the optical waveguide chip 52 and the optical fiber array 60 is removed from the joining apparatus 10 together with the substrate 51, moved to a thermostat, and finally heated. For 40 minutes. In the case where sufficient heat treatment is performed by local heating in FIG. 6B and curing is stable, the heat treatment in the thermostat after removal in FIG. 6C may not be performed.

この方法により、光ファイバアレイ６０と光導波路チップ５２の光軸ずれを抑制でき、かつ作業時間を短縮することができる。 By this method, the optical axis shift between the optical fiber array 60 and the optical waveguide chip 52 can be suppressed, and the working time can be shortened.

図７は、実施形態の光ファイバアレイの接合方法のフローチャートである。まず、光ファイバアレイ６０を光ファイバアレイ把持接合器具３０で把持し、フェルール６１と光導波路チップ５２の間の相対的な位置調整を行う（Ｓ１０１）。パッシブ法またはアクティブ法により、光ファイバ６２の光軸を光導波路５３の光軸に対して位置合わせする。 FIG. 7 is a flowchart of the optical fiber array bonding method according to the embodiment. First, the optical fiber array 60 is gripped by the optical fiber array gripping and joining device 30, and the relative position between the ferrule 61 and the optical waveguide chip 52 is adjusted (S101). The optical axis of the optical fiber 62 is aligned with the optical axis of the optical waveguide 53 by a passive method or an active method.

位置決めされたフェルール６１と接合対象物（この例では光導波路チップ５２）の間にＵＶ硬化樹脂を塗布し（Ｓ１０２）、ＵＶ光の照射を開始する（Ｓ１０３）。 A UV curable resin is applied between the positioned ferrule 61 and the object to be joined (in this example, the optical waveguide chip 52) (S102), and irradiation with UV light is started (S103).

ＵＶ光照射から暫時後、より具体的には、ＵＶ光照射開始後、かつＵＶ硬化完了前に、加熱を開始する（Ｓ１０４）。この加熱は、フェルール先端の接着剤を加熱ターゲットとする局所的な加熱である。 After a while from the UV light irradiation, more specifically, heating is started after the UV light irradiation is started and before the UV curing is completed (S104). This heating is local heating using the adhesive at the tip of the ferrule as a heating target.

ＵＶ硬化後に、ＵＶ光照射を停止する（Ｓ１０５）。また、加熱を一定時間行った後に、加熱を停止する（Ｓ１０６）。この加熱は、光ファイバアレイ６０と光導波路チップ５２の接合にある程度の固定力を与える暫定的なものであってもよいし（仮硬化）、最終的に硬化を安定させるものであってもよい（本硬化）。 After UV curing, UV light irradiation is stopped (S105). Further, after heating for a certain time, the heating is stopped (S106). This heating may be provisional to give a certain amount of fixing force to the joint between the optical fiber array 60 and the optical waveguide chip 52 (temporary curing) or may ultimately stabilize the curing. (Full curing).

Ｓ１０６での加熱が最終的な硬化の安定に至らない場合は、接合装置１０から光ファイバアレイ６０と光導波路チップ５２の接合体を基板５１ごと取り外して恒温槽へ移動し、加熱処理（本硬化）を行う（Ｓ１０７）。 When the heating in S106 does not lead to the final curing stability, the bonded body of the optical fiber array 60 and the optical waveguide chip 52 is removed from the bonding apparatus 10 together with the substrate 51 and moved to a thermostatic chamber, and heat treatment (main curing) (S107).

上記の構成と手法により、光ファイバ列と光導波路の接合の位置ずれを抑制でき、かつ作業時間を短縮できる。 With the above-described configuration and method, it is possible to suppress misalignment of the joint between the optical fiber array and the optical waveguide, and to shorten the work time.

特に、光ファイバアレイと光導波路基板を接合装置から取り外さずに加熱処理を行うことができるので、硬化が安定し、本硬化のために恒温槽へ搬送する際に位置ずれが発生しにくい。 In particular, since the heat treatment can be performed without removing the optical fiber array and the optical waveguide substrate from the bonding apparatus, the curing is stable, and the positional deviation is less likely to occur when transported to a thermostat for the main curing.

局所加熱により、光導波路基板やステージの温度上昇を最小限に抑えることができ、基板の反りや熱ドリフトによる位置ずれを抑制できる。 By local heating, the temperature rise of the optical waveguide substrate and the stage can be minimized, and the displacement due to the warpage of the substrate and the thermal drift can be suppressed.

局所加熱部とファイバアレイを個別に位置制御する必要がなく、タクトタイムとコストを抑えることができる。 It is not necessary to individually control the position of the local heating unit and the fiber array, and the tact time and cost can be suppressed.

光硬化と時間的に近接して（硬化完了前に）加熱処理を開始することで、工程時間を短縮できる。 By starting the heat treatment close to the time of photocuring (before completion of curing), the process time can be shortened.

上述した実施形態は多種の変形が可能である。加熱制御部７２は、必ずしも光ファイバアレイ把持接合器具３０の外部に配置する必要はなく、光ファイバアレイ把持接合器具３０の断熱材の吸着部本体３４に配置されてもよい。光ファイバアレイ把持接合器具３０による局所加熱は、必ずしも仮の熱硬化のための加熱である必要はなく、本加熱として用いてもよい。 The embodiment described above can be variously modified. The heating control unit 72 is not necessarily disposed outside the optical fiber array grasping and joining device 30, and may be disposed in the heat insulating material adsorption portion main body 34 of the optical fiber array grasping and joining device 30. The local heating by the optical fiber array grasping and joining device 30 does not necessarily need to be heating for temporary thermosetting, and may be used as the main heating.

フェルール６１の把持は必ずしも吸着でなくてもよく、機械的な把持であってもよい。パッシブアライメントのときは、磁気的あるいは静電的な把持であってもよい。加熱部３３に電熱器３１Ａを用いる場合、加熱器３１は必ずしもフェルール６１の上面と対向して配置される必要はなく、ハウジング３２の先端面にフェルール６１の上面と垂直方向に配置されてもよいてもよい。また、断熱材の吸着部本体３４からなるべく遠ざかるように、ハウジング３２の底部先端のコーナーに配置されてもよい。 The gripping of the ferrule 61 is not necessarily suction, and may be mechanical gripping. In the case of passive alignment, magnetic or electrostatic gripping may be used. When the electric heater 31 A is used for the heating unit 33, the heater 31 is not necessarily arranged to face the upper surface of the ferrule 61, and may be arranged on the front end surface of the housing 32 in a direction perpendicular to the upper surface of the ferrule 61. May be. Moreover, you may arrange | position in the corner of the bottom part front end of the housing 32 so that it may distance from the adsorption | suction part main body 34 of a heat insulating material as much as possible.

以下の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
断熱材で形成されて光ファイバアレイのフェルールを把持する把持部と、前記把持部よりも前記フェルールの先端側に配置されて前記フェルールと接合対象物との接合箇所を加熱する加熱部とを有する光ファイバアレイ把持接合器具と、
前記接合箇所に適用される接着剤の光硬化の開始後に前記接合箇所の加熱が開始されるように前記加熱部を制御する加熱制御部と、
を有することを特徴とする光ファイバアレイの接合装置。
（付記２）
前記加熱制御部は、前記接着剤の前記光硬化の開始後、かつ前記光硬化の完了前に前記加熱が開始されるように、前記加熱部を制御することを特徴とする付記１に記載の接合装置。
（付記３）
前記加熱部は、前記把持部から離れて配置される電熱器を有し、
前記加熱制御部は、電熱制御器であることを特徴とする付記１に記載の接合装置。
（付記４）
前記加熱部は、前記把持部から離れて配置される赤外線加熱器を有し、
前記加熱制御部は、赤外光制御器であることを特徴とする付記１に記載の接合装置。
（付記５）
前記赤外線加熱器は、赤外線照射器と、前記赤外線照射器から照射される赤外光を前記フェルールの先端面に向けて集光する集光器とを有することを特徴とする付記４に記載の接合装置。
（付記６）
前記光ファイバアレイ把持接合器具の位置を制御する位置制御部と、
前記位置制御部による位置決め後に前記接合箇所の前記接着剤を照射する光照射部と、
をさらに有することを特徴とする付記１に記載の接合装置。
（付記７）
前記把持部は、前記フェルールを吸着保持する吸着孔を有することを特徴とする付記１に記載の接合装置。
（付記８）
断熱材で形成され、光ファイバアレイのフェルールを把持する把持部と、
前記把持部よりも前記フェルールの先端側に位置して、前記フェルールと接合対象物との接合箇所を加熱する加熱部と、
を有し、前記加熱部は、前記接合箇所に適用される接着剤の光硬化の開始後に加熱を開始するように制御される、
ことを特徴とする光ファイバアレイ把持接合器具。
（付記９）
前記加熱部は、前記接着剤の光硬化の開始後、かつ前記光硬化の完了前に前記加熱を開始するように制御されることを特徴とする光ファイバアレイ把持接合器具。
（付記１０）
光ファイバアレイを把持器具で把持して接合対象物に対して位置決めし、
前記位置決め後に、前記光ファイバアレイと前記接合対象物との接合面に位置する接着剤を照射して光硬化を開始させ、
前記光硬化の開始後に、前記光ファイバアレイを前記把持器具で把持したまま、前記把持器具に設けられた加熱器で前記接着剤の加熱を開始して熱硬化させる、
ことを特徴とする光ファイバアレイの接合方法。
（付記１１）
前記加熱は、前記光硬化の開始後、かつ前記光硬化の完了前に開始されることを特徴とする付記１０に記載の接合方法。
（付記１２）
前記加熱により、前記接着剤を暫定的に熱硬化させ、
前記光硬化の完了後に、前記光ファイバアレイと前記接合対象物を恒温槽へ搬送して本硬化させる、
ことを特徴とする付記１０に記載の接合方法。
（付記１３）
前記加熱は、前記把持器具に設けられた電熱器で行うことを特徴とする付記１０に記載の接合方法。
（付記１４）
前記加熱は、前記把持器具に設けられた赤外線加熱器で行うことを特徴とする付記１０に記載の接合方法。
（付記１５）
前記加熱は、赤外線照射器から赤外光を照射し、前記赤外光を前記接着剤に向けて集光することを特徴とする付記１４に記載の接合方法。 The following notes are presented for the following explanation.
(Appendix 1)
A gripping part that is formed of a heat insulating material and grips the ferrule of the optical fiber array, and a heating part that is disposed closer to the distal end side of the ferrule than the gripping part and heats a joint portion between the ferrule and the joining object. An optical fiber array grasping and joining device;
A heating control unit that controls the heating unit so that heating of the bonding part is started after the start of photocuring of the adhesive applied to the bonding part;
An optical fiber array bonding apparatus comprising:
(Appendix 2)
The heating control unit controls the heating unit so that the heating is started after the photocuring of the adhesive is started and before the photocuring is completed. Joining device.
(Appendix 3)
The heating unit has an electric heater disposed away from the gripping unit,
The joining apparatus according to appendix 1, wherein the heating control unit is an electric heat controller.
(Appendix 4)
The heating unit has an infrared heater arranged away from the gripping unit,
The joining apparatus according to appendix 1, wherein the heating control unit is an infrared light controller.
(Appendix 5)
The infrared heater includes an infrared irradiator and a condenser that condenses the infrared light irradiated from the infrared irradiator toward a tip surface of the ferrule. Joining device.
(Appendix 6)
A position control unit for controlling the position of the optical fiber array grasping and joining device;
A light irradiation unit for irradiating the adhesive at the joint after positioning by the position control unit;
The joining apparatus according to appendix 1, further comprising:
(Appendix 7)
The joining apparatus according to appendix 1, wherein the gripping portion has a suction hole for sucking and holding the ferrule.
(Appendix 8)
A grip portion formed of a heat insulating material and gripping the ferrule of the optical fiber array;
A heating unit that heats the joint portion between the ferrule and the object to be joined, which is located closer to the distal end side of the ferrule than the grip portion;
And the heating part is controlled to start heating after the start of photocuring of the adhesive applied to the joint location,
An optical fiber array grasping and joining device characterized by the above.
(Appendix 9)
The optical fiber array grasping and joining device, wherein the heating unit is controlled to start the heating after the photocuring of the adhesive is started and before the photocuring is completed.
(Appendix 10)
Grip the optical fiber array with a grasping instrument and position it relative to the object to be joined.
After the positioning, the photo-curing is started by irradiating the adhesive located on the bonding surface between the optical fiber array and the bonding object,
After the start of the photocuring, while the optical fiber array is gripped by the gripping device, heating of the adhesive is started by a heater provided in the gripping device and is thermally cured.
An optical fiber array bonding method.
(Appendix 11)
The joining method according to appendix 10, wherein the heating is started after the start of the photocuring and before the completion of the photocuring.
(Appendix 12)
Temporarily thermosetting the adhesive by the heating,
After completion of the photocuring, the optical fiber array and the object to be joined are transported to a thermostatic chamber and finally cured.
The joining method according to appendix 10, characterized in that.
(Appendix 13)
The joining method according to appendix 10, wherein the heating is performed by an electric heater provided in the gripping instrument.
(Appendix 14)
The joining method according to appendix 10, wherein the heating is performed by an infrared heater provided in the gripping instrument.
(Appendix 15)
The joining method according to appendix 14, wherein the heating is performed by irradiating infrared light from an infrared irradiator and condensing the infrared light toward the adhesive.

１０、１０Ａ、１０Ｂ光ファイバアレイの接合装置
３０、３０Ａ、３０Ｂ光ファイバアレイ把持接合器具
３１加熱器
３１Ａ電熱器
３１Ｂ赤外線加熱器
３２ハウジング
３３加熱部
３４吸着部本体
３５吸着部（把持部）
３６吸着孔
３７光ファイバアレイガイド
４１ＵＶ光照射器
５２光導波路チップ
５３光導波路
６０光ファイバアレイ
６１フェルール
６２光ファイバ
７１吸着ポンプ
７２加熱制御部
７３位置制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B Optical fiber array joining apparatus 30, 30A, 30B Optical fiber array holding | grip joining apparatus 31 Heater 31A Electric heater 31B Infrared heater 32 Housing 33 Heating part 34 Adsorption part main body 35 Adsorption part (gripping part)
36 Suction hole 37 Optical fiber array guide 41 UV light irradiator 52 Optical waveguide chip 53 Optical waveguide 60 Optical fiber array 61 Ferrule 62 Optical fiber 71 Suction pump 72 Heating control unit 73 Position control unit

Claims

断熱材で形成されて光ファイバアレイのフェルールを把持する把持部と、前記把持部よりも前記フェルールの先端側に配置されて前記フェルールと接合対象物との接合箇所を加熱する加熱部とを有する光ファイバアレイ把持接合器具と、
前記接合箇所に適用される接着剤の光硬化の開始後に前記接合箇所の加熱が開始されるように前記加熱部を制御する加熱制御部と、
を有することを特徴とする光ファイバアレイの接合装置。 A gripping part that is formed of a heat insulating material and grips the ferrule of the optical fiber array, and a heating part that is disposed closer to the distal end side of the ferrule than the gripping part and heats a joint portion between the ferrule and the joining object. An optical fiber array grasping and joining device;
A heating control unit that controls the heating unit so that heating of the bonding part is started after the start of photocuring of the adhesive applied to the bonding part;
An optical fiber array bonding apparatus comprising:

前記加熱制御部は、前記接着剤の前記光硬化の開始後、かつ前記光硬化の完了前に前記加熱が開始されるように前記加熱部を制御することを特徴とする請求項１に記載の接合装置。 The said heating control part controls the said heating part so that the said heating may be started after the start of the said photocuring of the said adhesive agent and before the completion of the said photocuring. Joining device.

前記加熱部は、前記把持部から離れて配置される電熱器を有し、
前記加熱制御部は、電熱制御器であることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。 The heating unit has an electric heater disposed away from the gripping unit,
The joining apparatus according to claim 1, wherein the heating control unit is an electric heat controller.

前記加熱部は、前記把持部から離れて配置される赤外線加熱器を有し、
前記加熱制御部は、赤外光制御器であることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。 The heating unit has an infrared heater arranged away from the gripping unit,
The joining apparatus according to claim 1, wherein the heating control unit is an infrared light controller.

断熱材で形成され、光ファイバアレイのフェルールを把持する把持部と、
前記把持部よりも前記フェルールの先端側に位置して、前記フェルールと接合対象物との接合箇所を加熱する加熱部と、
を有し、前記加熱部は、前記接合箇所に適用される接着剤の光硬化の開始後に加熱を開始するように制御される、
ことを特徴とする光ファイバアレイ把持接合器具。 A grip portion formed of a heat insulating material and gripping the ferrule of the optical fiber array;
A heating unit that heats the joint portion between the ferrule and the object to be joined, which is located closer to the distal end side of the ferrule than the grip portion;
And the heating part is controlled to start heating after the start of photocuring of the adhesive applied to the joint location,
An optical fiber array grasping and joining device characterized by the above.

前記加熱部は、前記接着剤の光硬化の開始後、かつ光硬化の完了前に加熱を開始するように制御されることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバアレイ把持接合器具。 The optical fiber array grasping and joining device according to claim 5, wherein the heating unit is controlled to start heating after the photocuring of the adhesive is started and before the photocuring is completed.

光ファイバアレイを把持器具で把持して接合対象物に対して位置決めし、
前記位置決め後に、前記光ファイバアレイと前記接合対象物との接合面に位置する接着剤を照射して光硬化を開始させ、
前記光硬化の開始後に、前記光ファイバアレイを前記把持器具で把持したまま、前記把持器具に設けられた加熱器で前記接着剤の加熱を開始して熱硬化させる、
ことを特徴とする接合方法。 Grip the optical fiber array with a grasping instrument and position it relative to the object to be joined.
After the positioning, the photo-curing is started by irradiating the adhesive located on the bonding surface between the optical fiber array and the bonding object,
After the start of the photocuring, while the optical fiber array is gripped by the gripping device, heating of the adhesive is started by a heater provided in the gripping device and is thermally cured.
The joining method characterized by the above-mentioned.

前記加熱は、前記光硬化の開始後、かつ前記光硬化の完了前に開始されることを特徴とする請求項７に記載の接合方法。 The bonding method according to claim 7, wherein the heating is started after the start of the photocuring and before the completion of the photocuring.