JP3592492B2 - Optical module and method of manufacturing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光モジュールおよびその製造方法に関し、特に光ファイバを案内するガイド溝を表面に有する基板(石英系プラットフォーム等)を使用して半導体レーザ素子と光ファイバを光結合させるパッシブアライメント形光モジュールの製造技術に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバ伝送システムに使用される送受信用の光モジュールは高性能かつ低廉なものが要請されている。
【0003】
光モジュールの一つとして、表面に半導体レーザ素子を固定する光素子搭載部や、前記光素子搭載部に向かって形成されたV字状断面のガイド溝を有するシリコンからなる基板(実装基板)を利用して組立を行うパッシブアライメント形光モジュールが知られている。
【0004】
この光モジュールは、基板(実装基板、シリコン基板の場合シリコンプラットフォームと呼称されている)の光素子搭載部に半導体レーザ素子を固定するとともに、前記ガイド溝に光ファイバを挿入し、光ファイバと半導体レーザ素子との光軸合わせを行うことなく(パッシブアライメント)光結合を行う。
【0005】
光ファイバはV字状断面のガイド溝に挿入されるだけで光軸が決まるため、光ファイバを光軸方向に移動調整して最も光の取り込み量の高い位置部分で基板に固定される。
【0006】
また、前記基板の光素子搭載部にはアライメントマーク(インデックスマーク)が設けられている。このアライメントマークは、半導体レーザ素子や受光素子等の光素子に表記されたアライメントマークと同一のマークになっている。
【0007】
光素子の光素子搭載部への固定においては、光素子および基板のアライメントマークを検出しながらアライメントされて光素子が基板に固定される。
【0008】
この種の光モジュールについては、たとえば、工業調査会発行「電子材料」1997年7月号、P65〜P69、オプトロニクス社発行「オプトロニクス」1996年7月号、P139〜P143やP156〜P161に記載されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
シリコンプラットフォームを使用した光モジュールの製造においては、半導体レーザ素子や受光素子等の光素子にあらかじめ設けたアライメントマークに対応するアライメントマークをシリコンプラットフォームの各光素子搭載部に設けておき、光素子の固定時には前記アライメントマークを一致させるようにして高精度の固定を行っている。
【0010】
光ファイバは前記シリコンプラットフォームの表面に設けられたガイド溝に挿入固定され、これにより、光ファイバと光素子、たとえば半導体レーザ素子との光軸合わせがなされる。
【0011】
しかし、このような従来の光モジュールの製造方法において、下記のような問題が発生することが本発明者によってあきらかにされた。
【0012】
(1)半導体レーザ素子の出射面は結晶の劈開面で構成されるが、この劈開面は結晶基板を劈開することによって形成される。劈開作業は結晶基板の一部に外力を加えて破断させるため、劈開面の位置が厳密には特定されず、結果として半導体レーザ素子の長さ(光導波路の長さ)が微妙に異なる。したがって、半導体レーザ素子の出射面と光ファイバの先端の距離が変動すると、光ファイバに取り込まれるレーザ光の光量が変化する。
【0013】
そこで、本出願人においては、半導体レーザ素子の出射面と光ファイバの先端の距離を測定し、所定の距離域から外れたものを不良品とする判定作業を行っているが、この距離判定作業は手間暇が掛かり、光モジュールの製造コストの低減を妨げている。
【0014】
(2)シリコンプラットフォームの表面に形成されるガイド溝は、前記光素子搭載部のアライメントマークに対して決められるホトマスクを使用するホトリソグラフィとエッチングによって形成されるが、前記アライメントマークとホトマスクとのアライメント時のばらつきや、使用するホトマスクの製造ばらつきによってガイド溝の形成位置が変化することがある。この位置ずれは光軸合わせ不良を引き起こし、製造歩留りを低下させる。
【0015】
本発明の目的は、光素子と光ファイバ先端の距離測定が容易な光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【0016】
本発明の他の目的は、ガイド溝の位置ズレ量を補正して光素子の固定ができる光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【0017】
本発明の他の目的は、高精度な光結合が行える光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【0018】
本発明の他の目的は、製造コストの低減が図れる光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【0019】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【0021】
(1)一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板と、前記光素子搭載部に固定される光素子と、前記ガイド溝に沿って挿入固定され先端を前記光素子に対面させる光ファイバとを有する光モジュールであって、前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光ファイバの先端固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークと、前記光素子搭載部の周辺に設けられ、前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークと、前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークとを有する。
【0022】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように複数のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成になっている。前記ピッチマークの各マークは少なくとも隣接する各マークとは異なるマークパターンになっている。
【0023】
前記基準マークに対して前記光ファイバの先端が位置決めされている。たとえば、前記基準マークの一縁の延長線上に前記光ファイバの先端が位置している。
【0024】
このような光モジュールは以下の製造方法によって製造される。
【0025】
一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板を用意する工程と、前記光素子搭載部に光素子を固定する工程と、先端を前記光素子に対面させるようにして前記ガイド溝に光ファイバを入れかつ固定する工程と、前記光素子と前記光ファイバ先端との距離を検査して光結合の良否判定を行う工程とを有する光モジュールの製造方法であって、前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光ファイバの先端固定位置のズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークを設け、前記光素子搭載部の周辺に前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークを設け前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークを設け前記光素子の固定においては、前記基準マークに対するガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測した後、この測定情報に基づいて前記光素子を前記光素子搭載部に固定し、前記光素子および光ファイバの固定後、前記光ファイバ用位置測定マークまたは光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークを利用して前記光素子と前記光ファイバの先端の距離を測定し、この測定値から光素子と光ファイバの光結合の良否を判定する。
【0026】
前記ガイド溝の一方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記一方の基準マークと、前記ガイド溝の他方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記他方の基準マークとを、二つの光学測定系を有するカメラとモニターを有する光学機器で測定し、前記二つの光学測定系で得られた二つの画像を前記モニターの画面に写し出し、前記一方のガイド溝縁と前記一方の基準マークとの距離及び前記他方のガイド溝縁と前記他方の基準マークとの距離を測定し、前記測定情報から前記ガイド溝の中心位置を求め、この中心位置に基づいて前記光素子を前記基板に固定する。
【0027】
前記光ファイバの固定において前記基準マークを固定時の基準として光ファイバの固定を行う。たとえば、前記基準マークの一縁の延長線上に前記光ファイバの先端が位置するように光ファイバを固定する。
【0028】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは相関を持たせて表記する。たとえば、同一のマーク表記技術によって同時に表記する。
【0029】
前記ガイド溝および前記基準マークは同一のエッチング処理によって同時に形成する。
【0030】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成とし、前記光素子用位置測定マークおよび光ファイバ用位置測定マークのピッチマークを計測して前記光素子と前記光ファイバ先端の距離を測定する。
【0031】
前記(1)の手段によれば、(a)ガイド溝の周辺と前記光素子搭載部の周辺には、それぞれ光ファイバ用位置測定マークおよび光素子用位置測定マークが設けられていることから、光素子および光ファイバの固定位置ズレ量を測定することができる。
【0032】
(b)光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークは相関があることから、光素子および光ファイバの固定位置ズレ量の測定から光素子と光ファイバの先端の距離を計測することができる。これにより、光結合状態の良否判定が可能になる。
【0033】
(c)光素子用位置測定マークおよび光ファイバ用位置測定マークはピッチマーク構成になっていることから、高精度で光素子および光ファイバの位置ズレ量を計測することができる。したがって、光素子と光ファイバの先端の距離を高精度に計測することができ、光結合の良否判定が容易かつ高精度になる。
【0034】
(d)ピッチマークの各マークは隣接する各マークとは異なるマークパターンになっていることから、位置ズレ量の計算(計測)が容易かつ正確になる。
【0035】
(e)光ファイバの先端は基準マークの一縁の延長線上に位置するように固定されるため、位置がズレている場合は目視で容易に判定ができる実益がある。
【0036】
(f)広い面積部分を同一画面に映し出すことなく、測定対象を小分けにして同一画面にそれぞれ大写しに映し出すことによって高い解像度のもとで測定計測が可能になる。すなわち、基準マークを含むガイド溝の両縁部分を二つの光学経路を有する光学機器で測定して両画像を同一画面に写し出して各基準マークと各ガイド溝縁との距離を測定することから、高精度にガイド溝の中心位置を求めることができる。したがって、前記中心位置に基づいて行う光素子(半導体レーザ素子)の固定精度は高いものとなり、以後のパッシブアライメントも高精度のものになる。
【0037】
(g)視野が大きく解像度の高い光学機器は高価であるが、ガイド溝のそれぞれの縁部分の画像を分けて同一画面に写し出すため、視野の小さい光学機器の使用が可能になり、光モジュールの製造コストの低減が達成できる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0039】
(実施形態1)
図1乃至図9は本発明の実施形態1である光モジュールおよびその製造方法に係わる図である。
【0040】
本実施形態1の光モジュール1は外観的には、図2および図3に示すように、偏平箱型のパッケージ2の両側からインライン型にリード3を複数突出させた構造になっている。また、前記パッケージ2の一端中央部分には突出した光ファイバケーブル支持部4が設けられ、光ファイバケーブル5を支持している。
【0041】
パッケージ2はプラスチックで形成され、ケース6と、このケース6の上面側に着脱自在に取り付けられるキャップ7とからなっている。前記ケース6およびキャップ7にも前記光ファイバケーブル支持部4を構成するためのケーブル支持部4a,4bが設けられている。
【0042】
前記ケース6の上面には縁からやや内方に前記キャップ7が嵌まるような突条の嵌合部8が設けられている。この嵌合部8は前記ケーブル支持部4aの一端側では開口し、光ファイバケーブル5の案内に支障のない構造になっている。前記ケーブル支持部4aで案内される光ファイバケーブル5の先端(内端)部分は、その外装となるファイバジャケットが剥がされ、コアとクラッドとからなる光ファイバ11を露出させている。
【0043】
また、図示はしないが、光ファイバケーブル支持部4と光ファイバケーブル支持部4から突出する光ファイバケーブル5部分は、筒状の保護管で固定されている。この保護管は熱収縮チューブで形成され、前記光ファイバケーブル支持部4に取り付けた後、熱が加えられて収縮し、光ファイバケーブル5を光ファイバケーブル支持部4に固定する。なお、前記光ファイバケーブル5は光ファイバケーブル支持部4の部分で接合材等を使用して固定するようにしてもよい。
【0044】
前記ケース6の嵌合部8の内側底上には基板10が図示しない接合材を介して固定されている。前記基板10は実装基板であり、たとえばシリコン基板からなっている。この基板10は、一般的にシリコンプラットフォーム10と呼称されている。
【0045】
前記シリコンプラットフォーム10は、図1,図4,図5に示すように、長方形となるとともに、その上面の中心線に沿って光ファイバ11の先端部分,半導体レーザ素子(LD)12,受光素子(PD)13が順次固定されている。
【0046】
光素子である半導体レーザ素子12および受光素子13は、光素子搭載部14,15にそれぞれ設けられたアライメントマーク16,17と、半導体レーザ素子12および受光素子13に設けられた同一パターンのアライメントマークの検出によって位置決めされてシリコンプラットフォーム10に固定されている。
【0047】
光ファイバ11はV字状断面のガイド溝20に案内挿入され、固定樹脂21(図3参照)によってシリコンプラットフォーム10に固定されている。この光ファイバ11は前記光ファイバケーブル5から延在するものである。
【0048】
前記ガイド溝20はシリコンプラットフォーム10の一端側から前記半導体レーザ素子12を固定する光素子搭載部14の近傍に向かって一端が臨むように形成されている。
【0049】
本実施形態1の光モジュール1は、その製造において半導体レーザ素子12と光ファイバ11の光結合はパッシブアライメント法によって行われる。
【0050】
前記光ファイバ11は固定樹脂21によってシリコンプラットフォーム10に固定されている。
【0051】
前記半導体レーザ素子12の前方端から出射されたレーザ光は光ファイバ11の先端に取り込まれる。また、半導体レーザ素子12の後方端から出射されたレーザ光は受光素子13で受光され、光出力のモニターがなされる。
【0052】
半導体レーザ素子12および受光素子13が搭載されるシリコンプラットフォーム10の端側表面にはボンディングパッド27が設けられている。これらボンディングパッド27において、一部のボンディングパッド27からは配線が延在して半導体レーザ素子12の光素子搭載部14または受光素子13の光素子搭載部15に延在し、半導体レーザ素子12や受光素子13の下部電極と電気的に接続されている。また、半導体レーザ素子12および受光素子13の上部電極と一部のボンディングパッド27は導電性のワイヤ28によって電気的に接続されている。
【0053】
前記光ファイバ11の先端部分および半導体レーザ素子12ならびに受光素子13はコーティング樹脂29によって被覆されている。
【0054】
また、前記ケース6の両側から突出するリード3の内端は、ケース6の内側に突出し、これらリード3の内端と前記ボンディングパッド27は導電性のワイヤ9(図3参照)で接続されている。
【0055】
一方、これが本発明の特徴の一つであるが、図1に示すように、前記ガイド溝20と前記光素子搭載部14の周辺には、前記光ファイバ11の先端固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マーク30と、前記半導体レーザ素子12の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マーク30と相関がある光素子用位置測定マーク25が設けられている。
【0056】
また、前記ガイド溝20の両縁側には前記光素子搭載部14と相関がありかつ前記ガイド溝20の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マーク40が設けられている。
【0057】
光モジュール1の製造における半導体レーザ素子12と光ファイバ11の光結合はパッシブアライメント法で行う。この場合、シリコンプラットフォーム10に固定されている半導体レーザ素子12に対して、光ファイバ11の先端をガイド溝20に挿入し、光ファイバ11の軸方向(Y方向)に光ファイバ11を移動調整し、かつ光ファイバ11を固定することによって半導体レーザ素子12と光ファイバ11の光結合が行われる。
【0058】
半導体レーザ素子12が±2μmの高精度で固定されている場合、一般的には光ファイバ11の先端の位置もあらかじめ設定した位置に固定されることが多い。
【0059】
そこで、本実施形態1では、半導体レーザ素子12よりの前記基準マーク40を基準にして光ファイバ11の位置決めを行い光ファイバ11を固定する。
【0060】
また、半導体レーザ素子12と光ファイバ11の先端との距離の計測に基づく光結合の良否の判定を正確かつ高精度にするため、前述のような光ファイバ用位置測定マーク30,光素子用位置測定マーク25を設けた。
【0061】
また、一般に前記ガイド溝20の位置と半導体レーザ素子12を固定する光素子搭載部14との位置関係は相関がある。たとえば、光素子搭載部14のアライメントマークに対して相対的に位置決めしてガイド溝20が形成される。そして、ガイド溝20と光素子搭載部14との関係はパッシブアライメント法において充分な位置精度が保たれているとの考えの基に光ファイバ11の位置決めと固定がなされている。
【0062】
しかし、ガイド溝20の位置が溝幅方向(X方向)にずれることもあり、製造ロットにおいては光素子搭載部14のアライメントマークを利用して半導体レーザ素子12を固定する方法が必ずしもよいとは限らないことを本発明者は不良発生メカニズムの検討の結果知見した。
【0063】
そこで、ガイド溝20の両側に基準マーク40を設け、この基準マーク40に対するガイド溝20の位置ズレ量を測定し、この測定情報に基づいて半導体レーザ素子12の固定を行い、その後パッシブアライメント法によって光ファイバ11を固定することによって半導体レーザ素子と光ファイバの高精度な光結合を行うこととした。
【0064】
以下、光モジュール1の製造方法を含め、光素子用位置測定マーク25,光ファイバ用位置測定マーク30,基準マーク40について説明する。
【0065】
シリコンプラットフォーム10の表面(上面)に設けられた光素子用位置測定マーク25および光ファイバ用位置測定マーク30は、半導体レーザ素子12や光ファイバ11を固定した後も目視可能であり、半導体レーザ素子12や光ファイバ11の固定位置の位置ズレ量を計算で求めることができる目盛りタイプのマーク(ピッチマーク)になっている。
【0066】
すなわち、位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成になっている。また、ピッチマークの各マークは少なくとも隣接する各マークとは異なるマークパターンになっている。これは、検出ミス(読み取りミス)を防ぐためであり、本実施形態1の場合は各マークは、図1に示すように、全て異なるマークになっている。この例では、各マークは点と所定の長さの線の組み合わせで構成されている。
【0067】
また、前記光素子用位置測定マーク25と光ファイバ用位置測定マーク30は相互に相関があり、その位置(距離)関係は一定になるように同一のマーク表記技術によって同時に表記されている。前記光素子用位置測定マーク25および光ファイバ用位置測定マーク30は、シリコンプラットフォーム10の表面に形成した酸化膜やメタライズ膜をホトリソグラフィ技術やエッチング技術によって同時に形成される。
【0068】
シリコンプラットフォーム10において、本実施形態1では、前記光素子用位置測定マーク25はY方向の半導体レーザ素子12の位置ズレ量を検出するY方向位置ズレ検出マーク25yと、X方向の半導体レーザ素子12の位置ズレ量を検出するX方向位置ズレ検出マーク25xとで構成されている。
【0069】
Y方向位置ズレ検出マーク25yは光素子搭載部14の両側に配置され、X方向位置ズレ検出マーク25xは光素子搭載部14のガイド溝20側の端面側に、かつ光軸24に対して対称なパターンとして配置されている。
【0070】
半導体レーザ素子の固定精度は、一般的に±2μmである。そこで、前記Y方向位置ズレ検出マーク25yにおいては、各マークは、たとえば2μmの幅の一定長さの線を1本で形成したもの、2本直列に並べたもの、3本直列に並べたもの、3本分に見合う長い1本の線のものを順次並べて形成しておく。また、隣接するマークの間の隙間も2μmとしてある。
【0071】
これにより、2μmの精度で位置ズレ量を検出できるピッチマークが形成される。また、マーク幅や隙間を目視で半分まで区分けることができるとすれば、1μmの精度で位置ズレ量を検出できることになる。
【0072】
この結果、Y方向の半導体レーザ素子12の位置ズレ量をY方向位置ズレ検出マーク25yのピッチマーク構成のマークで読み取ることができる。
【0073】
なお、点や線の幅や隙間は前記数値に限定されるものではない。
【0074】
また、前記X方向位置ズレ検出マーク25xは設計上の光軸24に重なる長いマークと、このマークに対して対称に配置されかつ順次短くなる2本のマークとによってピッチマーク構成の位置ズレ検出マークが形成されている。そして、前記Y方向位置ズレ検出マーク25yの場合と同様に各マークの幅は2μm、マークとマークの間の隙間は2μmとなっている。これにより、2μm精度または1μm精度の位置ズレを検出することができる。
【0075】
ここで、ガイド溝20の周辺に設けられる光ファイバ用位置測定マークを説明する前に、前記ガイド溝20の縁の外側に設けられる基準マーク40について説明する。
【0076】
本実施形態1では、前記ガイド溝20の両側に基準マーク40が光軸24に対して対称に計4個設けられている。この基準マーク40は前記ガイド溝20と同時にエッチングによって形成される。しかし、エッチング時のマスクの大きさ、すなわち開口寸法の違いにより、基準マーク40では浅く、ガイド溝20では深く形成される。これは結晶の面方位によってエッチングの速度が異なることにより、たとえばシリコンプラットフォーム10の表面を(100)面とすることによって容易に得られる。
【0077】
ガイド溝20の深さは、エッチング時間を高精度に管理することによって高精度に形成される。
【0078】
前記ガイド溝20はその製造において、少なくとも前記半導体レーザ素子12を固定するための光素子搭載部14(アライメントマーク等)に対して一定の相関(所定位置関係)を有するように形成されるが、ガイド溝20をエッチングで形成する際のホトリソグラフィ技術やエッチング技術でのバラツキ、あるいはホトリソグラフィで使用されるマスクの精度等によって位置ズレが発生する。
【0079】
この結果、パッシブアライメント法で半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合を行った場合、光軸合わせ不良が発生することがある。
【0080】
そこで、本実施形態1では光モジュール1の製造において、ガイド溝20の位置ズレ量を測定し、その測定情報から半導体レーザ素子の固定位置を補正し、パッシブアライメント法による光結合ができるようにするものである。
【0081】
このため、前記のようにガイド溝20の両側に基準マーク40を形成し、基準マーク40に対するガイド溝20の位置ズレ量を測定し、その後半導体レーザ素子の固定を行う。
【0082】
ガイド溝20の溝幅Wは、たとえば150μmであり、基準マーク40の中心線とガイド溝20の縁との間隔Lは20μmであり、基準マーク40の溝幅は20μm、基準マーク40の長さは30μmである。なお、図8はガイド溝20とガイド溝20の両側にそれぞれ設けられた基準マーク40を示すシリコンプラットフォーム10の一部の拡大平面図である。
【0083】
一般に150μmの画像を見るためには、200〜300μmの視野を有する光学機器が必要であり、これを一画面にて測定すると0.4〜0.6μmの精度となる。
【0084】
また、視野を50μm程度とする場合には、画面にはその画像が大写しで映し出される結果、測定精度を0.1μmと高くすることができる。
【0085】
そこで、本実施形態1では、150μm程度の幅を有するガイド溝20の両側部分を、図6に示すようにプリズム41,42a,42b,43a,43b,44によって構成される二つの光学測定系A・Bを有するカメラ49とモニター46を有する光学機器45で測定する。小分けされた二つの画像は前記モニター46の画面47に映し出される。
【0086】
画面47において二点鎖線枠で囲まれる右側の右画像47aが光学測定系Aによる画像であり、左側の左画像47bが光学測定系Bによる画像である。画面47に基準マーク40を含むガイド溝20の縁部分の画像を大写しに映し出すことによって、たとえば、0.1μmの精度で基準マーク40の中心からガイド溝20の縁までの距離a,bを測定することができる。
【0087】
これにより、演算によってガイド溝20の幅およびガイド溝20の中心の位置を求めることができ、ガイド溝20の形成位置ズレ量を求めることができる。
【0088】
そこで、図7に示すようなチップボンディング装置50を用い、前記ガイド溝20の形成位置ズレ量の数値による補正を行ってシリコンプラットフォーム10の光素子搭載部に半導体レーザ素子12を固定することができる。
【0089】
チップボンディング装置50は、XYテーブル51に支持されるボンディングアーム52の先端に透明なガラスで構成されているコレット53で半導体レーザ素子12を真空吸着保持している。そして、前記ガイド溝20の形成位置ズレ量に対応させてXYテーブル51を移動調整して半導体レーザ素子12をシリコンプラットフォーム10の光素子搭載部(図示せず)に固定する。
【0090】
図9(a)はガイド溝20に形成位置ズレが起きない状態での光ファイバ11の固定状態を示し、図9(b)はガイド溝20に形成位置ズレ(ε)が起きた状態での光ファイバ11の固定状態を示すものである。図9(a)の場合は半導体レーザ素子12と光ファイバ11の光軸合わせは良好であり、図9(b)の場合は半導体レーザ素子12と光ファイバ11の光軸合わせは不良になる。
【0091】
150μmと広いガイド溝20を一視野で全体観察するには、高価な光学機器を使用しなければならないが、二つの光学経路を有する光学機器は安価なものとなり、光モジュール1の製造コストの低減が達成できる。
【0092】
このように、ガイド溝20の形成位置ズレ量を計測した後、前記形成位置ズレを基に半導体レーザ素子12の固定を行えば、その後はパッシブアライメント法で半導体レーザ素子12と光ファイバ11の光結合を行うことができる。
【0093】
パッシブアライメント法で光ファイバ11をガイド溝20に固定する場合、半導体レーザ素子12よりの基準マーク40(チップ寄り基準マーク40と呼称する)の半導体レーザ素子12寄りの端面(一縁:ファイバ固定基準面と呼称する)の延長線部分に光ファイバ11の先端が位置するように位置決めを行う。
【0094】
光ファイバ用位置測定マーク30は、前記光素子用位置測定マーク25の場合と同様にピッチマーク構成になっている。そして、ガイド溝20の両側に、ガイド溝20の軸方向(Y方向)に沿って所定ピッチでマークが表示されている。
【0095】
前記チップ寄り基準マーク40のファイバ固定基準面の延長上に位置する部分に基準マーク31が表示され、位置ズレ零(0)とされる。そして、この基準マーク31の右側にはプラスのマークが表示され、左側にはマイナスのマークが表示される。たとえば、プラス・マイナスのマークによる数値は5μm刻みである。
【0096】
したがって、光ファイバ11の先端位置がどのマークに対応しているかを確認することによって光ファイバ11の先端位置の位置ズレ量が正確かつ高精度に計測できることになる。
【0097】
前記基準マーク40はピッチマーク構成になっているが、これら各マークは相互に異なるパターンになっている。
各マークは他のパターンであってもよい。
【0098】
本実施形態1の光モジュール1の製造は、以下の方法によって製造される。
【0099】
図5に示すようにガイド溝20を形成したシリコンプラットフォーム10を用意した後、基準マーク40を利用して、前述のように二つの光学経路を有する光学機器でガイド溝20の位置ズレ量を高精度に測定する。
【0100】
その後、前記測定情報に基づいて前記半導体レーザ素子12を前記光素子搭載部14に固定する。
【0101】
つぎに、シリコンプラットフォーム10のボンディングパッド27と半導体レーザ素子12や受光素子13の上部電極をワイヤ28で接続する。また、ボンディングパッド27とリード3の内端をワイヤ9で接続する。
【0102】
つぎに、基準マーク40を利用して光ファイバ11を位置決めし、かつ光ファイバ11を固定樹脂21を使用してガイド溝20に固定する。
【0103】
つぎに、光素子用位置測定マーク25と光ファイバ用位置測定マーク30を利用して半導体レーザ素子12および光ファイバ11の位置ズレ量を測定し、半導体レーザ素子12と光ファイバ11の先端の距離(d)を測定し、この測定値から半導体レーザ素子12と光ファイバ11の光結合の良否を判定する。
【0104】
本実施形態1によれば以下の効果を奏する。
(1)ガイド溝20の周辺と半導体レーザ素子12を固定する光素子搭載部14の周辺には、それぞれ光ファイバ用位置測定マーク30および光素子用位置測定マーク25(X方向位置ズレ検出マーク25x,Y方向位置ズレ検出マーク25y)が設けられていることから、半導体レーザ素子12および光ファイバ11の固定位置ズレ量を正確に測定することができる。
【0105】
(2)光ファイバ用位置測定マーク30と光素子用位置測定マーク25は相関があることから、半導体レーザ素子12および光ファイバ11の固定位置ズレ量の測定から半導体レーザ素子12と光ファイバ11の先端の距離を計測することができる。これにより、光結合状態の良否判定が正確かつ容易になる。
【0106】
(3)X方向位置ズレ検出マーク25x,Y方向位置ズレ検出マーク25yおよび光ファイバ用位置測定マーク30はピッチマーク構成になっていることから、高精度で半導体レーザ素子12および光ファイバ11の位置ズレ量を計測することができる。したがって、半導体レーザ素子12と光ファイバ11の先端の距離を高精度に計測することができ、光結合の良否判定が容易かつ高精度になる。
【0107】
(4)ピッチマークの各マークは隣接する各マークとは異なるマークパターンになっていることから、位置ズレ量の計算(計測)が容易かつ正確になる。
【0108】
(5)光ファイバ11の先端は基準マーク40のファイバ固定基準面の延長線上に位置するように固定されるため、位置がズレている場合は目視で容易に判定ができる実益がある。
【0109】
(6)広い面積部分を同一画面に映し出すことなく、測定対象を小分けにして同一画面にそれぞれ大写しに映し出すことによって高い解像度のもとで測定計測が可能になる。すなわち、基準マークを含むガイド溝の両縁部分を二つの光学経路を有する光学機器で測定して両画像を同一画面に写し出して各基準マークと各ガイド溝縁との距離を測定することから、高精度にガイド溝20の中心位置を求めることができる。したがって、前記中心位置に基づいて行う半導体レーザ素子12の固定精度は高いものとなり、以後のパッシブアライメントも高精度のものになる。
【0110】
(7)視野が大きく解像度の高い光学機器は高価であるが、ガイド溝20のそれぞれの縁部分の画像を分けて同一画面に写し出すため、視野の小さい光学機器の使用が可能になり、光モジュールの製造コストの低減が達成できる。
【0111】
(実施形態2)
図10は本発明の他の実施形態における光ファイバ用位置測定マークを示す図である。この実施形態における光ファイバ用位置測定マーク30は、同図に示すように、各マークは二値化表記構成になっている。すなわち、微小正方形の塗り潰しと空白とによって二値信号として示してある。
【0112】
本実施形態2でも前記実施形態1と同様な効果を奏する。
【0113】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0114】
すなわち、ガイド溝は光素子搭載部に対して高精度に形成されることと、その精度が高い場合には、前記基準マークは必ずしも必要ではない。この場合、光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークを検出することによって光素子と光ファイバ先端の距離を正確に計測することができ、製品の良否の判定が行えることになる。
【0115】
また、前記文献にも記載されているが、光素子(半導体レーザ素子)の固定精度は±2μmである。これに対して光ファイバの固定位置精度は±5μm程度と大幅に低い。また、光ファイバにおけるレーザ光の取り込み率の光軸方向での変化は光軸に直交する方向の場合に比較して緩やかである。
【0116】
このようなことから、高精度を必要としない場合、光素子用位置測定マークを設けることなく、光ファイバ用位置測定マークのみを設けて光素子(半導体レーザ素子)と光ファイバの先端との距離を測定して光結合の良否を判定するようにしてもよい。
【0117】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるシングル光ファイバ用による光モジュール製造技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、半導体レーザ素子をアレイ構造とし、光ファイバをマルチファイバ(ファイバアレイ)とし、基板のガイド溝をアレイ状にした多芯構成の光モジュールの製造技術にも適用できる。
【0118】
本発明は少なくとも発光光モジュール、受光光モジュール等の光モジュールの製造技術には適用できる。
【0119】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【0120】
(1)光ファイバを案内するガイド溝の周辺に、光ファイバの先端の固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークを設けてあることから、簡単かつ高精度に光ファイバの位置ズレ量を計測できる。
【0121】
(2)光素子(半導体レーザ素子)を固定する光素子搭載部の周辺に、光素子の固定位置の位置ズレ量を計測できる光素子用位置測定マークを設けてあることから、簡単かつ高精度に光素子の位置ズレ量を計測できる。
【0122】
(3)光素子用位置測定マークと光ファイバ用位置測定マークは相関を有して形成されていることから、前記(1)および(2)のように光素子および光ファイバ先端の位置ズレ量の検出から、光素子と光ファイバ先端の距離が正確に測定でき、光素子と光ファイバの光結合の良否の判定が正確かつ簡単になる。
【0123】
(4)光ファイバの側方には光ファイバの先端位置の固定の基準となる基準マークが設けられていることから、光ファイバの固定のための位置決めが容易になる。
【0124】
(5)前記基準マークはガイド溝の形成位置ズレ量の測定を行う基準となること、またガイド溝の両側と基準マークとの間隔を測定することによってガイド溝の位置ズレを計測するようにしたことから、計測精度が向上する。
【0125】
(6)前記ガイド溝の幅、位置ズレ量の継続は二つの光学経路を有する光学機器で測定できるため、広い面積を高い精度で映し出す高価な光学機器が不要になり、安価な光学機器の使用が可能になるため光モジュールの製造コストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1である光モジュールの要部を示す拡大平面図である。
【図2】本実施形態1の光モジュールの外観を示す斜視図である。
【図3】本実施形態1の光モジュールの分解斜視図である。
【図4】本実施形態1の光モジュールにおけるシリコンプラットフォーム等を示す拡大断面図である。
【図5】本実施形態1の光モジュールにおけるシリコンプラットフォームを示す拡大斜視図である。
【図6】本実施形態1の光モジュールの製造において、シリコンプラットフォームの溝やマークを測定する光学装置の概要を示す模式図である。
【図7】本実施形態1の光モジュールの製造において、シリコンプラットフォームに半導体レーザ素子を固定するチップボンディング装置の概要を示す模式図である。
【図8】光ファイバ用位置測定マークが設けられた前記シリコンプラットフォームの一部を示す拡大平面図である。
【図9】溝に固定された光ファイバの良好状態と不良状態を示す前記シリコンプラットフォームの一部を示す拡大断面図である。
【図10】本発明の実施形態2である光モジュールにおけるシリコンプラットフォームの一部を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
1…光モジュール、2…パッケージ、3…リード、4…光ファイバケーブル支持部、4a,4b…ケーブル支持部、5…光ファイバケーブル、6…ケース、7…キャップ、8…嵌合部、9…ワイヤ、10…基板(実装基板:シリコンプラットフォーム)、11…光ファイバ、12…半導体レーザ素子(LD)、13…受光素子(PD)、14,15…光素子搭載部、16,17…アライメントマーク、20…ガイド溝、21…固定樹脂、24…光軸、25…光素子用位置測定マーク、25x…X方向位置ズレ検出マーク、25y…Y方向位置ズレ検出マーク、27…ボンディングパッド、28…ワイヤ、29…コーティング樹脂、30…光ファイバ用位置測定マーク、31…基準マーク、40…基準マーク、41,42a,42b,43a,43b,44…プリズム、45…光学機器、46…モニター、47…画面、49…カメラ、50…チップボンディング装置、51…XYテーブル、52…ボンディングアーム、53…コレット。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical module and a method of manufacturing the same, and more particularly to a passive alignment type optical module in which a semiconductor laser device and an optical fiber are optically coupled using a substrate (a quartz-based platform or the like) having a guide groove for guiding the optical fiber on the surface. A technology that is effective when applied to manufacturing technology.
[0002]
[Prior art]
Optical modules for transmission and reception used in optical fiber transmission systems are required to have high performance and low cost.
[0003]
As one of the optical modules, a substrate (mounting substrate) made of silicon having an optical device mounting portion for fixing a semiconductor laser device on the surface and a guide groove having a V-shaped cross section formed toward the optical device mounting portion is used. 2. Description of the Related Art A passive alignment type optical module that performs assembly by utilizing the same is known.
[0004]
In this optical module, a semiconductor laser element is fixed to an optical element mounting portion of a substrate (mounting substrate, in the case of a silicon substrate, referred to as a silicon platform), and an optical fiber is inserted into the guide groove. Optical coupling is performed without performing optical axis alignment with the laser element (passive alignment).
[0005]
Since the optical axis is determined only by inserting the optical fiber into the guide groove having the V-shaped cross section, the optical fiber is moved and adjusted in the optical axis direction and is fixed to the substrate at a position where the amount of light taken in is the highest.
[0006]
An alignment mark (index mark) is provided on the optical element mounting portion of the substrate. This alignment mark is the same mark as an alignment mark written on an optical element such as a semiconductor laser element or a light receiving element.
[0007]
In fixing the optical element to the optical element mounting portion, the optical element is aligned and fixed to the substrate while detecting the alignment marks on the optical element and the substrate.
[0008]
This type of optical module is described in, for example, "Electronic Materials", July 1997, P65-P69, published by the Industrial Research Institute, "Optronics", July 1996, published by Optronics, P139-P143 and P156-P161. ing.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In manufacturing an optical module using a silicon platform, alignment marks corresponding to alignment marks provided in advance on optical elements such as a semiconductor laser element and a light receiving element are provided on each optical element mounting portion of the silicon platform, and At the time of fixing, high-precision fixing is performed by aligning the alignment marks.
[0010]
The optical fiber is inserted and fixed in a guide groove provided on the surface of the silicon platform, whereby the optical axis of the optical fiber is aligned with an optical element, for example, a semiconductor laser element.
[0011]
However, it has been clarified by the present inventors that the following problems occur in such a conventional method for manufacturing an optical module.
[0012]
(1) The emission surface of the semiconductor laser device is constituted by a cleavage plane of a crystal, and this cleavage plane is formed by cleaving a crystal substrate. In the cleavage operation, since a part of the crystal substrate is broken by applying an external force, the position of the cleavage plane is not strictly specified, and as a result, the length of the semiconductor laser device (the length of the optical waveguide) is slightly different. Therefore, when the distance between the emission surface of the semiconductor laser device and the tip of the optical fiber changes, the amount of laser light taken into the optical fiber changes.
[0013]
Therefore, in the present applicant, the distance between the emission surface of the semiconductor laser element and the tip of the optical fiber is measured, and a work out of a predetermined distance range is determined as a defective product. Is time-consuming and hinders the reduction of the manufacturing cost of the optical module.
[0014]
(2) The guide groove formed on the surface of the silicon platform is formed by photolithography and etching using a photomask determined with respect to the alignment mark of the optical element mounting portion. In some cases, the formation position of the guide groove may change due to variations in time or manufacturing variations in the photomask to be used. This misalignment causes optical axis misalignment and lowers the manufacturing yield.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical module and a method for manufacturing the same, in which the distance between the optical element and the tip of the optical fiber can be easily measured.
[0016]
It is another object of the present invention to provide an optical module capable of fixing an optical element by correcting a positional deviation amount of a guide groove and a method of manufacturing the same.
[0017]
Another object of the present invention is to provide an optical module capable of performing highly accurate optical coupling and a method for manufacturing the same.
[0018]
Another object of the present invention is to provide an optical module and a method for manufacturing the same, which can reduce the manufacturing cost.
[0019]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0021]
(1) A substrate having an optical element mounting portion and a guide groove for guiding an optical fiber extending toward the optical element mounting portion on one surface; an optical element fixed to the optical element mounting portion; An optical fiber that is inserted and fixed along and has an end facing the optical element.Provided on one side or both sides,An optical fiber position measurement mark that can measure the amount of positional deviation of the fixed position of the tip of the optical fiberAnd provided in the periphery of the optical element mounting portion, in a length direction of the guide groove and in a direction orthogonal to the guide groove.The amount of displacement of the fixed position of the optical element can be measured and the position measurement mark for the optical fiber andIn a certain positional relationshipAn optical element position measurement markWhen,At one edge or both edges of the guide grooveProvided,The optical element mounting portion;In a certain positional relationshipReference mark for measuring the amount of misalignment of the guide groove in the width direction with the guide grooveHaveYou.
[0022]
The position measurement mark for the optical element and the position measurement mark for the optical fiber have a pitch mark configuration in which a plurality of marks are arranged at a predetermined pitch so that the amount of positional deviation can be calculated. Each mark of the pitch mark has a mark pattern different from at least each adjacent mark.
[0023]
The tip of the optical fiber is positioned with respect to the reference mark. For example, the tip of the optical fiber is located on an extension of one edge of the reference mark.
[0024]
Such an optical module is manufactured by the following manufacturing method.
[0025]
A step of preparing a substrate having an optical element mounting portion and a guide groove for guiding an optical fiber extending toward the optical element mounting portion on one surface; a step of fixing an optical element to the optical element mounting portion; A step of inserting and fixing an optical fiber in the guide groove so as to face the optical element, and a step of inspecting a distance between the optical element and the tip of the optical fiber to determine whether optical coupling is good or bad. A method of manufacturing a module, comprising:On one or both sidesAn optical fiber position measurement mark capable of measuring the amount of displacement of the fixed position of the tip of the optical fiberIs provided around the optical element mounting portion in the length direction of the guide groove and in the direction orthogonal to the guide groove.The amount of displacement of the fixed position of the optical element can be measured and the position measurement mark for the optical fiber andIn a certain positional relationshipProvide a position measurement mark for an optical element,The optical element mounting portion on one edge side or both edge sides of the guide groove;In a certain positional relationshipAnd the guide grooveWidth directionThe amount of displacementmeasurementA reference mark for,In fixing the optical element, the amount of positional deviation of the guide groove in the width direction with respect to the reference mark is determined.measurementAfter that, the optical element is fixed to the optical element mounting portion based on the measurement information, and after the optical element and the optical fiber are fixed, the position measurement mark for the optical fiber or the position measurement mark for the optical fiber and the optical element are fixed. The distance between the optical element and the tip of the optical fiber is measured using a position measurement mark, and the quality of the optical coupling between the optical element and the optical fiber is determined from the measured value.
[0026]
SaidOne guide groove edge of the guide groove and the one reference mark located outside the guide groove edge; the other guide groove edge of the guide groove and the other reference mark located outside the guide groove edge; ToTwo opticsCamera and monitor with measuring systemMeasured with an optical instrument having, The two obtained by the two optical measurement systemsthe imageOf the monitorProjected on the screen,Distance between the one guide groove edge and the one reference mark, and the other guide groove edge and the other reference markThe center position of the guide groove is determined from the measurement information, and the optical element is fixed to the substrate based on the center position.
[0027]
In fixing the optical fiber, the optical fiber is fixed using the fiducial mark as a reference at the time of fixing. For example, the optical fiber is fixed so that the tip of the optical fiber is located on an extension of one edge of the reference mark.
[0028]
The position measurement mark for the optical element and the position measurement mark for the optical fiber are described with a correlation. For example, they are simultaneously described by the same mark notation technology.
[0029]
The guide groove and the reference mark are simultaneously formed by the same etching process.
[0030]
The position measurement mark for the optical element and the position measurement mark for the optical fiber have a pitch mark configuration in which predetermined marks are arranged at a predetermined pitch so that the amount of positional deviation can be calculated. A distance between the optical element and the tip of the optical fiber is measured by measuring a pitch mark of the position measurement mark.
[0031]
According to the means (1), since (a) the optical fiber position measurement mark and the optical element position measurement mark are provided around the guide groove and the optical element mounting portion, respectively, It is possible to measure the amount of displacement between the fixed position of the optical element and the optical fiber.
[0032]
(B) Since the position measurement mark for the optical fiber and the position measurement mark for the optical element have a correlation, it is possible to measure the distance between the optical element and the tip of the optical fiber from the measurement of the fixed positional shift amount of the optical element and the optical fiber. it can. This makes it possible to determine the quality of the optical coupling state.
[0033]
(C) Since the position measuring mark for optical element and the position measuring mark for optical fiber have a pitch mark configuration, the positional deviation amount of the optical element and the optical fiber can be measured with high accuracy. Therefore, the distance between the optical element and the tip of the optical fiber can be measured with high accuracy, and the quality of optical coupling can be determined easily and with high accuracy.
[0034]
(D) Since each mark of the pitch mark has a different mark pattern from each of the adjacent marks, the calculation (measurement) of the positional deviation amount becomes easy and accurate.
[0035]
(E) Since the tip of the optical fiber is fixed so as to be located on an extension of one edge of the reference mark, there is a practical advantage that if the position is misaligned, it can be easily visually determined.
[0036]
(F) By not dividing a large area on the same screen and dividing the object to be measured into a large image on the same screen, measurement and measurement can be performed with high resolution. That is, since both edges of the guide groove including the fiducial mark are measured with an optical device having two optical paths and both images are projected on the same screen to measure the distance between each fiducial mark and each guide groove edge, The center position of the guide groove can be obtained with high accuracy. Therefore, the fixing accuracy of the optical element (semiconductor laser element) performed based on the center position is high, and the subsequent passive alignment is also high precision.
[0037]
(G) Although an optical device having a large field of view and high resolution is expensive, an image of each edge portion of the guide groove is divided and displayed on the same screen, so that an optical device having a small field of view can be used, and the optical module of the optical module can be used. Manufacturing costs can be reduced.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.
[0039]
(Embodiment 1)
1 to 9 are diagrams relating to an optical module according to a first embodiment of the present invention and a method of manufacturing the optical module.
[0040]
The optical module 1 of the first embodiment has a structure in which a plurality of leads 3 project in an in-line manner from both sides of a flat box-shaped package 2 as shown in FIGS. 2 and 3. A protruding optical fiber cable support 4 is provided at the center of one end of the package 2 to support the optical fiber cable 5.
[0041]
The package 2 is made of plastic and includes a case 6 and a cap 7 which is detachably attached to the upper surface of the case 6. The case 6 and the cap 7 are also provided with cable support portions 4a and 4b for constituting the optical fiber cable support portion 4.
[0042]
The upper surface of the case 6 is provided with a ridge fitting portion 8 such that the cap 7 fits slightly inward from the edge. The fitting portion 8 is open at one end of the cable support portion 4a, and has a structure that does not hinder the guide of the optical fiber cable 5. At the tip (inner end) of the optical fiber cable 5 guided by the cable support portion 4a, a fiber jacket serving as an exterior is peeled off to expose an optical fiber 11 composed of a core and a clad.
[0043]
Although not shown, the optical fiber cable support 4 and the portion of the optical fiber cable 5 protruding from the optical fiber cable support 4 are fixed by a cylindrical protective tube. This protective tube is formed of a heat-shrinkable tube, and after being attached to the optical fiber cable support portion 4, is heated and contracted to fix the optical fiber cable 5 to the optical fiber cable support portion 4.The optical fiber cable 5 may be fixed at the optical fiber cable support 4 using a bonding material or the like.
[0044]
A substrate 10 is fixed on the inner bottom of the fitting portion 8 of the case 6 via a joining material (not shown). The substrate 10 is a mounting substrate, for example, a silicon substrate. This substrate 10 is generally called a silicon platform 10.
[0045]
The silicon platform 10 has a rectangular shape as shown in FIGS. 1, 4 and 5, and has a tip portion of an optical fiber 11, a semiconductor laser element (LD) 12, and a light receiving element ( PD) 13 are sequentially fixed.
[0046]
The semiconductor laser element 12 and the light receiving element 13, which are optical elements, have alignment marks 16 and 17 provided on the optical element mounting portions 14 and 15, respectively, and alignment marks of the same pattern provided on the semiconductor laser element 12 and the light receiving element 13. And is fixed to the silicon platform 10.
[0047]
The optical fiber 11 is guided and inserted into a guide groove 20 having a V-shaped cross section, and is fixed to the silicon platform 10 by a fixing resin 21 (see FIG. 3). The optical fiber 11 extends from the optical fiber cable 5.
[0048]
The guide groove 20 is formed such that one end faces from one end side of the silicon platform 10 toward the vicinity of the optical element mounting portion 14 for fixing the semiconductor laser element 12.
[0049]
In the manufacturing of the optical module 1 of the first embodiment, the optical coupling between the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is performed by a passive alignment method.
[0050]
The optical fiber 11 is fixed to the silicon platform 10 by a fixing resin 21.
[0051]
Laser light emitted from the front end of the semiconductor laser element 12 is taken into the tip of the optical fiber 11. The laser light emitted from the rear end of the semiconductor laser element 12 is received by the light receiving element 13 and the light output is monitored.
[0052]
A bonding pad 27 is provided on an end surface of the silicon platform 10 on which the semiconductor laser element 12 and the light receiving element 13 are mounted. In these bonding pads 27, wiring extends from some of the bonding pads 27 and extends to the optical element mounting section 14 of the semiconductor laser element 12 or the optical element mounting section 15 of the light receiving element 13. It is electrically connected to the lower electrode of the light receiving element 13. Further, upper electrodes of the semiconductor laser element 12 and the light receiving element 13 and some bonding pads 27 are electrically connected by conductive wires 28.
[0053]
The tip portion of the optical fiber 11, the semiconductor laser element 12, and the light receiving element 13 are covered with a coating resin 29.
[0054]
The inner ends of the leads 3 projecting from both sides of the case 6 project inside the case 6, and the inner ends of the leads 3 and the bonding pads 27 are connected by conductive wires 9 (see FIG. 3). I have.
[0055]
On the other hand, this is one of the features of the present invention. As shown in FIG. 1, in the vicinity of the guide groove 20 and the optical element mounting portion 14, a positional shift amount of the tip fixing position of the optical fiber 11 is reduced. An optical fiber position measurement mark 30 that can be measured and an optical element position measurement mark 25 that can measure the displacement of the fixed position of the semiconductor laser element 12 and have a correlation with the optical fiber position measurement mark 30 are provided. .
[0056]
Further, reference marks 40 are provided on both sides of the guide groove 20 so as to correlate with the optical element mounting portion 14 and to measure the amount of positional deviation of the guide groove 20 in the width direction.
[0057]
Optical coupling between the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 in the manufacture of the optical module 1 is performed by a passive alignment method. In this case, the tip of the optical fiber 11 is inserted into the guide groove 20 with respect to the semiconductor laser device 12 fixed to the silicon platform 10, and the optical fiber 11 is moved and adjusted in the axial direction (Y direction) of the optical fiber 11. The optical coupling between the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is performed by fixing the optical fiber 11.
[0058]
When the semiconductor laser element 12 is fixed with high accuracy of ± 2 μm, generally, the position of the tip of the optical fiber 11 is also often fixed at a preset position.
[0059]
Therefore, in the first embodiment, the optical fiber 11 is positioned based on the reference mark 40 from the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is fixed.
[0060]
In order to accurately and accurately determine the quality of optical coupling based on the measurement of the distance between the semiconductor laser element 12 and the tip of the optical fiber 11, the optical fiber position measurement mark 30 and the optical element position described above are used. A measurement mark 25 was provided.
[0061]
In general, there is a correlation between the position of the guide groove 20 and the position of the optical element mounting portion 14 for fixing the semiconductor laser element 12. For example, the guide groove 20 is formed so as to be positioned relatively to the alignment mark of the optical element mounting portion 14. The positioning and fixing of the optical fiber 11 is performed based on the idea that the positional relationship between the guide groove 20 and the optical element mounting portion 14 maintains sufficient positional accuracy in the passive alignment method.
[0062]
However, since the position of the guide groove 20 may be shifted in the groove width direction (X direction), it is not always preferable to use the alignment mark of the optical element mounting portion 14 to fix the semiconductor laser element 12 in a manufacturing lot. The present inventor has found out that there is no limitation, as a result of studying the failure generation mechanism.
[0063]
Therefore, reference marks 40 are provided on both sides of the guide groove 20, the amount of displacement of the guide groove 20 with respect to the reference mark 40 is measured, and the semiconductor laser element 12 is fixed based on the measurement information. By fixing the optical fiber 11, high-precision optical coupling between the semiconductor laser device and the optical fiber is performed.
[0064]
Hereinafter, the position measurement mark 25 for the optical element, the position measurement mark 30 for the optical fiber, and the reference mark 40 will be described, including the method of manufacturing the optical module 1.
[0065]
The optical element position measurement mark 25 and the optical fiber position measurement mark 30 provided on the surface (upper surface) of the silicon platform 10 are visible even after the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 are fixed. It is a scale-type mark (pitch mark) from which the amount of displacement of the fixed position of the optical fiber 12 or the optical fiber 11 can be obtained by calculation.
[0066]
That is, the position measurement mark has a pitch mark configuration in which predetermined marks are arranged at predetermined pitches so that the amount of positional deviation can be calculated. In addition, each mark of the pitch mark has a mark pattern different from at least each adjacent mark. This is to prevent a detection error (read error), and in the case of the first embodiment, all marks are different marks as shown in FIG. In this example, each mark is composed of a combination of a point and a line of a predetermined length.
[0067]
The position measuring mark 25 for the optical element and the position measuring mark 30 for the optical fiber have a correlation with each other, and are written simultaneously by the same mark writing technique so that the position (distance) relationship becomes constant. The position measurement mark 25 for the optical element and the position measurement mark 30 for the optical fiber are formed by simultaneously forming an oxide film or a metallized film formed on the surface of the silicon platform 10 by photolithography or etching.
[0068]
In the silicon platform 10, in the first embodiment, the optical element position measurement mark 25 includes a Y-direction position shift detection mark 25y for detecting a position shift amount of the semiconductor laser element 12 in the Y direction, and a semiconductor laser element 12 in the X direction. And an X-direction position shift detection mark 25x for detecting the position shift amount.
[0069]
The Y-direction displacement detection marks 25y are arranged on both sides of the optical element mounting portion 14, and the X-direction displacement detection marks 25x are symmetrical with respect to the end face of the optical element mounting portion 14 on the guide groove 20 side and with respect to the optical axis 24. It is arranged as a simple pattern.
[0070]
The fixing accuracy of the semiconductor laser device is generally ± 2 μm. Therefore, in the Y-direction displacement detection mark 25y, each mark is formed by, for example, a single line having a width of 2 μm and a fixed length, a line of two lines, a line of three lines, and a line of three lines. One long line corresponding to three lines is sequentially formed. The gap between adjacent marks is also 2 μm.
[0071]
As a result, a pitch mark capable of detecting the amount of displacement with an accuracy of 2 μm is formed. Further, if the mark width and the gap can be visually divided into half, the amount of positional deviation can be detected with an accuracy of 1 μm.
[0072]
As a result, the amount of misalignment of the semiconductor laser element 12 in the Y direction can be read by a mark having a pitch mark configuration of the Y direction misalignment detection mark 25y.
[0073]
The widths and gaps of points and lines are not limited to the above numerical values.
[0074]
The X-direction displacement detection mark 25x is composed of a long mark overlapping the designed optical axis 24, and two marks symmetrically arranged with respect to this mark and sequentially shortened to form a pitch displacement mark. Is formed. The width of each mark is 2 μm, and the gap between the marks is 2 μm, as in the case of the Y-direction displacement detection mark 25y. This makes it possible to detect a positional deviation of 2 μm accuracy or 1 μm accuracy.
[0075]
Here, before describing the optical fiber position measurement mark provided around the guide groove 20, the reference mark 40 provided outside the edge of the guide groove 20 will be described.
[0076]
In the first embodiment, a total of four reference marks 40 are provided on both sides of the guide groove 20 symmetrically with respect to the optical axis 24. The reference mark 40 is formed by etching simultaneously with the guide groove 20. However, due to the size of the mask at the time of etching, that is, the difference in the opening size, the reference mark 40 is formed shallow and the guide groove 20 is formed deep. This can be easily obtained by changing the etching rate depending on the crystal plane orientation, for example, by setting the surface of the silicon platform 10 to the (100) plane.
[0077]
The depth of the guide groove 20 is formed with high precision by controlling the etching time with high precision.
[0078]
The guide groove 20 is formed so as to have a certain correlation (predetermined positional relationship) with at least the optical element mounting portion 14 (alignment mark or the like) for fixing the semiconductor laser element 12 in the manufacture thereof. Positional deviation occurs due to variations in the photolithography technology and etching technology when the guide groove 20 is formed by etching, the accuracy of a mask used in photolithography, and the like.
[0079]
As a result, when optical coupling between the semiconductor laser element and the optical fiber is performed by the passive alignment method, an optical axis alignment failure may occur.
[0080]
Therefore, in the first embodiment, in the manufacture of the optical module 1, the amount of displacement of the guide groove 20 is measured, and the fixed position of the semiconductor laser element is corrected based on the measurement information, so that the optical coupling by the passive alignment method can be performed. Things.
[0081]
Therefore, the reference marks 40 are formed on both sides of the guide groove 20 as described above, the amount of displacement of the guide groove 20 with respect to the reference mark 40 is measured, and then the semiconductor laser device is fixed.
[0082]
The groove width W of the guide groove 20 is, for example, 150 μm.The distance L from the edge is 20 μm, the groove width of the reference mark 40 is 20 μm, and the length of the reference mark 40 is 30 μm.FIG. 8 is an enlarged plan view of a part of the silicon platform 10 showing the guide groove 20 and the reference marks 40 provided on both sides of the guide groove 20, respectively.
[0083]
Generally, in order to view an image of 150 μm, an optical device having a visual field of 200 to 300 μm is required. When this is measured on one screen, the accuracy becomes 0.4 to 0.6 μm.
[0084]
When the field of view is set to about 50 μm, the image is projected on the screen in a large scale, so that the measurement accuracy can be increased to 0.1 μm.
[0085]
Therefore, in the first embodiment, the two sides of the guide groove 20 having a width of about 150 μm are divided into two optical measurement systems A constituted by prisms 41, 42a, 42b, 43a, 43b, and 44 as shown in FIG. Measurement is performed with a camera 49 having B and an optical device 45 having a monitor 46. The two divided images are displayed on the screen 47 of the monitor 46.
[0086]
On the screen 47, a right image 47a on the right surrounded by a two-dot chain line is an image obtained by the optical measurement system A, and a left image 47b on the left is an image obtained by the optical measurement system B. By displaying an image of the edge portion of the guide groove 20 including the reference mark 40 on the screen 47 in a close-up view, the distances a and b from the center of the reference mark 40 to the edge of the guide groove 20 are measured with an accuracy of 0.1 μm, for example. can do.
[0087]
Thus, the width of the guide groove 20 and the position of the center of the guide groove 20 can be obtained by calculation, and the amount of formation position deviation of the guide groove 20 can be obtained.
[0088]
Therefore, the semiconductor laser element 12 can be fixed to the optical element mounting portion of the silicon platform 10 by using a chip bonding apparatus 50 as shown in FIG. .
[0089]
In the chip bonding apparatus 50, a semiconductor laser element 12 is held by vacuum at a tip of a bonding arm 52 supported by an XY table 51 by a collet 53 made of transparent glass. Then, the XY table 51 is moved and adjusted in accordance with the displacement amount of the guide groove 20 to fix the semiconductor laser element 12 to the optical element mounting portion (not shown) of the silicon platform 10.
[0090]
FIG. 9A shows a fixed state of the optical fiber 11 in a state where the formation position does not shift in the guide groove 20, and FIG. 9B shows a state in which the formation position shift (ε) occurs in the guide groove 20. This shows a fixed state of the optical fiber 11. In the case of FIG. 9A, the optical axis alignment of the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is good, and in the case of FIG. 9B, the optical axis alignment of the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is poor.
[0091]
To observe the entire guide groove 20 as wide as 150 μm in one field of view, expensive optical equipment must be used. However, an optical equipment having two optical paths is inexpensive, and the manufacturing cost of the optical module 1 is reduced. Can be achieved.
[0092]
In this way, after measuring the amount of positional deviation of the guide groove 20, if the semiconductor laser element 12 is fixed based on the positional deviation, the light between the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is then passively aligned. Combinations can be made.
[0093]
When the optical fiber 11 is fixed to the guide groove 20 by the passive alignment method, an end face (one edge: fiber fixing reference) of the reference mark 40 (referred to as a chip-side reference mark 40) from the semiconductor laser element 12 toward the semiconductor laser element 12. Positioning is performed such that the tip of the optical fiber 11 is located at an extended portion of the optical fiber 11.
[0094]
The position measurement mark 30 for optical fiber has a pitch mark configuration as in the case of the position measurement mark 25 for optical element. Marks are displayed on both sides of the guide groove 20 at a predetermined pitch along the axial direction (Y direction) of the guide groove 20.
[0095]
A reference mark 31 is displayed on a portion of the reference mark 40 near the tip, which is located on an extension of the reference plane for fixing the fiber, and the displacement is zero (0). Then, a plus mark is displayed on the right side of the reference mark 31, and a minus mark is displayed on the left side. For example, the numerical value by the plus / minus mark is every 5 μm.
[0096]
Therefore, by confirming which mark the tip position of the optical fiber 11 corresponds to, it is possible to measure the positional deviation amount of the tip position of the optical fiber 11 accurately and with high accuracy.
[0097]
Although the reference mark 40 has a pitch mark configuration, these marks have mutually different patterns.
Each mark may be another pattern.
[0098]
The optical module 1 of the first embodiment is manufactured by the following method.
[0099]
After preparing the silicon platform 10 on which the guide groove 20 is formed as shown in FIG. 5, using the fiducial mark 40, the optical device having two optical paths is used to increase the positional deviation amount of the guide groove 20 as described above. Measure to accuracy.
[0100]
Thereafter, the semiconductor laser element 12 is fixed to the optical element mounting section 14 based on the measurement information.
[0101]
Next, the bonding pads 27 of the silicon platform 10 and the upper electrodes of the semiconductor laser device 12 and the light receiving device 13 are connected by wires 28. Further, the bonding pad 27 and the inner end of the lead 3 are connected by the wire 9.
[0102]
Next, the optical fiber 11 is positioned using the reference mark 40, and the optical fiber 11 is fixed to the guide groove 20 using the fixing resin 21.
[0103]
Next, the amount of misalignment between the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is measured using the optical element position measurement mark 25 and the optical fiber position measurement mark 30, and the distance between the semiconductor laser element 12 and the tip of the optical fiber 11 is measured. (D) is measured, and the quality of the optical coupling between the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is determined from the measured value.
[0104]
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The optical fiber position measurement mark 30 and the optical element position measurement mark 25 (X-direction position deviation detection mark 25x) are provided around the guide groove 20 and the optical element mounting portion 14 for fixing the semiconductor laser element 12, respectively. , Y-direction positional shift detection mark 25y), the amount of fixed positional shift between semiconductor laser element 12 and optical fiber 11 can be accurately measured.
[0105]
(2) Since the position measurement mark 30 for the optical fiber and the position measurement mark 25 for the optical element have a correlation, from the measurement of the fixed position shift amount of the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11, the measurement of the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 is performed. The distance of the tip can be measured. This makes it possible to accurately and easily determine the quality of the optical coupling state.
[0106]
(3) Since the X-direction displacement detection mark 25x, the Y-direction displacement detection mark 25y, and the optical fiber position measurement mark 30 have a pitch mark configuration, the positions of the semiconductor laser element 12 and the optical fiber 11 can be accurately determined. The displacement amount can be measured. Therefore, the distance between the semiconductor laser element 12 and the tip of the optical fiber 11 can be measured with high accuracy, and the quality of optical coupling can be easily and accurately determined.
[0107]
(4) Since each mark of the pitch mark has a mark pattern different from that of each adjacent mark, the calculation (measurement) of the amount of positional deviation becomes easy and accurate.
[0108]
(5) Since the tip of the optical fiber 11 is fixed so as to be located on an extension of the fibre-fixed reference plane of the reference mark 40, there is a practical advantage that the position can be easily determined visually if the position is shifted.
[0109]
(6) Measurement objects can be measured and measured with high resolution by dividing the measurement target into small parts and projecting them on the same screen without projecting a large area on the same screen. In other words, since both edges of the guide groove including the reference mark are measured with an optical device having two optical paths, both images are projected on the same screen, and the distance between each reference mark and each guide groove edge is measured. The center position of the guide groove 20 can be obtained with high accuracy. Therefore, the accuracy of fixing the semiconductor laser device 12 based on the center position is high, and the subsequent passive alignment is also high accuracy.
[0110]
(7) Although an optical device having a large field of view and high resolution is expensive, an image of each edge portion of the guide groove 20 is divided and displayed on the same screen, so that an optical device having a small field of view can be used, and an optical module can be used. Can be reduced in manufacturing cost.
[0111]
(Embodiment 2)
FIG. 10 is a diagram showing an optical fiber position measurement mark according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, each mark of the optical fiber position measurement mark 30 in this embodiment has a binary notation configuration. That is, it is shown as a binary signal by filling a small square and blank.
[0112]
The second embodiment also has the same effects as the first embodiment.
[0113]
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Nor.
[0114]
That is, the guide groove is formed with high precision in the optical element mounting portion, and when the precision is high, the reference mark is not necessarily required. In this case, the distance between the optical element and the tip of the optical fiber can be accurately measured by detecting the position measurement mark for the optical fiber and the position measurement mark for the optical element, and the quality of the product can be determined.
[0115]
As described in the above document, the fixing accuracy of the optical element (semiconductor laser element) is ± 2 μm. On the other hand, the fixed position accuracy of the optical fiber is significantly low at about ± 5 μm. Further, the change in the rate of taking in laser light in the optical fiber in the direction of the optical axis is more gradual than in the direction perpendicular to the optical axis.
[0116]
For this reason, when high accuracy is not required, only the position measurement mark for the optical fiber is provided without providing the position measurement mark for the optical element, and the distance between the optical element (semiconductor laser element) and the tip of the optical fiber is provided. May be measured to determine the quality of optical coupling.
[0117]
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to an optical module manufacturing technique for a single optical fiber, which is a utilization field as a background, has been described, but is not limited thereto. The present invention can also be applied to a manufacturing technology of an optical module having a multi-core configuration in which a semiconductor laser element has an array structure, an optical fiber has a multi-fiber (fiber array), and guide grooves of a substrate are arrayed.
[0118]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to at least a technology for manufacturing an optical module such as a light emitting optical module and a light receiving optical module.
[0119]
【The invention's effect】
The effects obtained by the typical inventions among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0120]
(1) An optical fiber position measurement mark for measuring the amount of positional deviation of the fixed position of the tip of the optical fiber is provided around the guide groove for guiding the optical fiber, so that the position of the optical fiber can be easily and accurately determined. The displacement can be measured.
[0121]
(2) Since an optical element position measurement mark for measuring the amount of positional deviation of the fixed position of the optical element is provided around the optical element mounting portion for fixing the optical element (semiconductor laser element), it is simple and highly accurate. The amount of positional shift of the optical element can be measured.
[0122]
(3) Since the position measuring mark for the optical element and the position measuring mark for the optical fiber are formed with a correlation, the positional deviation amount of the optical element and the tip of the optical fiber as described in (1) and (2) above. , The distance between the optical element and the tip of the optical fiber can be accurately measured, and the quality of optical coupling between the optical element and the optical fiber can be accurately and easily determined.
[0123]
(4) Since a reference mark is provided on the side of the optical fiber as a reference for fixing the tip position of the optical fiber, positioning for fixing the optical fiber is facilitated.
[0124]
(5) The reference mark serves as a reference for measuring the amount of positional deviation of the guide groove, and the positional deviation of the guide groove is measured by measuring the distance between both sides of the guide groove and the reference mark. Therefore, measurement accuracy is improved.
[0125]
(6) Since the width of the guide groove and the continuation of the positional deviation can be measured by an optical device having two optical paths, an expensive optical device for projecting a wide area with high accuracy is not required, and the use of an inexpensive optical device. Thus, the manufacturing cost of the optical module can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged plan view illustrating a main part of an optical module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of the optical module according to the first embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the optical module according to the first embodiment.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a silicon platform and the like in the optical module according to the first embodiment.
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a silicon platform in the optical module according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic view showing an outline of an optical device for measuring grooves and marks on a silicon platform in manufacturing the optical module of the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram showing an outline of a chip bonding apparatus for fixing a semiconductor laser device to a silicon platform in manufacturing the optical module of the first embodiment.
FIG. 8 is an enlarged plan view showing a part of the silicon platform provided with an optical fiber position measurement mark.
FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a part of the silicon platform showing a good state and a bad state of the optical fiber fixed in the groove.
FIG. 10 is an enlarged plan view showing a part of a silicon platform in the optical module according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical module, 2 ... Package, 3 ... Lead, 4 ... Optical fiber cable support part, 4a, 4b ... Cable support part, 5 ... Optical fiber cable, 6 ... Case, 7 ... Cap, 8 ... Fitting part, 9 ... wires, 10 ... substrate (mounting substrate: silicon platform), 11 ... optical fiber, 12 ... semiconductor laser element (LD), 13 ... light receiving element (PD), 14, 15 ... optical element mounting part, 16, 17 ... alignment Mark, 20: guide groove, 21: fixed resin, 24: optical axis, 25: optical element position measurement mark, 25x: X-direction position shift detection mark, 25y: Y-direction position shift detection mark, 27: bonding pad, 28 ... wire, 29 ... coating resin, 30 ... position measurement mark for optical fiber, 31 ... reference mark, 40 ... reference mark, 41,42a, 42b, 43a, 3b, 44 ... prisms, 45 ... optical equipment, 46 ... monitor, 47 ... screen 49 ... camera, 50 ... chip bonding device, 51 ... XY table 52 ... bonding arm, 53 ... collet.

Claims (11)

一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板と、前記光素子搭載部に固定される光素子と、前記ガイド溝に沿って挿入固定され先端を前記光素子に対面させる光ファイバとを有する光モジュールであって、前記ガイド溝の一縁側または両縁側には前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークが設けられていることを特徴とする光モジュール。A substrate having an optical element mounting portion and a guide groove for guiding an optical fiber extending toward the optical element mounting portion on one surface, an optical element fixed to the optical element mounting portion, and inserted along the guide groove; An optical fiber having a fixed end facing the optical element, the optical module having a fixed positional relationship with the optical element mounting portion on one edge side or both edge sides of the guide groove, and a width of the guide groove. An optical module comprising a reference mark for measuring an amount of displacement in a direction. 一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板と、前記光素子搭載部に固定される光素子と、前記ガイド溝に沿って挿入固定され先端を前記光素子に対面させる光ファイバとを有する光モジュールであって、
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光ファイバの先端固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークと、
前記光素子搭載部の周辺に設けられ、前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークと、
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークとを有することを特徴とする光モジュール。
A substrate having an optical element mounting portion and a guide groove for guiding an optical fiber extending toward the optical element mounting portion on one surface, an optical element fixed to the optical element mounting portion, and inserted along the guide groove; An optical module having an optical fiber fixed and having a tip facing the optical element,
An optical fiber position measurement mark provided on one edge side or both edge sides of the guide groove and capable of measuring a positional shift amount of a tip fixed position of the optical fiber ,
Provided around the optical element mounting portion, the guide groove in the longitudinal direction and the guide shift amount of the fixed position in the direction of the optical element that is perpendicular to the groove can measurement and constant the position measurement marks for optical fiber An optical element position measurement mark in a positional relationship ;
Provided on one edge or both edge side of the guide groove, the Rukoto which have a and the reference mark for measuring the positional deviation amount of width direction of the optical element mounting portion and enabled with the guide groove in a fixed positional relationship An optical module characterized by:
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成になっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光モジュール。Claim 1 or, characterized in that said light position measuring mark element and the position measurement marks for optical fiber is in a pitch mark configurations disposed a predetermined mark at a predetermined pitch so as to be able to calculate the position deviation amount The optical module according to claim 2 . 前記ピッチマーク構成の各マークは少なくとも隣接する各マークとは異なるマークパターンになっていることを特徴とする請求項に記載の光モジュール。4. The optical module according to claim 3 , wherein each mark of the pitch mark configuration has a mark pattern different from at least each adjacent mark. 前記基準マークに対して前記光ファイバの先端が位置決めされていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の光モジュール。Light module according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the tip of the optical fiber is positioned with respect to the reference mark. 一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板を用意する工程と、前記光素子搭載部に光素子を固定する工程と、先端を前記光素子に対面させるようにして前記ガイド溝に光ファイバを入れかつ固定する工程と、前記光素子と前記光ファイバ先端との距離を検査して光結合の良否判定を行う工程とを有する光モジュールの製造方法であって、
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光ファイバの先端固定位置のズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークを設け、
前記光素子搭載部の周辺に前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークを設け
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークを設け
前記光素子の固定においては、前記基準マークに対するガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測した後、この測定情報に基づいて前記光素子を前記光素子搭載部に固定し、
前記光素子および光ファイバの固定後、前記光ファイバ用位置測定マークまたは光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークを利用して前記光素子と前記光ファイバの先端の距離を測定し、この測定値から光素子と光ファイバの光結合の良否を判定することを特徴とする光モジュールの製造方法。
A step of preparing a substrate having an optical element mounting portion and a guide groove for guiding an optical fiber extending toward the optical element mounting portion on one surface; a step of fixing an optical element to the optical element mounting portion; A step of inserting and fixing an optical fiber in the guide groove so as to face the optical element, and a step of inspecting a distance between the optical element and the tip of the optical fiber to determine whether optical coupling is good or bad. A method of manufacturing a module,
Provided on one edge side or both edge sides of the guide groove is an optical fiber position measurement mark capable of measuring the amount of deviation of the tip fixed position of the optical fiber ,
The amount of deviation of the fixed position of the optical element in the length direction of the guide groove and the direction perpendicular to the guide groove around the optical element mounting portion can be measured, and the positional relationship with the optical fiber position measurement mark is fixed. Providing a position measurement mark for an optical element ,
A reference mark is provided at one edge side or both edge sides of the guide groove, which has a fixed positional relationship with the optical element mounting portion and measures a positional shift amount in the width direction of the guide groove ,
In fixing the optical element, after measuring the amount of positional deviation of the guide groove in the width direction with respect to the reference mark, the optical element is fixed to the optical element mounting portion based on the measurement information,
After fixing the optical element and the optical fiber, the distance between the optical element and the tip of the optical fiber is measured using the optical fiber position measurement mark or the optical fiber position measurement mark and the optical element position measurement mark, A method of manufacturing an optical module, comprising determining whether optical coupling between an optical element and an optical fiber is good or bad based on the measured value.
前記ガイド溝の一方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記一方の基準マークと、前記ガイド溝の他方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記他方の基準マークとを、二つの光学測定系を有するカメラとモニターを有する光学機器で測定し前記二つの光学測定系で得られた二つの画像を前記モニターの画面に写し出し、前記一方のガイド溝縁と前記一方の基準マークとの距離及び前記他方のガイド溝縁と前記他方の基準マークとの距離を測定し、前記測定情報から前記ガイド溝の中心位置を求め、この中心位置に基づいて前記光素子を前記基板に固定することを特徴とする請求項に記載の光モジュールの製造方法。 One guide groove edge of the guide groove, the one reference mark located outside the guide groove edge, the other guide groove edge of the guide groove, and the other reference mark located outside the guide groove edge the preparative, measured with an optical device having a camera and a monitor with two optical measuring system, Projected two images obtained by the two optical measuring system on the screen of the monitor, the one guide groove edge and The distance between one reference mark and the distance between the other guide groove edge and the other reference mark are measured, the center position of the guide groove is obtained from the measurement information, and the optical element is determined based on the center position. The method for manufacturing an optical module according to claim 6 , wherein the optical module is fixed to the substrate. 前記光ファイバの固定において前記基準マークを固定時の基準として光ファイバの固定を行うことを特徴とする請求項または請求項に記載の光モジュールの製造方法。The method of manufacturing an optical module according to claim 6 or claim 7, characterized in that the fixing of the optical fiber as a reference at the time of fixing the reference mark in the fixation of the optical fiber. 前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークはホトリソグラフィ技術及びエッチング技術によって同時に形成することを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の光モジュールの製造方法。Manufacturing the optical module according to any one of claims 6 to 8 wherein the optical element for position measurement mark and the position measurement mark for optical fiber is characterized in that simultaneously formed by photolithography and etching techniques Method. 前記ガイド溝および前記基準マークは同一のエッチング処理によって同時に形成することを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の光モジュールの製造方法。It said guide grooves and said reference mark optical module manufacturing method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that simultaneously formed by the same etching process. 前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成とし、前記光素子用位置測定マークおよび光ファイバ用位置測定マークのピッチマークを計測して前記光素子と前記光ファイバ先端の距離を測定することを特徴とする請求項乃至請求項10のいずれか1項に記載の光モジュールの製造方法。The position measurement mark for the optical element and the position measurement mark for the optical fiber have a pitch mark configuration in which predetermined marks are arranged at a predetermined pitch so that the amount of positional deviation can be calculated. the method of manufacturing an optical module according to any one of claims 6 to 10 to measure the pitch mark position measurement mark and measuring the distance of the optical fiber tip and the optical element.
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