JP6842498B2 - 光モジュール及び位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、光モジュールに関する。より詳細には、光伝送装置等で使用されるファイバ付きの光モジュールに関する。

光ネットワークの高速大容量化を実現するため、１００Ｇｂｐｓ超の光伝送を実現する「デジタルコヒーレント光伝送技術」の普及が進んでいる。それに伴って、デジタルコヒーレント光伝送用装置の小型化が求められている。光伝送用装置では、複数のチャンネルの光信号処理が可能で、着脱可能な「デジタルコヒーレントトランシーバ」（以下、トランシーバと言う）の消費電力やサイズは、標準化団体のＯＩＦ（The Optical Internetworking Forum）等によって規格が決定されている。

ＯＩＦ規格によれば、第１世代の１００Ｇｂｐｓトランシーバの幅が８０ｍｍ程度であったものが、次世代の４００Ｇｂｐｓトランシーバでは、２０ｍｍ程度にまで小型化されている（ＣＦＰ８、ＯＳＦＰ規格等）。これに伴い、トランシーバを構成する主な要素の１つである光送受信デバイスにも、１０〜２０ｍｍ角程度のサイズが要求されている。光送受信デバイスは多層配線基板上に光部品や電気部品を搭載したモジュールであって、光変調器やコヒーレント受信機などの光送受信機能を集積化したものである。簡単のため以下の説明では、光送受信デバイスを光モジュールと呼ぶ。

光モジュールおよびトランシーバの間の入出力インタフェースを光接続するために、光ファイバが使用される。トランシーバを製造するにあたっては、光モジュールに接続された光ファイバは、後工程で利用するのに適当な長さに処理され、光モジュールと光ファイバが一体となった形態で取り扱われることが多い。

図１０は、トランシーバ内に搭載される光モジュールの構成例を示した図である。図１０の（ａ）は、光モジュール１に光ファイバを取り付けて組立が終わった状態の構成を示す。一辺が最大１０〜２０ｍｍ程度の大きさの光モジュール１から、３００〜４００ｍｍの長さの光ファイバ２が、その弾性のために伸びた状態となる。光ファイバ２の端部には、光モジュールの用途に応じた形態の光コネクタ３が付けられている場合も多い。光モジュール１の機能によっては、図１０の（ｂ）に示したように複数本の光ファイバ２ａ〜２ｄが接続される場合もある。複数本の光ファイバ２ａ〜２ｄの場合も、各々の光ファイバの端部には光コネクタ３ａ〜３ｄが付けられる。

上述のような光モジュール１は、図１１で後述するように基板と、内部の光部品および電気部品とともに基板全体を覆うリッドとから構成されている。光モジュール１では、基板の裏面に、未使用のものも含め４００個を越えるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型の電極が形成される。光モジュールの試験・検査およびトランシーバへの搭載、組立の各工程は、ＢＧＡ電極の構成を前提として行われる。光モジュールの試験・検査工程では、試験機ソケット内に光モジュールを正確な位置に搭載し、ソケットのピン（端子）とＢＧＡ電極上の半田ボールとが確実に接触する必要がある。トランシーバ基板上へ光モジュールを半田付けする工程でも、自動搭載機によって所定の基板パターン上に光モジュールを搭載する必要がある。特許文献１〜７は、ＢＧＡ型電極のパッケージにおける検査時のＩＣソケット構成や、ＩＣパッケージ試験方法、実装方法の様々な例が開示されている。

特開２００３−２９４８０８号公報 特開２０１１−２５７２２７号公報 特開２００９−１３９１９１号公報 特開平１０−７４７９２号公報 特開２００１−１５９９４号公報 特開平１１−１２５６５９号公報 特開平１１−１６０３９６号公報

従来技術で開示されているＢＧＡ型電極のパッケージの検査、組立のための仕組みは、集積化および小型化が進んだ光モジュールにおいて十分なものではなかった。トランシーバに搭載される光送受信デバイスだけに限らず、最新の光モジュールでは、図１０に示したように内部光部品に接続された光ファイバが、光モジュールの側面から取り出されている。このような構成の光モジュールでは、検査工程においてもこのファイバを使用して光出力の検査測定が行われる。検査工程中に試験機から試験用光信号を供給したり、光モジュールからの出力光の特性を測定したりする。したがって試験機ソケットへ搭載する際、試験中、およびソケットから取り外す際、光モジュールは常にその側面からファイバが出ている状態のまま取り扱われる。試験機ソケットへの光モジュールの搭載や取り外しが作業者によって行われる場合、試験機の自動搭載機構によって行われる場合のいずれにおいても、ファイバの破損を避けるためにその取り扱いの細心の注意が必要である。また、ファイバに誤って触れてしまえば、光モジュールは試験機ソケット内の試験ピンや基板パターン上で簡単に位置ずれを起こす。

図１１は、ＢＧＡ型の電極を有する光モジュールの試験検査工程を説明する図である。図１１の（ａ）は光モジュールの検査工程において、光モジュール１を試験機ソケット２１に搭載した直後の状態を示す図である。図１１の（ａ）および（ｂ）いずれも、試験機ソケット２１および一列のＢＧＡ電極を含む光モジュール１に垂直な断面を見た図である。また（ａ）および（ｂ）は、光モジュール１のサイズと比較して、電極および試験ピンなどを著しく大きく誇張して描いた模式図である点に留意されたい。図１０で述べたように、光モジュール１の側面からは、内部の光部品に接続された１本以上のファイバ２が出ている。基板１０の裏面にはＢＧＡ電極上にはんだボール１２が形成されている。以下の説明では、便宜的に半田ボールを電極と称するが、実際のＢＧＡ型の電極は、多層基板である基板１０の内部配線と接続された金属層のパターンであって、その金属層の上にはんだボールを溶融した構造を持つ。

上述の試験機ソケット２１は、ＢＧＡ電極の数に対応した多数のスプリングコネクタ２３（通称ポゴピン）を備えている。図１１の各図では、簡単のためＢＧＡ電極の数は非常に少なく描いている。実際の光モジュールでは、基板１０の裏面の一辺に沿って数十〜数百個のはんだボール（ＢＧＡ電極１２）が並んでいることに留意されたい。光モジュールのリッド１１を蓋２２で押圧して、光モジュール裏面の各ＢＧＡ電極１２およびスプリングコネクタ２３の間で、電気的な接続を行う。試験機ソケット２１への光モジュール１の搭載および蓋２２によるリッド１１の押圧は、試験機の自動搭載機構または作業者の手作業によって、光モジュール１の外形やリッド１１上のマーカーなどに基づいて成される。

図１１の（ｂ）は、検査実行時の光モジュールの状態を示す図である。モジュール１のリッド１１を蓋２２で押圧している状態である。試験機ソケット２１と、光モジュール１の側面から出たファイバ２とが物理的に干渉しないように試験機ソケットを構成することはできる。しかしながら、光モジュールをスプリングコネクタ２３上の各ピン先端上の正確な位置に搭載ができても、試験実施の直前にファイバ２に誤って触れてしまえば、光モジュール１には位置ずれが生じる。光モジュール１には１つの側面のみに筐体よりもはるかに長いファイバが接続されているため、全体で光モジュール１の重心バランスは不安定になる。ファイバ２の長さが４００ｍｍにも達する場合があり、しかも複数本のファイバが接続され得る。その結果、図１１の（ｂ）に示したように、試験機ソケット２１内で、スプリングコネクタ２３に対して、ＢＧＡ電極１２が位置ずれを起こし易い。スプリングコネクタ２３とＢＧＡ電極１２とが非接触となればその不具合はすぐに判るが、１列ずれたまま検査が実行されると、最悪の場合、光モジュールを損傷することもある。このような光モジュールのファイバに起因する検査工程の問題は、光モジュールをトランシーバ基板上に搭載し、リフローで実装する組立工程でも、同様に生じる。

図１２は、ファイバ付きの光モジュールを梱包する形態の一例を示した図である。図１０に示したファイバ付きの光モジュールは、輸送、保管、装置への組立中の工程内搬送のために、ファイバをよりコンパクトな形態に整えておく必要がある。このため、例えばファイバ２を適当なパッケージ４内に収納し、光モジュール１の上面に固定して、可搬性を良くする形態にできる。図１２の（ａ）の上面図および（ｂ）の側面図は、このようなファイバの収納、梱包方法の一例を示している。２枚のシートからなるパッケージ４の内部に例えばＵ字型の保持機構５を備えて、巻き上げられた状態のファイバ２ｂとして、パッケージ４内に収納できる。

しかしながら、このような梱包した形態の状態は、トランシーバの組立工程で、光モジュールを保管トレイなどから取り上げ、搬送するマウンタの吸着保持機構に対して、その動作の邪魔になり得る。さらに突出したファイバのために光モジュール１の重心にもずれが生じ、光モジュールの搬送時のマウンタの認識位置の精度低下を起こし、トランシーバ基板への搭載時の位置ずれなどの製造品質低下の原因となる。また、図１２に示したパッケージは、柔軟な材料よって構成されリジッドなものでない。このため、光モジュールの上面に固定する場合でも、光モジュールに対するパッケージの位置ずれが想定される。

前述の特許文献１では、特殊形状を持ったポゴピンによりＩＣソケット内でのＢＧＡ型ＩＣの位置ずれに対応していたが、ＩＣソケットの構成に汎用性がなくコスト高となる。特許文献２および特許文献３でも、ボゴピン形状は特殊なものであって特許文献１同様に汎用性が無い。特許文献４では、性質の異なる特殊な位置決め用はんだバンプを利用しているが、はやり汎用性に欠け、コスト高となる。特許文献５では、ＢＧＡ型ＩＣパッケージを基板上に精度良く搭載する技術が開示されているが、搭載後のファイバへの接触によって光モジュールに位置ずれが生じれば、効果はない。

特許文献６では、電極面のエッジ部分にあるＢＧＡ電極の半田ボールの外形を利用してＩＣを位置決めする構成が開示されている。しかしながら、最新のＱＳＦＰ-ＤＤ(Quad small form-factor pluggable Double Density)規格のトランシーバに対応する光モジュールは、１０ｍｍ角程度の大きさである。この時、ＢＧＡ電極の間隔は０．５ｍｍ程度であり、半田ボールは直径０．２ｍｍ程度の球状となるため、半田ボールによる引っ掛かりは僅となる。検査工程直前のファイバへの接触などによる光モジュールの位置ずれには対応できない。特許文献７では、開口部を設けた絶縁シートにより位置合わせを行うが、ＢＧＡ電極の半田ボールと開口部との引っ掛かりはやはり僅かであり、特許文献６と同様、光モジュールの位置ずれに対応できない。

上述のいずれの従来技術によっても、集積化・小型化が進んだ光モジュールでは、側面からファイバが出ている構造に起因する、検査時の試験機ソケットからの位置ずれや、トランシーバへ搭載時の基板上の位置ずれの問題には十分対応できない。

ファイバ付きの光モジュールの検査時に正確に試験機ソケットに精度良く位置合わせし、光モジュールを装置基板へ高精度に搭載するための位置決め機構が望まれている。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ファイバ付きの光モジュールの位置決め機構を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の１つの実施態様は、光部品を搭載した基板と、前記基板を覆うリッドとを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）が形成された光モジュールにおいて、前記ＢＧＡ電極の配置座標に対して、予め定められた位置に形成され、前記リッドの１つの面または前記基板の１つの面に形成され、前記１つの面から徐々に狭まる形状の凹型構造、または、前記１つの面から徐々に狭まる形状の凸型構造を有するガイド構造を備えたことを特徴とする光モジュールである。

前記ガイド構造は、第１の実施形態のように前記リッドまたは前記基板の上面に形成されることができる。また、前記基板または前記リッドの第１の辺に対して、第１の前記ガイド構造と、前記第１の辺に直交する第２の辺に対して、第２の前記ガイド構造とを有することもできる。

また前記ガイド構造は、第２の実施形態のように、前記リッドの側面、前記基板の側面、または前記リッドおよび前記基板の両側面にまたがって形成されることもできる。

上述の実施態様の光モジュールでは、前記凹型構造は、前記１つの面の上において矩形の周囲を持ち、断面がＶ字状もしくはＵ字状の溝、または、底部に向かって狭まる円錐または角錐であり、前記凸型構造は、前記１つの面の上において矩形の周囲を持ち、断面がＶ字のくさび型構造もしくは断面がＵ字のかまぼこ型構造、または、頂部に向かって狭まる円錐もしくは角錐であるものとすることができる。

また、前記ガイド構造は、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有するガイドピンと嵌合可能なように構成されることができる。

好ましくは、前記ガイドピンおよび前記ガイド構造は、お互いに密着可能な対応する構造を持っていることができる。

上述の実施態様の光モジュールでは、前記ガイド構造および前記ガイドピンが嵌合した時、前記ＢＧＡ電極および前記ガイド構造の配置関係に基づいた予め定めた位置に移動可能に構成されることができる。

上述の実施態様の光モジュールは、前記光部品に接続された光ファイバが、側面から引き出されたものであり得る。

本発明の他の実施態様は、光部品を搭載した基板と、前記基板を覆うリッドとを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）が形成された光モジュールの位置決め方法であって、ソケットの複数の試験ピンの上に、前記光モジュールを配置するステップと、前記リッドまたは前記基板の上面に形成されたガイド構造に対して、ガイドピンを位置させるステップであって、前記ガイド構造は、前記上面から徐々に狭まる形状の凹型構造、または、前記上面から徐々に狭まる形状の凸型構造を有している、ステップと、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有する前記ガイドピンの先端部を前記ガイド構造へ押下するステップとを備える位置決め方法であり得る。

上記実施態様では、前記ＢＧＡ電極と前記ガイド構造との予め定められた関係に基づいて、前記試験ピンの構成面内に前記ガイドピンを位置させることができる。

本発明の別の実施態様は、光部品を搭載した基板と、前記基板を覆うリッドとを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）が形成された光モジュールの位置決め方法であって、ソケットの複数の試験ピンの上に、前記光モジュールを配置するステップと、前記リッドの側面、前記基板の側面、または前記リッドおよび前記基板の両側面にまたがって形成されたガイド構造に対して、ガイドピンを位置させるステップであって、前記ガイド構造は、前記側面から徐々に狭まる形状の凹型構造、または、前記側面から徐々に狭まる形状の凸型構造を有している、ステップと、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有する前記ガイドピンの先端部を前記ガイド構造へ向かって押圧するステップであって、前記押圧する側面とは反対の前記光モジュールの側面が、固定されているかまたは前記ガイドピンに向かって押し返されている、ステップとを備える位置決め方法であり得る。

本発明のさらに別の実施態様は、光部品を搭載した基板と、前記基板を覆うリッドとを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）が形成された光モジュールの位置決め方法であって、ソケットの複数の試験ピンの上に、前記光モジュールを配置するステップと、前記リッドの側面、前記基板の側面、または前記リッドおよび前記基板の両側面にまたがって形成されたガイド構造に対して、ガイドピンを位置させるステップであって、前記ガイド構造は、前記側面から徐々に狭まる形状の凹型構造、または、前記側面から徐々に狭まる形状の凸型構造を有している、ステップと、前記光モジュールの前記ガイド構造とは反対側の側面を押圧することによって、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有する前記ガイドピンの先端部を前記ガイド構造へ押圧するステップとを備える位置決め方法であり得る。

上記実施態様では、前記ＢＧＡ電極と前記ガイド構造との予め定められた関係に基づいて、前記試験ピンの構成面内に前記ガイドピンを位置させることができる。

ファイバ付きの光モジュールに対し、試験・検査時および装置への実装時に精度良く位置合わせを可能とする構成および方法を提供する。

第１の実施形態の光モジュールの構造、位置決め動作を説明する図である。 光モジュールの位置決めガイド構造の実施例１の構成を示す図である。 光モジュールの位置決めガイド構造の実施例２の構成を示す図である。 リッド、基板面に形成できる位置決めガイド構造の他の例を示す図である。 第２の実施形態の光モジュールの構造、位置決め動作を説明する図である。 位置決めガイド構造とガイドピンを密着させる別の機構を示す図である。 光モジュールの位置決めガイド構造の実施例５の構成を示す図である。 光モジュールの位置決めガイド構造の実施例６の構成を示す図である。 光モジュールの位置決めガイド構造の実施例７の構成を示す図である。 トランシーバ内に搭載される光モジュールの構成例を示した図である。 ＢＧＡ電極を有する光モジュールの試験検査工程を説明する図である。 ファイバ付きの光モジュールを梱包する形態の一例を示した図である。

本発明は、光モジュールの試験工程、装置上への組立工程において、試験機ソケットや基板パターン上で、正確に光モジュールの位置決めを可能とする光モジュールの構造を提供する。本発明の光モジュールは、光部品や電気部品を搭載した基板と内部の光部品および電気部品とともに基板全体を覆うリッドとから構成されており、底面にはＢＧＡ型電極が配置されている。本発明の光モジュールは、ＢＧＡ型電極が構成される光モジュールの底面とは異なる面に位置決めガイド構造を持つ。位置決めガイド構造は、ＢＧＡ型電極が構成される基板の底面とは反対の、リッドの上面もしくは側面、または、基板の上面もしくは側面に形成できる。基板面上に位置決めガイド構造が構成される場合は、基板の上方のリッドは、位置決めガイド構造に対応する構造を持つガイドピンが通過可能なように切れ目を備えることができる。位置決めガイド構造は、光モジュールの側面の基板側面またはリッド側面にも形成できる。リッドおよび基板の両方の側面にまたがって構成されても良い。

位置決めガイド構造は、基板またはリッドの一部を加工した凹型の構造を持つことができる。複数個の位置決めガイド構造を備えていても良い。複数形成する場合、それぞれの配置に決まりはないが、２面でガイドする構成のガイド構造の場合は、２面の交線が互いに直交する向きにガイド構造を配置することで、平面内の位置決めが同時にできる利点がある。この場合、ガイド構造が形成された基板またはリッドの面から内部側に向かって次第に狭まる構造を持つ。

位置決めガイド構造は、基板またはリッドから突出した凸型の構造を持つこともできる。この場合、例えば凹型の構造であれば、位置決めガイド構造が形成された基板またはリッドの面からその内部の底部側に向かって次第に狭まる構造を持つ。位置決めガイド構造が凸型の構造であれば、位置決めガイド構造が形成された基板またはリッドの面から頂部に向かって次第に狭まる構造を持つこともできる。凹型の位置決めガイド構造の場合は、凹型の位置決めガイド構造と対応するガイドピンの先端部の凸部とが嵌合することになる。また、この凸型の位置決めガイド構造が、対応するガイドピンの先端部の凹部と嵌合することになる。

位置決めガイド構造はガイドピンの先端部に対応する構造を備えており、両者が嵌合した際に、光モジュールが決められた位置に位置決めされる。位置決めガイド構造は、先端に向かって次第に狭まる円錐の凹型または凸型構造であり得る。先端に向かって次第に狭まる角錐の凹型または凸型構造とすることもできる。また、一端が基板端面またはリッド端面と一致し、この一端が開放されているＵ字状またはＶ字状の溝であり得る。

試験機ソケットに光モジュールが搭載される場合、光モジュールの上面（スプリングコネガイド構造に対応する形状のガイドピンが押圧されることによって、ガイドピン先端の凸型または凹型構造と、ガイド構造の凹型または凸型構造とが勘合し、ＢＧＡ電極の構成面内において光モジュールがガイドされる。試験機ソケットに光モジュールが搭載される場合は、光モジュールのガイド構造とガイドピンとを嵌合させることで、光モジュールのＢＧＡ型電極と試験機ソケットのスプリングコネクタとの位置合わせが実行される。

この場合、光モジュールの上面に垂直な方向に、ガイドピンをガイド構造に押圧して位置合わせをするのが簡単な方法である。しかしながら、光モジュールの上面に平行にガイドピンを移動、押圧することもできる。この場合は、光モジュールの側面に構成されたガイド構造を、側面からガイドピンによって押圧することになる。この時、光モジュールのガイド構造とは反対側の光モジュール側面で、ガイドピン側に向かって光モジュールを押し返す構造を持つこともできる。光モジュールに対するこの押し返す構造とガイドピンの押圧機構が協働する状態で、ガイドピンと位置決めガイド構造とが嵌合する。 光モジュールがトレイ等から装置基板上へ搭載される場合は、光モジュールを搬送・把持する機構に、ガイド構造を備えることができる。その場合、把持する際に、光モジュールは所定の位置にガイド、保持され、装置基板上の決められた位置に搭載される。

本発明は、光モジュールを提供するが、試験用ソケットおよび上述のガイドピンとともに、光モジュールの試験・検査装置としての側面も持つ。さらに、上述のガイド構造を備えた光モジュールの試験・検査方法としての側面も持つ。また、上述のガイド構造を備えた光モジュールを、把持しおよび搬送する搬送装置の発明としての側面も持つ。

光モジュールがトレイ等から装置基板上へ搭載される場合は、光モジュールを搬送・把持する機構に、位置決めガイド構造を備えることができる。その場合は、光モジュールを把持する際に、光モジュールは所定の位置にガイドされ保持される。

本発明は、光モジュールの新規な構造を提供するものであるが、試験用ソケットおよび上述のガイドピンとともに、光モジュールの試験・検査装置としての側面も持つ。さらに、上述の位置決めガイド構造を備えた光モジュールの試験・検査方法、また光モジュールの試験・検査時の位置決め方法の発明としての側面も持つ。また、上述の位置決めガイド構造を備えた光モジュールを、把持しおよび搬送する搬送装置の発明としての側面も持つ。

以下、図面とともに本発明の光モジュールの構成と、位置決めガイド構造により光モジュールがガイドされる機構を説明する。ＢＧＡ型電極が形成された光モジュールの底面と、ガイドピンによって光モジュールを押圧する方向との関係に拠って、２つの実施形態が示される。

[第１の実施形態]
本発明の光モジュールにおいて、位置決めガイド構造に対して、ＢＧＡ型電極が形成された光モジュールの底面に垂直な方向、すなわち光モジュール上面に垂直にガイドピンを挿入する実施形態を説明する。本実施形態では、光モジュールのリッドまたは基板の上面に位置決めガイド構造が形成される。

図１は、本発明の光モジュールの構造および位置決め動作を説明する図である。図１の（ａ）は光モジュールの検査工程において、光モジュール１を試験機ソケット２１に搭載した直後の状態を示す図である。試験機ソケット２１には伸縮可能なスプリングコネクタ（ポゴピン）が所定の配置で並んでいる。ガイドピンの押圧方向がポゴピンの伸縮方向と平行になるように光モジュールは試験ソケットに搭載される。試験機ソケット２１のポゴピンと光モジュール底面のＢＧＡ電極が接触することにより、両者は電気的に接続され光モジュールに搭載された光部品や電子部品の動作確認が可能となる。

図１の（ａ）および（ｂ）いずれも、試験機ソケット２１およびＢＧＡ電極の一列を含む光モジュール１に垂直な断面（ｘ−ｚ面）を見た図である。光モジュールの側面から非常に近接した位置の断面図であり、図１の断面より手前側に位置決めガイド構造１４の端部を含む光モジュールの側面がある。図１は、光モジュール１に比較して、電極およびスプリングコネクタなどを著しく大きく、電極の数を非常に少なく描いた模式図である点に留意されたい。

本発明の光モジュール１は、基板１０と、基板上の内部に構成された光部品および電気部品を覆うリッド１１から構成される。光モジュール１では、基板１０の裏面に、多数のＢＧＡ型の電極１２が形成される。光モジュール１は、その内部の光部品に接続されたファイバ２が側面から取り出されている。図２で後述するように光モジュール１は、リッド１１の上面の周辺部に形成されたＶ字状の位置決めガイド構造１４を持っている。すなわちリッド１１の１つの側面はＶ字状の溝の解放された端部と一致しており、Ｖ字状の溝の端部の断面も、図１の（ａ）のようにＶ字状になっている。光モジュール１の裏面の各ＢＧＡ電極１２およびスプリングコネクタ２３の間で電気的な接続を行うため、試験ソケット２１は、光モジュール１のリッド１１を押し下げるための蓋２２を備えている。光モジュール１と接する蓋２２の下面には、位置決めガイド構造１４のＶ字状の溝（凹部）に嵌合する形状のガイドピン２４が形成されている。例えば、ガイドピン２４は蓋２２の下面からＶ字状に突出したくさび形状の凸部である。ガイドピン２４の凸部は、三角柱の１つの（図１では底面）を蓋２２の上に置いたようなくさび形状であり、ガイドピン２４の凸部の２つの傾斜面と、位置決めガイド構造１４のＶ字状の溝の２つの傾斜面とが、接触可能なように構成されている。

ガイドピン２４の凸部形状と、ガイド構造１４の凹形状が完全に合致する形状（同一形状）であることが望ましいが、逆に、滑り抵抗や密着性によりガイドピン２４がガイド構造に完全に嵌らないあるいは抜けないという可能性もあるため、両者の表面を滑りやすく加工するか、両者の傾斜面に角度差を設けるなどして隙間を設けるのが良い。例えば、ガイドピン２４の傾斜面に微小突起を複数形成すれば、ガイド構造の傾斜面との滑り抵抗を低下させることができる。

図１の（ｂ）は、光モジュール１の試験のために蓋２２で光モジュール全体を押圧している状態を示している。光モジュール１の上方の離れた位置から蓋２２をＢＧＡ電極１２の構成面に垂直な方向（z軸方向）に徐々に近づけると、蓋２２のガイドピン２４の凸部の先端が、位置決めガイド構造１４のＶ字状の溝の内部に入る。ここで、光モジュール１の最初の搭載（初期位置）は、ガイドピン２４の凸部の先端が位置決めガイド構造１４の２つの傾斜面の幅（ｘ方向）の範囲内にあるように行われ、最終的な光モジュールの位置調整は、ガイドピン２４と位置決めガイド構造１４との嵌合により行われる。

光モジュールのＢＧＡ電極１２の位置は予め知られており、位置決めガイド構造１４の位置はＢＧＡ電極座標系に基づいて、決定されている。両者の位置関係の情報にしたがって、蓋２２におけるガイドピン２４の凸部の先端と、試験機ソケット２１の各スプリングコネクタ２３の先端との間の位置関係が正確に設定される。すなわち、ガイドピン２４と位置決めガイド構造１４とが完全に嵌合した時に、ガイドピン２４の凸部によって検査対象である光モジュール１のＢＧＡ電極１２が、各スプリングコネクタ２３の先端の正しい位置に位置付けられる。ガイドピンと一体の蓋は、ガイドピン２４が、位置合わせの方向（ｘ軸方向）について正確に設定されており、この状態でガイドピン２４がｚ軸方向に下がってくる。

試験用ソケット２１のスプリングコネクタ２３に対する光モジュール１のＢＧＡ電極１２の（ｘ−ｙ面内）搭載位置がスプリングコネクタ２３からずれても、ガイドピン２４の凸部が徐々に位置決めガイド構造１４に向かって（ｚ軸に）下がり、Ｖ字状の溝と嵌合しながらＢＧＡ電極１２は所定のスプリングコネクタ２３の位置にガイドされる。光モジュール１は、先端に向かって徐々に狭まる形状のガイドピン２４にガイドされ、全体が水平方向（ｘ軸方向）に移動して、ガイドピン２４の指示する正しい位置に収まる。光モジュール１の位置決めガイド構造１４は、リッドの内部の底部側に向かって徐々に狭まるＶ字溝の凹部形状を持っている。このため、対応する形状のガイドピン２４の凸部は、光モジュール１が位置ずれしていた側とは逆側の、位置決めガイド構造の凹部内壁に密着しながら光モジュール１は所定の位置の方向にガイドされる。したがって、位置ずれが無い状態で光モジュール１が試験機ソケット２１上に配置された場合は、ガイドピン２４の凸部と位置決めガイド構造の凹部が完全に嵌合するまで、ガイドピン２４は位置決めガイド構造１４の内壁に接触しない。

光モジュール１は、スプリングコネクタ２３の先端の面と概ね点接触しており、容易に水平方向（ｘ軸）に移動可能である。適切なスピードで蓋２２を徐々に下方（ｚ軸方向）に押圧することで、図１の水平方向（ｘ軸方向）について、試験機ソケット２１の各スプリングコネクタ２３位置と光モジュール１の各ＢＧＡ電極１２位置とを一致させることができる。

図１の位置決めガイド構造１４は、ｘ軸方向を見た場合、リッドの上面から内部の底部側に向かって徐々に狭まるＶ字状であるため、Ｖ字状の溝の２つの斜面が広がる方向、すなわち図１における「左右方向」（ｘ軸方向）に対して位置調整が可能である。後述するように、第２の位置決めガイド構造をさらに備え、その位置決めガイド構造の形状を、ｙ軸方向において内部に向かって狭まる対称な形状とすることで、ｙ軸方向について、位置決めガイド構造を独立に働かせることができる。結果として、位置決めガイド構造によって、試験機ソケット２１のスプリングコネクタ２３座標系および光モジュール１のＢＧＡ電極１２座標系が一致するように、ｘ−ｙ面で光モジュール１がガイドされる。

以下に述べる各実施例のように、ガイド構造の形状や、ガイド構造を形成する場所を様々に変更することで、対象となる光モジュールの形状や位置ずれの態様に応じて、適切な位置決め機構を選択できる。ガイド構造は、基板またはリッドの表面から内部側に向かって、ガイドピンが挿入される方向に向かって徐々に狭まる凹型の構造を持つことができる。この凹型の構造に対応した凸型の形状を持つガイドピンの挿入とともに２つの構造が嵌合して、スプリングコネクタ座標系の所定の場所に光モジュールが収まり、位置決めが実施される。ガイド構造が、角錐の場合には、その形状自体で光モジュールの回転ずれも制御できる。角錐の底面は六角形までが好ましい。それ以上の多角形では嵌めにくくなる場合があるためである。なお、先端の無い角錐台の形状でも良い。角錐形状の場合は、三面以上の斜面でガイドできるため、単一の位置決めガイド構造によっても２次元のスプリングコネクタ座標系で光モジュールの位置決めができる。

図２は、光モジュールの位置決めガイド構造のより具体的な実施例１の構成を示す図である。図２以降の光モジュールの構成は、位置決めガイド構造の構成の説明のためにリッド１１と基板１０を分けて示しているが、基板１０の全体をリッド１１によって覆った光モジュールの構造に変わりはない。図２の（ａ）は、光モジュールのリッド１１の上面の一辺（ｘ軸）に、リッド１１の上面から内部の底部側に向かって徐々に狭まるＶ字状の溝から成る位置決めガイド構造１４ａを備えた例を示している。Ｖ字形状の断面はｚ軸に平行な中心線を有する２等辺三角形（正三角形）である。位置決めガイド構造１４ａがあるｘ軸に沿ったリッド側面にはＶ字状の断面が現れて、溝の一方の端部が解放された構造を持つ。この位置決めガイド構造１４ａは、Ｖ字状の溝に対応した形状の凸部を持つ蓋のガイドピンによって、Ｖ字状の溝の２つの斜面に垂直な水平方向（ｘ軸）で、位置決めがなされる。

ガイドピンの形状とガイド構造の外壁面と内壁面同士が密着し完全に嵌合する場合、ガイド構造１４ａを有するリッド１１の位置がずれていると、そのずれに相当する位置でガイドピンの外壁面とガイド構造の内壁面が面接触する。ガイド構造の内壁面上をガイドピンの外壁面が滑り降りると同時に、リッド１１の位置がｘ軸方向に移動する。そして、スプリングコネクタの位置と光モジュール１の各ＢＧＡ電極１２位置とがほぼ一致した時に、両者は完全に嵌合する。そのため、両者の接触面（それぞれの外壁面と内壁面）はｚ軸に対し、４５°以下が好ましい。これは、ｚ軸と内壁の接線との角度が４５°より大きいと、ガイドピンのｚ軸方向の圧力の方がｚ軸に垂直な水平方向よりも大きくなり、面同士の抵抗が増加し、不正確な位置で摺動できなくなる恐れがあるためである。このため、凹型構造の内壁面とガイドピンの外壁面同士が滑りやすいような表面加工を施しても良い。例えばガイドピンの外壁面に微小突起を形成すれば良い。

また、ガイドピンのＶ字の角度はガイド構造のＶ字の角度と同じでなくても良い。ガイドピンのＶ字の角度がガイド構造のＶ字の角度より小さい場合、両者の２つの斜面は接触せず完全に嵌合しないが、ガイドピンの先端がガイド構造の側壁を摺動し、ガイドピンの先端の中心がガイド構造の中心に到達できれば位置決めは可能である。なお、この場合はガイドピンの先端は、尖端ではなく球状の方がガイド構造の側壁を摺動しやすい。また、ガイドピンのＶ字の角度がガイド構造のＶ字の角度より大きい場合、ガイドピンの先端が位置決めガイド構造の最下部に到達する前に、両者の２つの斜面が接触し、この段階で位置決めは完了する。この場合、ガイドピンの先端は角を丸めた形状でも良い。ガイドピンとガイド構造のＶ字の角度の相違に依らず、Ｖ字形状の先端の辺を通りＶ字形状を２等分する面は、位置決め初期段階において、ガイドピンと位置決めガイド構造とで平行にあり、位置決め完了時に一致する。上述のガイド構造は、その断面がＵ字状、ｎ次関数、サイクロイドなどの曲線で特徴づけられる凹型構造であっても良い。

図２の（ｂ）は、光モジュールのリッド１１の上面の直交する２つの辺（ｘ軸およびｙ軸）に、それぞれガイド構造１４ａ−１、１４ａ−２を備えた例を示している。この構成では、ガイド構造１４ａ−１、１４ａ−２のそれぞれについて、Ｖ字形状の中心面に垂直な２つの方向で、それぞれ光モジュールの位置決めがなされる。図２の（ｂ）では、ガイド構造１４ａ−１、１４ａ−２のＶ字形状のそれぞれの中心面は垂直に交わる関係にある。すなわち、第１のガイド構造１４ａ−１は、対応した形状の凸部を持つガイドピンによって、ｘ軸方向に光モジュール１をガイドし、スプリングコネクタ座標系および光モジュール１のＢＧＡ電極座標系を一致させる。同様に第２のガイド構造１４ａ−２は、対応した形状の凸部を持つもう１つのガイドピンによって、ｙ軸方向に光モジュール１をガイドし、スプリングコネクタ座標系および光モジュール１のＢＧＡ電極座標系を一致させる。

図２に示した各位置決めガイド構造は、光モジュールのリッド１１の上面に形成されたＶ字状の溝の凹型構造を持っている。蓋のガイドピンが、Ｖ字状の溝に対応する凸型構造を持つことで、２つの構造を簡単に嵌合させることができる。光モジュールの製造工程によっては、組立誤差のためにリッドと基板との間で、位置ずれが生じる場合がある。そのような場合でも、光モジュールのリッド上ではなく、基板上に位置決めガイド構造を形成することで組立誤差も解決できる。リッド上の位置決めガイド構造とＢＧＡ電極との間よりも、基板上の位置決めガイド構造とＢＧＡ電極との間の位置関係の方が、組立誤差が無い分だけ、より精度良く光モジュールの位置決めができる。

図３は、光モジュールの位置決めガイド構造の実施例２の構成を示す図である。図３の（ａ）は光モジュールの構成を示し、図３の（ｂ）は、試験機ソケットにおいて蓋で光モジュールの全体を押圧した状態を示している。図３の光モジュールでは、位置決めガイド構造１４ｂを基板１０の上面に形成している。図３の（ａ）に示したように、図２の（ａ）におけるリッド上の位置決めガイド構造１４ａと同じ構造を、基板１０の上面の一辺（ｘ軸上）に位置決めガイド構造１４ｂとして構成している。位置決めガイド構造１４ｂは、基板１０の内部の底部側に向かって徐々に狭まるＶ字状の溝（凹部）から成る。ここで、リッド１１の位置決めガイド構造１４ｂに対応する位置には、光モジュールを押下する蓋のガイドピンがリッド１１を通過できるように、切れ目１６が形成される。切れ目１６には、ガイドピンに対し位置決め方向に空間の余裕を持たせる必要がある。この余裕空間は、最大でも、位置決めガイド構造１４ｂのＶ字形状開口部の幅の１／２あれば良い。

図３の（ｂ）は、試験機ソケットにおいて蓋で光モジュールの全体を押圧する前の状態を示している。試験機ソケット２１のスプリングコネクタ２３上には、光モジュール１が搭載されている。光モジュール１を押圧する蓋２２は、位置決めガイド構造１４ｂの形状に対応した凸型構造の先端を持つガイドピン２４を持っている。蓋２２を上方の離れた所定の設定された位置からｚ軸に沿って光モジュール１へ徐々に近づけると、蓋２２のガイドピン２４の凸部の先端が、リッドの切れ目１６を越えて、基板１０上の位置決めガイド構造１４ｂのＶ字状の溝の内部に入る。

光モジュール１の試験用ソケット２１上への搭載位置がずれていても、ガイドピン２４の凸部がガイド構造１４ｂ内に進行し、ガイドピン２４が接触したＶ字形状の溝の内壁を押す。これによって、徐々に位置決めガイド構造１４ｂに向かって下がってくることで、ガイドピン２４が接触したＶ字状の溝の内壁を押すことにより、位置決めガイド構造１４ｂのＶ字状の溝はガイドピン２４の凸部にガイドされる。光モジュール１の位置決めガイド構造１４ｂは、内部の底部側に向かって徐々に狭まるＶ字状の溝の凹部形状を持っている。光モジュール１は、先端へ向かって徐々に狭まるくさび形状のガイドピン２４にガイドされ、全体がＶ字形状２等分面と垂直な水平方向（ｘ軸方向）に移動して、ガイドピン２４によってポイントされる正しい位置に収まる。図２の構成によれば、光モジュールの組立工程でリッドおよび基板間に組立誤差があっても、ガイドピンによってより正確に光モジュール１がガイドされる。光モジュールのＢＧＡ型電極と位置決めガイド構造との既知の位置関係に基づいて、ソケットのスプリングコネクタと蓋のガイドピンとの位置関係を設定し、スプリングコネクタ座標系およびＢＧＡ電極座標系を一致させる。図３の（ａ）では、光モジュールの基板１０の１つ辺（ｘ軸）に位置決めガイド構造１４ｂを設けた例を示したが、図２の（ｂ）のように基板１０上の直交する２つの辺上（ｘ軸、ｙ軸）に２つの位置決めガイド構造を備えることで、それぞれの位置決めガイド構造に対して光モジュールをガイドできることは言うまでもない。

上述の光モジュールの位置決めガイド構造による試験時の位置合わせ手順は、光モジュールの位置決め方法の発明としての側面を持っている。すなわち、光部品を搭載した基板１０と、前記基板を覆うリッド１１とを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）１２が形成された光モジュールの位置決め方法として実施できる。この方法は、最初に、ソケット２１の複数の試験ピン２３の上に、前記光モジュール１を配置するステップを実施する。

次に、前記リッドまたは前記基板の上面に形成されたガイド構造１４に対して、ガイドピン２４を位置させるステップであって、前記ガイド構造は、前記上面から徐々に狭まる形状の凹型構造、または、前記上面から徐々に狭まる形状の凸型構造を有している、ステップを実施する。

最後に、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有する前記ガイドピンの先端部を前記ガイド構造へ押下するステップを実施する。ここで、前記ガイドピンは、前記ＢＧＡ電極と前記ガイド構造との予め定められた関係に基づいて、前記試験ピンの構成面内に位置させる。

図１〜図３では、基板またはリッドの上面に形成する位置決めガイド構造が、Ｖ字状の溝である凹型構造の例を示した。すなわち、位置決めガイド構造の前記凹型構造は、基板またはリッドの上面において矩形の周囲を持ち、断面がＶ字状もしくはＵ字状などの曲線の溝を例に示した。いずれの場合も、１つの位置決めガイド構造は、単一の方向のみ光モジュールをガイド可能であった。しかし、位置決めガイド構造の形状はこれらだけに限られない。リッドまたは基板上に形成された凸型構造や、円錐、角錐なども利用できる。位置決めガイド構造と、対応するガイドピンが嵌合する時に、光モジュールの回転方向の位置ずれを是正できれば、単一の位置決めガイド構造でも、試験用ソケットの面内（ｘ−ｙ面）で、位置決めが可能になる。ガイドピンの先端の構造はその中心がガイド構造の中心と一致する構造であれば、完全に一致して嵌合する構造でなくても良く、ガイド構造の内壁と接触するガイドピンが摺動しやすい構造であれば良い。

ガイドピンの構造は位置決め方向に対し対称形状が良い。すなわち、ｘ−ｚ面、ｙ−ｚ面のいずれかあるいは両方に対し対称形状が良い。位置決め方向に対するガイドピンの２等分面とガイド構造の２等分面が、位置決め完了時に一致する形状であれば、両者は嵌合して完全に密着する形状でなくても良い。

図４は、リッドまたは基板の上面に形成できる位置決めガイド構造の他の例を示す図である。図４の（ａ）は、リッド１１の上面の一辺上に矩形状の底面を持つ凹部を形成し、その底部上にさらに三角形のくさび状の凸部の位置決めガイド構造１４ｃを形成した実施例３の光モジュールの構成を示す。光モジュールのリッドの上面は、搭載されるトランシーバ内で放熱や電気接続のためにトランシーバ筐体の内面と密着させる場合がある。したがって、リッドの最上面に凸型構造を形成するのは難しい場合があり、この場合、リッドの最上面に凸型構造を形成するのは難しい。しかしながら、リッド面上にまず凹部を形成しておいて、その凹部内の底部から凸型構造を形成することで、リッド上面を位置決めガイド構造に利用できる。したがって、位置決めガイド構造の凸型構造は、基板またはリッドの上面において矩形の周囲を持ち、断面が、Ｖ字を上下反転させた逆Ｖ字のくさび型構造もしくは断面がＵ字を上下反転させた逆Ｕ字のかまぼこ型構造を持つことができる。

この場合、蓋のガイドピンは、位置決めガイド構造１４ｃの凸型構造に対応した凹型構造の先端を持てば良い。位置決めガイド構造およびガイドピン先端において、凹部および凸部の関係が図１〜図３の例とは逆になるだけで、光モジュールの位置決め動作は、図１〜図３の例と全く同様である。

図２の（ｂ）の場合と同様に、位置決めガイド構造１４ｃをリッドの直交する辺にさらに備えることで、それぞれの位置決めガイド構造に対して光モジュールをガイドできる。また、図４の（ａ）の位置決めガイド構造１４ｃを基板１０の上に形成しても良い。この場合は、図３の実施例２と同様に、リッド１１にガイドピンを通すための切れ目を構成しておけば良い。

図４の（ｂ）は、リッド１１の上面に、円錐状の凹部を２つ備えた位置決めガイド構造を形成した実施例４の光モジュールの構成を示す。リッド１１の上面の任意の場所に、リッドの表面から底部側に向かって徐々に狭まる、２つの円錐状の凹部１４ｄ、１４ｅを持っている。円錐形状の場合、ガイドピンは円錐状の凸部の先端を持つことになり、ｘ軸およびｙ軸の両方向に対して同時に光モジュールをガイド可能となる。しかしながら、１つの円錐では、回転誤差を生じる可能性がある。そこでリッド１１の上面に２つの円錐状の位置決めガイド構造を有していれば、ガイドピンによってｘ−ｙ面内の２次元のＢＧＡ電極面の位置を決定できる。この場合、光モジュールを押圧する蓋は、それぞれの２つの円錐状の凹部１４ｄ、１４ｅに対応したガイドピンを２つ備える必要がある。光モジュールのＢＧＡ型電極と２つの円錐形状の位置決めガイド構造との既知の位置関係に基づいて、ソケットのスプリングコネクタと蓋の２つのガイドピンとの位置関係を設定し、スプリングコネクタ座標系およびＢＧＡ電極座標系を一致させることができる。

図４の（ｂ）の２つの円錐状の凹部１４ｄ、１４ｅは、図３の（ａ）と同様に基板１０の上に備えることも可能である。その場合は、図３の実施例２のようにリッド１１にガイドピンを通すための切れ目を構成すれば良い。２つの円錐状の凹部１４ｄ、１４ｅの形成位置は、図４の（ｂ）の例だけ限られず、リッド１１上の任意の場所に可能であり、対角線上に配置したり、１つの辺の近傍に配置したりできる。

上述のように、本実施形態の光モジュールのリッドまたは基板の上面に位置決めガイド構造を形成できる。試験機ソケットのスプリングコネクタ（ポゴピン）のピン伸縮方向と同じ方向に、位置決めガイド構造の形状に対応した形状を持つガイドピンが、位置決めガイド構造を押圧する。試験機ソケットにおけるスプリングコネクタの反発力を利用して、位置決めガイド構造とガイドピンとを常に密着させ、ガイドピンによって光モジュールを正しい位置にガイドする。試験用ソケットのスプリングコネクタとその反発機構をそのまま利用して、光モジュールの位置決めガイド構造および蓋のガイドピンの構成だけで、試験・検査時に正確に光モジュールを試験機ソケットに精度良く位置合わせできる。

上述の説明では、光モジュールの試験・検査時に、試験機ソケット内のスプリングコネクタ上に光モジュールを配置する場合の位置合わせの例を示した。しかしながら、本発明の光モジュールの位置決めガイド構造は、光モジュールをトランシーバ上に実装する装置組み立て工程においても利用できる。最初に述べた集積化が進んだトランシーバ内に光モジュールを実装する際には、リフロー工程が利用される場合が多い。リフロー工程では、自動搭載機（マウンタ）によって光モジュールをトレイ等の保管場所から取り出し、プリント基板上に配置する。本発明の光モジュールの位置決めガイド構造は、マウンタによって光モジュールを保管トレイから取り上げる際に、マウンタの把持機構によってより正確な位置で光モジュールを把持する（掴む）場合にも有用である。

マウンタにおいて部品を掴みまたは取り上げる機構（以下、把持機構と言う）には、機械的にアームによって部品を保持したり、真空吸着したりするなど様々なものがある。マウンタの把持機構は、部品の外形情報を認識して、把持する部品の位置を正確に把握した状態で装置基板上にその部品を搭載しなければ、後続するリフロー工程で位置ずれが生じる恐れがある。一般的にマウンタでは、画像認識などの技術を使って、部品の外形から相当の精度でプリント基板上などに搭載できる。しかしながら、図１２の示したような光モジュールに別の光ファイバの収納パッケージが付加されると、光モジュールの外形をカメラで把握しにくく画像認識が難しい場合が想定される。

ここで、部品の把持機構に上述の位置決めガイド構造に対する押圧機構を備えていれば、位置決めガイド構造およびガイドピン先端の凹部および凸部（または凸部および凹部）同志が嵌合し、光モジュールを取り上げる際にトレイ上で光モジュールを正確な位置にガイドできる。例えば、吸着機構によって部品を取り上げる場合には、吸着することで光モジュールが浮き上がって、把持部に光モジュールが密着する。把持部がガイドピンを備えていれば、吸着の際に、光モジュールの位置決めガイド構造をガイドピンに嵌合させることができる。すなわち、把持機構の把持部がガイドピンを備えていれば、把持する工程において、予め決められた位置に光モジュールを正確に保持することができる。画像認識などの一般的な部品位置の把握技術が使えない場合でも、正確な位置で光モジュールを正確な位置にガイドして、保持できる。

したがって、従来では画像認識が難しい場合には、把持する部品位置が不正確であると、装置基板上の正しい位置に部品を搭載することが難しかったが、本実施形態の場合には、画像認識が難しい場合でも、部品を把持した際に位置ずれが正されるので、装置基板上の正しい位置に部品を搭載することができるという利点がある。

図１において述べたように検査工程時には、位置決めガイド構造の凹部に対応するガイドピンの凸部が、検査対象の光モジュールのＢＧＡ電極の正確な位置を指し示し、位置決めのための基準となっていた。この結果、試験機ソケット内に光モジュールを搭載した時、ＢＧＡ電極が試験機ソケットの各スプリングコネクタの先端部とずれていても、ガイドピンの凸部が、光モジュールを搭載すべき位置を示すポインタとして機能していた。マウンタの把持機構がトレイから光モジュールを取り上げる際にも、同様に、把持機構に付属したガイドピンの凸部が、光モジュールを把持すべき位置を示すポインタとして機能する。マウンタの把持機構はガイドピンを備えているので、把持機構によって保管トレイから光モジュールを取り上げる際に、高い精度で所定の位置に光モジュールは保持される。その後のマウント工程でも、把持機構によって光モジュールは所定の位置で保持されているので、プリント基板の所定の配線パターン上に光モジュールを正確に搭載できる。

上述の光モジュールの位置決めガイド構造を、リッドや光モジュールの側面に形成する場合は、ファイバが出ていない側面に形成すれば、試験用ソケット内において、光モジュールから出たファイバと干渉せずに光モジュールの位置合わせが可能となる。

以上詳細に述べたように、本発明の光モジュールは、ファイバ付きの光モジュールの検査時において、試験機ソケット上に精度良く位置合わせし、光モジュールを装置基板へ高精度に搭載する位置決め機構を提供できる。さらに本発明の光モジュールは、ファイバ付きの光モジュールのトランシーバ上への実装組立工程においても、正確な位置合わせを実現することができる。

[第２の実施形態]
第２の実施形態では、本発明の光モジュールにおいて、ＢＧＡ型電極が形成された光モジュールの底面に対して平行に、位置決めガイド構造にガイドピンを挿入する実施形態を説明する。上述の第１の実施形態では、試験機ソケットのスプリングコネクタ（ポゴピン）のピン伸縮方向と同じ方向にガイドピンが押圧され、試験機ソケットの光モジュール押圧機構を位置決めのために利用していた。本実施形態では、光モジュールのリッドまたは基板の側面に位置決めガイド構造が形成される。試験機ソケットのスプリングコネクタ（ポゴピン）のピン伸縮方向対して、垂直な方向にガイドピンが押圧の力が働くことになる。したがってスプリングコネクタの反発力によって、位置決めガイド構造およびガイドピンを密着させることはできない。本発明の第２の実施形態の光モジュールは、位置決めガイド構造およびガイドピンを密着させる機構の点で、第１の実施形態と相違しているが、ＢＧＡ型電極の構成面内で光モジュールの位置合わせができることに変わりはない。

図５は、本発明の第２の実施形態の光モジュールの構造および位置決め動作を説明する図である。図５は、光モジュールの側面に形成された位置決めガイド構造を示す図である。光モジュールは、位置決めガイド構造の構成の説明のためにリッド１１と基板１０を分けて示されているが、基板１０上をリッド１１で覆った光モジュールの構造に変わりはない。図５の（ａ）では、光モジュールのリッド１１の一側面（ｘ軸）に、リッド１１の側面からリッドの内部の底部側（ｙ軸方向）に向かって次第に狭まるＶ字状の切れ込みから成る位置決めガイド構造１５を備えた例を示している。この位置決めガイド構造１５は、リッド１１の側面（ｘ−ｚ面）に垂直に、位置決めガイド構造１５に対応した三角形のくさび状の凸部（三角柱）を先端に持つガイドピンによって押圧される。

図５の（ｂ）は、（ａ）に示した第２の実施形態の光モジュールの試験機ソケット内における位置決め動作を説明する図である。図５の（ｂ）は、試験機ソケット２１を上方から見た図であって、試験用ソケット２１の中央に光モジュール１が搭載されている。図５の（ｂ）では光モジュール１の上面のリッド１１だけが見えている状態であり、ＢＧＡ型電極およびスプリングコネクタは、リッド１１の奥側にあって見えない。光モジュール１の試験・検査の際には、図示しない蓋によって光モジュール１を図手前から奥に、ｙ軸に沿って押圧して、スプリングコネクタと光モジュールのＢＧＡ電極を接触させて実施する。

図５の（ｂ）の状態で試験機用ソケット１２の側面から、先端が三角形のくさび状の凸部を持つガイドピン２５によって、位置決めガイド構造１５をｙ軸方向に押圧する。ここで、位置決めガイド構造１５の反対側の光モジュール側面に対向するソケットの内面には、押圧されたときに光モジュールのＢＧＡ電極がスプリングコネクタの位置と１００μ以下の精度で一致させる、ストッパ構造２７を備えている。ストッパ構造２７によって、光モジュール１のｙ軸方向の位置が決められる。ソケットの押圧機構２６によってガイドピン２５を押圧するとき、光モジュール１は、ストッパ構造２７よってｙ軸方向に１００μ以下の精度で位置決めされる。

一方ｘ軸方向については、くさび状の凸部を持つガイドピン２５の側面と、位置決めガイド構造１５の側面が接触、摺動することで、光モジュール１はガイドされる。スプリングコネクタ座標系およびＢＧＡ電極座標系が一致したところで、Ｖ字状の切れ込みと、対応するくさび状の凸部を持つガイドピン２５は嵌合した状態になる。

ストッパ構造２７は、上述の光モジュールの光モジュールのＢＧＡ電極とスプリングコネクタを一致させる位置で、光モジュールの移動を妨げるものであれば良い。光モジュール１の位置決めガイド構造１５とは反対側のリッドまたは基板の側面に対して接触して、その移動を妨げる点または面を備えるものであれば良い。より精度良く光モジュールの位置決めを行うためには、リッドの取り付け誤差の含まれない基板１２の側面に対して、ストッパ構造２７が働くのが好ましい。

ストッパ構造２７によって、光モジュール１のｙ軸方向の位置は決められる。位置決めガイド構造１５が形成される面とは反対側の面と、ストッパ構造２７とが接触しｙ軸方向の位置が決められる。この際、位置決めガイド構造１５は基板１２、リッド１１のいずれか一方、あるいは両者と接触するような構造や配置が可能であるが、組立精度の関係から基板１２と接触する構造や配置が良い。一方、ｘ軸方向については、くさび状の凸部を持つガイドピン２５の側面と位置決めガイド構造１５の側面が接触、摺動することで、光モジュールはガイドされる。スプリングコネクタ座標系およびＢＧＡ電極座標系が一致したところで、Ｖ字状の切れ込みと、対応するくさび状の凸部を持つガイドピン２５は完全に嵌合する。

図５の（ｂ）を参照すれば、第２の実施形態の光モジュールでは、ｘ軸方向におけるガイドピン２５の位置は、既知のＢＧＡ電極と位置決めガイド構造１５との位置情報から、試験用ソケット２１のスプリングコネクタ座標系の対応する位置に置かれる。ｙ軸方向に押圧して光モジュール１がストッパ構造２７押し付けられると、Ｖ字状の切れ込みと、対応するくさび状のガイドピン２５は嵌合し、ｙ軸方向の位置が規定されると同時に、ｘ軸方向も位置決めされる。したがって、同様のＶ字状の位置決めガイド構造を用いる第１の実施形態のようにＢＧＡ電極形成面の上の直交する２つの方向に対して、同時に押圧する必要が無いことに留意されたい。

第２の実施形態の光モジュールでは、ＢＧＡ型電極が形成された光モジュールの底面に対して平行に、位置決めガイド構造にガイドピンが挿入される。位置決めのためにスプリングコネクタの反発力を利用できないので、位置決めガイド構造およびガイドピンを相互に密着させる機構が必要となる。図５の（ｂ）に示した位置決め動作の構成では、ガイドピン２５を光モジュール１へ押圧する機構２６およびストッパ構造２７によってそれを実現していた。しかし、位置決めガイド構造およびガイドピンを密着させる機構は図５の（ｂ）のものだけに限られず、光モジュール１をガイドピン２５側へ押圧する構成でも良い。また第１の実施形態でスプリングコネクタの反発力を利用しているように、ガイドピンを押圧する方向に対向するよう、光モジュールに対して反発力を与える押し返し機構を設けることもできる。

図６は、第２の実施形態の光モジュールで、位置決めガイド構造およびガイドピンを相互に密着させる機構の別の例を示す図である。図６の（ａ）は、ストッパ機構２９によって固定されたガイドピン２５と、位置決めガイド構造の反対側の光モジュールの側面に対する押圧機構２８とを備えた構成を示す。ガイドピン２５が位置決めガイド構造１５と密着し、嵌合したときに、ｙ軸方向で光モジュールのＢＧＡ電極がスプリングコネクタの位置と１００μ以下の精度で一致する位置に、ストッパ機構２９でガイドピン２５を固定する。光モジュール１の位置決めガイド構造１５とは反対側には、光モジュールをガイドピン側に向かって押圧して位置決めガイド構造１５とガイドピン２５を密着させる押圧機構２８を備えている。押圧機構２８はｙ軸方向にのみ可動する機構が望ましく、この機構により光モジュール１は向きを変えることなくｙ軸方向に平行移動する。押圧機構２８によって光モジュール１をガイドピン２５の側に押圧すれば、ｙ軸方向はガイドピン２５よって位置決めされる。ｘ軸方向についても、光モジュールはガイドされ、位置決めガイド構造１５のＶ字状の切れ込みと、対応するくさび状の凸部を持つガイドピン２５とが嵌合して、スプリングコネクタ座標系およびＢＧＡ電極座標系を一致させることができる。既に述べたように、第２の実施形態の光モジュールでは、ｙ軸方向に押圧して所定のｙ軸位置までガイドピン２５の先端を移動すれば、ｘ−ｙ面内で光モジュール１の収まるべき位置をポイントする。したがって、押圧機構２８は、ｙ軸方向のみに動作するのが好ましい。

図６の（ｂ）は、ガイドピンの押圧機構２６と、位置決めガイド構造の反対側の光モジュール側面に対する押し返し機構３０とを備えた構成を示す。押し返し機構３０は、スプリングやゴムなどの弾性体とすることができる。この構成では、押し返し機構３０は、第１の実施形態における試験用ソケットのスプリングコネクタが持つ反発力と同様の力を光モジュール１の側面に与える。光モジュールを搭載後に、押し返し機構３０によって、初期位置として、最終位置合わせ状態よりもｙ軸でややガイドピン２５寄りに光モジュール１を配置できる。この状態で、ガイドピン２５をｙ軸方向に移動させて、位置決めガイド構造１５を押圧すれば、図５の（ｂ）のストッパ構造２７による構成と比べて、より早く嵌合状態となり、スムーズに光モジュールを位置合わせできる。

具体的には、ガイドピンが位置決めガイド構造に接触し、ガイド構造に押圧力が加わると、それと釣り合う反発力が押し返し機構３０に発生する。ガイド構造に加わる、ガイドピンの進行方向と垂直な方向の力が光モジュール１底面とスプリングコネクタとの静止摩擦力を超えると、光モジュール１はガイドピンの進行方向と垂直な方向に動き出す。ガイドピンはそのまま進行し、それに応じて押し返し機構３０の反発力も増大し、ガイドピンと位置決めガイド構造が完全に嵌合した時に、ガイドピンの進行は停止する。ガイドピンが位置決めガイド構造に接触してから嵌合する間（嵌合期間）、押し返し機構３０の反発力も増大し、ガイドピンと位置決めガイド構造との接触が維持できる。したがって、押し返し機構３０は嵌合期間中にガイドピンと位置決めガイド構造との接触が維持できる反発力を備えている必要がある。なお、ガイドピンと位置決めガイド構造が完全に嵌合した際、ガイドピン進行は停止するが、進行方向の位置の精度を高めるため、ストッパ機構２７をさらに備えても良い。

上述の第２の実施形態の光モジュールの位置決めガイド構造による試験時の位置合わせの手順は、光モジュールの位置決め方法の発明としての側面を持っている。すなわち、光部品を搭載した基板１０と、前記基板を覆うリッド１１とを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）１２が形成された光モジュール１の位置決め方法として実施できる。

図５の（ｂ）および図６の（ｂ）に対応する光モジュールの位置決め方法は、まず、ソケット２１の複数の試験ピン２３の上に、前記光モジュールを配置するステップを実施する。

次に、前記リッドの側面、前記基板の側面、または前記リッドおよび前記基板の両側面にまたがって形成されたガイド構造１５に対して、ガイドピン２５を位置させるステップであって、前記ガイド構造は、前記側面から徐々に狭まる形状の凹型構造、または、前記側面から徐々に狭まる形状の凸型構造を有している、ステップを実施する。

最後に、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有する前記ガイドピンの先端部を前記ガイド構造へ向かって押圧するステップであって、前記押圧する側面とは反対の前記光モジュールの側面が、ストッパ構造２７によって固定されているかまたは押し返し機構３０によって前記ガイドピンに向かって押し返されている、ステップを実施する。

また、図６の（ａ）に対応する光モジュールの位置決め方法は、まず、ソケット２１の複数の試験ピン２３の上に、前記光モジュールを配置するステップを実施する。

次に、前記リッドの側面、前記基板の側面、または前記リッドおよび前記基板の両側面にまたがって形成されたガイド構造１５に対して、ガイドピン２５を位置させるステップであって、前記ガイド構造は、前記側面から徐々に狭まる形状の凹型構造、または、前記側面から徐々に狭まる形状の凸型構造を有している、ステップを実施する。

最後に、前記光モジュールの前記ガイド構造とは反対側の側面を、押圧機構２８によって押圧することによって、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有する前記ガイドピンの先端部を前記ガイド構造へ押圧するステップを実施する。上述の位置決め方法では、ガイドピン１５を、前記ＢＧＡ電極１２と前記ガイド構造１５との予め定められた関係に基づいて、前記試験ピンの構成面内に位置させる。

位置決めガイド構造およびガイドピンを密着させるための、上述の図５の（ｂ）および図６の（ａ）および（ｂ）のいずれの機構でも、位置決めガイド構造１５およびガイドピン２５が嵌合して光モジュール１がガイドされる。光モジュール１のＢＧＡ型電極と位置決めガイド構造１５との既知の位置関係に基づいて、試験用ソケット２１のスプリングコネクタとガイドピン２５との位置関係を設定し、スプリングコネクタ座標系およびＢＧＡ電極座標系を一致させる。

図７は、第２の実施形態の光モジュールの位置決めガイド構造の実施例５の構成を示す図である。図７の（ａ）は、リッド１１の上面を含み、リッド高さ方向で最上部のみにＶ字状の切れ込みを有する位置決めガイド構造１５ａを備えた構成を示す。位置決めガイド構造１５ａは、位置決めガイド構造１５ａに対応した三角形のくさび状の凸部を持つガイドピンによって、リッド１１の側面から押圧される。

図７の（ｂ）は、基板１０の上面を含み、基板高さ方向で最上部のみにＶ字状の切れ込みを有する位置決めガイド構造１５ｂを備えた構成を示す。光モジュール１の基板１０は、多層構造のセラミック基板などが利用されるため、基板高さ方向の一部の層のみを利用して位置決めガイド構造１５ｂを備えることは簡単である。

図８は、第２の実施形態の光モジュールの位置決めガイド構造の実施例６の構成を示す図である。図８の（ａ）は、リッド１１の高さ方向で中間部のみにＶ字状の切れ込みを有する位置決めガイド構造１５ｃを備えた構成を示す。光モジュールは、位置決めガイド構造１５ｃに対応した三角形のくさび状の凸部を持つガイドピンによって、リッド１１の側面から押圧される。

図８の（ｂ）は、基板１０の高さ方向で中間部のみにＶ字状の切れ込みを有する位置決めガイド構造１５ｄを備えた構成を示す。光モジュール１の基板１０は、多層構造のセラミック基板などが利用されるため、基板高さ方向の中間の一部の層のみを利用して位置決めガイド構造１５ｄを備えることは簡単である。

図９は、第２の実施形態の光モジュールの位置決めガイド構造の実施例７の構成を示す図である。リッド１１の直交する２つの辺において、リッド１１の高さ方向で最下部の一部のみにＶ字状の切れ込みを有する位置決めガイド構造１５ｅ、１５ｆをそれぞれ備えた構成を示す。光モジュールは、各位置決めガイド構造に対応した三角形のくさび状の凸部を持つ２つのガイドピンのいずれかによって、リッド１１の２つの直交する側面のいずれかから押圧される。上述のように、第２の実施形態の光モジュールでは、一度の押圧操作により、平面上の位置決めが可能であり、第１の実施形態のようにＢＧＡ電極形成面の上の直交する２つの方向の位置決めガイド構造に対して、同時に押圧する必要が無い。しかしながら、実施例７の光モジュールのように、リッド１１の汎用的に直交する２つの辺にそれぞれ位置決めガイド構造を設けておいても良い。この場合、光モジュールの外形やＢＧＡ電極の配置状況によって、使用する位置決めガイド構造を選択できる利点がある。

本実施形態の光モジュールでは、その位置合わせのために、位置決めガイド構造およびガイドピンを密着させる機構が必要である。押圧可能なガイドピンや、光モジュールの位置決めガイド構造とは反対側にストッパ構造２７または押し返し構造３０などを備える必要がある。したがって、光モジュールをトランシーバ上に実装、組立をする際に、マウンタの把持機構にこれらの密着させる機構を備える場合、構成はやや複雑になる。一方で、直交する２つの方向に対して同時に押圧する必要はない点では、第１の実施形態よりも簡素化できる場合もある。したがって、マウンタの把持機構において、第２の実施形態の光モジュールを利用可能である。

上述の図５〜図９では、基板またはリッドの側面上に、側面からその反対面に向かって徐々に狭まる形状のＶ字状の切れ込み（凹型構造）を例に説明した。これは、Ｕ字型等の曲面形状の切れ込みに置き換えることもできる。また、基板またはリッドの側面の奥から頂部に向かって徐々に狭まる形状のくさび状の突起（凸型構造）であっても良いのは言うまでもない。さらに、第１の実施形態における図４の（ａ）の構成を応用して、リッドまたは基板の側面上にまず凹部を形成して、この凹部の底から徐々に狭まる形状のくさび状の突起（凸型構造）を形成することもできる。この場合は、ガイドピンの先端は、くさび状の突起に対応した、Ｖ字状の切れ込み（凹型構造）を持つことになる。

第２の実施形態においても、上述の光モジュールの位置決めガイド構造を、光モジュールのファイバが出ていない側面に形成すれば、試験用ソケット内において、光モジュールから出たファイバと干渉せずに光モジュールの位置合わせが可能となる。

以上詳細に述べたように、本発明の光モジュールは、ファイバ付きの光モジュールの検査時において、試験機ソケット上に精度良く位置合わせし、光モジュールを装置基板へ高精度に搭載する位置決め機構を提供できる。さらに本発明の光モジュールは、ファイバ付きの光モジュールのトランシーバ上への実装組立工程においても、正確な位置合わせを実現する。

本発明は、一般的に通信システムに利用することができる。特に、光通信システムの光モジュールに利用できる。

１ 光モジュール
２、２ａ〜２ｄ ファイバ
３、３ａ〜３ｄ コネクタ
４ ファイバパッケージ
１０ 基板
１１ リッド
１２ ＢＧＡ電極
１４、１４ａ、１４ａ−１、１４ａ−２、１４ｃ〜１４ｆ 位置決めガイド構造
１６ 切れ込み
２１ 試験用ソケット
２２ 蓋
２３ スプリングコネクタ
２４、２５ ガイドピン
２６、２８ 押圧機構
２７、２９ 固定機構
３０ 押し返し機構

Claims (7)

1. 光部品を搭載した基板と、前記基板を覆うリッドとを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）が形成された光モジュールにおいて、
   前記ＢＧＡ電極の配置座標に対して、
   前記リッドの予め定められた位置に形成され、前記リッドを貫通する切れ目、ならびに、
   前記基板の上面において、前記切れ目の中心に概ね一致する位置に形成され、前記上面から底部に向かって徐々に狭まる円錐もしくは角錐の凹型構造、または、前記上面において矩形の周囲を持ち、断面がＶ字のくさび型構造もしくは断面がＵ字のかまぼこ型構造の凸型構造を有するガイド構造
   を備え、
   前記リッドの切れ目は、前記上面における前記円錐の外周もしくは前記角錐の外周、または、前記くさび型構造もしくは前記かまぼこ型構造の外周よりも大きいことを特徴とする光モジュール。
2. 前記ガイド構造は、前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有するガイドピンと嵌合可能なように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記ガイドピンおよび前記ガイド構造は、お互いに密着可能な対応する構造を持っていることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
4. 前記ガイド構造および前記ガイドピンが嵌合した時、前記ＢＧＡ電極および前記ガイド構造の配置関係に基づいた予め定めた位置に移動可能に構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の光モジュール。
5. 前記光部品に接続された光ファイバが、側面から引き出されたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の光モジュール。
6. 光部品を搭載した基板と、前記基板を覆うリッドとを備え、底部に複数のボールグリッドアレイ電極（ＢＧＡ電極）が形成された光モジュールの位置決め方法であって、
   ソケットの複数の試験ピンの上に、前記光モジュールを配置するステップと、
   前記リッドの予め定められた位置に形成され、前記リッドを貫通する切れ目を通して、前記基板の上面において、前記リッドの中心に概ね一致する位置に形成されたガイド構造に対して、ガイドピンを位置させるステップであって、前記ガイド構造は、前記上面から底部に向かって徐々に狭まる円錐または角錐の凹型構造、または、前記上面において矩形の周囲を持ち、断面がＶ字のくさび型構造もしくは断面がＵ字のかまぼこ型構造の凸型構造を有しており、前記リッドの切れ目は、前記上面における前記円錐の外周もしくは前記角錐の外周、または、前記くさび型構造もしくはかまぼこ型構造の外周よりも大きい、ステップと、
   前記凹型構造に対応した凸型構造、または、前記凸型構造に対応した凹型構造を有する前記ガイドピンの先端部を前記ガイド構造へ押下するステップと
   を備えることを特徴とする位置決め方法。
7. 前記ＢＧＡ電極と前記ガイド構造との予め定められた関係に基づいて、前記試験ピンの構成面内に前記ガイドピンを位置させることを特徴とする請求項６に記載の方法。

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