【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの先端にセ
ンサヘッドを付設した光ファイバセンサの作製方法に関
し、特に生体内や細管等にも用いることのできる超小型
の光ファイバセンサの作製方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber sensor in which a sensor head is attached to the tip of an optical fiber, and particularly to a method for manufacturing a microminiature optical fiber sensor which can be used in a living body or a thin tube. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、活発に行われているマイクロマシ
ン技術の研究開発に伴い、超小型なセンサの研究開発も
行われている。このようなセンサには光ファイバを用い
た光ファイバセンサがあり、該光ファイバセンサは電気
を用いないことから電気を用いることが好ましくない環
境下（例えば生体内など）でも使用できるという利点が
ある。このような光ファイバセンサには例えば光ファイ
バと反射膜との間に温度変化により透過率が連続的に変
化する物質を配置し、光ファイバより送光された光が反
射膜によって反射された光を受光し、この時の透過光量
の変化を検出し測定する光ファイバ温度センサや、可撓
性反射膜を設け該可撓性反射膜に送光し、反射した光を
受光することにより、撓みによる戻り光の変化を検出し
測定する光ファイバ圧力センサなどがある。2. Description of the Related Art In recent years, along with the active research and development of micromachine technology, research and development of ultra-small sensors have also been carried out. Such a sensor includes an optical fiber sensor using an optical fiber, and since the optical fiber sensor does not use electricity, it has an advantage that it can be used even in an environment where it is not preferable to use electricity (for example, in a living body). . In such an optical fiber sensor, for example, a substance whose transmittance changes continuously due to temperature change is arranged between the optical fiber and the reflection film, and the light transmitted from the optical fiber is reflected by the reflection film. The optical fiber temperature sensor that detects and measures the change in the amount of transmitted light at this time, and a flexible reflective film is provided to send light to the flexible reflective film and receive the reflected light There is an optical fiber pressure sensor that detects and measures the change in the returning light due to.
【０００３】そして前記光ファイバセンサの一つである
光ファイバ圧力センサの作製方法として、例えばセンサ
ヘッドはシリコンのマイクロマシニングを利用した微細
加工技術によりかなりの小型化が試みられている。しか
しながら光ファイバをセンサヘッドへ取付ける方法にお
いてはこれまで顕微鏡下で手作業により行われてきた。As a method of manufacturing an optical fiber pressure sensor, which is one of the optical fiber sensors, for example, the sensor head has been attempted to be considerably miniaturized by a microfabrication technique utilizing micromachining of silicon. However, the method of attaching the optical fiber to the sensor head has hitherto been performed manually under a microscope.
【０００４】前記光ファイバ圧力センサの作製方法を示
す図３について詳述すると、シリコンのマイクロマシニ
ングによりシリコンウェハ上に作製された多数のセンサ
ヘッドをダイシングにより各素子毎に分離し、分離され
たセンサヘッド１の１つを取り出し、保持する（図３
（ａ））。このセンサヘッド１の案内部５の凹部分６に
紫外線硬化性樹脂７を棒状もしくは針状の治具８を用い
て塗布する（図３（ｂ））。Referring to FIG. 3 showing the method for manufacturing the optical fiber pressure sensor in detail, a large number of sensor heads manufactured on a silicon wafer by silicon micromachining are separated into individual elements by dicing, and the separated sensors are separated. Take out one of the heads 1 and hold it (see FIG. 3).
(A)). The ultraviolet curable resin 7 is applied to the recessed portion 6 of the guide portion 5 of the sensor head 1 by using a rod-shaped or needle-shaped jig 8 (FIG. 3B).
【０００５】前記案内部５の凹部分６に光ファイバ素線
１０ａを端面が透明基板４に密着するように挿入し、そ
の状態を保持した状態で紫外線硬化性樹脂７に紫外線を
照射し、紫外線硬化性樹脂７を硬化させることにより光
ファイバ式圧力センサが作製される（図３（ｃ））。な
お、前述の作業はセンサヘッドを分離した後は全て顕微
鏡下で手作業により行われている。The optical fiber wire 10a is inserted into the concave portion 6 of the guide portion 5 so that the end face is in close contact with the transparent substrate 4, and while maintaining this state, the ultraviolet curable resin 7 is irradiated with ultraviolet rays, An optical fiber type pressure sensor is manufactured by curing the curable resin 7 (FIG. 3C). It should be noted that the above-mentioned work is all performed manually under a microscope after the sensor head is separated.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このように、光ファイ
バ圧力センサの組立ては一つ毎、手作業により行わなけ
ればならず組立作業は困難を極めており、作業者の熟練
が必要不可欠である。そのため作業効率が悪く、また光
ファイバの取付けが安定せず、光ファイバ端面が可撓性
反射膜と平行にならなかったり、各素子間で可撓性反射
膜と光ファイバ端面との距離が異なったり、光ファイバ
の取付位置が可撓性反射膜の位置からずれていたりする
こと等に起因して各素子間でのセンサ特性に大きな差異
が生じるといった問題が生じていた。また圧力センサの
大きさが小さくなるにしたがってさらに組立作業は困難
となり、前記諸問題が顕著になる。As described above, the assembling of the optical fiber pressure sensor must be done manually one by one, and the assembling work is extremely difficult, and the skill of the operator is indispensable. Therefore, the work efficiency is poor, the optical fiber attachment is not stable, the optical fiber end face is not parallel to the flexible reflection film, and the distance between the flexible reflection film and the optical fiber end face is different between each element. In addition, there is a problem in that the sensor characteristic between the respective elements greatly differs due to the mounting position of the optical fiber being displaced from the position of the flexible reflective film. Further, as the size of the pressure sensor becomes smaller, the assembling work becomes more difficult, and the above-mentioned various problems become remarkable.
【０００７】なお、このような問題は光ファイバ圧力セ
ンサに限られるものではなく、光フィバ温度センサ、光
ファイバ触覚センサ等、光ファイバを小型の対象物に取
り付ける場合に必然的に生じる問題である。Incidentally, such a problem is not limited to the optical fiber pressure sensor, and is a problem inevitable when the optical fiber is attached to a small object such as an optical fiber temperature sensor and an optical fiber tactile sensor. .
【０００８】従って本発明は、一度に多数の組立てを可
能とし、作業効率を向上させるとともに組立作業を容易
とする光ファイバセンサの作製方法を提供することを目
的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an optical fiber sensor which enables a large number of assembling operations at one time, improves the work efficiency and facilitates the assembling work.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバセン
サの作製方法は、光ファイバの先端にセンサヘッドを付
設した光ファイバセンサの作製方法であって、複数のセ
ンサヘッドを規則的に整列し、このセンサヘッドのそれ
ぞれの光ファイバとの接合面側に接着剤を塗布し、前記
センサヘッドの規則的整列状態の全部または一部に対応
した整列状態の複数の貫通孔を備えるガイドを少なくと
も１つ用い、該ガイドの前記貫通孔に複数の光ファイバ
を挿通し、規則的整列状態を保ちつつ各光ファイバの各
端面を前記各センサヘッドに接着することを特徴とする
ものである。A method of manufacturing an optical fiber sensor according to the present invention is a method of manufacturing an optical fiber sensor in which a sensor head is attached to the tip of an optical fiber, and a plurality of sensor heads are regularly arranged. , A guide having a plurality of through-holes in an alignment state corresponding to all or a part of the regular alignment state of the sensor head, in which an adhesive is applied to a joint surface side of the sensor head with each optical fiber. It is characterized in that a plurality of optical fibers are inserted into the through holes of the guide and each end face of each optical fiber is bonded to each sensor head while maintaining a regular alignment state.
【００１０】センサヘッドの規則的整列状態には特に制
限はなく、マトリックス状、俵積み状など規則性を有し
ていればよい。またセンサヘッドを規則的に整列させる
手段にも特に制限はなく、例えば予め規則性をもった整
列状態にある収容枠を設けた治具を用い、前記枠内へ作
製されたセンサヘッドを挿入することにより整列状態を
得る方法、半導体技術などを利用してウェハ上にセンサ
ヘッドを規則的な整列状態で作製し、その整列状態を乱
すことなく各センサヘッド間を切断して素子化する方法
などが挙げられるが、小型なセンサヘッドも容易に規則
的整列状態を形成できること、大量生産に適しているこ
となどから、マイクロマシニングを利用して半導体ウェ
ハ上に規則的整列状態でセンサヘッドを作製し、切断、
素子化する方法が好ましく用いられる。There is no particular limitation on the regular alignment state of the sensor heads, and it is sufficient that the sensor heads have regularity such as a matrix shape or a bales-stacked shape. There is also no particular limitation on the means for regularly aligning the sensor heads, and for example, a jig provided with a housing frame in a regular and aligned state is used to insert the manufactured sensor heads into the frame. Method to obtain an aligned state, a method of fabricating sensor heads on a wafer in a regular aligned state by using semiconductor technology, etc., and cutting each sensor head without disturbing the aligned state to form an element, etc. However, small sensor heads can be easily formed into a regular array, and they are suitable for mass production.Therefore, micromachining is used to fabricate sensor heads on a semiconductor wafer in a regular array. , Disconnect,
A method of forming a device is preferably used.
【００１１】上記のマイクロマシニングによる方法の場
合、通常、小型のセンサヘッドをウェハ上に多数作製
し、該ウェハの片面をテ−プに貼付けて、その状態でダ
イシングにより各センサヘッド間のみが分離され、そし
て前記テ−プより各センサヘッドが剥がされることによ
り作製される。そこで本発明におけるセンサヘッドの規
則的整列状態を、センサヘッドがウェハ上に作製された
状態からダイシングにより個々のセンサヘッドに分離さ
れテ−プに貼付けられたままの状態とすると、分離後、
再度整列させる必要がなくなるとともに整列状態を容易
に把握でき、そのため接着剤塗布用の多数の突起を持つ
治具やガイドの作製が容易となり好ましい。In the case of the micromachining method described above, usually, a large number of small sensor heads are produced on a wafer, one side of the wafer is attached to a tape, and in that state, only each sensor head is separated by dicing. Then, the sensor heads are peeled off from the tape to manufacture the same. Therefore, if the regular alignment state of the sensor head in the present invention is a state in which the sensor head is separated from the state in which the sensor head is formed on the wafer into individual sensor heads by dicing and is still attached to the tape, after separation,
This is preferable because it is not necessary to re-align it and the aligned state can be easily grasped, which facilitates the production of a jig or guide having a large number of protrusions for applying an adhesive.
【００１２】また１つ以上あるガイドは規則的に整列し
たセンサヘッドへ光ファイバを容易に挿入し、位置補正
するためのものであるから、貫通孔は光ファイバを挿入
する際の入口側が大きく、出口側が小さいような傾斜を
設けることにより、入口側では光ファイバの挿入が容易
になり、出口側ではセンサヘッドに対しての位置補正が
適正に行われるため好ましい。またこの貫通孔をセンサ
ヘッドの大きさよりも大きくしておくことは光ファイバ
をセンサヘッドへ接着後、作製された光ファイバセンサ
をガイドを破損したりせずに容易に取出すことができる
ので好ましい。Further, since one or more guides are provided for easily inserting the optical fibers into the regularly aligned sensor heads and correcting the positions, the through holes are large on the inlet side when inserting the optical fibers, Providing an inclination such that the outlet side is small makes it easy to insert the optical fiber on the inlet side and properly corrects the position of the sensor head on the outlet side. Further, it is preferable to make this through hole larger than the size of the sensor head because it is possible to easily take out the manufactured optical fiber sensor after bonding the optical fiber to the sensor head without damaging the guide.
【００１３】ガイドに設けられた貫通孔の整列状態はセ
ンサヘッドの規則的整列状態に対応した態様であればよ
く、例えばセンサヘッドの規則的整列状態と全く同一構
造の態様や、センサヘッドの規則的整列状態よりピッ
チ、貫通孔が大きく同数の貫通孔をもつ態様や、センサ
ヘッドの規則的整列状態に対して規則的（例えばセンサ
ヘッド一つおき）に数を少なくし、それに応じてピッチ
を大きくした（例えばセンサヘッド一つおきの数にした
ときはピッチは２倍にする）貫通孔をもつ態様など特に
制限はないが、センサヘッドへの光ファイバの位置補正
をより正確にし、センサヘッドと光ファイバとの接着を
各センサヘッド間で均一なものとするためには、ガイド
の貫通孔の整列ピッチがセンサヘッドの整列ピッチと同
じかまたは整数倍のピッチであることが望ましい。The alignment state of the through holes provided in the guide may be any mode corresponding to the regular alignment state of the sensor head. For example, the alignment state of the sensor head is exactly the same as the regular alignment state of the sensor head, or the regularity of the sensor head. The pitch and the through holes are larger than the regular alignment state, and the number of through holes is the same, or the number is regularly reduced (for example, every other sensor head) with respect to the regular alignment state of the sensor heads, and the pitch is changed accordingly. There is no particular limitation such as a mode in which the through holes are made large (for example, the pitch is doubled when every other number of sensor heads is used), but the position correction of the optical fiber to the sensor head is made more accurate, and the sensor head is made more accurate. In order to make the adhesion between the sensor and the optical fiber uniform among the sensor heads, the alignment pitch of the guide through holes must be the same as the alignment pitch of the sensor head or an integer multiple. It is desirable that the pitch.
【００１４】また光ファイバ外径とほぼ同一かまたは若
干大きい貫通孔をもつガイドを少なくとも１つは配置す
ることが光ファイバの位置補正をより正確にするために
好ましく、さらに前記ガイドの貫通孔のピッチをセンサ
ヘッドのピッチに対して小さいピッチで設けることは光
ファイバの挿入や位置補正を困難にするため、ガイドに
はセンサヘッドと同じかまたはそれより大きいピッチで
貫通孔が配置されていることが好ましい。Further, it is preferable to dispose at least one guide having a through hole which is substantially the same as or slightly larger than the outer diameter of the optical fiber in order to more accurately correct the position of the optical fiber. Since it is difficult to insert the optical fiber and correct the position if the pitch is set smaller than the pitch of the sensor head, the guide should have through holes arranged at the same pitch as or larger than that of the sensor head. Is preferred.
【００１５】前記センサヘッドへの接着剤の塗布はバッ
チ処理を行うためには規則的に整列された各センサヘッ
ドに同時にまた各センサヘッド一個ずつに塗布できるこ
とが望ましく、前記センサヘッドと同ピッチに配列され
た接着剤塗布用の多数の突起を備える治具を用い、前記
突起に接着剤を保持させ、これをセンサヘッド群と嵌合
させることによって、センサヘッドへ接着剤を塗布する
ことが望ましい。また前記接着剤には特に制限はなく、
紫外線硬化性樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができ
る。In order to carry out batch processing, it is desirable that the adhesive be applied to the sensor heads at the same time on each of the regularly arranged sensor heads and also at the same pitch as the sensor heads. It is desirable to apply the adhesive to the sensor head by using a jig provided with a large number of arranged adhesive application projections, holding the adhesive on the projections, and fitting the adhesive to the sensor head group. . The adhesive is not particularly limited,
An ultraviolet curable resin, an epoxy resin or the like can be used.
【００１６】本発明で用いる光ファイバとしては、コア
とクラッドとからなる光ファイバ素線上に緩衝層及び外
被を有する通常のものを用いることができる。なお、光
ファイバの先端において緩衝層及び外被を除去して光フ
ァイバ素線を露出させ、この露出した光ファイバ素線と
センサヘッドを接着することは光ファイバセンサをより
小型化するために好ましい。As the optical fiber used in the present invention, an ordinary optical fiber having a buffer layer and a jacket on an optical fiber element wire composed of a core and a clad can be used. It is preferable to remove the buffer layer and the outer cover at the tip of the optical fiber to expose the optical fiber element wire and to bond the exposed optical fiber element wire and the sensor head to downsize the optical fiber sensor. .
【００１７】また前記露出した光ファイバ素線にセンサ
ヘッドを付設する光ファイバセンサの作製方法におい
て、前記ガイドが規則的に整列されたセンサヘッド側か
ら順に、センサヘッドの整列ピッチと同じかまたは整数
倍のピッチでセンサヘッドのみを通過させ得る貫通孔を
持つ１枚目のガイドと、センサヘッド及び光ファイバを
通過させ得る貫通孔がセンサヘッドの整列ピッチと同じ
かまたは整数倍のピッチである２枚目のガイドとからな
り、さらに１枚目のガイドが光ファイバ素線の露出長さ
と同じ距離だけセンサヘッドの接着面から離れた距離に
配置されていることは、２枚目のガイドにより光ファイ
バの位置補正が正確に行われ、１枚目のガイドにより光
ファイバ端とセンサヘッドとを一定距離の取付位置にす
ることができるので望ましい。In the method of manufacturing an optical fiber sensor in which a sensor head is attached to the exposed optical fiber element wire, the guide head is arranged in the order from the sensor head side in which the guides are regularly arranged, and is the same as the sensor head alignment pitch or an integer. The first guide having a through hole that allows only the sensor head to pass at a double pitch and the through hole that allows the sensor head and the optical fiber to pass have the same pitch as the sensor head alignment pitch or an integral multiple pitch 2 It is composed of the second guide, and the first guide is arranged at the same distance as the exposed length of the optical fiber wire from the bonding surface of the sensor head. Since the position of the fiber is accurately corrected, the first fiber guide allows the optical fiber end and the sensor head to be attached at a fixed distance. Masui.
【００１８】[0018]
【作用】前記作製方法を用いることにより、多数の光フ
ァイバを一度にガイドに挿通させることによって、多数
の光ファイバは各センサヘッドの接着面へ導かれるので
各センサヘッドへの光ファイバの取付けが一度に多数行
うことができる。また貫通孔に光ファイバを挿入する際
の入口側が大きく、出口側が小さくなるよう傾斜を付与
すれば入口側では光ファイバの挿入が容易になり、出口
側ではセンサヘッドに対しての位置補正が正確になる。
さらにガイドの貫通孔の整列ピッチをセンサヘッドの整
列ピッチと同じかまたは整数倍のピッチにすることによ
って各センサヘッドへの光ファイバの位置補正がより正
確になる。By using the above manufacturing method, by inserting a large number of optical fibers into the guide at once, the large number of optical fibers are guided to the bonding surface of each sensor head, so that the optical fibers can be attached to each sensor head. Many can be done at once. In addition, when the optical fiber is inserted into the through hole, if the inlet side is large and the outlet side is small, it is easy to insert the optical fiber on the inlet side and correct the position correction to the sensor head on the outlet side. become.
Further, the alignment pitch of the through holes of the guide is made equal to or an integral multiple of the alignment pitch of the sensor head, whereby the position correction of the optical fiber to each sensor head becomes more accurate.
【００１９】さらにセンサヘッドのみを通過させ得る貫
通孔をもつガイドと、センサヘッド及び光ファイバを通
過させ得る貫通孔をもつガイドの２枚のガイドを用いる
ことによって光ファイバの位置補正とともに光ファイバ
のストッパ−となって光ファイバの先端を各素子間で揃
えることができる。Further, by using two guides, a guide having a through hole that allows only the sensor head to pass therethrough and a guide having a through hole that allows the sensor head and the optical fiber to pass therethrough, the position of the optical fiber is corrected and the optical fiber is corrected. It serves as a stopper and the tip of the optical fiber can be aligned between the elements.
【００２０】[0020]
【実施例】以下図面に基づいて本発明の一実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例である光ファイバ
圧力センサの作製方法について順を追って示した断面図
であり、これについて詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1A to 1C are cross-sectional views sequentially showing a method for manufacturing an optical fiber pressure sensor according to an embodiment of the present invention, which will be described in detail.
【００２１】本実施例では規則的に整列されたセンサヘ
ッドとして半導体ウェハにマイクロマシニングにより、
多数のセンサヘッドを形成したものを用いる場合を示し
ている。図１（ａ）は３インチのシリコンウェハ上に規
則的に並んだ多数のセンサヘッドのうちの１つの断面図
であり、図中下側から順に感圧部となる可撓性反射膜２
と、圧力基準室を形成するためのスペ−サ３と、一方で
前記圧力基準室を密封状態とし、他方で光ファイバのス
トッパ−となる透明基板４と、光ファイバを可撓性反射
膜中央部へと導くための孔６を持つ案内部５とからなる
圧力センサヘッド１である。In this embodiment, as a sensor head which is regularly arranged, a semiconductor wafer is micromachined to
The case where a large number of sensor heads are used is shown. FIG. 1A is a cross-sectional view of one of a large number of sensor heads regularly arranged on a 3-inch silicon wafer, and a flexible reflective film 2 serving as a pressure-sensitive portion in order from the lower side in the drawing.
A spacer 3 for forming a pressure reference chamber, a transparent substrate 4 which serves as a stopper for the optical fiber on the one hand and which seals the pressure reference chamber on the other hand, and an optical fiber at the center of the flexible reflection film. The pressure sensor head 1 is composed of a guide portion 5 having a hole 6 for guiding it to another portion.
【００２２】そして本発明の光ファイバセンサの作製方
法を順を追って説明すると、前記センサヘッド１の案内
部５の孔６にシリコンの異方性エッチングにより前記案
内部５と同ピッチに作製された接着剤塗布用の多数の突
起９ａを持つ治具９を用い、この治具を接着剤槽に浸漬
させ、各突起９ａに接着剤を保持させ、これをセンサヘ
ッド１に嵌合することにより多数のセンサヘッド１の各
素子に同時に紫外線硬化性樹脂７を塗布する。（図１
（ｂ））。The method of manufacturing the optical fiber sensor of the present invention will be described step by step. The holes 6 of the guide portion 5 of the sensor head 1 were formed at the same pitch as the guide portion 5 by anisotropic etching of silicon. A jig 9 having a large number of protrusions 9a for applying an adhesive is used, and the jig is dipped in an adhesive tank to hold the adhesive on each protrusion 9a, and by fitting this to the sensor head 1, a large number can be obtained. The ultraviolet curable resin 7 is simultaneously applied to each element of the sensor head 1. (Figure 1
(B)).
【００２３】次にセンサヘッド１が多数配置されている
シリコンウェハ上方に、センサヘッド１の整数倍のピッ
チで、入口側が光ファイバ１０の外径より小さく、出口
側がセンサヘッド１より大きく、入口側が出口側より大
きいテ−パ２１１を有する貫通孔２１０を持つ１枚目の
ガイド２１を、予め先端部の被覆層１０ｂを除去してお
いた光ファイバ素線１０ａの露出長さと同じ距離だけセ
ンサヘッド１の接着面から離れた距離に配置し、さらに
その上方にセンサヘッド１の整数倍のピッチで、出口側
が前記光ファイバ１０の外径より若干大きく、入口側が
出口側に比べて大きいテ−パ２２１を有する貫通孔２２
０を持つ２枚目のガイド２２を配置する（図１
（ｃ））。Next, above the silicon wafer on which a large number of sensor heads 1 are arranged, the entrance side is smaller than the outer diameter of the optical fiber 10, the exit side is larger than the sensor head 1, and the entrance side is at an integral multiple pitch of the sensor head 1. The first guide 21 having a through-hole 210 having a taper 211 larger than the outlet side is provided with a sensor head for the same distance as the exposed length of the optical fiber element wire 10a from which the coating layer 10b at the tip portion has been removed in advance. 1 is arranged at a distance away from the bonding surface of No. 1 and further above it with an integral multiple pitch of the sensor head 1, the outlet side being slightly larger than the outer diameter of the optical fiber 10 and the inlet side being larger than the outlet side. Through hole 22 having 221
The second guide 22 having 0 is arranged (Fig. 1
(C)).
【００２４】光ファイバ素線１０ａを露出した光ファイ
バ１０を該光ファイバ１０に比べて十分大きな貫通孔入
口を持つ２枚目のガイド２２の上方から挿入していく
と、テ−パ２２１により光ファイバ１０の中心軸がセン
サヘッド１の中心へ位置補正されていく。この時ガイド
２２の貫通孔２２０にテ−パ２２１があることにより、
入口側が光ファイバ１０に比べて十分大きく光ファイバ
１０の挿入が容易である。さらにテ−パ２２１により光
ファイバ１０を送り込むだけで位置補正が行われる。そ
して光ファイバ１０をさらに挿入していくと１枚目のガ
イド２１の貫通孔２１０の入口側に光ファイバ１０の保
護被覆層１０ｂの先端が達するので、そのままの状態で
保持し、紫外線を照射し、紫外線硬化性樹脂７を固め、
光ファイバ１０とセンサヘッド１が固着され、光ファイ
バ圧力センサが作製される（図１（ｄ））。When the optical fiber 10 with the exposed optical fiber 10a is inserted from above the second guide 22 having a sufficiently large through hole entrance as compared with the optical fiber 10, the taper 221 causes the optical fiber 10 to emit light. The central axis of the fiber 10 is positionally corrected to the center of the sensor head 1. At this time, since there is a taper 221 in the through hole 220 of the guide 22,
The entrance side is sufficiently larger than the optical fiber 10 and the optical fiber 10 can be easily inserted. Further, the position correction is performed only by feeding the optical fiber 10 by the taper 221. Then, when the optical fiber 10 is further inserted, the tip of the protective coating layer 10b of the optical fiber 10 reaches the entrance side of the through hole 210 of the first guide 21, so that it is kept as it is and irradiated with ultraviolet rays. , Harden the UV curable resin 7,
The optical fiber 10 and the sensor head 1 are fixed, and an optical fiber pressure sensor is manufactured (FIG. 1 (d)).
【００２５】この状況を図２に斜視図で示している。多
数のセンサヘッド１、１、・・・が規則的整列状態に並
んだシリコンウェハ１１の上方に整列状態で複数の貫通
孔を持つ１枚目のガイド２１を設け、さらにその上方に
整列状態で複数の貫通孔を持つ２枚目のガイド２２を設
けてある。そして該２枚目のガイド２２の上方から多数
の光ファイバ１０、１０、・・・を一度に挿入していく
ことによって、前述のように光ファイバ１０、１０、・
・・はそれぞれセンサヘッド１、１、・・・に導かれ、
固着されて多数の光ファイバ圧力センサが作製される。This situation is shown in a perspective view in FIG. The first guide 21 having a plurality of through holes in an aligned state is provided above the silicon wafer 11 in which a large number of sensor heads 1, 1, ... A second guide 22 having a plurality of through holes is provided. Then, by inserting a large number of optical fibers 10, 10, ... At once from above the second guide 22, the optical fibers 10, 10 ,.
.. are respectively guided to the sensor heads 1, 1, ...
A number of fiber optic pressure sensors are affixed and fabricated.
【００２６】この実施例の具体例として、ダイシング後
のセンサヘッド１つの大きさが幅３７５μｍ、奥行３７
５μｍ、高さ３５１μｍであって、この内、案内部５の
孔６はセンサヘッド１端部側（開口部の大きい側）が
縦、横ともに２７５μｍ、透明基板４側（開口部の小さ
い側）が縦、横ともに１３０μｍ、深さ（案内部厚さ）
１００μｍであり、透明基板４は厚さ１５０μｍ、スペ
−サ３は厚さ１００μｍで開口部の大きさは案内部と同
じく大きい側が縦、横２７５μｍ、小さい側が縦、横１
３０μｍ、可撓性反射膜２は厚さ１μｍであり、シリコ
ンウェハ上の各センサヘッド間のピッチは３７５μｍで
あるセンサヘッド１と、ファイバ素線径１２５μｍ、外
径９００μｍで、先端から１５ｍｍ光ファイバ素線を露
出した光ファイバ１０を用いて作製した。As a concrete example of this embodiment, one sensor head after dicing has a width of 375 μm and a depth of 37.
It has a height of 5 μm and a height of 351 μm, of which the holes 6 of the guide portion 5 are 275 μm in length and width on the end side of the sensor head 1 (the side with the larger opening), and the transparent substrate 4 side (the side with the smaller opening). Is 130 μm in both length and width, depth (guide thickness)
100 μm, the transparent substrate 4 has a thickness of 150 μm, the spacer 3 has a thickness of 100 μm, and the size of the opening portion is the same as the guide portion, the larger side is 275 μm in the vertical direction and the horizontal side is 1 μm in the horizontal direction.
30 μm, the thickness of the flexible reflection film 2 is 1 μm, the pitch between the sensor heads on the silicon wafer is 375 μm, the fiber element diameter is 125 μm, the outer diameter is 900 μm, and the optical fiber is 15 mm from the tip. It was manufactured using the optical fiber 10 in which the strands were exposed.
【００２７】そして１枚目のガイド２１には開口部の大
きさが小さい方で直径７００μｍ、大きい方で直径８０
０μｍ、ピッチ１１２５μｍの貫通孔を有する厚さ５０
０μｍの基板を用い、２枚目のガイド２２には開口部の
大きさが小さい方で直径９２０μｍ、大きい方で直径１
９２０μｍ、ピッチ２２５０μｍの貫通孔を有する厚さ
１０００μｍの基板を用いて、１枚目のガイド２１を前
記シリコンウェハ端面から１４．９ｍｍ離れた高さ（接
着面となる透明基板４から光ファイバ素線の露出部分長
さの１５ｍｍ離れた位置）に配置し、さらに１枚目のガ
イド２１から１５ｍｍ上方に２枚目のガイド２２を配置
した。In the first guide 21, the smaller opening has a diameter of 700 μm, and the larger one has a diameter of 80 μm.
Thickness 50 with through holes of 0 μm and pitch of 1125 μm
A substrate of 0 μm is used, and the second guide 22 has a diameter of 920 μm when the size of the opening is small and 1 when the size of the opening is large.
Using a substrate with a thickness of 1000 μm having through holes of 920 μm and a pitch of 2250 μm, the height of the first guide 21 was 14.9 mm away from the end surface of the silicon wafer (from the transparent substrate 4 serving as the bonding surface to the optical fiber element wire). (Position separated by 15 mm from the exposed portion length), and a second guide 22 was arranged 15 mm above the first guide 21.
【００２８】そして光ファイバ１０を２枚目のガイド２
２上から挿入していくことにより外径９００μｍの光フ
ァイバは最小径が９２０μｍの貫通孔によってセンサヘ
ッドに対して位置補正される。そして１枚目のガイド２
１の貫通孔は最大径でも８００μｍであるため外径９０
０μｍの被覆層１０ｂの端面がガイドに達した状態で止
まる。その状態を保持したまま、紫外線を照射し、紫外
線硬化性樹脂７を硬化させ、光ファイバ１０とセンサヘ
ッド１が固着し、ガイドの上方へ光ファイバと固着した
センサヘッドを取り出して光ファイバセンサの作製が完
了する。Then, the optical fiber 10 is connected to the second guide 2
By inserting the optical fiber with the outer diameter of 900 μm, the position of the optical fiber is corrected with respect to the sensor head by the through hole having the minimum diameter of 920 μm. And the first guide 2
The maximum diameter of the through hole 1 is 800 μm, so the outer diameter is 90
The end surface of the coating layer 10b of 0 μm stops when reaching the guide. While maintaining this state, ultraviolet rays are irradiated to cure the ultraviolet curable resin 7, the optical fiber 10 and the sensor head 1 are fixed, and the sensor head fixed to the optical fiber is taken out above the guide to remove the optical fiber sensor. The production is completed.
【００２９】以上のように本発明を用いることにより、
比較的大きなガイド２１、２２の貫通孔に光ファイバ１
０を通し、センサヘッド１へ送っていくことで光ファイ
バ１０はセンサヘッド１に自然に案内されていくので光
ファイバ式圧力センサの作製が非常に容易に行うことが
できる。By using the present invention as described above,
The optical fiber 1 is inserted into the through holes of the relatively large guides 21 and 22.
Since the optical fiber 10 is naturally guided by the sensor head 1 by passing through 0 through the sensor head 1, the optical fiber type pressure sensor can be manufactured very easily.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明を用いることにより多数の光ファ
イバを一度に、容易にセンサヘッドへ導き固着すること
ができるので作業効率が飛躍的に向上する。また貫通孔
に傾斜を設けて挿入口側を大きくすることによって光フ
ァイバの挿入が容易になりさらに作業効率が向上する。EFFECTS OF THE INVENTION By using the present invention, a large number of optical fibers can be easily guided and fixed to the sensor head at one time, so that the working efficiency is dramatically improved. Further, by providing the through hole with an inclination and enlarging the insertion opening side, the optical fiber can be easily inserted and the working efficiency is further improved.
【００３１】さらに、ガイドを２枚用い、２枚目のガイ
ドの貫通孔の開口部の大きさを光ファイバ外径に近づけ
ることによって光ファイバの取付位置の補正は正確にな
る。またこれに加えて１枚目のガイドの貫通孔の開口部
の大きい方の大きさを光ファイバ外径より小さくするこ
とによってストッパ−の役目を果たし、センサヘッドへ
の取付状態が正確になり各素子間、特に同一バッチ内で
のセンサ特性の個体差が極めて小さくなる。従って、セ
ンサ特性の安定したセンサを容易に量産できるという効
果を奏する。Furthermore, by using two guides and making the size of the opening of the through hole of the second guide close to the outer diameter of the optical fiber, the correction of the mounting position of the optical fiber becomes accurate. In addition to this, by making the larger size of the opening of the through hole of the first guide smaller than the outer diameter of the optical fiber, it serves as a stopper, and the mounting state to the sensor head becomes accurate. Individual differences in sensor characteristics between elements, particularly within the same batch, become extremely small. Therefore, it is possible to easily mass-produce a sensor having stable sensor characteristics.
【図１】本発明の光ファイバセンサの作製方法のセンサ
ヘッド１チップの拡大断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of one chip of a sensor head of a method for manufacturing an optical fiber sensor of the present invention.
【図２】本発明の光ファイバセンサの作製方法の斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view of a method for manufacturing an optical fiber sensor of the present invention.
【図３】従来の光ファイバセンサの作製方法のセンサヘ
ッド１チップの拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of one sensor head chip of a conventional method for manufacturing an optical fiber sensor.
１ センサヘッド ２ 可撓性反射膜 ３ ダイヤフラム ４ 透明基板 ５ 案内部 ６ 案内部の孔 ７ 接着剤 ８ 接着剤塗布用棒 ９ 接着剤塗布用の治具 ９ａ 接着剤塗布用の治具の突起部 １０ 光ファイバ １０ａ 光ファイバ素線 １０ｂ 光ファイバ保護被覆層 １１ 多数のセンサヘッドが設けてあるシリコンウェ
ハ ２１ １枚目のガイド ２２ ２枚目のガイド ２１０ １枚目のガイドの貫通孔 ２１１ １枚目のガイドの貫通孔のテ−パ部分 ２２０ ２枚目のガイドの貫通孔 ２２１ ２枚目のガイドの貫通孔のテ−パ部分1 Sensor Head 2 Flexible Reflective Film 3 Diaphragm 4 Transparent Substrate 5 Guide Portion 6 Guide Port Hole 7 Adhesive 8 Adhesive Application Rod 9 Adhesive Application Jig 9a Projection of Adhesive Application Jig 10 Optical Fiber 10a Optical Fiber Element Wire 10b Optical Fiber Protective Coating Layer 11 Silicon Wafer Where Many Sensor Heads Are Provided 21 First Guide 22 Second Guide 210 First Guide Through Hole 211 First Sheet Part of the through hole of the guide 220 220 Through hole of the second guide 221 Tape part of the through hole of the second guide
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15684995AJPH08327486A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Manufacture of fiber-optic sensor |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15684995AJPH08327486A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Manufacture of fiber-optic sensor |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327486Atrue JPH08327486A (en) | 1996-12-13 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15684995APendingJPH08327486A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Manufacture of fiber-optic sensor |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327486A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001096914A3 (en)* | 2000-06-13 | 2003-05-30 | Siwave Inc | High density fiber terminator/connector |
| US20150128412A1 (en)* | 2011-05-20 | 2015-05-14 | Pepex Biomedical, Inc. | Manufacturing electrochemical sensor modules |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001096914A3 (en)* | 2000-06-13 | 2003-05-30 | Siwave Inc | High density fiber terminator/connector |
| US6595698B2 (en) | 2000-06-13 | 2003-07-22 | Siwave, Inc. | High density fiber terminator/connector |
| US20150128412A1 (en)* | 2011-05-20 | 2015-05-14 | Pepex Biomedical, Inc. | Manufacturing electrochemical sensor modules |
| US9504162B2 (en)* | 2011-05-20 | 2016-11-22 | Pepex Biomedical, Inc. | Manufacturing electrochemical sensor modules |
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