JP2010093168A - 光モジュール製造装置、製造装置システム、製造方向、および製造処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】実装工程の工数を少なくすると共に、複数の光素子を基板上の同一線上に効率良く一致させて実装し得る生産性良好な光モジュール製造装置等を提供すること。
【解決手段】複数の光素子１ａ〜１ｃを同一線上に配列して保持する光素子用載置ステージ３２と、この各光素子用載置ステージ４〜６上の複数の光素子１ａ〜１ｃを基板１３に実装する構成の装置であって、前記光素子用載置ステージステージ３２を、複数の加熱用個別ステージ４，５，６によって構成すると共に、前記各加熱用個別ステージ４〜６の内の中央に位置する一の加熱用個別ステージ４を除いて他の各加熱用個別ステージ５，６が、前記中央に位置する一の加熱個別ステージ４上の光素子１ａが有する実装基準線Ｋに連続した一の基準線上に配列するように当該各加熱用個別ステージ４〜６の位置を調整する光素子用位置ずれ調整機構３３，３４を、それぞれ個別に備えていること
【選択図】図１

Description

昨今にあっては、情報処理装置の処理能力向上に伴い、装置間の信号伝送容量増大と高速度化の社会的要請が高まっており、これに対応するため、並列光伝送用の光モジュールの開発が、近年活発に行われている。

従来の１２チャンネルアレイ型の光モジュールは、１２チャンネル（１２Ｃｈ）のアレイ型光素子を基板にＦＣ実装する工程を経て製造されている。
ここで、ＦＣ実装とは、一般にはチップをフェイスダウンさせて基板との接合をとることをその内容とし、樹脂圧接による接合、超音波実装によるＵＳ接合、フラックスを接合材として使用するＣ４接合等、などがある。
一方、アレイ型の光モジュールは、フェイスアップで光素子を実装しワイヤボンディングで配線するものが一般的となっており、後述する特許文献１もこの形態に対応したものとなっている。

しかしながら、上述したＦＣ実装は、１２Ｃｈのアレイ型光素子の歩留りを考慮すると、非常に高価になることが予想される。更に、光素子のサイズも大きくなるため、基板との熱膨張差により接合部に剪断応力が作用し電気接続の不良が発生する危険性が高い。
以上より、１２Ｃｈの光インターコネクション用の光モジュールの量産品としては、従来の方法ではコストと信頼性の点で大きな課題が残る。

このため、４Ｃｈのアレイ型光素子を３個、基板に１個ずつ実装する光モジュールも提案されている。
しかしながら、この種の関連技術における製造方法では、最初に実装した光素子の位置がずれたり、繰り返しの熱サイクルによって接合強度が劣化したり、一つずつ位置決めして実装するために工数が３倍かかるという課題があった。

これに対して、４チャンネルのアレイ型光素子を三個を、透明な材質から成る板状の位置合わせ治具に仮固定用接着剤で１個ずつ固定し、それを治具の上から観察しながら一括して基板に実装する方法も提案されている（特許文献１）。

更に、装置構成にあっては、位置補正用として二組のＸＹθ位置補正ステージを組み合わせると、回転中心からチップの位置が大きく離れるので、煩雑な回転中心補正処理をする必要があり、これを行った場合も補間動作となるためチップ中心の動きがぎこちなくなってしまう。この場合、θ補正ステージにゴニオステージを利用すれば回転中心をチップ中心に接近させられるが、ＸＹθの配置がθゴニオステージから片持ちでＸＹステージを支持する形となり、剛性が確保できず、これがため搭載時に大きな加圧力をかけられないという不都合が生じる。
特開平１１−１４５４８７号公報

しかしながら、この特許文献１に開示された光素子の実装方法は、フェイスアップで光素子を実装する従来方式のものであり、光素子をＦＣ実装する形態の光モジュールには適用できないという不都合がある。
また、この特許文献１に記載のものは、前述したように、三個の光素子を透明材質の板部材から成る位置合わせ治具に、仮固定用接着剤で１個ずつ固定することから、手間と時間がかかという不都合がある。

更に、上記特許文献１に開示された光素子の実装方法は、三個の光素子を同一線上に精密に接着剤で仮固定された透明板部材を基板側に搬送し、その後に、当該基板との精密位置合わせを行い、しかるのち、当該基板に透明板部材を押し付けることによって当該三個の光素子を基板に実装する構成であることから、透明板部材に一度固着した三個の光素子を再び基板に固着し、更に透明板部材を三個の光素子から剥離するという、２度の接着工程と１度の剥離工程とを必要としており、実装工程が煩雑化し生産性が悪いという不都合がある。

また、上記特許文献１にかかる関連技術にあっては、２度の接着工程と１度の剥離工程とを必要とする。このため、被実装部材である基板には熱応力や物理的な内部応力が、その都度発生することから、それが内部歪みとして一部残留した場合には、三個の光素子に直接印加され、精密位置合わせされた三個の光素子相互間に位置ずれが生じ易く、生産された光モジュールの信頼性が悪いという不都合があった。

〔発明の目的〕
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、特に実装工程の工数を少なくすると共に、複数の光素子を基板上の同一線上に効率良く一致させて実装することを可能とした生産性良好な光モジュール製造装置、光モジュール製造システム、製造方法および製造処理プログラムを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光モジュール製造装置は、複数の光素子を同一面上で且つ同一線上に配列して保持する光素子用載置ステージと、この光素子用載置ステージ上の複数の光素子を実装するための基板を加熱ヘッドを介して保持する基板搭載ヘッド機構とを備え、前記基板を前記複数の各光素子にその対向面側から同時に当接させ且つ加熱して前記複数の光素子を前記基板に実装する構成の光モジュール製造装置であって、前記光素子用載置ステージを、前記複数の各光素子を個別に保持すると共に同一線上に一列に配設された複数の加熱用個別ステージによって構成する。

更に、前記各加熱用個別ステージの内の中央に位置する一の加熱用個別ステージを除いて他の各加熱用個別ステージが、当該自己の保持する光素子が前記中央に位置する一の加熱個別ステージ上の光素子が有する実装基準線に連続した一の基準線上に配列するように当該各加熱用個別ステージの位置を調整する光素子用位置ずれ調整機構を、それぞれ個別に備えていることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光モジュール製造システムは、前述した光モジュール製造装置と、この光モジュール製造装置が備えている前記ＸーＹーθ駆動ステージの全体を保持する基台側ＸーＹ駆動ステージとを有し、前記基台側ＸーＹ駆動ステージの基台側に位置するＸ軸駆動ステージ上に、前記基板搭載ヘッド機構に被実装用の基板を供給する基板供給ステージを設置すると共に、この基板供給ステージと前記Ｘ軸駆動ステージとの間に、前記基板供給ステージ上に載置する基板の載置位置を前記基板搭載ヘッド機構の前記加熱ヘッド上の基板搭載位置に合わせて予め調整する基板供給側ＸーＹ駆動ステージを設けたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光モジュール製造方法は、複数の光素子を所定の載置ステージ上で同一面上で且つ同一線上に載置し保持した後に、この載置ステージ上の複数の光素子を一の基板に実装する構成の光モジュール製造方法であって、前記所定の載置ステージを、同一線上にて一列に隣接して配設された複数の加熱用個別ステージによって構成すると共に（載置ステージ特定工程）、この各加熱用個別ステージ上に、光素子供給ハンドによって実装用の光素子を順次個別に供給して載置し（光素子供給工程）、この各加熱個別ステージ上の各光素子が備えている実装用の基準線を、位置ずれ調整機構を用いて前記各加熱用個別ステージのＸーＹ座標上の位置を個別に調整することによって同一線上に一直線に配列し（光素子配列工程）、しかるのち、被実装基板を前記各光素子の対向面側から当該各光素子に対して同時に当接して当該被実装基板を加圧加熱し（光素子実装工程）、これにより、前記複数の各光素子を前記被実装基板に対して一度に実装する構成としたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光モジュール製造プログラムは、複数の光素子を同一面上で且つ同一線上に配置してこれら各光素子を個別に保持する複数の加熱用個別ステージと、これら各加熱用個別ステージ上の複数の光素子を実装するための基板を加熱ヘッドを介して保持する基板搭載ヘッド機構と、前記基板に前記複数の各光素子を実装するに際して成される前記基板搭載ヘッド機構および前記各個別ステージの動作を制御する主制御部とを備えてなる光モジュール製造装置にあって、前記各個別ステージの内、中央部に位置する一の個別ステージ上の光素子に当該光素子上に予め明記された複数の基準線情報が光素子認識カメラにより画像情報として取得され入力された場合に、当該複数の基準線情報から実装基準線を算出する実装基準線算出機能、 前記中央部に位置する一の加熱用個別ステージ上の光素子に隣接する前記一方と他方の各加熱用個別ステージ上の光素子が、当該各光素子上に予め明記された複数の基準線情報と共に光素子認識カメラにより画像情報としてそれぞれ取得され入力された場合、当該各光素子上の複数の基準線情報から前記実装基準線に対応した基準線をそれぞれ算出する基準線算出機能、 この算出された基準線と前記実装基準線との位置ずれの有無およびそのずれ量を検出するずれ量検出処理機能、 前記位置ずれが検出された場合に当該検出された位置ずれ量を制御量として前記一方と他方の各加熱用個別ステージに予め装備されたＸーＹ−θ駆動ステージを駆動制御して、前記各加熱用個別ステージ上の各光素子の位置ずれを是正し当該各加熱用個別ステージ上の各光素子を実装基準線上に一列に配置する光素子位置ずれ是正処理機能、
を前記主制御部が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。

本発明は、上述したように、固定した複数の個別ステージ上で中心部に位置する加熱用個別ステージ上の光素子の基準線を実装基準線とし、隣接する加熱用個別ステージ上の各光素子が有する基準線を前記実装基準線に一致するように各加熱用ステージ位置を個別に調整するようにしたので、複数の光素子を基板上の同一線上に効率良く一致させて実装することが可能となり、前記基板を前記複数の各光素子にその対向面側から同時に当接させ且つ加熱して前記複数の光素子を前記基板に一度に実装する構成としたので、特に実装工程の工数を少なくすることができ、かかる点において生産性良好な光モジュール製造装置、光モジュール製造システム、製造方法および製造処理プログラムを提供することができる。

まず最初に、本実施形態の概要を説明する。
本実施形態において、光モジュール製造システム５０は、三個の４チャンネルアレイ（４Ｃｈアレイ）の光素子１ａ，１ｂ，１ｃを所定の実装基準線Ｋ上に一列に整列して一括実装する場合を例示する。
この場合、中央に位置して光素子１ａを保持し且つ加熱台として機能する加熱用個別ステージ４を基準として、その両側にＸ−Ｙ−θの３軸を調整可能としたＸ−Ｙ−θ駆動ステージ（位置ずれ調整機構）７，８を備え、加熱台としても機能する個別ステージ５，６が配置され、これによって光素子用載置ステージ３２が構成されている。

ここで、上記両側の各加熱用個別ステージ５，６は、その上面にそれぞれに４Ｃｈアレイ型の光素子１ｂ，１ｃを保持し、画像認識等により所定の位置関係となるように、主制御部６０によって各Ｘ−Ｙ−θ駆動ステージ７，８が調整される構成となっている。
そして、光素子１ａ，１ｂ，１ｃが加熱用個別ステージ４，５，６上で実装基準線Ｋ上に一列に整列されると、その後、基板搭載ヘッド機構４０に保持された基板１３と各光素子１ａ，１ｂ，１ｃとの相対位置関係が調整された後に、基板１３を光素子１ａ，１ｂ，１ｃ側の各加熱用個別ステージ４，５，６上に同時に当接させ、これによってＦＣ実装が実行される。

又、本実施形態では、上述した加熱用個別ステージ４，５，６は、加熱用個別ステージ４が加熱用個別ステージ５，６の間に配置され、これに対応して、光素子１ａも、光素子１ｂ，１ｃの間に配置されるようになっている。

光モジュール製造システム５０の要部を成す光モジュール製造装置３０は、前述したように、中央に実装する光素子１ａをセットし且つ加熱台としても機能する中央部の加熱用個別ステージ４と、その両側に近接して且つ同一線上に配置され且つ前記中央の光素子１ａの左右に実装する光素子１ｂ，１ｃをセットする加熱台としても機能する加熱用個別ステージ５，６とを備えている。

そして、左右の加熱用個別ステージ５，６は、図２に示すようにＸーＹ座標軸上の２軸の位置調整が可能なＸーＹ駆動ステージ７，８にそれぞれ設けられている。左側のＸーＹ駆動ステージ７は回転軸心が同一線上に設定された二組の回転軸受け９の外側の回転軸受け上に設けられており、右側のＸーＹ駆動ステージ８は内側の回転軸受け１０上に設けられている。
これらの各構成部材は、光素子１ａ〜１ｃと基板１３の位置を調整する基台側ＸーＹ駆動ステージ１１上に設けられている。この基台側ＸーＹ駆動ステージ１１上には、前述した基板搭載ヘッド機構４０の加熱ヘッド１２にセットした基板１３の位置を認識するための基板認識カメラ１４が設置されている。

又、光素子１ａ，１ｂ，１ｃをセットする加熱用個別ステージ４，５，６の上方の空間領域には、前述したように基板１３をセットする加熱ヘッド１２を備えた基板搭載ヘッド機構４０が配設されており、この加熱ヘッド１２には位置ずれ調整用のθ駆動ステージ１５が設置されており、このθ駆動ステージ１５は上下方向に移動可能なＺ軸ステージ１６に保持されている。そして、前述した加熱ヘッド１２の図１における右側には、光素子認識カメラ１７が設置されている。

以下、これを更に詳細に説明する。
図１乃至図３において、光モジュール製造システム５０は、システムの各構成部材を保持する基台１００と、この基台１００上の図１における中央部に配設され当該基台１００上を左右に移動可能に構成された光モジュール製造装置３０と、この光モジュール製造装置３０の図１における左側に配設された（被実装用の基板を供給可能に形成された）基板供給機構４５と、前述した光モジュール製造装置３０の図１における右側で前記基台１００上に配設された（光素子トレーを含む）光素子供給機構４８とを備えている。

光モジュール製造装置３０は、具体的には、基板１３に対するＦＣ実装用の複数の光素子１ａ，１ｂ，１ｃを上面に一列に載置すると共に当該光素子１ａ，１ｂ，１ｃを個別に保持する光素子載置移送機構３１と、この光素子載置移送機構３１の上方に設置され前述した基板供給機構４５から光素子実装用の基板１３を取り出して加熱ヘッド１２を介して保持すると共に当該基板１３に前記光素子１ａ，１ｂ，１ｃを同時にＦＣ実装するための前述した基板搭載ヘッド機構４０とを備えて構成されている。

この場合、前記基板１３への光素子１ａ〜１ｃのＦＣ実装は、前記複数の各光素子１ａ〜１ｃに対してその対向面側（図１の上方）から同時に当接させて且つ連結箇所を加熱し、これによって前記複数の光素子１ａ〜１ｃを前記基板１３の下面に対して実行されるようになっている。

前述した光素子載置移送機構３１は、複数の光素子（本実施形態では三個）１ａ，１ｂ，１ｃを同一面上で且つ同一線上に配列して保持する光素子用載置ステージ３２と、この光素子用載置ステージ３２の全体をＸーＹ座標軸上の任意の位置に移動可能とした基台側ＸーＹ駆動ステージ１１とを備えて構成されている。この基台側ＸーＹ駆動ステージ１１は、その動作を許容されて基台１００上に装備されている。

この内、光素子用載置ステージ３２は、前記複数の各光素子１ａ〜１ｃを個別に保持すると共に同一線上に一列に配設された複数の加熱用個別ステージ４，５，６によって構成し、この複数の各加熱用個別ステージ４〜６はそれぞれがその上面に、対応する各光素子１ａ〜１ｃを個別に係止する係止手段（真空吸着機構：図示せず）を備えている。この係止手段としての真空吸着機構は、後述する主制御部６０によってその動作が制御されるようになっている。

この各加熱用個別ステージ４〜６の内、中央に位置する一の加熱用個別ステージ４を除いて他の各加熱用個別ステージ５，６は、当該自身のステージ位置を同一面内で微調整する光素子用位置ずれ調整機構３３，３４を、それぞれ個別に備えている。この場合、この各光素子用位置ずれ調整機構３３，３４は、当該自身の加熱用個別ステージの面上に載置され自己の保持する光素子１ｂ，１ｃの配置位置に、前記中央に位置する一の加熱用個別ステージ４上の光素子１ａの有する実装基準線Ｋに対して位置ずれがあった場合に機能し、その位置ずれを是正して当該実装基準線Ｋの延長上にある連続した基準線上に光素子１ｂ，１ｃを配設するように機能する。

この上記各光素子用位置ずれ調整機構３３，３４は、それぞれ対応する前記加熱用個別ステージ５，６を図１の下方から保持するＸーＹ駆動ステージ７，８と、この各ＸーＹ駆動ステージ７，８の全体を図１の下方からそれぞれ個別に保持するθ駆動ステージ９，１０とをそれぞれ備えたＸーＹーθ駆動ステージにより構成されている。ここで、θ駆動ステージ９，１０は、前述した中央に位置する加熱用個別ステージ４を回転中心部として同一面上で往復回転し、これによってＸーＹ駆動ステージ７，８を介して上方に位置する光素子１ｂ，１ｃの配置位置を（特に向きを）同一面上で微調整する機能を備えている。

そして、上記各光素子用位置ずれ調整機構（図１におけるＸーＹーθ駆動ステージに同じ）３３，３４は、それぞれ後述する主制御部６０によって個別に駆動制御されるようになっている。
一方、前述した中央に位置する加熱用個別ステージ４は、図２に示すように、本実施形態では固定ステージとして機能し、円盤状のベース部材３５の中央部分に立設されている。この円盤状のベース部材３５は，前述した基台側ＸーＹ駆動ステージ１１の軸駆動ステージ１１Ｂ上に固定された状態で装備されている。

ここで、前述した光素子用載置ステージ３２には、上述した光素子用位置ずれ調整機構３３，３４を個別に駆動制御する主制御部６０と、前述した加熱用個別ステージ５，６上の各光素子１ｂ，１ｃの前記実装基準線Ｋに対する位置ずれを検出すると共に当該検出した画像情報を前記主制御部６０に送り込む光素子用位置ずれ検出手段としての光素子認識カメラ１７とが、併設されている。

この内、光素子用位置ずれ検出手段である光素子認識カメラ１７は、前述した基板搭載ヘッド機構４０に隣接した位置で、且つ前記複数の光素子１ａ〜１ｃを各加熱用個別ステージ４〜６のそれぞれ載置する領域の上方の領域（即ち、図１における基板搭載ヘッド機構４０の右側）に、図示の如く配設されている。

そして、前述した主制御部６０は、この光素子認識カメラ１７から送り込まれる光素子１ｂ，１ｃの上記画像情報を分析し、対応する各加熱用個別ステージ５，６上の光素子１ｂ，１ｃの位置ずれおよびその量を前記実装基準線Ｋを基準として算出すると共に、この位置ずれ量に基づいて対応する前述したＸーＹーθ駆動ステージ（光素子用位置ずれ調整機構）３３又は３４を、それぞれ別々に駆動制御し得るようになっている。

ここで、上述したＸーＹーθ駆動ステージ３３及び３４の各θ駆動ステージについて、その具体例を、図２に基づいて詳述する。

この図２において、ＸーＹーθ駆動ステージ３３及び３４は、前記中央に位置する加熱用個別ステージ４を中心部に配して、その一方の側と他方の側にそれぞれ配置された一方と他方の各ＸーＹ駆動ステージ７，８と、この各ＸーＹ駆動ステージ７，８を図１の下方から当該対応するＸーＹ駆動ステージ７又は８を別々に支持する一方と他方の各θ駆動ステージ９，１０とを備えている。

上記各θ駆動ステージ９，１０は、図２に示すように、その要部が、本実施形態では前述した中央に位置する加熱用個別ステージ４の中心部を軸心部として同軸上で且つ同一面上（図２の左右方向）に設置された直径の異なる一方と他方の複数（本実施形態では二つ）の回転軸受けによって構成されている。この一方と他方の回転軸受け（θ駆動ステージ９，１０）は同軸二重に配置され、この各回転軸受け（θ駆動ステージ）９，１０は、図２に示すように、直径の大きい一方の回転軸受け９が外側に配置され、直径の小さい他方の回転軸受け１０が内側に配置されている。この各回転軸受け（θ駆動ステージ）９，１０は、それぞれ内側回転輪９ａ，１０ａと外側回転輪９ｂ，１０ｂとを備えている。

ここで、直径の大きい一方の回転軸受け９の内側回転輪９ａと直径の小さい他方の回転軸受け１０の外側回転輪１０ｂとが、円盤状のベース部材３５の環状立設部３５Ａを介して一体的に固着保持され当該環状立設部３５Ａに保持されている。このため、一方の回転軸受け９の外側回転輪９ｂと他方の回転軸受け１０の内側回転輪１０ａとは、それぞれ回転自在となっている。

そして、この回転自在に装備された前記一方の回転軸受け９の外側回転輪９ｂとこれに対応する前記ＸーＹ駆動ステージ７との間に、当該両者を一体的に連結して成る一方の連結プレート３３Ａが介装されている。符号３３Ｂは一方の連結プレート３３Ａを外側回転輪９ｂ上で安定して保持する安定保持部材を示す。

更に、この一方の連結プレート３３Ａには、前記主制御部６０に制御されて作動し当該一方の連結プレート３３Ａを介して対応する前記ＸーＹ駆動ステージ７に当該ＸーＹ駆動ステージ７全体を対象とした位置ずれ調整用の回転量を個別に設定制御する一方のθ駆動機構３３Ｃが連結装備されている。この一方のθ駆動機構３３Ｃは前述したベース部材３５上（図２の左端部）に装備されている。

このため、ＸーＹ駆動ステージ７は、加熱用個別ステージ５に載置された光素子１ｂのＸーＹ座標上の位置を、加熱用個別ステージ５の位置を移動調整することによって自在に微調整することができ、前記光素子１ｂ上の基準線が前述した実装基準線Ｋとその方向がずれた場合には、そのずれ角をθ駆動機構３３Ｃによって微調整し前述した実装基準線Ｋに一致させることが可能となる。

同様に、回転自在に装備された前記他方の回転軸受け１０の内側回転輪１０ａとこれに対応する前記ＸーＹ駆動ステージ８との間に、当該両者を一体的に連結して成る他方の連結プレート３４Ａが介装されている。符号３４Ｂは一方の連結プレート３４Ａを外側回転輪９ｂ上で安定して保持する安定保持部材を示す。

更に、この他方の連結プレート３４Ａには、前記主制御部６０に制御されて作動し当該他方の連結プレート３４Ａを介して対応する前記ＸーＹ駆動ステージ８に当該ＸーＹ駆動ステージ８全体を対象とした位置ずれ調整用の回転量を個別に設定制御する他方のθ駆動機構３４Ｃが連結装備されている。この他方のθ駆動機構３４Ｃは前述したベース部材３５上（図２の右端部）に装備されている。

このため、ＸーＹ駆動ステージ８は、加熱用個別ステージ６に載置された光素子１ｃのＸーＹ座標上の位置を、加熱用個別ステージ６の位置を移動調整することによって自在に微調整することができ、前記光素子１ｃ上の基準線が前述した実装基準線Ｋとその方向がずれた場合には、そのずれ角をθ駆動機構３４Ｂによって微調整し前述した実装基準線Ｋに一致させることが可能となる。

この各回転軸受け（θ駆動ステージ）９，１０は、上述したように、θ駆動ステージの回転軸受け９，１０を同軸二重に配置し、その上に個々のＸーＹ駆動ステージ７，８をそれぞれ配置したので、二つのθ回転軸受けが同軸に配置されることから、厳密に、回転中心を一致させたＸ−Ｙ−θ／Ｘ−Ｙ−θ駆動ステージを実現でき、又、剛性も確保できることとなる。

ここで、前述した加熱用個別ステージ４は、上記した円盤状のベース部材３５上の中央部分で、当該ベース部材３５によって図１の下方から支柱部材３５Ａを介して固定保持され、これによって、前述した光素子１ａの載置面が他の加熱用個別ステージ５，６の光素子１ｂ，１ｃの載置面と同一面を構成するようになっている。

上述した光素子用載置ステージ３２は、その全体が基台側ＸーＹ駆動ステージ１１を介して基台１００上に装備されている。この内、前述した基台側ＸーＹ駆動ステージ１１は、そのＸ軸駆動ステージ１１Ａが図１に示すように基台１００側に配設され、これによって、図１の左右方向に前述した光素子用載置ステージ３２の全体を往復移動可能に設定している。このＸ軸駆動ステージ１１Ａの図１における上面側にＹ軸駆動ステージ１１Ｂが装備され、前述した光素子用載置ステージ３２の全体を、紙面に直交する方向に往復移動可能に設定している。

このＹ駆動ステージ１１Ｂ上には、図１の左側（基板供給機構４５側）の領域に、前述した基板搭載ヘッド機構４０に搭載される基板１３の位置ずれを画像情報として捕捉するための基板認識カメラ１４が装備されている。又、前述したＸ軸駆動ステージ１１Ａは、図１の左方向に向かって延設され、その延設部分に前述した基板供給機構４５が配設されている。

このため、Ｘ軸駆動ステージ１１Ａは、光素子用載置ステージ３２と基板認識カメラ１４と基板供給機構４５とを、一体的に図１の左右方向に移動させることができ、これによって、上方に固定装備された基板搭載ヘッド機構４０および光素子認識カメラ１７の動作タイミングに合わせた移動制御が、前述した主制御部６０によって実行されるようになっている。

基板搭載ヘッド機構４０は、前述した光素子載置移送機構３１の図１における上方の定位置に設置され、下端部に被実装用の基板１３を保持する加熱ヘッド１２を備えている。更に、この基板搭載ヘッド機構４０は、前記加熱ヘッド１２を保持する本体部４０Ａと、この本体部４０Ａおよび加熱ヘッド１２の全体を往復回転駆動するθ駆動ステージ１５と、このθ駆動ステージ１５および前述した本体部４０Ａと加熱ヘッド１２とを一体的に上下方向に駆動するＺ軸駆動ステージ１６とを含んで構成されている。

そして、この基板搭載ヘッド機構４０を構成する加熱ヘッド１２、θ駆動ステージ１５、およびＺ軸駆動ステージ１６は、後述する主制御部６０によってそれぞれ駆動制御され、特にＦＣ実装に際しては、Ｚ軸駆動ステージ１６が機能して、被実装用の基板１３を、下方に位置する光素子１ａ，１ｂ，１ｃに向けて垂下移動させるようになっている。

前述した光素子用載置ステージ３２の図１における上方には、前述したように、基板供給機構４５から光素子実装用の基板１３を取り出して保持し且つ当該光素子用載置ステージ３２上に相対的に移送する基板搭載ヘッド機構４０が固定位置にて配設され、その図１における右隣に近接して、光素子認識カメラ１７が下方に向けて定位置に設置され、更にその図１における右方に、前述した光素子供給機構４８が配設されている。

前述した基板供給機構４５は、前記基板搭載ヘッド機構４０に被実装用の基板１３を供給する基板供給ステージ４６と、この基板供給ステージ４６を前述した基台側Ｘ軸ステージ１１Ａ上で支持する基板供給側のＸーＹ駆動ステージ４７とを備えて構成されている。この基板供給側のＸーＹ駆動ステージ４７は、前記基板供給ステージ４６上に載置する基板１３の載置位置を、前述した主制御部６０に制御されて前記基板搭載ヘッド機構４０の前記加熱ヘッド１２による基板搭載位置に合わせて、予め調整する機能を備えている。

又、基台側ＸーＹ駆動ステージ１１の前記Ｙ軸ステージ１１Ｂ上には、前述したように、基板搭載ヘッド機構４０における前記加熱ヘッド１２に被実装基板１３が保持されている状態を認識すると共にその保持状態（画像情報）を前記主制御部６０に送る基板認識カメラ１４が装備されている。

この主制御部６０は、基板認識カメラ１４からの画像情報を分析しこれに基づいて当該被実装基板１３に予め設定した基準線に対する位置ずれの有無を検出する。そして、主制御部６０は、その位置ずれを検出した場合には、当該検出した位置ずれ量に基づいて前記基板搭載ヘッド機構４０が予め備えている位置調整用のθ駆動ステージ１５或いは前記基台側ＸーＹ駆動ステージ１１の何れか一方又は両方を駆動して、当該搭載基板１３の実装基準線に対する位置ずれを是正する位置ずれ是正制御機能を備えている。

このため、ＦＣ実装に際して基板搭載ヘッド機構４０の加熱ヘッド１２部分が下降して前記光素子１ａ乃至１ｃに当接するに際しては、事前に双方の実装基準線が一致する状態に設定されるようになっている。

又、前述した三つの加熱用個別ステージ４，５，６に対して光素子１ａ，１ｂ，１ｃをそれぞれ供給する光素子供給機構４８は、前述したように光素子トレー１９を備えた状態で、基台１００上に配設されている（図１参照）。
この光素子供給機構４８は、前述した各加熱用個別ステージ４，５，６に光素子を載置する光素子供給ハンド１８を備えている。この光素子供給ハンド１８は、光素子トレー１９上の光素子を各加熱用個別ステージ４，５，６に個別に載置するもので、ロボットアームとしての機能を備え、前述した主制御部６０に制御されてその光素子供給動作が規制されるようになっている。

更に、この光素子供給機構４８は、光素子トレー１９上の光素子の載置位置を予め前述した各加熱用個別ステージ４，５，６に想定される実装基準線に合わせて同一の状態に設定するためのトレー側ＸーＹ駆動ステージ１９Ｃ備えている。符号１９Ｂは、トレー側ＸーＹ駆動ステージ１９Ｃを保持するケース本体を示す。
これにより、各加熱用個別ステージ４，５，６に載置される光素子１ａ乃至１ｃは、光素子１ａを基準とした実装基準線Ｋに対して大幅なずれを生じることなく、同一線上に載置されるようになっている。

また、この光素子供給機構４８は、上方に光素子供給側カメラ１９Ａを備えている。これにより、光素子供給ハンド１８による搬出前の光素子の配置位置（実装基準線Ｋに対する向きとＸーＹ座標上の位置ずれ）が光素子供給側カメラ１９Ａによって捕捉され画像情報として前述した主制御部６０に送り込まれデータ記憶部６０Ａに記憶される。

そして、主制御部６０では、この送られて来る画像情報を分析し、位置ずれがあった場合にはそのずれ量が特定され、これに基づいて光素子供給機構４８のトレー側ＸーＹ駆動ステージ１９Ｃを駆動制御して光素子の位置ずれが光素子供給動作前に是正されるようになっている。

尚、上述した主制御部６０による各部への動作指令は、システム記憶部６０Ｂに予め記憶されたシステムプログラムに基づいて実行されるようになっている。符号６０Ｃは、各記憶部６０Ａ，６０Ｂに記憶されているデータ若しくは指令内容を必要に応じて追加し若しくは更新するための入力部を示す。
又、符号６０Ｄは表示部を示す。この表示部６０Ｄは、本実施形態では前述した制御部６０に取り込まれ処理される画像情報及びその他の必要なデータを、当該制御部６０に制御されて表示する機能を備えている。このため、オペレータは、システム全体の動作をこの表示部６０Ｄによってリアルタイムで知ることが可能となっている。

〔本実施形態の動作〕
次に、本実施形態における光モジュール製造システムの全体的な動作を説明する。
最初に、光素子１ａ，１ｂ，１ｃの供給動作を説明し、続いてこの光素子１ａ，１ｂ，１ｃを基板１３へＦＣ実装する場合の工程について説明する。

〈光素子の供給、及び位置ずれ修正動作〉
前述したように、複数の光素子１ａ〜１ｃは光素子用載置ステージ３２上（同一面上）で同一線上に載置され保持されている。そして、この光素子用載置ステージ３２上の複数の光素子１ａ〜１ｃは、一の基板１３に同時に実装されるように構成されている。

この場合、本実施形態では、特に、光素子用載置ステージ３２を同一線上にて一列に隣接して配設された複数の加熱用個別ステージ４，５，６によって構成した。そして、最初の動作工程では、この各加熱用個別ステージ４，５，６上に、光素子供給ハンド１８によって実装用の光素子１ａ，１ｂ，１ｃを順次個別に供給して載置し、次に、この各加熱個別ステージ４，５，６上の各光素子１ａ，１ｂ，１ｃが備えている実装用の基準線を、位置ずれ調整機構３３，３４を用いて前記各加熱用個別ステージ４〜６のＸーＹ座標上の位置を個別に調整することにより位置ずれを修正して同一線上に一直線に配列し、これによって、各光素子１ａ，１ｂ，１ｃを同一線上に一直線に載置するようにした。

そして、その後に、前述した被実装基板１３を前記各光素子１ａ〜１ｃの対向面側から当該各光素子１ａ〜１ｃに対して同時に当接して当該被実装基板１３を加圧加熱し、これにより、前記複数の各光素子１ａ〜１ｃを前記被実装基板１３に対して一度に実装するようにした。
かかる一連の動作を、以下更に詳述する。

図３において、まず、光素子１ａ，１ｂ，１ｃの供給先である光素子用載置ステージ３２を、基台側ＸーＹ駆動ステージ１１のＸ軸駆動ステージ１１Ａを駆動して、光素子供給機構４８側へ移動させる。ここで、光素子用載置ステージ３２は、前述したように、予め同一線上にて一列に隣接して配設された複数の加熱用個別ステージ４，５，６によって構成されている（載置ステージの特定工程）。

続いて、光素子供給機構４８の光素子供給ハンド１８を作動させ、光素子トレー１９から１個目の光素子１ａを取り出すと共に、これを光素子用載置ステージ３２側の三つの加熱用個別ステージ４乃至６の中央の加熱用個別ステージ４に供給する。この時、光素子１ａは加熱用個別ステージ４に予め装備された真空吸着機構（図示せず）によって真空吸着されてその載置位置が特定されるようになっている。

続いて、２個目の光素子１ｂを光素子トレー１９から取り出して左側の加熱用個別ステージ５に供給する。同様に、３個目の光素子１ｃを光素子トレー１９から取り出して右側の加熱用個別ステージ６に供給する（図４：ステップＳ１０１／第１の工程／光素子供給工程）。
何れの場合も、光素子１ｂ，１ｃは、それぞれ加熱用個別ステージ５，６上で、予め装備された真空吸着機構（図示せず）によって当該加熱用個別ステージ５，６に真空吸着される。かかる一連の動作時における構成各部の動作位置を、図５（Ａ）に示す。
又、図７（Ａ）に、各加熱用個別ステージ４，５，６に載置直後の各光素子１ａ，１ｂ，１ｃの配置状況の一例を示す。

この図７（Ａ）の例では、光素子１ａの中央部分の面上で同一線上に記載された４個のマークの内、外側のマークｍ_１ ，ｍ _２の２個から基準座標軸が特定され、これを実装基準線Ｋとした場合を示す。又、この図７（Ａ）では、左側の光素子１ｂが下方に位置ずれしている場合が示され、又右側の光素子１ｃについては実装基準線Ｋに交差して右上がりの斜めに載置された場合が示されている。尚、この段階では、実装基準線Ｋは未だ特定されてはいない。

上記三個の光素子１ａ，１ｂ，１ｃが加熱用個別ステージ４，５，６に供給された後、主制御部６０は、基台側ＸーＹ駆動ステージ１１を駆動制御し、中央の光素子１ａのマークを光素子認識カメラ１７が認識できる位置に、基台側ＸーＹ駆動ステージ１１（特にＸ軸駆動ステージ１１Ａ）を移動させる（図４：ステップＳ１０２／第２の工程）。

そして、中央の光素子１ａ上に予め記載された２個のマークｍ_１ ，ｍ _２を認識して、これを画像情報としてデータ記憶部６０Ａに取り込み、同時に、２個のマークｍ_１ ，ｍ _２の位置情報から実装基準線Ｋを算出して記憶する（ステップＳ１０３：第３の工程／実装基準線特定工程）。
この一連の動作は主制御部６０からの指令によって実行される。かかる一連の動作状態を図５（Ｂ）に示す。

このステップＳ１０３で、前述した図７（Ａ）における実装基準線Ｋが特定され、以下、この実装基準線Ｋによって光素子１ａ，１ｂ，１ｃの位置ずれ量（位置ずれの度合い）が監視され、特定されることとなる。

次に、２個目の光素子１ｂを光素子認識カメラ１７が認識できる位置にＸーＹ駆動ステージ１１のＸ軸駆動ステージ１１Ａを移動させ、２個目の光素子１ｂの２個のマークｍ_１ ，ｍ _２を認識し（ステップＳ１０４：第４の工程／画像情報取得工程）、この２個のマークｍ_１ ，ｍ _２から基準線を算出する。そして、その基準線の傾きを光素子１ａの実装基準線Ｋと比較し、位置ずれ（傾きも含む）の有無を監視する（図４：ステップＳ１０５／第５の工程／位置ずれ監視工程）。

ここで、位置ずれの有無を監視した結果、図７（Ａ）の左端部に位置する光素子１ｂの位置ずれが検知された場合（図４：ステップＳ１０６／第６の工程）、この光素子１ｂの２個のマーク位置から得られる基準線が前述した中央の光素子１ａの実装基準線Ｋと一致するように主制御部６０が作動し、ＸーＹ駆動ステージ７と外側の回転軸受け９からなるＸーＹーθ駆動ステージ（光素子用位置ずれ調整機構）３３を駆動制御する（図４：ステップＳ１０７／第７の工程／位置ずれ調整工程）。
かかる一連の動作の状態を図６（Ａ）に示す。そして、この一連の位置ずれ調整制御によって、当該光素子１ｂの位置ずれが解消されてその基準線が光素子１ａの実装基準線Ｋと一致した場合の状態を、図７（Ｂ）に示す。

続いて、同様にして、３個目光素子１ｃを光素子認識カメラ１７が認識できる位置に、ＸーＹ駆動ステージ８を移動させて、３個目の光素子１ｃの２個のマークｍ_１ ，ｍ _２を認識し（図４：ステップＳ１０８／第８の工程）、この２個のマークｍ_１ ，ｍ _２から基準線を算出する。そして、その基準線の傾きを光素子１ａの実装基準線Ｋと比較して、位置ずれ（傾きも含む）の有無を監視する（図４：ステップＳ１０９／第９の工程）。

ここで、位置ずれの有無を監視した結果、位置ずれがあった場合（図４：ステップＳ１１０／第１０の工程）、２個のマークｍ_１ ，ｍ _２の位置から得られる基準線が中央の光素子１ａのマークから算出される座標軸における設計位置（実装基準線Ｋの位置）となるように、ＸーＹ駆動ステージ８と内側の回転軸受け１０とを稼働させる（図４：ステップＳ１１１／第１１の工程）。以上の動作により、三個の光素子１ａ〜１ｃは、設定位置に配列される。かかる一連の動作の状態を図６（Ｂ）に示す。
そして、この一連の位置ずれ調整制御により当該光素子１ｃの位置ずれが解消されてその基準線が光素子１ａの実装基準線Ｋと一致した場合の状態を、図７（Ｃ）に示す。

最後に、この実装基準線Ｋ上に一列に配列された光素子１ａ〜１ｃにかかる情報（配列位置情報）は、ＲＡＭから成るデータ記憶部６０Ａに記憶され（図４：ステップＳ１１２／第１２の工程／光素子配列工程）、その後のＦＣ実装時に再び利用される。

〈基板へのＦＣ実装の動作〉
上述した図４のステップＳ１１２に続いて、前述した図１における三個の光素子１ａ，１ｂ，１ｃをＦＣ実装するための基板１３が、基板供給部４５の基板供給ステージ４６に、光素子の実装面が下面側になるように、伏せた状態で載置される（図８：ステップＳ２０１／第１３の工程）。

ここで、この基板１３の実装面には、前述した光素子の場合と同等の複数のマークが予め記録されており、この複数のマークから、後述するように基板側の基準線が特定される。そして、この基板側基準線は、最終的には前述した光素子１ａ基準の実装基準線Ｋと一致させて基板１３への三つの光素子１ａ〜１ｃのＦＣ実装を高精度に実現させるものであり、又、直接的には、その前工程である前記基板搭載ヘッド機構４０が備えている加熱ヘッド１２への基板１３の搭載動作を、高精度に実行するための位置調整用の基準線として使用される。

次に、主制御部６０に付勢されて基台側ＸーＹ駆動ステージ１１のＸ軸駆動ステージ１１Ａが作動し、前述した基板供給部４５，光素子用載置ステージ３２および基板認識カメラ１４の全体を図１の右方向に移動して、基板供給機構４５の基板供給ステージ４６を基板搭載ヘッド機構４０の加熱ヘッド１２に対向する位置（加熱ヘッド１２の真下）に配設する。

続いて、主制御部６０は、前述した基板搭載ヘッド機構４０のＺ軸駆動部１６を駆動制御し、加熱ヘッド１２部分を下降させ、基板供給機構４５の基板供給ステージ４６に当接させ、予め装備された真空吸着手段（図示せず）によって当該基板供給ステージ４６上の基板１３を吸着しこれを搭載して上昇すると共に、次工程への移行準備に入る（図８：ステップＳ２０２／第１４の工程）。
かかる一連の動作状態を図９（Ａ）に示す。この図９（Ａ）において、矢印ａ，ｂは加熱ヘッド１２部分が上下動した場合の経過状態を示す。

次に、主制御部６０は、基台側ＸーＹステージ１１のＸ軸駆動ステージ１１Ａを移動させて、前述した基板搭載ヘッド機構４０の下方位置に基板認識カメラ１４を配置し、搭載された基板１３に予め付されている２個のマークを認識する（図８：ステップＳ２０３／第１５の工程）。

そして、この２個のマークを含む搭載基板１３の画像情報を入力した主制御部は、この画像情報を分析し２個のマークに基づいて基板側の基準線を特定すると共に、当該基板側基準線と前述した光素子１ａにかかる前述した実装基準線Ｋとの位置ずれ（傾きをも含む）の有無を比較する（図８：ステップＳ２０４／第１６の工程）。

そして、基板側基準線と光素子１ａ上の実装基準線Ｋとの間に位置ずれがあった場合には、位置ずれ是正制御機能を稼働させて位置ずれ量を検出すると共に当該検出した位置ずれ量に基づいて、前記基板搭載ヘッド機構４０が予め備えている位置調整用のθ駆動ステージ１５或いは前記基台側ＸーＹ駆動ステージ１１の何れか一方又は両方を駆動して、当該搭載基板１３の実装基準線Ｋに対する位置ずれを解消し、中央の光素子１ａの実装基準線Ｋと搭載基板１３側の基準線とが一致する（同じ角度になる）ように調整する。

この場合、例えば上記位置ずれが角度の位置ずれである場合（図８：ステップＳ２０５／第１７の工程）、中央の光素子１ａの２個のマークから算出される座標（実装基準線）に対する傾きに相当する分だけ、θ駆動ステージ１５を回転させて、中央の光素子１ａと搭載基板１３とが同じ角度になるように調整する（図８：ステップＳ２０６／第１８の工程）。

又、例えば、上記位置ずれがＸーＹ座標軸上の位置ずれである場合（図８：ステップＳ２０７／第１９の工程）、中央の光素子１ａの２個のマークから算出される座標（実装基準線）に対する位置ずれに相当する分だけ、光素子１ａ〜１ｃ側の基台側ＸーＹステージ１１を駆動制御して、搭載基板１３の基板側基準線に光素子１ａの実装基準線Ｋとが一致するように（両者が同じ角度になるように）調整する（図８：ステップＳ２０８／第２０の工程）。
かかる一連の動作が実行されている状態を図９（Ｂ）に示す。

その後、主制御部６０は、ＸーＹ駆動ステージ１１のＸ軸駆動ステージ１１Ａを作動させて、基板認識カメラ１４で認識しデータ記憶部６０Ａに記憶された基板マーク位置（図９（Ｂ）の位置）の座標位置から前述した光素子認識カメラ１７で認識した光素子マーク位置（図５（Ｂ）の位置）の座標位置へ搭載基板１３を相対的に移動させる（図８：ステップＳ２０９／第２１の工程）。

ここで、基板認識カメラ１４の中心軸の位置と中央の光素子１ａの中心位置との相互間の距離Ｌは固定された定距離として予め設定されているが、ミクロン単位では光素子１ａの中心位置がＦＣ実装工程毎に異なることから、本実施形態では、光素子１ａの供給時に主制御部６０で演算処理によって特定される実装基準線Ｋの位置座標と同時に、当該光素子１ａの中心位置の位置座標が特定されデータ記憶部６０Ａに記憶されるようになっている。

このため、本実施形態では、Ｘ軸駆動ステージ１１Ａの作動による搭載基板１３の相対的な移動に際しては、その定距離Ｌを使用することなく、基板認識カメラ１４で認識した基板マーク位置（図９（Ｂ）の位置）の位置座標から光素子認識カメラ１７で認識した光素子マーク位置（図５（Ｂ）の位置）の位置座標へ、ＸーＹ座標上の距離を主制御部６０で算出し、これに基づいて基台側ＸーＹステージ１１を駆動し搭載基板１３を相対的に移動させるようにした。かかる一連の動作が実行された後の状態を図１０（Ａ）に示す。

以上により、３個の光素子１ａ，１ｂ，１ｃと搭載基板１３との相対位置の位置合わせおよびその調整が終了したら、主制御部６０は、Ｚ軸駆動部１６を作動させ、下降制御して搭載基板１３を光素子１ａ，１ｂ，１ｃに当接させ且つ加圧し、同時に加熱ヘッド１２の温度を規定の温度に加熱して光素子１ａ，１ｂ，１ｃと基板１３の接合を行う（（図８：ステップＳ２０９／第２１の工程）。かかる一連の動作が実行された後の状態を、図１０（Ｂ）に示す。

そして、接合が完了したら、Ｚ軸駆動部１６を作動させて上昇させ、三個の光素子１ａ〜１ｃを実装した基板（光モジュール）１３Ｚを回収する。以下、同様のことが繰り返し実行される。

〈主制御部における制御機能のプログラム化〉
ここで、上述した本実施形態における動作説明にあって、各工程におけるデータ処理及び制御機能については、その実行内容を前述した主制御部６０が予め備えているコンピュータに実行可能な内容にプログラム化し、これに基づいて前述した主制御部６０が備えているコンピュータに実行させるように構成してもよい。

〈実施形態の効果〉
本実施形態は、上述したように、三個の４チャンネルアレイ型光素子（光素子）を基板１３に実装するに際し、例えば三個の光素子１ａ，１ｂ，１ｃを予め規定した位置関係（同一線上に一列）に整列した状態で、一括して同時に基板にＦＣ実装するように構成したので、この三個の光素子の一括実装によりＦＣ実装時の熱サイクルを１回で済むこととなり、三回に分けて実装していた従来の実装工法と比較して、光素子に作用する熱サイクルを削減でき、光素子の特性劣化や接合部の強度劣化を抑制できるこれにより生産される光素子モジュールので耐久性の増大を図ることができ、同時に、１回で実装で完了するので生産性も大幅に向上させることができるという利点を備えている。

更に、各光素子１ａ，１ｂ，１ｃの相互間の位置ずれに対しては、各光素子１ａ〜１ｃの載置ステージを三個の加熱用個別ステージを同一線上に別々に配置すると共に、中央部の個別ステージに合わせて両側の各個別ステージ５，６の位置ずれを光素子位置ずれ調整機構３３，３４を用いて個別に正すように微調整する構成としたので、光素子１ａ〜１ｃの一括実装に先立って、三個の光素子１ａ〜１ｃの相互間の位置ずれを予め有効に排除することができ、これによって、当該ＦＣ実装にかかる光素子モジュールの不良品の発生率を大幅に低下させることができ、かかる点においても、信頼性の高い光素子モジュールを得ることができるという従来ない優れた光素子モジュール製造装置、製造システム、製造方法、および製造処理プログラムを提供することができる。

更に又、上述した実施形態にあっては、各両側の個別ステージ５，６上の光素子１ｂ，１ｃの位置ずれ調整に際しては、対応する当該各個別ステージ５，６を、ＸーＹーθの３軸で調整可能な構造の光素子位置ずれ調整機構３３，３４を用いて位置ずれ調整を実行するように構成すると共に、この内のθ軸駆動ステージにあっては、大小二つの回転軸受け９，１０を同一面上で同軸二重に配置し、その上に前述した各ＸーＹステージを対応する二つの回転軸受け９，１０に別々に配置し一体化する構造としたので、厳密に回転中心を一致させたＸ−Ｙ−θ／Ｘ−Ｙ−θステージを実現でき、同時に剛性も確保できるという従来にない優れた利点を備えたものとなっている。

ここで、上述した実施形態では、光素子モジュールとして三個の光素子を基板に一度に実装する場合を例示したが、２個であっても、或いは光素子とＬＳＩとの組み合わせであっても、或いは４個以上の光素子又は光素子とＬＳＩとの組み合わせであっても、これに対応して加熱用個別ステージおよび光素子位置ずれ調整機構を増設することが可能であり、十分に対応することが可能なものとなっている。

更に、上記実施形態にあっては、光素子１ａ，１ｂ，１ｃの各基準線のずれを検出するための光素子認識カメラ１７を赤外線カメラとすることにより、光素子１ａ，１ｂ，１ｃの認識マークが下でも認識可能となるので、フェイスアップ実装の形態にも本発明は対応（適応）可能とすることができ、その適用範囲は広いものがある。

光素子やＬＳＩ或いはその他の素子の単独若しくは組み合わせで、光素子モジュールを作成するに際しては、十分にこれに対応することができ、とにかく歩留りがいいので、生産性を大幅に増大させることが可能であり、注目度は高いものがある。

本発明の一実施形態にかかる光素子モジュール製造システムを示す概略正面図である。 図１に開示した実施形態の一部をなすＸ−Ｙ−θ駆動ステージのθ駆動ステージの一例を示す断面図である。 図１に開示した実施形態の動作制御系を示す説明図である。 図１に開示した実施形態における光素子供給時の動作を示すフローチャートである。 図４のフローチャートに示す光素子供給時の動作を示す図で、図５（Ａ）は光素子を個別に供給する状態を示す説明図、図５（Ｂ）は供給後の光素子の位置ずれ動作のチェックに入った状態を示す説明図である。 図４のフローチャートに係る光素子供給後の動作を示す図で、図６（Ａ）は中央部の光素子を基準としてその隣接する一方の光素子の位置ずれ情報の収集動作を示す説明図、図６（Ｂ）は中央部の光素子を基準としてその隣接する他方の光素子の位置ずれ情報の収集動作を示す説明図である。 供給された光素子の配列状況及び位置ずれ修正動作を示す図で、図７（Ａ）は供給直後の光素子の配列状況を示す説明図、図７（Ｂ）は一方の光素子の位置ずれ修正後の状態を示す説明図、図７（Ｃ）は他方の光素子の位置ずれ修正後の状態を示す説明図、図７（Ｄ）は各光素子の紙面上におけるＸ−Ｙ座標軸を示す説明図である。 図１に開示した実施形態における基板供給時の動作を示すフローチャートである。 図８のフローチャートに係る基板供給前後の動作を示す図で、図９（Ａ）は基板が基板搭載ヘッドに保持された直後の状態を示す説明図、図９（Ｂ）は基板搭載ヘッドに保持された直後の基板の位置ずれチェック中の状態を示す説明図である。 図８のフローチャートに係る基板供給前後の動作を示す図で、図１０（Ａ）は基板に光素子を実装する直前の状態を示す説明図、図１０（Ｂ）は基板搭載ヘッドに保持された基板に光素子を実装しつつある状態を示す説明図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ 光素子
４，５，６ 加熱用個別ステージ
７，８ 光素子用位置ずれ調整機構の一部をなすＸ−Ｙ駆動ステージ
９，１０ 光素子用位置ずれ調整機構の一部をなすθ駆動ステージ
１１ 基台側Ｘ−Ｙ駆動ステージ
１１Ａ Ｘ軸駆動ステージ（Ｘ軸ステージ）
１１Ｂ Ｙ軸駆動ステージ（Ｙ軸ステージ）
１２ 加熱ヘッド
１３ 基板
１４ 基板認識カメラ（基板側位置ずれ検出手段）
１５ 基板側θ駆動ステージ
１６ Ｚ軸駆動ステージ
１７ 光素子認識カメラ（光素子用位置ずれ検出手段）
１８ 光素子供給ハンド
３０ 光素子モジュール製造装置
３２ 光素子用載置ステージ
３３，３４ ＸーＹーθ駆動ステージ（光素子用位置ずれ調整機構）
４０ 基板搭載ヘッド機構
４５ 基板供給機構
４６ 基板供給ステージ
４７ 基板供給側ＸーＹ駆動ステージ
４８ 光素子供給機構

Claims (19)

1. 複数の光素子を同一面上で且つ同一線上に配列して保持する光素子用載置ステージと、この光素子用載置ステージ上の複数の光素子を実装するための基板を加熱ヘッドを介して保持する基板搭載ヘッド機構とを備え、前記基板を前記複数の各光素子にその対向面側から同時に当接させ且つ加熱して前記複数の光素子を前記基板に実装する構成の光モジュール製造装置であって、
   前記光素子用載置ステージを、前記複数の各光素子を個別に保持すると共に同一線上に一列に配設された複数の加熱用個別ステージによって構成し、
   前記各加熱用個別ステージの内の中央に位置する一の加熱用個別ステージを除いて他の各加熱用個別ステージが、当該自己の保持する光素子が前記中央に位置する一の加熱用個別ステージ上の光素子が有する実装基準線に連続した一の基準線上に配列するように当該各加熱用個別ステージの位置を調整する光素子用位置ずれ調整機構を、それぞれ個別に備えていることを特徴とした光モジュール製造装置。
2. 前記請求項１に記載の光モジュール製造装置において、
   前記基板搭載ヘッド機構は、前記加熱ヘッドに保持された基板を前記加熱ヘッドと共に前記各光素子が配置された面に対して直交する方向から当該各光素子に向けて移送し且つ当接させて加熱接合するためのＺ軸駆動部と、このＺ軸駆動部の全体を前記複数の各光素子が共通に備えている実装基準線の列に合わせて回転ずれ量が少なくなるように調整する基板側位置ずれ調整機構とを備えていることを特徴とした光モジュール製造装置。
3. 前記請求項１に記載の光モジュール製造装置において、
   前記光素子用位置ずれ調整機構を、対応する前記各加熱用個別ステージの移動平面上にＸーＹ座標軸を想定した場合のＸーＹーθ駆動ステージにより構成すると共に、
   このＸーＹーθ駆動ステージの動作を制御して前記各加熱用個別ステージ上の光素子に生じている位置ずれを是正し当該光素子を前記中央に位置する加熱用個別ステージ上の光素子が備えている実装基準線と同一の線上に設定制御する主制御部と、前記光素子の前記位置ずれを検出すると共に当該検出した位置ずれ情報を前記主制御部へ送り込む光素子用位置ずれ検出手段とを、前記各加熱用個別ステージに併設し、
   前記主制御部が、前記光素子用位置ずれ検出手段からの情報に基づいて対応する前記加熱用個別ステージ上の光素子の位置ずれ量を算定すると共に、この位置ずれ量に基づいて対応する前記ＸーＹーθ駆動ステージの動作を位置ずれ量が少なくなるように制御する構成としたことを特徴とする光モジュール製造装置。
4. （位置ずれ検出＝光素子認識用カメラ）
   前記請求項３に記載の光モジュール製造装置において、
   前記光素子用位置ずれ検出手段を光素子認識用カメラにより構成すると共に、この光素子認識用カメラを、前記光素子を前記加熱用個別ステージ上に載置する領域の上方に配設したことを特徴とする光モジュール製造装置。
5. 前記請求項４に記載の光モジュール製造装置において、
   前記ＸーＹーθ駆動ステージを、前記中央に位置する加熱用個別ステージの中心部を回転軸心として往復回転し前記加熱用個別ステージ上に載置された光素子の向きを調整するθ駆動ステージと、このθ駆動ステージと前記加熱用個別ステージとの間に介装され前記加熱用個別ステージ上に載置された光素子のＸーＹ座標上の配置位置を調整するＸーＹ駆動ステージとを備えた構成としたことを特徴とする光モジュール製造装置。
6. 前記請求項５に記載の光モジュール製造装置において、
   前記θ駆動ステージを、前記中央に位置する加熱用個別ステージを中心部に配して設置された環状の回転軸受けと、この回転軸受けの回転輪とこれに対応する前記ＸーＹ駆動ステージとの間に介装され当該両者を一体的に連結する連結プレートと、前記制御部に制御されて作動し前記連結プレートを介して前記ＸーＹ駆動ステージに対して位置ずれ調整用の回転量を設定するθ駆動機構とを含んで構成したことを特徴とする光モジュール製造装置。
7. 前記請求項３に記載の光モジュール製造装置において、
   前記ＸーＹーθ駆動ステージを、
   前記中央に位置する個別ステージを中心部に配してその一方の側と他方の側にそれぞれ配置された一方と他方の各ＸーＹ駆動ステージと、前記中央に位置する加熱用個別ステージの中心部を回転軸心として同一面上に設置された直径の異なる複数の回転軸受けから成る一方と他方の各θ駆動ステージと、
   この各θ駆動ステージである各回転軸受けにあって一方又は他方の回転輪とこれに対応する前記各ＸーＹ駆動ステージとの間に介装され当該両者を一体的に連結して成る一方と他方の各連結プレートと、
   前記制御部に制御されて作動し前記各連結プレートを介して対応する前記ＸーＹ駆動ステージに当該ＸーＹ駆動ステージ全体を対象とした位置すれ調整用の回転量を個別に設定する一方と他方の各θ駆動機構と、
   を含んで構成したことを特徴とする光モジュール製造装置。
8. 前記請求項１乃至７の何れか一つに記載の光モジュール製造装置と、この光モジュール製造装置が備えている前記ＸーＹーθ駆動ステージの全体を保持する基台側ＸーＹ駆動ステージとを設け、
   前記基台側ＸーＹ駆動ステージの基台側に位置するＸ軸駆動ステージ上に、前記基板搭載ヘッド機構に被実装用の基板を供給する基板供給ステージを設置すると共に、
   この基板供給ステージと前記Ｘ軸駆動ステージとの間に、前記基板供給ステージ上に載置する基板の載置位置を前記基板搭載ヘッド機構の前記加熱ヘッド上の基板搭載位置に合わせて予め調整する基板供給側ＸーＹ駆動ステージを設けたことを特徴とする光モジュール製造システム。
9. 前記請求項８に記載の光モジュール製造システムにおいて、
   前記基台側ＸーＹ駆動ステージの前記Ｙ軸ステージ上に、前記基板搭載ヘッド機構の前記加熱ヘッドに被実装基板が保持されている状態を認識すると共に当該保持状態に係る画像情報を前記主制御部に送る基板認識カメラを装備し、
   前記主制御部は、前記基板認識カメラからの情報に基づいて搭載基板の予め設定した基準線に対する位置ずれの有無を検出すると共に、その位置ずれを検出した場合には当該検出した位置ずれ量に基づいて前記基板搭載ヘッド機構が予め備えている位置調整用のθ駆動ステージ及び前記基台側ＸーＹ駆動ステージの何れか一方又は両方を駆動して当該搭載基板の基準線に対する位置ずれが少なくなるように制御する位置ずれ解消制御機能を備えていることを特徴とした光モジュール製造システム。
10. 前記請求項８に記載の光モジュール製造システムにおいて、
    前記光素子用位置ずれ検出手段の外側に、前記各加熱用個別ステージ上に光素子を載置する光素子供給ハンドを備えた光素子供給装置を設置し、
    前記光素子の供給に際しては、当該光素子が、前記光素子供給装置から前記光素子用供給ハンドをもって前記各個別ステージ上に順次供給され載置されることを特徴とした光モジュール製造システム。
11. 複数の光素子を所定の載置ステージ上で同一面上で且つ同一線上に載置し保持した後に、この載置ステージ上の複数の光素子を一の基板に実装する構成の光モジュール製造方法であって、
    前記所定の載置ステージを、同一線上にて一列に隣接して配設された複数の加熱用個別ステージによって構成すると共に、この各加熱用個別ステージ上に、光素子供給ハンドによって実装用の光素子を順次個別に供給して載置し、
    この各加熱個別ステージ上の各光素子が備えている実装用の基準線を、位置ずれ調整機構を用いて前記各加熱用個別ステージのＸーＹ座標上の位置を個別に調整することによって同一線上に一直線に配列し、
    しかるのち、被実装基板を前記各光素子の対向面側から当該各光素子に対して同時に当接して当該被実装基板を加圧加熱し、
    これにより、前記複数の各光素子を前記被実装基板に対して一度に実装する構成としたことを特徴とする光モジュール製造方法。
12. 前記請求項１１に記載の光モジュール製造方法において、
    前記各光素子が備えている実装用の基準線を同一線上に一直線に配列するに際しては、 前記複数の光素子の内の何れか一つが備えている基準線を実装基準線とすると共に、他の光素子が備えている基準線を、前記位置ずれ調整機構を用いて対応する前記加熱用個別ステージのＸーＹ座標上の位置を個別に調整することによって、前記実装基準線と同一の線上に一直線に配列することを特徴とした光モジュール製造方法。
13. 前記請求項１２に記載の光モジュール製造方法において、
    前記前記実装基準線を、前記複数の光素子の内、中央部に位置する光素子が有する基準線を実装基準線として予め特定することを特徴とした光モジュール製造方法。
14. 前記請求項１３に記載の光モジュール製造方法において、
    前記各光素子の基準線の位置の特定に際しては、
    予め別に装備された光素子認識カメラによって当該各光素子の供給後の載置状態を画像情報として取得し、この取得された画像情報を主制御部が取り込んで分析し当該各光素子上の同一線上に予め付された複数のマークの位置情報に基づいて各光素子毎に演算し特定することを特徴とした光モジュール製造方法。
15. 前記請求項１４に記載の光モジュール製造方法において、
    前記実装基準線と同一の線上に位置する前記他の光素子の基準線を一直線に配列するに際しては、
    前記主制御部が前記実装基準線と他の光素子の基準線との位置ずれ及びその量を特定すると共に、この位置ずれ量が少なくなるように対応する当該他の光素子の位置ずれ調整機構を個別に駆動制御することを特徴とした光モジュール製造方法。
16. 複数の光素子を所定の載置ステージ上で同一線上に載置し保持すると共に、この載置ステージ上の複数の光素子を一の基板にＦＣ実装する構成の光モジュール製造方法であって、
    前記所定の載置ステージを同一線上に一列に且つ隣接して配設された複数の個別ステージによって構成すると共に、この各個別ステージのステージ上に、光素子供給ハンドによって実装用の光素子を順次供給して載置し、
    前記各個別ステージの内、中央部に位置する一の個別ステージ上の光素子に当該光素子上に予め明記された複数の基準線情報を光素子認識カメラを介して画像情報として取得すると共に、主制御部では当該複数の基準線情報から実装基準線を算出して予め装備した記憶部に記憶し、
    次に、前記中央部に位置する一の個別ステージ上の光素子に隣接する前記一方と他方の各個別ステージ上の光素子を、当該各光素子上に予め明記された複数の基準線情報を光素子認識カメラを介して画像情報としてそれぞれ取得した後、主制御部では当該各光素子上の複数の基準線情報から前記実装基準線に対応した線分を算出すると共に、これと前記実装基準線との位置ずれの有無およびそのずれ量を検出して当該位置ずれ量を前記記憶部に記憶し、
    前記主制御部では、前記位置ずれが検出された場合には当該検出された位置ずれ量を制御量として作動し、前記一方と他方の各個別ステージに予め装備されたＸーＹ−θ駆動ステージを駆動制御して、前記各個別ステージ上の各光素子の位置ずれを是正し当該各個別ステージ上の各光素子を実装基準線上に一列に配置する構成としたことを特徴とした光モジュール製造方法。
17. 前記請求項１１乃至１６のいずれか一つに記載の光モジュール製造方法において、
    前記基板に対する前記複数の光素子の実装（光素子実装工程）に際しては、
    前記基板が載置された基板供給ステージ上から実装面を下に配した状態で当該基板を基板搭載ヘッド機構によって搬出し、
    この基板搭載ヘッド機構に保持された基板の保持状態を、位置ずれ修正用として当該基板に予め付された複数の基準線情報と共に基板認識カメラにより画像情報として取得し、 この取得した画像情報を主制御部が入力して当該複数の基準線情報から前記基板上の基準線を割り出すと共に、前記複数の光素子側の実装基準線との位置ずれの有無および位置ずれがあった場合の位置ずれ量を検出し、
    前記基板上の基準線の位置ずれがあった場合には当該記憶した位置ずれ量を制御量として前記主制御部が作動し、前記基板搭載ヘッド機構に予め装備されているθ駆動機構又は前記複数の加熱用個別ステージの全体を対象として駆動する基台側ＸーＹ駆動ステージのいずれか一方又は両方を駆動制御して、前記基板上の実装基準線と前記光素子側の実装基準線とを一致させるようにしたことを特徴とした光モジュール製造方法。
18. 複数の光素子を同一面上で且つ同一線上に配置してこれら各光素子を個別に保持する複数の加熱用個別ステージと、これら各加熱用個別ステージ上の複数の光素子を実装するための基板を加熱ヘッドを介して保持する基板搭載ヘッド機構と、前記基板に前記複数の各光素子を実装するに際して成される前記基板搭載ヘッド機構および前記各個別ステージの動作を制御する主制御部とを備えてなる光モジュール製造装置にあって、
    前記各個別ステージの内、中央部に位置する一の個別ステージ上の光素子に当該光素子上に予め明記された複数の基準線情報が光素子認識カメラにより画像情報として取得され入力された場合に、当該複数の基準線情報から実装基準線を算出する実装基準線算出機能、
    前記中央部に位置する一の加熱用個別ステージ上の光素子に隣接する前記一方と他方の各加熱用個別ステージ上の光素子が、当該各光素子上に予め明記された複数の基準線情報と共に光素子認識カメラにより画像情報としてそれぞれ取得され入力された場合、当該各光素子上の複数の基準線情報から前記実装基準線に対応した基準線をそれぞれ算出する基準線算出機能、
    この算出された基準線と前記実装基準線との位置ずれの有無およびそのずれ量を検出するずれ量検出処理機能、
    前記位置ずれが検出された場合に当該検出された位置ずれ量を制御量として前記一方と他方の各加熱用個別ステージに予め装備されたＸーＹ−θ駆動ステージを駆動制御して、前記各加熱用個別ステージ上の各光素子の位置ずれを是正し当該各加熱用個別ステージ上の各光素子を実装基準線上に一列に配置する光素子位置ずれ是正処理機能、
    を前記主制御部が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする光モジュール製造処理プログラム。
19. 前記請求項１８に記載の光モジュール製造処理プログラムにおいて、
    前記基板に対する前記複数の光素子の実装処理に際しては、
    前記基板搭載ヘッド機構に保持された基板の保持状態が、位置ずれ是正用として当該基板に予め付された複数の基準線情報と共に基板認識カメラにより画像情報として取得され入力された場合に、前記複数の基準線情報から前記基板上の基準線を算出する基板側基準線算出機能、
    前記基板上の基準線と実装の対象である前記複数の光素子側の実装基準線との位置ずれの有無および位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出処理機能、
    前記基板上の基準線の位置ずれが検出された場合には、記憶された前記位置ずれ量を制御量とし、前記基板搭載ヘッド機構に予め装備されているθ駆動機構又前記複数の加熱用個別ステージの全体を同時に駆動する基台側ＸーＹ駆動ステージのいずれか一方又は両方を駆動して、前記基板上の基準線と前記光素子側の実装基準線とを一致させるようにする位置ずれ是正処理機能、
    を、前記コンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする光モジュール製造処理プログラム。

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