JP4559327B2 - レンズを用いた光モジュールのアラインメント方法およびその方法で作成した光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光信号を送信または受信する光モジュールの作製におけるレンズと光素子のアラインメント方法、および、それによって作製される光モジュールに関する。

近年、インターネットの急速な普及に伴い、サービスプロバイダーのバックボーン光ネットワークの伝送容量は急激に増大している。そのため、大容量のルータや光多重伝送装置等が置かれる局舎内では、各装置内あるいは装置間を接続する大容量、低価格、低消費電力の光モジュールの需要が高まっている。

このような要求を満たす光モジュールは、近年、多々提案されており、特に低価格、低消費電力化の観点から、発光光源としてＶＣＳＥＬ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)に代表される面型発光素子を用い、受光側の光電変換をＰＩＮフォトダイオードに代表される面型受光素子によって行う方式が知られている。更にＶＣＳＥＬの低消費電力特性を利用して、光素子をアレイ状に２５０μmピッチで複数チャンネル並べ大容量化した、多チャンネル光モジュールがしばしば用いられる。

このような光モジュールでは、アレイ状光素子と光ファイバアレイの高光学結合を実現するためにマイクロレンズアレイが使用される。隣接したチャンネルの迷光を防ぐため、マイクロレンズアレイのレンズ直径は、最大でも、光素子のチャンネルピッチと同じ２５０μｍである。したがって面型発光素子や光ファイバからの出力光の広がり角を考慮すると、光素子−レンズ間距離及びレンズ−光ファイバ間距離は、それぞれ数百μｍ程度と近接配置している。

このように、光部品同士が近接した光モジュールでは、特にマイクロレンズアレイと光素子の位置合わせを精度良く行う必要がある。例えば、面型発光素子の出力光の広がり半角が１２度程度のレーザと、コア径５０μｍのマルチモードファイバを、レンズ径２５０μｍ・曲率半径１７０μｍの凸レンズを使って光結合させることを考える。ここで、光軸方向をＺ軸、光軸と垂直方向をＸ軸及びＹ軸に定める。最大結合効率が実現される光部品の相対的位置から、光素子をＺ軸方向に±７０μｍ、ＸＹ軸方向に±１０μｍずらすと、結合効率は１ｄＢ以上劣化してしまう。このことより、特に、光素子とレンズの間では、ＸＹ軸方向の位置精度を高く取る必要があることが分かる。

近年の多チャンネル光モジュールは、更なる大容量化の要求から、チャンネル当りの速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上が必要となってきており、更なる高光結合が要求されており、特に、光素子とレンズのＸＹ軸方向位置精度は数μｍ程度の位置合わせが要求されている。

これまでも光素子とレンズの実装法に関して種々の方法が提案されて来ている。例えば特開２００１−１１６９６２号公報にその一例が示されている。これは光素子を光素子搭載基板に搭載した後、光素子搭載用基板の端面とレンズアレイブロックとの間を、凹部と凸部とで、または溝凹部と柱状突起または柱状部材との嵌合で係合させて位置合わせを行うことを提案している。しかしながら、この方法では、基板に対する嵌合部の作製精度、素子搭載基板と光素子の搭載精度、レンズ基板に対する嵌合部の作製精度の全合計が光素子とレンズの位置ズレに寄与してしまい、それらを数μｍ以内にすることはほぼ不可能である。特に、光素子搭載基板の嵌合部を機械加工で高精度に作製することは、量産性とコストの面から実用的ではない。したがってこのような作製方法は現在必要とされる高光結合を実現した高速光モジュールには適していないことが分かる。一方、機械加工等を必要とせずに、レンズと光素子を実装する一例が特開２００１−８８１４８号公報に記載されている。これは液晶パネルを覆うガラス基板とレンズ基板上にアラインメントマークを設け、上方から目合わせによって２つの光学部材の位置合わせを行うというものである。

図１は、従来例によるアラインメントマークによる位置合わせを光モジュールに適用した場合の概要を示す図である。光素子搭載基板１１０上に面型光素子１０６とＩＣ１０８が搭載されるとともに台座８０１が搭載される。光素子搭載基板１１０と対向して、レンズ１０５が形成され、台座８０１に支持されるレンズ部材１０１が配置される。この際、レンズ部材１０１表面に設けられているアラインメントマーク１０４ａと、面型光素子１０６に設けられているアラインメントマーク１０４ｂとを、Z軸方向上方から目合わせによってそれぞれのマークを相対的に位置合わせすることによって、ＸＹ軸方向の位置合わせを行う。レンズ部材１０１のZ軸方向の位置決めは台座８０１の高さにより決められる。なお、１０７は面型光素子１０６とＩＣ１０８を結ぶ配線、１０９はＩＣ１０８を外部回路と接続するための配線である。この方法によれば、レンズ部材１０１のアラインメントマーク４ａや面型光素子１０６のアラインメントマーク４ｂは、一体成型や半導体プロセスによって作製できるため、マークの位置精度と量産性にすぐれるという長所を有するが、その一方で以下の欠点を有する。

例えば、現在最も一般的な１２チャンネルアレイ状面型光素子１０６とマイクロレンズアレイ１０５を光学装置、例えば、実体顕微鏡を使用して画像認識によって位置合わせする場合を考える。この場合、レンズ視野を考慮しても顕微鏡の開口数（ＮＡ）は０．０５〜０．３程度が適切である。これら顕微鏡の分解能は光学系の開口数（ＮＡ）に反比例し、焦点深度は開口数（ＮＡ）の２乗に反比例する。例えばレンズ視野直径４．５ｍｍであるＮＡ＝０．２３の顕微鏡はレンズの分解能１．５μｍ、焦点深度±５μｍ程度である。この場合、レンズ部材１０１のアラインメントマーク４ａと面型光素子１０６のアラインメントマーク４ｂとが１０μｍ離間していても最高で１．５μｍ程度の精度で位置合わせできることを意味している。一方、ＮＡ＝０．０６の顕微鏡はレンズの分解能５．５μｍ、焦点深度±８０μｍ程度である。実用的には、位置合わせ精度はレンズの分解能より少し落ちることが知られている。したがって光素子とレンズを、アラインメントマークを使って±１０μｍ以内で位置合せする場合、お互いのマーク間の光路長はせいぜい２００μｍ以内が好ましい。

しかし、（１）曲率半径の小さいマイクロレンズアレイを作製することは工業的に困難であることと、（２）面型光素子１０６上面には電極パッドがあり、これにはワイヤボンディングがなされるためにレンズ部材１０１は近接できないことから、レンズ部材１０１と面型光素子１０６とは光路長で２００μｍ〜５００μｍ程度離間される必要がある。その場合、従来の構造では、お互いのマークの距離も同様に離間されてしまうため、光素子とレンズを精度良く位置合わせすることは不可能である。

特開２００１−１１６９６２号公報 特開２００１−８８１４８号公報

本発明は、上述したような従来の問題点を解決するためになされたものであり、光モジュールを製造する上で面型光素子とレンズ部材の高精度位置合わせを実現するアラインメント方法とこれにより作製された光モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、面型光素子に対向して配置されるレンズ部材の面に段差を設けることにより従来の問題点を解決する。すなわち、面型光素子の電極パッドとこれに設けられるワイヤボンディングの影響を受けない位置でレンズ部材の面を光素子搭載基板の方に突き出した段差を設け、この面にアラインメントのためのマークを設ける。

面型光素子と光ファイバまたは光導波路の光学的結合にレンズを使用する光モジュールにおいて、レンズ部材のレンズと面型光素子が離間されていても、レンズと光素子の高精度な光学的結合が可能である。

以下、本発明にかかわる実施の形態について図面を参照して説明する。ここで、図中の座標は光素子の光軸方向をZ軸方向と定める。

（実施例１）
図２は本発明の実施例１のアラインメントマークによる位置合わせを光モジュールに適用した場合の概要を示す図である。図３は実施例１のアラインメントマークによる位置合わせが適用された光モジュールをレンズアレイ１０５の位置で断面にした形で示す概要図である。光素子搭載基板１１０にはＩＣ１０８と面型光素子１０６が搭載されている。面型光素子１０６の上面にはアラインメントマーク１０４ｂが設けられている。ＩＣ１０８と面型光素子１０６間には配線１０７が設けられ、ＩＣ１０８には外部回路と接続するための配線１０９が設けられる。レンズアレイ１０５が形成されたレンズ部材１０１が面型光素子１０６に対向して配置される。この際、実施例１では、レンズ部材１０１の両端部に、図１に示した台座８０１に代わるスペーサとして支持部１１１を形成するとともに、支持部１１１とレンズアレイ１０５との間に、端面１０３を有する突出部が設けられる。突出部の端面１０３にはアラインメントマーク１０４ａが設けられている。

ここで、レンズ部材１０１のレンズアレイ１０５が設けられた面の裏面側の適当な位置を基準面１０２と想定し、この基準面１０２とレンズアレイ１０５が設けられた面との距離をt１とし、この基準面１０２と端面１０３との距離をt２とする。この場合、端面１０３はレンズアレイ１０５が設けられた面から突出した突出部に設けられるのであるから、当然、ｔ１＜ｔ２である。このため、レンズアレイ１０５の設けられる面と面型光素子１０６との距離と、端面１０３と面型光素子１０６との距離とでは、端面１０３と面型光素子１０６との距離の方が小さいことは明らかである。すなわち、レンズアレイ１０５の設けられる面と面型光素子１０６との距離とを必要に応じて大きく離間する構成としても、端面１０３に設けられたアラインメントマーク１０４ａは面型光素子１０６のアラインメントマーク１０４ｂに十分近接したものとできる。したがってZ軸上方から顕微鏡等を使って観察したときに、アラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂとはピンボケを生じることなく視認することができ、高精度な位置合わせが可能になる。

図４は、図３と同様の構成であり、突出部の端面１０３の端部が面型光素子１０６の端部と重なる位置に形成されている例の断面を示す図である。なお、ここでは、アラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂは、図３とは異なる形の例を示した。

図５はＺ軸上方からレンズアレイ１０５と面型光素子１０６とをアラインメントする過程で、顕微鏡を使って観察したときの画像例を模視的に示す図であり、ほぼ、アラインメントが完了した状態を示す。４０２は観察される視野領域を示す線である。視野領域４０２の中央の両端部に突出部の端面１０３に設けられたアラインメントマーク１０４ａがあり、これらに挟まれるように面型光素子１０６が入り、面型光素子１０６に設けられたアラインメントマーク１０４ｂが、アラインメントマーク１０４ａと対向する。なお、４０１は面型光素子１０６の接続パッド（パターン電極）である。アラインメントマーク１０４ｂとアラインメントマーク１０４ａとが図に示すように、上下、左右の方向で正しく対向すると見られればアラインメントは完了である。なお、アラインメントが完了する状態では、面型光素子１０６の発光面、または受光面自体はレンズアレイ１０５と重なる位置にあるので視認することは難しい。そのため面型発光素子１０６にはアラインメントマーク１０４ｂが設けられている。基準面１０２よりレンズ部材１０１の突出部の端面１０３上のアラインメントマーク１０４ａまでの光路長と、基準面１０２より面型光素子１０６上面に設けられたアラインメントマーク１０４ｂまでの光路長はほぼ同一であるのが望ましく、少なくとも光路長の差が最大でも２００μｍ以内のときに、図５に示すように、両アラインメントマーク１０４ａ、１０４ｂは顕微鏡によって得られる画像上で良好に認識される。

図６は、図４と同様の構成であり、突出部の端面１０３の端部が面型光素子１０６の端部と重なる位置に形成されているとともに、アラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂの設けられる位置がＸＹ軸方向でほぼ同じ位置である例の断面を示す図である。なお、ここでは、アラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂは、図４とは異なり、重なった状態で対応関係の見やすい形の例を示した。支持部１１１が接着剤７０１によって光素子搭載基板１１０の表面に固着されている様子を示す。接着材７０１はアラインメント後に紫外線、熱的に固着するか自然固着する。

図７は、図３と同様の構成であり、レンズ部材１０１の支持部１１１は無いものとされ、突出部の端面１０３の端部の外側が台座８０１によって支持されるものとされている例を示す断面図である。この例でも図３と同様、突出部の端面１０３と面型光素子１０６の表面は、近接されたものとなっているから、精度良く位置合わせができる。さらに、Ｚ軸方向のレンズと光素子の距離が固定されるため、ＸＹ軸方向のアラインメントが容易となる。なお、ここでは、アラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂは、図３とは異なる形の例を示した。レンズ部材の一部を、光素子を搭載した光素子搭載基板または光素子搭載基板上に搭載された台座の一部に搭載しておき、面型光素子とレンズのアラインメントを行うものである。現在の加工技術においては、光素子搭載基板１１０のソリは±数μｍ程度、台座８０１の加工精度は±数十μｍ程度の誤差であれば、比較的安価に加工できるため、Ｚ軸方向の距離はアラインメントする必要が無い。

図８は、図７の構成において、レンズ部材１０１と光素子搭載基板１１０とが、突出部の端面１０３と光素子搭載基板１１０との間で、台座８０１の両面と接着剤７０１によって固着されている様子を示す断面図である。接着材７０１はアラインメント後に紫外線、熱的に固着するか自然固着する。

図９は、図６と同様、突出部の端面１０３の端部が面型光素子１０６の端部と重なる位置に形成されている構成であるが、レンズ部材１０１の支持部１１１は無いものとされ、突出部の端面１０３の端部の外側が切り込まれて、台座８０１によって支持されるものとされている例を示す断面図である。この例では、台座８０１を突出部の端面１０３に接着剤で貼り付けるとき、はみ出した接着剤がレンズアレイ１０５の方に流れるのを防止することができるとともに、台座８０１を突出部の端面１０３の切り込み面に押し付けた形でレンズ部材１０１のＸ軸方向及びY軸方向の位置決め操作ができるので、操作が容易である。接着材はアラインメント後に紫外線、熱的に固着するか自然固着する。

（実施例２）
実施例１では、レンズ部材１０１の突出部の端面１０３にアラインメントマーク１０４ａを設け、面型光素子１０６のアラインメントマーク１０４ｂを設ける例について説明した。実施例２では、面型光素子１０６のアラインメントマーク１０４ｂを省略する例について説明する。

図１０（ａ）−（ｃ）は、面型光素子１０６の上面を示す平面図である。図１０（ａ）は、図５に対応する図であるが、ここでは、レンズアレイ１０５に代えて、発光素子または受光素子１１０１が表示されている。図１０（ａ）は実施例１の面型光素子１０６の例であり、アラインメントマーク１０４ｂが設けられている。

図１０（ｂ）は、これに反し、これまでに説明したアラインメントマーク１０４ｂに代えて、受光素子１１０１とパターン電極４０１を囲む線をアラインメントマーク１０４ｂとして利用する例を示す。図１０（ｃ）は、受光素子１１０１とこれに対応するパターン電極４０１を両側に1素子分だけ余計に形成してアラインメントマーク１０４ｂとして利用する例を示す。図１０（ｃ）の場合、アラインメントマーク１０４ｂとして利用するために特別なパターンを準備するのではなく、シリコンウエハに形成される受光素子１１０１アレイを、例えば、現在最も一般的な１２チャンネルアレイ状面型光素子１０６として切り出すのに代えて、１４チャンネルアレイ状面型光素子１０６として切り出すものとすればよい。

実施例２では、アラインメントマーク１０４ｂは面型光素子１０６を作成する半導体処理プロセスの中で形成できるメリットがある。

（実施例３）
図１１は、図３と類似の構成であるが、光素子搭載基板１１０の面上とレンズ部材の突出部の端面１０３の端部とにアラインメントマーク１０４ｃ、アラインメントマーク１０４ａが設けられている状態を示す断面図である。このアラインメントマーク１０４ｃは面型光素子１０６を光素子搭載基板１１０に精度良く搭載するために使用されるとともに、レンズ部材１０１の位置決めの基準となる。結果として、面型光素子１０６とレンズ部材１０１の相対位置は正しく決められる。

（実施例４）
アラインメントの処理は光素子１０６とレンズ部材１０１に設けられたアラインメントマーク１０４を上方から視認したときに重ねあわせることによって成されても良いが、アラインメントマーク１０４ａと１０４ｂがＸ軸方向またはＹ軸方向に離れていてもアラインメント処理は可能である。図１２、図１３を参照して面型光素子１０６とレンズ部材１０１のアラインメントの処理の第１、第２の具体例を説明する。

図１２（a）は図３に示す面型光素子１０６とレンズ部材１０１の構成である。ここで、レンズ部材１０１のレンズアレイ１０５の両側のアラインメントマーク１０４ａ間の距離をＬ１とし、面型光素子１０６の両端部のアラインメントマーク１０４ｂ間の距離をＬ２とする。図１２（ｂ）は面型光素子１０６とレンズ部材１０１が概略位置に配置されたアラインメント前のアラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂの関係の一例を示す図である。図１２（ｃ）は二つのアラインメントマークに着目した相対的な位置制御によってアラインメントが完了した状態のアラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂの関係の一例を示す図である。ここでは、モニタ上に破線で示す画像認識ラインを描き、Ｘ軸方向はアラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂ間の距離が（Ｌ１−Ｌ２）／２となるように、計算によって相対位置を合わせ、Ｙ軸方向はアラインメントマーク１０４ｂの２本のマーク線の間にアラインメントマーク１０４ａの突出部が入るように相対位置を合わせる。

図１３（a）は左側にレンズ部材１０１の突出部の端面１０３とこれに設けられたアラインメントマーク１０４ａに着目して表示したレンズ部材１０１の底面を示し、右側に図１０（ａ）に対応する面型光素子１０６の平面図を示す。ここでは、面型光素子１０６の両端部のアラインメントマーク１０４ｂがレンズ部材１０１のレンズアレイ１０５の両側の突出部の端面１０３の三つのアラインメントマーク１０４ａで取り囲まれる形でアラインメントが実行される。図１３（ｂ）は面型光素子１０６とレンズ部材１０１が概略位置に配置されたアラインメント前のアラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂの関係の一例を示す図である。図１３（ｃ）は二つのアラインメントマークに着目した相対的な位置制御によってアラインメントが完了した状態のアラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂの関係を示す図である。ここでは、モニタ上に破線で示す画像認識ラインを描き、Ｘ軸方向は上下二つのアラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂの中心が一致するように相対位置を合わせ、Ｙ軸方向は両側のアラインメントマーク１０４ａとアラインメントマーク１０４ｂの中心が一致するように相対位置を合わせる。

（実施例５）
図１４を参照して実施例５のアラインメントマーク１０４ａ，１０４ｂについて説明する。これまでのアラインメントマーク１０４ａ，１０４ｂはレンズ部材１０１の突出部の端面１０３、面型光素子１０６の面に描かれる形で設けられていた。このアラインメントマークは、視認性を高めるために、アラインメントマークが設けられる周囲の材質とは光学屈折率、光学吸収率、光学反射率のいずれかが異なった材質、例えば、金属や誘電体等の薄膜であり、これらを貼り付けたものであった。この実施例では、それぞれの面から飛び出した（凸面）、あるいは引っ込んだ形（凹面）で設けられる。図１４ａはレンズ部材１０１のレンズアレイ１０５の両側のアラインメントマーク１０４ａの例を説明する断面図である。図１４（ｂ）はこれに対応する底面図である。レンズ部材１０１の部材がガラス、プラスチック等であれば、型成型によってレンズアレイ１０５とアラインメントマーク１０４を同時に形成することが可能であり、量産性にすぐれる。

（実施例６）
図１５（ａ）はレンズ部材１０１を、光素子搭載基板１１０面上に接着剤で保持された台座８０１上に支持部１１１を載せて保持する構造とするとともに、台座８０１上に金属薄膜パターン２１０２を形成し、支持部１１１に半田パターン２１０１を形成しておき、レンズアレイ１０５と面型光素子１０６のアラインメント後に、半田パターン２１０１を融解させ固着する例の概要を示す図である。図１５（ｂ）は台座８０１が面型光素子１０６とＩＣ１０８を完全に取り巻くように形成されるとともに、支持部１１１もレンズ部材１０１の周辺部を完全に取り巻くように形成され、レンズアレイ１０５と面型光素子１０６のアラインメント後に、半田パターン２１０１を融解させ固着した後は、面型光素子１０６とＩＣは外部から遮蔽され、外気のホコリによる影響を受けることなく安定的に動作するものとした例の概要を示す図である。

（その他の実施例）
図１６以下に、本発明により構成した光モジュールの応用形態を説明する。図１６は、レンズアレイ１０５と面型光素子１０６がアラインメントされ、レンズ部材１０１と光素子搭載基板１１０が一体化された光モジュールのレンズ部材１０１のレンズアレイ１０５が設けられた面の半対面側に、光ファイバホルダー２４０１を結合させる構造の例を示す断面図である。光ファイバホルダー２４０１には、嵌合用凸部２３０１を設け、レンズ部材１０１のレンズアレイ１０５が設けられた面の半対面に嵌合用凹部２３０２を設けた。嵌合用凸部２３０１と嵌合用凹部２３０２とは、対応する位置に形成されているから、図に矢印で示すように光ファイバホルダー２４０１をレンズ部材１０１に押し付ければ、両者はしっかりと嵌合保持することができる。光ファイバホルダー２４０１には両者が嵌合保持された状態でレンズアレイ１０５の各レンズに対応する位置に光ファイバ２４０２が固定されている。ここでは、光ファイバホルダー２４０１として光ファイバ２４０２を保持するものとして説明したが、光ファイバのみに限らず、偏光板、波長板、アッテネータ等の光回路を構成するための要素を挿入した上で光ファイバを保持するものとしても良い。

図１７は、レンズ部材１０１と光ファイバホルダー２４０１を結合させる構造を変えた例を示す断面図である。図１６と比較して、他の部分は同一である。図１７では、両者を結合する嵌合用凸部２３０１、嵌合用凹部２３０２に代えて、これらよりは深い嵌合溝２５０１をそれぞれ設ける。嵌合溝２５０１には、これに嵌合するガイドピン２５０２を嵌合させて両者を結合させる。この例によれば、図１６によるよりも強固な結合ができる。

図１８は図１６、図１７で説明したようにして、光ファイバを結合した光モジュールをルータ、伝送装置等のボード２６０５上に搭載する一例を示す概要図である。光素子搭載基板１１０上の電気配線パターン１０９はプリント基板２６０１上の電気配線パターン（図示しない）を介して代表として参照符号２６０４ａを付して示した電子回路要素と接続され、さらに、プリント基板２６０１上の電気配線パターン（図示しない）は、プリント基板２６０１をボード２６０５の所定の位置に載せて、ボード２６０５上の電極２６０３と半田ボール２６０２を介して接続されている。ボード２６０５は、電気配線パターン（図示しない）を有し、代表として参照符号２６０４ｂ、２６０４ｃを付して示した電子回路要素と電極２６０３とを接続する。かくして、面型光素子１０６は電子回路要素と接続され、光ファイバ２４０２を介して、光ファイバ２４０２の他端の面型光素子と信号の授受が行なわれる。

本発明を用いて作製された光モジュールは、面型受光／発光素子を用いた光モジュールに用いられ、電気信号から光信号、または逆に光信号から電気信号に変換する機能を持つ。これら光モジュールはルータ、伝送装置、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリンタ等の装置に収められ、装置間を結ぶ光ファイバにより光信号で高速情報通信する。

従来例によるアラインメントマークによる位置合わせを光モジュールに適用した場合の概要を示す図である。 本発明の実施例１のアラインメントマークによる位置合わせを光モジュールに適用した場合の概要を示す図である。 実施例１のアラインメントマークによる位置合わせが適用された光モジュールをレンズアレイの位置で断面にした形で示す概要図である。 図３と同様の構成であり、レンズ部材の突出部の端面の端部が面型光素子の端部と重なる位置に形成されている例の断面を示す図である。 Ｚ軸上方からレンズアレイと面型光素子とをアラインメントする過程で、顕微鏡を使って観察したときのアラインメントが完了した状態の画像例を模視的に示す図である。 図４と同様の構成であり、レンズ部材の突出部の端面の端部が面型光素子の端部と重なる位置に形成されているとともに、両者のアラインメントマークの設けられる位置がＸＹ軸方向でほぼ同じ位置である例の断面を示す図である。 図３と同様の構成であり、レンズ部材の支持部は無いものとされ、レンズ部材の突出部の端面の端部の外側が台座によって支持されるものとされている例を示す断面図である。 図７の構成において、レンズ部材と光素子搭載基板とが、突出部の端面と光素子搭載基板との間で、台座の両面と接着剤によって固着されている様子を示す断面図である。 図６と同様、レンズ部材の突出部の端面の端部が面型光素子の端部と重なる位置に形成されている構成であるが、レンズ部材の支持部は無いものとされ、レンズ部材の突出部の端面の端部の外側が切り込まれて、台座によって支持されるものとされている例を示す断面図である。 （ａ）−（ｃ）は、面型光素子の上面を示す平面図である。 図３と類似の構成であるが、光素子搭載基板の面上とレンズ部材の突出部の端面の端部とにそれぞれのアラインメントマークが設けられている状態を示す断面図である。 （ａ）−（ｃ）は面型光素子とレンズ部材のアラインメントの処理の第１の具体例を説明する図である。 （ａ）−（ｃ）は面型光素子とレンズ部材のアラインメントの処理の第２の具体例を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施例５のアラインメントマークについて説明する断面図、平面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施例６のアラインメントマークによる位置合わせを光モジュールに適用した場合の概要を示す図である。 レンズアレイと面型光素子がアラインメントされ、一体化された光モジュールに光ファイバホルダーを結合させる構造の例を示す断面図である。 レンズアレイと面型光素子がアラインメントされ、一体化された光モジュールに光ファイバホルダーを結合させる構造の他の例を示す断面図である。 光ファイバを結合した光モジュールをルータ、伝送装置等のボード上に搭載する一例を示す概要図である。

符号の説明

１０１…レンズ部材、１０２…基準面、１０３…レンズ部材の突出部の端面、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ…アラインメントマーク、１０５…レンズアレイ、１０６…面型光素子、１０７…ワイヤ、１０８…ＩＣ、１０９…電気配線パターン、１１０…光素子搭載基板、１１１…レンズ部材の支持部、４０１…パターン電極、４０２…視野領域、７０１…接着剤、８０１台座、１１０１…発光面または受光面、２1０１…半田パターン、２１０２…金属薄膜パターン、２３０１…嵌合用凸部、２３０２…嵌合用凹部、２４０１…光ファイバ保持部材、２４０２…光ファイバ、２５０１…嵌合用孔、２５０２…ガイドピン、２６０１…プリント基板、２６０２…半田ボール、２６０３…電極、２６０４ａ，２６０４ｂ，２６０４ｃ…電子素子、２６０５ボード。

Claims (9)

1. 光素子搭載基板上に発光面または受光面が該基板とは逆方向に形成されている面型光素子を搭載し、前記面型光素子に対応する位置に配設されるべきレンズが設けられたレンズ部材を、前記光素子搭載基板上で前記面型光素子とレンズとが所定の関係になるようにアラインメントする光モジュールのアラインメント方法において、
   前記レンズ部材のレンズが設けられている面よりも、前記面型光素子の発光面または受光面に、より近い端面を前記レンズ部材に形成するとともに、該端面に前記レンズ位置を代表する第１のアラインメントマークを設け、
   前記面型光素子の上面に発光面または受光面の位置を代表する第２のアラインメントマークを設け、
   前記レンズ部材の上面から、前記第１のアラインメントマークと前記第２のアラインメントマークとの関係を視認する光学装置により得られる画像を利用して前記面型光素子とレンズとが所定の関係になるように両者の位置制御を行うことを特徴とする光モジュールのアラインメント方法。
2. 前記レンズ部材の端面を形成する突出部が、前記面型光素子の発光面または受光面の少なくとも一部の上方に位置するように形成されている請求項１記載の光モジュールのアラインメント方法。
3. 前記レンズ部材の前記端面に設けられた前記アラインメントマークの少なくとも１つが前記面型光素子を避けた位置に形成され、前記レンズ部材の上面から前記アラインメントマークの光路長と前記レンズ部材の上面から前記面型光素子の発光面または受光面の光路長とがほぼ同一長になるようになされている請求項１記載の光モジュールのアラインメント方法。
4. 前記レンズ部材の前記端面に凸部または凹部が形成され、これらの凸部または凹部に前記アラインメントマークが設けられた請求項１記載の光モジュールのアラインメント方法。
5. 前記レンズ部材に設けられたアラインメントマークは、前記アラインメントマークが設けられる周囲の材質と光学的屈折率、光学吸収率、光学反射率のうち少なくとも一部が異なった材質である請求項１記載の光モジュールのアラインメント方法。
6. 前記レンズ部材の端面を形成する突出部よりも、より前記レンズより離れた位置に形成された支持部により前記レンズ部材の端面と前記面型光素子の発光面または受光面との相対位置が保持される請求項１記載の光モジュールのアラインメント方法。
7. 前記支持部に代えて、前記レンズ部材と前記光素子搭載基板との間に配置された台座により前記レンズ部材の端面と前記面型光素子の発光面または受光面との相対位置が保持される請求項７記載の光モジュールのアラインメント方法。
8. 前記レンズ部材の端面を形成する突出部に形成されたアラインメントマークの形成位置と前記面型光素子に付されたアラインメントマークの形成位置とが前記端面および面型光素子の面上でほぼ同位置に形成されている請求項２記載のアラインメント方法。
9. 光素子搭載基板上に発光面または受光面が該基板とは逆方向に形成されている面型光素子を搭載し、前記面型光素子に対応する位置に配設されるべきレンズが設けられたレンズ部材を、前記光素子搭載基板上で前記面型光素子とレンズとが所定の関係になるようにアラインメントされる光モジュールにおいて、
   前記レンズ部材のレンズが設けられている面よりも、前記面型光素子の発光面または受光面に、より近い端面を前記レンズ部材に形成するとともに、該端面に前記レンズ位置を代表する第１のアラインメントマークを設け、
   前記面型光素子の上面に発光面または受光面の位置を代表する第２のアラインメントマークを設け、
   前記レンズ部材の上面から、前記第１のアラインメントマークと前記第２のアラインメントマークとの関係を視認する光学装置により得られる画像を利用して前記面型光素子とレンズとが所定の関係になるように両者の位置制御を行って前記レンズ部材と前記面型光素子のアラインメントが行なわれたことを特徴とする光モジュール。

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