JPH06186457A - Optical coupling module and assembling device - Google Patents

Optical coupling module and assembling device

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Publication number
JPH06186457A
JPH06186457A JP4336996A JP33699692A JPH06186457A JP H06186457 A JPH06186457 A JP H06186457A JP 4336996 A JP4336996 A JP 4336996A JP 33699692 A JP33699692 A JP 33699692A JP H06186457 A JPH06186457 A JP H06186457A
Authority
JP
Japan
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fiber
rows
array
optical
columns
Prior art date
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Application number
JP4336996A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kato
猛 加藤
Katsuya Tanaka
勝也 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06186457A publication Critical patent/JPH06186457A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the yield of an optical integrated array and to improve the productivity of an optical coupling module by constituting the module of a fiber array composed of a specified matrix, an attachment comprising a fiber guide and an optical integrated array having an optical element. CONSTITUTION:This device comprizes m-rows X n-columns of a fiber array 61 (m, n are integers, m>=1, n>=1) composed of m-layers of fiber ribbons 62 bundling n-fibers 63 and (m+alpha)-rows X (n+beta)-columns of a fiber guide (alpha, betaare integers, alpha>=1, beta>=1). The device comprises an attachment 65 arraying the fiber array 61 by means of the m rows from among (m+alpha)-rows and the n-columns from among (n+beta)-columns of the fiber guide and (m+alpha)-rows X(n+beta)-columns of optical elements and is provided with an optical integrated array in which the m-rows from among (m+alpha)-rows and the n-columns from among (n+beta)-columns of the respective rows of the optical elements are optically coupled with the fiber array 61.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光結合モジュールおよび
その組立装置に係り、特に、生産性向上に好適な構成お
よび組立に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling module and its assembling apparatus, and more particularly to a structure and an assembly suitable for improving productivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えばプロシーディング オブ
エレクトロニック コンポーネンツアンド テクノロジ
ー コンファレンス,1992年,第77頁から第82
頁(Proceeding of Electronic Components and Technol
ogy Conference,1992,pp.77−82),同
誌,同年,第98頁から第107頁,同誌,同年,第8
53から第860頁等に記載の光結合モジュールが知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a procedure of
Electronic Components and Technology Conference, 1992, pp. 77-82.
Page (Proceeding of Electronic Components and Technol
ogy Conference, 1992, pp. 77-82), ibid, the same year, pages 98 to 107, ibid, the same year, 8th page.
The optical coupling modules described in pages 53 to 860 are known.

【0003】従来のモジュールでは、4本または8本の
ファイバからなるファイバアレイと、同数のファイバガ
イドによってファイバアレイを配列するアタッチメント
と、同数の光素子を有し、ファイバアレイと光結合する
光集積アレイとを備えている。ファイバガイドは、フェ
ルールまたはV溝ガイドからなる。光集積アレイは、光
素子の1次元アレイからなる。
The conventional module has a fiber array consisting of four or eight fibers, an attachment for arranging the fiber arrays by the same number of fiber guides, and an optical element for the same number, and is an optical integrated circuit for optically coupling with the fiber array. And an array. The fiber guide consists of a ferrule or V-groove guide. The integrated optical array is a one-dimensional array of optical elements.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】大型計算機や広帯域交
換機を高性能化するため、筐体間接続または配線ボード
間接続の高スループット化,高密度化が求められてい
る。近年、電気ケーブルの限界を打破するため、ファイ
バケーブルによる光インタコネクションが検討されてい
る。
In order to improve the performance of a large-scale computer or a broadband switch, it is required to increase the throughput and the density of the connections between housings or between wiring boards. In recent years, in order to break the limit of electric cables, optical interconnection using fiber cables has been studied.

【0005】従来のモジュールは、この光インタコネク
ションに用いられる。しかし、上記従来のモジュールは
製作歩留まりについて考慮されていなかった。製作歩留
まりにおいて、実状では、ファイバとファイバガイドに
比べて光素子の良品率が支配的である。従来のようにフ
ァイバ本数と同数のファイバガイドと同数の光素子とを
用いたモジュールでは、良品の光素子が1次元アレイと
して連続していなければならない。
A conventional module is used for this optical interconnection. However, the above-mentioned conventional module does not consider the manufacturing yield. In terms of manufacturing yield, in reality, the yield rate of optical elements is more dominant than that of fibers and fiber guides. In the conventional module using the same number of fiber guides and the same number of optical elements as the number of fibers, non-defective optical elements must be continuous as a one-dimensional array.

【0006】従来のモジュールにおいて、例えば、ファ
イバ本数を8、光素子1個当たりの良品率をpとする
と、光集積アレイの良品率Poは次式のようになる。
In the conventional module, assuming that the number of fibers is 8 and the non-defective product rate per optical element is p, the non-defective product ratio Po of the optical integrated array is as follows.

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】上式によれば、光素子良品率p=70%と
してアレイ良品率Po=5.8% になり、p=90%と
しても良品率Po=43%しか得ることができない。
According to the above formula, the yield rate of the optical element is p = 70%, and the yield rate of the array is Po = 5.8%. Even if p = 90%, only the yield rate Po = 43% can be obtained.

【0009】この光集積アレイを製作する場合、1枚の
ウエハに形成可能な光素子の全個数をNとすると、1枚
のウエハから取り出せるアレイ良品の生産高Yoは次式
のようになる。
When manufacturing this optical integrated array, if the total number of optical elements that can be formed on one wafer is N, the production yield Yo of good array products that can be taken out from one wafer is given by the following equation.

【0010】[0010]

【数2】 [Equation 2]

【0011】従来のモジュールのアレイ良品率を改善す
るため、光素子の個数を余分に設ける手段が容易に考え
られる。しかし、ファイバ本数とファイバガイドの個数
は同じであるから、やはり良品の光素子が1次元アレイ
として連続していなければならない。
In order to improve the non-defective array rate of the conventional module, it is easy to consider a means for providing an extra number of optical elements. However, since the number of fibers and the number of fiber guides are the same, non-defective optical elements must be continuous as a one-dimensional array.

【0012】例えば8本のファイバと(8+2)個の光
素子を用いた場合、アレイ良品率Pp,アレイ生産高Y
p,従来の生産高Yoに対するYpの比率Rpは次式の
ようになる。
For example, when eight fibers and (8 + 2) optical elements are used, the array yield rate Pp and array production yield Y are shown.
p, the ratio Rp of Yp to the conventional output Yo is given by the following equation.

【0013】[0013]

【数3】 [Equation 3]

【0014】[0014]

【数4】 [Equation 4]

【0015】[0015]

【数5】 [Equation 5]

【0016】これらの式によれば、p=70%としてP
p=9.2%,Rp=1.28倍となる。生産高は若干増
加するが、アレイ良品率は10%にも満たない。p=9
0%としてもPp=51.7%,Rp=0.96倍とな
る。アレイ良品率は上がるが、生産高は従来よりも反っ
て下がることになる。したがって、このような手段は得
策ではないと考えられる。
According to these equations, P = 70% and P
It becomes p = 9.2% and Rp = 1.28 times. Although the production amount will increase slightly, the array non-defective rate is less than 10%. p = 9
Even if 0%, Pp = 51.7% and Rp = 0.96 times. The rate of non-defective arrays will increase, but the production will be lower than before. Therefore, it is considered that such measures are not a good idea.

【0017】今後、さらに光インタコネクションの高ス
ループット化,高密度化を実現するには、ファイバ本数
と光素子数の増加が不可欠である。この際、ファイバア
レイと光集積アレイは2次元化されると考えられる。従
来のモジュールと同様、m×n本のファイバアレイと同
数のファイバガイドおよび光素子を用いた場合、アレイ
良品率Po,生産高Yoは次式のようになる。
In order to realize higher throughput and higher density of optical interconnection in the future, it is essential to increase the number of fibers and the number of optical elements. At this time, the fiber array and the optical integrated array are considered to be two-dimensional. Similar to the conventional module, when the same number of fiber guides and optical elements as m × n fiber arrays are used, the array non-defective rate Po and the production output Yo are as follows.

【0018】[0018]

【数6】 [Equation 6]

【0019】[0019]

【数7】 [Equation 7]

【0020】例えば、m=8,n=10とした場合、p
=70%ではPo≒0%,p=90%としても高々Po
=0.022% であり、ほとんど良品を得ることができ
ない。ウエハ内部においてp≧90%の箇所が分布して
いるとしても、採算を取ることは不可能である。したが
って、今後、さらに光集積アレイの生産性の問題が顕著
になると予想される。
For example, when m = 8 and n = 10, p
= 70%, Po ≈ 0%, and p = 90% at most Po
= 0.022%, and almost no good product can be obtained. Even if p ≧ 90% is distributed inside the wafer, it is impossible to make a profit. Therefore, it is expected that the problem of productivity of the optical integrated array will become more prominent in the future.

【0021】以上述べたように、従来のモジュールでは
光集積アレイの生産性に問題があった。本発明は、光集
積アレイの生産性向上を目的として、モジュールの構成
手段とその組立手段を提供する。
As described above, the conventional module has a problem in the productivity of the optical integrated array. The present invention provides a module constituting means and an assembling means for the purpose of improving the productivity of an optical integrated array.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は光結合モジュールの構成手段として、n本
のファイバを束ねたm層のファイバリボンからなるm行
×n列(m,nは整数,m≧1,n≧1)のファイバア
レイと、(m+α)行×(n+β)列(α,βは整数,
α≧0,β≧1)のファイバガイドを有し、前記ファイ
バガイドの(m+α)行の中からm行、各行の(n+
β)列の中からn列によって前記ファイバアレイを配列
するアタッチメントと、(m+α)行×(n+β)列の
光素子を有し、前記光素子の(m+α)行の中からm
行、各行の(n+β)列の中からn列が前記ファイバア
レイと光結合する光集積アレイとを備えるものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides, as means for constructing an optical coupling module, m rows × n columns (m, n) consisting of m layers of fiber ribbons in which n fibers are bundled. Is an integer, m ≧ 1, n ≧ 1) fiber array, and (m + α) rows × (n + β) columns (α and β are integers,
It has a fiber guide of α ≧ 0, β ≧ 1), m rows from (m + α) rows of the fiber guide, and (n +) of each row.
An attachment for arranging the fiber arrays by n columns out of β) columns and an optical element of (m + α) rows × (n + β) columns, where m is selected from (m + α) rows of the optical elements.
Rows, and (n + β) columns of each row, n rows are provided with an optical integrated array optically coupled to the fiber array.

【0023】さらに、この光結合モジュールの組立手段
として、前記m層のファイバリボンの各層毎に前記n本
のファイバを個別に保持するチャックと、前記チャック
を個別に動かすことによって前記n本のファイバを前記
(n+α)個の中のn個のファイバガイドに対して配置
するマイクロポジショナと、前記光素子の特性データに
基づいて前記マイクロポジショナを制御するコンピュー
タとを備えるものである。
Further, as means for assembling this optical coupling module, a chuck for holding the n fibers individually for each layer of the m-layer fiber ribbon, and a chuck for individually moving the chucks to move the n fibers individually. And a computer for controlling the micro-positioner based on the characteristic data of the optical element.

【0024】[0024]

【作用】モジュール構成手段によれば、(m+α)行×
(n+β)列のファイバガイドの個数がm行×n列のフ
ァイバアレイの本数より多いので、(m+α)行×(n
+β)列の光素子の中からm行とn列を選択し、ファイ
バアレイと光結合させることが可能になる。従来のモジ
ュールのように良品の光素子が連続している必要はない
ので、選択の自由度は非常に大きくなる。アレイ良品率
をPc,生産高をYc,従来の生産高Yoに対するYc
の比率をRcとすると、次式のようになる。
According to the module construction means, (m + α) rows ×
Since the number of fiber guides in (n + β) columns is larger than the number of fiber arrays in m rows × n columns, (m + α) rows × (n
It is possible to select m rows and n columns from the optical elements in the + β) column and optically couple with the fiber array. Unlike the conventional module, it is not necessary that the non-defective optical elements are continuous, so that the degree of freedom in selection becomes extremely large. Array non-defective rate is Pc, production is Yc, and Yc is compared to the conventional production Yo.
When the ratio of Rc is Rc, the following equation is obtained.

【0025】[0025]

【数8】 [Equation 8]

【0026】[0026]

【数9】 [Equation 9]

【0027】[0027]

【数10】 [Equation 10]

【0028】ところで、(m+α)×(n+β)個の中
から全く任意に(m×n)個を選択する場合では、ファ
イバガイドの各行毎にファイバ本数が異なるので、ファ
イバアレイの配列が複雑になり、モジュール組立が困難
になる。しかし、モジュール構成手段では、ファイバガ
イドの(m+α)行の中からm行、各行の(n+β)列
の中からn列を用いてファイバアレイを配列するので、
組立が複雑になることがない。
By the way, in the case of selecting (m × n) pieces from (m + α) × (n + β) pieces, the number of fibers is different for each row of the fiber guide, so that the arrangement of the fiber array becomes complicated. It becomes difficult to assemble the module. However, in the module configuration means, the fiber array is arranged by using m rows from the (m + α) rows of the fiber guide and n rows from the (n + β) columns of each row,
Assembly is not complicated.

【0029】モジュール組立手段によれば、コンピュー
タ制御されたマイクロポジショナとチャックを用い、フ
ァイバリボンの層順に、良品の光素子に対してファイバ
アレイを自動的に配列することが可能になるので、選択
の自由度が大きいにも拘らず、モジュールを容易に組み
立てることが可能になる。
According to the module assembling means, it becomes possible to automatically arrange the fiber array for the good optical element in the layer order of the fiber ribbon by using the computer controlled micro positioner and the chuck. Despite the large degree of freedom, the module can be easily assembled.

【0030】[0030]

【実施例】図1から図4は、本発明の一実施例の光結合
モジュールの説明図である。図1の左側は断面図、右側
は正面図である。図2は図1のA−A′線断面図、図3
は図1のB−B′線断面図、図4は図1のC−C′線断
面図である。
1 to 4 are explanatory views of an optical coupling module according to an embodiment of the present invention. The left side of FIG. 1 is a sectional view and the right side is a front view. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, FIG.
1 is a sectional view taken along the line BB 'in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC' in FIG.

【0031】図1から図4に示す本実施例の光結合モジ
ュールは、ファイバケーブル63からなるファイバアレ
イ61と、ファイバアレイ61のアタッチメント65か
らなるコネクタ60と、コネクタ60が接続されるレセ
プタクル40と、キャップ30によって封止されるパッ
ケージ20と、パッケージ20に搭載される光集積アレ
イ10と半導体素子12とを備えている。
The optical coupling module of this embodiment shown in FIGS. 1 to 4 includes a fiber array 61 made of a fiber cable 63, a connector 60 made of an attachment 65 of the fiber array 61, and a receptacle 40 to which the connector 60 is connected. The package 20 is sealed with the cap 30, and the optical integrated array 10 and the semiconductor element 12 mounted on the package 20 are provided.

【0032】ファイバアレイ61は、8行×10列のフ
ァイバから構成されている。すなわち、図2に示すよう
に、ファイバケーブル63は外被64によって束ねられ
た8層のファイバリボン62から成り、各ファイバリボ
ン62は樹脂被覆によって束ねられた10本のファイバ
からなる。ファイバは石英系ファイバから成り、その直
径は125μmである。ファイバアレイ61の行間隔と
列間隔は、ともに250μmである。
The fiber array 61 is composed of 8 rows × 10 columns of fibers. That is, as shown in FIG. 2, the fiber cable 63 is composed of eight layers of fiber ribbons 62 bundled by the jacket 64, and each fiber ribbon 62 is composed of ten fibers bundled by a resin coating. The fiber is made of silica fiber and has a diameter of 125 μm. The row spacing and the column spacing of the fiber array 61 are both 250 μm.

【0033】アタッチメント65には、精密樹脂成形に
よって、先頭部67,ガイドピン68の挿入孔、後尾部
74が加工されている。図3に示すように、10行×1
4列のファイバガイド孔73を有している。ファイバガ
イド孔73は、先頭部67から後尾部74まで貫通して
いる。その行間隔と列間隔は、ともに180μmであ
る。このファイバガイド孔73をフェルールとして、フ
ァイバアレイ61が配列される。
A head portion 67, an insertion hole for the guide pin 68, and a tail portion 74 are formed in the attachment 65 by precision resin molding. As shown in FIG. 3, 10 rows × 1
It has four rows of fiber guide holes 73. The fiber guide hole 73 extends from the head portion 67 to the tail portion 74. The row interval and the column interval are both 180 μm. The fiber array 61 is arranged with the fiber guide hole 73 as a ferrule.

【0034】コネクタ60は、図1に示すように、ファ
イバケーブル63の先端に取り付けられている。アタッ
チメント65,ホルダ66,プラグ69,カバー72か
らなる。ホルダ66は、アタッチメント65と同様に精
密樹脂成形によって加工されている。プラグ69は高強
度プラスチックから成り、スプリング70と爪71が成
形加工されている。保護カバー71は、熱収縮チューブ
からなる。
The connector 60 is attached to the tip of the fiber cable 63 as shown in FIG. It comprises an attachment 65, a holder 66, a plug 69, and a cover 72. Like the attachment 65, the holder 66 is processed by precision resin molding. The plug 69 is made of high-strength plastic, and the spring 70 and the claw 71 are molded. The protective cover 71 is made of a heat shrinkable tube.

【0035】レセプタクル40は、図1に示すように、
アタッチメントガイド41,スリーブ42,ソケット4
3からなる。アタッチメントガイド41には、精密樹脂
成形によって、先頭部67のガイド孔44と、ガイドピ
ン68のガイド孔45が加工されている。スリーブ42
とソケット43は一体であり、高剛性合金材を研削加工
またはマイクロ溶接することによって加工される。スリ
ーブ42にはアタッチメント65が挿入され、ソケット
43にはプラグ69が挿入される。ソケット43には、
スプリング70のガイド溝46と、爪71のラッチ孔4
7が加工されている。
The receptacle 40, as shown in FIG.
Attachment guide 41, sleeve 42, socket 4
It consists of three. The attachment guide 41 is formed with a guide hole 44 in the head portion 67 and a guide hole 45 in the guide pin 68 by precision resin molding. Sleeve 42
The socket and the socket 43 are integrated, and are processed by grinding or microwelding a high-rigidity alloy material. The attachment 65 is inserted into the sleeve 42, and the plug 69 is inserted into the socket 43. In the socket 43,
The guide groove 46 of the spring 70 and the latch hole 4 of the claw 71
7 is processed.

【0036】キャップ30は、パッケージ20にシーム
溶接され、レセプタクル40とレーザ溶接されている。
キャップ30の中央部のレンズアレイ31はガラス板か
らなる。その表面には10行×14列のマイクロレンズ
が形成されている。その行間隔と列間隔は180μmで
ある。レンズアレイ31は、キャップに低融点ガラスに
よって固定されている。
The cap 30 is seam-welded to the package 20 and laser-welded to the receptacle 40.
The lens array 31 at the center of the cap 30 is made of a glass plate. On its surface, 10 rows × 14 columns of microlenses are formed. The row interval and the column interval are 180 μm. The lens array 31 is fixed to the cap by low melting point glass.

【0037】パッケージ20は、図1に示すように、ベ
ース21,フレーム22,23,I/O端子24からな
るフラットパッケージである。ベース21は、高熱伝導
性かつ低誘電性のセラミクスからなる。フレーム22に
は配線パターンが形成され、I/O端子24が接続され
ている。フレーム23の上面にはシールリングが形成さ
れている。
As shown in FIG. 1, the package 20 is a flat package including a base 21, frames 22, 23 and I / O terminals 24. The base 21 is made of ceramics having high thermal conductivity and low dielectric constant. A wiring pattern is formed on the frame 22, and I / O terminals 24 are connected to the wiring pattern. A seal ring is formed on the upper surface of the frame 23.

【0038】光集積アレイ10の表面(図1の下側,図
4の表側)には、10行×14列の光素子15が形成さ
れている。行間隔と列間隔は180μmである。光素子
15は、面発光レーザダイオードまたはホトダイオード
からなる。レーザダイオードの発振光またはホトダイオ
ードの検出光は、光集積アレイ10の裏面(図1の上
側,図4の裏側)から出射または入射される。光集積ア
レイ10は、半導体素子12に半田バンプ11によって
フリップチップ接続されている。
Optical elements 15 of 10 rows × 14 columns are formed on the surface of the optical integrated array 10 (lower side of FIG. 1, front side of FIG. 4). The row interval and the column interval are 180 μm. The optical element 15 is a surface emitting laser diode or a photodiode. The oscillation light of the laser diode or the detection light of the photodiode is emitted or incident from the back surface of the optical integrated array 10 (the upper side of FIG. 1, the back side of FIG. 4). The integrated optical array 10 is flip-chip connected to the semiconductor element 12 by solder bumps 11.

【0039】半導体素子12には、光素子15を独立に
駆動する140個の回路が形成されている。レーザダイ
オードのドライバ回路,ホトダイオードのアンプ回路等
からなる。140個中の80個は、配線リボン13によ
ってI/O端子14に接続されている。
The semiconductor element 12 is formed with 140 circuits for independently driving the optical element 15. It consists of a laser diode driver circuit and a photodiode amplifier circuit. Eighty out of 140 are connected to the I / O terminal 14 by the wiring ribbon 13.

【0040】本実施例では、8行×10列のファイバア
レイ61と、(8+2)行×(10+4)列のファイバ
ガイド孔73を有するアタッチメント65と、(8+
2)行×(10+4)列の光素子15を有する光集積ア
レイ10を備えている。図4に示すように、良品の光素
子15の中には、□印の付いた不良素子17と、△印の
付いた良品素子16(良品であるが無印の素子に比べる
と劣る)とが混在している。これらを避けて、図3に示
すように(8+2)行×(10+4)列の中から8行、
各行の中から10列のファイバガイド孔73を選択する
ことによって、ファイバアレイ61を配列している。
In this embodiment, a fiber array 61 having 8 rows × 10 columns, an attachment 65 having (8 + 2) rows × (10 + 4) columns of fiber guide holes 73, and (8+
2) An optical integrated array 10 having optical elements 15 in rows × (10 + 4) columns is provided. As shown in FIG. 4, among the non-defective optical elements 15, there are a defective element 17 marked with □ and a non-defective element 16 marked with Δ (good but inferior to the unmarked element). Mixed. Avoiding these, as shown in FIG. 3, 8 rows out of (8 + 2) rows × (10 + 4) columns,
The fiber array 61 is arranged by selecting the ten fiber guide holes 73 from each row.

【0041】本実施例において、光素子15の良品率p
=70%とp=90%の場合、数6,数8によって光集
積アレイ10の良品率Pcと生産高比Rcを計算した結
果を次の表に示す。
In this embodiment, the yield rate p of the optical element 15 is p.
= 70% and p = 90%, the following table shows the results of calculating the non-defective product ratio Pc and the production ratio Rc of the optical integrated array 10 by the formulas 6 and 8.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】本実施例では、p=90%,α=0,β=
4のとき生産高比Rcが最大になることと、αとβを大
きく設定し過ぎるとモジュールの小型化の妨げになるこ
と等を考慮し、α=2,β=4を選択した。これによ
り、p=70%でもアレイ良品率Pcは10%以上、p
=90%ではPc≒100%が得られる。従来(α=β
=0)では、殆んど良品を得ることができなかったのに
比べ、アレイ良品率Pcが格段に改善される。
In this embodiment, p = 90%, α = 0, β =
In the case of 4, the production ratio Rc is maximized, and if α and β are set too large, the miniaturization of the module is hindered. Therefore, α = 2 and β = 4 are selected. As a result, even if p = 70%, the array non-defective rate Pc is 10% or more, p
= 90%, Pc≈100% is obtained. Conventional (α = β
= 0), the non-defective array rate Pc is remarkably improved as compared with the case where almost non-defective products could not be obtained.

【0045】実際に、光集積アレイ10を製作したとこ
ろ、製作ロットにおける単純なプロセスミス、局所的な
ウエハ欠陥によるpの低下等を除けば、ほぼ全ての光集
積アレイを良品とすることができた。
When the optical integrated array 10 is actually manufactured, almost all of the optical integrated arrays can be made to be non-defective, except for a simple process error in the manufacturing lot and a decrease in p due to a local wafer defect. It was

【0046】なお、ファイバガイド孔73と光素子15
の行間隔と列間隔をファイバケーブル63におけるファ
イバの行間隔と列間隔以下にすることによって、ファイ
バ本数よりファイバガイド孔73と光素子15の数を増
やしたにも拘らず、モジュールを小型化することができ
た。
The fiber guide hole 73 and the optical element 15
By setting the row spacing and the column spacing to be equal to or less than the row spacing and the column spacing of the fibers in the fiber cable 63, the module can be downsized despite the fact that the number of the fiber guide holes 73 and the optical elements 15 is increased from the number of the fibers. I was able to.

【0047】ところで、本実施例では、アタッチメント
65と光集積アレイ10の組み合わせによって、コネク
タ60とレセプタクル40との組み合わせが限られる。
もし使用時における限定を避けたい場合は、10行×1
4列のファイバガイド孔73を有するアタッチメント6
5と、8行×10列のファイバガイド孔を有するアタッ
チメントとを接続した変換アダプタ等を用いれば良い。
In this embodiment, the combination of the attachment 65 and the optical integrated array 10 limits the combination of the connector 60 and the receptacle 40.
If you want to avoid the limitation when using, 10 rows x 1
Attachment 6 with four rows of fiber guide holes 73
A conversion adapter or the like in which 5 and an attachment having fiber guide holes of 8 rows × 10 columns are connected may be used.

【0048】次に、本実施例の光結合モジュールの組立
装置を図5,図6により説明する。
Next, the assembling apparatus of the optical coupling module of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0049】図5はアタッチメント65の組立装置の全
体構成図、図6は中心拡大図である。図5,図6に示す
ように、組立装置は、ファイバリボン62の各層毎に1
0本のファイバを個別に保持するチャック117と、チ
ャック117を個別に動かすことによって10本のファ
イバを14列中10列のファイバガイド孔73に対して
配列するマイクロポジショナ115,114,113
と、光集積アレイ10の特性データに基づいてマイクロ
ポジショナ115,114,113を制御するコンピュ
ータ131とを備えている。以下、アタッチメント65
の組立工程の順序に沿って説明する。
FIG. 5 is an overall configuration diagram of the assembly device for the attachment 65, and FIG. 6 is a central enlarged view. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the assembling apparatus has one for each layer of the fiber ribbon 62.
A chuck 117 for holding 0 fibers individually, and a micro positioner 115, 114, 113 for arranging 10 fibers to the fiber guide holes 73 of 10 rows out of 14 rows by moving the chuck 117 individually.
And a computer 131 for controlling the micro positioners 115, 114, 113 based on the characteristic data of the optical integrated array 10. Below, attachment 65
The assembly process will be described in order.

【0050】まず、工程1では、ファイバケーブル63
の外被64と、ファイバリボン62の被覆を剥ぎ、ファ
イバアレイ61を露出させる。ファイバリボン62の層
毎に、ファイバアレイ61の先端の長さを、順次、長く
加工する。このように加工したファイバケーブル63を
台座101のホルダ105に固定する。
First, in step 1, the fiber cable 63
The outer cover 64 and the coating of the fiber ribbon 62 are stripped off to expose the fiber array 61. The length of the tip of the fiber array 61 is sequentially increased for each layer of the fiber ribbon 62. The fiber cable 63 processed in this way is fixed to the holder 105 of the pedestal 101.

【0051】工程2では、アタッチメント65を、マイ
クロポジショナ103のホルダ104に固定する。マイク
ロポジショナ103は、台座101に固定されたスライ
ドレール102上をy軸方向に動く。
In step 2, the attachment 65 is fixed to the holder 104 of the micro positioner 103. The micro positioner 103 moves in the y-axis direction on the slide rail 102 fixed to the pedestal 101.

【0052】工程3では、ファイバリボン62の長い層
から順に、チャック117によって10本のファイバを
個別に保持する(図6は、6層目の10本のファイバを
保持したところを示している)。顕微鏡121に接続さ
れたモニタ132によって観察しながら、マイクロポジ
ショナ113,114,115をコンピュータ131に
よって動かす。チャック117は厚さ180μmの10
枚の基板から成り、各基板の側面にはファイバを保持す
る溝と真空吸引孔を備えている。また、それぞれにピエ
ゾ素子を備えており、ステージ116の下で個別に微動
させることができる。マイクロポジショナ113は、支
柱111に固定されたスライドレール112上をy軸方
向に動き、マイクロポジショナ114,115はそれぞ
れx軸,z軸方向に微動する。顕微鏡121は、支柱1
23とサポータ122によって支持されている。
In step 3, ten fibers are individually held by the chuck 117 in order from the longest layer of the fiber ribbon 62 (FIG. 6 shows the tenth fiber of the sixth layer held). . The computer 131 moves the micro-positioners 113, 114, 115 while observing with the monitor 132 connected to the microscope 121. The chuck 117 has a thickness of 180 μm.
It is composed of one substrate, and each substrate is provided with a groove for holding a fiber and a vacuum suction hole on the side surface. Further, each is provided with a piezo element, and can be finely moved individually under the stage 116. The micro positioner 113 moves in the y-axis direction on the slide rail 112 fixed to the column 111, and the micro positioners 114 and 115 finely move in the x-axis and z-axis directions, respectively. The microscope 121 has a support 1
23 and a supporter 122.

【0053】工程4では、図4に示したような不良素子
17の位置に基づいてチャック117を動かし、図6に示
すように10本のファイバを所定の間隔で配列する。そ
の後、顕微鏡121で観察しながら、10本のファイバ
全体をマイクロポジショナ113,114,115によ
って動かし、アタッチメント65をマイクロポジショナ
103によって動かす。こうして、ファイバガイド孔7
3の所定の行と列に対して10本のファイバを挿入す
る。挿入を容易にするため、図6に示すようにアタッチ
メント65の後尾部74は階段状に加工されており、フ
ァイバガイド孔73は広口部75を有している。
In step 4, the chuck 117 is moved based on the position of the defective element 17 as shown in FIG. 4, and ten fibers are arranged at a predetermined interval as shown in FIG. After that, while observing with the microscope 121, the entire ten fibers are moved by the micro positioners 113, 114, 115, and the attachment 65 is moved by the micro positioner 103. Thus, the fiber guide hole 7
Insert 10 fibers into 3 given rows and columns. For facilitating insertion, the tail portion 74 of the attachment 65 is processed into a step shape and the fiber guide hole 73 has a wide mouth portion 75 as shown in FIG.

【0054】工程5では、全ての80本のファイバをア
タッチメント65に挿入した後、接着する。先頭部67
を光学研磨し、ホルダ66とガイドピン68を取り付
け、プラグ69を嵌めて、カバー72を被せる。以上
で、アタッチメント65からなるコネクタ60の組立が
完了する。
In step 5, all 80 fibers are inserted into attachment 65 and then bonded. Head 67
Is optically polished, the holder 66 and the guide pin 68 are attached, the plug 69 is fitted, and the cover 72 is covered. This completes the assembly of the connector 60 including the attachment 65.

【0055】パッケージ20側は、以下の工程によって
組み立てる。
The package 20 side is assembled by the following steps.

【0056】まず、光集積アレイ10を半導体素子12
にフリップチップ接続する。光集積アレイ10の不良素
子17に接続された回路を除き、80個の回路を配線リ
ボン13によってI/O端子24に接続する。予めキャ
ップ30に固定されたレンズアレイ31と光集積アレイ
10の光軸合わせを行った後、キャップ30をレーザ溶
接によってパッケージ20に仮固定し、シーム溶接によ
って封止する。予めスリーブ42にアタッチメントガイ
ド41を嵌め込んでおき、レセプタクル40と光集積ア
レイ10の光軸合わせを行った後、レセプタクル40を
キャップ30にレーザ溶接する。
First, the optical integrated array 10 is mounted on the semiconductor element 12.
Flip chip connection to. Eighty circuits are connected to the I / O terminal 24 by the wiring ribbon 13 except for the circuit connected to the defective element 17 of the optical integrated array 10. After the optical axes of the optical array 10 and the lens array 31 fixed to the cap 30 in advance are aligned, the cap 30 is temporarily fixed to the package 20 by laser welding and sealed by seam welding. The attachment guide 41 is fitted into the sleeve 42 in advance, the optical axes of the receptacle 40 and the optical integrated array 10 are aligned, and then the receptacle 40 is laser-welded to the cap 30.

【0057】上記の組立装置と組立工程では、コンピュ
ータ131の自動制御によって、光集積アレイ10の良
品の光素子15に対してファイバアレイ61を容易に配
列することができる。したがって、上述したように光集
積アレイ10の良品率が改善される上、光結合モジュー
ルの生産性も向上する。
In the above assembling apparatus and assembling process, the fiber array 61 can be easily arranged on the good optical element 15 of the optical integrated array 10 by the automatic control of the computer 131. Therefore, as described above, the yield rate of the optical integrated array 10 is improved and the productivity of the optical coupling module is also improved.

【0058】以上、図面とともに本発明の一実施例を説
明した。本実施例では、光結合モジュールのタイプとし
てレセプタクル型を採用したが、本発明はピグテイル型
でも実施し得る。アタッチメントの加工には樹脂成形を
用いたが、ジルコニア等の機械加工、またはシリコン等
のエッチング加工を利用することも可能である。ファイ
バガイドにはフェルール型の貫通孔を採用したが、U溝
またはV溝等の場合も有り得る。
The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. In this embodiment, the receptacle type is adopted as the type of the optical coupling module, but the present invention can also be implemented with the pigtail type. Although resin molding was used for processing the attachment, mechanical processing such as zirconia or etching processing such as silicon can also be used. Although a ferrule-type through hole is used for the fiber guide, it may be a U groove or a V groove.

【0059】本実施例に限らず、本発明の効果は、m行
×n列(m,nは整数,m≧1,n≧1)のファイバア
レイと、(m+α)行×(n+β)列(α,βは整数,
α≧0,β≧1)のファイバガイドを有するアタッチメ
ントと、(m+α)行×(n+β)列の光素子を有する
光集積アレイとを備える光結合モジュールで発揮され
る。また、本実施例の組立装置では、各々のファイバを
自動制御によって配列することが要件であり、モジュー
ル構造に応じて組立装置の構成または配置等を変更し得
る。
Not limited to the present embodiment, the effect of the present invention is that m rows × n columns (m, n are integers, m ≧ 1, n ≧ 1) fiber array and (m + α) rows × (n + β) columns. (Α and β are integers,
It is exhibited by an optical coupling module including an attachment having a fiber guide of α ≧ 0 and β ≧ 1) and an optical integrated array having optical elements of (m + α) rows × (n + β) columns. Further, in the assembling apparatus of the present embodiment, it is a requirement that the fibers are arranged by automatic control, and the configuration or arrangement of the assembling apparatus can be changed according to the module structure.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、光集積アレイの良品率
が飛躍的に改善され、光結合モジュールの生産性が向上
する効果がある。
According to the present invention, the yield rate of the optical integrated array is dramatically improved, and the productivity of the optical coupling module is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の光結合モジュールの部分断
面図。
FIG. 1 is a partial sectional view of an optical coupling module according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A′線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図3】図1のB−B′線断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.

【図4】図1のC−C′線断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG.

【図5】本発明の一実施例である光結合モジュールの組
立装置の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an optical coupling module assembling apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例である光結合モジュールの組
立装置の斜視図。
FIG. 6 is a perspective view of an optical coupling module assembling apparatus that is an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光集積アレイ、12…半導体素子、15…光素
子、20…パッケージ、24…I/O端子、30…キャ
ップ、31…レンズアレイ、40…レセプタクル、60
…コネクタ、61…ファイバアレイ、62…ファイバリ
ボン、63…ファイバケーブル、65…アタッチメン
ト、73…ファイバガイド孔。
10 ... Optical integrated array, 12 ... Semiconductor element, 15 ... Optical element, 20 ... Package, 24 ... I / O terminal, 30 ... Cap, 31 ... Lens array, 40 ... Receptacle, 60
... connector, 61 ... fiber array, 62 ... fiber ribbon, 63 ... fiber cable, 65 ... attachment, 73 ... fiber guide hole.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】n本のファイバを束ねたm層のファイバリ
ボンからなるm行×n列(m,nは整数,m≧1,n≧
1)のファイバアレイと、 (m+α)行×(n+β)列(α,βは整数,α≧0,
β≧1)のファイバガイドを有し、前記ファイバガイド
の(m+α)行の中からm行、各行の(n+β)列の中か
らn列によって前記ファイバアレイを配列するアタッチ
メントと、 (m+α)行×(n+β)列の光素子を有し、前記光素
子の(m+α)行の中からm行、各行の(n+β)列の
中からn列が前記ファイバアレイと光結合する光集積ア
レイを備えることを特徴とする光結合モジュール。
1. A m-row × n-column structure comprising m layers of fiber ribbons in which n fibers are bundled (m and n are integers, and m ≧ 1, n ≧).
1) the fiber array and (m + α) rows × (n + β) columns (α and β are integers, α ≧ 0,
(m + α) rows, wherein the fiber guides are β ≧ 1), and the fiber guides are arranged in m rows from (m + α) rows, and (n + β) columns in each row are arranged in n columns. X (n + β) columns of optical elements, and m rows out of (m + α) rows of the optical elements, and n rows out of (n + β) rows of each row are provided with an optical integrated array optically coupled to the fiber array. An optical coupling module characterized in that
【請求項2】請求項1において、前記ファイバガイドと
前記光素子の行間隔と列間隔は、それぞれ前記ファイバ
アレイの行間隔と列間隔以下である光結合モジュール。
2. The optical coupling module according to claim 1, wherein a row interval and a column interval between the fiber guide and the optical element are equal to or less than a row interval and a column interval of the fiber array, respectively.
【請求項3】請求項1において、前記アタッチメントは
フェルールから成り、前記ファイバガイドは前記フェル
ールに加工された孔からなること、または、前記アタッ
チメントは基板からなり、前記ファイバガイドは前記基
板に加工された溝からなる光結合モジュール。
3. The attachment according to claim 1, wherein the attachment comprises a ferrule, the fiber guide comprises a hole formed in the ferrule, or the attachment comprises a substrate, and the fiber guide is formed in the substrate. Optical coupling module consisting of a groove.
【請求項4】請求項1において、前記ファイバアレイと
前記光集積アレイの光結合効率を高める(m+α)行×
(n+β)列のレンズアレイを備える光結合モジュー
ル。
4. The (m + α) rows for increasing the optical coupling efficiency between the fiber array and the optical integrated array according to claim 1.
An optical coupling module including a lens array of (n + β) rows.
【請求項5】請求項1において、前記光集積アレイを駆
動する(m+α)×(n+β)の個数の回路が形成され
た半導体素子を備える光結合モジュール。
5. The optical coupling module according to claim 1, comprising a semiconductor element on which (m + α) × (n + β) circuits for driving the optical integrated array are formed.
【請求項6】請求項1または5において、(m+α)×
(n+β)個の前記光素子または前記回路の中から、
(m×n)個に対して選択的に接続される(m×n)本
のI/O端子を備える光結合モジュール。
6. The method according to claim 1 or 5, wherein (m + α) ×
From among (n + β) optical elements or circuits,
An optical coupling module comprising (m × n) I / O terminals selectively connected to (m × n).
【請求項7】請求項1において、前記光集積アレイとレ
セプタクルを搭載するパッケージを備え、前記レセプタ
クルには前記ファイバアレイの先端に取り付けられた前
記アタッチメントが接続されること、または、前記ファ
イバアレイと前記アタッチメントと前記光集積アレイを
搭載するパッケージを備え、前記ファイバアレイは前記
パッケージの外部に取り出される光結合モジュール。
7. The package according to claim 1, further comprising a package on which the optical integrated array and a receptacle are mounted, the receptacle being connected to the attachment attached to the tip of the fiber array, or the fiber array. An optical coupling module comprising a package on which the attachment and the optical integrated array are mounted, wherein the fiber array is taken out of the package.
【請求項8】請求項1において、前記m層のファイバリ
ボンの各層毎に前記n本のファイバを個別に保持するチ
ャックと、前記チャックを個別に動かすことによって前
記n本のファイバを前記(n+α)個の中のn個のファ
イバガイドに対して配置するマイクロポジショナと、前
記光素子の特性データに基づいて前記マイクロポジショ
ナを制御するコンピュータを備える光結合モジュールの
組立装置。
8. The chuck according to claim 1, wherein the chuck holds each of the n fibers individually for each layer of the m-layer fiber ribbon, and the n fibers are moved to the (n + α) by individually moving the chuck. ) A device for assembling an optical coupling module, comprising a micro-positioner arranged for n fiber guides out of n and a computer for controlling the micro-positioner based on characteristic data of the optical element.
【請求項9】請求項8において、予め前記m層のファイ
バリボンの先端を各層毎に順次長く加工し、長い層から
順に前記マイクロポジショナによって前記n本のファイ
バを前記ファイバガイドに配置する光結合モジュールの
組立装置。
9. The optical coupling according to claim 8, wherein the tip of the m-layer fiber ribbon is processed long in advance for each layer, and the n-fibers are arranged in the fiber guide in order from the long layer by the micro-positioner. Module assembly equipment.
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WO2015012025A1 (en) 2013-07-26 2015-01-29 シチズンホールディングス株式会社 Laser module, light source device, and production method for laser module
US9297945B2 (en) 2013-07-26 2016-03-29 Citizen Holdings Co., Ltd. Light source device and projection device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015012025A1 (en) 2013-07-26 2015-01-29 シチズンホールディングス株式会社 Laser module, light source device, and production method for laser module
US9257812B2 (en) 2013-07-26 2016-02-09 Citizen Holdings Co., Ltd. Laser module, light source device, and method for fabricating laser module
US9297945B2 (en) 2013-07-26 2016-03-29 Citizen Holdings Co., Ltd. Light source device and projection device

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