用预固化环氧树脂粘合两个表面的方法和包含其的光学组件与流程

本文中讨论的一些实施方案涉及预固化环氧树脂，所述预固化环氧树脂可以施用于光电通信模块和/或其他环境以粘合表面。

背景技术：

除非本文中另有说明，否则本文中描述的材料对于本申请中的权利要求而言不是现有技术，并且不因包括在本部分中而被认为是现有技术。

光电通信模块(例如收发器或转发器)可以包括光学组件(opticalsubassembly，osa)块和osa贮器(receptacle)。osa块和osa贮器被设计成联接在一起。光纤被配置成重复插入和移出osa贮器。因此，强化osa块与osa贮器之间的粘合以避免osa块与osa贮器之间的不期望分开是重要的。

本文中要求保护的主题不限于解决任何缺点或者仅在诸如上述那些环境中操作的实施方案。而是，仅提供该背景以说明其中可以实践本文中描述的一些实施方案的一个示例性技术领域。

技术实现要素：

提供本发明内容是为了以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本文中描述的一些示例性实施方案一般涉及用预固化环氧树脂将第一表面粘合至第二表面的方法和/或包含预固化环氧树脂的osa。

在一个示例性实施方案中，方法可以包括使部分环氧树脂分散在第一表面上。方法还可以包括使部分环氧树脂固化以形成预固化环氧树脂。方法还可以包括将第一表面和第二表面设置成通过间隙彼此分开。预固化环氧树脂位于第一表面与第二表面之间的间隙内。方法还可以包括使主体环氧树脂分散在间隙中并与预固化环氧树脂、第一表面和第二表面接触。方法还可以包括使主体环氧树脂固化以将第一表面粘合至第二表面。

在另一个示例性实施方案中，osa可以包括第一表面。osa还可以包括通过间隙与第一表面分开的第二表面。osa还可以包括分散在第一表面上并位于间隙内的预固化环氧树脂。osa还可以包括分散在间隙中并与预固化环氧树脂、第一表面和第二表面接触的主体环氧树脂。预固化环氧树脂通过在使主体环氧树脂分散在间隙中并固化之前使部分环氧树脂分散在第一表面上并固化来形成。

在另一个示例性实施方案中，方法可以包括使第一部分环氧树脂分散在第一表面上。方法还可以包括使第一部分环氧树脂固化以形成第一预固化环氧树脂。方法还可以包括使第二部分环氧树脂分散在第一表面上。方法还可以包括使第二部分环氧树脂固化以形成第二预固化环氧树脂。方法还可以包括使第三部分环氧树脂分散在第一表面上。方法还可以包括使第三部分环氧树脂固化以形成第三预固化环氧树脂。方法还可以包括使第四部分环氧树脂分散在第一表面上。方法还可以包括使第四部分环氧树脂固化以形成第四预固化环氧树脂。方法还可以包括将第一表面和第二表面设置成通过间隙彼此分开。第一预固化环氧树脂、第二预固化环氧树脂、第三预固化环氧树脂和第四预固化环氧树脂位于第一表面与第二表面之间的间隙内。方法还可以包括使主体环氧树脂分散在间隙中并与第一预固化环氧树脂、第二预固化环氧树脂、第三预固化环氧树脂、第四预固化环氧树脂、第一表面和第二表面接触。方法还可以包括使主体环氧树脂固化以将第一表面粘合至第二表面。

将在随后的描述中阐述本公开内容的另外的特征和优点，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开内容来学习。可以通过在所附权利要求书中特别指出的手段和组合来实现和获得本公开内容的特征和优点。本公开内容的这些特征和其他特征将从以下描述和所附权利要求书变得更充分明显，或者可以通过如下文中阐述的实践本公开内容来学习。

附图说明

为了进一步阐明本公开内容的上述和另外的优点和特征，将通过参照在附图中所示的本公开内容的具体实施方案来提出本公开内容的更具体的描述。应理解，这些附图仅描绘了本公开内容的典型实施方案，因此不被认为限制本公开内容的范围。将通过使用附图更具体且详细地描述和说明本公开内容，在附图中：

图1示出了其中可以施用预固化环氧树脂的示例性环境；

图2示出了可以通过环氧树脂粘合的第一表面和第二表面的实例；

图3示出了在示例性环氧树脂施加方法中可能出现的示例性问题；

图4示出了用于解决关于图3中所示并描述的问题的示例性预固化环氧树脂施加方法；

图5a示出了观察osa块的柱形腔的端视图，预固化环氧树脂围绕osa块的筒内壁表面成角度地间隔开；

图5b示出了图5a的osa块的下侧透视图，其中预固化环氧树脂部分是可见的；

图5c示出了图5a的osa块的顶部透视图，其中另外的预固化环氧树脂部分是可见的；

图6示出了用于使多个部分环氧树脂分散和固化的示例性方法的流程图；

图7为示出使用标准环氧树脂施加方法组装的多个单元和使用示例性预固化环氧树脂施加方法组装的多个单元的环氧树脂粘合剪切强度与测量的环氧树脂覆盖率之间的关系的图；

图8为图7的多个单元在环氧树脂粘合剪切强度和测量的环氧树脂覆盖率方面的分布表；

图9示出了使用示例性预固化环氧树脂施加方法组装的均根据本文中描述的至少一个实施方案布置的示例性osa块和osa贮器的截面图。

具体实施方式

本文中描述的一些实施方案涉及预固化环氧树脂，所述预固化环氧树脂可以施用于光电通信模块和/或其他环境以通过环氧树脂改善联接在一起的两个部件之间的环氧树脂粘合剪切强度。替代地或另外地，本文中描述的一些实施方案可以应用于非环氧树脂粘合剂。本文中描述的技术可以应用于高速光纤收发器、硅光电装置和其他合适的产品。

现在将参照附图以描述本公开内容的一些示例性实施方案的各个方面。附图是这样的示例性实施方案的图解和示意性表示，并且不限制本公开内容，其也不一定是按比例绘制的。

图1示出了其中可以施用预固化环氧树脂的示例性环境100，其根据本文中描述的至少一个实施方案布置。环境100包括光学组件(osa)块102、osa贮器104和环氧树脂106，它们均示于截面中。在组装包括osa块102和osa贮器104的光电通信模块期间，可以制造osa块102和osa贮器104作为可以如本文所述通过环氧树脂106联接在一起的单独部件。

光电通信模块可以为收发器或转发器模块。在一些实施方案中，光电通信模块可以符合特定的形状因子。在工业多源协议(multi-sourceagreements，“msa”)中已经或正在定义许多形状因子。其中可以施用本文中描述的一些实施方案的示例性msa和/或其他形状因子规范包括小形状因子可插拔式(smallform-factorpluggable，“sfp”)msa、10形状因子可插拔式(10form-factorpluggable，“xfp”)msa、sfp加(sfpplus，“sfp+”)msa、改进的可插拔式形状因子(improvedpluggableform-factor，“ipf”)msa、四通道sfp(quadsfp，“qsfp”)msa、100形状因子可插拔式(100form-factorpluggable，“cfp”)msa(用于40g和100g应用二者)、100glr4、100glr4gen2、100gcfp2、100gcfp4、100gqsfp28和40gcfplr4。各msa或形状因子规范通常可以具体说明机械形状因子，电接口—包括高速数据信号接口、低速硬件和/或固件接口，以及电源—和光电模块与相应主设备贮器的热接口，等等。可以在符合任何前述内容或不符合前述内容的光电通信模块中施用本文中描述的实施方案。

返回图1，如图所示，环氧树脂106填充osa块102与osa贮器104之间的间隙。在组装期间，可以如图1所示将osa贮器104相对于osa块102设置，并且可以使环氧树脂106分散在osa块102与osa贮器104之间的间隙中，随后使环氧树脂106固化以将osa块102和osa贮器104粘合在一起。实际上，可能难以用充足的环氧树脂106填充间隙以在osa块102与osa贮器104之间形成适当强的粘合从而在重复地向/从osa贮器104插入/移出光纤下使osa块102和osa贮器104保持联接在一起。本文中描述的一些实施方案涉及环氧树脂施加方法，其被称为预固化环氧树脂施加方法，可以改善osa块102与osa贮器104之间的，更一般地，诸如图1的环境100的环境中两个部件之间的粘合强度。

图2示出了根据本文中描述的至少一个实施方案布置的可以通过环氧树脂206粘合的第一表面202和第二表面204的实例。第一表面202可以对应于或者包括图1的osa块102，第二表面204可以对应于或者包括osa贮器104，以及环氧树脂206可以对应于或者包括环氧树脂106。

第一表面202与第二表面204之间的环氧树脂粘合剪切强度f可以取决于以下因素中的一者或更多者：

-环氧树脂体积或对接触表面的覆盖率，在下文中称为环氧树脂覆盖率a。

-环氧树脂固化分布和固化度，在下文中称为环氧树脂固化b。

-接触表面粗糙度，在下文中称为接触表面粗糙度c。

-接触表面清洁度，在下文中称为接触表面清洁度d。

在一些实施方案中，可以根据方程式1计算环氧树脂粘合剪切强度f：

f＝abcd×w(方程式1)

在方程式1中，w可以包括每个制造商设计的经验环氧树脂剪切强度。实际上，环氧树脂粘合剪切强度f可能总是小于理想值并且可能取决于环氧树脂施加方法。

环氧树脂覆盖率a和环氧树脂固化b可以由环氧树脂施加方法效率确定，并且通常可以小于100％。接触表面粗糙度c和接触表面清洁度d可能在一批与一批之间有变化，并且可以认为是可变的。环氧树脂固化b可以在环氧树脂鉴定过程期间表征，并且可以认为是恒定的。因此，环氧树脂覆盖率a可以认为是一些环氧树脂施加方法的控制变量。

在图1的环境100和/或在其他环境中，一些环氧树脂施加方法可能包括一个或更多个另外的限制，例如(1)受限的接触表面；(2)在任一表面上不存在结构支撑件以充当环氧树脂的铰链部或钩部；以及(3)环氧树脂必须进入相对窄的间隙或通道，其中环氧树脂流动进入和/或通过窄的间隙或通道可能受环氧树脂的粘度限制。

图3示出了在根据本文中描述的至少一个实施方案布置的示例性环氧树脂施加方法中在前述限制下可能出现的示例性问题。在图3中，被环氧树脂粘合至第二表面304的第一表面302通过相对窄的间隙或通道306(在下文中为“间隙306”)与第二表面304分开。如本文中所用，“相对窄”意指待分散至间隙306中以将第一表面302和第二表面304粘合在一起的环氧树脂308的粘度可能使得环氧树脂308难以渗入至整个间隙306中。

图3另外示出了两种情况，标记为“情况1”和“情况2”。在情况1中，环氧树脂308填充整个或大部分间隙306，使得在第一表面302与第二表面304之间实现相对高的环氧树脂粘合剪切强度f。情况1示出了理想的环氧树脂覆盖率。本文中描述的预固化环氧树脂施加方法的实施方案可以实现理想的环氧树脂覆盖率或者接近理想的环氧树脂覆盖率。

在情况2中，环氧树脂308仅填充间隙306的相对小的部分，在第一表面302与第二表面304之间实现相对低的环氧树脂粘合剪切强度f。情况2示出了当以单一步骤使环氧树脂分散在第一表面302与第二表面304之间(被称为“标准环氧树脂施加方法”)时，在以上列出的限制(1)至(3)下实际上通常出现的环氧树脂覆盖率a的实例。情况2通常可能导致失效，其中例如由于不足的环氧树脂覆盖率，图1的osa块102脱离osa贮器104。本文中描述的实施方案使用之前提及的预固化环氧树脂施加方法改善了环氧树脂覆盖率a和环氧树脂粘合剪切强度f，其中在使主体环氧树脂分散在第一表面与第二表面之间然后使主体环氧树脂固化之前，使一个或更多个部分(例如滴或点)环氧树脂分散在第一表面上并固化。使主体环氧树脂分散可以包括使相对大体积的环氧树脂(例如充足的环氧树脂)分散在第一表面与第二表面之间的间隙或通道中，以在第一表面与第二表面之间提供40％或更高的环氧树脂覆盖率a。

图4示出了用于解决关于图3示出和描述的问题的示例性预固化环氧树脂施加方法400(在下文中为“方法400”)，其根据本文中描述的至少一个实施方案布置。如图4中在402处概括描绘的，方法400可以包括使部分环氧树脂404分散在随后被环氧树脂粘合至第二表面408的第一表面406上。第一表面406可以包括或者对应于图1的osa块102，以及第二表面408可以包括或者对应于图1的osa贮器104，或者反之亦然。

分散在第一表面406上的部分环氧树脂404可以包括一滴环氧树脂、两滴环氧树脂、或者一些另外相对小体积的环氧树脂。可以使一个或更多个另外的部分环氧树脂404在第一表面406的一个或更多个另外的位置处分散在第一表面406上。例如，在第一表面406包括osa块的内筒壁表面并且第二表面408包括osa贮器的外筒壁表面(所述外筒壁表面至少部分地设置在由osa块的内筒壁表面限定的柱形腔内)的情况下，可以使四个部分环氧树脂404分散在第一表面406的不同位置上，例如围绕筒内壁表面成角度地间隔开。

然后可以使部分环氧树脂404和/或另外的部分环氧树脂404固化。固化的部分环氧树脂404在下文中可以被称为“预固化环氧树脂404”。在具有多个部分环氧树脂404分散在第一表面406上的情况下，可以使多个部分404连续单独固化，同时固化，或者以一些另外的方式固化。关于图5a至6描述了使一个或更多个部分环氧树脂404固化的示例性方法。

如图4中在410处概括描绘的，方法400可以另外包括将第一表面406相对于第二表面408通过其间的通道或间隙412(在下文中为“间隙412”)设置在期望方向上，并使主体环氧树脂414分散在第一表面406与第二表面408之间的间隙412中，接着使主体环氧树脂414固化以将第一表面406粘合至第二表面408。

与图3中示出的情况2相比，图4的方法400例如由于在施加主体环氧树脂414期间主体环氧树脂414与预固化环氧树脂404之间的环氧树脂-环氧树脂亲和力而可以实现增加的环氧树脂覆盖率a。因此，与图3中的情况2相比，所实现的环氧树脂粘合剪切强度f至少部分地由于图4中增加的环氧树脂覆盖率a而可以增加。

在一些实施方案中，关于图4公开的预固化环氧树脂施加方法400可以适用于非环氧树脂粘合剂以解决关于图3中示出和描述的问题。例如，可以使类似于图4中的部分404的部分非环氧树脂粘合剂分散在第一表面406上并使其硬化和/或固化。之后，可以将第一表面406相对于第二表面408通过通道或间隙412设置在期望方向上，并且可以使主体非环氧树脂粘合剂分散在通道或间隙412中，接着使主体非环氧树脂粘合剂硬化和/或固化。

图5a至5c包括根据本文中描述的至少一个实施方案布置的具有四个预固化环氧树脂部分502a至502d(统称为“预固化环氧树脂502”)的示例性osa块500的照片。图5a包括观察osa块500的柱形腔的端视图，预固化环氧树脂502围绕osa块500的筒内壁表面成角度地间隔开。图5b包括osa块500的下侧透视图，其中预固化环氧树脂部分502a和502b是可见的。图5c包括顶部透视图，其中预固化环氧树脂部分502c和502d是可见的。

图6包括使多个部分环氧树脂分散并固化的示例性方法600的流程图，其根据本文中描述的至少一个实施方案布置。例如，可以施用方法600以使图5a至5c的预固化环氧树脂502分散并固化。方法600包括使第一点、滴或部分环氧树脂分散在第一表面上，使第一点、滴或部分环氧树脂固化30分钟，使第二点、滴或部分环氧树脂分散在第一表面上，使第二点、滴或部分环氧树脂固化30分钟，使第三点、滴或部分环氧树脂分散在第一表面上，使第三点、滴或部分环氧树脂固化30分钟，使第四点、滴或部分环氧树脂分散在第一表面上，以及使第四点、滴或部分环氧树脂固化两小时。

更一般地，对于n>2，方法600可以包括依次使n点、滴或部分环氧树脂分散在第一表面上；在使第一至第n-1点、滴或部分环氧树脂各自分散之后，使分散至那点的点、滴或部分环氧树脂固化至少第一预定量的时间(例如30分钟)；以及在使第n点、滴或部分环氧树脂分散之后，使所有n个点、滴或部分环氧树脂固化比第一预定量的时间更长的第二预定量的时间(例如两小时)。

方法600的以上实例描述了每次使随后分散的点、滴或部分环氧树脂第一次固化时，各较早分散的点、滴或部分环氧树脂被进一步固化。替代地或另外地，一个或更多个较早分散的点、滴或部分环氧树脂在与主体环氧树脂一起被固化最后一次之前，可以被固化仅一次或至少少于n次(对于n个点、滴或部分环氧树脂而言)。

如本发明人通过实验确定的，与本文中描述的标准环氧树脂施加方法相比，如本文中所述的预固化环氧树脂施加方法的一些实施方案在两个表面之间实现更强的环氧树脂粘合剪切强度f。具体地，使用标准环氧树脂施加方法组装各自具有osa块和osa贮器的100个单元(例如osa)，并使用关于图4至6描述的预固化环氧树脂施加方法组装另外100个单元，然后测量200个单元各自的环氧树脂粘合剪切强度f和环氧树脂覆盖率a。该实验的结果示于图7和8中。在使用标准环氧树脂施加方法组装的100个单元中，其中25个具有小于或等于39％的环氧树脂覆盖率a和小于7kgf的环氧树脂粘合剪切强度f，并且在这25个单元中，21个具有0％的环氧树脂覆盖率a。相比之下，使用预固化环氧树脂施加方法组装的所有100个单元具有至少40％的环氧树脂覆盖率a和至少7kgf高至35kgf的环氧树脂粘合剪切强度f。作为另一个比较点，与使用标准环氧树脂施加方法组装的100个单元中仅52个具有100％的环氧树脂覆盖率a相比，使用预固化环氧树脂施加方法组装的100个单元中75个具有100％的环氧树脂覆盖率a。

结合图7和以上相关描述，图8是使用标准环氧树脂施加方法组装的100个单元(见“标准方法”栏)和使用预固化环氧树脂施加方法组装的100个单元(见“预固化环氧树脂方法”栏)在测量的环氧树脂覆盖率a方面的分布表。

图9示出了使用预固化环氧树脂施加方法组装的示例性osa块902和osa贮器904的截面图900，其根据本文中描述的至少一个实施方案布置。图9另外包括截面图900的左右区域的细节图，分别由方框906a和906b表示(在下文中为“左区域906a”和“右区域906b”)。部分预固化环氧树脂908a、908b连同在预固化环氧树脂908a、908b周围填充osa块902与osa贮器904之间的间隙的主体环氧树脂910在左区域906a和右区域906b各自中是可见的。

图7至9c中示出的结果表明预固化环氧树脂施加方法的环氧树脂覆盖率a高于标准环氧树脂施加方法的环氧树脂覆盖率a(例如，与对于标准环氧树脂施加方法仅75个单元具有至少40％的环氧树脂覆盖率a且仅52个具有100％的环氧树脂覆盖率a相比，对于预固化环氧树脂施加方法，100个单元具有至少40％的环氧树脂覆盖率a且75个具有100％的环氧树脂覆盖率a)。环氧树脂粘合剪切强度f随环氧树脂覆盖率a增加而显著增加，从对于使用标准环氧树脂施加方法组装的100个单元中的21个的低至0％的环氧树脂覆盖率a，为<7kgf，增加至对于使用预固化环氧树脂施加方法组装的所有100个单元的至少40％的环氧树脂覆盖率a，为7kgf至35kgf。因此，与标准环氧树脂施加方法相比，预固化环氧树脂施加方法实现环氧树脂覆盖率a和环氧树脂粘合剪切强度f的明显增加。

如上所述，本文中描述的一些实施方案通过预固化环氧树脂施加方法促进对于指定区域的环氧树脂覆盖率增加且充足来解决了标准环氧树脂施加方法中环氧树脂覆盖率a的变化(如上所述，对于许多单元其可能变化低至0％的环氧树脂覆盖率)。使多个部分、点或滴环氧树脂(例如预固化环氧树脂)分散并固化的方法增加了环氧树脂润湿环境(环氧树脂-环氧树脂亲和力)，并因此增加了环氧树脂相对于指定区域的表面润湿和流动。

本文中描述的一些实施方案解决了标准环氧树脂施加方法中引起环氧树脂覆盖率a对于充足环氧树脂粘合剪切强度f的不一致性的变化的问题和限制。当在指定区域处没有环氧树脂覆盖(例如0％的环氧树脂覆盖率a)时，环氧树脂粘合剪切强度f非常低(约1kgf)。使用预固化环氧树脂施加方法的本文中描述的一些实施方案可以确保对于指定区域具有充足的环氧树脂覆盖率a。这已使用推动测试方法通过环氧树脂覆盖率检查和环氧树脂剪切强度检查得以证明，如关于图7至9c所述的。使用预固化环氧树脂施加方法组装的所有100个评估单元已证明>7kgf(最大约35kgf)的前后可靠性应力。预固化环氧树脂施加方法的最小环氧树脂覆盖率a可以为约40％(与标准环氧树脂施加方法的0％相比)。

本文中记载的所有实例和条件性语言旨在用于教学目的以帮助读者理解由本公开内容和本发明人为了改进现有技术而贡献的概念，并且应被解释为不限于这样的具体记载的实例和条件。虽然已详细地描述了本公开内容的实施方案，但应理解，可以在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下对其作出各种改变、替换和变更。

本公开内容在本文中描述的旨在说明各方面的具体实施方案方面不受限制。如本领域技术人员显而易见的，可以在不脱离其精神和范围的情况下进行许多修改和改变。根据前述描述，除本文中列举的方法和装置之外，在本公开内容的范围内功能上等效的方法和装置对于本领域技术人员中将是显而易见的。这样的修改和改变旨在落入所附权利要求书的范围内。本公开内容仅受所附权利要求书的术语以及这样的权利要求有权要求的等效方案的全部范围的限制。应理解本公开内容不限于具体的方法、试剂、化合物、组合物或生物系统，这些当然可以改变。还应理解，本文中使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的，并不旨在是限制性的。

关于本文中大量使用的任何复数和/或单数术语，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用适当地从复数转化为单数和/或从单数转化为复数。为了清楚起见，本文中可以明确地阐述各种单数/复数互换。

本公开内容可以在不脱离其精神或必要特征的情况下以其他具体形式实施。描述的实施方案在所有方面都被认为仅是说明性的而不是限制性的。因此，本公开内容的范围由所附权利要求书而不是由前述描述表示。落入权利要求书的等同意义和等同范围内的所有变化都包含在它们的范围内。