光モジュールおよびその作製方法
【課題】アクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュールおよびその作製方法を提供する。
【解決手段】光モジュール１０は、基板１１と、基板上に整列して実装されたレーザーダイオードアレイ１４と、基板上に実装されレーザーダイオードアレイ１４の各面発光型半導体レーザ素子と電気的に接続されたドライバＩＣ１５と、複数の光ファイバ１６を整列させて保持し、複数の光ファイバの各一端部の中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部の中心とがそれぞれ一致する位置で基板１１に固定される光コネクタ部１２と、カバー１３とを備える。光コネクタ部１２は、複数のファイバ保持孔１２ａの両側に、２つのガイドピン孔１２ｂを有する。基板１１の表面１１ａには、各ガイドピン孔１２ｂを通して視認可能で、光コネクタ部１２の位置決め基準となる２つのアライメントマーク５０が設けられている。
【解決手段】光モジュール１０は、基板１１と、基板上に整列して実装されたレーザーダイオードアレイ１４と、基板上に実装されレーザーダイオードアレイ１４の各面発光型半導体レーザ素子と電気的に接続されたドライバＩＣ１５と、複数の光ファイバ１６を整列させて保持し、複数の光ファイバの各一端部の中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部の中心とがそれぞれ一致する位置で基板１１に固定される光コネクタ部１２と、カバー１３とを備える。光コネクタ部１２は、複数のファイバ保持孔１２ａの両側に、２つのガイドピン孔１２ｂを有する。基板１１の表面１１ａには、各ガイドピン孔１２ｂを通して視認可能で、光コネクタ部１２の位置決め基準となる２つのアライメントマーク５０が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール、特に、ボード間光伝送システムや装置間（筐体間）光伝送システムに用いられ、並列に配置された複数の光ファイバ（複数のチャネル）で光信号を並列伝送する並列光モジュールとしての光モジュールおよびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の発光素子と、複数の発光素子を駆動する電子半導体チップ（ＩＣ）とをケース内に収容して一体化した光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、複数のレーザダイオード或いは複数のフォトダイオードと、ＩＣ（各レーザダイオードを駆動するドライバＩＣ或いは各フォトダイオードの出力を処理する増幅用ＩＣ）とを収容してケース内に一体化した光モジュールが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６１３７２号公報
【非特許文献１】岡安俊幸，“メモリテストシステムにおける高密度インターコネクション”，第二回シリコンアナログＲＦ研究会，2004/8/2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１や非特許文献１に開示された従来の光モジュールでは、シリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を用いたパッシブクティブ調芯により、フェルールに保持された複数の光ファイバの各一端部と複数の光素子の各光出射部或いは光受光部とを一致させるようにしている。このため、パッシブアライメントを行うためのＳｉＯＢを光モジュール内部に設ける必要が有り、その分部品点数が増えて光モジュールが大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、アクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュールおよびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る光モジュールは、基板と、前記基板上に実装された複数の光素子と、前記基板上に実装され、前記複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、複数の光ファイバを保持し、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置で前記基板に固定される光コネクタ部と、前記光コネクタ部を装着するための開口部を有し、前記複数の光素子と前記電子素子を含む部品全体を覆うように前記基板に固定されるカバーと、を備え、前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバが挿入、保持された複数のファイバ保持孔と、前記複数のファイバ保持孔の両側に、前記複数のファイバ保持孔の各中心に中心がそれぞれ一致した２つの貫通孔とを有し、前記基板の表面上には、前記２つの貫通孔をそれぞれ通して視認可能で、前記光コネクタ部の位置決め基準となる２つのアライメントマークが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、光コネクタ部の２つの貫通孔を通して各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯時に光コネクタ部を動かす量が少なくてすみ、アクティブ調芯を短時間で行うことができる。また、従来技術のように、パッシブアライメントを行うためのシリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を内部に設ける必要が無く、その分部品点数の削減と小型化を図ることができる。
【０００８】
ここで、「複数の光ファイバと複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置」とは、各光ファイバのコア中心と各光素子の光出射部或いは受光部の中心とがそれぞれ一致する位置を言う。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係る光モジュールは、前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合するように前記光コネクタ部の位置を調整するアクティブ調芯のために前記基板上で二次元的に移動可能であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、光コネクタ部の仮位置決め後に、アクティブ調芯を行って、複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置に光コネクタ部の位置を調整することができる。
【００１１】
ここで「アクティブ調芯」は、複数の光ファイバに光をそれぞれ入射させ、各光ファイバからの出射光の光強度がそれぞれ最大になるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより行う。例えば、光素子が面発光型半導体レーザ素子の場合、複数の面発光型半導体レーザ素子を電子素子としてのドライバＩＣで駆動して、各面発光型半導体レーザ素子からの出射光を光コネクタ部の複数の光ファイバに入射させ、各光ファイバからの出射光を複数のフォトダイオードで受光し、各フォトダイオードの出力信号が最大になるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより行う。
【００１２】
請求項３に記載の発明に係る光モジュールは、前記光コネクタ部の２つの貫通孔は、２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ガイドピンが嵌合する光コネクタ部の２つのガイドピン孔を、アライメントマークを視認するための貫通孔として利用して光コネクタ部の仮位置決めを行うので、２つのガイドピン孔を有する光コネクタ部に特別な加工をする必要がない。
【００１４】
請求項４に記載の発明に係る光モジュールは、前記光コネクタ部は２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔を有し、前記２つの貫通孔は、前記２つのガイドピン孔の外側に、前記２つのガイドピン孔の中心に中心をそれぞれ一致させて設けられたアライメント用の貫通孔であることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、光コネクタ部にフェルール型コネクタを装着した状態で、２つのアライメント用の貫通孔を通して各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯を、フェルール型コネクタに保持された多心光ファイバに光をそれぞれ通して行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明に係る光モジュールは、前記カバーの開口部と前記光コネクタ部との間の隙間には、樹脂封止剤或いは接着剤が充填されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、複数の光ファイバの各一端部と複数の光素子の各光出射部とをアクティブ調芯した後、光モジュール内部を樹脂封止剤で気密に封止することができ、或いは光コネクタ部を接着剤でカバーに固定することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明に係る光モジュールは、前記光素子としての複数の面発光型半導体レーザ素子と、前記複数の面発光型半導体レーザ素子を駆動する前記電子素子としてのドライバＩＣとを備え、前記複数の面発光型半導体レーザ素子からそれぞれ出射される光信号を前記複数の光ファイバを介して外部へ並列伝送する送信側光モジュールとして構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明に係る光モジュールは、前記光素子としての複数のフォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅する機能を有する前記電子素子としての増幅用ＩＣとを備え、外部から前記複数の光ファイバを介して並列伝送された光信号を前記複数のフォトダイオードで受光して電気信号に変換する受信側光モジュールとして構成したことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するために、請求項８に記載の発明に係る光モジュールの作製方法は、基板上に整列した複数の光素子と電子素子を実装し、複数の光素子と電子素子を電気的に接続する工程と、複数の光ファイバを整列させて保持した光コネクタ部を前記基板上に載置する工程と、前記光コネクタ部を装着するための開口部を有するカバーを前記基板に固定する工程と、前記光コネクタ部に設けられた２つの貫通孔を通して、各貫通孔の中心に前記基板上に設けられたアライメントマークを視認できるように、前記光コネクタ部を前記基板上で二次元的に動かして前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程と、前記光コネクタ部の仮位置決め後に、該光コネクタ部を、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置に調整するアクティブ調芯を行う工程と、前記アクティブ調芯後に、前記光コネクタ部を前記基板上に固定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、光コネクタ部の２つの貫通孔を通して各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯時に光コネクタ部を動かす量が少なくてすみ、アクティブ調芯を短時間で行うことができる。また、従来技術のように、パッシブアライメントを行うためのシリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を内部に設ける必要が無く、その分部品点数の削減と小型化を図ることができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明に係る光モジュールの作製方法は、前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程において、前記２つの貫通孔の各端部を、前記貫通孔の中心軸と光軸を一致させたカメラで撮像して、各貫通孔内部の画像情報を取得し、前記画像情報に基づき前記各貫通孔内部の画像を表示手段により表示することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、表示手段により表示される各貫通孔内部の画像を見ながら、各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことができるので、光コネクタ部の仮位置決めを容易にかつ効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態に係る光モジュールを図１乃至図６に基づいて説明する。
【００２６】
図１は第１実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す分解斜視図、図２は光モジュールの概略構成を示す縦断面図である。図３（Ａ）は光モジュール全体を示す斜視図、図３（Ｂ）はその光モジュールに用いる複数の光ファイバの１本を示す拡大図、図３（Ｃ）はその光モジュールに用いるレーザーダイオードアレイとドライバＩＣの接続関係を示す平面図である。図４は光モジュールの概略構成を示す分解斜視図、図５は光モジュールの光コネクタ部を示す斜視図、図６はその光モジュールの光コネクタ部に外部のコネクタを装着した状態を示す斜視図である。
【００２７】
第１実施形態に係る光モジュール１０は、図１、図２、図３（Ａ）および図４に示すように、基板１１と、光コネクタ部１２と、カバー１３と、ガイドピン３２とを備えている。基板１１は、セラミックス基板であり、その表面１１ａに電極パターン(図示省略)を有する。基板１１の電極パターン上には、一列に整列して実装された複数の光素子と、複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、を備える。本実施形態では、複数の光素子は、一列に整列された複数の面発光型半導体レーザ素子（光素子）を有するレーザーダイオードアレイ１４で構成されている。図３（Ｃ）で符号１４ａは、レーザーダイオードアレイ１４における複数の面発光型半導体レーザ素子の各光出射部（開口部）を示している。光素子としての面発光型半導体レーザ素子は、基板面に垂直な方向に光（光信号２３）を出射するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）である。また、電子素子は、レーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子を駆動するドライバＩＣ１５である。
【００２８】
レーザーダイオードアレイ１４およびドライバＩＣ１５は、基板１１の表面１１ａの電極パターン上に、例えばダイアタッチ剤で接着されて実装されている。レーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子とドライバＩＣ１５は、図３（Ａ）および図３（Ｃ）に示すように、複数のワイヤ２２でそれぞれ電気的に接続されている。これにより、ドライバＩＣ１５からレーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子には、ワイヤ２２を介して変調信号が入力され、各面発光型半導体レーザ素子から変調信号により変調された光信号２３が出射されるようになっている。また、ドライバＩＣ１５と基板１１の電極パターンとは、複数のワイヤ（図示省略）で電気的に接続されている。
【００２９】
光コネクタ部１２は、図５に示すように、複数の光ファイバ１６を一列に（図２で紙面に垂直な方向に）整列させて保持している。この光コネクタ部１２は、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心（コア中心）とレーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子の各光出射部１４ａの中心とが一致するようにアクティブ調芯した後、基板１１の表面１１ａ上に固定される。これにより、レーザーダイオードアレイ１４の各面発光型半導体レーザ素子からの出射光（光信号２３）は、複数の光ファイバ１６の対応する光ファイバの一端部１６ａにそれぞれ光結合するようになっている。
【００３０】
また、光コネクタ部１２は左右の側壁部１７を有する。両側壁部１７の下端面１７ａ（図５参照）が基板１１の表面１１ａとそれぞれ摺動可能に接している。複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部の中心とが一致するように、光コネクタ部１２を基板１１の表面１１ａ内で二次元的に動かしてアクティブ調芯した後、光コネクタ部１２の両側壁部１７の下端面１７ａを基板１１の表面１１ａに接着等により固定する。
【００３１】
さらに、光コネクタ部１２は、図５に示すように、複数の光ファイバ１６が挿入され、一列に整列して保持された複数のファイバ保持孔１２ａと、これらのファイバ保持孔１２ａの両側に設けられた２つのガイドピン孔１２ｂとを有する。２つのガイドピン孔１２ｂに、２つのガイドピン３２がそれぞれ嵌合可能になっている。
【００３２】
２つのガイドピン３２には、図６に示す外部のコネクタである多心用のフェルール型コネクタ（以下、ＭＴコネクタという。）３０の２つの貫通孔がそれぞれ嵌合可能になっている。ＭＴコネクタ３０の２つの貫通孔を２つのガイドピン３２にそれぞれ嵌合させることにより、ＭＴコネクタ３０に保持された多心光ファイバ（多心テープ光ファイバ）３１の各光ファイバの中心（コア中心）と、光コネクタ部１２に保持された複数の光ファイバ１６の各中心（コア中心）とが一致した状態で、ＭＴコネクタ３０が図６に示すように光コネクタ部１２に装着されるようになっている。
【００３３】
カバー１３は、図２および図４に示すように、光コネクタ部１２を装着するための開口部１３ａを有し、レーザーダイオードアレイ１４、ドライバＩＣ１５などの部品全体を覆うように基板１１に接着等により固定される。このカバー１３は、熱伝導率の高い材料、例えばＣｕ（銅）とＷ（タングステン）の合金で作製されている。
【００３４】
光モジュール１０の特徴は、以下の構成にある。
・光コネクタ部１２は、図１および図５に示すように、複数の光ファイバ１６が挿入された整列する複数のファイバ保持孔１２ａと、複数のファイバ保持孔１２ａの両側に、複数のファイバ保持孔１２ａの各中心に中心がそれぞれ一致した２つの貫通孔とを有する。本実施形態では、２つの貫通孔は２つのガイドピン３２がそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔１２ｂである。
【００３５】
・基板１１の表面１１ａ上には、図１および図５に示すように、２つのガイドピン孔（貫通孔）１２ｂをそれぞれ通して視認可能で、光コネクタ部の位置決め基準となる２つのアライメントマーク５０がレーザーダイオードアレイ１４の外側に設けられている。
【００３６】
また、この光モジュール１０では、光コネクタ部１２は、複数の光ファイバ１６とレーザーダイオードアレイ１４とがそれぞれ光結合するように光コネクタ部１２の位置を調整するアクティブ調芯のために基板１１の表面１１ａ上で二次元的に移動可能である。つまり、光コネクタ部１２は、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心（コア中心）とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａ（図３（Ｃ）参照）の中心とをそれぞれ一致させるアクティブ調芯を行うために、両側壁部１７の下端面１７ａが基板１１の表面１１ａとそれぞれ摺動可能に接しており、基板１１上で二次元的に移動可能である。
【００３７】
また、光コネクタ部１２の基板１１の表面１１ａと対向する一端面１２ｃ（図５参照）では、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａが一列に整列して、レーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａとそれぞれ対向している。また、光コネクタ部１２の一端面１２ｃとは反対側の他端面１２ｄでは、複数の光ファイバ１６の各他端部１６ｂが一列に整列している。光コネクタ部１２の側面とカバー１３の開口部１３ａとの間の隙間には、図２に示すように樹脂封止剤或いは接着剤等の樹脂１８が充填されている。
【００３８】
また、図１および図２に示すように、基板１１の表面１１ａおよびこの表面に実装された部品と、カバー１３との間のギャップ（空間）には、熱伝導率の高い封止剤が充填されている。具体的には、カバー１３とドライバＩＣ１５との間の空間には、熱伝導性と絶縁性を有するシリコーンゲル１９が封止剤として充填されている。また、複数の光ファイバ１６の一端部１６ａとレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａとの間の空間には、透明なシリコーンゲル２０が封止剤として充填されている。
<光モジュールの作製方法>
以上の構成を有する光モジュール１０の作製方法を、図１に基づいて説明する。
【００３９】
光モジュール１０の作製方法は、以下の工程（１）〜（６）を備える。
（１）基板１１の表面１１ａの電極パターン上に整列したレーザーダイオードアレイ１４とドライバＩＣ１５を実装し、レーザーダイオードアレイ１４とドライバＩＣをワイヤ２２で電気的に接続する工程。
【００４０】
（２）複数の光ファイバ１６を整列させて保持した光コネクタ部１２を基板１１の表面１１ａ上に載置する工程。
【００４１】
（３）光コネクタ部１２を装着するための開口部１３ａを有するカバー１３を基板１１に固定する工程。
【００４２】
（４）光コネクタ部１２に設けられた２つのガイドピン孔（貫通孔）１２ｂを通して、各ガイドピン孔１２ｂの中心に基板１１上に設けられたアライメントマーク５０を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かして光コネクタ部１２の仮位置決め（粗い位置決め）を行う工程。
【００４３】
（５）光コネクタ部１２の仮位置決め後に、光コネクタ部１２を、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａの中心とがそれぞれ一致する位置に調整するアクティブ調芯を行う工程。
【００４４】
（６）アクティブ調芯後に、光コネクタ部１２を基板１１の表面１１ａ上に固定する工程。
【００４５】
光コネクタ部１２の仮位置決めを行う上記工程（４）では、図１に示すように、２つのガイドピン孔１２ｂの各端部を、ガイドピン孔１２ｂの中心軸とレンズの光軸を一致させたカメラ５１で撮像して、各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像情報を取得し、画像情報に基づき各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像を表示手段としてのディスプレイ５２により表示するのが好ましい。
【００４６】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○光コネクタ部１２の２つのガイドピン孔１２ｂを通して各ガイドピン孔１２ｂの中心に２つのアライメントマーク５０を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部１２の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯時に光コネクタ部１２を動かす量が少なくてすみ、アクティブ調芯を短時間で行うことができる。また、従来技術のように、パッシブアライメントを行うためのシリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を内部に設ける必要が無く、その分部品点数の削減と小型化を図ることができる。
【００４７】
従って、アクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュール１０を実現することができる。
【００４８】
○光コネクタ部１２は基板１１上で二次元的に移動可能であるので、光コネクタ部１２の仮位置決め後に、アクティブ調芯を行って、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａの中心とがそれぞれ一致するように、光コネクタ部１２の位置を調整することができる。
【００４９】
○ガイドピン３２が嵌合する光コネクタ部１２の２つのガイドピン孔１２ｂを、アライメントマーク５０を視認するための貫通孔として利用して光コネクタ部１２の仮位置決めを行うので、２つのガイドピン孔１２ｂを有する光コネクタ部１２に特別な加工をする必要がない。
【００５０】
○カバー１３の開口部１３ａと光コネクタ部１２との間の隙間には、樹脂封止剤或いは接着剤等の樹脂１８が充填されている。このため、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａとレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部とが一致するようにアクティブ調芯した後、光モジュール１２内部を樹脂封止剤気密に封止することができ、或いは光コネクタ部１２をカバー１３に固定することができる。
【００５１】
○上述した光モジュールの作製方法では、光コネクタ部１２の仮位置決めを行う上記工程（４）において、図１に示すように、各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像情報をカメラ５１で取得し、取得した画像情報に基づき各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像をディスプレイ５２で表示する。これにより、ディスプレイ５２で表示される各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像を見ながら、各ガイドピン孔１２ｂの中心にアライメントマーク５０を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かすことができる。このため、光コネクタ部１２の仮位置決めを容易にかつ効率よく行うことができる。
【００５２】
○上記工程（４）において、２つのガイドピン孔１２ｂの各端部を、ガイドピン孔１２ｂの中心軸とレンズの光軸を一致させたカメラ５１で撮像して、各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像情報を取得するので、ディスプレイ５２で表示される画像は、２つのガイドピン孔１２ｂの各端部を垂直方向から見た画像となる。このため、その画像を見ながら、光コネクタ部１２の仮位置決めを正確に行うことができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光モジュールを図７および図８に基づいて説明する。
【００５４】
上記第１実施形態に係る光モジュール１０では、ガイドピン３２が嵌合する光コネクタ部１２の２つのガイドピン孔１２ｂを、アライメントマーク５０を視認するための貫通孔として利用している。これに対して、図７および図８に示す第２実施形態に係る光モジュール１０Ａでは、アライメントマーク５０の外側に２つのアライメントマーク５４が設けられている。そして、２つのアライメントマーク５４を視認するための２つの貫通孔として、光コネクタ部１２における２つのガイドピン孔１２ｂの外側に、２つのガイドピン孔１２ｂの中心に中心をそれぞれ一致させて設けられた孔（以下、アライメント用の貫通孔と呼ぶ）５３を用いている。第２実施形態に係る光モジュール１０Ａのその他の構成は、上記第１実施形態に係る光モジュール１０と同様である。
【００５５】
以上のように構成された第２実施形態によれば、上記第１実施形態の奏する上記作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
【００５６】
アライメントマーク５０の外側に設けたアライメントマーク５４を視認するための２つの貫通孔として、２つのガイドピン孔１２ｂの外側に、２つのガイドピン孔１２ｂの中心に中心をそれぞれ一致させて設けられたアライメント用の貫通孔５３を用いている。これにより、光コネクタ部１２にＭＴコネクタ３０を装着した状態で、２つのアライメント用の貫通孔５３を通して各貫通孔５３の中心にアライメントマーク５４を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部１２の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯を、ＭＴコネクタ３０に保持された多心光ファイバ３１に光をそれぞれ通して行うことができる。
【００５７】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る光モジュール１０Ｂを図９（Ａ），（Ｂ）および図１０に基づいて説明する。
【００５８】
上記第１実施形態では、ドライバＩＣ１５を基板１１の電極パターン上にワイヤボンディング実装している。これに対して、第３実施形態に係る光モジュール１０Ｂでは、図９（Ａ），（Ｂ）および図１０に示すように、ドライバＩＣ１５を基板１１の電極パターン上にフリップチップ実装している。また、この光モジュール１０Ｂでは、レーザーダイオードアレイ１４を、基板１１に設けた凹部１１ｃ内に配置している。そして、レーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子とドライバＩＣ１５が接続された複数の配線（電極パターンの一部）とが、ワイヤ２２でそれぞれ電気的に接続されている。光モジュール１０Ｂのその他の構成は、上記第１実施形態に係る光モジュール１０と同様である。
【００５９】
このような構成を有する第３実施形態に係る光モジュール１０Ｂによれば、ドライバＩＣ１５を基板１１の電極パターン上にフリップチップ実装した光モジュールにおいて、上記第１実施形態と同様にアクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュール１０を実現することができる。
【００６０】
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、送信側光モジュールとして構成した光モジュール１０，１０Ａについて説明したが、本発明はこれに限定されない。光モジュール１０，１０Ａにおいて、レーザーダイオードアレイ１４に代えて一列に整列された複数のフォトダイオード素子（光素子）を有するフォトダイオードアレイを用いる。そして、ドライバＩＣ１５に代えて、各フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅する（TIA：Transimpedance Amplifier）の機能を備えた増幅用ＩＣを用いて受信側光モジュールとして構成した光モジュールにも本発明は適用可能である。
【００６１】
・また、レーザーダイオードアレイ１４に代えて、複数の面発光型半導体レーザ素子（光素子）が一列に整列されて実装された光モジュール、或いは、フォトダイオードアレイに代えて複数のフォトダイオード（光素子）が一列に整列されて実装された光モジュールにも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】第１実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す縦断面図。
【図３】（Ａ）は光モジュール全体を示す斜視図、（Ｂ）はその光モジュールに用いる複数の光ファイバの１本を示す拡大図、（Ｃ）はその光モジュールに用いるレーザーダイオードアレイとドライバＩＣの接続関係を示す平面図。
【図４】光モジュールの概略構成を示す分解斜視図。
【図５】光モジュールの光コネクタ部を示す斜視図。
【図６】第１実施形態に係る光モジュールの光コネクタ部に外部のコネクタを装着した状態を示す斜視図。
【図７】第２実施形態に係る光モジュールにおけるアライメント用の貫通孔とアライメントマークの位置関係を示す説明図。
【図８】第２実施形態に係る光モジュールの光コネクタ部に外部のコネクタを装着した状態を示す斜視図。
【図９】（Ａ）は第３実施形態に係る光モジュール全体を示す斜視図、（Ｂ）は光モジュールの主要部を示す斜視図。
【図１０】第３実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００６３】
１０，１０Ａ，１０Ｂ：光モジュール
１１：基板
１１ａ：表面
１２：光コネクタ部
１２ａ：ファイバ保持孔
１２ｂ：ガイドピン孔（貫通孔）
１３：カバー
１３ａ：開口部
１４：面発光型半導体レーザ（光素子）
１５：ドライバＩＣ（電子素子）
１６：光ファイバ
１６ａ：一端部
２３：光信号
３０：多心用のフェルール型コネクタ（ＭＴコネクタ）
３１：多心光ファイバ（多心テープ光ファイバ）
５０，５４：アライメントマーク
５１：カメラ
５２：表示手段としてのディスプレイ
５３：アライメント用の貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール、特に、ボード間光伝送システムや装置間（筐体間）光伝送システムに用いられ、並列に配置された複数の光ファイバ（複数のチャネル）で光信号を並列伝送する並列光モジュールとしての光モジュールおよびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の発光素子と、複数の発光素子を駆動する電子半導体チップ（ＩＣ）とをケース内に収容して一体化した光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、複数のレーザダイオード或いは複数のフォトダイオードと、ＩＣ（各レーザダイオードを駆動するドライバＩＣ或いは各フォトダイオードの出力を処理する増幅用ＩＣ）とを収容してケース内に一体化した光モジュールが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６１３７２号公報
【非特許文献１】岡安俊幸，“メモリテストシステムにおける高密度インターコネクション”，第二回シリコンアナログＲＦ研究会，2004/8/2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１や非特許文献１に開示された従来の光モジュールでは、シリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を用いたパッシブクティブ調芯により、フェルールに保持された複数の光ファイバの各一端部と複数の光素子の各光出射部或いは光受光部とを一致させるようにしている。このため、パッシブアライメントを行うためのＳｉＯＢを光モジュール内部に設ける必要が有り、その分部品点数が増えて光モジュールが大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、アクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュールおよびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る光モジュールは、基板と、前記基板上に実装された複数の光素子と、前記基板上に実装され、前記複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、複数の光ファイバを保持し、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置で前記基板に固定される光コネクタ部と、前記光コネクタ部を装着するための開口部を有し、前記複数の光素子と前記電子素子を含む部品全体を覆うように前記基板に固定されるカバーと、を備え、前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバが挿入、保持された複数のファイバ保持孔と、前記複数のファイバ保持孔の両側に、前記複数のファイバ保持孔の各中心に中心がそれぞれ一致した２つの貫通孔とを有し、前記基板の表面上には、前記２つの貫通孔をそれぞれ通して視認可能で、前記光コネクタ部の位置決め基準となる２つのアライメントマークが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、光コネクタ部の２つの貫通孔を通して各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯時に光コネクタ部を動かす量が少なくてすみ、アクティブ調芯を短時間で行うことができる。また、従来技術のように、パッシブアライメントを行うためのシリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を内部に設ける必要が無く、その分部品点数の削減と小型化を図ることができる。
【０００８】
ここで、「複数の光ファイバと複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置」とは、各光ファイバのコア中心と各光素子の光出射部或いは受光部の中心とがそれぞれ一致する位置を言う。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係る光モジュールは、前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合するように前記光コネクタ部の位置を調整するアクティブ調芯のために前記基板上で二次元的に移動可能であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、光コネクタ部の仮位置決め後に、アクティブ調芯を行って、複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置に光コネクタ部の位置を調整することができる。
【００１１】
ここで「アクティブ調芯」は、複数の光ファイバに光をそれぞれ入射させ、各光ファイバからの出射光の光強度がそれぞれ最大になるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより行う。例えば、光素子が面発光型半導体レーザ素子の場合、複数の面発光型半導体レーザ素子を電子素子としてのドライバＩＣで駆動して、各面発光型半導体レーザ素子からの出射光を光コネクタ部の複数の光ファイバに入射させ、各光ファイバからの出射光を複数のフォトダイオードで受光し、各フォトダイオードの出力信号が最大になるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより行う。
【００１２】
請求項３に記載の発明に係る光モジュールは、前記光コネクタ部の２つの貫通孔は、２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ガイドピンが嵌合する光コネクタ部の２つのガイドピン孔を、アライメントマークを視認するための貫通孔として利用して光コネクタ部の仮位置決めを行うので、２つのガイドピン孔を有する光コネクタ部に特別な加工をする必要がない。
【００１４】
請求項４に記載の発明に係る光モジュールは、前記光コネクタ部は２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔を有し、前記２つの貫通孔は、前記２つのガイドピン孔の外側に、前記２つのガイドピン孔の中心に中心をそれぞれ一致させて設けられたアライメント用の貫通孔であることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、光コネクタ部にフェルール型コネクタを装着した状態で、２つのアライメント用の貫通孔を通して各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯を、フェルール型コネクタに保持された多心光ファイバに光をそれぞれ通して行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明に係る光モジュールは、前記カバーの開口部と前記光コネクタ部との間の隙間には、樹脂封止剤或いは接着剤が充填されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、複数の光ファイバの各一端部と複数の光素子の各光出射部とをアクティブ調芯した後、光モジュール内部を樹脂封止剤で気密に封止することができ、或いは光コネクタ部を接着剤でカバーに固定することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明に係る光モジュールは、前記光素子としての複数の面発光型半導体レーザ素子と、前記複数の面発光型半導体レーザ素子を駆動する前記電子素子としてのドライバＩＣとを備え、前記複数の面発光型半導体レーザ素子からそれぞれ出射される光信号を前記複数の光ファイバを介して外部へ並列伝送する送信側光モジュールとして構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明に係る光モジュールは、前記光素子としての複数のフォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅する機能を有する前記電子素子としての増幅用ＩＣとを備え、外部から前記複数の光ファイバを介して並列伝送された光信号を前記複数のフォトダイオードで受光して電気信号に変換する受信側光モジュールとして構成したことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するために、請求項８に記載の発明に係る光モジュールの作製方法は、基板上に整列した複数の光素子と電子素子を実装し、複数の光素子と電子素子を電気的に接続する工程と、複数の光ファイバを整列させて保持した光コネクタ部を前記基板上に載置する工程と、前記光コネクタ部を装着するための開口部を有するカバーを前記基板に固定する工程と、前記光コネクタ部に設けられた２つの貫通孔を通して、各貫通孔の中心に前記基板上に設けられたアライメントマークを視認できるように、前記光コネクタ部を前記基板上で二次元的に動かして前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程と、前記光コネクタ部の仮位置決め後に、該光コネクタ部を、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置に調整するアクティブ調芯を行う工程と、前記アクティブ調芯後に、前記光コネクタ部を前記基板上に固定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、光コネクタ部の２つの貫通孔を通して各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯時に光コネクタ部を動かす量が少なくてすみ、アクティブ調芯を短時間で行うことができる。また、従来技術のように、パッシブアライメントを行うためのシリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を内部に設ける必要が無く、その分部品点数の削減と小型化を図ることができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明に係る光モジュールの作製方法は、前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程において、前記２つの貫通孔の各端部を、前記貫通孔の中心軸と光軸を一致させたカメラで撮像して、各貫通孔内部の画像情報を取得し、前記画像情報に基づき前記各貫通孔内部の画像を表示手段により表示することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、表示手段により表示される各貫通孔内部の画像を見ながら、各貫通孔の中心にアライメントマークを視認できるように、光コネクタ部を基板上で二次元的に動かすことができるので、光コネクタ部の仮位置決めを容易にかつ効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態に係る光モジュールを図１乃至図６に基づいて説明する。
【００２６】
図１は第１実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す分解斜視図、図２は光モジュールの概略構成を示す縦断面図である。図３（Ａ）は光モジュール全体を示す斜視図、図３（Ｂ）はその光モジュールに用いる複数の光ファイバの１本を示す拡大図、図３（Ｃ）はその光モジュールに用いるレーザーダイオードアレイとドライバＩＣの接続関係を示す平面図である。図４は光モジュールの概略構成を示す分解斜視図、図５は光モジュールの光コネクタ部を示す斜視図、図６はその光モジュールの光コネクタ部に外部のコネクタを装着した状態を示す斜視図である。
【００２７】
第１実施形態に係る光モジュール１０は、図１、図２、図３（Ａ）および図４に示すように、基板１１と、光コネクタ部１２と、カバー１３と、ガイドピン３２とを備えている。基板１１は、セラミックス基板であり、その表面１１ａに電極パターン(図示省略)を有する。基板１１の電極パターン上には、一列に整列して実装された複数の光素子と、複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、を備える。本実施形態では、複数の光素子は、一列に整列された複数の面発光型半導体レーザ素子（光素子）を有するレーザーダイオードアレイ１４で構成されている。図３（Ｃ）で符号１４ａは、レーザーダイオードアレイ１４における複数の面発光型半導体レーザ素子の各光出射部（開口部）を示している。光素子としての面発光型半導体レーザ素子は、基板面に垂直な方向に光（光信号２３）を出射するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）である。また、電子素子は、レーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子を駆動するドライバＩＣ１５である。
【００２８】
レーザーダイオードアレイ１４およびドライバＩＣ１５は、基板１１の表面１１ａの電極パターン上に、例えばダイアタッチ剤で接着されて実装されている。レーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子とドライバＩＣ１５は、図３（Ａ）および図３（Ｃ）に示すように、複数のワイヤ２２でそれぞれ電気的に接続されている。これにより、ドライバＩＣ１５からレーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子には、ワイヤ２２を介して変調信号が入力され、各面発光型半導体レーザ素子から変調信号により変調された光信号２３が出射されるようになっている。また、ドライバＩＣ１５と基板１１の電極パターンとは、複数のワイヤ（図示省略）で電気的に接続されている。
【００２９】
光コネクタ部１２は、図５に示すように、複数の光ファイバ１６を一列に（図２で紙面に垂直な方向に）整列させて保持している。この光コネクタ部１２は、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心（コア中心）とレーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子の各光出射部１４ａの中心とが一致するようにアクティブ調芯した後、基板１１の表面１１ａ上に固定される。これにより、レーザーダイオードアレイ１４の各面発光型半導体レーザ素子からの出射光（光信号２３）は、複数の光ファイバ１６の対応する光ファイバの一端部１６ａにそれぞれ光結合するようになっている。
【００３０】
また、光コネクタ部１２は左右の側壁部１７を有する。両側壁部１７の下端面１７ａ（図５参照）が基板１１の表面１１ａとそれぞれ摺動可能に接している。複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部の中心とが一致するように、光コネクタ部１２を基板１１の表面１１ａ内で二次元的に動かしてアクティブ調芯した後、光コネクタ部１２の両側壁部１７の下端面１７ａを基板１１の表面１１ａに接着等により固定する。
【００３１】
さらに、光コネクタ部１２は、図５に示すように、複数の光ファイバ１６が挿入され、一列に整列して保持された複数のファイバ保持孔１２ａと、これらのファイバ保持孔１２ａの両側に設けられた２つのガイドピン孔１２ｂとを有する。２つのガイドピン孔１２ｂに、２つのガイドピン３２がそれぞれ嵌合可能になっている。
【００３２】
２つのガイドピン３２には、図６に示す外部のコネクタである多心用のフェルール型コネクタ（以下、ＭＴコネクタという。）３０の２つの貫通孔がそれぞれ嵌合可能になっている。ＭＴコネクタ３０の２つの貫通孔を２つのガイドピン３２にそれぞれ嵌合させることにより、ＭＴコネクタ３０に保持された多心光ファイバ（多心テープ光ファイバ）３１の各光ファイバの中心（コア中心）と、光コネクタ部１２に保持された複数の光ファイバ１６の各中心（コア中心）とが一致した状態で、ＭＴコネクタ３０が図６に示すように光コネクタ部１２に装着されるようになっている。
【００３３】
カバー１３は、図２および図４に示すように、光コネクタ部１２を装着するための開口部１３ａを有し、レーザーダイオードアレイ１４、ドライバＩＣ１５などの部品全体を覆うように基板１１に接着等により固定される。このカバー１３は、熱伝導率の高い材料、例えばＣｕ（銅）とＷ（タングステン）の合金で作製されている。
【００３４】
光モジュール１０の特徴は、以下の構成にある。
・光コネクタ部１２は、図１および図５に示すように、複数の光ファイバ１６が挿入された整列する複数のファイバ保持孔１２ａと、複数のファイバ保持孔１２ａの両側に、複数のファイバ保持孔１２ａの各中心に中心がそれぞれ一致した２つの貫通孔とを有する。本実施形態では、２つの貫通孔は２つのガイドピン３２がそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔１２ｂである。
【００３５】
・基板１１の表面１１ａ上には、図１および図５に示すように、２つのガイドピン孔（貫通孔）１２ｂをそれぞれ通して視認可能で、光コネクタ部の位置決め基準となる２つのアライメントマーク５０がレーザーダイオードアレイ１４の外側に設けられている。
【００３６】
また、この光モジュール１０では、光コネクタ部１２は、複数の光ファイバ１６とレーザーダイオードアレイ１４とがそれぞれ光結合するように光コネクタ部１２の位置を調整するアクティブ調芯のために基板１１の表面１１ａ上で二次元的に移動可能である。つまり、光コネクタ部１２は、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心（コア中心）とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａ（図３（Ｃ）参照）の中心とをそれぞれ一致させるアクティブ調芯を行うために、両側壁部１７の下端面１７ａが基板１１の表面１１ａとそれぞれ摺動可能に接しており、基板１１上で二次元的に移動可能である。
【００３７】
また、光コネクタ部１２の基板１１の表面１１ａと対向する一端面１２ｃ（図５参照）では、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａが一列に整列して、レーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａとそれぞれ対向している。また、光コネクタ部１２の一端面１２ｃとは反対側の他端面１２ｄでは、複数の光ファイバ１６の各他端部１６ｂが一列に整列している。光コネクタ部１２の側面とカバー１３の開口部１３ａとの間の隙間には、図２に示すように樹脂封止剤或いは接着剤等の樹脂１８が充填されている。
【００３８】
また、図１および図２に示すように、基板１１の表面１１ａおよびこの表面に実装された部品と、カバー１３との間のギャップ（空間）には、熱伝導率の高い封止剤が充填されている。具体的には、カバー１３とドライバＩＣ１５との間の空間には、熱伝導性と絶縁性を有するシリコーンゲル１９が封止剤として充填されている。また、複数の光ファイバ１６の一端部１６ａとレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａとの間の空間には、透明なシリコーンゲル２０が封止剤として充填されている。
<光モジュールの作製方法>
以上の構成を有する光モジュール１０の作製方法を、図１に基づいて説明する。
【００３９】
光モジュール１０の作製方法は、以下の工程（１）〜（６）を備える。
（１）基板１１の表面１１ａの電極パターン上に整列したレーザーダイオードアレイ１４とドライバＩＣ１５を実装し、レーザーダイオードアレイ１４とドライバＩＣをワイヤ２２で電気的に接続する工程。
【００４０】
（２）複数の光ファイバ１６を整列させて保持した光コネクタ部１２を基板１１の表面１１ａ上に載置する工程。
【００４１】
（３）光コネクタ部１２を装着するための開口部１３ａを有するカバー１３を基板１１に固定する工程。
【００４２】
（４）光コネクタ部１２に設けられた２つのガイドピン孔（貫通孔）１２ｂを通して、各ガイドピン孔１２ｂの中心に基板１１上に設けられたアライメントマーク５０を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かして光コネクタ部１２の仮位置決め（粗い位置決め）を行う工程。
【００４３】
（５）光コネクタ部１２の仮位置決め後に、光コネクタ部１２を、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａの中心とがそれぞれ一致する位置に調整するアクティブ調芯を行う工程。
【００４４】
（６）アクティブ調芯後に、光コネクタ部１２を基板１１の表面１１ａ上に固定する工程。
【００４５】
光コネクタ部１２の仮位置決めを行う上記工程（４）では、図１に示すように、２つのガイドピン孔１２ｂの各端部を、ガイドピン孔１２ｂの中心軸とレンズの光軸を一致させたカメラ５１で撮像して、各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像情報を取得し、画像情報に基づき各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像を表示手段としてのディスプレイ５２により表示するのが好ましい。
【００４６】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○光コネクタ部１２の２つのガイドピン孔１２ｂを通して各ガイドピン孔１２ｂの中心に２つのアライメントマーク５０を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部１２の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯時に光コネクタ部１２を動かす量が少なくてすみ、アクティブ調芯を短時間で行うことができる。また、従来技術のように、パッシブアライメントを行うためのシリコン・オプティカルベンチ（ＳｉＯＢ）を内部に設ける必要が無く、その分部品点数の削減と小型化を図ることができる。
【００４７】
従って、アクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュール１０を実現することができる。
【００４８】
○光コネクタ部１２は基板１１上で二次元的に移動可能であるので、光コネクタ部１２の仮位置決め後に、アクティブ調芯を行って、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａの中心とレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部１４ａの中心とがそれぞれ一致するように、光コネクタ部１２の位置を調整することができる。
【００４９】
○ガイドピン３２が嵌合する光コネクタ部１２の２つのガイドピン孔１２ｂを、アライメントマーク５０を視認するための貫通孔として利用して光コネクタ部１２の仮位置決めを行うので、２つのガイドピン孔１２ｂを有する光コネクタ部１２に特別な加工をする必要がない。
【００５０】
○カバー１３の開口部１３ａと光コネクタ部１２との間の隙間には、樹脂封止剤或いは接着剤等の樹脂１８が充填されている。このため、複数の光ファイバ１６の各一端部１６ａとレーザーダイオードアレイ１４の各光出射部とが一致するようにアクティブ調芯した後、光モジュール１２内部を樹脂封止剤気密に封止することができ、或いは光コネクタ部１２をカバー１３に固定することができる。
【００５１】
○上述した光モジュールの作製方法では、光コネクタ部１２の仮位置決めを行う上記工程（４）において、図１に示すように、各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像情報をカメラ５１で取得し、取得した画像情報に基づき各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像をディスプレイ５２で表示する。これにより、ディスプレイ５２で表示される各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像を見ながら、各ガイドピン孔１２ｂの中心にアライメントマーク５０を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かすことができる。このため、光コネクタ部１２の仮位置決めを容易にかつ効率よく行うことができる。
【００５２】
○上記工程（４）において、２つのガイドピン孔１２ｂの各端部を、ガイドピン孔１２ｂの中心軸とレンズの光軸を一致させたカメラ５１で撮像して、各ガイドピン孔１２ｂ内部の画像情報を取得するので、ディスプレイ５２で表示される画像は、２つのガイドピン孔１２ｂの各端部を垂直方向から見た画像となる。このため、その画像を見ながら、光コネクタ部１２の仮位置決めを正確に行うことができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光モジュールを図７および図８に基づいて説明する。
【００５４】
上記第１実施形態に係る光モジュール１０では、ガイドピン３２が嵌合する光コネクタ部１２の２つのガイドピン孔１２ｂを、アライメントマーク５０を視認するための貫通孔として利用している。これに対して、図７および図８に示す第２実施形態に係る光モジュール１０Ａでは、アライメントマーク５０の外側に２つのアライメントマーク５４が設けられている。そして、２つのアライメントマーク５４を視認するための２つの貫通孔として、光コネクタ部１２における２つのガイドピン孔１２ｂの外側に、２つのガイドピン孔１２ｂの中心に中心をそれぞれ一致させて設けられた孔（以下、アライメント用の貫通孔と呼ぶ）５３を用いている。第２実施形態に係る光モジュール１０Ａのその他の構成は、上記第１実施形態に係る光モジュール１０と同様である。
【００５５】
以上のように構成された第２実施形態によれば、上記第１実施形態の奏する上記作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
【００５６】
アライメントマーク５０の外側に設けたアライメントマーク５４を視認するための２つの貫通孔として、２つのガイドピン孔１２ｂの外側に、２つのガイドピン孔１２ｂの中心に中心をそれぞれ一致させて設けられたアライメント用の貫通孔５３を用いている。これにより、光コネクタ部１２にＭＴコネクタ３０を装着した状態で、２つのアライメント用の貫通孔５３を通して各貫通孔５３の中心にアライメントマーク５４を視認できるように、光コネクタ部１２を基板１１上で二次元的に動かすことにより、光コネクタ部１２の仮位置決めを行うことができる。このため、その仮位置決め後に行うアクティブ調芯を、ＭＴコネクタ３０に保持された多心光ファイバ３１に光をそれぞれ通して行うことができる。
【００５７】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る光モジュール１０Ｂを図９（Ａ），（Ｂ）および図１０に基づいて説明する。
【００５８】
上記第１実施形態では、ドライバＩＣ１５を基板１１の電極パターン上にワイヤボンディング実装している。これに対して、第３実施形態に係る光モジュール１０Ｂでは、図９（Ａ），（Ｂ）および図１０に示すように、ドライバＩＣ１５を基板１１の電極パターン上にフリップチップ実装している。また、この光モジュール１０Ｂでは、レーザーダイオードアレイ１４を、基板１１に設けた凹部１１ｃ内に配置している。そして、レーザーダイオードアレイ１４の複数の面発光型半導体レーザ素子とドライバＩＣ１５が接続された複数の配線（電極パターンの一部）とが、ワイヤ２２でそれぞれ電気的に接続されている。光モジュール１０Ｂのその他の構成は、上記第１実施形態に係る光モジュール１０と同様である。
【００５９】
このような構成を有する第３実施形態に係る光モジュール１０Ｂによれば、ドライバＩＣ１５を基板１１の電極パターン上にフリップチップ実装した光モジュールにおいて、上記第１実施形態と同様にアクティブ調芯を短時間で行うことができると共に、部品点数の削減と小型化を図ることができる光モジュール１０を実現することができる。
【００６０】
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、送信側光モジュールとして構成した光モジュール１０，１０Ａについて説明したが、本発明はこれに限定されない。光モジュール１０，１０Ａにおいて、レーザーダイオードアレイ１４に代えて一列に整列された複数のフォトダイオード素子（光素子）を有するフォトダイオードアレイを用いる。そして、ドライバＩＣ１５に代えて、各フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅する（TIA：Transimpedance Amplifier）の機能を備えた増幅用ＩＣを用いて受信側光モジュールとして構成した光モジュールにも本発明は適用可能である。
【００６１】
・また、レーザーダイオードアレイ１４に代えて、複数の面発光型半導体レーザ素子（光素子）が一列に整列されて実装された光モジュール、或いは、フォトダイオードアレイに代えて複数のフォトダイオード（光素子）が一列に整列されて実装された光モジュールにも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】第１実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す縦断面図。
【図３】（Ａ）は光モジュール全体を示す斜視図、（Ｂ）はその光モジュールに用いる複数の光ファイバの１本を示す拡大図、（Ｃ）はその光モジュールに用いるレーザーダイオードアレイとドライバＩＣの接続関係を示す平面図。
【図４】光モジュールの概略構成を示す分解斜視図。
【図５】光モジュールの光コネクタ部を示す斜視図。
【図６】第１実施形態に係る光モジュールの光コネクタ部に外部のコネクタを装着した状態を示す斜視図。
【図７】第２実施形態に係る光モジュールにおけるアライメント用の貫通孔とアライメントマークの位置関係を示す説明図。
【図８】第２実施形態に係る光モジュールの光コネクタ部に外部のコネクタを装着した状態を示す斜視図。
【図９】（Ａ）は第３実施形態に係る光モジュール全体を示す斜視図、（Ｂ）は光モジュールの主要部を示す斜視図。
【図１０】第３実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００６３】
１０，１０Ａ，１０Ｂ：光モジュール
１１：基板
１１ａ：表面
１２：光コネクタ部
１２ａ：ファイバ保持孔
１２ｂ：ガイドピン孔（貫通孔）
１３：カバー
１３ａ：開口部
１４：面発光型半導体レーザ（光素子）
１５：ドライバＩＣ（電子素子）
１６：光ファイバ
１６ａ：一端部
２３：光信号
３０：多心用のフェルール型コネクタ（ＭＴコネクタ）
３１：多心光ファイバ（多心テープ光ファイバ）
５０，５４：アライメントマーク
５１：カメラ
５２：表示手段としてのディスプレイ
５３：アライメント用の貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に実装された複数の光素子と、
前記基板上に実装され、前記複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、
複数の光ファイバを保持し、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置で前記基板に固定される光コネクタ部と、
前記光コネクタ部を装着するための開口部を有し、前記複数の光素子と前記電子素子を含む部品全体を覆うように前記基板に固定されるカバーと、を備え、
前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバが挿入、保持された複数のファイバ保持孔と、前記複数のファイバ保持孔の両側に、前記複数のファイバ保持孔の各中心に中心がそれぞれ一致した２つの貫通孔とを有し、
前記基板の表面上には、前記２つの貫通孔をそれぞれ通して視認可能で、前記光コネクタ部の位置決め基準となる２つのアライメントマークが設けられていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合するように前記光コネクタ部の位置を調整するアクティブ調芯のために前記基板上で二次元的に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光コネクタ部の２つの貫通孔は、２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光コネクタ部は２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔を有し、前記２つの貫通孔は、前記２つのガイドピン孔の外側に、前記２つのガイドピン孔の中心に中心をそれぞれ一致させて設けられたアライメント用の貫通孔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記カバーの開口部と前記光コネクタ部との間の隙間には、樹脂封止剤或いは接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光素子としての複数の面発光型半導体レーザ素子と、前記複数の面発光型半導体レーザ素子を駆動する前記電子素子としてのドライバＩＣとを備え、前記複数の面発光型半導体レーザ素子からそれぞれ出射される光信号を前記複数の光ファイバを介して外部へ並列伝送する送信側光モジュールとして構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の光モジュール。
【請求項７】
前記光素子としての複数のフォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅する機能を有する前記電子素子としての増幅用ＩＣとを備え、外部から前記複数の光ファイバを介して並列伝送された光信号を前記複数のフォトダイオードで受光して電気信号に変換する受信側光モジュールとして構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の光モジュール。
【請求項８】
光モジュールの作製方法であって、
基板上に整列した複数の光素子と電子素子を実装し、複数の光素子と電子素子を電気的に接続する工程と、
複数の光ファイバを保持した光コネクタ部を前記基板上に載置する工程と、
前記光コネクタ部を装着するための開口部を有するカバーを前記基板に固定する工程と、
前記光コネクタ部に設けられた２つの貫通孔を通して、各貫通孔の中心に前記基板上に設けられたアライメントマークを視認できるように、前記光コネクタ部を前記基板上で二次元的に動かして前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程と、
前記光コネクタ部の仮位置決め後に、該光コネクタ部を、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置に調整するアクティブ調芯を行う工程と、
前記アクティブ調芯後に、前記光コネクタ部を前記基板上に固定する工程と、
を備えることを特徴とする光モジュールの作製方法。
【請求項９】
前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程において、前記２つの貫通孔の各端部を、前記貫通孔の中心軸と光軸を一致させたカメラで撮像して、各貫通孔内部の画像情報を取得し、前記画像情報に基づき前記各貫通孔内部の画像を表示手段により表示することを特徴とする請求項８に記載の光モジュールの作製方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に実装された複数の光素子と、
前記基板上に実装され、前記複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、
複数の光ファイバを保持し、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置で前記基板に固定される光コネクタ部と、
前記光コネクタ部を装着するための開口部を有し、前記複数の光素子と前記電子素子を含む部品全体を覆うように前記基板に固定されるカバーと、を備え、
前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバが挿入、保持された複数のファイバ保持孔と、前記複数のファイバ保持孔の両側に、前記複数のファイバ保持孔の各中心に中心がそれぞれ一致した２つの貫通孔とを有し、
前記基板の表面上には、前記２つの貫通孔をそれぞれ通して視認可能で、前記光コネクタ部の位置決め基準となる２つのアライメントマークが設けられていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光コネクタ部は、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合するように前記光コネクタ部の位置を調整するアクティブ調芯のために前記基板上で二次元的に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光コネクタ部の２つの貫通孔は、２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光コネクタ部は２つのガイドピンがそれぞれ嵌合する２つのガイドピン孔を有し、前記２つの貫通孔は、前記２つのガイドピン孔の外側に、前記２つのガイドピン孔の中心に中心をそれぞれ一致させて設けられたアライメント用の貫通孔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記カバーの開口部と前記光コネクタ部との間の隙間には、樹脂封止剤或いは接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光素子としての複数の面発光型半導体レーザ素子と、前記複数の面発光型半導体レーザ素子を駆動する前記電子素子としてのドライバＩＣとを備え、前記複数の面発光型半導体レーザ素子からそれぞれ出射される光信号を前記複数の光ファイバを介して外部へ並列伝送する送信側光モジュールとして構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の光モジュール。
【請求項７】
前記光素子としての複数のフォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅する機能を有する前記電子素子としての増幅用ＩＣとを備え、外部から前記複数の光ファイバを介して並列伝送された光信号を前記複数のフォトダイオードで受光して電気信号に変換する受信側光モジュールとして構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の光モジュール。
【請求項８】
光モジュールの作製方法であって、
基板上に整列した複数の光素子と電子素子を実装し、複数の光素子と電子素子を電気的に接続する工程と、
複数の光ファイバを保持した光コネクタ部を前記基板上に載置する工程と、
前記光コネクタ部を装着するための開口部を有するカバーを前記基板に固定する工程と、
前記光コネクタ部に設けられた２つの貫通孔を通して、各貫通孔の中心に前記基板上に設けられたアライメントマークを視認できるように、前記光コネクタ部を前記基板上で二次元的に動かして前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程と、
前記光コネクタ部の仮位置決め後に、該光コネクタ部を、前記複数の光ファイバと前記複数の光素子とがそれぞれ光結合する位置に調整するアクティブ調芯を行う工程と、
前記アクティブ調芯後に、前記光コネクタ部を前記基板上に固定する工程と、
を備えることを特徴とする光モジュールの作製方法。
【請求項９】
前記光コネクタ部の仮位置決めを行う工程において、前記２つの貫通孔の各端部を、前記貫通孔の中心軸と光軸を一致させたカメラで撮像して、各貫通孔内部の画像情報を取得し、前記画像情報に基づき前記各貫通孔内部の画像を表示手段により表示することを特徴とする請求項８に記載の光モジュールの作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１６９１１６（Ｐ２００９−１６９１１６Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７４４１（Ｐ２００８−７４４１）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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