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光デバイスにおける接着剤と接着技術

  • Adhesive and Bonding Technology in Optical Devices
★ 見えないところで大きな力を発揮する接着剤。複雑,繊細な光デバイスの発展を支える接着の基礎から応用,評価まで,技術者必携の一書
★ 光通信,LED,太陽光発電,有機ELなど,QOL向上を目指したデバイスの接着も紹介

商品コード: T0760

  • 監修: 三田地成幸・村田則夫
  • 発行日: 2010年10月
  • 価格(税込): 70,200 円
  • 体裁: B5判・301ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0270-6

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  • 光ファイバ/光硬化/コーティング/封止/光導波路/評価/寿命予測

刊行にあたって

 人々の生活の質の向上において,発光ダイオードや半導体レーザ,フォトダイオード,光ファイバ,光導波路などの光デバイスが暮らしの中で果たす役割には極めて幅広いものがある。
 光デバイスが本来の機能を発揮するためには光デバイス間の低損失で低反射な接続が必須である。これには光軸をサブミクロンオーダーの精度で調整した上で光デバイス間の屈折率整合もとり,それら光デバイスがサービスに供される期間(例えば十数年から数十年間),その調整状態を保持し続けるための技術が「光デバイスにおける接着剤と接着技術」の真髄である。
(「巻頭言」より抜粋)

2010年盛夏  東京工科大学 三田地成幸

著者一覧

三田地成幸  東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 教授
村田則夫   (元)NTTアドバンステクノロジ(株) (現)技術コンサルタント
柳原榮一   神奈川県技術アドバイザー
木村和資   横浜ゴム(株) 研究本部 接着技術研究室 研究室長
富山和照   武蔵エンジニアリング(株) 総合企画室 室長
角岡正弘   大阪府立大学 名誉教授
天野主税   NTTエレクトロニクス(株) フォトニクス事業本部 光波回路事業部 製造部 第三生産技術部門 部門長
外川雅之   (株)精工技研 開発グループ レーザ機器チーム チームリーダー
大磯義孝   NTTフォトニクス研究所 光デバイス研究部
丸野 透   NTTアドバンステクノロジ(株) 先端プロダクツ事業本部 本部長
吉村徹三   東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 教授
長瀬 亮   千葉工業大学 工学部 機械サイエンス学科 教授
村越 裕   NTTアドバンステクノロジ(株) 営業本部 第四営業部門 担当課長
小林 勝   NTTアドバンステクノロジ(株) 先端プロダクツ事業本部 光プロダクツビジネスユニット 営業技術グループリーダ
都丸 暁   NTTアドバンステクノロジ(株) 先端プロダクツ事業本部 光プロダクツビジネスユニット 主幹担当部長
岡松隆裕   横浜ゴム(株) 研究本部 原料設計研究室 研究室長
植月洋平   ナガセケムテックス(株) 研究開発本部 研究開発第二部
大森 裕   大阪大学 先端科学イノベーションセンター 教授
杉本榮一   (株)デンギケン 本社 代表取締役
向井孝彰   大阪市立大学 大学院工学研究科 教授
池田順一   共栄社化学(株) 奈良研究所 新規事業推進室部付部長
戒能俊邦   東北大学 名誉教授
今村三郎   NTTアドバンステクノロジ(株) 先端プロダクツ事業本部 光プロダクツビジネスユニット 主幹担当部長
塩田剛史   三井化学(株) 加工品開発部 主席研究員
斎藤誠一   (株)ADEKA 先端材料開発研究所 新機能材料研究室 室長
三上 修   東海大学 工学部 光・画像工学科 教授
吉田淳一   千歳科学技術大学 総合光科学部 グローバルシステムデザイン学科 教授
福田光男   豊橋技術科学大学 電気・電子情報工学系 教授
竹下達也   NTT厚木研究開発センター フォトニクス研究所 フォトニクスデバイス研究部 主任研究員

目次

序章 光デバイスにおける接着技術の重要性(総括)
1. 光技術の歴史と普及
1.1 光通信
1.2 暮らしの中での光技術と接着技術
1.3 レーザ治療
1.4 バイオフォトニクス
1.5 宇宙光通信と深宇宙探査

【第I編 光デバイスの組立に使用される各種接着剤と接着基礎技術】
第1章 光デバイス組立用接着剤
1. 概要

2. 紫外線(UV)硬化接着剤
2.1 UV接着剤の特徴
2.2 UV接着剤の構成
2.3 UV接着剤としての特性
2.4 光デバイスへの応用

3. エポキシ樹脂接着剤
3.1 接着剤の特徴
3.2 接着剤の構成
3.3 接着剤としての特性
3.4 光デバイスへの適用

4. アクリル接着剤
4.1 接着剤の特徴
4.2 嫌気性アクリル
4.3 SGA(第二世代のアクリル系接着剤)
4.4 シアノアクリレート

5. シリコーン接着剤
5.1 接着剤の特徴
5.2 接着剤の構成
5.3 接着特性
5.4 光デバイスへの適用

6. 新規高耐湿性接着剤の開発
6.1 はじめに
6.2 接着剤に求められる性能
6.3 新規接着剤(FRA-14)の開発
6.4 新規接着剤(FRA-41)の開発
6.5 おわりに

第2章 各種光デバイスの製造プロセスにおける接着基礎技術
1. 接着剤塗布技術
1.1 はじめに
1.2 接着剤種別と各ディスペンサおよび周辺機器の対応例
1.3 おわりに

2. 表面処理技術
2.1 表面処理の必要性
2.2 表面処理の手法とその効果
2.3 光デバイスへの適用

3. UV接着硬化技術
3.1 はじめに
3.2 UV硬化技術とUV接着硬化技術
3.3 おわりに

4. 接着信頼性設計技術
4.1 高信頼性接着設計の基本条件
4.2 光学デバイスの接着における接着信頼性設計
4.3 耐湿(水)信頼性設計

【第II編 光デバイスの組立における接着・コーティング技術】
第1章 各種デバイスの製造プロセス技術
1. 光能動部品の製造プロセス
1.1 光半導体デバイスの基本的なプロセスの流れ
1.2 光半導体デバイスのエピタキシャル成長
1.3 光半導体デバイスの具体的なプロセス手順
1.4 おわりに

2. 光受動部品の製造プロセス
2.1 はじめに
2.2 接着プロセスの工程ごとの注意点と接着プロセスの実際
2.3 おわりに

3. 光デバイスにおけるウェハボンディング技術
3.1 はじめに
3.2 直接接合(direct bonding)
3.3 接着剤による接合

4. 光デバイス用光学接着剤における屈折率整合技術
4.1 はじめに
4.2 屈折率整合の要望
4.3 屈折率制御の手法
4.4 フッ素化エポキシ、アクリルの合成と硬化物の特性
4.5 光路用光学接着剤の開発
4.6 おわりに

5. 光デバイスにおけるセルフアライン内部接続方法(インターコネクション)
5.1 はじめに
5.2 自己組織化光波網(SOLNET)の概念
5.3 セルフアライン光結合
5.4 SOLNETによるセルフアライン光結合のデモンストレーション
5.5 まとめ

第2章 光通信用接着技術
1. 光ファイバ接続の永久接続(スプライス)
1.1 はじめに
1.2 融着接続における接着技術
1.3 突き合わせ接着接続における接着技術
1.4 おわりに

2. ファイバ接続:コネクタ(単心系)
2.1 単心系光コネクタの接続原理
2.2 安定なPC接続を実現する接着技術
2.3 現場組立用接着技術
2.4 おわりに

3. 光ファイバのコネクタ接続:多心系
3.1 はじめに
3.2 MT形コネクタ
3.3 従来の組立方法
3.4 開発された高速組立方法
3.5 おわりに

4. ファイバ接続:ファイバPC接続技術
4.1 はじめに
4.2 基本構造
4.3 関係式
4.4 設計
4.5 光コネクタ
4.6 光ファイバ先端加工技術
4.7 光学特性
4.8 まとめ

5. 光通信用デバイス用接着剤
5.1 光通信用デバイスにおける接着剤の使用箇所
5.2 光通信用デバイスに用いられる接着剤の特徴
5.3 光通信用デバイスの信頼性
5.4 まとめ

6. 光部品(防湿)封止技術
6.1 はじめに
6.2 光部品用シール材の要求条件
6.3 開発されたエポキシ系光部品用シール材の特性
6.4 光部品の防湿シールの実例
6.5 おわりに

第3章 光ファイバ用ハードコート剤
1. はじめに
2. ハードコート剤の材料設計
3. UV硬化型アクリル樹脂の硬度発現
4. 表面低摩擦化
5. ポリシラザンハイブリッド
6. おわりに

第4章 LED封止材技術
1. はじめに
2. 透明エポキシ樹脂と安定化剤
3. シルセスキオキサン骨格を有する透明封止材の開発
3.1 シロキサン結合を有する材料
3.2 シルセスキオキサンの構造
3.3 LED素子封止用シルセスキオキサン樹脂の特性
4. おわりに

第5章 有機ELディスプレイと接着技術
1. はじめに
2. 有機ELディスプレイの概要
3. 有機ELの封止技術
4. まとめと今後の課題

第6章 太陽光発電(PV)システム用部材の接着剤―評価技術と評価の実例―
1. 概要
2. 太陽光発電の原理
3. 太陽光発電システムと構成材料
4. 結晶シリコン系PVモジュールの構造
5. BS用接着剤の特性と評価技術
5.1 基本的特性評価
5.2 評価方法
5.3 代表的接着剤の試験結果
6. まとめ(課題と展望)

第7章 光ピックアップ用絶縁型高熱伝導剤
1. はじめに
2. 熱伝導剤に求められる性能
3. 新規接着剤の開発
4. 高熱伝導剤の性状
5. おわりに

第8章 反射防止コート技術
1. はじめに
2. 平面波入射光に対する反射防止膜
3. 導波入射光に対する反射防止膜

第9章 光メモリ(テラビットホログラムメモリ)
1. はじめに
2. テラを超える挑戦
3. まとめ

第10章 光導波路
1. 光導波路
1.1 はじめに
1.2 ポリマー光導波路の位置づけ
1.3 ポリマー光導波路作製技術
1.4 ポリマー光導波路の簡易性能評価法
1.5 ポリマー光導波路の展開
1.6 おわりに

2. エポキシ導波路
2.1 はじめに
2.2 エポキシ導波路の特長
2.3 エポキシ導波路の応用
2.4 まとめ

3. ポリイミド光導波路
3.1 ポリイミドとは
3.2 ポリイミド光導波路の作製方法
3.3 今後の開発の方向性

4. シリコーン光導波路
4.1 はじめに
4.2 光導波路材料の基本特性と耐熱性
4.3 PMTコネクタ付光導波路
4.4 光プリント基板
4.5 おわりに

5. マスク転写法による自己形成光導波路
5.1 はじめに
5.2 マスク転写法
5.3 45度マイクロミラーをもつ光ピン
5.4 アウトプットロッド付光デバイス
5.5 90度光路変換デバイス
5.6 おわりに

【第III編 評価技術(寿命、信頼性)】 
第1章 光能動部品の劣化と寿命予測
1. 光能動部品の信頼性標準
1.1 はじめに
1.2 光能動部品の信頼性を担当する国際標準化組織
1.3 光ファイバ伝送用光能動部品の信頼性に関する国際標準
1.4 光ファイバ伝送用以外の光能動部品の信頼性に関する国際標準
1.5 国際標準とJISなどの国内標準との連携
1.6 まとめ

2. 光能動部品の寿命予測
2.1 順方向デバイスと寿命推定
2.2 逆方向デバイスと寿命推定

3. 光能動部品の寿命を支配する要因
3.1 劣化モード
3.2 端面劣化
3.3 遅い劣化

4. 光能動部品の信頼性と接着剤の関係
4.1 光能動部品と樹脂
4.2 樹脂を用いた光能動部品のパッケージングと信頼性
4.3 まとめ

第2章 光受動部品・接続部品の劣化と寿命予測
1. 光受動部品の信頼性標準
1.1 光受動部品の信頼性標準
1.2 光受動部品の信頼性標準の基本的考え方
1.3 信頼性、性能、品質の定義
2. 信頼性パラメータを得る方法
2.1 算出の仮定
2.2 算出に必要な情報
2.3 磨耗故障試験のガイダンス
2.4 計算例
2.5 ランダム故障の計算
3. 光受動部品の故障モードと故障メカニズム
3.1 故障メカニズム解析のための信頼性試験セット
3.2 各受動部品についての故障モード/故障メカニズム
4. 光部品製造におけるスクリーニング
5. 光受動部品の信頼性確保の実例
5.1 光コネクタ用ジルコニア割りスリーブ
5.2 光スプリッタ

第3章 光部品用光学接着剤の劣化と寿命予測
1. 光デバイス用光学接着剤の寿命予測に必要な信頼性パラメータを得る方法
1.1 光部品用光学接着剤の劣化について
1.2 光デバイス用光学接着剤の寿命予測のための信頼性パラメータ
2. 光デバイス用光学接着剤の寿命予測の実例
2.1 光受動部品の信頼性向上のための高耐湿性接着剤の開発
2.2 光デバイス用光学接着剤の寿命評価

第4章 光部品用高耐湿性光学接着剤の研究開発と光実装への適用
1. 光部品の信頼性試験結果の実例
2. 新規高耐湿性光学接着剤適用光デバイス信頼性試験
2.1 サンプルデバイスの作製
2.2 新規高耐湿性光学接着剤適用光デバイス信頼性試験
3. 光学特性
4. 部品形状変化の測定
5. まとめ
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