コレット、及び光デバイスの製造方法
【課題】光素子を高い精度で位置決めすることが可能なコレット、及び光デバイスの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、ＰＤ２１を搭載したベース２２を保持する保持部１０２と、保持部１０２により吸着保持されたベース２２と接触し、かつＰＤ２１と電気的に接触するプローブ１０６と、を具備するコレットである。また本発明は、光出力端を有するＰＬＣ１４と、ＰＤ２１を搭載したベース２２を有する光電変換部２０との位置合わせを行う光デバイスの製造方法であって、ＰＬＣ１４を固定する第１工程と、ベース２２を吸着保持する保持部１０２と、ベース２２に設けられた電極２８と電気的に接触するプローブ１０６を備えるコレット１００により、ベース２２を吸着保持する第２工程と、プローブ１０６を介してＰＤ２１を駆動しつつ、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせを行う第３工程と、を有する光デバイスの製造方法である。
【解決手段】本発明は、ＰＤ２１を搭載したベース２２を保持する保持部１０２と、保持部１０２により吸着保持されたベース２２と接触し、かつＰＤ２１と電気的に接触するプローブ１０６と、を具備するコレットである。また本発明は、光出力端を有するＰＬＣ１４と、ＰＤ２１を搭載したベース２２を有する光電変換部２０との位置合わせを行う光デバイスの製造方法であって、ＰＬＣ１４を固定する第１工程と、ベース２２を吸着保持する保持部１０２と、ベース２２に設けられた電極２８と電気的に接触するプローブ１０６を備えるコレット１００により、ベース２２を吸着保持する第２工程と、プローブ１０６を介してＰＤ２１を駆動しつつ、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせを行う第３工程と、を有する光デバイスの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコレット、及び光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野では、発光素子及び受光素子等の光素子を搭載した光デバイスが用いられる。光デバイスには、光の入出力を行うための光学部品と、光素子とを実装する。光通信を良好に行うためには、光素子と、光学部品の入力端又は出力端とが光結合することが求められる。従って、光素子をパッケージ基板に固定する際には、位置決めに極めて高い精度が求められる。例えば特許文献１には、コレットに素子を吸着しつつ、搭載領域に素子を搬送するようなダイボンディングの発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、光素子を高い精度で位置決めすることが困難になる場合があった。本願発明は上記課題に鑑み、光素子を高い精度で位置決めすることが可能なコレット、及び光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光素子を搭載したベースを吸着保持する保持部と、前記保持部が前記ベースを吸着保持した状態で、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部と、を具備するコレットである。本発明によれば、光素子を高い精度で位置決めすることが可能である。
【０００６】
上記構成において、前記保持部を基準として前記接触部と点対称となる位置に設けられ、前記ベースと接触する、前記接触部とは別の接触部を具備する構成とすることができる。この構成によれば、ベースの吸着及び位置決めを良好に行うことが可能となる。
【０００７】
上記構成において、前記保持部は導電体又は絶縁体からなる構成とすることができる。
【０００８】
本発明は、光入力端又は光出力端を有する光学部品と、光素子を搭載したベースを有する光アセンブリとの位置合わせを行う光デバイスの製造方法であって、前記光学部品を固定する第１工程と、前記ベースを吸着保持する保持部と、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部とを備えるコレットにより、前記ベースを吸着保持するとともに、前記接触部と前記電極とを電気的に接触させる第２工程と、前記接触部を介して前記光素子を駆動しつつ、前記光学部品と前記光アセンブリとの位置合わせを行う第３工程と、を有する光デバイスの製造方法である。本発明によれば、光素子を高い精度で位置決めすることが可能である。
【０００９】
上記構成において、前記ベースには複数の配線が設けられ、前記複数の配線のうち１つの配線は、前記複数の配線のうち前記１つの配線以外の配線より広い幅を有し、前記保持部は、前記複数の配線のうち前記１つの配線のみを吸着保持する構成とすることができる。この構成によれば、配線間のショートが抑制される。
【００１０】
上記構成において、前記光学部品には複数の光入力端又は複数の光出力端が設けられ、前記第１工程の後、前記第２工程及び前記第３工程を複数回行うことにより、前記複数の光入力端の各々又は前記複数の光出力端の各々に対応して用意された複数の前記光アセンブリの各々と、前記光学部品との位置合わせを順次行う構成とすることができる。この構成によれば、複数の光素子を高い精度で位置決めすることが可能である。
【００１１】
上記構成において、前記第３工程は、前記光学部品に基準光を入力し、前記光学部品を通過した前記基準光を前記光素子によって検知することにより実施される構成とすることができる。この構成によれば、工程を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光素子を高い精度で位置決めすることが可能なコレット、及び光デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は光デバイスを例示する斜視図であり、図１（ｂ）は光電変換部を例示する断面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は比較例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は比較例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図４】図４は光デバイスを例示する斜視図である。
【図５】図５は実施例１に係るコレットを例示する斜視図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施例１に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は実施例１に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図８】図８（ａ）は幅広の電極を備える光電変換部を例示する斜視図であり、図８（ｂ）は実施例１の変形例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図９】図９（ａ）は実施例２に係るコレットを例示する平面図であり、図９（ｂ）は実施例２に係るコレットを例示する斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は実施例２に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図であり、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は吸着工程におけるコレットと光電変換部とを例示する正面図である。
【図１１】図１１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）方式に対応したデジタルコヒーレント光レシーバを例示するブロック図である。
【図１２】図１２（ａ）はＤＰ−ＱＰＳＫ方式に対応した光デバイスを例示する平面図であり、図１２（ｂ）は光デバイスを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
まず光デバイスについて説明する。図１（ａ）は光デバイスを例示する斜視図であり、図１（ｂ）は光電変換部を例示する断面図である。なお図１（ａ）における光電変換部２０は模式的に図示したものである。図１（ｂ）においては光電変換部２０を拡大し、Ａ−Ａに沿った断面図を図示した。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、光デバイス９０は、パッケージ基板１０、電源配線基板１２、ＰＬＣ１４（光学部品）、ワイヤ１６、及び光電変換部２０を備える。光デバイス９０は例えば受光装置である。パッケージ基板１０は例えばセラミック等の絶縁体からなる。電源配線基板１２は、例えばセラミック等の絶縁体からなる基板上に、例えば金（Ａｕ）等の金属からなる配線が設けられた構成を有する。電源配線基板１２には、光デバイス９０の外部から、光電変換部２０を駆動させるための電源電圧が入力される。ＰＬＣ１４は、例えばシリコン（Ｓｉ）等からなる基板上に導波路が設けられた構成を有する。導波路は、光デバイス９０の外部からＰＬＣ１４に入力される光の通路として機能する。導波路を通る光は、ＰＬＣ１４の出力端から光電変換部２０に出力される。
【００１７】
光電変換部２０は、ＰＤ２１（図１（ａ）では図示せず）、ベース２２、ＴＩＡ２３、ＰＤキャリア２５、配線２６、ＴＩＡキャリア２７、及び電極２８を備える。ベース２２は例えば鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との合金からなる。ＰＤキャリア２５及びＴＩＡキャリア２７の各々は、例えば酸化アルミニウム（ＡｌＯ）等のセラミックからなる。ＰＤ２１は、例えばＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）からなる。ＴＩＡ２３は、ＴＩＡ（Trance Impedance amplifier：トランスインピーダンスアンプ）からなる。電極２８は、ベース２２の電源配線基板１２側の辺に沿って設けられている。配線２６及び電極２８は例えば金等の金属からなる。ＴＩＡ２３と、配線２６とは電気的に接続されている。配線２６と、電極２８とは電気的に接続されている。ＴＩＡ２３と電極２８とは、配線２６を介して電気的に接続されている。ワイヤ１６は、例えば金等の金属からなり、電極２８と、電源配線基板１２が備える配線とを接続する。このように、光電変換部２０と電源配線基板１２とはワイヤボンディングされる。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は通電可能となる。電源配線基板１２、ワイヤ１６、電極２８及び配線２６を介して、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３の各々に電源電圧が印加され、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は駆動可能となる。またＴＩＡ２３の出力信号は、配線２６、電極２８、ワイヤ１６及び電源配線基板１２を介して、光デバイス９０の外部に出力される。
【００１８】
図１（ｂ）を参照して、光電変換部２０の構成について詳しく説明する。光デバイスの組立体、すなわち光アセンブリである光電変換部２０は、ベース２２、ＰＤ２１（光素子）、ＴＩＡ２３、ＰＤキャリア２５、及びＴＩＡキャリア２７を備える。ベース２２上には、ＰＤキャリア２５及びＴＩＡキャリア２７が設けられている。ＰＤキャリア２５の前面にはＰＤ２１がフリップチップボンディングされている。なお図の左方向を前方向とした。またＰＤキャリア２５の前面及び上面には、ＰＤ２１と電気的に接続された配線が形成されている。ＴＩＡキャリア２７上にはＴＩＡ２３が設けられている。ＴＩＡキャリア２７上面には、ＴＩＡ２３と電気的に接続された配線が形成されている。ＰＤキャリア２５が備える配線と、ＴＩＡキャリア２７が備える配線とは、例えば金等の金属からなるワイヤ２９により電気的に接続されている。このように、ＰＤ２１とＴＩＡ２３とは電気的に接続されている。ＰＤ２１は光信号を受信して、電流を出力する。ＴＩＡ２３は、ＰＤ２１が出力した電流を増幅して電圧に変換して、出力信号として出力する。光電変換部２０は、光信号を電気信号に変換する光電気変換回路として機能する。既述したように、ＴＩＡ２３の出力信号は、配線２６、電極２８、ワイヤ１６及び電源配線基板１２を介して、光デバイス９０の外部に出力される。
【００１９】
次に比較例について説明する。光通信を良好に行うため、ＰＬＣ１４の出力端の光軸と、光電変換部２０が備えるＰＤ２１の光軸とを合わせ、ＰＬＣ１４の出力端とＰＤ２１との光結合を得ることが求められる。従って、光電変換部２０の位置決めには高い精度が求められる。位置決めを高精度で行うために、光電変換部２０を駆動させ、光電変換部２０とＰＬＣ１４との光結合を確認しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせ、及びＰＬＣ１４の固定を行うアクティブアライメント法が用いられることがある。比較例として、アクティブアライメント法を行う例について説明する。図２（ａ）から図３（ｂ）は比較例に係るコレット、及び受光装置を例示する平面図である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、比較例に係るコレット１１は、下端に吸着口を備えており、ベース２２を吸着保持する。より詳細には、コレット１１は、例えば内部を減圧することによりベース２２を吸着し、吸着したままベース２２を保持する。コレット１１は例えばセラミック等の絶縁体からなる。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、コレット１１は、ベース２２をパッケージ基板１０上まで運搬し、パッケージ基板１０の上面にベース２２を配置する。ベース２２は、例えばロウ材等によりパッケージ基板１０に固定される。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、パッケージ基板１０の上面に電源配線基板１２を固定する。さらに、ＴＩＡキャリア２７に設けられた電極２８と、電源配線基板１２とが、ワイヤ１６により電気的に接続される。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は通電可能となる。
【００２３】
図３（ｂ）に示すように、コレット１１はＰＬＣ１４を吸着保持し、ＰＬＣ１４をパッケージ基板１０の上面に配置する。ただし、ＰＬＣ１４はパッケージ基板１０に固定されていない。ＰＬＣ１４には光が入力される。入力された光はＰＬＣ１４から、光電変換部２０が備えるＰＤ２１に出力される。このとき、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３の各々は、電源電圧が印加される。またＴＩＡ２３は、ＴＩＡ２３の出力信号を測定するための電子機器に接続される。電子機器はパッケージ基板１０の外部に配置されている。ＰＤ２１はＰＬＣ１４が出力した光を受光し、信号を出力する。ＰＬＣ１４はパッケージ基板１０に固定されていないため、コレット１１を移動させることでＰＬＣ１４を移動させることができる。従って、ＰＤ２１を駆動させかつＰＬＣ１４を移動させることで、ＰＤ２１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、光電変換部２０とＰＬＣ１４との位置合わせが可能となる。言い換えれば、電子機器によりＴＩＡ２３の出力信号を測定しながら、ＰＬＣ１４が配置される位置を決めることが可能となる。例えば、ＰＤ２１の出力信号が最大になるようなＰＬＣ１４の位置を、最適な位置と定めることができる。ＰＬＣ１４を最適な位置に配置し、パッケージ基板１０に固定する。以上で光デバイス９０が完成する。
【００２４】
次に、光電変換部が複数で、かつＰＬＣ１４が複数の導波路を備える場合を考える。図４は光デバイスを例示する斜視図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）において既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００２５】
図４に示すように、光デバイス９０ａは、パッケージ基板１０、電源配線基板１２、ＰＬＣ１４、ワイヤ１６、光電変換部２０、光電変換部３０、及び光電変換部４０を備える。ＰＬＣ１４は複数の導波路を備える。ＰＬＣ１４に入力された複数の光の各々は、複数の導波路の各々を通過する。複数の導波路の各々は、光電変換部２０、光電変換部３０及び光電変換部４０の各々に対応した出力端を有する。
【００２６】
光電変換部３０は、ＰＤ３１（図示せず）、ベース３２、ＴＩＡ３３、ＰＤキャリア３５、配線３６、ＴＩＡキャリア３７、電極３８ａ及び電極３８ｂを備える。電極３８ａは、ベース３２の光電変換部４０側の一辺に沿って設けられている。電極３８ｂは、ベース３２の光電変換部２０側の一辺に沿って設けられている。光電変換部４０は、ＰＤ４１（図示せず）、ベース４２、ＴＩＡ４３、ＰＤキャリア４５、配線４６、ＴＩＡキャリア４７、電極４８ａ及び電極４８ｂを備える。電極４８ａはベース４２の電源配線基板１２側の一辺に沿って設けられている。電極４８ｂはベース４２の光電変換部３０側の一辺に沿って設けられている。なお、各電極の個数及び配線の本数は例示したものであり、変更可能である。図１（ｂ）に示したＰＤ２１と同様に、光電変換部３０が備えるＰＤ３１はＰＤキャリア３５に、光電変換部４０が備えるＰＤ４１はＰＤキャリア４５に、それぞれフリップチップボンディングされている。
【００２７】
電極４８ａと電源配線基板１２とはワイヤ１６により電気的に接続されている。電極４８ｂと電極３８ａとはワイヤ１６により電気的に接続されている。電極４８ａと電極４８ｂとは、例えばベース４２内部に形成された内部配線等により、電気的に接続されている。ＰＤ４１及びＴＩＡ４３には、電源配線基板１２、ワイヤ１６、電極４８ａ及び配線４６を介して電源電圧が印加される。また、ＰＤ３１及びＴＩＡ３３には、電源配線基板１２、ワイヤ１６、光電変換部３０、電極３８ａ及び配線３６を介して、電源電圧が印加される。電極３８ａと電極３８ｂとは、例えばベース３２内部に形成された内部配線等により、電気的に接続されている。光電変換部２０が備える電極２８と、光電変換部３０が備える電極３８ｂとは、ワイヤ１６により電気的に接続されている。ＰＤ２１及びＴＩＡ２３には、電源配線基板１２、ワイヤ１６、光電変換部３０、光電変換部４０、電極２８及び配線２６を介して、電源電圧が印加される。
【００２８】
以上のように、複数の光電変換部を備え、かつＰＬＣ１４が複数の導波路を備える光デバイス９０ａでは、電源配線基板１２、光電変換部２０、光電変換部３０及び光電変換部４０がパッケージ基板１０に固定され、かつワイヤボンディングが行われることによって、各光電変換部が通電可能な状態となる。
【００２９】
比較例において説明したような製造方法により光デバイス９０ａを製造する場合、光電変換部の位置決め精度が低下する恐れがある。この点について説明する。光デバイス９０ａの製造工程においてアクティブアライメント法を行う場合、まず光電変換部４０をパッケージ基板１０に固定し、かつＰＤ４１及びＴＩＡ４３通電可能とする。その後、ＰＤ４１と、ＰＬＣ１４の出力端との光結合を確認しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部４０との位置合わせを行い、ＰＬＣ１４の位置を決める。その後、ＰＬＣ１４を固定する。ＰＬＣ１４を固定した後、光電変換部３０及び光電変換部４０をパッケージ基板１０に搭載する。しかしながら、電極３８ａと電極４８ｂとはワイヤボンディングされていない。従って、ＰＤ３１及びＴＩＡ３３は通電可能な状態にはない。このため、ＰＤ３１を駆動させ、ＰＤ３１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を確認しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部３０との位置合わせを行うことが困難となる。この場合、良好な光結合を得られるような、高い精度での位置決めが困難となる。上記の問題は、光電変換部４０についても生じる。また、光電変換部が２つの場合でも、４つ以上の場合でも位置決め精度の低下が問題となる。すなわち、ＰＬＣ１４に複数の導波路を集約して形成し、パッケージ基板に複数の光電変換部を搭載する場合、アクティブアライメント法を行うことが困難となり、位置決め精度が低下する。
【００３０】
次に実施例１について説明する。図５は実施例１に係るコレットを例示する斜視図である。図２において既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００３１】
図５に示すように、実施例１に係るコレット１００は、配線１０１及び１０３、保持部１０２（保持部）、板部１０４、並びにプローブ１０６（接触部）を備える。保持部１０２は、比較例に係るコレット１１と同じ構成であり、例えばセラミック等の絶縁体からなる。板部１０４は、例えばセラミック等の絶縁体からなる。配線１０１は例えば金等の金属からなる。配線１０３は、例えば外部の電子機器とコレット１００とを連結するケーブルに内蔵されている配線である。プローブ１０６は、例えばタングステン（Ｗ）等の金属からなる。
【００３２】
板部１０４は、コレット１００の下端と上端との間に位置する。保持部１０２は板部１０４を貫通する。板部１０４の上面には配線１０１が設けられている。また板部１０４には、プローブ１０６が設けられている。プローブ１０６は、板部１０４を貫通し、板部１０４から下に向けて延びている。プローブ１０６の下端は、光電変換部２０が備える電極２８と電気的に接触することが可能である。プローブ１０６と電極２８とが電気的な接触をするとは、プローブ１０６と電極２８とが電気的な接続、言い換えれば導通することを意味する。板部１０４において、プローブ１０６と配線１０１とは電気的に接続されている。配線１０１は、例えば半田等により、配線１０３と電気的に接続されている。配線１０３は、電源電圧と接続され、さらに光デバイスの出力信号を測定するための電子機器と接続される。このように、プローブ１０６は、配線１０１及び１０３を介して、電源電圧、及び光デバイスの外部に設置された電子機器と接続される。
【００３３】
次に実施例１に係る光デバイスの製造方法について説明する。図６（ａ）から図７は実施例１に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。図２（ａ）から図３（ｂ）において既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、まずパッケージ基板１０の上面に、電源配線基板１２及びＰＬＣ１４を搭載する工程を行う（第１工程）。このとき、電源配線基板１２及びＰＬＣ１４はパッケージ基板１０に固定される。
【００３５】
図６（ｂ）に示すように、コレット１００が備える保持部１０２は、光電変換部２０が備えるベース２２を吸着し、ベース２２を保持する。このとき、プローブ１０６の各々は、電極２８の各々と電気的に接触する。言い換えれば、プローブ１０６は、電極２８及び配線２６を介して、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３（図１（ｂ）参照）と導通する。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は、通電可能な状態となる。このように、ベース２２を保持する工程は、ベース２２を吸着保持する保持部１０２と、電極２８と電気的に接触するプローブ１０６とを備えるコレット１００によって、ベース２２を吸着保持するとともに、プローブ１０６と電極２８とを電気的に接触させる工程である（第２工程）。
【００３６】
図７（ａ）に示すように、コレット１００は、ベース２２をパッケージ基板１０の上面に配置する。このとき、ベース２２はパッケージ基板１０に固定されていない。配線２６、電極２８、プローブ１０６、配線１０１及び１０３を介して、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３の各々に電源電圧が印加される。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は駆動する。またＰＬＣ１４が備える複数の導波路のうち、光電変換部２０に対応した導波路に光が入力され、ＰＬＣ１４の出力端から光が出力される。光電変換部２０が備えるＰＤ２１（図１（ｂ）参照）は、ＰＬＣ１４から出力された光を受光し、電気信号に変換する。光電変換部２０が備えるＴＩＡ２３（図１（ｂ）参照）は、ＰＤ２１が出力した電流を増幅し電圧に変換して出力する。ＴＩＡ２３の出力信号は、配線２６、電極２８を介して、プローブ１０６に出力される。さらにＴＩＡ２３の出力信号は、プローブ１０６、配線１０１及び１０３を介して、電子機器に入力される。ベース２２はパッケージ基板１０に固定されていないため、コレット１００を移動させることでベース２２を移動させることができる。従って、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３を駆動させ、かつベース２２を移動させることで、ＰＤ２１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ベース２２のパッケージ基板１０に固定すべき位置を決めることが可能となる。例えばＰＤ２１の出力信号が最大となる位置に、ベース２２を配置することができる。このように、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせ工程は、プローブ１０６を介してＰＤ２１を駆動しつつ、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせを行う工程である（第３工程）。
【００３７】
ベース２２をパッケージ基板１０の上面に配置し、例えばロウ材等によりパッケージ基板１０に固定する。ベース２２を固定した後、コレット１００はベース２２から脱離する。また、光電変換部３０についても、光電変換部３０が備えるＰＤ３１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部３０との位置合わせを行い、最適な位置においてベース３２固定する。ベース３２を固定した後、光電変換部２０が備える電極２８と、光電変換部３０が備える電極３８ｂとをワイヤ１６で接続するワイヤボンディングを行う。なおワイヤボンディングは、光電変換部４０が固定された後に行ってもよい。
【００３８】
図７（ｂ）に示すように、光電変換部４０についても、光電変換部４０が備えるＰＤ４１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部４０との位置合わせを行い、最適な位置においてベース４２固定を行う。このように、ベースを保持する工程、位置合わせ工程、及びベースを固定する工程は、それぞれ複数回行われる。ベース４２を固定した後、光電変換部３０が備える電極３８ａと、光電変換部４０が備える電極４８ｂとを接続するワイヤボンディングを行う。また、光電変換部４０が備える電極４８ａとＰＬＣ１４とを接続するワイヤボンディングを行う。以上の工程により、図４に示した光デバイス９０ａが完成する。
【００３９】
実施例１によれば、コレット１００が保持部１０２と、光電変換部２０のＰＤ２１及びＴＩＡ２３、光電変換部３０のＰＤ３１及びＴＩＡ３３、並びに光電変換部４０のＰＤ４１及びＴＩＡ４３と電気的に接続するプローブ１０６とを備える。このため、各ＰＤを駆動しつつ、ＰＬＣ１４と各光電変換部との位置合わせ工程を行うことができる。従って、ＰＬＣ１４に複数の導波路が集約して形成され、複数の光電変換部を搭載する場合にも、アクティブアライメント法を行うことが可能となる。アクティブアライメント法により光電変換部の位置決めを高精度で行うことで、受光素子であるＰＤの位置決めを高精度で行うことができる。なおＰＬＣ１４は、複数の光を入力又は出力するものであればよい。また、光電変換部は３つとしたが、光電変換部が２つ以下でも、４つ以上でもよい。特に光電変換部が複数、すなわちＰＤが複数である場合、保持工程及び位置合わせ工程の各々を複数回行うことにより、複数のＰＤの各々を高い精度で位置決めすることができる。言い換えれば、ＰＬＣ１４に設けられた複数の出力端の各々に対応して用意された複数の光電変換部の各々と、ＰＬＣ１４との位置合わせを順次行うことが可能となる。また、コレット１００の保持部１０２の形状は、例えば円筒形として図示したが、他の形状でもよい。
【００４０】
保持部１０２が絶縁体からなるため、例えば保持部１０２が、ベース２２上の配線２６のうち、複数本の配線に接触した場合でも、配線間のショートは抑制される。また、保持部１０２は、例えばタングステンカーバイド等の金属、又は導電体からなるとしてもよい。この場合、保持部１０２が、複数本の配線に接触すると、配線同士がショートしてしまう。このため、図６（ａ）に示すように、保持部１０２は、配線２６のうち、１本の配線に接触し、他の配線には接触しないことが好ましい。保持部１０２が複数本の配線に接触しないことにより、配線間のショートは抑制される。また、保持部１０２が複数の配線２６のいずれにも接触しないとしてもよい。
【００４１】
さらに、保持部１０２は、光電変換部２０が有する配線のうち、１つの配線のみを吸着保持するとしてもよい。実施例１の変形例は、光電変換部２０が幅広の配線１９を有する例である。図８（ａ）は幅広の電極を備える光電変換部を例示する斜視図であり、図８（ｂ）は実施例１の変形例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【００４２】
図８（ａ）に示すように、光電変換部２０のベース２２には、配線１９が設けられている。配線１９は例えば金等の金属からなり、複数の配線のうち、配線１９以外の配線２６よりも幅が広い。なお、幅方向は、図中の矢印Ｗの方向とする。図８（ｂ）に示すように、コレット１００が備える保持部１０２は、複数の配線のうち配線１９のみを吸着保持することにより、ベース２２を保持する。このとき、保持部１０２は配線２６には接触しない。これにより、配線間のショートは抑制される。なお、保持部１０２は、ベース２２の配線１９以外の領域には接触してもよいし、接触しなくてもよい。保持部１０２が、複数本の配線に接触しなければ、ショートは抑制される。なお図中における電極２８の個数、配線の本数、及びプローブ１０６の本数は、それぞれ例示したものであり、変更可能である。
【実施例２】
【００４３】
実施例２はコレットにダミープローブを設けた例である。図９（ａ）は実施例２に係るコレットを例示する平面図であり、図９（ｂ）は実施例２に係るコレットを例示する斜視図である。既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００４４】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施例２に係るコレット２００は、ダミープローブ１０８（別の接触部）を備える。ダミープローブ１０８は、例えばプローブ１０６と同じ材料からなる。またダミープローブ１０８は、例えばプローブ１０６と同一の長さ及び同一の太さを有する。図９（ａ）に一点鎖線で示すように、ダミープローブ１０６は、保持部１０２を基準として、プローブ１０６と点対称となる位置に設けられている。ダミープローブ１０８は、配線１０１及び１０３と電気的に接続されていない。
【００４５】
図９（ｂ）に示すように、ダミープローブ１０８は、板部１０４を貫通し、板部１０４から下に向けて延びている。また、板部１０４の下面からプローブ１０６の下端までの長さと、板部１０４の下面からダミープローブ１０８の下端までの長さとは等しい。
【００４６】
次に実施例２に係る光デバイスの製造方法について説明する。図１０（ａ）は実施例２に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【００４７】
図１０（ａ）に示すように、コレット２００が備える保持部１０２はベース２２を吸着保持する。プローブ１０６は、電極２８と電気的に接触し、電極２８を介してＰＤ２１及びＴＩＡ２３と導通する。その一方、ベース２２の、ダミープローブ１０８に接触する領域には電極が設けられていない。このため、ダミープローブ１０８は、電極と電気的に接触せず、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３とも導通しない。つまり、ダミープローブ１０８はベース２２に接触するが、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３と電気的に接触しない。他の工程は、既述したものと同じであるため、説明を省略する。
【００４８】
次に、コレットがベース２２に加える力について説明する。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は吸着工程におけるコレットと光電変換部とを例示する正面図である。図１０（ｂ）では実施例１に係るコレット１００を用いており、図１０（ｃ）では実施例２に係るコレット２００を用いている。また図１０（ａ）において矢印Ｂから見た方向を正面とした。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）の左右方向を水平方向とした。
【００４９】
図１０（ｂ）に示すように、保持部１０２はベース２２を吸着するため、ベース２２には上方向の力が加わる。プローブ１０６は電極２８においてベース２２と接触する。このため、プローブ１０６の弾性力がベース２２に加わり、プローブ１０６がベース２２を図中の下方向に押す。またプローブ１０６は、例えばタングステン等のように、硬い材料からなる。このため、ベース２２が保持部１０２に吸い上げられた際に、プローブ１０６からベース２２に加わる力が大きくなることがある。プローブ１０６は、保持部１０２を挟んで板部１０４の一方の領域（図中の右側の領域）に設けられ、他方の領域（左側の領域）には設けられていない。このため、ベース２２の右側にはプローブ１０６から下方向の力が加わる一方で、左側には下方向の力が加わらない。つまり、ベース２２に加わる力が、左右で均等とならない。この結果、ベース２２が傾いた状態で吸着されることがある。ベース２２が傾くと、コレット１００がベース２２を保持することが困難になることがあり、また位置合わせ工程を良好に行うことが困難になる可能性もある。
【００５０】
図１０（ｃ）に示すように、コレット２００において、プローブ１０６及びダミープローブ１０８の各々が、保持部１０２を挟んで板部１０４の一方の領域及び他方の領域の各々に設けられている。プローブ１０６とダミープローブ１０８とは、保持部１０２を基準として対称に設けられている。このため、プローブ１０６からベース２２に力が加わるとともに、ダミープローブ１０８からもベース２２に力が加わり、ベース２２に加わる力が左右でほぼ均等になる。この結果、ベース２２は水平な状態、又は傾きが大幅に減少した状態で、保持部１０２に吸着される。このように、実施例２によれば、コレット２００が、プローブ１０６と、ダミープローブ１０８とを備えるため、ベース２２に加わる力を左右でほぼ均等にすることができる。従って、ベース２２の吸着及び位置合わせ工程を良好に行うことが可能となる。
【００５１】
ダミープローブ１０８が保持部１０２を基準として、プローブ１０６と点対称となる位置に設けられている場合、ダミープローブ１０８が、プローブ１０６と同じ材料からなり、プローブ１０６と同一の長さ及び同一の太さを有することが好ましい。これにより、ベース２２に加わる力のバランスを均等とすることができる。
【００５２】
プローブ１０６及びダミープローブ１０８それぞれの材料、長さ及び太さ等が変わることにより、ベース２２に加わる力は変化する。この場合、プローブ１０６及びダミープローブ１０８の位置を変更することで、ベース２２に加わる力を調整することができる。図９（ａ）及び図９（ｂ）では、ダミープローブ１０８が保持部１０２を基準として、プローブ１０６と点対称となる位置に設けられているとした。しかしながら、ダミープローブ１０８の位置はこれに限定されない。例えばコレット２００の中心を基準として、プローブ１０６がベース２２に加えるモーメントと、ダミープローブ１０８がベース２２に加えるモーメントとがつりあうように、ダミープローブ１０８を設ければよい。このように、ダミープローブ１０８は、ベース２２が水平又は傾きが減少する状態で、保持部１０２に吸着されるような位置に設ければよい。
【実施例３】
【００５３】
実施例３は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式に対応した光デバイスの例である。まず、ＱＰＳＫ方式に対応した光レシーバの構成及び原理について、ブロック図を参照して説明する。図１１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）方式に対応したデジタルコヒーレント光レシーバを例示するブロック図である。
【００５４】
図１１に示すように、デジタルコヒーレント光レシーバ３００は、入力端子６０と、ＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）６１と、ＬＯ（Local Oscillator：局部発振光源）６２と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６４と、出力端子６６と、ＰＬＣ１４と、光電変換部２０、３０、４０及び５０と、ＡＤＣ（Analog Digital Convertor：アナログデジタル変換器）６８、７０、７２及び７４と、を有する。なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において後述する光デバイス３１０は、図１１中に点線で示したように、デジタルコヒーレント光レシーバ３００のうちＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０に相当する。
【００５５】
光電変換部２０は、ＰＤ２１ａ及び２１ｂ、並びにＴＩＡ２３を備える。光電変換部３０は、ＰＤ３１ａ及び３１ｂ、並びにＴＩＡ３３を備える。光電変換部４０は、ＰＤ４１ａ及び４１ｂ、並びにＴＩＡ４３を備える。光電変換部５０は、ＰＤ５１ａ及び５１ｂ、並びにＴＩＡ５３を備える。各光電変換部は、光信号を電気信号に変換する光電気変換回路として機能する。
【００５６】
入力端子６０を通じて入力された信号光は、ＰＢＳ６１においてＸ偏光とＹ偏光とに分離され、ＬＯ６２が出力する局部発振光（基準光）と共に、ＰＬＣ１４に入力される。Ｘ偏光及びＹ偏光は、ＰＬＣ１４にて局部発振光と合成し、それぞれ同相（In phase：Ｉ）成分、直交位相（Quadrature：Ｑ）成分に分離され、出力信号光として出力される。図１１に示す添字のｐ及びｎは、それぞれ正及び負の成分であることを示す。例えば、Ｘ−Ｉｐは、Ｘ偏光のＩ成分の正成分であることを示す。Ｘ偏光は、ＰＤ２１ａ、２１ｂ、３１ａ及び３１ｂに入力される。Ｙ偏光は、ＰＤ４１ａ、４１ｂ、５１ａ及び５１ｂに入力される。また、局部発振光は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまでの各ＰＤに入力される。
【００５７】
ＰＬＣ１４から出力された位相の異なる光信号の各々は、光電変換部２０、３０、４０及び５０の各々により電気信号に変換されて、ＡＤＣ６８、７０、７２及び７４の各々に入力される。ＡＤＣ６８、７０、７２及び７４は、電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してＤＳＰ６５に出力する。ＤＳＰ６５は入力された電気信号に基づいて所定の処理を実行後、出力端子６６に結果を出力する。このように、デジタルコヒーレント通信では、位相情報を含んだ光信号が送信され、それをデジタルコヒーレント光レシーバ３００で受信している。
【００５８】
図１２（ａ）はＤＰ−ＱＰＳＫ方式に対応した光デバイスを例示する平面図であり、図１２（ｂ）は光デバイスを例示する断面図である。図１２（ａ）ではキャップ８１を透視している。図１２（ｂ）では、図１２（ａ）のＣ−Ｃに沿った断面を図示している。既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００５９】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、光デバイス３１０は、パッケージ基板１０、電源配線基板１２ａ及び１２ｂ、ＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０、出力配線基板７８、ピン８０ａ、８０ｂ及び８０ｃ、キャップ８１、レセプタクル８４ａ、８４ｂ及び８４ｃ、キャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃ、レンズ８６ａ、８６ｂ及び８６ｃ、偏光板８７ａ、８７ｂ及び８７ｃ、を備える。ＰＤキャリア２５には２つのＰＤ２１ａ及びＰＤ２１ｂが設けられている。このように、各光電変換部のＰＤキャリアには２つのＰＤが設けられている。ＰＤの個数が２つであること、及び出力配線基板７８がベース上に設けられていることを除いて、各光電変換部は、図１（ｂ）に示した構成を有する。また、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）においては、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂの各ＰＤ、及びワイヤを省略している。図１２（ｂ）においては、ＴＩＡ２３からＴＩＡ５３の各ＴＩＡを省略している。
【００６０】
パッケージ基板１０の上面には、電源配線基板１２ａ及び１２ｂ、ＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０、並びにキャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃ、が設けられている。出力配線基板７８は、ベース２２、３２、４２及び５２上に設けられている。また図１２（ｂ）に示すように、パッケージ基板１０に形成されたキャビティ内に、電源配線基板１２ａ及び１２ｂ、ＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０、出力配線基板７８、並びにキャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃが配置され、キャップ８１により封止される。なお、図１２（ｂ）においては出力配線基板７８がベース２２、３２、４２及び５２上に設けられているが、ベース２２、３２、４２及び５２とは異なる、出力配線基板７８搭載用のベース（図示せず）に搭載してもよい。
【００６１】
キャリア８５ａ上にはレンズ８６ａ及び偏光板８７ａが設けられている。キャリア８５ｂ上にはレンズ８６ｂ及び偏光板８７ｂが設けられている。キャリア８５ｃ上にはレンズ８６ｃ及び偏光板８７ｃが設けられている。
【００６２】
レセプタクル８４ａには光ファイバ８２ａが挿入されている。レセプタクル８４ｂには光ファイバ８２ｂが挿入されている。レセプタクル８４ｃには光ファイバ８２ｃが挿入されている。ＰＢＳ６１（図１１参照）において分離された光信号のうち、Ｘ偏光は光ファイバ８２ａに入力し、Ｙ偏光は光ファイバ８２ｃに入力する。またＬＯ６２（図１１参照）から出力された局部発振光は、光ファイバ８２ｂに入力される。Ｘ偏光はレンズ８６ａ及び偏光板８７ａを通過し、ＰＬＣ１４に入力される。Ｙ偏光はレンズ８６ｃ及び偏光板８７ｃを通過し、ＰＬＣ１４に入力される。局部発振光はレンズ８６ｂ及び偏光板８７ｂを通過し、ＰＬＣ１４に入力される。
【００６３】
既述したように、Ｘ偏光は、ＰＤ２１ａ、２１ｂ、３１ａ及び３１ｂに入力される。Ｙ偏光は、ＰＤ４１ａ、４１ｂ、５１ａ及び５１ｂに入力される。また、局部発振光は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまでの各ＰＤに入力される。従って、ＰＬＣ１４が備える導波路のうち、Ｘ偏光が通過する導波路は、ＰＤ２１ａからＰＤ３１ｂの各々に光結合する出力端を有する。Ｙ偏光が通過する導波路は、ＰＤ４１ａからＰＤ５１ｂの各々に光結合する出力端を有する。局部発振光が通過する導波路は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまでの各ＰＤと光結合する出力端を有する。
【００６４】
ピン８０ａ、８０ｂ及び８０ｃは、光デバイス３１０から、光デバイス３１０の外側に向けて突出している。ピン８０ａは電源配線基板１２ａと電気的に接続されている。電源配線基板１２ａは、例えばワイヤにより、ＰＤ２１ａ、ＰＤ２１ｂ、ＰＤ３１ａ及びＰＤ３１ｂ、並びにＴＩＡ２３及びＴＩＡ３３と電気的に接続されている。電源電圧は、ピン８０ａ及び電源配線基板１２ａを介して、ＰＤ２１ａ、ＰＤ２１ｂ、ＰＤ３１ａ及びＰＤ３１ｂ、並びにＴＩＡ２３及びＴＩＡ３３に印加される。ピン８０ｂは電源配線基板１２ｂと電気的に接続されている。電源配線基板１２ｂは、例えばワイヤにより、ＰＤ４１ａ、ＰＤ４１ｂ、ＰＤ５１ａ及びＰＤ５１ｂ、並びにＴＩＡ４３及びＴＩＡ５３と電気的に接続されている。電源電圧は、ピン８０ｂ及び電源配線基板１２ｂを介して、ＰＤ４１ａ、ＰＤ４１ｂ、ＰＤ５１ａ及びＰＤ５１ｂ、並びにＴＩＡ４３及びＴＩＡ５３に印加される。出力配線基板７８は、例えばワイヤにより、ＴＩＡ２３、３３、４３及び５３と電気的に接続されている。またピン８０ｃは、出力配線基板７８と電気的に接続されている。ＴＩＡ２３、３３、４３及び５３の各々が出力する信号は、出力配線基板７８及びピン８０ｃを介して、光デバイス３１０の外部に出力される。なお、ピン８０ａ、８０ｂ及び８０ｃ各々の本数は例示したものである。
【００６５】
実施例３に係る光デバイスの製造方法について説明する。まず、レセプタクル８４ａ、８４ｂ及び８４ｃの各々に、光ファイバ８２ａ、８２ｂ及び８２ｃの各々を挿入する。パッケージ基板１０に、キャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃ、並びにＰＬＣ１４を搭載する。光ファイバの挿入と、ＰＬＣ１４の搭載とは、どちらを先に行ってもよい。
【００６６】
その後、図５に示したコレット１００、又は図９（ａ）に示したコレット２００を用いて、光電変換部２０、３０、４０及び５０をパッケージ基板１０に搭載する。例えば光電変換部２０を搭載する際、プローブ１０６は、ＰＤ２１ａ及びＰＤ２１ｂ並びにＴＩＡ２３と電気的に接続する。ＰＤ２１ａ及びＰＤ２１ｂとＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせ、及びベース２２の固定が可能となる。光電変換部３０、４０及び５０の各々についても同様に、光結合を調整しながら、位置合わせ及び固定が可能となる。実施例３によれば、ＱＰＳＫ方式に対応した光デバイスにおいても、ＰＤの位置決めを高精度で行うことができる。
【００６７】
図１１において説明したように、局部発振光は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまで、全てのＰＤに入力する。従って、位置合わせ工程において、光結合を調整するための信号として局部発振光を用いることが好ましい。言い換えれば、ＰＬＣ１４に局部発振光を入力し、ＰＬＣ１４を通過した局部発振光を、各ＰＤによって検知することにより、位置合わせを行うことが好ましい。これにより、ＰＤごとに光結合を調整するための信号を変える場合よりも、位置合わせ工程が簡略化される。また、ＰＬＣ１４が備える複数の導波路のうち、局部発振光が通過する導波路の各々は、全てのＰＤの各々と光結合する出力端を有する。従って、局部発振光が通過する導波路の各々に、局部発振光とは別の信号である参照信号を通過させて、光結合を調整してもよい。ただし、例えばＰＤ２１ａからＰＤ３１ｂに対してはＸ偏光を用いても光結合を調整してもよい。またＰＬＣ１４が備える導波路のうちＸ偏光が通過する導波路に、Ｘ偏光とは別の信号である参照信号を通過させて、光結合を調整してもよい。ＰＤ４１ａからＰＤ５１ｂに対してはＹ偏光を用いて、光結合を調節してもよい。またＰＬＣ１４が備える導波路のうちＹ偏光が通過する導波路に、Ｙ偏光とは別の信号である参照信号を通過させて、光結合を調整してもよい。光レシーバは、デジタルコヒーレント光レシーバ以外の光レシーバでもよい。
【００６８】
実施例１から３においては、光素子として、受光素子であるＰＤを用いた例を示した。光素子として、例えばＬＤ（Laser Diode：レーザーダイオード）等の発光素子を用いてもよい。この場合、発光素子とＰＬＣ１４の入力端との光結合を調整しながら、位置合わせ工程を行う。
【００６９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
パッケージ基板 １０
電源配線基板 １２、１２ａ、１２ｂ
ＰＬＣ １４
光電変換部 ２０、３０、４０、５０
ＰＤ ２１、２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ、５１ａ、５１ｂ
ベース ２２、３２、４２、５２
ＴＩＡ ２３、３３、４３、５３
配線 １９、２６、３６、４６、１０１、１０３
電極 ２８、３８ａ、３８ｂ、４８ａ、４８ｂ
コレット １００、２００
保持部 １０２
板部 １０４
プローブ １０６
ダミープローブ １０８
【技術分野】
【０００１】
本発明はコレット、及び光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野では、発光素子及び受光素子等の光素子を搭載した光デバイスが用いられる。光デバイスには、光の入出力を行うための光学部品と、光素子とを実装する。光通信を良好に行うためには、光素子と、光学部品の入力端又は出力端とが光結合することが求められる。従って、光素子をパッケージ基板に固定する際には、位置決めに極めて高い精度が求められる。例えば特許文献１には、コレットに素子を吸着しつつ、搭載領域に素子を搬送するようなダイボンディングの発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、光素子を高い精度で位置決めすることが困難になる場合があった。本願発明は上記課題に鑑み、光素子を高い精度で位置決めすることが可能なコレット、及び光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光素子を搭載したベースを吸着保持する保持部と、前記保持部が前記ベースを吸着保持した状態で、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部と、を具備するコレットである。本発明によれば、光素子を高い精度で位置決めすることが可能である。
【０００６】
上記構成において、前記保持部を基準として前記接触部と点対称となる位置に設けられ、前記ベースと接触する、前記接触部とは別の接触部を具備する構成とすることができる。この構成によれば、ベースの吸着及び位置決めを良好に行うことが可能となる。
【０００７】
上記構成において、前記保持部は導電体又は絶縁体からなる構成とすることができる。
【０００８】
本発明は、光入力端又は光出力端を有する光学部品と、光素子を搭載したベースを有する光アセンブリとの位置合わせを行う光デバイスの製造方法であって、前記光学部品を固定する第１工程と、前記ベースを吸着保持する保持部と、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部とを備えるコレットにより、前記ベースを吸着保持するとともに、前記接触部と前記電極とを電気的に接触させる第２工程と、前記接触部を介して前記光素子を駆動しつつ、前記光学部品と前記光アセンブリとの位置合わせを行う第３工程と、を有する光デバイスの製造方法である。本発明によれば、光素子を高い精度で位置決めすることが可能である。
【０００９】
上記構成において、前記ベースには複数の配線が設けられ、前記複数の配線のうち１つの配線は、前記複数の配線のうち前記１つの配線以外の配線より広い幅を有し、前記保持部は、前記複数の配線のうち前記１つの配線のみを吸着保持する構成とすることができる。この構成によれば、配線間のショートが抑制される。
【００１０】
上記構成において、前記光学部品には複数の光入力端又は複数の光出力端が設けられ、前記第１工程の後、前記第２工程及び前記第３工程を複数回行うことにより、前記複数の光入力端の各々又は前記複数の光出力端の各々に対応して用意された複数の前記光アセンブリの各々と、前記光学部品との位置合わせを順次行う構成とすることができる。この構成によれば、複数の光素子を高い精度で位置決めすることが可能である。
【００１１】
上記構成において、前記第３工程は、前記光学部品に基準光を入力し、前記光学部品を通過した前記基準光を前記光素子によって検知することにより実施される構成とすることができる。この構成によれば、工程を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光素子を高い精度で位置決めすることが可能なコレット、及び光デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は光デバイスを例示する斜視図であり、図１（ｂ）は光電変換部を例示する断面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は比較例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は比較例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図４】図４は光デバイスを例示する斜視図である。
【図５】図５は実施例１に係るコレットを例示する斜視図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施例１に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は実施例１に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図８】図８（ａ）は幅広の電極を備える光電変換部を例示する斜視図であり、図８（ｂ）は実施例１の変形例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【図９】図９（ａ）は実施例２に係るコレットを例示する平面図であり、図９（ｂ）は実施例２に係るコレットを例示する斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は実施例２に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図であり、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は吸着工程におけるコレットと光電変換部とを例示する正面図である。
【図１１】図１１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）方式に対応したデジタルコヒーレント光レシーバを例示するブロック図である。
【図１２】図１２（ａ）はＤＰ−ＱＰＳＫ方式に対応した光デバイスを例示する平面図であり、図１２（ｂ）は光デバイスを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
まず光デバイスについて説明する。図１（ａ）は光デバイスを例示する斜視図であり、図１（ｂ）は光電変換部を例示する断面図である。なお図１（ａ）における光電変換部２０は模式的に図示したものである。図１（ｂ）においては光電変換部２０を拡大し、Ａ−Ａに沿った断面図を図示した。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、光デバイス９０は、パッケージ基板１０、電源配線基板１２、ＰＬＣ１４（光学部品）、ワイヤ１６、及び光電変換部２０を備える。光デバイス９０は例えば受光装置である。パッケージ基板１０は例えばセラミック等の絶縁体からなる。電源配線基板１２は、例えばセラミック等の絶縁体からなる基板上に、例えば金（Ａｕ）等の金属からなる配線が設けられた構成を有する。電源配線基板１２には、光デバイス９０の外部から、光電変換部２０を駆動させるための電源電圧が入力される。ＰＬＣ１４は、例えばシリコン（Ｓｉ）等からなる基板上に導波路が設けられた構成を有する。導波路は、光デバイス９０の外部からＰＬＣ１４に入力される光の通路として機能する。導波路を通る光は、ＰＬＣ１４の出力端から光電変換部２０に出力される。
【００１７】
光電変換部２０は、ＰＤ２１（図１（ａ）では図示せず）、ベース２２、ＴＩＡ２３、ＰＤキャリア２５、配線２６、ＴＩＡキャリア２７、及び電極２８を備える。ベース２２は例えば鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との合金からなる。ＰＤキャリア２５及びＴＩＡキャリア２７の各々は、例えば酸化アルミニウム（ＡｌＯ）等のセラミックからなる。ＰＤ２１は、例えばＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）からなる。ＴＩＡ２３は、ＴＩＡ（Trance Impedance amplifier：トランスインピーダンスアンプ）からなる。電極２８は、ベース２２の電源配線基板１２側の辺に沿って設けられている。配線２６及び電極２８は例えば金等の金属からなる。ＴＩＡ２３と、配線２６とは電気的に接続されている。配線２６と、電極２８とは電気的に接続されている。ＴＩＡ２３と電極２８とは、配線２６を介して電気的に接続されている。ワイヤ１６は、例えば金等の金属からなり、電極２８と、電源配線基板１２が備える配線とを接続する。このように、光電変換部２０と電源配線基板１２とはワイヤボンディングされる。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は通電可能となる。電源配線基板１２、ワイヤ１６、電極２８及び配線２６を介して、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３の各々に電源電圧が印加され、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は駆動可能となる。またＴＩＡ２３の出力信号は、配線２６、電極２８、ワイヤ１６及び電源配線基板１２を介して、光デバイス９０の外部に出力される。
【００１８】
図１（ｂ）を参照して、光電変換部２０の構成について詳しく説明する。光デバイスの組立体、すなわち光アセンブリである光電変換部２０は、ベース２２、ＰＤ２１（光素子）、ＴＩＡ２３、ＰＤキャリア２５、及びＴＩＡキャリア２７を備える。ベース２２上には、ＰＤキャリア２５及びＴＩＡキャリア２７が設けられている。ＰＤキャリア２５の前面にはＰＤ２１がフリップチップボンディングされている。なお図の左方向を前方向とした。またＰＤキャリア２５の前面及び上面には、ＰＤ２１と電気的に接続された配線が形成されている。ＴＩＡキャリア２７上にはＴＩＡ２３が設けられている。ＴＩＡキャリア２７上面には、ＴＩＡ２３と電気的に接続された配線が形成されている。ＰＤキャリア２５が備える配線と、ＴＩＡキャリア２７が備える配線とは、例えば金等の金属からなるワイヤ２９により電気的に接続されている。このように、ＰＤ２１とＴＩＡ２３とは電気的に接続されている。ＰＤ２１は光信号を受信して、電流を出力する。ＴＩＡ２３は、ＰＤ２１が出力した電流を増幅して電圧に変換して、出力信号として出力する。光電変換部２０は、光信号を電気信号に変換する光電気変換回路として機能する。既述したように、ＴＩＡ２３の出力信号は、配線２６、電極２８、ワイヤ１６及び電源配線基板１２を介して、光デバイス９０の外部に出力される。
【００１９】
次に比較例について説明する。光通信を良好に行うため、ＰＬＣ１４の出力端の光軸と、光電変換部２０が備えるＰＤ２１の光軸とを合わせ、ＰＬＣ１４の出力端とＰＤ２１との光結合を得ることが求められる。従って、光電変換部２０の位置決めには高い精度が求められる。位置決めを高精度で行うために、光電変換部２０を駆動させ、光電変換部２０とＰＬＣ１４との光結合を確認しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせ、及びＰＬＣ１４の固定を行うアクティブアライメント法が用いられることがある。比較例として、アクティブアライメント法を行う例について説明する。図２（ａ）から図３（ｂ）は比較例に係るコレット、及び受光装置を例示する平面図である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、比較例に係るコレット１１は、下端に吸着口を備えており、ベース２２を吸着保持する。より詳細には、コレット１１は、例えば内部を減圧することによりベース２２を吸着し、吸着したままベース２２を保持する。コレット１１は例えばセラミック等の絶縁体からなる。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、コレット１１は、ベース２２をパッケージ基板１０上まで運搬し、パッケージ基板１０の上面にベース２２を配置する。ベース２２は、例えばロウ材等によりパッケージ基板１０に固定される。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、パッケージ基板１０の上面に電源配線基板１２を固定する。さらに、ＴＩＡキャリア２７に設けられた電極２８と、電源配線基板１２とが、ワイヤ１６により電気的に接続される。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は通電可能となる。
【００２３】
図３（ｂ）に示すように、コレット１１はＰＬＣ１４を吸着保持し、ＰＬＣ１４をパッケージ基板１０の上面に配置する。ただし、ＰＬＣ１４はパッケージ基板１０に固定されていない。ＰＬＣ１４には光が入力される。入力された光はＰＬＣ１４から、光電変換部２０が備えるＰＤ２１に出力される。このとき、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３の各々は、電源電圧が印加される。またＴＩＡ２３は、ＴＩＡ２３の出力信号を測定するための電子機器に接続される。電子機器はパッケージ基板１０の外部に配置されている。ＰＤ２１はＰＬＣ１４が出力した光を受光し、信号を出力する。ＰＬＣ１４はパッケージ基板１０に固定されていないため、コレット１１を移動させることでＰＬＣ１４を移動させることができる。従って、ＰＤ２１を駆動させかつＰＬＣ１４を移動させることで、ＰＤ２１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、光電変換部２０とＰＬＣ１４との位置合わせが可能となる。言い換えれば、電子機器によりＴＩＡ２３の出力信号を測定しながら、ＰＬＣ１４が配置される位置を決めることが可能となる。例えば、ＰＤ２１の出力信号が最大になるようなＰＬＣ１４の位置を、最適な位置と定めることができる。ＰＬＣ１４を最適な位置に配置し、パッケージ基板１０に固定する。以上で光デバイス９０が完成する。
【００２４】
次に、光電変換部が複数で、かつＰＬＣ１４が複数の導波路を備える場合を考える。図４は光デバイスを例示する斜視図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）において既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００２５】
図４に示すように、光デバイス９０ａは、パッケージ基板１０、電源配線基板１２、ＰＬＣ１４、ワイヤ１６、光電変換部２０、光電変換部３０、及び光電変換部４０を備える。ＰＬＣ１４は複数の導波路を備える。ＰＬＣ１４に入力された複数の光の各々は、複数の導波路の各々を通過する。複数の導波路の各々は、光電変換部２０、光電変換部３０及び光電変換部４０の各々に対応した出力端を有する。
【００２６】
光電変換部３０は、ＰＤ３１（図示せず）、ベース３２、ＴＩＡ３３、ＰＤキャリア３５、配線３６、ＴＩＡキャリア３７、電極３８ａ及び電極３８ｂを備える。電極３８ａは、ベース３２の光電変換部４０側の一辺に沿って設けられている。電極３８ｂは、ベース３２の光電変換部２０側の一辺に沿って設けられている。光電変換部４０は、ＰＤ４１（図示せず）、ベース４２、ＴＩＡ４３、ＰＤキャリア４５、配線４６、ＴＩＡキャリア４７、電極４８ａ及び電極４８ｂを備える。電極４８ａはベース４２の電源配線基板１２側の一辺に沿って設けられている。電極４８ｂはベース４２の光電変換部３０側の一辺に沿って設けられている。なお、各電極の個数及び配線の本数は例示したものであり、変更可能である。図１（ｂ）に示したＰＤ２１と同様に、光電変換部３０が備えるＰＤ３１はＰＤキャリア３５に、光電変換部４０が備えるＰＤ４１はＰＤキャリア４５に、それぞれフリップチップボンディングされている。
【００２７】
電極４８ａと電源配線基板１２とはワイヤ１６により電気的に接続されている。電極４８ｂと電極３８ａとはワイヤ１６により電気的に接続されている。電極４８ａと電極４８ｂとは、例えばベース４２内部に形成された内部配線等により、電気的に接続されている。ＰＤ４１及びＴＩＡ４３には、電源配線基板１２、ワイヤ１６、電極４８ａ及び配線４６を介して電源電圧が印加される。また、ＰＤ３１及びＴＩＡ３３には、電源配線基板１２、ワイヤ１６、光電変換部３０、電極３８ａ及び配線３６を介して、電源電圧が印加される。電極３８ａと電極３８ｂとは、例えばベース３２内部に形成された内部配線等により、電気的に接続されている。光電変換部２０が備える電極２８と、光電変換部３０が備える電極３８ｂとは、ワイヤ１６により電気的に接続されている。ＰＤ２１及びＴＩＡ２３には、電源配線基板１２、ワイヤ１６、光電変換部３０、光電変換部４０、電極２８及び配線２６を介して、電源電圧が印加される。
【００２８】
以上のように、複数の光電変換部を備え、かつＰＬＣ１４が複数の導波路を備える光デバイス９０ａでは、電源配線基板１２、光電変換部２０、光電変換部３０及び光電変換部４０がパッケージ基板１０に固定され、かつワイヤボンディングが行われることによって、各光電変換部が通電可能な状態となる。
【００２９】
比較例において説明したような製造方法により光デバイス９０ａを製造する場合、光電変換部の位置決め精度が低下する恐れがある。この点について説明する。光デバイス９０ａの製造工程においてアクティブアライメント法を行う場合、まず光電変換部４０をパッケージ基板１０に固定し、かつＰＤ４１及びＴＩＡ４３通電可能とする。その後、ＰＤ４１と、ＰＬＣ１４の出力端との光結合を確認しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部４０との位置合わせを行い、ＰＬＣ１４の位置を決める。その後、ＰＬＣ１４を固定する。ＰＬＣ１４を固定した後、光電変換部３０及び光電変換部４０をパッケージ基板１０に搭載する。しかしながら、電極３８ａと電極４８ｂとはワイヤボンディングされていない。従って、ＰＤ３１及びＴＩＡ３３は通電可能な状態にはない。このため、ＰＤ３１を駆動させ、ＰＤ３１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を確認しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部３０との位置合わせを行うことが困難となる。この場合、良好な光結合を得られるような、高い精度での位置決めが困難となる。上記の問題は、光電変換部４０についても生じる。また、光電変換部が２つの場合でも、４つ以上の場合でも位置決め精度の低下が問題となる。すなわち、ＰＬＣ１４に複数の導波路を集約して形成し、パッケージ基板に複数の光電変換部を搭載する場合、アクティブアライメント法を行うことが困難となり、位置決め精度が低下する。
【００３０】
次に実施例１について説明する。図５は実施例１に係るコレットを例示する斜視図である。図２において既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００３１】
図５に示すように、実施例１に係るコレット１００は、配線１０１及び１０３、保持部１０２（保持部）、板部１０４、並びにプローブ１０６（接触部）を備える。保持部１０２は、比較例に係るコレット１１と同じ構成であり、例えばセラミック等の絶縁体からなる。板部１０４は、例えばセラミック等の絶縁体からなる。配線１０１は例えば金等の金属からなる。配線１０３は、例えば外部の電子機器とコレット１００とを連結するケーブルに内蔵されている配線である。プローブ１０６は、例えばタングステン（Ｗ）等の金属からなる。
【００３２】
板部１０４は、コレット１００の下端と上端との間に位置する。保持部１０２は板部１０４を貫通する。板部１０４の上面には配線１０１が設けられている。また板部１０４には、プローブ１０６が設けられている。プローブ１０６は、板部１０４を貫通し、板部１０４から下に向けて延びている。プローブ１０６の下端は、光電変換部２０が備える電極２８と電気的に接触することが可能である。プローブ１０６と電極２８とが電気的な接触をするとは、プローブ１０６と電極２８とが電気的な接続、言い換えれば導通することを意味する。板部１０４において、プローブ１０６と配線１０１とは電気的に接続されている。配線１０１は、例えば半田等により、配線１０３と電気的に接続されている。配線１０３は、電源電圧と接続され、さらに光デバイスの出力信号を測定するための電子機器と接続される。このように、プローブ１０６は、配線１０１及び１０３を介して、電源電圧、及び光デバイスの外部に設置された電子機器と接続される。
【００３３】
次に実施例１に係る光デバイスの製造方法について説明する。図６（ａ）から図７は実施例１に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。図２（ａ）から図３（ｂ）において既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、まずパッケージ基板１０の上面に、電源配線基板１２及びＰＬＣ１４を搭載する工程を行う（第１工程）。このとき、電源配線基板１２及びＰＬＣ１４はパッケージ基板１０に固定される。
【００３５】
図６（ｂ）に示すように、コレット１００が備える保持部１０２は、光電変換部２０が備えるベース２２を吸着し、ベース２２を保持する。このとき、プローブ１０６の各々は、電極２８の各々と電気的に接触する。言い換えれば、プローブ１０６は、電極２８及び配線２６を介して、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３（図１（ｂ）参照）と導通する。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は、通電可能な状態となる。このように、ベース２２を保持する工程は、ベース２２を吸着保持する保持部１０２と、電極２８と電気的に接触するプローブ１０６とを備えるコレット１００によって、ベース２２を吸着保持するとともに、プローブ１０６と電極２８とを電気的に接触させる工程である（第２工程）。
【００３６】
図７（ａ）に示すように、コレット１００は、ベース２２をパッケージ基板１０の上面に配置する。このとき、ベース２２はパッケージ基板１０に固定されていない。配線２６、電極２８、プローブ１０６、配線１０１及び１０３を介して、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３の各々に電源電圧が印加される。これにより、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３は駆動する。またＰＬＣ１４が備える複数の導波路のうち、光電変換部２０に対応した導波路に光が入力され、ＰＬＣ１４の出力端から光が出力される。光電変換部２０が備えるＰＤ２１（図１（ｂ）参照）は、ＰＬＣ１４から出力された光を受光し、電気信号に変換する。光電変換部２０が備えるＴＩＡ２３（図１（ｂ）参照）は、ＰＤ２１が出力した電流を増幅し電圧に変換して出力する。ＴＩＡ２３の出力信号は、配線２６、電極２８を介して、プローブ１０６に出力される。さらにＴＩＡ２３の出力信号は、プローブ１０６、配線１０１及び１０３を介して、電子機器に入力される。ベース２２はパッケージ基板１０に固定されていないため、コレット１００を移動させることでベース２２を移動させることができる。従って、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３を駆動させ、かつベース２２を移動させることで、ＰＤ２１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ベース２２のパッケージ基板１０に固定すべき位置を決めることが可能となる。例えばＰＤ２１の出力信号が最大となる位置に、ベース２２を配置することができる。このように、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせ工程は、プローブ１０６を介してＰＤ２１を駆動しつつ、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせを行う工程である（第３工程）。
【００３７】
ベース２２をパッケージ基板１０の上面に配置し、例えばロウ材等によりパッケージ基板１０に固定する。ベース２２を固定した後、コレット１００はベース２２から脱離する。また、光電変換部３０についても、光電変換部３０が備えるＰＤ３１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部３０との位置合わせを行い、最適な位置においてベース３２固定する。ベース３２を固定した後、光電変換部２０が備える電極２８と、光電変換部３０が備える電極３８ｂとをワイヤ１６で接続するワイヤボンディングを行う。なおワイヤボンディングは、光電変換部４０が固定された後に行ってもよい。
【００３８】
図７（ｂ）に示すように、光電変換部４０についても、光電変換部４０が備えるＰＤ４１とＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部４０との位置合わせを行い、最適な位置においてベース４２固定を行う。このように、ベースを保持する工程、位置合わせ工程、及びベースを固定する工程は、それぞれ複数回行われる。ベース４２を固定した後、光電変換部３０が備える電極３８ａと、光電変換部４０が備える電極４８ｂとを接続するワイヤボンディングを行う。また、光電変換部４０が備える電極４８ａとＰＬＣ１４とを接続するワイヤボンディングを行う。以上の工程により、図４に示した光デバイス９０ａが完成する。
【００３９】
実施例１によれば、コレット１００が保持部１０２と、光電変換部２０のＰＤ２１及びＴＩＡ２３、光電変換部３０のＰＤ３１及びＴＩＡ３３、並びに光電変換部４０のＰＤ４１及びＴＩＡ４３と電気的に接続するプローブ１０６とを備える。このため、各ＰＤを駆動しつつ、ＰＬＣ１４と各光電変換部との位置合わせ工程を行うことができる。従って、ＰＬＣ１４に複数の導波路が集約して形成され、複数の光電変換部を搭載する場合にも、アクティブアライメント法を行うことが可能となる。アクティブアライメント法により光電変換部の位置決めを高精度で行うことで、受光素子であるＰＤの位置決めを高精度で行うことができる。なおＰＬＣ１４は、複数の光を入力又は出力するものであればよい。また、光電変換部は３つとしたが、光電変換部が２つ以下でも、４つ以上でもよい。特に光電変換部が複数、すなわちＰＤが複数である場合、保持工程及び位置合わせ工程の各々を複数回行うことにより、複数のＰＤの各々を高い精度で位置決めすることができる。言い換えれば、ＰＬＣ１４に設けられた複数の出力端の各々に対応して用意された複数の光電変換部の各々と、ＰＬＣ１４との位置合わせを順次行うことが可能となる。また、コレット１００の保持部１０２の形状は、例えば円筒形として図示したが、他の形状でもよい。
【００４０】
保持部１０２が絶縁体からなるため、例えば保持部１０２が、ベース２２上の配線２６のうち、複数本の配線に接触した場合でも、配線間のショートは抑制される。また、保持部１０２は、例えばタングステンカーバイド等の金属、又は導電体からなるとしてもよい。この場合、保持部１０２が、複数本の配線に接触すると、配線同士がショートしてしまう。このため、図６（ａ）に示すように、保持部１０２は、配線２６のうち、１本の配線に接触し、他の配線には接触しないことが好ましい。保持部１０２が複数本の配線に接触しないことにより、配線間のショートは抑制される。また、保持部１０２が複数の配線２６のいずれにも接触しないとしてもよい。
【００４１】
さらに、保持部１０２は、光電変換部２０が有する配線のうち、１つの配線のみを吸着保持するとしてもよい。実施例１の変形例は、光電変換部２０が幅広の配線１９を有する例である。図８（ａ）は幅広の電極を備える光電変換部を例示する斜視図であり、図８（ｂ）は実施例１の変形例に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【００４２】
図８（ａ）に示すように、光電変換部２０のベース２２には、配線１９が設けられている。配線１９は例えば金等の金属からなり、複数の配線のうち、配線１９以外の配線２６よりも幅が広い。なお、幅方向は、図中の矢印Ｗの方向とする。図８（ｂ）に示すように、コレット１００が備える保持部１０２は、複数の配線のうち配線１９のみを吸着保持することにより、ベース２２を保持する。このとき、保持部１０２は配線２６には接触しない。これにより、配線間のショートは抑制される。なお、保持部１０２は、ベース２２の配線１９以外の領域には接触してもよいし、接触しなくてもよい。保持部１０２が、複数本の配線に接触しなければ、ショートは抑制される。なお図中における電極２８の個数、配線の本数、及びプローブ１０６の本数は、それぞれ例示したものであり、変更可能である。
【実施例２】
【００４３】
実施例２はコレットにダミープローブを設けた例である。図９（ａ）は実施例２に係るコレットを例示する平面図であり、図９（ｂ）は実施例２に係るコレットを例示する斜視図である。既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００４４】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施例２に係るコレット２００は、ダミープローブ１０８（別の接触部）を備える。ダミープローブ１０８は、例えばプローブ１０６と同じ材料からなる。またダミープローブ１０８は、例えばプローブ１０６と同一の長さ及び同一の太さを有する。図９（ａ）に一点鎖線で示すように、ダミープローブ１０６は、保持部１０２を基準として、プローブ１０６と点対称となる位置に設けられている。ダミープローブ１０８は、配線１０１及び１０３と電気的に接続されていない。
【００４５】
図９（ｂ）に示すように、ダミープローブ１０８は、板部１０４を貫通し、板部１０４から下に向けて延びている。また、板部１０４の下面からプローブ１０６の下端までの長さと、板部１０４の下面からダミープローブ１０８の下端までの長さとは等しい。
【００４６】
次に実施例２に係る光デバイスの製造方法について説明する。図１０（ａ）は実施例２に係る光デバイスの製造方法を例示する斜視図である。
【００４７】
図１０（ａ）に示すように、コレット２００が備える保持部１０２はベース２２を吸着保持する。プローブ１０６は、電極２８と電気的に接触し、電極２８を介してＰＤ２１及びＴＩＡ２３と導通する。その一方、ベース２２の、ダミープローブ１０８に接触する領域には電極が設けられていない。このため、ダミープローブ１０８は、電極と電気的に接触せず、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３とも導通しない。つまり、ダミープローブ１０８はベース２２に接触するが、ＰＤ２１及びＴＩＡ２３と電気的に接触しない。他の工程は、既述したものと同じであるため、説明を省略する。
【００４８】
次に、コレットがベース２２に加える力について説明する。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は吸着工程におけるコレットと光電変換部とを例示する正面図である。図１０（ｂ）では実施例１に係るコレット１００を用いており、図１０（ｃ）では実施例２に係るコレット２００を用いている。また図１０（ａ）において矢印Ｂから見た方向を正面とした。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）の左右方向を水平方向とした。
【００４９】
図１０（ｂ）に示すように、保持部１０２はベース２２を吸着するため、ベース２２には上方向の力が加わる。プローブ１０６は電極２８においてベース２２と接触する。このため、プローブ１０６の弾性力がベース２２に加わり、プローブ１０６がベース２２を図中の下方向に押す。またプローブ１０６は、例えばタングステン等のように、硬い材料からなる。このため、ベース２２が保持部１０２に吸い上げられた際に、プローブ１０６からベース２２に加わる力が大きくなることがある。プローブ１０６は、保持部１０２を挟んで板部１０４の一方の領域（図中の右側の領域）に設けられ、他方の領域（左側の領域）には設けられていない。このため、ベース２２の右側にはプローブ１０６から下方向の力が加わる一方で、左側には下方向の力が加わらない。つまり、ベース２２に加わる力が、左右で均等とならない。この結果、ベース２２が傾いた状態で吸着されることがある。ベース２２が傾くと、コレット１００がベース２２を保持することが困難になることがあり、また位置合わせ工程を良好に行うことが困難になる可能性もある。
【００５０】
図１０（ｃ）に示すように、コレット２００において、プローブ１０６及びダミープローブ１０８の各々が、保持部１０２を挟んで板部１０４の一方の領域及び他方の領域の各々に設けられている。プローブ１０６とダミープローブ１０８とは、保持部１０２を基準として対称に設けられている。このため、プローブ１０６からベース２２に力が加わるとともに、ダミープローブ１０８からもベース２２に力が加わり、ベース２２に加わる力が左右でほぼ均等になる。この結果、ベース２２は水平な状態、又は傾きが大幅に減少した状態で、保持部１０２に吸着される。このように、実施例２によれば、コレット２００が、プローブ１０６と、ダミープローブ１０８とを備えるため、ベース２２に加わる力を左右でほぼ均等にすることができる。従って、ベース２２の吸着及び位置合わせ工程を良好に行うことが可能となる。
【００５１】
ダミープローブ１０８が保持部１０２を基準として、プローブ１０６と点対称となる位置に設けられている場合、ダミープローブ１０８が、プローブ１０６と同じ材料からなり、プローブ１０６と同一の長さ及び同一の太さを有することが好ましい。これにより、ベース２２に加わる力のバランスを均等とすることができる。
【００５２】
プローブ１０６及びダミープローブ１０８それぞれの材料、長さ及び太さ等が変わることにより、ベース２２に加わる力は変化する。この場合、プローブ１０６及びダミープローブ１０８の位置を変更することで、ベース２２に加わる力を調整することができる。図９（ａ）及び図９（ｂ）では、ダミープローブ１０８が保持部１０２を基準として、プローブ１０６と点対称となる位置に設けられているとした。しかしながら、ダミープローブ１０８の位置はこれに限定されない。例えばコレット２００の中心を基準として、プローブ１０６がベース２２に加えるモーメントと、ダミープローブ１０８がベース２２に加えるモーメントとがつりあうように、ダミープローブ１０８を設ければよい。このように、ダミープローブ１０８は、ベース２２が水平又は傾きが減少する状態で、保持部１０２に吸着されるような位置に設ければよい。
【実施例３】
【００５３】
実施例３は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式に対応した光デバイスの例である。まず、ＱＰＳＫ方式に対応した光レシーバの構成及び原理について、ブロック図を参照して説明する。図１１は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）方式に対応したデジタルコヒーレント光レシーバを例示するブロック図である。
【００５４】
図１１に示すように、デジタルコヒーレント光レシーバ３００は、入力端子６０と、ＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）６１と、ＬＯ（Local Oscillator：局部発振光源）６２と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６４と、出力端子６６と、ＰＬＣ１４と、光電変換部２０、３０、４０及び５０と、ＡＤＣ（Analog Digital Convertor：アナログデジタル変換器）６８、７０、７２及び７４と、を有する。なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において後述する光デバイス３１０は、図１１中に点線で示したように、デジタルコヒーレント光レシーバ３００のうちＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０に相当する。
【００５５】
光電変換部２０は、ＰＤ２１ａ及び２１ｂ、並びにＴＩＡ２３を備える。光電変換部３０は、ＰＤ３１ａ及び３１ｂ、並びにＴＩＡ３３を備える。光電変換部４０は、ＰＤ４１ａ及び４１ｂ、並びにＴＩＡ４３を備える。光電変換部５０は、ＰＤ５１ａ及び５１ｂ、並びにＴＩＡ５３を備える。各光電変換部は、光信号を電気信号に変換する光電気変換回路として機能する。
【００５６】
入力端子６０を通じて入力された信号光は、ＰＢＳ６１においてＸ偏光とＹ偏光とに分離され、ＬＯ６２が出力する局部発振光（基準光）と共に、ＰＬＣ１４に入力される。Ｘ偏光及びＹ偏光は、ＰＬＣ１４にて局部発振光と合成し、それぞれ同相（In phase：Ｉ）成分、直交位相（Quadrature：Ｑ）成分に分離され、出力信号光として出力される。図１１に示す添字のｐ及びｎは、それぞれ正及び負の成分であることを示す。例えば、Ｘ−Ｉｐは、Ｘ偏光のＩ成分の正成分であることを示す。Ｘ偏光は、ＰＤ２１ａ、２１ｂ、３１ａ及び３１ｂに入力される。Ｙ偏光は、ＰＤ４１ａ、４１ｂ、５１ａ及び５１ｂに入力される。また、局部発振光は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまでの各ＰＤに入力される。
【００５７】
ＰＬＣ１４から出力された位相の異なる光信号の各々は、光電変換部２０、３０、４０及び５０の各々により電気信号に変換されて、ＡＤＣ６８、７０、７２及び７４の各々に入力される。ＡＤＣ６８、７０、７２及び７４は、電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してＤＳＰ６５に出力する。ＤＳＰ６５は入力された電気信号に基づいて所定の処理を実行後、出力端子６６に結果を出力する。このように、デジタルコヒーレント通信では、位相情報を含んだ光信号が送信され、それをデジタルコヒーレント光レシーバ３００で受信している。
【００５８】
図１２（ａ）はＤＰ−ＱＰＳＫ方式に対応した光デバイスを例示する平面図であり、図１２（ｂ）は光デバイスを例示する断面図である。図１２（ａ）ではキャップ８１を透視している。図１２（ｂ）では、図１２（ａ）のＣ−Ｃに沿った断面を図示している。既述した構成と同じ構成については、説明を省略する。
【００５９】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、光デバイス３１０は、パッケージ基板１０、電源配線基板１２ａ及び１２ｂ、ＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０、出力配線基板７８、ピン８０ａ、８０ｂ及び８０ｃ、キャップ８１、レセプタクル８４ａ、８４ｂ及び８４ｃ、キャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃ、レンズ８６ａ、８６ｂ及び８６ｃ、偏光板８７ａ、８７ｂ及び８７ｃ、を備える。ＰＤキャリア２５には２つのＰＤ２１ａ及びＰＤ２１ｂが設けられている。このように、各光電変換部のＰＤキャリアには２つのＰＤが設けられている。ＰＤの個数が２つであること、及び出力配線基板７８がベース上に設けられていることを除いて、各光電変換部は、図１（ｂ）に示した構成を有する。また、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）においては、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂの各ＰＤ、及びワイヤを省略している。図１２（ｂ）においては、ＴＩＡ２３からＴＩＡ５３の各ＴＩＡを省略している。
【００６０】
パッケージ基板１０の上面には、電源配線基板１２ａ及び１２ｂ、ＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０、並びにキャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃ、が設けられている。出力配線基板７８は、ベース２２、３２、４２及び５２上に設けられている。また図１２（ｂ）に示すように、パッケージ基板１０に形成されたキャビティ内に、電源配線基板１２ａ及び１２ｂ、ＰＬＣ１４、光電変換部２０、３０、４０及び５０、出力配線基板７８、並びにキャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃが配置され、キャップ８１により封止される。なお、図１２（ｂ）においては出力配線基板７８がベース２２、３２、４２及び５２上に設けられているが、ベース２２、３２、４２及び５２とは異なる、出力配線基板７８搭載用のベース（図示せず）に搭載してもよい。
【００６１】
キャリア８５ａ上にはレンズ８６ａ及び偏光板８７ａが設けられている。キャリア８５ｂ上にはレンズ８６ｂ及び偏光板８７ｂが設けられている。キャリア８５ｃ上にはレンズ８６ｃ及び偏光板８７ｃが設けられている。
【００６２】
レセプタクル８４ａには光ファイバ８２ａが挿入されている。レセプタクル８４ｂには光ファイバ８２ｂが挿入されている。レセプタクル８４ｃには光ファイバ８２ｃが挿入されている。ＰＢＳ６１（図１１参照）において分離された光信号のうち、Ｘ偏光は光ファイバ８２ａに入力し、Ｙ偏光は光ファイバ８２ｃに入力する。またＬＯ６２（図１１参照）から出力された局部発振光は、光ファイバ８２ｂに入力される。Ｘ偏光はレンズ８６ａ及び偏光板８７ａを通過し、ＰＬＣ１４に入力される。Ｙ偏光はレンズ８６ｃ及び偏光板８７ｃを通過し、ＰＬＣ１４に入力される。局部発振光はレンズ８６ｂ及び偏光板８７ｂを通過し、ＰＬＣ１４に入力される。
【００６３】
既述したように、Ｘ偏光は、ＰＤ２１ａ、２１ｂ、３１ａ及び３１ｂに入力される。Ｙ偏光は、ＰＤ４１ａ、４１ｂ、５１ａ及び５１ｂに入力される。また、局部発振光は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまでの各ＰＤに入力される。従って、ＰＬＣ１４が備える導波路のうち、Ｘ偏光が通過する導波路は、ＰＤ２１ａからＰＤ３１ｂの各々に光結合する出力端を有する。Ｙ偏光が通過する導波路は、ＰＤ４１ａからＰＤ５１ｂの各々に光結合する出力端を有する。局部発振光が通過する導波路は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまでの各ＰＤと光結合する出力端を有する。
【００６４】
ピン８０ａ、８０ｂ及び８０ｃは、光デバイス３１０から、光デバイス３１０の外側に向けて突出している。ピン８０ａは電源配線基板１２ａと電気的に接続されている。電源配線基板１２ａは、例えばワイヤにより、ＰＤ２１ａ、ＰＤ２１ｂ、ＰＤ３１ａ及びＰＤ３１ｂ、並びにＴＩＡ２３及びＴＩＡ３３と電気的に接続されている。電源電圧は、ピン８０ａ及び電源配線基板１２ａを介して、ＰＤ２１ａ、ＰＤ２１ｂ、ＰＤ３１ａ及びＰＤ３１ｂ、並びにＴＩＡ２３及びＴＩＡ３３に印加される。ピン８０ｂは電源配線基板１２ｂと電気的に接続されている。電源配線基板１２ｂは、例えばワイヤにより、ＰＤ４１ａ、ＰＤ４１ｂ、ＰＤ５１ａ及びＰＤ５１ｂ、並びにＴＩＡ４３及びＴＩＡ５３と電気的に接続されている。電源電圧は、ピン８０ｂ及び電源配線基板１２ｂを介して、ＰＤ４１ａ、ＰＤ４１ｂ、ＰＤ５１ａ及びＰＤ５１ｂ、並びにＴＩＡ４３及びＴＩＡ５３に印加される。出力配線基板７８は、例えばワイヤにより、ＴＩＡ２３、３３、４３及び５３と電気的に接続されている。またピン８０ｃは、出力配線基板７８と電気的に接続されている。ＴＩＡ２３、３３、４３及び５３の各々が出力する信号は、出力配線基板７８及びピン８０ｃを介して、光デバイス３１０の外部に出力される。なお、ピン８０ａ、８０ｂ及び８０ｃ各々の本数は例示したものである。
【００６５】
実施例３に係る光デバイスの製造方法について説明する。まず、レセプタクル８４ａ、８４ｂ及び８４ｃの各々に、光ファイバ８２ａ、８２ｂ及び８２ｃの各々を挿入する。パッケージ基板１０に、キャリア８５ａ、８５ｂ及び８５ｃ、並びにＰＬＣ１４を搭載する。光ファイバの挿入と、ＰＬＣ１４の搭載とは、どちらを先に行ってもよい。
【００６６】
その後、図５に示したコレット１００、又は図９（ａ）に示したコレット２００を用いて、光電変換部２０、３０、４０及び５０をパッケージ基板１０に搭載する。例えば光電変換部２０を搭載する際、プローブ１０６は、ＰＤ２１ａ及びＰＤ２１ｂ並びにＴＩＡ２３と電気的に接続する。ＰＤ２１ａ及びＰＤ２１ｂとＰＬＣ１４の出力端との光結合を調整しながら、ＰＬＣ１４と光電変換部２０との位置合わせ、及びベース２２の固定が可能となる。光電変換部３０、４０及び５０の各々についても同様に、光結合を調整しながら、位置合わせ及び固定が可能となる。実施例３によれば、ＱＰＳＫ方式に対応した光デバイスにおいても、ＰＤの位置決めを高精度で行うことができる。
【００６７】
図１１において説明したように、局部発振光は、ＰＤ２１ａからＰＤ５１ｂまで、全てのＰＤに入力する。従って、位置合わせ工程において、光結合を調整するための信号として局部発振光を用いることが好ましい。言い換えれば、ＰＬＣ１４に局部発振光を入力し、ＰＬＣ１４を通過した局部発振光を、各ＰＤによって検知することにより、位置合わせを行うことが好ましい。これにより、ＰＤごとに光結合を調整するための信号を変える場合よりも、位置合わせ工程が簡略化される。また、ＰＬＣ１４が備える複数の導波路のうち、局部発振光が通過する導波路の各々は、全てのＰＤの各々と光結合する出力端を有する。従って、局部発振光が通過する導波路の各々に、局部発振光とは別の信号である参照信号を通過させて、光結合を調整してもよい。ただし、例えばＰＤ２１ａからＰＤ３１ｂに対してはＸ偏光を用いても光結合を調整してもよい。またＰＬＣ１４が備える導波路のうちＸ偏光が通過する導波路に、Ｘ偏光とは別の信号である参照信号を通過させて、光結合を調整してもよい。ＰＤ４１ａからＰＤ５１ｂに対してはＹ偏光を用いて、光結合を調節してもよい。またＰＬＣ１４が備える導波路のうちＹ偏光が通過する導波路に、Ｙ偏光とは別の信号である参照信号を通過させて、光結合を調整してもよい。光レシーバは、デジタルコヒーレント光レシーバ以外の光レシーバでもよい。
【００６８】
実施例１から３においては、光素子として、受光素子であるＰＤを用いた例を示した。光素子として、例えばＬＤ（Laser Diode：レーザーダイオード）等の発光素子を用いてもよい。この場合、発光素子とＰＬＣ１４の入力端との光結合を調整しながら、位置合わせ工程を行う。
【００６９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
パッケージ基板 １０
電源配線基板 １２、１２ａ、１２ｂ
ＰＬＣ １４
光電変換部 ２０、３０、４０、５０
ＰＤ ２１、２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ、５１ａ、５１ｂ
ベース ２２、３２、４２、５２
ＴＩＡ ２３、３３、４３、５３
配線 １９、２６、３６、４６、１０１、１０３
電極 ２８、３８ａ、３８ｂ、４８ａ、４８ｂ
コレット １００、２００
保持部 １０２
板部 １０４
プローブ １０６
ダミープローブ １０８
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子を搭載したベースを吸着保持する保持部と、
前記保持部が前記ベースを吸着保持した状態で、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部と、を具備することを特徴とするコレット。
【請求項２】
前記保持部を基準として前記接触部と点対称となる位置に設けられ、前記ベースと接触する、前記接触部とは別の接触部を具備することを特徴とする請求項１記載のコレット。
【請求項３】
前記保持部は導電体又は絶縁体からなることを特徴とする請求項１又は２記載のコレット。
【請求項４】
光入力端又は光出力端を有する光学部品と、光素子を搭載したベースを有する光アセンブリとの位置合わせを行う光デバイスの製造方法であって、
前記光学部品を固定する第１工程と、
前記ベースを吸着保持する保持部と、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部とを備えるコレットにより、前記ベースを吸着保持するとともに、前記接触部と前記電極とを電気的に接触させる第２工程と、
前記接触部を介して前記光素子を駆動しつつ、前記光学部品と前記光アセンブリとの位置合わせを行う第３工程と、を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記ベースには複数の配線が設けられ、
前記複数の配線のうち１つの配線は、前記複数の配線のうち前記１つの配線以外の配線より広い幅を有し、
前記保持部は、前記複数の配線のうち前記１つの配線のみを吸着保持することを特徴とする請求項４記載の光デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記光学部品には複数の光入力端又は複数の光出力端が設けられ、
前記第１工程の後、前記第２工程及び前記第３工程を複数回行うことにより、前記複数の光入力端の各々又は前記複数の光出力端の各々に対応して用意された複数の前記光アセンブリの各々と、前記光学部品との位置合わせを順次行うことを特徴とする請求項４又は５記載の光デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記第３工程は、前記光学部品に基準光を入力し、前記光学部品を通過した前記基準光を前記光素子によって検知することにより実施されることを特徴とする請求項４から６いずれか一項記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１】
光素子を搭載したベースを吸着保持する保持部と、
前記保持部が前記ベースを吸着保持した状態で、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部と、を具備することを特徴とするコレット。
【請求項２】
前記保持部を基準として前記接触部と点対称となる位置に設けられ、前記ベースと接触する、前記接触部とは別の接触部を具備することを特徴とする請求項１記載のコレット。
【請求項３】
前記保持部は導電体又は絶縁体からなることを特徴とする請求項１又は２記載のコレット。
【請求項４】
光入力端又は光出力端を有する光学部品と、光素子を搭載したベースを有する光アセンブリとの位置合わせを行う光デバイスの製造方法であって、
前記光学部品を固定する第１工程と、
前記ベースを吸着保持する保持部と、前記ベースに設けられた電極と電気的に接触する接触部とを備えるコレットにより、前記ベースを吸着保持するとともに、前記接触部と前記電極とを電気的に接触させる第２工程と、
前記接触部を介して前記光素子を駆動しつつ、前記光学部品と前記光アセンブリとの位置合わせを行う第３工程と、を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記ベースには複数の配線が設けられ、
前記複数の配線のうち１つの配線は、前記複数の配線のうち前記１つの配線以外の配線より広い幅を有し、
前記保持部は、前記複数の配線のうち前記１つの配線のみを吸着保持することを特徴とする請求項４記載の光デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記光学部品には複数の光入力端又は複数の光出力端が設けられ、
前記第１工程の後、前記第２工程及び前記第３工程を複数回行うことにより、前記複数の光入力端の各々又は前記複数の光出力端の各々に対応して用意された複数の前記光アセンブリの各々と、前記光学部品との位置合わせを順次行うことを特徴とする請求項４又は５記載の光デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記第３工程は、前記光学部品に基準光を入力し、前記光学部品を通過した前記基準光を前記光素子によって検知することにより実施されることを特徴とする請求項４から６いずれか一項記載の光デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−８８３９３（Ｐ２０１２−８８３９３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２８４５（Ｐ２０１０−２３２８４５）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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