JP2002353494A - Light interconnection system, optical axis-aligning method of positioning mechanism of the same, and position measuring mechanism - Google Patents
Light interconnection system, optical axis-aligning method of positioning mechanism of the same, and position measuring mechanismInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路を搭載し
た半導体チップ間、もしくはサーキットボード間の信号
伝達のために形成された、アレイ状の受発光素子を用い
た光インタコネクションシステムおよび部品の位置測定
をおこなう位置測定機構、位置合わせおよび固定を高精
度に行う位置決め機構と、これによる光軸合わせ方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical interconnection system and an optical interconnection system using an array of light receiving / emitting elements formed for transmitting signals between semiconductor chips on which electric circuits are mounted or between circuit boards. The present invention relates to a position measurement mechanism for performing position measurement, a positioning mechanism for performing positioning and fixing with high accuracy, and an optical axis alignment method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光インタコネクションシステムに
おける、発光素子、受光素子の位置決め方法は、位置調
整対象部品を仮固定した後、紫外線硬化樹脂などにより
固定することにより行なわれていた。また、能動的な位
置合わせ技術として、特開平9−44272号公報に開
示されるように、楔型のプリズムを用いて光線をシフト
させ位置合わせをする方法、あるいは、特開平10−2
27915号公報に開示されるように、組み合わせレン
ズにより発光素子、受光素子の光軸を合わせる方法など
がとられてきた。2. Description of the Related Art Hitherto, a method of positioning a light emitting element and a light receiving element in an optical interconnection system has been performed by temporarily fixing a component to be position-adjusted and then fixing it with an ultraviolet curing resin or the like. As an active alignment technique, a method of shifting and aligning a light beam using a wedge-shaped prism as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-44272,
As disclosed in Japanese Patent No. 27915, a method of aligning the optical axes of a light emitting element and a light receiving element with a combination lens has been adopted.
【0003】近年、処理すべき情報量の増大に従い情報
処理装置内部の電子回路モジュール間での情報伝達に要
求される伝送量が非常に増大している。これを背景に、
半導体集積回路チップ間やサーキットボード間の情報伝
送に並列光伝送技術が用いられようとしている。ここで
は、発光素子アレイ、受光素子アレイを組み合わせた光
インタコネクションシステムが用いられるが、アレイ数
の増大とインタコネクション機構の小型化の要求から、
その製造においては、より精密な位置合わせ精度が要求
されるようになってきており、その精度は1[μm]未
満の値であることも珍しくない。そのため、従来の位置
決め方法では対応することが非常に困難であり、製造過
程における位置調整コストが増し、最終的には製造コス
トが上昇するという問題が生じている。[0003] In recent years, as the amount of information to be processed has increased, the amount of transmission required for information transmission between electronic circuit modules in an information processing apparatus has increased significantly. Against this background,
Parallel optical transmission technology is being used for information transmission between semiconductor integrated circuit chips and between circuit boards. Here, an optical interconnection system combining a light-emitting element array and a light-receiving element array is used. However, due to an increase in the number of arrays and a demand for a smaller interconnection mechanism,
In the manufacture thereof, more precise alignment accuracy is required, and it is not uncommon that the accuracy is less than 1 [μm]. For this reason, it is very difficult to cope with the conventional positioning method, and there is a problem that the position adjustment cost in the manufacturing process increases, and finally the manufacturing cost increases.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】例えば、位置調整対象
部品を仮固定した後、紫外線硬化樹脂などにより固定す
る方法では、次のような問題を生ずる。即ち、位置調整
対象部品の仮固定用部材を機能させるためには、大きな
スペースを必要とする。一方、光インタコネクションシ
ステムを小型化する観点からは、上記仮固定用部材を機
能させるためのスペースを確保できない。従って、仮固
定用部材を機能させるスペースを確保できないほど、位
置調整対象部品と他の部品とを近接させる必要がある場
合には、この方法をとることができない。For example, the following problem arises in a method of temporarily fixing a component to be position-adjusted and then fixing it with an ultraviolet curing resin or the like. That is, a large space is required for the function of the temporary fixing member for the position adjustment target component. On the other hand, from the viewpoint of reducing the size of the optical interconnection system, a space for functioning the temporary fixing member cannot be secured. Therefore, this method cannot be used when it is necessary to bring the position adjustment target component and another component close to each other so that a space for functioning the temporary fixing member cannot be secured.
【0005】また、仮固定した素子を位置調整した後に
固定する方法では、位置調整の際に何らかのワークを素
子に接触させ素子を移動させる必要があるので、その際
の応力によるワークのゆがみが問題となる。楔型のプリ
ズムや組み合わせレンズによる光軸合わせ技術はその設
置に大きな体積を必要とするため情報処理装置の小型化
に限界を生じる。この他には、はんだバンプを用いたフ
リップチップ実装技術を応用し、はんだが溶融した際の
表面張力による自己アライメント作用を用いる位置あわ
せ技術がある。この方法は、はんだの付着量など制御し
にくい因子が多く、光学素子アレイのピッチが小さくな
った段階で要求される位置合わせ精度、すなわち位置ず
れ量の絶対値が概ね1[μm]未満の位置合わせ精度を
高い再現性で得ることが難しいという問題がある。In the method of fixing the temporarily fixed element after adjusting the position, it is necessary to bring some work into contact with the element at the time of position adjustment and to move the element. Becomes The optical axis alignment technology using a wedge-shaped prism or a combination lens requires a large volume for installation, and thus limits the miniaturization of the information processing device. In addition, there is a positioning technology that applies a flip-chip mounting technology using solder bumps and that uses a self-alignment effect due to surface tension when the solder is melted. In this method, there are many factors that are difficult to control, such as the amount of solder adhesion, and the positioning accuracy required when the pitch of the optical element array is reduced, that is, the position where the absolute value of the positional deviation amount is generally less than 1 [μm]. There is a problem that it is difficult to obtain alignment accuracy with high reproducibility.
【0006】また、特開2000−1118161号公
報に開示された発明のように、マイクロアクチュエータ
によるサーボ駆動系を整合手段に付加し、光学軸合わせ
を能動的に行う方法がある。この方法ではサーボ系の伝
達関数を適切に定めることにより必要な位置合わせ精度
を得ることができる。しかしながらこのような方法で
は、位置合わせを行なった後、その位置を保つために常
時サーボ系を動作させる必要があり、装置が動作中は常
にエネルギーを消費することとなる。光通信幹線系の光
ファイバと中継機器を接続する場合のように、インタコ
ネクションの数が少ない場合には、このような位置合わ
せのためのエネルギー消費量は無視することができるほ
ど小さいが、半導体チップ間の情報伝達、サーキットボ
ード間の情報伝達へ応用するとそのインタコネクション
の数は非常に多数であることから、位置合わせのサーボ
系のエネルギー消費は総量では無視できないほど大きな
ものとなり、処理装置の消費エネルギーを増大させると
いう問題がある。[0006] As in the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1118161, there is a method in which a servo drive system using a microactuator is added to the alignment means to actively perform optical axis alignment. In this method, required positioning accuracy can be obtained by appropriately determining the transfer function of the servo system. However, in such a method, after performing the alignment, it is necessary to operate the servo system at all times in order to maintain the position, and energy is always consumed while the apparatus is operating. When the number of interconnections is small, such as when connecting an optical fiber of the optical communication trunk system to a relay device, the energy consumption for such alignment is negligibly small, but the When applied to the transmission of information between chips and the transmission of information between circuit boards, the number of interconnections is very large, so the energy consumption of the servo system for positioning becomes so large that it cannot be ignored in total. There is a problem of increasing energy consumption.
【0007】上記したように、これまでに知られている
微小位置調整機構や微小位置調整方法等によれば、1
[μm]未満の微小な位置調整を要する位置調整対象部
品を備える光インタコネクションシステムにおける装置
の製造を極めて困難にするとともに、該位置調整対象部
品や位置調整機構を大型化してしまう。また、位置合わ
せにサーボ系を用いる能動的な方法では、位置合わせ精
度は高いものの、処理装置の消費エネルギーを増大させ
るという問題があった。As described above, according to the known minute position adjusting mechanism and minute position adjusting method, etc.
This makes it extremely difficult to manufacture a device in an optical interconnection system having a position adjustment target component requiring a minute position adjustment of less than [μm], and increases the size of the position adjustment target component and the position adjustment mechanism. Further, in the active method using a servo system for positioning, although the positioning accuracy is high, there is a problem that the energy consumption of the processing device is increased.
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、1[μm]未満の微小
な位置決め精度を備え、その精度保持にエネルギーを消
費することのない、光インタコネクションシステムおよ
びその位置決め機構の光軸合わせ方法および部品の位置
測定をおこなう位置測定機構を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an optical device which has a minute positioning accuracy of less than 1 [μm] and does not consume energy for maintaining the accuracy. An object of the present invention is to provide a method for aligning an optical axis of an interconnection system and its positioning mechanism, and a position measuring mechanism for measuring the position of a component.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために請求項1に記載の発明は、光信号の発信および受
信に用いられる、それぞれ発光素子アレイおよび受光素
子アレイと、前記発光素子アレイから受光素子アレイへ
の照射光に対し光学的作用を加える光学素子アレイとを
備えた光インタコネクションシステムにおいて、前記発
光素子アレイに連結した位置決め機構を備えたことを特
徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a light-emitting element array and a light-receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and the light-emitting element array. An optical interconnection system comprising: an optical element array for applying an optical action to light emitted from the light-emitting element array to the light-receiving element array; and a positioning mechanism connected to the light-emitting element array.
【0010】また、請求項2に記載の発明は、光信号の
発信および受信に用いられる、それぞれ発光素子アレイ
および受光素子アレイと、発光素子アレイから受光素子
アレイへの照射光に対し光学的作用を加える光学素子ア
レイとを備えた光インタコネクションシステムにおい
て、前記受光素子アレイに連結した位置決め機構を備え
たことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a light emitting element array and a light receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and an optical function for irradiating light from the light emitting element array to the light receiving element array. An optical interconnection system comprising an optical element array and a positioning mechanism connected to the light receiving element array.
【0011】更に、請求項3に記載の発明は、光信号の
発信および受信に用いられる、それぞれ発光素子アレイ
および受光素子アレイと、前記発光素子アレイから受光
素子アレイへの照射光に対し光学的作用を加える光学素
子アレイとを備えた光インタコネクションシステムにお
いて、前記光学素子アレイに連結した位置決め機構を備
えたことを特徴とする。Further, according to the present invention, a light emitting element array and a light receiving element array, which are used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and an optical system for irradiating light from the light emitting element array to the light receiving element array. An optical interconnection system including an optical element array to which an action is applied, further comprising a positioning mechanism connected to the optical element array.
【0012】このことにより、各素子の位置決め精度を
1[μm]未満の高精度とすることができ、また、位置
調整および固定が外部からの電気信号もしくは光照射に
より行われるので、光インタコネクションシステムとし
てパッケージされた後に行うことができ、製造工程が簡
素化される。更に、位置調整および固定を光インタコネ
クションシステム内に内蔵させた制御回路により自動的
に行わせるような構成とした場合は、製造工程における
各素子の位置決め工程が簡素化され、製造コストを削減
することが可能となる。位置合わせした後に、内蔵する
固定機構によりそれぞれの素子が固定されるので、位置
合わせ精度を保持するためにエネルギーを消費すること
がない。As a result, the positioning accuracy of each element can be made as high as less than 1 [μm], and the position adjustment and fixing are performed by an external electric signal or light irradiation. This can be done after being packaged as a system, simplifying the manufacturing process. Further, when the position adjustment and the fixing are automatically performed by a control circuit built in the optical interconnection system, the positioning process of each element in the manufacturing process is simplified, and the manufacturing cost is reduced. It becomes possible. After the alignment, each element is fixed by the built-in fixing mechanism, so that energy is not consumed for maintaining the alignment accuracy.
【0013】また、上記の目的を達成するために、位置
決め機構による位置決め精度を向上させるべく位置測定
機構を付加した光インタコネクションシステムの構造と
した(請求項4〜6に記載の発明)。請求項4に記載の
発明は、光信号の発信および受信に用いられる、それぞ
れ発光素子アレイおよび受光素子アレイと、前記発光素
子アレイから受光素子アレイへの照射光に対し光学的作
用を加える光学素子アレイとを備えた光インタコネクシ
ョンシステムにおいて、前記発光素子アレイに連結した
位置決め機構と、光学素子アレイもしくは受光素子アレ
イもしくは該光インタコネクションシステムの筐体に固
定された基準点に対する該発光素子アレイの相対的な位
置を測定する位置測定機構と、を備えたことを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the optical interconnection system has a structure in which a position measuring mechanism is added to improve the positioning accuracy of the positioning mechanism (the invention according to claims 4 to 6). The invention according to claim 4, wherein each of the light emitting element array and the light receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, and an optical element for applying an optical effect to light irradiated from the light emitting element array to the light receiving element array An optical interconnection system comprising an array and a positioning mechanism coupled to the light emitting element array, the optical element array or the light receiving element array or the light emitting element array relative to a reference point fixed to a housing of the optical interconnection system. And a position measuring mechanism for measuring a relative position.
【0014】請求項5に記載の発明は、光信号の発信お
よび受信に用いられる、それぞれ発光素子アレイおよび
受光素子アレイと、発光素子アレイから受光素子アレイ
への照射光に対し光学的作用を加える光学素子アレイと
を備えた光インタコネクションシステムにおいて、前記
受光素子アレイに連結した位置決め機構と、光学素子ア
レイもしくは発光素子アレイもしくは該光インタコネク
ションシステムの筐体に固定された基準点に対する該受
光素子アレイの相対的な位置を測定する位置測定機構
と、を備えたことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, an optical action is applied to a light emitting element array and a light receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and irradiation light from the light emitting element array to the light receiving element array. An optical interconnection system comprising an optical element array, a positioning mechanism connected to the light receiving element array, and the light receiving element relative to a reference point fixed to an optical element array or a light emitting element array or a housing of the optical interconnection system. And a position measuring mechanism for measuring a relative position of the array.
【0015】請求項6に記載の発明は、光信号の発信お
よび受信に用いられる、それぞれ発光素子アレイおよび
受光素子アレイと、前記発光素子アレイから受光素子ア
レイへの照射光に対し光学的作用を加える光学素子アレ
イとを備えた光インタコネクションシステムにおいて、
前記光学素子アレイに連結した位置決め機構と、発光素
子アレイもしくは受光素子アレイもしくは該光インタコ
ネクションシステムの筐体に固定された基準点に対する
該光学素子アレイの相対的な位置を測定する位置測定機
構と、を備えたことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light emitting element array and a light receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and an optical function for irradiating light from the light emitting element array to the light receiving element array. In an optical interconnection system having an optical element array to be added,
A positioning mechanism connected to the optical element array, and a position measuring mechanism for measuring a relative position of the optical element array with respect to a light emitting element array or a light receiving element array or a reference point fixed to a housing of the optical interconnection system. , Is provided.
【0016】請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6
のいずれか1項に記載の発明において、前記位置決め機
構は、基材と、当該基材の表面に対して平行移動自在に
表面に支持され、位置決め対象物を永続的に保持する可
動部材と、前記基材に設けられ、前記可動部材を駆動力
の付与により平行移動させる駆動機構と、前記基材に設
けられ、前記可動部材を前記基材又は基材に保持される
支持部材に永続的に固定する固定機構と、前記位置決め
対象物の前記基材に対する相対的な位置を示す情報に基
づいて、前記駆動機構および前記固定機構の動作を制御
する制御機構とを備え、前記制御機構により、前記駆動
機構に前記位置決め対象物を所望の位置に移動させた
後、前記固定機構に前記可動部材を固定させることで、
前記基材における前記位置決め対象物の相対的、且つ微
小な位置決めを行うことを特徴とする。[0016] The invention according to claim 7 is the invention according to claims 1 to 6.
In the invention according to any one of the above, the positioning mechanism, the base material, a movable member that is supported on the surface so as to be able to move parallel to the surface of the base material, and that permanently holds the positioning target, A drive mechanism provided on the base material and configured to move the movable member in parallel by applying a driving force; and a drive mechanism provided on the base material and permanently moving the movable member to the base material or a support member held by the base material. A fixing mechanism for fixing, comprising a control mechanism for controlling the operation of the driving mechanism and the fixing mechanism based on information indicating a relative position of the positioning target with respect to the base material, wherein the control mechanism After moving the positioning target to a desired position by a driving mechanism, by fixing the movable member to the fixing mechanism,
The positioning target is relatively and minutely positioned on the base material.
【0017】上記構成において、制御機構が、例えば、
光インタコネクションシステムの受光素子等から得られ
る信号強度をもとに解析した調整位置を示す情報に基づ
いて、駆動機構及び固定機構の駆動を自動制御する。可
動部材に永続的に保持される位置決め対象物は、仮固定
されることなく、且つワークを接触されることなく、可
動部材とともに駆動機構に駆動力を付与されて調整位置
まで平行移動され、更に、調整位置で固定機構による可
動部材の永続的な固定が施されることにより、基材にお
ける相対的且つ微小な位置決めが施される。このことに
より、位置決め対象物の仮固定、および位置決め対象物
へのワークの接触を行うことなく位置決め対象物を微小
に位置決め可能となる。従って、仮固定部材の機能スペ
ースを確保する必要がなく、また、ワークと位置決め対
象物との接触、変形により位置決め精度を低下させるこ
とがなく、1[μm]未満の高精度の位置決めを容易に
行うことができる。更に、制御機構による駆動機構及び
固定機構の自動制御により、微小位置決めを完全に自動
化することができる。In the above configuration, the control mechanism is, for example,
The drive of the drive mechanism and the drive of the fixed mechanism are automatically controlled based on the information indicating the adjustment position analyzed based on the signal strength obtained from the light receiving element or the like of the optical interconnection system. The positioning object permanently held by the movable member is not temporarily fixed, and without being brought into contact with the workpiece, is moved in parallel to the adjustment position by applying a driving force to the drive mechanism together with the movable member. By performing permanent fixing of the movable member by the fixing mechanism at the adjustment position, relative and minute positioning on the base material is performed. As a result, the positioning target can be minutely positioned without temporarily fixing the positioning target and contacting the workpiece with the positioning target. Therefore, it is not necessary to secure a functional space for the temporary fixing member, and it is possible to easily perform high-precision positioning of less than 1 [μm] without reducing the positioning accuracy due to contact and deformation between the workpiece and the positioning target. It can be carried out. Further, the minute positioning can be completely automated by the automatic control of the driving mechanism and the fixing mechanism by the control mechanism.
【0018】請求項8に記載の発明は、請求項1乃至6
のいずれか1項に記載の発明において、前記位置決め機
構は、基材と、位置決め対象物、当該位置決め対象物を
永続的に保持する骨部材、もしくは、前記位置決め対象
物と一体に形成された骨部材を永続的に保持もしくはこ
れらのうちの1つと一体に形成され、且つ、前記基材の
表面に対し平行移動自在に表面に支持される可動部材
と、前記基材と前記可動部材との間に設けられ、前記可
動部材を電気的又は磁気的な駆動力の付与により平行移
動させる扁平状の駆動機構と、前記基材に設けられ、前
記可動部材を前記基材又は前記基材に保持される支持部
材に永続的に固定する固定機構と、前記位置決め対象物
の該基材に対する相対的な位置を示す情報に基づいて、
前記駆動機構及び前記固定機構の動作を制御する制御機
構とを備え、前記制御機構により、前記駆動機構に前記
位置決め対象物を所望の位置に移動させた後、前記固定
機構に前記可動部材を固定させることで、前記基材にお
ける前記位置決め対象物の相対的、且つ微小な位置決め
を行うことを特徴とする。[0018] The invention according to claim 8 is the invention according to claims 1 to 6.
In the invention according to any one of the above, the positioning mechanism may include a base material, a positioning object, a bone member for permanently holding the positioning object, or a bone formed integrally with the positioning object. A movable member that is permanently held or formed integrally with one of these members and that is supported on the surface so as to be able to move parallel to the surface of the substrate, and between the substrate and the movable member. And a flat driving mechanism that translates the movable member in parallel by applying an electric or magnetic driving force, and is provided on the base, and the movable member is held by the base or the base. A fixing mechanism for permanently fixing the supporting member, based on information indicating a relative position of the positioning object with respect to the base material,
And a control mechanism for controlling the operation of the driving mechanism and the fixing mechanism. After the positioning mechanism moves the positioning target object to a desired position by the control mechanism, the movable member is fixed to the fixing mechanism. By doing so, relative and minute positioning of the positioning object on the base material is performed.
【0019】上記構成において、制御機構が、例えば、
光インタコネクションシステムの受光素子等からの信号
強度をもとに解析した調整位置を示す情報に基づいて、
駆動機構及び上記固定機構の駆動を自動制御する。位置
決め対象物は、仮固定されることなく且つワークを接触
されることなく、可動部材とともに駆動機構に電気的又
は磁気的な駆動力を付与されて調整位置まで平行移動さ
れ、更に、調整位置で固定機構による可動部材の永続的
な固定を施されることにより、基材における相対的且つ
微小な位置決めが施される。従って、仮固定部材の機能
スペースを確保する必要がない。また、ワークと位置決
め対象物との接触、変形により位置決め精度を低下させ
ることがなく、1[μm]未満の高精度の位置決めを容
易に行うことができ、更に、制御機構による駆動機構及
び固定機構の自動制御により、微小位置決めを完全に自
動化することができる。In the above configuration, the control mechanism includes, for example,
Based on the information indicating the adjustment position analyzed based on the signal strength from the light receiving element of the optical interconnection system,
The driving of the driving mechanism and the fixing mechanism is automatically controlled. The positioning object is translated and moved to the adjustment position by applying an electric or magnetic driving force to the driving mechanism together with the movable member without being temporarily fixed and without contacting the work, and further at the adjustment position. Since the movable member is permanently fixed by the fixing mechanism, relative and minute positioning on the base material is performed. Therefore, there is no need to secure a functional space for the temporary fixing member. Further, the positioning accuracy can be easily reduced to less than 1 [μm] without lowering the positioning accuracy due to the contact and deformation between the workpiece and the positioning target, and the driving mechanism and the fixing mechanism by the control mechanism can be easily performed. , The minute positioning can be completely automated.
【0020】請求項9に記載の発明は、請求項7または
8に記載の光インタコネクションシステムにおいて、前
記駆動機構は静電マイクロアクチュエータで構成される
ことを特徴とする。上記構成において、超薄型に構成さ
れる静電マイクロアクチュエータの駆動力により、可動
部材の平行移動がなされる。静電マイクロアクチュエー
タは数十[μm]程度の厚みで十分な駆動力を発揮す
る。このため、位置決め機構の体積により光インタコネ
クションシステムが大型化することはほとんどないとい
う利点がある。According to a ninth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to the seventh or eighth aspect, the driving mechanism comprises an electrostatic microactuator. In the above configuration, the movable member is moved in parallel by the driving force of the electrostatic microactuator having a very thin structure. The electrostatic microactuator exhibits a sufficient driving force with a thickness of about several tens [μm]. Therefore, there is an advantage that the size of the optical interconnection system is hardly increased due to the volume of the positioning mechanism.
【0021】請求項10に記載の発明は、請求項7また
は8に記載の光インタコネクションシステムにおいて、
前記基材に保持され、前記可動部材を平行移動自在に支
持する支持部材を備えたことを特徴とする。上記構成に
おいて、支持部材が上記可動部材の平行移動を支持する
ことにより、該平行移動を安定化させるとともに上記制
御機構の上記駆動機構に対する制御を安定化させる。ま
た、上記可動部材を上記支持部材に固定することも可能
になり、上記基材の上における各機構又は各部材のレイ
アウト自由度が大きくなる。According to a tenth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to the seventh or eighth aspect,
It is characterized by comprising a support member held by the base material and supporting the movable member in a freely movable manner. In the above configuration, the support member supports the parallel movement of the movable member, thereby stabilizing the parallel movement and stabilizing the control of the control mechanism with respect to the drive mechanism. In addition, the movable member can be fixed to the support member, and the degree of freedom of layout of each mechanism or each member on the base material increases.
【0022】請求項11に記載の発明は、請求項7乃至
10のいずれか1項に記載の光インタコネクションシス
テムにおいて、前記固定機構は、前記基材、支持部材、
あるいは、前記可動部材の表面もしくは内部に保持され
ながら発熱する発熱体層と、前記発熱体層に積層、ある
いは、前記発熱体層との間に前記支持部材もしくは前記
可動部材の一部を挟み込むように配置され、溶融性の材
料からなる第1の溶融材料層と、前記基材、あるいは前
記可動部材に前記第1の溶融材料層と対向するように保
持され、溶融性の材料からなる第2の溶融材料層とを有
する固着機構であることを特徴とする。According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to any one of the seventh to tenth aspects, the fixing mechanism comprises:
Alternatively, a part of the supporting member or the movable member may be sandwiched between a heating element layer that generates heat while being held on the surface or inside of the movable member and the heating element layer. And a first molten material layer made of a fusible material, and a second material made of a fusible material held by the base material or the movable member so as to face the first molten material layer. And a fixing mechanism having a molten material layer.
【0023】上記構成において、発熱体層の発熱により
第1溶融材料層を溶融させ、更に、第1の溶融材料層の
流下・接触により第2の溶融材料層を溶融させること
で、両溶融材料層を融合させるとともに、両溶融材料層
を可動部材と基材又は支持部材との間に挟ませる。そし
て、これらの溶融材料が放熱冷却で凝固することによ
り、可動部材が基材または支持部材に永続的に固定され
ると同時に位置決め対象物が位置決めされる。固定機構
の固定性能は、微小位置決め機構の位置決め精度を大き
く左右する。我々は、例えば、固定機構の固定材料に従
来から広く用いられている熱硬化性接着剤や紫外線硬化
性接着剤等の樹脂を用いると、樹脂の変性や変形によ
り、位置決め後の位置決め対象物の位置保持性を時間の
経過とともに低下させることをみいだした。また、この
種の樹脂は十分な強度に固化するまでに長時間、例え
ば、紫外線硬化性接着剤で数10分間、熱硬化性接着剤
で数時間を要し、位置決めに要する時間を長くして位置
決めに係るコストの増加をもたらすとともに、可動部材
の遊動による位置決め精度の低下をもたらすことを見出
した。一方、溶融材料は変性や変形がなく、更に、瞬時
に溶融、固化するためこのような問題を生じることはな
い。In the above structure, the first molten material layer is melted by the heat generated by the heating element layer, and the second molten material layer is further melted by the flow and contact of the first molten material layer, whereby both molten materials are melted. The layers are fused and both layers of molten material are sandwiched between the movable member and the substrate or support member. Then, by solidifying these molten materials by radiation cooling, the movable member is permanently fixed to the base member or the support member, and at the same time, the positioning target is positioned. The fixing performance of the fixing mechanism greatly affects the positioning accuracy of the minute positioning mechanism. For example, if a resin such as a thermosetting adhesive or an ultraviolet-curing adhesive that has been widely used in the past is used as a fixing material of a fixing mechanism, the denaturation or deformation of the resin causes the positioning target to be positioned. It has been found that the position retention decreases with time. In addition, this kind of resin takes a long time to solidify to a sufficient strength, for example, it takes several tens of minutes with an ultraviolet-curable adhesive, and several hours with a thermosetting adhesive, and increases the time required for positioning. It has been found that the cost of positioning increases, and that the positioning accuracy decreases due to the loose movement of the movable member. On the other hand, the molten material has no denaturation or deformation, and is instantaneously melted and solidified, so that such a problem does not occur.
【0024】請求項12に記載の発明は、請求項11に
記載の光インタコネクションシステムにおいて、前記発
熱体層は、所定の波長の光を吸収する材料からなる光吸
収層であることを特徴とする。上記構成により、発熱体
層としての光吸収層は、所定波長の光の照射を受けるこ
とにより、光を吸収して発熱する。本発明に係る発熱体
層の発熱機構には、製造コストや発熱応答速度等の理由
から、導電性の材料で構成した発熱体層に電流を付与す
る電気発熱機構が最も適している。しかしながら、微小
領域における各部材のレイアウト上の制約から、電気発
熱機構への電気配線が困難となる場合がある。例えば、
複数の部品を近接して対向配置させる場合、多数の電気
配線の設置に余分なスペースを必要とすることが多く、
光インタコネクションシステムの小型化を阻害してしま
う。これに対して本発明では、発熱体層を光照射により
発熱させるので電気配線を必要としない。According to a twelfth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to the eleventh aspect, the heating element layer is a light absorbing layer made of a material that absorbs light having a predetermined wavelength. I do. With the above configuration, the light absorbing layer as the heating element layer absorbs light and generates heat by being irradiated with light of a predetermined wavelength. As the heat generating mechanism of the heat generating layer according to the present invention, an electric heat generating mechanism that applies a current to the heat generating layer made of a conductive material is most suitable for reasons such as manufacturing cost and heat generation response speed. However, electric wiring to the electric heating mechanism may be difficult due to restrictions on the layout of each member in the minute area. For example,
When a plurality of components are arranged in close proximity to each other, extra space is often required for installing a large number of electrical wirings,
This hinders miniaturization of the optical interconnection system. On the other hand, in the present invention, since the heating element layer is heated by light irradiation, no electric wiring is required.
【0025】請求項13に記載の発明は、請求項12に
記載の光インタコネクションシステムにおいて、前記基
材は、所定の波長の光を透過させる材料からなることを
特徴とする。このことにより、光吸収層に対して、基材
の裏側からの光照射を行うことができるため、基材上に
おける各装置又は各部材のレイアウト自由度を大きくす
ることができる。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to the twelfth aspect, the base material is made of a material that transmits light having a predetermined wavelength. Thus, light can be irradiated to the light absorbing layer from the back side of the substrate, so that the degree of freedom of layout of each device or each member on the substrate can be increased.
【0026】請求項14に記載の発明は、請求項12に
記載の光インタコネクションシステムにおいて、前記支
持部材は、所定の波長の光を透過させる材料からなるこ
とを特徴とする。このことにより、所定の波長の光を透
過させる支持部材を介して光吸収層に該光の照射を行う
ことができる。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to the twelfth aspect, the support member is made of a material that transmits light of a predetermined wavelength. Thus, the light absorption layer can be irradiated with the light through the support member that transmits light of a predetermined wavelength.
【0027】請求項15に記載の発明は、請求項12に
記載の光インタコネクションシステムにおいて、前記可
動部材は、光を通過させる開口部、あるいは所定の波長
の光を透過させる材料からなる光透過部を有し、且つ、
前記光吸収層が、前記開口部あるいは前記光透過部を通
過もしくは透過する光に照射される位置で前記可動部材
に保持されることを特徴とする。上記構成により、光吸
収層は、開口部又は光透過部を通過又は透過される光に
より照射されて発熱する。例えば、一般に光吸収層の発
熱応答速度は、電気発熱機構による発熱体層の発熱応答
速度よりも遅いため、支持部材の上面に保持される光吸
収層の熱を支持部材の下面に支持される第1の溶融材料
層に伝導させる場合には長時間を要し、位置決め工程に
要する時間が長くなるため、位置決めに係る製造コスト
を増加させてしまう。このため、可動部材を支持部材に
固定する必要がある場合には、光吸収層及び第1の溶融
材料層を支持部材の下面に支持させることが望ましく、
この場合、支持部材には光透過性の材料を用いる必要が
ある。一方では光透過性の材料は通常衝撃に弱く破壊さ
れやすい。このため、光透過性の材料を支持部材に用い
る場合において、支持部材を大きくできれば問題は少な
いが、レイアウト上の制約により小さくする必要がある
場合には、可動部材の支持を脆弱にしてしまう。従っ
て、可動部材を支持部材に固定する必要があり、且つ、
支持部材を大きくできない場合には、支持部材に光透過
性の材料を採用せずに光照射を行うことで、可動部材の
支持を脆弱にすることなく第1の溶融材料層を効率的に
溶融させることができる。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to the twelfth aspect, the movable member has an opening for transmitting light or a light transmitting material made of a material for transmitting light of a predetermined wavelength. Part, and
The light absorbing layer is held by the movable member at a position where the light absorbing layer is irradiated with light that passes or transmits through the opening or the light transmitting portion. With the above structure, the light absorption layer emits heat when irradiated with light transmitted or transmitted through the opening or the light transmitting portion. For example, since the heat generation response speed of the light absorption layer is generally slower than the heat generation response speed of the heating element layer by the electric heating mechanism, the heat of the light absorption layer held on the upper surface of the support member is supported by the lower surface of the support member. It takes a long time to conduct the electric current to the first molten material layer, and the time required for the positioning step is long, so that the manufacturing cost related to the positioning is increased. For this reason, when it is necessary to fix the movable member to the support member, it is desirable to support the light absorbing layer and the first molten material layer on the lower surface of the support member,
In this case, it is necessary to use a light transmitting material for the support member. On the other hand, light transmissive materials are usually vulnerable to impact and are easily destroyed. For this reason, in the case where a light-transmitting material is used for the support member, there is little problem if the support member can be made large, but if it is necessary to reduce the size due to layout restrictions, the support of the movable member becomes weak. Therefore, it is necessary to fix the movable member to the support member, and
When the supporting member cannot be made large, the first molten material layer is efficiently melted without weakening the support of the movable member by irradiating light without using a light-transmitting material for the supporting member. Can be done.
【0028】請求項16に記載の発明は、請求項11乃
至15のいずれか1項に記載の光インタコネクションシ
ステムにおいて、前記第2の溶融材料層の全域が、前記
可動部材の可動範囲において前記第1の溶融材料層と対
向し、且つ、前記第2の溶融材料層の融点は前記第1の
溶融材料層の融点より低いことを特徴とする。上記構成
により、第2の溶融材料層が第1の溶融材料層と確実に
対向し、且つ、第2の溶融材料層の融点が第1の溶融材
料層の融点より低いことで、両溶融材料層の全体が溶融
して融合する。例えば、可動部材の可動範囲内におい
て、第2の溶融材料層に第1の溶融材料層と対向しない
領域がある場合には、第2の溶融材料層の一部に溶融し
ない領域が生ずる場合がある。また、第2の溶融材料層
の融点が第1の溶融材料層の融点以上である場合も同様
に、上記した領域が生ずる場合がある。我々は、このよ
うな領域を生ずると溶融液の表面張力によって可動部材
が微妙に遊動させてしまうことを発見した。本発明によ
り、両溶融材料層の全体を溶融させることで、可動部材
の遊動を防止することができる。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to any one of the eleventh to fifteenth aspects, the entire area of the second molten material layer is in the movable range of the movable member. It is characterized in that the melting point of the second molten material layer is opposite to the first molten material layer and is lower than the melting point of the first molten material layer. According to the above configuration, the second molten material layer surely faces the first molten material layer, and the melting point of the second molten material layer is lower than the melting point of the first molten material layer. The entire layer melts and fuses. For example, in the movable range of the movable member, when the second molten material layer has a region that does not face the first molten material layer, a region that does not melt may occur in a part of the second molten material layer. is there. Similarly, when the melting point of the second molten material layer is equal to or higher than the melting point of the first molten material layer, the above-described region may occur. We have found that the formation of such an area causes the movable member to move slightly due to the surface tension of the melt. According to the present invention, it is possible to prevent the movable member from floating by melting the whole of the two molten material layers.
【0029】請求項17に記載の発明は、請求項11乃
至16のいずれか1項に記載の光インタコネクションシ
ステムにおいて、前記第1の溶融材料層、第2の溶融材
料層、あるいは前記第1の溶融材料層および第2の溶融
材料層が、バリウム、ビスマス、ホウ素、鉛、カドミウ
ム、リチウム、亜鉛、タリウム、バナジウム、ケイ素、
及び、ゲルマニウムの元素群から選択される組み合わせ
により構成された酸化物を含むガラスであり、且つ、前
記ガラスの屈伏温度が、200℃以上300℃以下であ
ることを特徴とする。上記構成において、ガラスの屈伏
温度、即ち、溶融材料層の融点を200℃以上300℃
以下の範囲内に設定することにより、一般的な耐熱性を
有する基材を用いる際に該基材を変形させずに溶融材料
層を溶融でき、且つ、溶融材料層の材質を、上記した元
素群から選択することで、溶融材料層の溶融時の粘度を
可動部材の固定に適した値に調整できる。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to any one of the eleventh to sixteenth aspects, the first molten material layer, the second molten material layer, or the first molten material layer. And a second molten material layer of barium, bismuth, boron, lead, cadmium, lithium, zinc, thallium, vanadium, silicon,
And a glass containing an oxide composed of a combination selected from the element group of germanium, and a yield temperature of the glass is 200 ° C. or more and 300 ° C. or less. In the above configuration, the yielding temperature of the glass, that is, the melting point of the molten material layer is 200 ° C. or more and 300 ° C.
By setting within the following range, when using a substrate having a general heat resistance, the molten material layer can be melted without deforming the substrate, and the material of the molten material layer, the element described above By selecting from the group, the viscosity of the molten material layer at the time of melting can be adjusted to a value suitable for fixing the movable member.
【0030】請求項18に記載の発明は、請求項11乃
至16のいずれか1項に記載の光インタコネクションシ
ステムにおいて、前記第1の溶融材料層、第2の溶融材
料層、あるいは前記第1の溶融材料層および第2の溶融
材料層が、セレン、硫黄、およびテルルの元素群から選
択された少なくとも1つの元素、ならびに前記元素の化
合物を含むガラスであり、且つ、前記ガラスの屈伏温度
が、120℃以上200℃以下であることを特徴とす
る。このことにより、ガラスの屈伏温度、即ち、溶融材
料層の融点を120℃以上200℃以下に設定すること
により、耐熱性の低い基材を用いる際に該基材を変形さ
せずに該溶融材料層を溶融でき、且つ、該溶融材料層の
材質を、上記元素群から選択することで、溶融材料層の
溶融時の粘度を可動部材の固定に適した値に調整するこ
とができる。The invention according to claim 18 is the optical interconnection system according to any one of claims 11 to 16, wherein the first molten material layer, the second molten material layer, or the first molten material layer. Is a glass containing at least one element selected from the group consisting of selenium, sulfur, and tellurium, and a compound of the element, and the glass has a sag temperature of , 120 ° C or more and 200 ° C or less. Thereby, the yielding temperature of the glass, that is, the melting point of the molten material layer is set to 120 ° C. or more and 200 ° C. or less, so that when using a substrate having low heat resistance, the molten material can be deformed without deforming the substrate. By melting the layer and selecting the material of the molten material layer from the above group of elements, the viscosity of the molten material layer at the time of melting can be adjusted to a value suitable for fixing the movable member.
【0031】請求項19に記載の発明は、請求項11乃
至18のいずれか1項に記載の光インタコネクションシ
ステムにおいて、前記発熱体層と前記基材との間、前記
発熱体層と前記支持部材との間、あるいは前記発熱体層
と前記可動部との間に、熱伝導を阻害する材料からなる
熱伝導阻害層を有することを特徴とする。このことによ
り、熱伝導阻害層により発熱体層から発生される熱は、
支持部材、可動部材または基材への伝導が軽減され、効
率良く上記第1の溶融材料層に伝導する。この結果、可
動部材の固定に係る無駄なエネルギー消費が軽減され
る。我々は、発熱体層と接触する支持部材、可動部材ま
たは基材に熱伝導率の高い材料を用いると、発熱体層か
ら発生される熱をその材料に伝導させ、溶融材料層の溶
融に要するエネルギー消費を増加させてしまうことを発
見した。例えば、発熱体層に電気発熱機構を用いた場合
には、大きな電力を付与する結果、電気配線の径の拡大
を強いられることになる。このことにより、可動部材の
固定に係る無駄なエネルギー消費が軽減され、電気配線
の径の拡大が防止される。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to any one of the eleventh to eighteenth aspects, the heating element layer and the support are provided between the heating element layer and the base material. A heat conduction inhibiting layer made of a material that inhibits heat conduction is provided between a member or between the heating element layer and the movable portion. Due to this, the heat generated from the heating element layer by the heat conduction inhibition layer is
The conduction to the support member, the movable member or the base material is reduced, and the conduction to the first molten material layer is efficiently performed. As a result, unnecessary energy consumption for fixing the movable member is reduced. If we use a material with high thermal conductivity for the support member, movable member or substrate that comes into contact with the heating element layer, we will conduct the heat generated from the heating element layer to that material, and it will be necessary to melt the molten material layer. It has been found that it increases energy consumption. For example, when an electric heating mechanism is used for the heating element layer, a large amount of power is applied, so that the diameter of the electric wiring is forced to increase. As a result, unnecessary energy consumption for fixing the movable member is reduced, and an increase in the diameter of the electric wiring is prevented.
【0032】請求項20に記載の発明は、請求項19に
記載の光インタコネクションシステムにおいて、前記熱
伝導阻害層は、酸化アルミニウムで形成されることを特
徴とする。このことにより、熱伝導阻害層の材料に、特
定された酸化アルミニウムを用いることで可動部材の固
定に係る無駄なエネルギー消費を確実に軽減することが
できる。According to a twentieth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to the nineteenth aspect, the heat conduction inhibiting layer is formed of aluminum oxide. Thus, use of the specified aluminum oxide as the material of the heat conduction inhibition layer can reliably reduce wasteful energy consumption for fixing the movable member.
【0033】請求項21に記載の発明は、請求項12乃
至19のいずれか1項に記載の光インタコネクションシ
ステムにおいて、前記光吸収層は、鉄、クロム、ニッケ
ル、および銅の元素群から選択された少なくとも1つの
元素を含む金属または合金の薄膜であることを特徴とす
る。このことにより、光吸収層の材料に、上記元素群か
ら選択した材料を用いることによって該光吸収層を確実
に発熱させることができる。According to a twenty-first aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to any one of the twelfth to twelfth aspects, the light absorption layer is selected from the group consisting of iron, chromium, nickel, and copper. It is a thin film of a metal or an alloy containing at least one element as described above. Thus, by using a material selected from the above-described element group for the material of the light absorbing layer, the light absorbing layer can reliably generate heat.
【0034】請求項22に記載の発明は、請求項12乃
至21のいずれか1項に記載の光インタコネクションシ
ステムにおいて、前記第1の溶融材料層および前記第2
の溶融材料層の厚みが、0.1[μm]以上2[μm]
以下の範囲内にあることを特徴とする。上記構成によ
り、第1の溶融材料層及び第2の溶融材料層の厚みを
0.1[μm]以上2[μm]以下の範囲内に納めるこ
とにより、溶融時における、融合層の欠損及び可動部材
の位置ずれを軽減することができる。我々は、溶融材料
層の厚みを、0.1[μm]より小さくすると溶融時に
融合層の欠損を招来し、2[μm]より大きくすると溶
融時に可動部材の位置ずれを招来することを見出した。According to a twenty-second aspect, in the optical interconnection system according to any one of the twelfth to twenty-first aspects, the first molten material layer and the second molten material layer
The thickness of the molten material layer is 0.1 [μm] or more and 2 [μm].
It is characterized in the following range. With the above configuration, the thickness of the first molten material layer and the thickness of the second molten material layer are set within a range of 0.1 [μm] or more and 2 [μm] or less, so that the fusion layer is lost and movable during melting. The displacement of the members can be reduced. We have found that if the thickness of the molten material layer is smaller than 0.1 [μm], the fusion layer is lost during melting, and if it is larger than 2 [μm], the movable member is displaced during melting. .
【0035】請求項23に記載の発明は、請求項7乃至
10のいずれか1項に記載の光インタコネクションシス
テムにおいて、前記固定機構は、前記基材に保持される
第1の電極と、前記第1の電極に保持され、半導体また
は金属からなる導電層と、前記可動部材に前記導電層と
対向するように保持される第2の電極と、前記第2の電
極の表面に被覆され、ガラスからなる被覆層と、前記第
1、第2の両電極間に電圧を印加する電圧印加機構と、
前記基材を加熱する基材加熱機構と、前記基材に導電性
材料が用いられる場合に限り前記基材と前記第1の電極
との間に保持され、非導電性の材料からなる非導電層と
を備え、前記電圧印加機構による電圧の印加により前記
導電層と前記被覆層とを陽極接合する固着機構であるこ
とを特徴とする。上記構成により、基材加熱機構によっ
て陽極接合に必要な熱を基材に供給しながら、電圧印加
機構によって上記第1電極と上記第2電極との間に電圧
を印加することで、導電層と被覆層とを陽極接合させ
る。導電層と上記被覆層とが陽極接合すると、可動部材
は基材に固定される。陽極接合は僅かな電流量で導電層
と被覆層とを接合するので、必要とする電気配線の径が
小さい。従って、電気配線の径を小さくすることがで
き、複数の上記基材を組み合わせる場合でも、溶融に係
る電気配線をコンパクトにまとめることができる。According to a twenty-third aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to any one of the seventh to tenth aspects, the fixing mechanism comprises: a first electrode held on the base; A conductive layer made of a semiconductor or a metal held by the first electrode; a second electrode held by the movable member so as to face the conductive layer; and a glass coated on the surface of the second electrode, And a voltage applying mechanism for applying a voltage between the first and second electrodes;
A substrate heating mechanism for heating the substrate, and a non-conductive material made of a non-conductive material held between the substrate and the first electrode only when a conductive material is used for the substrate. And a fixing mechanism for anodically bonding the conductive layer and the coating layer by applying a voltage by the voltage applying mechanism. According to the configuration, while applying heat necessary for anodic bonding to the base material by the base material heating mechanism, a voltage is applied between the first electrode and the second electrode by the voltage application mechanism, thereby forming a conductive layer. The coating layer is anodically bonded. When the conductive layer and the coating layer are anodic-bonded, the movable member is fixed to the substrate. Since the anodic bonding joins the conductive layer and the coating layer with a small amount of current, the required diameter of the electric wiring is small. Therefore, the diameter of the electric wiring can be reduced, and even when a plurality of the base materials are combined, the electric wiring related to melting can be compactly assembled.
【0036】請求項24に記載の発明は、請求項7乃至
10のいずれか1項に記載の光インタコネクションシス
テムにおいて、前記固定機構は、前記基材に保持される
第1の電極と、前記第1の電極に保持され、半導体又は
金属からなる導電層と、前記可動部材に前記導電層と対
向するように保持される第2の電極と、前記第2の電極
の表面に被覆され、ガラスからなる被覆層と、前記第
1、第2の両電極間に電圧を印加する電圧印加機構と、
前記導電層または前記被覆層に近接配設され、発熱する
発熱体層と、前記基材に導電性の材料を用いられる場合
に限り、前記基材と前記第1の電極との間に保持され、
非導電性の材料からなる非導電層とを備え、前記電圧印
加機構による電圧の印加により、前記導電層と前記被覆
層とを陽極接合する固着機構であることを特徴とする。
上記構成により、陽極接合のための加熱が発熱体層によ
って加熱を要する導電層又は被覆層に局所的になされ、
基材の上における各部材の温度上昇が軽減される。According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the optical interconnection system according to any one of the seventh to tenth aspects, the fixing mechanism comprises: a first electrode held on the base; A conductive layer made of a semiconductor or a metal held by the first electrode, a second electrode held by the movable member so as to face the conductive layer, and a glass coated on the surface of the second electrode, And a voltage applying mechanism for applying a voltage between the first and second electrodes;
The heating element layer disposed close to the conductive layer or the coating layer and generating heat is held between the base material and the first electrode only when a conductive material is used for the base material. ,
A non-conductive layer made of a non-conductive material; and a fixing mechanism for anodically bonding the conductive layer and the coating layer by applying a voltage by the voltage applying mechanism.
With the above configuration, heating for anodic bonding is locally performed on the conductive layer or the coating layer requiring heating by the heating element layer,
The temperature rise of each member on the substrate is reduced.
【0037】請求項25に記載の発明は、請求項23ま
たは24の光インタコネクションシステムにおいて、前
記導電層は、シリコンから成る半導体層であり、且つ、
前記被覆層が、5%から20%のホウ素を含有するホウ
珪酸ガラスであることを特徴とする。上記構成により、
陽極接合にシリコン製の導電層とホウ珪酸ガラス製の被
覆層との組み合わせを用いることにより、可動部材の固
定に適した接合強度を得ることができる。According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the optical interconnection system of the twenty-third aspect or the twenty-fourth aspect, the conductive layer is a semiconductor layer made of silicon;
The coating layer is a borosilicate glass containing 5% to 20% boron. With the above configuration,
By using a combination of a conductive layer made of silicon and a coating layer made of borosilicate glass for anodic bonding, a bonding strength suitable for fixing the movable member can be obtained.
【0038】請求項26に記載の発明は、少なくとも一
個の素子に対し、請求項7乃至25のいずれか1項に記
載の光インタコネクションシステムにおける位置決め機
構を用い各素子の位置決めを行なうことによって各素子
の光軸を合わせることを特徴とする。このことにより、
光インタコネクションシステム内部に製造時に必要なワ
ークの移動用空間を確保する必要がないので、装置を小
型化することができるといった効果が得られる。また、
光学素子等の光軸合わせを、1[μm]未満の極めて高
い精度で行うことができるという優れた効果がある。ま
た、光学素子等の光軸合わせを完全自動制御で行うの
で、すべてをパッケージした後でも位置合わせを行うこ
とができ、該光軸合わせを安価に行うことができるとい
う優れた効果がある。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, at least one element is positioned by using the positioning mechanism in the optical interconnection system according to any one of the seventh to twenty-fifth aspects. The optical axis of the element is aligned. This allows
Since there is no need to secure a space for moving the work required during manufacturing in the optical interconnection system, the effect that the apparatus can be downsized can be obtained. Also,
There is an excellent effect that the optical axis of the optical element or the like can be aligned with extremely high accuracy of less than 1 [μm]. In addition, since the optical axis alignment of the optical elements and the like is performed by fully automatic control, the alignment can be performed even after all the components are packaged, and there is an excellent effect that the optical axis alignment can be performed at low cost.
【0039】請求項27に記載の発明は、請求項4ない
し6のいずれか1に記載の光インタコネクションシステ
ムに適用される位置測定機構であって、位置決め対象物
と連結したターゲットと、ターゲット上に特定のパター
ンを照射する光照射機構と、撮像機構と、撮像機構によ
り撮影されたターゲットの画像情報をもとに位置を算出
する処理機構を有していることを特徴とする。According to a twenty-seventh aspect of the present invention, there is provided a position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein a target connected to a positioning object and a target on the target are provided. A light irradiating mechanism for irradiating a specific pattern, an image capturing mechanism, and a processing mechanism for calculating a position based on image information of a target captured by the image capturing mechanism.
【0040】請求項28に記載の発明は、請求項4ない
し6のいずれか1に記載の光インタコネクションシステ
ムに適用される位置測定機構であって、位置決め対象物
と連結したターゲットと、ターゲット上に特定の照度分
布をもった光束を照射する光照射機構と、撮像機構と、
撮像機構により撮影されたターゲットの画像情報をもと
に位置を算出する処理機構を有していることを特徴とす
る。According to a twenty-eighth aspect of the present invention, there is provided a position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein a target connected to an object to be positioned and a target on the target are provided. A light irradiation mechanism for irradiating a light beam having a specific illuminance distribution to the image pickup mechanism,
It has a processing mechanism for calculating a position based on image information of a target captured by an imaging mechanism.
【0041】請求項29に記載の発明は、請求項4ない
し6のいずれか1に記載の光インタコネクションシステ
ムに適用される位置測定機構であって、位置決め対象物
と連結したターゲットと、ターゲット上に波長強度分布
をもった光束を照射する光照射機構と、撮像機構と、撮
像機構により撮影されたターゲットの画像情報をもとに
位置を算出する処理機構を有していることを特徴とす
る。According to a twenty-ninth aspect of the present invention, there is provided a position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein a target connected to a positioning object and a target on the target are provided. A light irradiation mechanism for irradiating a light beam having a wavelength intensity distribution, an imaging mechanism, and a processing mechanism for calculating a position based on image information of a target captured by the imaging mechanism. .
【0042】請求項30に記載の発明では、請求項4な
いし6のいずれか1に記載の光インタコネクションシス
テムに適用される位置測定機構であって、位置決め対象
物と連結したターゲットと、ターゲット上に異なる波長
によって異なる照度分布をもった光束を照射する光照射
機構と、撮像機構と、撮像機構により撮影されたターゲ
ットの画像情報をもとに位置を算出する処理機構を有し
ていることを特徴とする。According to a thirtieth aspect of the present invention, there is provided a position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein a target connected to a positioning object, and A light irradiation mechanism for irradiating light beams having different illuminance distributions with different wavelengths, an imaging mechanism, and a processing mechanism for calculating a position based on image information of a target photographed by the imaging mechanism. Features.
【0043】請求項31に記載の発明では、請求項27
ないし30いずれか1に記載の位置測定機構において、
光照射機構から照射される光束は発光素子アレイを構成
する発光素子より分岐された光束であることを特徴とす
る。According to the thirty-first aspect, in the twenty-seventh aspect,
30. The position measuring mechanism according to any one of claims 30 to 30, wherein
The light beam emitted from the light irradiation mechanism is a light beam branched from the light emitting elements constituting the light emitting element array.
【0044】請求項32に記載の発明では、請求項27
ないし30いずれか1に記載の位置測定機構において、
受光素子アレイと撮像素子が同一の半導体基板に形成さ
れたことを特徴とする。According to the invention of claim 32, claim 27 is
30. The position measuring mechanism according to any one of claims 30 to 30, wherein
The light receiving element array and the imaging element are formed on the same semiconductor substrate.
【0045】請求項33に記載の発明は、ひとつもしく
は複数の素子に対し、請求項27ないし請求項32のい
ずれか1に記載の位置測定機構により測定した位置情報
をもとに、請求項7ないし請求項25のいずれか1に記
載の位置決め機構を用いて各素子の位置決めをすること
により、各素子の光軸を合わせることを特徴とする。According to a thirty-fourth aspect of the present invention, there is provided the seventh aspect based on the position information measured by one or more of the elements by the position measuring mechanism according to any one of the twenty-seventh to thirty-second aspects. An optical axis of each element is aligned by positioning each element using the positioning mechanism according to any one of claims 25 to 25.
【0046】[0046]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る光インタコネクションシステムの実施形態につい
て詳細に説明する。図1は、本発明における光インタコ
ネクションシステムの一実施形態を説明するために引用
した図である。ここでは、本発明の特徴である微小位置
決め機構を、受光素子アレイ間と発光素子アレイ間に設
けられたマイクロレンズアレイの微小な位置決めに適用
した光インタコネクションシステムが示されている。こ
こに示される光インタコネクションシステムは、対向す
る2枚の半導体チップ1、2相互間の情報伝達を2次元
アレイ発光素子(面発光レーザ)3、4と、2次元アレ
イ受光素子5、6との間で光信号により行うものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an optical interconnection system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram cited for describing an embodiment of an optical interconnection system according to the present invention. Here, there is shown an optical interconnection system in which a minute positioning mechanism, which is a feature of the present invention, is applied to minute positioning of a microlens array provided between a light receiving element array and a light emitting element array. The optical interconnection system shown here transmits information between two opposing semiconductor chips 1 and 2 by using two-dimensional array light emitting elements (surface emitting lasers) 3 and 4 and two-dimensional array light receiving elements 5 and 6. This is performed by using an optical signal.
【0047】図2は、図1に示す微小位置決め機構を位
置決め対象物としてのマイクロレンズアレイ8とともに
示した模式図である。図2に示すように、微小位置決め
機構は、マイクロレンズアレイ8の周囲に駆動機構とし
ての静電マイクロアクチュエータ10a、10b、10
c、10d、固定機構11a、11b、11c、11
d、可動部材12a、12b、12c、12dを保持す
る基材としての基板13と、受光素子および発光素子の
駆動信号からの情報に基づき、静電マイクロアクチュエ
ータ10、固定機構11の駆動を完全自動制御化する制
御機構15とから構成されている。FIG. 2 is a schematic diagram showing the micro positioning mechanism shown in FIG. 1 together with a micro lens array 8 as a positioning object. As shown in FIG. 2, the minute positioning mechanism includes electrostatic microactuators 10a, 10b, 10
c, 10d, fixing mechanisms 11a, 11b, 11c, 11
d, the driving of the electrostatic microactuator 10 and the fixing mechanism 11 is fully automatically performed based on information from a substrate 13 as a base material holding the movable members 12a, 12b, 12c, and 12d and driving signals of the light receiving element and the light emitting element. And a control mechanism 15 for control.
【0048】可動部材12a、12b、12c、12d
は、それぞれ、静電マイクロアクチュエータ10a、1
0b、10c、10dおよび固定機構11a、11b、
11c、11dにより、基板13の表面に対して精密に
平行移動自在に支持されている。静電マイクロアクチュ
エータ10a、10b、10c、10dは、マイクロレ
ンズアレイ8の4辺近傍に若干の距離を置いて保持され
る固定電極パターン10aB、10bB、10cB、1
0dB(図3、図6に記載)と、この固定電極パターン
10aB、10bB、10cB、10dBにそれぞれ対
向するように、可動部材12a、12b、12c、12
dの下面に保持される可動電極パターン(図示せず)と
で構成され、駆動回路(図示せず)から得られる駆動パ
ルスにより可動電極パターンと固定電極パターンとの間
に静電気力を発生させて可動電極パターンを平行移動さ
せる。静電マイクロアクチュエータ10は、長さ=約1
20[μm]、幅=30[μm]、厚み=20[μm]
のものが用いられており、占有するスペースが極僅かで
あり、光インタコネクションシステムの小型化を妨げる
ものではない。なお、この静電マイクロアクチュエータ
の駆動原理については、従来から広く知られているとこ
ろであり、例えば、精密制御用ニューアクチュエータ便
覧(日本工業技術振興協会固体アクチュエータ研究部会
編p1022〜p1024)等に記載されているもので
ある。Movable members 12a, 12b, 12c, 12d
Are electrostatic microactuators 10a, 1
0b, 10c, 10d and fixing mechanisms 11a, 11b,
11c and 11d support the surface of the substrate 13 so as to be able to move precisely in parallel. The electrostatic micro-actuators 10a, 10b, 10c, and 10d are fixed electrode patterns 10aB, 10bB, 10cB, and 1 that are held near the four sides of the microlens array 8 at a small distance.
The movable members 12a, 12b, 12c, and 12 correspond to 0 dB (described in FIGS. 3 and 6) and the fixed electrode patterns 10aB, 10bB, 10cB, and 10dB, respectively.
d, and is formed by a movable electrode pattern (not shown) held on the lower surface of the substrate d. An electrostatic force is generated between the movable electrode pattern and the fixed electrode pattern by a drive pulse obtained from a drive circuit (not shown). The movable electrode pattern is translated. The length of the electrostatic microactuator 10 is about 1
20 [μm], width = 30 [μm], thickness = 20 [μm]
Is used, occupies a very small space, and does not prevent miniaturization of the optical interconnection system. The driving principle of this electrostatic microactuator has been widely known in the past, and is described in, for example, New Actuator Handbook for Precision Control (Japanese Industrial Technology Promotion Association Solid Actuator Working Group, p1022-p1024). Is what it is.
【0049】可動部材12a、12b、12c、12d
は、その一端をそれぞれマイクロレンズアレイ8の1辺
を保持し、可動電極パターン10aA、10bA、10
cA、10dAとともに平行移動されることで、マイク
ロレンズアレイ8を所定の位置まで移動させる。可動部
材12の可動領域は、図面左右方向及び前後方向ともに
約100[μm]である。The movable members 12a, 12b, 12c, 12d
Hold one end of each side of the microlens array 8 and move the movable electrode patterns 10aA, 10bA,
The microlens array 8 is moved to a predetermined position by being translated along with cA and 10dA. The movable area of the movable member 12 is about 100 [μm] in both the left-right direction and the front-back direction in the drawing.
【0050】基板13上におけるマイクロレンズアレイ
8の相対的な位置調整は、次のようにして行われる。す
なわち、まず、マイクロレンズアレイ8に対して、図示
省略された発光素子より光を照射し、所定の発光素子の
光が所定の受光素子に入射する度合いから、制御機構1
5はマイクロレンズアレイの位置ずれ量を演算し、マイ
クロレンズアレイ8の相対的な位置ずれ量を把握する。
次いで、所定の発光素子の光が所定の受光素子に最大の
結合効率で伝送されるよう、マイクロレンズアレイ8を
この位置から基準位置まで移動させるための駆動制御プ
ログラムを、あらかじめ記憶されたデータテーブルから
検索して実行する。そして、駆動制御プログラムを終了
した後、受光信号の強度を確認し、ずれ量が許容範囲内
に収まっている場合は、固定プログラムを実行して固定
機構11に可動部材12を固定させる。ずれ量が許容範
囲にない場合には、再度、演算データ比較と駆動制御プ
ログラムを実行する。このように、トラッキングエラー
信号の比較、参照と、駆動プログラムの実行という一連
のシーケンスを繰り返すことで、ずれ量を徐々に減じて
いき、最終的に高精度の位置決めを行う。The relative position adjustment of the microlens array 8 on the substrate 13 is performed as follows. That is, first, the microlens array 8 is irradiated with light from a light emitting element (not shown), and the control mechanism 1 is determined based on the degree to which light from the predetermined light emitting element is incident on the predetermined light receiving element.
Numeral 5 calculates the amount of displacement of the microlens array, and grasps the relative amount of displacement of the microlens array 8.
Next, a drive control program for moving the microlens array 8 from this position to the reference position so that the light of the predetermined light emitting element is transmitted to the predetermined light receiving element with the maximum coupling efficiency is stored in a data table stored in advance. Search from and execute. Then, after the drive control program is completed, the intensity of the received light signal is checked. If the deviation is within an allowable range, the fixing program is executed to fix the movable member 12 to the fixing mechanism 11. If the deviation is not within the allowable range, the calculation data comparison and the drive control program are executed again. In this manner, by repeating a series of sequences of comparison and reference of the tracking error signal and execution of the drive program, the amount of deviation is gradually reduced, and finally high-precision positioning is performed.
【0051】図3は図2に示す固定機構11aの拡大模
式図である。固定機構11aは、支持部材16aの上面
に保持される発熱体層17aと、支持部材16aの下面
に保持される第1溶融材料層18aと、可動部材の上面
に第1溶融材料層18aと対向するように保持される図
示を省略された第2溶融材料層19aとから構成されて
いる。発熱体層17aは、制御機構15の制御により、
図示省略された回路から通電されることにより発熱し、
支持部材16aを介して第1溶融材料層18aを加熱す
る。第1溶融材料層18aは、この加熱によって融点ま
で昇温されると溶融し、可動部材12aの上面に対向保
持される第2溶融材料層19a上に流下して第2溶融材
料層19aを溶融させる。制御機構15は、所定のタイ
ミングで発熱体層17aへの通電を停止することで、過
度の温度付与を行うことなく第1及び第2溶融材料層を
融合させて、可動部材12aの上面を支持部材16aの
下面に固定する。FIG. 3 is an enlarged schematic view of the fixing mechanism 11a shown in FIG. The fixing mechanism 11a includes a heating element layer 17a held on the upper surface of the support member 16a, a first molten material layer 18a held on the lower surface of the support member 16a, and a first molten material layer 18a on the upper surface of the movable member. And a second molten material layer 19a (not shown) which is held so as to be held. The heating element layer 17a is controlled by the control mechanism 15
Heat is generated when electricity is supplied from a circuit not shown,
The first molten material layer 18a is heated via the support member 16a. The first molten material layer 18a melts when the temperature is raised to the melting point by this heating, and flows down onto the second molten material layer 19a held opposite to the upper surface of the movable member 12a to melt the second molten material layer 19a. Let it. The control mechanism 15 stops the energization of the heating element layer 17a at a predetermined timing to fuse the first and second molten material layers without applying an excessive temperature, thereby supporting the upper surface of the movable member 12a. It is fixed to the lower surface of the member 16a.
【0052】制御機構15は、位置保持プログラム専用
の演算回路を別途搭載しており、この演算回路により、
固定プログラム実行と同時に上記一連のシーケンスを高
速に繰り返すことで、固定動作中の可動部材12aの位
置ずれを高速に補正する。この演算回路はマイクロレン
ズアレイと一体の基板上に集積回路として形成してもよ
い。The control mechanism 15 is provided with an arithmetic circuit dedicated to the position holding program separately.
By repeating the above-mentioned sequence at a high speed simultaneously with the execution of the fixing program, the displacement of the movable member 12a during the fixing operation is corrected at a high speed. This arithmetic circuit may be formed as an integrated circuit on a substrate integrated with the microlens array.
【0053】図4は可動部材の部材の制御により位置合
わせされる方向を示した模式図であり、可動部材12
a、12b、12c、12dの移動量を独立に制御する
ことにより、図に示した、X方向、Y方向、θ方向にお
ける位置合わせが可能となる。FIG. 4 is a schematic diagram showing the direction in which the positioning is performed by controlling the members of the movable member.
By independently controlling the movement amounts of a, 12b, 12c, and 12d, alignment in the X direction, the Y direction, and the θ direction shown in the drawing can be performed.
【0054】次に、本発明に係る微小位置決め機構を、
多波長発光素子アレイと受光素子アレイとの光インタコ
ネクションシステムを構成する、ホログラム素子アレイ
とマイクロレンズアレイとの双方の微小な位置決めに適
用した第2の実施形態について説明する。ホログラム素
子アレイは、ひとつの発光素子から発せられる波長多重
光信号を分離し、別個の受光素子に入射させるためのも
のである。マイクロレンズアレイは上記した第一の実施
形態と同様に所定の発光素子の光が所定の受光素子へ入
射させるためのものである。Next, the fine positioning mechanism according to the present invention
A second embodiment applied to fine positioning of both a hologram element array and a microlens array, which constitutes an optical interconnection system between a multi-wavelength light emitting element array and a light receiving element array, will be described. The hologram element array is for separating a wavelength multiplexed optical signal emitted from one light emitting element and making it incident on a separate light receiving element. The microlens array is for causing light of a predetermined light emitting element to enter a predetermined light receiving element, as in the first embodiment.
【0055】図5は、第2の実施形態の微小本位置決め
装置に用いた位置決め対象物としてのマイクロレンズア
レイ8a、およびホログラム素子アレイ19を示した模
式図である。この例における光インタコネクションシス
テムでは、マイクロレンズアレイ8a及びホログラム素
子アレイ19の光軸のずれ量を0.5[μm]未満に調
整する必要がある。FIG. 5 is a schematic diagram showing a microlens array 8a and a hologram element array 19 as positioning objects used in the fine book positioning apparatus of the second embodiment. In the optical interconnection system in this example, it is necessary to adjust the shift amount of the optical axis of the microlens array 8a and the hologram element array 19 to less than 0.5 [μm].
【0056】図6は、上記した第2の実施形態における
微小位置決め機構の概略構成を示す平面図である。本発
明の微小位置決め機構は、中央部に角形の開口部9を有
し、開口部9の周囲に駆動機構としての静電マイクロア
クチュエータ10(10a〜10d)、固定機構11
(11a〜11d)を保持し、且つ、可動部材12(1
2a〜12d)を図の上下左右方向に平行移動できるよ
うに支持する基材としてのシリコンウエハ13aと、ホ
ログラム素子アレイ19と可動部材12とを永続的に保
持する骨部材としての骨材20と、図示省略された制御
機構15とから構成されている。ここでは、静電マイク
ロアクチュエータ10および固定機構11を表面に形成
した後、シリコンウエハ13aを裏面より裏方性エッチ
ングを施すことにより、開口部9を形成する。FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of the minute positioning mechanism according to the second embodiment. The minute positioning mechanism of the present invention has a rectangular opening 9 in the center, and an electrostatic microactuator 10 (10a to 10d) as a driving mechanism and a fixing mechanism 11 around the opening 9.
(11a to 11d) and the movable member 12 (1
2a to 12d), a silicon wafer 13a as a base material that supports the hologram element array 19 and the movable member 12 in a permanent manner, and a silicon wafer 13a as a base material that supports the hologram element array 19 and the movable member 12 so that they can move in parallel in the vertical and horizontal directions in the figure. , And a control mechanism 15 not shown. Here, after the electrostatic micro-actuator 10 and the fixing mechanism 11 are formed on the front surface, the silicon wafer 13a is subjected to backside etching from the back surface to form the opening 9.
【0057】図7は、本発明の微小位置決め機構におけ
るベース部の製造工程を模式的に示したフロー図であ
る。本発明の微小位置決め機構は、次のような工程を経
て製造される。まず、シリコンウエハ13a上に静電マ
イクロアクチュエータ10の固定電極パターン10b用
の電極膜21を堆積させた後(S1)、電極膜21にパ
ターニングを施して固定電極パターン10Bを形成させ
(S2)、この固定電極パターン10Bの上に第1犠牲
層22を堆積させる(S3)。そして、第1犠牲層22
の上に可動電極パターン10Aをパターニングした後
(S4)、可動電極パターン10Aの上に可動部材膜2
3(S5)、可動部材膜23の上に第2溶融材料層19
(S6)、第2溶融材料層19の上に第2犠牲層24
(S7)、第2犠牲層24の上に第1溶融材料層18
(S8)、第1溶融材料層18の上に支持部材16(S
9)、支持部材16の上に発熱体層17(S10)の順
でそれぞれ堆積とパターニングを繰り返し、最後に、第
1犠牲層22及び第2犠牲層24を除去して完成させ
る。FIG. 7 is a flow chart schematically showing a manufacturing process of the base portion in the minute positioning mechanism of the present invention. The minute positioning mechanism of the present invention is manufactured through the following steps. First, after depositing the electrode film 21 for the fixed electrode pattern 10b of the electrostatic microactuator 10 on the silicon wafer 13a (S1), the electrode film 21 is patterned to form the fixed electrode pattern 10B (S2). The first sacrificial layer 22 is deposited on the fixed electrode pattern 10B (S3). Then, the first sacrificial layer 22
After patterning the movable electrode pattern 10A on the movable electrode pattern 10A (S4), the movable member film 2 is patterned on the movable electrode pattern 10A.
3 (S5), the second molten material layer 19 on the movable member film 23
(S6), the second sacrificial layer 24 on the second molten material layer 19
(S7), the first molten material layer 18 on the second sacrificial layer 24
(S8), the support member 16 (S
9) Deposition and patterning are repeated on the support member 16 in the order of the heating element layer 17 (S10), and finally, the first sacrifice layer 22 and the second sacrifice layer 24 are removed to complete.
【0058】なお、固定電極パターン10B、可動電極
パターン10Aには、アルミニウム膜をスパッタして形
成させたものを第1溶融材料層18、第2溶融材料層1
9には、SeTe膜をスパッタして形成させたものを、
発熱体層17にはNiCr合金膜を蒸着により形成させ
たものを、第1犠牲層22、第2犠牲層24にはポリイ
ミド樹脂を、可動部材12、支持部材16にはポリシリ
コンの堆積膜をそれぞれ用いている。The fixed electrode pattern 10B and the movable electrode pattern 10A are formed by sputtering an aluminum film on the first molten material layer 18 and the second molten material layer 1.
In FIG. 9, a SeTe film formed by sputtering is
The heating element layer 17 is formed by depositing a NiCr alloy film by vapor deposition, the first sacrifice layer 22 and the second sacrifice layer 24 are formed by polyimide resin, and the movable member 12 and the support member 16 are formed by a polysilicon deposition film. Each is used.
【0059】以上の工程を経て製造された微小位置決め
機構のベース部の可動部材12上にホログラム素子アレ
イ19を保持させ、該ベース部の4辺近傍に、適当な厚
みに高精度に調整されたスペーサを設け、概略の位置合
わせを行いながら発光素子およびマイクロレンズアレイ
が搭載された基板上に積層させて光インタコネクション
システムを完成する。なお、制御機構はマイクロレンズ
アレイと集積化して形成している。The hologram element array 19 was held on the movable member 12 of the base of the micro-positioning mechanism manufactured through the above steps, and was adjusted to an appropriate thickness with high precision near four sides of the base. Spacers are provided, and are stacked on a substrate on which the light emitting elements and the microlens array are mounted while performing rough alignment, thereby completing an optical interconnection system. The control mechanism is formed integrally with the microlens array.
【0060】上記した光インタコネクションシステムに
対し、第1の実施形態で示した微小位置決め機構と同様
の制御により、波長多重発光素子と受光素子間の結合効
率が最大となるように、マイクロレンズアレイ8aおよ
び、ホログラム素子アレイ19の相対的な位置決めを行
った結果、可動部材12の移動範囲内(上記ベース部の
4辺方向にそれぞれ5[μm])における任意の位置で
高精度に位置決めし、光軸のずれ量を0.5[μm]未
満にすることができた。位置決め後は、ベース部を破壊
しない限り、振動等を付与しても位置ずれを起こすこと
はなかった。In the optical interconnection system described above, the micro lens array is controlled by the same control as that of the fine positioning mechanism shown in the first embodiment so that the coupling efficiency between the wavelength multiplexed light emitting element and the light receiving element is maximized. As a result of relative positioning of the hologram element array 8a and the hologram element array 19, positioning is performed with high accuracy at an arbitrary position within the movement range of the movable member 12 (each 5 [μm] in the direction of the four sides of the base). The displacement of the optical axis could be reduced to less than 0.5 [μm]. After the positioning, there was no displacement even if vibration was applied unless the base portion was broken.
【0061】一方、耐熱性の高い材料からなる基板を用
いた場合に、良好な固着機能を発揮しうる溶融材料層の
材料を特定するために、溶融材料層に種々の材料を用い
て、第2の実施形態と同様の位置決めを行った。この結
果、融点の高い材料を用いると支持部材などに損傷を生
じ、また、融点の低い材料を用いると溶融時の温度調整
が困難となり、溶融材料の粘性を不安定にして位置ずれ
を生ずる場合があった。そして、我々は、溶融材料にバ
リウム(Ba)、ビスマス(Bi)、ホウ素(B)、鉛
(Pb)、カドミウム(Cd)、リチウム(Li)、亜
鉛(Zn)、タリウム(Tl)、バナジウム(V)、ケ
イ素(Si)、及び、ゲルマニウム(Ge)、の元素群
から選択された元素の組み合わせにより構成された酸化
物を含み、且つ、屈伏温度が200℃以上300℃以下
であるガラスを使用することにより、良好な固着機能が
得られることを見出した。On the other hand, when a substrate made of a material having high heat resistance is used, in order to specify a material of the molten material layer capable of exhibiting a good fixing function, various materials are used for the molten material layer. Positioning similar to that of the second embodiment was performed. As a result, when a material having a high melting point is used, damage is caused to a support member and the like, and when a material having a low melting point is used, it is difficult to adjust the temperature at the time of melting. was there. And we use barium (Ba), bismuth (Bi), boron (B), lead (Pb), cadmium (Cd), lithium (Li), zinc (Zn), thallium (Tl), vanadium ( V) Glass containing an oxide composed of a combination of elements selected from the element group of silicon (Si) and germanium (Ge), and having a yield temperature of 200 ° C. or more and 300 ° C. or less By doing so, it has been found that a good fixing function can be obtained.
【0062】また、耐熱性の低い材料からなる基板を用
いた場合に、良好な固着機能を発揮しうる溶融材料層の
材料を特定するために、溶融材料層に種々の材料を用い
て、上記第2実施形態と同様の位置決めを行った。但
し、本実験においては、ホログラム素子を樹脂材料によ
り形成したので、該基板の温度を200℃以下に保つ必
要があった。この結果、融点の高い材料を用いると20
0℃以下の温度では固着機能を発揮できず、また、融点
の低い合金材料などを用いると溶融時の温度調整が困難
となり、溶融材料の粘性を不安定にして位置ずれを生ず
る場合があった。そして、我々は、溶融材料にセレン
(Se)、硫黄(S)、及び、テルル(Te)、の元素
群から選択された1又は2以上の元素、並びに、該元素
の化合物、を含み、且つ、屈伏温度が120℃以上20
0℃以下であるガラスを使用すると良好な固着機能が得
られることを見出した。When a substrate made of a material having low heat resistance is used, in order to specify a material of the molten material layer that can exhibit a good fixing function, various materials are used for the molten material layer. The same positioning as in the second embodiment was performed. However, in this experiment, since the hologram element was formed of a resin material, it was necessary to keep the temperature of the substrate at 200 ° C. or lower. As a result, when a material having a high melting point is used, 20
At a temperature of 0 ° C. or less, the fixing function cannot be exerted, and when an alloy material having a low melting point is used, it becomes difficult to adjust the temperature during melting, and the viscosity of the molten material becomes unstable, which may cause a displacement. . And we include in the molten material one or more elements selected from the group of elements of selenium (Se), sulfur (S), and tellurium (Te), and a compound of the elements, and , Yielding temperature is more than 120 ° C and 20
It has been found that when a glass having a temperature of 0 ° C. or lower is used, a good fixing function can be obtained.
【0063】なお、本発明の光インタコネクションシス
テムの位置決め機構における、上記溶融材料層の材料と
しては、上記した無機物の材料が長期安定性の点で適し
ている。しかし、長期の安定性をそれほど重要視しない
場合などには、ポリオレフィン系樹脂のような熱可塑性
樹脂を用いることもできる。但し、その際には他の構成
要素の形成プロセスに該樹脂層が耐える必要があるので
適切な樹脂を選定する必要がある。As the material of the molten material layer in the positioning mechanism of the optical interconnection system of the present invention, the above-mentioned inorganic material is suitable in terms of long-term stability. However, when long-term stability is not so important, a thermoplastic resin such as a polyolefin resin can be used. However, in that case, it is necessary to select an appropriate resin because the resin layer needs to withstand the process of forming other components.
【0064】一方、良好な断熱機能を発揮しうる熱伝導
阻害層の材料を特定するために、熱伝導阻害層に種々の
材料を用いて、上記第2の実施形態と同様の位置決めを
行った。この結果、耐熱性の低い材料を用いた場合に
は、溶融材料層の固着時に熱伝導阻害層自体がクリープ
を起こして位置ずれを生ずる場合があった。そして、我
々は、熱伝導阻害層に酸化アルミニウム(Al2O3)
を使用すると、良好な断熱機能と高い位置決め信頼性が
得られることを見出した。また、良好な発熱機能を発揮
しうる光吸収層の材料を特定するために、光吸収層に種
々の材料を用い、支持部材16をスパッタにより形成さ
せた酸化シリコン膜で構成し、上部に光吸収層を設けて
上記第2実施形態と同様の位置決めを行った。光源には
レーザを用いた。この結果、吸光度の小さな材質を用い
ると、高エネルギーの光照射を強いられて他の部材に損
傷を生じた。また、例えば、炭素膜のような吸光度の大
きな材質を用いると、光照射のエネルギー制御が困難に
なるとともに、光吸収層自体が損傷を受けることがあっ
た。そして、我々は、鉄(Fe)、クロム(Cr)、ニ
ッケル(Ni)、及び、銅(Cu)、の元素群から選択
された1又は2以上の元素を含む、金属又は合金、の薄
膜を使用すると、良好な発熱機能と高い位置決め信頼性
が得られることを見出した。On the other hand, in order to specify the material of the heat conduction inhibiting layer capable of exhibiting a good heat insulating function, the same positioning as that of the second embodiment was performed by using various materials for the heat conduction inhibiting layer. . As a result, when a material having low heat resistance is used, the heat conduction inhibiting layer itself may creep at the time of fixing the molten material layer, resulting in displacement. Then, we used aluminum oxide (Al 2 O 3 ) for the heat conduction inhibition layer.
It has been found that the use of a steel sheet provides a good heat insulating function and a high positioning reliability. Further, in order to specify the material of the light absorbing layer capable of exhibiting a good heat generating function, various materials are used for the light absorbing layer, the support member 16 is formed of a silicon oxide film formed by sputtering, and the light The same positioning as in the second embodiment was performed by providing an absorbing layer. A laser was used as a light source. As a result, when a material having a small absorbance was used, high-energy light irradiation was forced and other members were damaged. In addition, for example, when a material having a large absorbance such as a carbon film is used, energy control of light irradiation becomes difficult, and the light absorption layer itself may be damaged. Then, we form a thin film of a metal or alloy containing one or more elements selected from the group consisting of iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), and copper (Cu). It has been found that when used, a good heat generation function and high positioning reliability can be obtained.
【0065】更に、良好な接合機能を発揮しうる被覆層
の材料を特定するために、被覆層に種々の材料を用い、
固定機構11の構成を、半導体又は金属からなる導電層
と、可動部材12に保持させた第2電極と、該第2電極
の表面に被覆した被覆層と、電圧印加機構とで構成し
て、上記第2実施形態と同様の位置決めを行った。この
結果、陽極接合に高電圧を必要とする材料の組み合わせ
を用いると、支持部材16に絶縁破壊を生じて破壊させ
る場合があり、また、陽極接合に高温を必要とする材料
の組み合わせを用いると、接合後の固定機構11に残留
する応力により、基板13を変形させる場合があった。
そして、我々は、導電層に半導体シリコン(Si)を、
上記被覆層に5%〜20%のホウ素(B)を含有するホ
ウ珪酸ガラスを、それぞれ用いると、良好な接合機能が
得られることを見出した。Further, in order to specify a material of the coating layer capable of exhibiting a good bonding function, various materials are used for the coating layer.
The configuration of the fixing mechanism 11 includes a conductive layer made of a semiconductor or a metal, a second electrode held on the movable member 12, a coating layer covering the surface of the second electrode, and a voltage applying mechanism, The same positioning as in the second embodiment was performed. As a result, if a combination of materials requiring a high voltage is used for anodic bonding, dielectric breakdown may occur in the support member 16 and breakage may occur. Also, if a combination of materials requiring a high temperature for anodic bonding is used. In some cases, the substrate 13 may be deformed by the stress remaining in the fixing mechanism 11 after the bonding.
And we have semiconductor silicon (Si) for the conductive layer,
It has been found that a good bonding function can be obtained by using borosilicate glass containing 5% to 20% boron (B) for the coating layer.
【0066】なお、上記した第1および第2の実施形態
では、駆動機構に静電マイクロアクチュエータを用いた
が、駆動機構はこれに限られるものではなく、ある程度
の厚みが許容される場合には、例えば、ピエゾ素子アク
チュエータ、バイモルフアクチュエータなどを用いるこ
とができる。In the first and second embodiments described above, the electrostatic microactuator is used as the driving mechanism. However, the driving mechanism is not limited to this, and when a certain thickness is allowed. For example, a piezo element actuator, a bimorph actuator, or the like can be used.
【0067】次に、第3の実施形態を説明する。本実施
形態では、上記各実施形態の構成に、位置決め対象の素
子アレイの位置を測定する位置測定機構を加えたことを
特徴としている。測定されるのは、位置測定の対象の素
子アレイの、他の素子アレイに対する、もしくは光イン
タコネクションシステムを構成する筐体に固定されたい
ずれかの位置(基準点と呼ぶ)に対する、相対的な3次
元位置である。その測定結果を、必要な場合には直交座
標、曲座標あるいは円筒座標などで数値化し、前述の位
置決め機構による位置決め手順を行うために用いるもの
である。Next, a third embodiment will be described. This embodiment is characterized in that a position measuring mechanism for measuring the position of an element array to be positioned is added to the configuration of each of the above embodiments. What is measured is a relative position of the element array whose position is to be measured with respect to another element array or with respect to any position (referred to as a reference point) fixed to a housing constituting the optical interconnection system. 3D position. If necessary, the measurement results are converted into numerical values in rectangular coordinates, curved coordinates, cylindrical coordinates, or the like, and are used for performing a positioning procedure by the above-described positioning mechanism.
【0068】位置測定機構を設ける理由を以下に説明す
る。第1及び第2の実施形態で述べたような位置合わせ
方法、すなわち結合効率などをもとにした方法では、位
置決め対象の素子が一個である場合には問題は生じない
が、位置決め対象物が複数となった場合には、いずれの
位置決め対象物に位置ズレがあるのかを判別することが
容易ではなく、結果として位置合わせに要する時間が非
常に長くなったり、位置合わせをすることが困難となっ
たりする。The reason for providing the position measuring mechanism will be described below. In the positioning method as described in the first and second embodiments, that is, the method based on the coupling efficiency or the like, no problem occurs when the number of elements to be positioned is one, When there are a plurality of positioning objects, it is not easy to determine which of the positioning objects has a positional deviation, and as a result, the time required for the positioning becomes extremely long, and it is difficult to perform the positioning. Or become.
【0069】このような場合に、ひとつもしくは複数の
位置決め対象の素子アレイに位置測定機構を設けると、
その素子アレイの実際の位置を知ることができるので、
狙いの位置に素子アレイを移動させる動作の収束が速く
なるという効果がある。また、複数の素子アレイの位置
を同時に調整する際に起こりがちな偽の極小点などに誤
って収束するおそれも完全に除去されるという効果があ
る。もっとも、この位置情報のみで位置あわせができる
程度に位置測定機構の測定精度あるいは測定分解能を高
めることは非常に困難であり、本実施形態はそのような
構成を狙いとしたものではない。ここで用いる位置調整
機構は比較的測定分解能の低いものでよい。最終的な位
置あわせは、例えば結合効率など、実際の特性をもとに
して行う。In such a case, if a position measuring mechanism is provided in one or more element arrays to be positioned,
Since you can know the actual position of the element array,
There is an effect that the convergence of the operation of moving the element array to a target position becomes faster. Further, there is an effect that the possibility of erroneously converging to a false minimum point or the like which tends to occur when adjusting the positions of a plurality of element arrays simultaneously is completely eliminated. However, it is very difficult to increase the measurement accuracy or the measurement resolution of the position measuring mechanism to such an extent that the positioning can be performed only with this position information, and the present embodiment does not aim at such a configuration. The position adjusting mechanism used here may have a relatively low measurement resolution. The final alignment is performed based on actual characteristics such as coupling efficiency.
【0070】本実施形態における構成を図8に示す。な
お、上記各実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に
必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略
する。また、要部のみ説明する。位置測定機構は、ター
ゲットTに特定のパターンを持った光束を照射する光照
射機構30と、ターゲットTに照射されたパターンを撮
影する撮像機構31と、該撮像機構31からの画像情報
に基づいて光照射機構30、撮像機構31及びターゲッ
トTにより構成される配置から3角測量を行ってターゲ
ットTの位置を算出する処理機構32を有している。処
理機構32による位置測定情報は制御機構15に送ら
れ、位置決め機構の位置決め制御に用いられる。FIG. 8 shows the configuration of this embodiment. The same parts as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the already-described configuration and function will be omitted unless necessary. Only the main parts will be described. The position measuring mechanism includes a light irradiating mechanism 30 that irradiates the target T with a light beam having a specific pattern, an image capturing mechanism 31 that captures an image of the pattern radiated on the target T, and an image information from the image capturing mechanism 31. It has a processing mechanism 32 that performs triangulation from the arrangement constituted by the light irradiation mechanism 30, the imaging mechanism 31, and the target T to calculate the position of the target T. The position measurement information from the processing mechanism 32 is sent to the control mechanism 15 and used for positioning control of the positioning mechanism.
【0071】ターゲットTは、マイクロレンズアレイ8
等の位置決め対象物に連結され、位置決め対象物と一定
の位置関係を保ってともに移動するものである。ターゲ
ットTはある面積をもった反射板であり、好ましくは表
面が光散乱面となっているものである。ここでいうパタ
ーンとは、光照射機構30からの見込み角に対して明暗
が変化する2次元のパターンである。明暗には特定の周
期構造やランダムな周期の周期構造を設ける。また、周
期構造は1次元でも2次元でもよい。またレーザ光によ
るスペックルパターンのようにまったくランダムなもの
でもよい。処理機構32の機能を制御機構15が兼ねる
構成としてもよい。The target T is a micro lens array 8
Etc., and move together with the positioning object while maintaining a certain positional relationship. The target T is a reflector having a certain area, and preferably has a light scattering surface on the surface. Here, the pattern is a two-dimensional pattern in which the brightness changes with respect to the estimated angle from the light irradiation mechanism 30. For light and dark, a specific periodic structure or a random periodic structure is provided. The periodic structure may be one-dimensional or two-dimensional. In addition, a completely random pattern such as a speckle pattern by a laser beam may be used. The configuration may be such that the control mechanism 15 also functions as the function of the processing mechanism 32.
【0072】図8で示した位置測定機構において、光照
射機構30が、ターゲットT上に特定の照度分布をもっ
た光束を照射する構成としてもよい。ターゲットTに照
射される光束に特定の照度分布をもたせたものである。
図8で示した位置測定機構では、特定のパターンを用い
るため位置測定の分解能が制限されることがあるが、連
続的な照度分布をもった光束とすることにより、位置測
定の分解能を高めることができる。ただし、光束の照度
分布を連続的にし、それを再現性良く製作することが難
しいので、実施の容易さの上ではパターンを用いるほう
が適している。In the position measuring mechanism shown in FIG. 8, the light irradiating mechanism 30 may irradiate the target T with a light beam having a specific illuminance distribution. The light beam applied to the target T has a specific illuminance distribution.
In the position measurement mechanism shown in FIG. 8, the resolution of position measurement may be limited due to the use of a specific pattern. However, it is necessary to increase the resolution of position measurement by using a light beam having a continuous illuminance distribution. Can be. However, since it is difficult to make the illuminance distribution of the light beam continuous and produce it with good reproducibility, it is more suitable to use a pattern in terms of ease of implementation.
【0073】図8で示した位置測定機構において、光照
射機構30が、波長強度分布をもった光束を照射する構
成としてもよい。この場合にも上記と同様に位置測定分
解能を高めることができる。図8で示した位置測定機構
において、光照射機構30が、異なる波長により異なる
照度分布の光束を照射する構成としてもよい。撮像素子
において異なる波長を弁別して異なる照度分布の画像を
分離することにより、複数の異なる測定を同時に行うこ
とができるので位置測定精度が向上するという利点があ
る。In the position measuring mechanism shown in FIG. 8, the light irradiation mechanism 30 may be configured to irradiate a light beam having a wavelength intensity distribution. Also in this case, the position measurement resolution can be increased in the same manner as described above. In the position measurement mechanism shown in FIG. 8, the light irradiation mechanism 30 may be configured to irradiate light beams having different illuminance distributions with different wavelengths. By separating images having different illuminance distributions by distinguishing different wavelengths in the image sensor, a plurality of different measurements can be performed simultaneously, so that there is an advantage that the position measurement accuracy is improved.
【0074】上述した各位置測定機構において、光照射
機構30が、発光素子から分岐した光束をターゲットT
へ照射する構成としてもよい。この場合、光照射機構3
0自体の光源となる発光素子を設けなくて済むので、光
インタコネクションシステムの低コスト化に寄与できる
利点を有している。上述した各位置測定機構において、
撮像素子と受光素子が同一の半導体基板に設けられた構
成としてもよい。この構成では受光素子以外の素子の位
置測定を行う場合に部品点数が減少することにより低コ
スト化を図れる利点がある。In each of the above-described position measuring mechanisms, the light irradiating mechanism 30 emits the light beam branched from the light emitting element to the target T.
Irradiation may be performed. In this case, the light irradiation mechanism 3
Since there is no need to provide a light-emitting element serving as a light source of the optical interconnection device itself, there is an advantage that the cost of the optical interconnection system can be reduced. In each of the above-described position measuring mechanisms,
The imaging element and the light receiving element may be provided on the same semiconductor substrate. This configuration has the advantage that the cost can be reduced by reducing the number of components when measuring the position of elements other than the light receiving element.
【0075】[0075]
【発明の効果】請求項1乃至3のいずれか1に記載の発
明によれば、各素子の位置決め精度を1[μm]未満の
高精度とすることができる。また、位置調整および固定
が外部からの電気信号もしくは光照射により行われるの
で、光インタコネクションシステムとしてパッケージさ
れた後に行うことができ、製造工程が簡素化される。更
に、位置調整および固定を光インタコネクションシステ
ム内に内蔵させた制御回路により自動的に行わせるよう
な構成とした場合は、製造工程における各素子の位置決
め工程が簡素化され、製造コストを削減することが可能
となる。アレイとして形成された光素子同士のアライメ
ントでは相互のアレイ方向を一致させる回転角調整ステ
ップを要するため、アレイとして形成され一個の素子と
なっているにもかかわらず、アライメント作業のコスト
は単一の光素子同士をアライメントする場合、(例えば
一個の発光素子と光ファイバとの位置合わせ)に比べて
相当大きかった。これに対し、本発明の光インタコネク
ションシステムでは、異なる方向への駆動力を発生する
駆動機構の相対的な駆動量を調整することによって位置
決め対象物を回転させることができるので、回転のため
の特段の駆動機構を備えなくてもアレイとして形成され
た素子同士の位置合わせがコスト増加を伴わずに高精度
に行えるという利点がある。According to the invention as set forth in any one of the first to third aspects, the positioning accuracy of each element can be made as high as less than 1 [μm]. In addition, since the position adjustment and the fixing are performed by an external electric signal or light irradiation, it can be performed after being packaged as an optical interconnection system, and the manufacturing process is simplified. Further, when the position adjustment and the fixing are automatically performed by a control circuit built in the optical interconnection system, the positioning process of each element in the manufacturing process is simplified, and the manufacturing cost is reduced. It becomes possible. Since the alignment of the optical elements formed as an array requires a rotation angle adjustment step of matching the directions of the arrays, the cost of the alignment work is a single unit despite the fact that the elements are formed as an array. In the case of aligning the optical elements, it was considerably larger than (for example, alignment of one light emitting element and an optical fiber). On the other hand, in the optical interconnection system of the present invention, the positioning target can be rotated by adjusting the relative drive amount of the drive mechanism that generates the drive force in different directions. There is an advantage that the positioning of the elements formed as an array can be performed with high accuracy without increasing the cost without providing a special driving mechanism.
【0076】請求項4ないし6のいずれか1つに記載の
発明によれば、位置測定機構により素子アレイの実際の
位置を知ることができるので、狙いの位置に素子アレイ
を移動させる動作の収束を速くすることができ、位置決
め機構による位置決めを迅速且つ高精度に行うことがで
きるという優れた効果がある。また、複数の素子アレイ
の位置を同時に調整する際に起こりがちな偽の極小点な
どに誤って収束するおそれを完全に除去することができ
るという優れた効果がある。According to the invention of any one of claims 4 to 6, since the actual position of the element array can be known by the position measuring mechanism, the convergence of the operation of moving the element array to a target position is achieved. And the positioning mechanism can quickly perform the positioning with high accuracy. Further, there is an excellent effect that the possibility of erroneous convergence to a false minimum point, which tends to occur when adjusting the positions of a plurality of element arrays simultaneously, can be completely eliminated.
【0077】請求項7又は8に記載の発明によれば、仮
固定部材の機能スペースを確保する必要がないので、素
子を近接させて配置することができるという優れた効果
がある。また、1[μm]未満の高精度の位置決めを完
全に自動化することができるので、1[μm]未満の高
精度の位置決めを必要とする素子を備える光インタコネ
クションシステムの製造を容易に行うことができるとい
う優れた効果がある。According to the invention of claim 7 or 8, there is no need to secure a functional space for the temporary fixing member, so that there is an excellent effect that the elements can be arranged close to each other. Further, since high-precision positioning of less than 1 [μm] can be completely automated, it is possible to easily manufacture an optical interconnection system including an element requiring high-precision positioning of less than 1 [μm]. There is an excellent effect that can be.
【0078】請求項9に記載の発明によれば、扁平で小
型の駆動機構を備えているので光インタコネクションシ
ステムの体積を増加させることがないという効果があ
る。According to the ninth aspect of the present invention, since a flat and small driving mechanism is provided, there is an effect that the volume of the optical interconnection system is not increased.
【0079】請求項10に記載の発明によれば、制御機
構の駆動機構に対する制御を安定化させるため、位置決
めに要する時間を短縮することができるという優れた効
果が得られる。更に、基材の上における各機構又は各部
材のレイアウト自由度が大きくなるため、基材を装置に
組み込む場合には、装置のレイアウト自由度を大きくす
るという優れた効果がある。According to the tenth aspect, since the control of the control mechanism with respect to the drive mechanism is stabilized, an excellent effect that the time required for positioning can be reduced can be obtained. Further, since the degree of freedom in the layout of each mechanism or each member on the base material is increased, when the base material is incorporated in the apparatus, there is an excellent effect that the degree of freedom in the layout of the apparatus is increased.
【0080】請求項11に記載の発明によれば、固定機
構の固定材料に溶融材料を用いているので、位置決め対
象物の位置保持性の低下、位置決めに係るコストの増
加、及び、位置決め精度の低下、を防止することができ
るという優れた効果がある。According to the eleventh aspect of the present invention, since the molten material is used as the fixing material of the fixing mechanism, the position holding property of the positioning object is reduced, the cost for positioning is increased, and the positioning accuracy is reduced. There is an excellent effect that reduction can be prevented.
【0081】請求項12に記載の発明によれば、上記発
熱体層の発熱機構に電気配線を必要としないので、装置
を小型化できるという優れた効果がある。According to the twelfth aspect of the present invention, since no electrical wiring is required for the heating mechanism of the heating element layer, there is an excellent effect that the apparatus can be downsized.
【0082】請求項13に記載の発明によれば、光吸収
層に対して基材の裏側からの光照射ができるため、基材
上における各装置又は各部材のレイアウト自由度を大き
くすることができる。According to the thirteenth aspect, since the light absorption layer can be irradiated with light from the back side of the substrate, the degree of freedom of layout of each device or each member on the substrate can be increased. it can.
【0083】請求項14に記載の発明によれば、所定の
波長の光を透過させる上記支持部材を介して上記光吸収
層に該光の照射を行うことができるので、該基材上にお
ける各装置又は各部材のレイアウト自由度をさらに大き
くすることができるという優れた効果がある。According to the fourteenth aspect of the present invention, the light absorption layer can be irradiated with the light through the support member that transmits light of a predetermined wavelength. There is an excellent effect that the degree of freedom of the layout of the device or each member can be further increased.
【0084】請求項15に記載の発明によれば、可動部
材を支持部材に固定する必要があり、且つ、支持部材を
大きくできない場合でも、支持部材に光透過性の材料を
用いないので、位置決めに係る製造コストの増加、及
び、可動部材の支持の脆弱化を防止することができる。According to the fifteenth aspect of the present invention, since the movable member needs to be fixed to the support member, and even if the support member cannot be made large, a light-transmitting material is not used for the support member. Accordingly, it is possible to prevent an increase in manufacturing cost and weakening of support of the movable member.
【0085】請求項16に記載の発明によれば、溶融材
料層の溶融の表面張力による上記可動部材の遊動を防止
できるので、より高精度の位置決めを行うことができる
という優れた効果がある。According to the sixteenth aspect of the present invention, the movable member can be prevented from floating due to the surface tension of the melting of the molten material layer, so that there is an excellent effect that the positioning can be performed with higher precision.
【0086】請求項17に記載の発明によれば、一般的
な耐熱性を有する基材を変形させず、且つ、溶融材料層
の溶融時の粘度を上記可動部材の固定に適した値に調整
できるので、可動部材の固定を安定して行うことができ
るという優れた効果がある。According to the seventeenth aspect, the general heat-resistant base material is not deformed and the viscosity of the molten material layer at the time of melting is adjusted to a value suitable for fixing the movable member. Therefore, there is an excellent effect that the movable member can be stably fixed.
【0087】請求項18に記載の発明によれば、耐熱性
の低い基材を変形させず、且つ、溶融材料層の溶融時の
粘度を上記可動部材の固定に適した値に調整できるの
で、耐熱性の低い基材を用いる場合でも、可動部材の固
定を安定して行うことができる。According to the eighteenth aspect of the invention, the base material having low heat resistance is not deformed, and the viscosity of the molten material layer at the time of melting can be adjusted to a value suitable for fixing the movable member. Even when a substrate having low heat resistance is used, the movable member can be stably fixed.
【0088】請求項19に記載の発明によれば、発熱体
層に電気発熱機構を用いた場合には、電気発熱機構にお
ける電気配線の径の拡大を防止するので、基材を搭載さ
れる装置の大型化を防止することができる。また、可動
部材の固定に係る無駄なエネルギー消費を軽減するの
で、位置決めに係るコストを軽減することができるとい
う優れた効果がある。According to the nineteenth aspect of the present invention, when an electric heating mechanism is used for the heating element layer, the diameter of the electric wiring in the electric heating mechanism is prevented from being increased, so that the apparatus on which the base material is mounted is provided. Can be prevented from increasing in size. Further, since unnecessary energy consumption for fixing the movable member is reduced, there is an excellent effect that the cost for positioning can be reduced.
【0089】請求項20に記載の発明によれば、可動部
材の固定に係る無駄なエネルギー消費を確実に軽減する
ので、位置決めに係るコストを確実に軽減することがで
きるという優れた効果がある。According to the twentieth aspect of the present invention, wasteful energy consumption for fixing the movable member is surely reduced, so that there is an excellent effect that the cost for positioning can be surely reduced.
【0090】請求項21に記載の発明によれば、光吸収
層を確実に発熱させるので、基材の上における各部材の
レイアウト自由度を確実に大きくすることができる。According to the twenty-first aspect of the present invention, since the light absorbing layer surely generates heat, the degree of freedom of layout of each member on the base material can be reliably increased.
【0091】請求項22に記載の発明によれば、溶融材
料層の溶融時における、融合層の欠損及び可動部材の位
置ずれを軽減するため、可動部材の固定を確実化し、且
つ、位置決めの精度を高めることができるという効果が
得られる。According to the twenty-second aspect, in order to reduce the loss of the fusion layer and the displacement of the movable member when the molten material layer is melted, the movable member is reliably fixed and the positioning accuracy is improved. Can be increased.
【0092】請求項23に記載の発明によれば、固定機
構に係る電気配線をコンパクトにまとめることができる
ので、基材を搭載される装置を小型化することができる
という優れた効果がある。According to the twenty-third aspect of the present invention, since the electric wiring related to the fixing mechanism can be compacted, there is an excellent effect that the device on which the base material is mounted can be reduced in size.
【0093】請求項24に記載の発明によれば、基材の
上における各部材の温度上昇が軽減されるので、位置決
め対象物が熱に弱い材質である場合にも、陽極接合によ
る上記可動部材の固定を行うことができる。According to the twenty-fourth aspect of the present invention, the temperature rise of each member on the base material is reduced, so that the movable member by anodic bonding can be used even when the object to be positioned is a material weak to heat. Can be fixed.
【0094】請求項25に記載の発明によれば、可動部
材の固定に適した接合強度を得ることができるので、位
置決め対象物の位置保持性の低下を防止することができ
る。According to the twenty-fifth aspect of the present invention, it is possible to obtain a bonding strength suitable for fixing the movable member, so that it is possible to prevent a decrease in the position holding ability of the positioning object.
【0095】請求項26に記載の発明によれば、光イン
タコネクションシステム内部に製造時に必要なワークの
移動用空間を確保する必要がないので、装置を小型化す
ることができるといった効果が得られる。また、光学素
子等の光軸合わせを、1[μm]未満の極めて高い精度
で行うことができるという優れた効果がある。また、光
学素子等の光軸合わせを完全自動制御で行うので、すべ
てをパッケージした後でも位置合わせを行うことがで
き、該光軸合わせを安価に行うことができるという優れ
た効果がある。According to the twenty-sixth aspect of the present invention, there is no need to secure a space for moving a work required during manufacturing in the optical interconnection system, so that an effect that the apparatus can be downsized can be obtained. . Also, there is an excellent effect that the optical axis of an optical element or the like can be aligned with extremely high accuracy of less than 1 [μm]. In addition, since the optical axis alignment of the optical elements and the like is performed by fully automatic control, the alignment can be performed even after all the components are packaged, and there is an excellent effect that the optical axis alignment can be performed at low cost.
【0096】請求項27に記載の発明によれば、位置測
定機構により素子アレイの実際の位置を知ることができ
るので、狙いの位置に素子アレイを移動させる動作の収
束を速くすることができ、位置決め機構による位置決め
を迅速且つ高精度に行うことができるという優れた効果
がある。また、複数の素子アレイの位置を同時に調整す
る際に起こりがちな偽の極小点などに誤って収束するお
それを完全に除去することができるという優れた効果が
ある。According to the twenty-seventh aspect, since the actual position of the element array can be known by the position measuring mechanism, the convergence of the operation of moving the element array to a target position can be accelerated. There is an excellent effect that positioning by the positioning mechanism can be performed quickly and with high accuracy. Further, there is an excellent effect that the possibility of erroneous convergence to a false minimum point, which tends to occur when adjusting the positions of a plurality of element arrays simultaneously, can be completely eliminated.
【0097】請求項28に記載の発明によれば、連続的
な照度分布をもった光束とすることにより、位置測定の
分解能を高めることができるという優れた効果がある。According to the twenty-eighth aspect of the present invention, there is an excellent effect that the resolution of position measurement can be enhanced by forming a light beam having a continuous illuminance distribution.
【0098】請求項29に記載の発明によれば、照射さ
れる光束に波長強度分布を持たせたことにより、位置測
定分解能を高めることができるという優れた効果があ
る。According to the twenty-ninth aspect of the present invention, the illuminating light beam has a wavelength intensity distribution, so that there is an excellent effect that the position measurement resolution can be enhanced.
【0099】請求項30に記載の発明によれば、異なる
波長により異なる照度分布の光束を照射する構成とした
ので、位置測定精度が向上するという優れた効果があ
る。According to the thirty-first aspect of the present invention, light beams having different illuminance distributions are irradiated at different wavelengths, so that there is an excellent effect that position measurement accuracy is improved.
【0100】請求項31に記載の発明によれば、発光素
子から分岐した光束でターゲットへの光照射を行う構成
としたので、光照射機構の光源となる発光素子を設けな
くて済み、光ピックアップ装置を低コスト化することが
できるという優れた効果がある。According to the thirty-first aspect of the present invention, the target is illuminated with the light beam branched from the light emitting element, so that the light emitting element serving as the light source of the light irradiating mechanism is not required, and the optical pickup is provided. There is an excellent effect that the cost of the apparatus can be reduced.
【0101】請求項32に記載の発明によれば、撮像素
子と受光素子が同一の半導体基板に設けられた構成とし
たので、部品点数を少なくでき、低コスト化を図ること
ができるという優れた効果がある。According to the thirty-second aspect, since the image pickup device and the light receiving device are provided on the same semiconductor substrate, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. effective.
【0102】請求項33に記載の発明によれば、光イン
タコネクションシステムの内部に、従来は製造時に必要
なワークの移動用空間を確保する必要がないので、該装
置を小型化することができるという優れた効果がある。
また、光学素子等の光軸合わせを、1[μm]未満の極
めて高い精度で行うことができるという優れた効果があ
る。また、光学素子等の光軸合わせを完全自動制御で行
うので、すべてをパッケージした後でも位置合わせを行
うことができ、該光軸合わせを安価に行うことができる
という優れた効果がある。更に、光軸あわせをすべき素
子が複数ある場合でも、狙いの位置に素子を移動させる
動作の収束が速くなるという効果がある。また、複数の
素子の位置を同時に調整する際におこりがちな、偽の極
小点などに誤って収束するおそれも完全に除去されると
いう効果がある。According to the thirty-third aspect of the present invention, there is no need to secure a space for moving a work required at the time of manufacturing in the conventional optical interconnection system, so that the apparatus can be downsized. There is an excellent effect.
Also, there is an excellent effect that the optical axis of an optical element or the like can be aligned with extremely high accuracy of less than 1 [μm]. In addition, since the optical axis alignment of the optical elements and the like is performed by fully automatic control, the alignment can be performed even after all the components are packaged, and there is an excellent effect that the optical axis alignment can be performed at low cost. Further, even when there are a plurality of elements for which the optical axes are to be aligned, there is an effect that the convergence of the operation of moving the elements to a target position is accelerated. In addition, there is an effect that the possibility of erroneously converging to a false minimum point, which tends to occur when adjusting the positions of a plurality of elements at the same time, is completely eliminated.
【図1】本発明における光インタコネクションシステム
の一実施形態を説明するために引用した図である。FIG. 1 is a diagram cited for describing an embodiment of an optical interconnection system according to the present invention.
【図2】図1における微小位置決め機構を、位置決め対
象物としてのマイクロレンズアレイとともに示した模式
図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the micro-positioning mechanism in FIG. 1 together with a micro-lens array as a positioning target.
【図3】図2における微小位置決め機構における固定機
構の拡大模式図である。FIG. 3 is an enlarged schematic view of a fixing mechanism in the minute positioning mechanism in FIG.
【図4】本発明実施形態の動作を説明するために引用し
た図であり、位置決めを行うことができる方向を示す模
式図である。FIG. 4 is a diagram cited for explaining the operation of the embodiment of the present invention, and is a schematic diagram showing directions in which positioning can be performed.
【図5】本発明の他の実施形態を説明するために引用し
た図であり、位置決め対象物としてのマイクロレンズア
レイ及びホログラム素子アレイを示した模式図である。FIG. 5 is a diagram cited for explaining another embodiment of the present invention, and is a schematic diagram showing a microlens array and a hologram element array as positioning objects.
【図6】図5に示す微小位置決め機構の概略構成を示す
平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of the minute positioning mechanism shown in FIG.
【図7】本発明の光インタコネクションシステムにおけ
る微小位置決め機構のベース部の製造工程を模式的に示
す図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing a manufacturing process of a base portion of the minute positioning mechanism in the optical interconnection system of the present invention.
【図8】本発明に係る第3実施形態における位置測定機
構を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a position measuring mechanism according to a third embodiment of the present invention.
1、2 半導体チップ 3、4 2次元アレイ発光素子 5、6 2次元アレイ受光素子 7 遮光部材 8 マイクロレンズアレイ 10(10a〜10d) 駆動機構(静電マイクロアク
チュエータ) 11(11a〜11d) 固定機構 12(12a〜12d) 可動部材 13 基板 15 制御機構 16a 支持部材、 17a 発熱体層、 18a 第1溶融材料層 30 光照射機構 31 撮像機構 32 処理機構1, 2 Semiconductor chip 3, 4 2D array light emitting element 5, 6 2D array light receiving element 7 Light shielding member 8 Micro lens array 10 (10a to 10d) Drive mechanism (electrostatic microactuator) 11 (11a to 11d) Fixing mechanism 12 (12a to 12d) Movable member 13 Substrate 15 Control mechanism 16a Support member, 17a Heating element layer, 18a First molten material layer 30 Light irradiation mechanism 31 Imaging mechanism 32 Processing mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA03 AA07 AA09 AA19 DD01 DD02 DD03 FF01 FF05 FF09 GG15 GG23 GG24 HH02 JJ03 JJ26 KK01 LL10 LL49 LL51 MM03 MM04 MM14 MM15 MM24 MM25 PP03 PP22 QQ29 TT02 UU01 UU02 UU03 UU07 2H041 AA12 AA18 AB24 AB34 AC06 AC07 AC08 AZ01 AZ05 AZ08 5F089 AB03 AB08 AC07 AC24 EA08 GA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2F065 AA03 AA07 AA09 AA19 DD01 DD02 DD03 FF01 FF05 FF09 GG15 GG23 GG24 HH02 JJ03 JJ26 KK01 LL10 LL49 LL51 MM03 MM04 MM14 MM15 MM24 U03 U02 A03 U02 A AB24 AB34 AC06 AC07 AC08 AZ01 AZ05 AZ08 5F089 AB03 AB08 AC07 AC24 EA08 GA01
Claims (33)
れぞれ発光素子アレイおよび受光素子アレイと、前記発
光素子アレイから受光素子アレイへの照射光に対し光学
的作用を加える光学素子アレイとを備えた光インタコネ
クションシステムにおいて、前記発光素子アレイに連結
した位置決め機構を備えたことを特徴とする光インタコ
ネクションシステム。A light emitting element array and a light receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and an optical element array for applying an optical action to light irradiated from the light emitting element array to the light receiving element array. An optical interconnection system comprising a positioning mechanism connected to the light emitting element array.
れぞれ発光素子アレイおよび受光素子アレイと、発光素
子アレイから受光素子アレイへの照射光に対し光学的作
用を加える光学素子アレイとを備えた光インタコネクシ
ョンシステムにおいて、前記受光素子アレイに連結した
位置決め機構を備えたことを特徴とする光インタコネク
ションシステム。A light-emitting element array and a light-receiving element array for transmitting and receiving an optical signal; and an optical element array for applying an optical effect to light emitted from the light-emitting element array to the light-receiving element array. An optical interconnection system comprising a positioning mechanism connected to the light receiving element array.
れぞれ発光素子アレイおよび受光素子アレイと、前記発
光素子アレイから受光素子アレイへの照射光に対し光学
的作用を加える光学素子アレイとを備えた光インタコネ
クションシステムにおいて、前記光学素子アレイに連結
した位置決め機構を備えたことを特徴とする光インタコ
ネクションシステム。3. A light-emitting element array and a light-receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and an optical element array for applying an optical action to irradiation light from the light-emitting element array to the light-receiving element array. An optical interconnection system comprising a positioning mechanism connected to the optical element array.
れぞれ発光素子アレイおよび受光素子アレイと、前記発
光素子アレイから受光素子アレイへの照射光に対し光学
的作用を加える光学素子アレイとを備えた光インタコネ
クションシステムにおいて、前記発光素子アレイに連結
した位置決め機構と、光学素子アレイもしくは受光素子
アレイもしくは該光インタコネクションシステムの筐体
に固定された基準点に対する該発光素子アレイの相対的
な位置を測定する位置測定機構と、を備えたことを特徴
とする光インタコネクションシステム。4. A light emitting element array and a light receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and an optical element array for applying an optical effect to light irradiated from the light emitting element array to the light receiving element array. In the optical interconnection system, a positioning mechanism connected to the light emitting element array and a relative position of the light emitting element array with respect to a reference point fixed to an optical element array or a light receiving element array or a housing of the optical interconnection system. An optical interconnection system comprising: a position measuring mechanism for measuring the distance.
れぞれ発光素子アレイおよび受光素子アレイと、発光素
子アレイから受光素子アレイへの照射光に対し光学的作
用を加える光学素子アレイとを備えた光インタコネクシ
ョンシステムにおいて、前記受光素子アレイに連結した
位置決め機構と、光学素子アレイもしくは発光素子アレ
イもしくは該光インタコネクションシステムの筐体に固
定された基準点に対する該受光素子アレイの相対的な位
置を測定する位置測定機構と、を備えたことを特徴とす
る光インタコネクションシステム。5. A light-emitting element array and a light-receiving element array used for transmitting and receiving optical signals, respectively, and an optical element array for applying an optical action to light irradiated from the light-emitting element array to the light-receiving element array. In an optical interconnection system, a positioning mechanism connected to the light receiving element array and a relative position of the light receiving element array with respect to a reference point fixed to an optical element array or a light emitting element array or a housing of the optical interconnection system. An optical interconnection system, comprising: a position measuring mechanism for measuring.
れぞれ発光素子アレイおよび受光素子アレイと、前記発
光素子アレイから受光素子アレイへの照射光に対し光学
的作用を加える光学素子アレイとを備えた光インタコネ
クションシステムにおいて、前記光学素子アレイに連結
した位置決め機構と、発光素子アレイもしくは受光素子
アレイもしくは該光インタコネクションシステムの筐体
に固定された基準点に対する該光学素子アレイの相対的
な位置を測定する位置測定機構と、を備えたことを特徴
とする光インタコネクションシステム。6. A light emitting element array and a light receiving element array used for transmitting and receiving an optical signal, respectively, and an optical element array for applying an optical effect to light irradiated from the light emitting element array to the light receiving element array. In the optical interconnection system, a positioning mechanism connected to the optical element array and a relative position of the optical element array with respect to a light emitting element array or a light receiving element array or a reference point fixed to a housing of the optical interconnection system. An optical interconnection system comprising: a position measuring mechanism for measuring the distance.
インタコネクションシステムにおいて、 前記位置決め機構は、基材と、当該基材の表面に対して
平行移動自在に表面に支持され、位置決め対象物を永続
的に保持する可動部材と、前記基材に設けられ、前記可
動部材を駆動力の付与により平行移動させる駆動機構
と、前記基材に設けられ、前記可動部材を前記基材又は
基材に保持される支持部材に永続的に固定する固定機構
と、前記位置決め対象物の前記基材に対する相対的な位
置を示す情報に基づいて、前記駆動機構および前記固定
機構の動作を制御する制御機構とを備え、前記制御機構
により、前記駆動機構に前記位置決め対象物を所望の位
置に移動させた後、前記固定機構に前記可動部材を固定
させることで、前記基材における前記位置決め対象物の
相対的、且つ微小な位置決めを行うことを特徴とする光
インタコネクションシステム。7. The optical interconnection system according to claim 1, wherein the positioning mechanism is supported on a surface of the substrate so as to be able to move parallel to the surface of the substrate. A movable member for permanently holding the positioning object, a drive mechanism provided on the base material, for moving the movable member in parallel by applying a driving force, and a drive mechanism provided on the base material, wherein the movable member is provided on the base material. Or controlling the operation of the driving mechanism and the fixing mechanism based on information indicating a relative position of the positioning object with respect to the base material, and a fixing mechanism for permanently fixing the support member held on the base material. And a control mechanism for moving the positioning target to a desired position by the drive mechanism, and then fixing the movable member to the fixing mechanism, whereby the front of the base material is fixed. An optical interconnection system for performing relative and minute positioning of a positioning object.
インタコネクションシステムにおいて、 前記位置決め機構は、基材と、位置決め対象物、当該位
置決め対象物を永続的に保持する骨部材、もしくは、前
記位置決め対象物と一体に形成された骨部材を永続的に
保持もしくはこれらのうちの1つと一体に形成され、且
つ、前記基材の表面に対し平行移動自在に表面に支持さ
れる可動部材と、前記基材と前記可動部材との間に設け
られ、前記可動部材を電気的又は磁気的な駆動力の付与
により平行移動させる扁平状の駆動機構と、前記基材に
設けられ、前記可動部材を前記基材又は前記基材に保持
される支持部材に永続的に固定する固定機構と、前記位
置決め対象物の該基材に対する相対的な位置を示す情報
に基づいて、前記駆動機構及び前記固定機構の動作を制
御する制御機構とを備え、前記制御機構により、前記駆
動機構に前記位置決め対象物を所望の位置に移動させた
後、前記固定機構に前記可動部材を固定させることで、
前記基材における前記位置決め対象物の相対的、且つ微
小な位置決めを行うことを特徴とする光インタコネクシ
ョンシステム。8. The optical interconnection system according to claim 1, wherein the positioning mechanism includes a base member, a positioning target, a bone member for permanently holding the positioning target, Alternatively, a bone member integrally formed with the positioning object is permanently held or formed integrally with one of these members, and the movable member is supported on the surface of the base material so as to be movable in parallel with the surface of the base material. A member, provided between the base member and the movable member, a flat driving mechanism for moving the movable member in parallel by applying an electric or magnetic driving force, and the flat member is provided on the base member; A fixing mechanism for permanently fixing the movable member to the base material or a support member held by the base material, and the drive mechanism and the fixing mechanism based on information indicating a relative position of the positioning object with respect to the base material. Previous And a control mechanism for controlling the operation of the fixing mechanism, by moving the positioning target to a desired position by the drive mechanism by the control mechanism, by fixing the movable member to the fixing mechanism,
An optical interconnection system for performing relative and minute positioning of the positioning object on the base material.
ションシステムにおいて、 前記駆動機構は静電マイクロアクチュエータで構成され
ることを特徴とする光インタコネクションシステム。9. The optical interconnection system according to claim 7, wherein said drive mechanism is constituted by an electrostatic microactuator.
クションシステムにおいて、 前記基材に保持され、前記可動部材を平行移動自在に支
持する支持部材を備えたことを特徴とする光インタコネ
クションシステム。10. The optical interconnection system according to claim 7, further comprising a support member held by said base material and supporting said movable member so as to be movable in parallel. .
の光インタコネクションシステムにおいて、 前記固定機構は、前記基材、支持部材、あるいは、前記
可動部材の表面もしくは内部に保持されながら発熱する
発熱体層と、前記発熱体層に積層、あるいは、前記発熱
体層との間に前記支持部材もしくは前記可動部材の一部
を挟み込むように配置され、溶融性の材料からなる第1
の溶融材料層と、前記基材、あるいは前記可動部材に前
記第1の溶融材料層と対向するように保持され、溶融性
の材料からなる第2の溶融材料層とを有する固着機構で
あることを特徴とする光インタコネクションシステム。11. The optical interconnection system according to claim 7, wherein the fixing mechanism generates heat while being held on the surface or the inside of the base member, the support member, or the movable member. A first layer made of a fusible material is disposed such that a portion of the supporting member or the movable member is sandwiched between the heating element layer and the heating element layer or the heating element layer.
And a second molten material layer made of a fusible material and held by the base material or the movable member so as to face the first molten material layer. An optical interconnection system characterized by the following.
ンシステムにおいて、 前記発熱体層は、所定の波長の光を吸収する材料からな
る光吸収層であることを特徴とする光インタコネクショ
ンシステム。12. The optical interconnection system according to claim 11, wherein said heating element layer is a light absorption layer made of a material that absorbs light of a predetermined wavelength.
ンシステムにおいて、 前記基材は、所定の波長の光を透過させる材料からなる
ことを特徴とする光インタコネクションシステム。13. The optical interconnection system according to claim 12, wherein said substrate is made of a material that transmits light of a predetermined wavelength.
ンシステムにおいて、 前記支持部材は、所定の波長の光を透過させる材料から
なることを特徴とする光インタコネクションシステム。14. The optical interconnection system according to claim 12, wherein said support member is made of a material that transmits light of a predetermined wavelength.
ンシステムにおいて、 前記可動部材は、光を通過させる開口部、あるいは所定
の波長の光を透過させる材料からなる光透過部を有し、
且つ、前記光吸収層が、前記開口部あるいは前記光透過
部を通過もしくは透過する光に照射される位置で前記可
動部材に保持されることを特徴とする光インタコネクシ
ョンシステム。15. The optical interconnection system according to claim 12, wherein the movable member has an opening for transmitting light or a light transmitting portion made of a material for transmitting light of a predetermined wavelength.
In addition, the optical interconnection system is characterized in that the light absorbing layer is held by the movable member at a position where the light absorbing layer is irradiated with light that passes or transmits through the opening or the light transmitting part.
載の光インタコネクションシステムにおいて、 前記第2の溶融材料層の全域が、前記可動部材の可動範
囲において前記第1の溶融材料層と対向し、且つ、前記
第2の溶融材料層の融点は前記第1の溶融材料層の融点
より低いことを特徴とする光インタコネクションシステ
ム。16. The optical interconnection system according to claim 11, wherein an entire area of the second molten material layer is in contact with the first molten material layer in a movable range of the movable member. An optical interconnection system which is opposed and has a melting point of the second molten material layer lower than that of the first molten material layer.
載の光インタコネクションシステムにおいて、 前記第1の溶融材料層、第2の溶融材料層、あるいは前
記第1の溶融材料層および第2の溶融材料層が、バリウ
ム、ビスマス、ホウ素、鉛、カドミウム、リチウム、亜
鉛、タリウム、バナジウム、ケイ素、及び、ゲルマニウ
ムの元素群から選択される組み合わせにより構成された
酸化物を含むガラスであり、且つ、前記ガラスの屈伏温
度が、200℃以上300℃以下であることを特徴とす
る光インタコネクションシステム。17. The optical interconnection system according to claim 11, wherein the first molten material layer, the second molten material layer, or the first molten material layer and the second molten material layer. Is a glass containing an oxide composed of a combination selected from the element group of barium, bismuth, boron, lead, cadmium, lithium, zinc, thallium, vanadium, silicon, and germanium, and An optical interconnection system, wherein a sag temperature of the glass is 200 ° C. or more and 300 ° C. or less.
載の光インタコネクションシステムにおいて、 前記第1の溶融材料層、第2の溶融材料層、あるいは前
記第1の溶融材料層および第2の溶融材料層が、セレ
ン、硫黄、およびテルルの元素群から選択された少なく
とも1つの元素、ならびに前記元素の化合物を含むガラ
スであり、且つ、前記ガラスの屈伏温度が、120℃以
上200℃以下であることを特徴とする光インタコネク
ションシステム。18. The optical interconnection system according to claim 11, wherein the first molten material layer, the second molten material layer, or the first molten material layer and the second molten material layer. Is a glass containing at least one element selected from the group consisting of elements of selenium, sulfur, and tellurium, and a compound of the element, and the glass has a sag temperature of 120 ° C or more and 200 ° C or less. An optical interconnection system, characterized in that:
載の光インタコネクションシステムにおいて、 前記発熱体層と前記基材との間、前記発熱体層と前記支
持部材との間、あるいは前記発熱体層と前記可動部との
間に、熱伝導を阻害する材料からなる熱伝導阻害層を有
することを特徴とする光インタコネクションシステム。19. The optical interconnection system according to claim 11, wherein the heating element layer and the base member, the heating element layer and the support member, or the optical interconnection system. An optical interconnection system comprising a heat conduction inhibiting layer made of a material that inhibits heat conduction between a heating element layer and the movable section.
ンシステムにおいて、 前記熱伝導阻害層は、酸化アルミニウムで形成されるこ
とを特徴とする光インタコネクションシステム。20. The optical interconnection system according to claim 19, wherein said heat conduction inhibition layer is formed of aluminum oxide.
載の光インタコネクションシステムにおいて、 前記光吸収層は、鉄、クロム、ニッケル、および銅の元
素群から選択された少なくとも1つの元素を含む金属ま
たは合金の薄膜であることを特徴とする光インタコネク
ションシステム。21. The optical interconnection system according to claim 12, wherein the light absorbing layer contains at least one element selected from the group consisting of iron, chromium, nickel, and copper. An optical interconnection system comprising a thin film of a metal or alloy containing the same.
載の光インタコネクションシステムにおいて、 前記第1の溶融材料層および前記第2の溶融材料層の厚
みが、0.1[μm]以上2[μm]以下の範囲内にあ
ることを特徴とする光インタコネクションシステム。22. The optical interconnection system according to claim 12, wherein the thickness of the first molten material layer and the thickness of the second molten material layer are 0.1 μm or more. An optical interconnection system characterized by being within a range of 2 [μm] or less.
の光インタコネクションシステムにおいて、 前記固定機構は、前記基材に保持される第1の電極と、
前記第1の電極に保持され、半導体または金属からなる
導電層と、前記可動部材に前記導電層と対向するように
保持される第2の電極と、前記第2の電極の表面に被覆
され、ガラスからなる被覆層と、前記第1の電極および
前記第2の電極の両電極間に電圧を印加する電圧印加機
構と、前記基材を加熱する基材加熱機構と、前記基材に
導電性材料が用いられる場合に限り前記基材と前記第1
の電極との間に保持され、非導電性の材料からなる非導
電層とを備え、前記電圧印加機構による電圧の印加によ
り前記導電層と前記被覆層とを陽極接合する固着機構で
あることを特徴とする光インタコネクションシステム。23. The optical interconnection system according to claim 7, wherein the fixing mechanism comprises: a first electrode held by the base;
A conductive layer made of a semiconductor or metal, held on the first electrode, a second electrode held on the movable member so as to face the conductive layer, and a surface of the second electrode, A coating layer made of glass, a voltage application mechanism for applying a voltage between the first electrode and the second electrode, a substrate heating mechanism for heating the substrate, and a conductive material for the substrate. The substrate and the first material are used only when a material is used.
A non-conductive layer made of a non-conductive material held between the electrodes, and a fixing mechanism for anodically bonding the conductive layer and the coating layer by applying a voltage by the voltage applying mechanism. Characteristic optical interconnection system.
の光インタコネクションシステムにおいて、 前記固定機構は、前記基材に保持される第1の電極と、
前記第1の電極に保持され、半導体又は金属からなる導
電層と、前記可動部材に前記導電層と対向するように保
持される第2の電極と、前記第2の電極の表面に被覆さ
れ、ガラスからなる被覆層と、前記第1第2の両電極間
に電圧を印加する電圧印加機構と、前記導電層または前
記被覆層に近接配設され、発熱する発熱体層と、前記基
材に導電性の材料を用いられる場合に限り、前記基材と
前記第1の電極との間に保持され、非導電性の材料から
なる非導電層とを備え、前記電圧印加機構による電圧の
印加により、前記導電層と前記被覆層とを陽極接合する
固着機構であることを特徴とする光インタコネクション
システム。24. The optical interconnection system according to claim 7, wherein the fixing mechanism comprises: a first electrode held on the base;
A conductive layer made of a semiconductor or metal, held on the first electrode, a second electrode held on the movable member so as to face the conductive layer, and a surface of the second electrode, A coating layer made of glass, a voltage applying mechanism for applying a voltage between the first and second electrodes, a heating element layer disposed in close proximity to the conductive layer or the coating layer, and generating heat; Only when a conductive material is used, a non-conductive layer made of a non-conductive material, which is held between the base material and the first electrode, is provided by applying a voltage by the voltage applying mechanism. An optical interconnection system comprising a fixing mechanism for anodically bonding the conductive layer and the coating layer.
ションシステムにおいて、 前記導電層は、シリコンから成る半導体層であり、且
つ、前記被覆層が、5%から20%のホウ素を含有する
ホウ珪酸ガラスであることを特徴とする光インタコネク
ションシステム。25. A borosilicate glass according to claim 23, wherein said conductive layer is a semiconductor layer made of silicon, and said coating layer contains 5% to 20% boron. An optical interconnection system, characterized in that:
乃至25のいずれか1項に記載の光コネクションシステ
ムにおける位置決め機構を用い各素子の位置決めを行な
うことによって各素子の光軸を合わせることを特徴とす
る光インタコネクションシステムにおける位置決め機構
の光軸合わせ方法。26. The method according to claim 7, wherein at least one element is provided.
26. A method of aligning an optical axis of a positioning mechanism in an optical interconnection system, wherein the optical axis of each element is aligned by positioning each element using the positioning mechanism in the optical connection system according to any one of the above items. .
光インタコネクションシステムに適用される位置測定機
構であって、位置決め対象物と連結したターゲットと、
ターゲット上に特定のパターンを照射する光照射機構
と、撮像機構と、撮像機構により撮影されたターゲット
の画像情報をもとに位置を算出する処理機構を有してい
ることを特徴とする位置測定機構。27. A position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to claim 4, wherein the target is connected to a positioning object.
Position measurement characterized by having a light irradiation mechanism for irradiating a specific pattern on a target, an imaging mechanism, and a processing mechanism for calculating a position based on image information of the target captured by the imaging mechanism. mechanism.
光インタコネクションシステムに適用される位置測定機
構であって、位置決め対象物と連結したターゲットと、
ターゲット上に特定の照度分布をもった光束を照射する
光照射機構と、撮像機構と、撮像機構により撮影された
ターゲットの画像情報をもとに位置を算出する処理機構
を有していることを特徴とする位置測定機構。28. A position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to claim 4, wherein the target is connected to a positioning object.
It has a light irradiation mechanism for irradiating a light beam having a specific illuminance distribution on the target, an imaging mechanism, and a processing mechanism for calculating a position based on image information of the target captured by the imaging mechanism. Characteristic position measurement mechanism.
光インタコネクションシステムに適用される位置測定機
構であって、位置決め対象物と連結したターゲットと、
ターゲット上に波長強度分布をもった光束を照射する光
照射機構と、撮像機構と、撮像機構により撮影されたタ
ーゲットの画像情報をもとに位置を算出する処理機構を
有していることを特徴とする位置測定機構。29. A position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to claim 4, wherein the target is connected to a positioning object.
It has a light irradiation mechanism that irradiates a light beam with a wavelength intensity distribution onto the target, an imaging mechanism, and a processing mechanism that calculates a position based on image information of the target captured by the imaging mechanism. And position measurement mechanism.
光インタコネクションシステムに適用される位置測定機
構であって、位置決め対象物と連結したターゲットと、
ターゲット上に異なる波長によって異なる照度分布をも
った光束を照射する光照射機構と、撮像機構と、撮像機
構により撮影されたターゲットの画像情報をもとに位置
を算出する処理機構を有していることを特徴とする位置
測定機構。30. A position measuring mechanism applied to the optical interconnection system according to any one of claims 4 to 6, wherein: a target connected to a positioning object;
It has a light irradiation mechanism for irradiating a light beam having a different illuminance distribution with different wavelengths on the target, an imaging mechanism, and a processing mechanism for calculating a position based on image information of the target captured by the imaging mechanism A position measuring mechanism characterized in that:
の位置測定機構において、光照射機構から照射される光
束は発光素子アレイを構成する発光素子より分岐された
光束であることを特徴とする位置測定機構。31. The position measuring mechanism according to claim 27, wherein the light beam emitted from the light irradiation mechanism is a light beam branched from the light emitting elements constituting the light emitting element array. Position measurement mechanism.
の位置測定機構において、受光素子アレイと撮像素子が
同一の半導体基板に形成されたことを特徴とする位置測
定機構。32. The position measuring mechanism according to claim 27, wherein the light receiving element array and the imaging element are formed on the same semiconductor substrate.
項27ないし請求項32のいずれか1に記載の位置測定
機構により測定した位置情報をもとに、請求項7ないし
請求項25のいずれか1に記載の位置決め機構を用いて
各素子の位置決めをすることにより、各素子の光軸を合
わせることを特徴とする光インタコネクションシステム
における光軸合わせ方法。33. A device according to claim 7, wherein one or a plurality of elements are measured based on position information measured by the position measuring mechanism according to any one of claims 27 to 32. An optical axis alignment method in an optical interconnection system, wherein the optical axis of each element is aligned by positioning each element using the positioning mechanism according to 1.
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