JP2017040826A - 接着方法、光モジュールの製造方法、及び光モジュール - Google Patents

接着方法、光モジュールの製造方法、及び光モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】光学素子の表面と筐体側壁の上端面との成す角を設計目標値に精度良く一致させることができる接着方法を実現する。【解決手段】表面１２ａが治具２の第１平坦面２３ａに面接触するように、光学素子１２を治具２に載置する工程と、側壁１１ａの上端面１１ａ１が治具２の第２平坦面２１ａに面接触し、かつ、底板１１ｂが光学素子１２の裏面１２ｂに接着剤１５を介して接触するように、筐体１１を治具２に載置する工程とを含んでいる。【選択図】図３

Description

本発明は、光学素子を筐体に接着する接着方法に関する。また、そのような接着方法を用いた光モジュールの製造方法に関する。また、そのような製造方法に適した光モジュールに関する。
筐体と、該筐体の底板に固定された光学素子とを備えた光モジュールが広く知られている。例えば、特許文献１には、箱型の筐体と、該筐体に底板に固定された光学素子と、該筐体の開口を塞ぐ、窓を有する蓋とを備えた光モジュール（特許文献１においては「光半導体装置」と呼称）が開示されている。
このような光モジュールは、各種光学装置に実装して利用される。光モジュールが実装された光学装置としては、特許文献２に記載の光学装置（特許文献２においては「光モジュール」と呼称）が挙げられる。特許文献２には、光モジュール（特許文献２においては「光学素子パッケージ」と呼称）を、その上面が基板面と平行になるように光学装置に実装することが記載されている。また、このような実装を可能にする実装方法として、特許文献２には、上面が吸引ヘッドに吸着された光モジュールを、吸引ヘッドから伸びるレッグが基板面に接触するまで吸引ヘッドごと下降させた状態で基板に半田付けする実装方法が記載されている。
特開２００６−１２８５１４号公報（公開日２００６年 ５月１８日） 特開２００８−１０８９９２号公報（公開日２００８年 ５月 ８日）
光モジュールを光学装置に実装する実装方法としては、光モジュールの下面（具体的には、筐体底板の下面）を光学装置の実装面に固定する通常実装、又は、光モジュールの上面（具体的には筐体側壁の上端面）を光学装置の実装面に固定するフリップチップ実装が用いられている。何れの実装方法を用いる場合であっても、光学装置の実装面と光学素子の表面（反射領域などの有効領域が形成された面）との成す角が、光学装置の性能を左右する重要なファクターになる。光学装置の実装面と光学素子の表面との成す角が設計目標値から外れると、光学素子に入力される光が本来の方向とは異なる方向から入射したり、光学素子から出力される光が本来の方向とは異なる方向に出射したりするため、光学素子本来の性能を発揮することができないからである。
光モジュールを光学装置にフリップチップ実装する場合、筐体側壁の上端面（光学装置の実装面に固定される面）と光学素子の表面との成す角を高い精度で設計目標値に一致させることが重要である。例えば、筐体側壁の上端面と光学素子の表面とを高い精度で平行にすることが重要である（設計目標値が０°の場合）。その精度が低いと、筐体側壁の上端面を光学装置の実装面に適切に固定しても、光学素子の表面と光学装置の実装面との成す角が設計目標値から外れてしまうからである。
そして、筐体側壁の上端面と光学素子の表面とを高い精度で平行にするという要求は、従来、応えることが困難な要求であった。この要求に応えるためには、筐体側壁の上端面の平坦性、筐体側壁の上端面と下端面との平行性、筐体底板の上面の平坦性、光学素子の表面と裏面との平行性、光学素子の表面の平坦性など、筐体１１及び光学素子１２の形状に厳しい条件が課されるためである。特に筐体がセラミック製の場合、焼結の過程で生じる反り等により、これらの条件を充足することは困難である。
なお、特許文献２参照に記載の実装方法（光モジュールを光学装置に実装する実装方法）を流用すれば、筐体側壁の上端面と光学素子の表面とが平行になるように、光学素子を筐体底板に接着固定することも可能である。すなわち、上面が吸引ヘッドに吸着された光学素子を、吸引ヘッドから伸びるレッグが筐体側壁の上端面に接触するまで吸引ヘッドごと下降させた状態で筐体底板に接着する接着方法を採用すれば、筐体側壁の上端面と光学素子の表面とを平行にすることができる。
しかしながら、この接着方法は、以下の理由により光モジュールの量産に向かない。すなわち、吸引ヘッドを備えた実装装置は高価であるため、多数の実装装置を用意したとすると、光モジュールの製造コストが大幅に上昇してしまう。このため、光モジュールの量産に際して、多数の実装装置を用いて多数の光モジュールの製造を同時並列的に実施することができない。したがって、光モジュールの単位時間あたりの生産量を増加させることができない。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光モジュールを構成する光学素子と筐体とを接着する接着方法であって、光学素子の表面と筐体側壁の上端面との成す角を設計目標値に精度良く一致させることができる接着方法を実現することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る接着方法は、第１平坦面及び第２平坦面を有する治具を用いて光学素子の裏面を筐体の底板に接着する接着方法であって、前記光学素子の表面が前記治具の第１平坦面に面接触するように、前記光学素子を前記治具に載置する工程と、前記筐体の側壁の、底板側と反対側の端面が前記治具の第２平坦面に面接触し、かつ、前記筐体の底板が前記光学素子の裏面に接着剤を介して接触するように、前記筐体を前記治具に載置する工程と、前記光学素子及び前記筐体が前記治具に載置された状態で前記接着剤を硬化する工程と、を含んでいる、ことを特徴とする。
上記の方法によれば、光モジュールにおいて光学素子の表面と筐体側壁の端面（底板側と反対側の端面）とが接着後に成す角を、治具において第１平坦面と第２平坦面とが成す角に精度良く一致させることができる。したがって、治具において第１平坦面と第２平坦面とが成す角を、予め定められた設計目標値に一致させておけば、光モジュールにおいて光学素子の表面と筐体側壁の端面とが接着後に成す角を、その設計目標値に精度良く一致させることができる。
本発明に係る接着方法において、前記治具の第１平坦面と前記治具の第２平坦面とは、互いに平行である、ことが好ましい。
上記の方法によれば、光学素子の表面と筐体の側壁の端面とを精度良く互いに平行にすることができる。
本発明に係る接着方法は、前記筐体を前記治具に載置する工程において、前記筐体の底板と前記光学素子の裏面との間に、圧縮された弾性体を挟み込む、ことが好ましい。
上記の方法によれば、弾性体の復元力によって、光学素子の表面を治具の第１平坦面により強い力で押し付けることができる。このため、光学素子の表面を治具の第１平坦面により確実に面接触させることができる。したがって、接着後に光学素子の表面と筐体の側壁の端面とが成す角を、より確実に治具の第１平坦面と治具の第２の平坦面との成す角に一致させることができる。
本発明に係る接着方法において、前記治具は、端面が平坦な柱状部と、前記柱状部を取り囲む、端面が平坦な筒状部とを有し、前記光学素子を前記治具に載置する工程において、前記光学素子の表面を前記柱状部の前記端面に面接触させ、前記筐体を前記治具に載置する工程において、前記筐体の側壁の、底板側と反対側の端面を前記筒状部の前記端面に面接触させる、ことが好ましい。
上記の治具は、簡単な構造を有するため、安価に製造することができる。したがって、多数の治具を製造したとしても、光モジュールの製造コストが大幅に上昇することはない。このため、光モジュールの量産に際しては、多数の治具を用いて多数の光モジュールの製造を並列的に実施することができる。これにより、光モジュールの単位時間あたりの生産量を増加させることができる。
本発明に係る接着方法において、前記治具には、開口が形成されている、ことが好ましい。
上記の方法によれば、筐体を治具に載置した後であっても、筐体内における光学素子の位置を、開口を通る光を用いて筐体外から確認（目視による確認を含む）することができる。したがって、接着後に筐体内での光学素子の位置が所望の位置になるよう、筐体を治具に載置してから接着剤が硬化するまでの間に筐体の位置を調整することができる。
本発明に係る接着方法において、前記治具は、透明材料により構成されている、ことが好ましい。
上記の方法によれば、筐体を治具に載置した後であっても、筐体内における光学素子の位置を、筐体を透過する光を用いて筐体外から確認（目視による確認を含む）することができる。したがって、接着後に筐体内での光学素子の位置が所望の位置になるよう、筐体を治具に載置してから接着剤が硬化するまでの間に筐体の位置を調整することができる。
本発明に係る接着方法において、前記治具の第１平坦面には、前記光学素子の、該第１平坦面に平行な方向への移動を少なくとも二方向から規制する第１規制部が設けられている、ことが好ましい。
上記の方法によれば、治具に対する光学素子の相対位置を調整する工程を実施することなく、筐体に対する光学素子の相対位置を設計目標どおりに定めることが可能になる。すなわち、筐体に対する光学素子の相対位置を設計目標どおりに定めるための調整作業が容易になる。
本発明に係る接着方法において、前記治具の第２平坦面には、前記筐体の、該第２平坦面に平行な方向への移動を少なくとも二方向から規制する第２規制部が設けられている、ことが好ましい。
上記の方法によれば、治具に対する筐体の相対位置を調整する工程を実施することなく、筐体に対する光学素子の相対位置を設計目標どおりに定めることが可能になる。すなわち、筐体に対する光学素子の相対位置を設計目標どおりに定めるための調整作業が容易になる。
本発明に係る接着方法において、前記治具は、前記筐体を前記治具に押し付けるように押圧する押圧部を有する、ことが好ましい。
上記の方法によれば、筐体は、自身に作用する重力に加え、上記押圧部から受ける力によって治具に押し付けられる。したがって、光学素子と筐体との間に挟み込まれた弾性体により筐体が押し上げられるような場合でも、筐体の側壁の端面と第２平坦面とを確実に面接触させることができる。
上記課題を解決するために、本発明に係る製造方法は、上記の接着方法を用いて、光学素子の裏面を筐体の底板に接着する工程を含む、ことを特徴とする。
上記の方法によれば、上記の接着方法と同様の効果を奏する。
上記の課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、筐体と、裏面が前記筐体の底板に接着された光学素子と、を備え、前記筐体の底板と前記光学素子の裏面との間に、圧縮された弾性体が挟み込まれている、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、上記の接着方法と同様の効果を奏する。
本発明によれば、光モジュールにおいて光学素子の表面と筐体側壁の端面とが接着後に成す角を、その設計目標値に精度良く一致させることができる。
（ａ）は、図３に示す接着方法を用いて製造される光モジュールの外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該光モジュールのＡＡ矢視断面を示す断面図である。 （ａ）は、図３に示す接着方法において用いられる治具の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該治具のＡＡ矢視断面を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る接着方法を説明する図である。 図１に示す光モジュールの一変形例を示す断面図である。 図２に示す治具の第１の変形例を示す断面図である。 図２に示す治具の第２の変形例を示す断面図である。 （ａ）は、図２に示す治具の第３の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該治具のＢＢ矢視断面を示す断面図である。 （ａ）は、図２に示す治具の第４の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該治具のＢＢ矢視断面を示す断面図である。
〔光モジュール〕
まず、本実施形態に係る接着方法を用いて製造される光モジュール１について、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、光モジュール１の外観を示す斜視図であり、図１の（ｂ）は、光モジュール１のＡＡ矢視断面を示す断面図である。
光モジュール１は、図１に示すように、筐体１１と、筐体１１に格納された光学素子１２と、筐体１１と共に光学素子１２を封止する蓋１３とを備えている。
筐体１１は、光学素子１２を格納するための部材であり、筒状の側壁１１ａと、その（底板１１ｂの）上面の外周が側壁１１ａの下端面に接合された底板１１ｂとを備えている。
なお、本実施形態においては、図１の（ａ）に示すように、長方形の底板１１ｂを有する枡形の筐体１１を用いているが、筐体１１はこれに限定されない。すなわち、底板１１ｂの形状は任意であり、例えば、円形の底板１１ｂを有する桶形の筐体１１を用いてもよい。また、本実施形態においては、図１の（ｂ）に示すように、セラミックスにより側壁１１ａと底板１１ｂとが一体成形された筐体１１を用いているが、筐体１１はこれに限定されない。すなわち、側壁１１ａと底板１１ｂとは別体であってもよく、また、側壁１１ａ及び底板１１ｂの材料は金属などセラミックス以外の材料であってもよい。
光学素子１２は、反射機能、受光機能、又は発光機能等の光学機能を有する素子であり、その表面１２ａに有効領域が形成されている。ここで、有効領域とは、光学素子１２において光学機能の担う領域、例えば、反射素子における反射領域、受光素子における受光領域、又は発光素子における発光領域のことを指す。光学素子１２は、筐体底板１１ｂ（筐体１１の底板１１ｂのことを指す。以下同様。）に接着固定される。より具体的に言うと、光学素子１２の裏面１２ｂが接着剤１５によって筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１に接着固定される。接着剤１５としては、例えば、二液式の室温硬化型樹脂、又は、光学素子１２の耐熱温度よりも低温で硬化する熱硬化型樹脂などを用いることができる。また、光学素子１２は、筐体１１を貫通する電極に不図示の配線を介して接続されており、外部からの電気信号を光学素子１２に入力したり、光学素子１２からの電気信号を外部に出力したりすることが可能になっている。
なお、本実施形態においては、反射素子であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）素子を光学素子１２として用いるが、光学素子１２はこれに限定されない。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子などの他の反射素子を光学素子１２として用いてもよいし、ＬＤ（Laser Diode）などの発光素子を光学素子１２として用いてもよいし、ＰＤ（Photo Diode）などの受光素子を光学素子１２として用いてもよい。
蓋１３は、筐体１１の開口を塞ぐための部材であり、中央に開口が形成された板状の枠部１３ａと、この開口を塞ぐように、その（窓部１３ｂの）上面の外周が枠部１３ａの下面に接合された板状の窓部１３ｂとを備えている。窓部１３ｂは、ホウケイ酸ガラスなどの透明材料により構成されており、光学素子１２に入射する、又は、光学素子１２から出射する光を透過する。蓋１３は、上面視したときのサイズが筐体１１よりも小さく、枠部１３ａの下面を筐体側壁１１ａ（筐体１１の側壁１１ａのことを指す。以下、同様。）の上端面１１ａ１の内周側に接合することにより、筐体１１に取り付けられる。この際、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１の外周側は、蓋枠部１３ａ（蓋１３の枠部１３ａのことを指す。以下、同様。）の下端面に覆われることなく露出する。
なお、本実施形態においては、蓋１３（の枠部１３ａ）と筐体側壁１１ａとの接合にシーム溶接を用いる。このため、蓋１３の枠部１３ａは、金属製であり、肉薄に成形されている（本実施形態においては、全体が肉薄に成形されているが、外周部のみが肉薄に成形されていてもよい）。また、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１には、金属製の枠部１１ｃが予め固定（例えば、ろう付け固定）されている。蓋１３側の枠部１３ａと筐体側壁１１ａ側の枠部１１ｃとを接触させた状態で、これらの境界面に電流を流せば、蓋１３と筐体側壁１１ａとのシーム溶接が実現される。
ところで、光モジュール１は、ホストとなる光学装置にフリップチップ実装される、いわゆる「フリップチップ実装型光モジュール」である。ここで、フリップチップ実装とは、光モジュール１を図示した状態から上下反転させ、光モジュール１の筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１が光学装置の実装面に面接触するように、光モジュール１を光学装置に実装することを指す。
光モジュール１を光学装置にフリップチップ実装する場合、光学装置に固定された座標系における光学素子１２の表面１２ａの向きは、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１と光学素子１２の表面１２ａとの成す角によって決まる。したがって、光モジュール１においては、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１と光学素子１２の表面１２ａとの成す角が光学装置の光学特性を左右する重要なファクターになる。このため、光モジュール１の製造に際して実施される、光学素子１２を筐体底板１１ｂに接着する接着工程においては、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１と光学素子１２の表面１２ａとの成す角を精度良く設計目標値（本実施形態においては０°）に一致させることが要求される。本実施形態に係る接着方法は、後述するように、この要求に応えるために考案されたものである。
なお、本実施形態においては、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１の４辺を光学装置の実装面に面接触させるフリップチップ実装を想定しているが、本発明の適用対象はこれに限定されない。すなわち、本発明は、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１の任意の部分を光学装置の実装面に面接触させるフリップチップ実装にも適用することが可能である。
例えば、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１の２辺（互いに平行な２辺、若しくは互いに直交する２辺）又は３辺を光学装置の実装面に面接触させるフリップチップ実装に適用することが可能である。また、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１に凹凸が形成されている場合には、その凸部の上面を光学装置の実装面に面接触させたり、その凹部の底面を光学装置の実装面に面接触させたりするフリップチップ実装にも適用することが可能である。ただし、光モジュール１を光学装置に安定的にフリップチップ実装するためには（或いは、筐体１１を後述する治具２に安定的に載置するためには）、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１において光学装置の実装面に面接触する領域が光モジュール１の重心を取り囲んでいることが好ましい。
また、本実施形態においては、筐体１１と蓋１３とにより光学素子１２を封止する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、光学素子１２、及び、光学素子１２を筐体底板１１ｂに接着固定するための接着剤１５が外部雰囲気に対して十分な耐性をもつ場合には、蓋１３を省略しても構わない。また、光モジュール１を光学装置に実装した後に、光学装置全体としての気密封止が実現される場合にも、蓋１３を省略しても構わない。
〔光モジュールの製造方法〕
次に、本発明の一実施形態に係る接着方法を用いた光モジュール１の製造方法について、図２〜図３を用いて説明する。
光モジュール１の製造方法は、（１）光学素子１２を筐体底板１１ｂに接着する接着工程と、（２）蓋枠部１３ａを筐体側壁１１ａに接合する接合工程とを含み、この接着工程において特殊な治具２を用いることを特徴としている。そこで、まず、この治具２について説明し、その後、この治具２を用いた接着方法について説明する。
図２の（ａ）は、治具２の外観を示す斜視図であり、図２の（ｂ）は、治具２のＡＡ矢視断面を示す断面図である。
治具２は、接着工程において光学素子１２を載置するための部材であり、筒状部２１と、その（底板２２の）上面の外周が筒状部２１の下端面に接合された底板２２と、筒状部２１に取り囲まれ、その下端面が底板２２に接合された柱状部２３とを備えている。
柱状部２３の上端面（第１平坦面）２３ａと筒状部２１の上端面（第２平坦面）２１ａとは、それぞれ平坦に形成されている。また、柱状部２３の上端面２３ａと筒状部２１の上端面２１ａとの成す角は、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１と光学素子１２の表面１２ａとの成す角の設計目標値（本実施形態においては０°）に一致している。また、柱状部２３の上端面２１ａの高さ（底板２２の上面から上端面２３ａまでの距離）と、筒状部２１の上端面２１ａの高さ（底板２２の上面から上端面２１ａまでの距離）との差は、光学素子１２の表面１２ａの高さ（底板上面１１ｂ１から表面１２ａまでの距離）と、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１の高さ（底板上面１１ｂ１から上端面１１ａ１までの距離）との差に一致している。
柱状部２３と筒状部２１との間には、筐体１１を治具２に載置したときに筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１に設けられた枠部１１ｃが柱状部２３にも筒状部２１にも干渉しないようにするための隙間が設けられている。なお、枠部１１ｃが筐体１１に設けられていなければ、この隙間は設けなくてもよい。
なお、柱状部２３の上端面２３ａ及び筒状部２１の上端面２１ａは、例えば、フライス切削により形成することができる。この場合、柱状部２３の上端面２３ａ及び筒状部２１の上端面２１ａは、どちらも、底板２２がステージに当接するようにフライス盤に固定された治具２に対して、フライスを上方から押し当てることによって形成することができる。このため、フライスを用いて柱状部２３の上端面２３ａを削り出す工程と、フライスを用いて筒状部２１の上端面２１ａを削り出す工程とを、治具２をフライス盤に固定し直す工程を間に挟むことなく、一連の工程として実施することができる。このため、柱状部２３の上端面２３ａと筒状部２１の上端面２１ａとの平行性を高い精度で実現することができる。
図３は、本発明の一実施形態に係る接着方法、すなわち、治具２を用いて光学素子１２を筐体底板１１ｂに接着する接着方法を示す図である。
まず、図３の（ａ）に示すように、治具２に光学素子１２を載置する。このとき、光学素子１２の表面１２ａが柱状部２３の上端面２３ａに面接触するように載置する。光学素子１２は、重力により治具２に押し付けられているので、この面接触は、以後の工程において安定的に維持される。
次に、図３の（ｂ）に示すように、光学素子１２の裏面１２ｂに接着剤１５を塗布する。なお、光学素子１２の裏面１２ｂに接着剤１５を塗布する代わりに、筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１に接着剤１５を塗布してもよい。接着剤１５は、光学素子１２の耐熱温度よりも低温で硬化する性質を有するものであることが望ましい。
次に、図３の（ｃ）に示すように、治具２に筐体１１を載置する。このとき、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１が筒状部２１の上端面２１ａに面接触すると共に、筐体底板１１ｂの上面１２ｂ１が光学素子１２の裏面１２ｂに接着剤１５を介して接触するように載置する。筐体１１は、重力により治具２に押し付けられているので、これらの面接触は、以後の工程において安定的に維持される。
次に、図３の（ｄ）に示すように、光学素子１２および筐体１１を治具２に載置した状態で接着剤１５を硬化させ、光学素子１２の裏面１２ｂを筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１に接着固定する。硬化は、接着剤１５として用いられる樹脂の種類に応じた方法で行えばよい。接着剤１５が室温硬化型樹脂の場合には、室温で硬化するまで静置し、接着剤１５が熱硬化型樹脂の場合には、オーブンやホットプレート等の適切な加熱器具を用いて、硬化に必要な温度で必要な時間加熱する。
最後に、図３の（ｅ）に示すように、治具２から光学素子１２が接着された筐体１１を取り外す。これにより、光学素子１２と筐体底板１１ｂとの接着が完了する。
以上の接着方法によれば、光モジュール１において光学素子１２の表面１２ａと筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１とが接着後に成す角を、治具２において柱状部２３の上端面２３ａと筒状部２１の上端面２１ａとが成す角に精度良く一致させることができる。したがって、治具２において柱状部２３の上端面２３ａと筒状部２１の上端面２１ａとが成す角を、予め定められた設計目標値（本実施形態においては０°）に一致させておけば、光モジュール１において光学素子１２の表面１２ａと筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１とが接着後に成す角を、その設計目標値に精度良く（本実施形態においては±０．１°）一致させることができる。
また、治具２は、部品点数が少なく、構造が単純であるため、安価に製造することができる。したがって、多数の治具２を製造したとしても、光モジュール１の製造コストが大幅に上昇することはない。このため、光モジュール１の量産に際しては、多数の治具２を用いて多数の光モジュール１の製造（特に光学素子１２を筐体底板１１ｂに接着する接着工程）を同時並列的に実施することが好ましい。これにより、硬化時間の長い樹脂を接着剤１５として用いる場合でも、光モジュール１の単位時間あたりの生産量を増加させることができる。
〔光モジュールの変形例〕
次に、図１に示す光モジュール１の一変形例について、図４を参照して説明する。図４は、本変形例に係る光モジュール１Ａの断面図である。
図４に示すように、本変形例に係る光モジュール１Ａは、図１に示す光モジュール１に弾性体１４とスペーサ１１ｄとを付加したものである。これら以外の部材は、光モジュール１において対応する部材と同様に構成されているため、光モジュール１において対応する部材と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
弾性体１４は、筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１と光学素子１２の裏面１２ｂとの間に、圧縮された状態で挟みこまれている。弾性体１４は、筐体１１の重さにより弾性圧縮される程度のヤング率を有するものであれば良く、例えば、バネ、ゴム、スポンジ等を弾性体１４として用いることができる。
スペーサ１１ｄは、筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１に設けられた柱状部材であり、光学素子１２の表面１２ａの高さ（筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１から光学素子１２の表面１２ａまでの距離）と、筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１の高さ（筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１から筐体側壁１１ａの上端面１１ａ１までの距離）との差を、所定の値に調整するために利用される。接着剤１５は、スペーサ１１ｄの上面に塗布される。
光モジュール１Ａの製造方法は、筐体１１を治具２に載置する工程において筐体底板１１ｂの上面１１ｂ１と光学素子１２の裏面１２ｂとの間に圧縮された弾性体１４を挟み込む点で光モジュール１の製造方法と相違するが、その余の点で光モジュール１の製造方法と一致する。これにより、筐体１１を治具２に載置する工程以降、光学素子１２は、自身に作用する重力に加え、弾性体１４から受ける力によって治具２に押し付けられることになる。したがって、接着剤１５の表面張力により光学素子１２が引っ張り上げられるような場合でも、光学素子１２の表面１２ａと柱状部２３の上端面２３ａとを確実に面接触させることができる。
〔治具の変形例１〕
図２に示す治具２の第１の変形例について、図５を参照して説明する。図５は、本変形例に係る治具２Ａの断面図である。
図５に示すように、本変形例に係る治具２Ａは、図２に示す治具２の底板２２に開口２２ａを形成したものである。これ以外の部材は、治具２において対応する部材と同様に構成されているため、治具２において対応する部材と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
底板２２に開口２２ａを形成することによって、筐体１１を治具２Ａに載置した後でも、筐体１１の位置と光学素子１２の位置とを光学的に観測することが可能になる（光学素子１２の位置を光学的に観測するために、開口２２ａを通った光を利用する）。開口２２ａは、例えば、筐体１１及び光学素子１２の角又はアライメントマークが、この開口２２を介して外部から目視可能となる位置に形成することが好ましい。これにより、筐体１１を治具２Ａに載置してから接着剤１５が硬化するまでの間に、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を光学的に観測しながら、治具２に対する筐体１１の相対位置を調整することが可能になる。
〔治具の変形例２〕
治具２の第２の変形例について、図６を参照して説明する。図６は、本変形例に係る治具２Ｂの断面図である。
図６に示すように、本変形例に係る治具２Ｂは、図２に示す治具２の各部材の材料を透明材料に置換したものである。
治具２Ｂが透明材料により構成されていることによって、筐体１１を治具２Ｂに載置した後でも、筐体１１の位置と光学素子１２の位置とを光学的に観測することが可能になる（光学素子１２の位置を光学的に観測するために、治具２Ｂを透過した光を利用する）。これにより、筐体１１を治具２Ａに載置してから接着剤１５が硬化するまでの間に、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を光学的に観測しながら、治具２に対する筐体１１の位置を調整することが可能になる。
なお、治具２Ｂを構成する透明材料は、上述した光学的な観測に用いられる光の波長に対する透過率が十分に高い材料であればよいが、光学素子１２を筐体底板１１ｂに接着固定するための接着剤１５の硬化温度において劣化（例えば変形）しないものであることが好ましい。
〔治具の変形例３〕
治具２の第３の変形例について、図７を参照して説明する。図７の（ａ）は、本変形例に係る治具２Ｃの斜視図であり、図７の（ｂ）は、本変形例に係る治具２ＣのＢＢ矢視断面を示す断面図である。なお、図７の（ｂ）は、治具２Ｃに光学素子１２および筐体１１を載置した状態を示している。
図７に示すように、本変形例に係る治具２Ｃは、図２に示す治具２ＣにＬ字プレート（第１規制部）２４、板バネ２５、及び筐体押圧部（押圧部）２６を付加したものである。これ以外の部材は、治具２において対応する部材と同様に構成されているため、治具２において対応する部材と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
Ｌ字プレート２４は、Ｌ字型の板状部材であり、柱状部２３の上端面２３ａの外縁に沿うように、柱状部２３の上端面２３ａの一角に貼り付けられている。Ｌ字プレート２４は、柱状部２３の上端面２３ａと平行な方向への光学素子１２の移動を直交する二方向から規制するために利用される。板バネ２５は、Ｌ字プレート２４と対向する位置に設けられ、柱状部２３の上端面２３ａと平行な方向への光学素子１２の移動を前記の二方向とは異なる方向から弾性的に規制する。柱状部２３の上端面２３ａにおける光学素子１２の位置は、Ｌ字プレート２４及び板バネ２５によって自動的に定まる。
図２に示す治具２を用いた場合、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を設計目標どおりに定めるためには、光学素子１２を治具２に載置した後に治具２に対する光学素子１２の相対位置を調整する工程を実施し、更に、筐体１１を治具２に載置した後に治具２に対する筐体１１の相対位置を調整する工程を実施する必要がある。これに対して、本変形例に係る治具２Ｃを用いた場合、Ｌ字プレート２４と板バネ２５とによって、治具２Ｃに対する光学素子１２の相対位置が自動的に定まる。したがって、治具２Ｃに対する光学素子１２の相対位置を調整する工程を実施することなく、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を設計目標どおりに定めることが可能になる。すなわち、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を設計目標どおりに定めるための調整作業が容易になる。このため、光学素子１２を筐体１１に接着するために要する時間が短縮される。また、接着剤１５として、よりポットライフの短い樹脂を用いることが可能になる。
筐体押圧部２６は、筐体１１を治具２Ｃに押し付けるように押圧するための構成である。筐体押圧部２６は、例えば図７に示すように、柱部２６ａと、柱部２６ａに取り付けられた板バネ２６ｂとにより構成することができる。板バネ２６ｂは、柱部２６ａを回転軸として回転可能であるが、板バネ２６ｂの高さは、その先端が筐体底板１１ｂに押し付けされた状態となる高さに固定されている。筐体１１を治具２Ｃに載置した後、板バネ２６ｂを回転させ、板バネ２６ｂの先端を筐体底板１１ｂに押し当てることにより、筐体１１を治具２Ｃに押し付けることができる。
本変形例に係る治具２Ｃを用いた場合、筐体１１は、自身に作用する重力に加え、板バネ２６ｂから受ける力によって治具２に押し付けられる。したがって、光学素子１２と筐体１１との間に挟み込まれた弾性体１４により筐体１１が押し上げられるような場合でも、筐体側壁１１ａの上端面１１ａと筒状部２１の上端面２１ａとを確実に面接触させることができる。なお、板バネ２６ｂによって筐体１１を治具２Ｃに押し付ける構成に代えて、錘を用いて筐体１１を治具２Ｃに押し付ける構成や、コイルスプリングを用いて筐体１１を治具２Ｃに押し付ける構成を採用しても、同様の効果が得られる。
〔治具の変形例４〕
治具２の第４の変形例について、図８を参照して説明する。図８の（ａ）は、本変形例に係る治具２Ｄの斜視図であり、図８の（ｂ）は、本変形例に係る治具２ＤのＢＢ矢視断面を示す断面図である。なお、図８の（ｂ）は、治具２Ｄに光学素子１２および筐体１１を載置した状態を示している。
図８に示すように、本変形例に係る治具２Ｄは、図７に示す治具２ＣにＬ字プレート（第２規制部）２７、及び板バネ２８を付加したものである。これ以外の部材は、治具２Ｃにおいて対応する部材と同様に構成されているため、治具２Ｃにおいて対応する部材と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
Ｌ字プレート２７は、Ｌ字型の板状部材であり、筒状部２１の上端面２１ａの外縁に沿うように、筒状部２１の上端面２１ａの一角に貼り付けられている。Ｌ字プレート２７は、筒状部２１の上端面２１ａと平行な方向への筐体１１の移動を、直交する二方向から規制するために利用される。板バネ２８は、Ｌ字プレート２７と対向する位置に設けられ、筒状部２１の上端面２１ａと平行な方向への筐体１１の移動を、前記の二方向とは異なる方向から弾性的に規制するために利用される。筒状部２１の上端面２１ａにおける筐体１１の位置は、Ｌ字プレート２７及び板バネ２８によって自動的に定まる。
図２に示す治具２を用いた場合、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を設計目標どおりに定めるためには、光学素子１２を治具２に載置した後に治具２に対する光学素子１２の相対位置を調整する工程を実施し、更に、筐体１１を治具２に載置した後に治具２に対する筐体１１の相対位置を調整する工程を実施する必要がある。これに対して、本変形例に係る治具２Ｄを用いた場合、Ｌ字プレート２４と板バネ２５とによって、治具２Ｄに対する光学素子１２の相対位置が自動的に定まり、更に、Ｌ字プレート２７と板バネ２８とによって、治具２Ｄに対する筐体１１の相対位置が自動的に定まる。したがって、治具２Ｄに対する光学素子１２の相対位置を調整する工程、及び、治具２Ｄに対する筐体１１の相対位置を調整する工程を実施することなく、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を予め設定された設計目標どおりに定めることが可能になる。すなわち、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を設計目標どおりに定めるための調整作業が不要になる。このため、光学素子１２を筐体１１に接着するために要する時間が短縮される。また、接着剤１５として、よりポットライフの短い樹脂を用いることが可能になる。
なお、Ｌ字プレート２４又はＬ字プレート２７の何れかを、可動かつ、可動範囲内の任意の位置に固定可能な構成してもよい。これにより、筐体１１に対する光学素子１２の相対位置を自由に設定した設計目標どおりに定めることが可能になる。
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態や各変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態または各変形例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１，１Ａ 光モジュール
１１ 筐体
１１ａ 側壁
１１ａ１ （側壁の）上端面（底板側と反対側の端面）
１１ｂ 底板
１１ｂ１ （底板の）上面
１１ｃ 枠部
１２ 光学素子
１２ａ 表面
１２ｂ 裏面
１３ 蓋
１３ａ 枠部
１３ｂ 窓部
１４ 弾性体
１５ 接着剤
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 治具
２１ 筒状部
２１ａ （筒状部の）上端面（第２平坦面）
２２ 底板
２２ａ 開口
２３ 柱状部
２３ａ （柱状部の）上端面（第１平坦面）
２４ Ｌ字プレート（第１規制部）
２５ 板バネ
２６ 筐体押圧部（押圧部）
２７ Ｌ字プレート（第２規制部）
２８ 板バネ

Claims (11)

  1. 第１平坦面及び第２平坦面を有する治具を用いて光学素子の裏面を筐体の底板に接着する接着方法であって、
    前記光学素子の表面が前記治具の第１平坦面に面接触するように、前記光学素子を前記治具に載置する工程と、
    前記筐体の側壁の、底板側と反対側の端面が前記治具の第２平坦面に面接触し、かつ、前記筐体の底板が前記光学素子の裏面に接着剤を介して接触するように、前記筐体を前記治具に載置する工程と、
    前記光学素子及び前記筐体が前記治具に載置された状態で前記接着剤を硬化する工程と、を含んでいる、
    ことを特徴とする接着方法。
  2. 前記治具の第１平坦面と前記治具の第２平坦面とは、互いに平行である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の接着方法。
  3. 前記筐体を前記治具に載置する工程において、前記筐体の底板と前記光学素子の裏面との間に、圧縮された弾性体を挟み込む、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の接着方法。
  4. 前記治具は、端面が平坦な柱状部と、前記柱状部を取り囲む、端面が平坦な筒状部とを有し、
    前記光学素子を前記治具に載置する工程において、前記光学素子の表面を前記柱状部の前記端面に面接触させ、
    前記筐体を前記治具に載置する工程において、前記筐体の側壁の、底板側と反対側の端面を前記筒状部の前記端面に面接触させる、
    ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の接着方法。
  5. 前記治具には、開口が形成されている、
    ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の接着方法。
  6. 前記治具は、透明材料により構成されている、
    ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の接着方法。
  7. 前記治具の第１平坦面には、前記光学素子の、該第１平坦面に平行な方向への移動を少なくとも二方向から規制する第１規制部が設けられている、
    ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の接着方法。
  8. 前記治具の第２平坦面には、前記筐体の、該第２平坦面に平行な方向への移動を少なくとも二方向から規制する第２規制部が設けられている、
    ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の接着方法。
  9. 前記治具は、前記筐体を前記治具に押し付けるように押圧する押圧部を有する、
    ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の接着方法。
  10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の接着方法を用いて、光学素子の裏面を筐体の底板に接着する工程を含む、ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
  11. 筐体と、
    裏面が前記筐体の底板に接着された光学素子と、を備え、
    前記筐体の底板と前記光学素子の裏面との間に、圧縮された弾性体が挟み込まれている、
    ことを特徴とする光モジュール。
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