JP2014228585A - 光モジュールの製造方法及び光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】光電変換素子の搭載面とは反対側に非貫通の位置決め穴を形成しても、事前検査を可能にして光モジュールの歩留まりを向上させる。【解決手段】本発明は、(1)一方の面に非貫通の位置決め穴が形成され、他方の面に光電変換素子が搭載され、前記光電変換素子の発光した光、若しくは前記光電変換素子の受光する光を透過可能な透明基板と、位置決めピンを有し、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、を準備する準備工程と、(2)前記透明基板の前記位置決め穴に前記支持部材の前記位置決めピンを挿入して、前記透明基板と前記支持部材とを位置決めする位置決め工程と、(3)前記位置決め穴のある面とは反対側から透明基板越しに前記位置決め穴を観察する観察工程と、を有することを特徴とする光モジュールの製造方法である。【選択図】図8
Description
本発明は、光モジュールの製造方法及び光モジュールに関する。
光ファイバを用いた高速光通信の分野では、電気信号と光信号とを相互に変換する部品として光トランシーバが用いられている。光トランシーバを取り扱う業界団体で取り決められたMSA(Multi Source Agreement)により、プラガブル光トランシーバの仕様(形状・寸法・ピンアサインなど)が標準化されている。これらのプラガブル光トランシーバによれば、通信機器側(ホスト側)のメイン基板上にケージが設置され、光電変換素子や回路基板を内蔵した光モジュールがケージに着脱可能に挿入される。光モジュールがケージに挿入されると、ケージ内の電気インターフェースコネクタに対して光モジュール内の回路基板が電気的・機械的に接続される。これにより、光ファイバで送受される光信号と、通信機器側のメイン基板で処理される電気信号が、光モジュール内の光電変換素子や回路基板によって相互に変換可能になる。
特許文献1には、基板(符号1)の上面に光電変換素子(光デバイス2)が搭載されており、基板の下面側から位置決め穴(符号11)に位置決めピン(符号9)を挿入して基板と光コネクタとを位置決めすることによって、光電変換素子の光軸と光コネクタのレンズ(符号3)との光軸を合わせることが記載されている。
特許文献1では、位置決め穴が基板に貫通穴として形成されている。この場合、基板の上面(光電変換素子の搭載面)に開口が形成されるので、基板の上面の素子や配線の配置に制約が生じる。一方、位置決め穴を非貫通穴にした場合、基板の上面の素子や配線の配置の制約が軽減されるが、位置決め穴が基板の上面(光電変換素子の搭載面)とは反対側に位置するため、光電変換素子に対する位置決め穴の位置を検査したり、位置決め穴によって位置決めされる部材の位置を事前検査したりすること等が困難になる。しかし、事前検査を行わずに製造後の光モジュールを検査するだけでは、光モジュールの不良率が高くなり(歩留まりが低くなり)、製造工程に無駄が多い。
本発明は、光電変換素子の搭載面とは反対側に形成された非貫通の位置決め穴を事前検査可能にし、光モジュールの歩留まりを向上させることを目的とする。
上記目的を達成するための主たる発明は、(1)一方の面に非貫通の位置決め穴が形成され、他方の面に光電変換素子が搭載され、前記光電変換素子の発光した光、若しくは前記光電変換素子の受光する光を透過可能な透明基板と、位置決めピンを有し、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、を準備する準備工程と、(2)前記透明基板の前記位置決め穴に前記支持部材の前記位置決めピンを挿入して、前記透明基板と前記支持部材とを位置決めする位置決め工程と、(3)前記位置決め穴のある面とは反対側から透明基板越しに前記位置決め穴を観察する観察工程と、を有することを特徴とする光モジュールの製造方法である。
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
本発明によれば、光電変換素子の搭載面とは反対側に形成された非貫通の位置決め穴を事前検査可能にし、光モジュールの歩留まりを向上させることができる。
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
(1)一方の面に非貫通の位置決め穴が形成され、他方の面に光電変換素子が搭載され、前記光電変換素子の発光した光、若しくは前記光電変換素子の受光する光を透過可能な透明基板と、位置決めピンを有し、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、を準備する準備工程と、(2)前記透明基板の前記位置決め穴に前記支持部材の前記位置決めピンを挿入して、前記透明基板と前記支持部材とを位置決めする位置決め工程と、(3)前記位置決め穴のある面とは反対側から透明基板越しに前記位置決め穴を観察する観察工程と、を有することを特徴とする光モジュールの製造方法が明らかとなる。
このような製造方法によれば、光電変換素子の搭載面とは反対側に形成された非貫通の位置決め穴を事前検査することが可能になり、光モジュールの歩留まりを向上させることができる。
このような製造方法によれば、光電変換素子の搭載面とは反対側に形成された非貫通の位置決め穴を事前検査することが可能になり、光モジュールの歩留まりを向上させることができる。
前記位置決め工程の後に行われた前記観察工程の観察画像に基づいて、前記透明基板と前記支持部材との位置決め精度を検査することが望ましい。これにより、前記透明基板の前記位置決め穴に前記支持部材の前記位置決めピンを挿入した状態で、前記透明基板と前記支持部材との位置決め精度を検査できる。
前記位置決めピンはテーパ面を有しており、前記観察画像における前記位置決め穴と前記位置決めピンの根元との位置関係に応じて、前記位置決め精度が検査されることが望ましい。位置決めピンがテーパ面を有することによって、観察画像における位置決め穴と位置決めピンの根元とを識別し易くなる。
前記位置決めピンの根元の周りに凹部が形成されていることが望ましい。凹部が形成されることによって、観察画像における位置決め穴と位置決めピンの根元とを更に識別し易くなる。
前記観察工程の観察画像に基づいて前記透明基板と前記支持部材とを前記透明基板の前記面に平行な方向に位置合わせした後に、前記位置決め工程が行われることが望ましい。これにより、透明基板と支持部材との位置決め精度が高くなる。
前記位置決めピンの頂部にアライメントマークが形成されており、前記観察画像における前記位置決め穴と前記アライメントマークとの位置関係に応じて、前記透明基板と前記支持部材との位置合わせが行われることが望ましい。これにより、前記透明基板と前記支持部材との位置合わせが容易になる。
前記観察工程の観察画像に基づいて前記透明基板における前記位置決め穴の位置が検査され、検査後の前記透明基板が前記準備工程で準備されることが望ましい。これにより、光電変換素子の搭載面とは反対側に形成された非貫通の位置決め穴を有する透明基板を事前検査でき、光モジュールの歩留まりを向上させることができる。
前記光電変換素子への配線とともに形成されたアライメントマークが前記一方の面に形成されており、前記観察画像における前記位置決め穴と前記アライメントマークとの位置関係に応じて、前記光電変換素子に対する前記位置決め穴の位置が検査されることが望ましい。これにより、位置決め穴の位置の検査が容易になる。
光電変換素子が搭載される搭載面にメタルパターンによる配線が形成され、前記搭載面とは反対側の面に非貫通の位置決め穴が形成され、前記光電変換素子の発光した光、若しくは前記光電変換素子の受光する光を透過可能な透明基板と、位置決めピンを有し、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、を有する光モジュールであって、前記搭載面における前記位置決め穴の裏側の領域には前記配線は形成されておらず、前記搭載面の側から前記位置決め穴を観察可能であることを特徴とする光モジュールが明らかとなる。
このような光モジュールによれば、光電変換素子の搭載面とは反対側に形成された非貫通の位置決め穴を搭載面の側から検査可能である。
このような光モジュールによれば、光電変換素子の搭載面とは反対側に形成された非貫通の位置決め穴を搭載面の側から検査可能である。
前記搭載面における前記位置決め穴の裏側の領域に、前記配線とともに形成されたアライメントマークが形成されていることが望ましい。これにより、位置決め穴とともにアライメントマークを観察することが可能である。
前記位置決め穴として基準穴及び長穴が形成されており、前記長穴は、その長手方向が前記基準穴と前記長穴とを結ぶ線に沿うように形成されており、前記搭載面における前記基準穴の裏側の領域には前記配線は形成されておらず、前記搭載面の側から前記基準穴を観察可能であることが望ましい。これにより、2つの位置決め穴のうち、位置決め精度に寄与する方の位置決め穴を検査することが可能である。
===第1実施形態===
<全体構成>
図1は、プラガブル光トランシーバの説明図である。なお、光送信器と光受信機の両方を備えるものを光トランシーバと呼ぶことがあるが、ここでは一方のみ備えるものも光トランシーバと呼ぶ。図中のプラガブル光トランシーバは、MSA(Multi Source Agreement)で規定されたQSFPタイプ(QSFP:Quad Small Form Factor Pluggable)のものである。プラガブル光トランシーバは、光モジュール1と、ケージ2とを有する。
<全体構成>
図1は、プラガブル光トランシーバの説明図である。なお、光送信器と光受信機の両方を備えるものを光トランシーバと呼ぶことがあるが、ここでは一方のみ備えるものも光トランシーバと呼ぶ。図中のプラガブル光トランシーバは、MSA(Multi Source Agreement)で規定されたQSFPタイプ(QSFP:Quad Small Form Factor Pluggable)のものである。プラガブル光トランシーバは、光モジュール1と、ケージ2とを有する。
図中には、2種類の光モジュール1が描かれている。図に示すように、光モジュール1には、光ファイバ(コードを含む)が固定されていても良いし、着脱可能でも良い。図中の2つのケージ2のうちの一方は、ヒートシンク3が取り外されるとともに、内部が見えるように一部破断されて、描かれている。
以下の説明では、図1に示すように、前後、上下及び左右を定義する。すなわち、光モジュール1を挿入するケージ2の挿入口側を「前」とし、逆側を「後」とする。光モジュール1においては、光ファイバ(コードを含む)が延び出る側を「前」とし、逆側を「後」とする。また、ケージ2が設けられるメイン基板から見て、ケージ2が設けられる面の側を「上」とし、逆側を「下」とする。また、前後方向と上下方向と直交する方向を「左右」とする。
通信機器側(ホスト側)のメイン基板上にはケージ2が設置されている。ケージ2は、例えばデータセンター内のブレードサーバのメイン基板上に設けられる。
光モジュール1は、ケージ2に着脱可能に挿入される。光モジュール1は、ハウジング1A内に光電変換素子31や回路基板10を内蔵しており、光ファイバで送受される光信号と、通信機器側のメイン基板で処理される電気信号とを相互に変換する。
ケージ2は、光モジュール1を着脱可能に収容する。ケージ2は、光モジュール1を挿入するための挿入口を前側に備え、前後方向に長い断面矩形の箱形部材である。このケージ2は、前側を開放するように金属板を折り曲げ加工して形成される。金属板が断面矩形状に折り曲げ加工されることにより、光モジュール1を収容するための収容部がケージ2内に形成されている。ケージ2の内部の後側には、コネクタ2Aが設けられている。光モジュール1がケージ2に挿入されると、ケージ2内のコネクタ2Aに対して光モジュール1内の回路基板が電気的・機械的に接続される。これにより、光モジュール1とメイン基板との間で電気信号が伝送される。
ケージ2の上面には開口部があり、その開口部を塞ぐようにヒートシンク3が取り付けられている。ヒートシンク3は、ケージ2に挿入された光モジュール1の熱を外部に放熱するための多数の放熱フィン(放熱ピン)を備えている。
<光モジュール1の内部構成>
図2Aは、光モジュール1のハウジング1A内の回路基板10等を斜め上から見た斜視図である。図2Bは、回路基板10等を斜め下から見た斜視図である。図3は、光モジュール1の概略構成図である。
図2Aは、光モジュール1のハウジング1A内の回路基板10等を斜め上から見た斜視図である。図2Bは、回路基板10等を斜め下から見た斜視図である。図3は、光モジュール1の概略構成図である。
図に示すように、光モジュール1は、ハウジング1A内に、回路基板10と、ガラス基板20と、光路変換器40とを備えている。
回路基板10は、電子回路を構成する板状のプリント基板である。回路基板10の後側端部には、ケージ2内のコネクタ2A(コネクタソケット)と接続するための接続部11(カードエッジコネクタ)が形成されている。接続部11は回路基板10の上下両面に形成されており、多数の端子が左右方向に並んで形成されている。
回路基板10には、光路変換器40を収容するための収容窓12が形成されている。また、この収容窓12を囲むように、回路基板10の上面には回路基板側電極13が形成されている。回路基板10の上面には、収容窓12を塞ぐように、ガラス基板20が搭載されている。言い換えると、ガラス基板20の下側に回路基板10の収容窓12が位置しており、ガラス基板20の下面で回路基板10の収容窓12が塞がれている。ガラス基板20の下面にはガラス基板側電極22が形成されており、回路基板側電極13とガラス基板側電極22とを接続しつつ、回路基板10の収容窓12を塞ぐようにガラス基板20を回路基板10に搭載している。
収容窓12は、回路基板10に形成された貫通穴(開口)である。この収容窓12に光路変換器40の上部が挿入されている。光路変換器40の下部は収容窓12から下側に突出しており、この突出した部分から前側に光ファイバ50が延び出ている。但し、光路変換器40が回路基板10より薄い場合、光路変換器40の下部は収容窓12から下側に突出しない。この場合、反射部42が光を鈍角に反射するように構成されると、光路変換器40から光ファイバ50を引き出しやすくなる。
ガラス基板20は、光を透過可能な透明なガラス製基板である。ガラス基板20は、例えば石英ガラスやホウ珪酸ガラス等のガラス材料から構成され、ここではホウ珪酸ガラスが採用されている。ガラス基板20には、回路基板10の収容窓12の形状に沿って、複数の貫通ビア21が形成されている。
ガラス基板20の下面(発光部31を搭載する搭載面とは反対側の面)には、ガラス基板側電極22が形成されている。ガラス基板側電極22は、貫通ビア21の外側に形成されている。また、ガラス基板側電極22は、回路基板10の収容窓12の外側に沿うように、形成されている。ガラス基板側電極22は、回路基板10の上面の回路基板側電極13と電気的に接続されることになる。貫通ビア21は、ガラス基板側電極22と発光部31及び駆動素子32との間の配線に用いられている。
ガラス基板20の下面には、光路変換器40を位置決めするための2つの位置決め穴23が形成されている。この位置決め穴23は、ガラス基板20を貫通しておらず、非貫通穴となるように形成されている。位置決め穴23を非貫通穴にすることによって、位置決め穴23の上側に部品(例えば駆動素子32)を搭載したり、その部品への配線を配置したりすることが可能になり、ガラス基板20の上面における部品搭載や配線27の自由度が高くなる。
ガラス基板20の上面には発光部31や駆動素子32等を実装するため、メタルパターンによる配線27が形成されている。但し、位置決め穴23の上方の領域(搭載面における位置決め穴23の裏側の領域;位置決め穴23と対向する搭載面の領域)には、メタルパターンによる配線27は形成されていない。これは、ガラス基板20の上側からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察するためである。なお、図3では、後側の位置決め穴23の上方に駆動素子32が描かれているが、後側の位置決め穴23の上方には2つの駆動素子32の間の隙間があり(図2A参照)、この隙間からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察可能である。
ガラス基板20の上面には、発光部31が実装されている。また、発光部31を駆動するための駆動素子32も、ガラス基板20の上面(発光部31の搭載面)に実装されている。発光部31と駆動素子32は、貫通ビア21の内側に配置されている。言い換えると、発光部31と駆動素子32は、回路基板10の収容窓12の上側に位置するように、ガラス基板20の上面に実装されている。
発光部31は、光信号と電気信号とを変換する光電変換素子である。ここでは、発光部31として、基板に垂直な光を出射するVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直共振器面発光レーザ)が採用されている。なお、光電変換素子として、光信号を電気信号に変換する受光部がガラス基板20に実装されても良い。また、発光部と受光部の両方がガラス基板20に実装されても良い。
発光部31の発光部側電極31Aと発光面31Bは、下面(ガラス基板20の側の面)に形成されている。発光部31は、ガラス基板20にフリップチップ実装されており、ガラス基板20に向かって光を照射する。発光部31の発光部側電極31Aと発光面31Bが同じ側(ガラス基板20の側となる下面)に位置しているため、発光部31をガラス基板20にフリップチップ実装すれば、発光面31Bがガラス基板20の側を向き、発光面31Bが外部に露出しないことになる。
なお、図3には発光部31の発光面31Bが1つ描かれているが、発光部31は、紙面と垂直な方向に並ぶ複数(例えば4つ)の発光面31Bを備えている。
光路変換器40は、発光部31から照射された光の光路を変換する光学部品である。また、光路変換器40は、光ファイバ50の一端を支持し、発光部31と光ファイバ50との間の光路を透明基板と共に形成する支持部材としても機能する。光路変換器40は、ガラス基板20に対して位置決めされて取り付けられる部材である。光路変換器40は、回路基板10の下側から収容窓12に挿入されている。
光路変換器40は、レンズ部41と、反射部42とを備えている。レンズ部41は、光路変換器40の上面に形成されている。反射部42は、光路変換器40の下面に形成されている。
レンズ部41は、光を集束させられるように凸レンズ状に形成された部位である。但し、レンズ部41は、光路変換器40の上面から突出しないように、上面から窪んだ凹部に形成されている。レンズ部41を光路変換器40の上面から窪ませて形成されているので、レンズ部41がガラス基板20の下面に接触してしまうことを回避している。レンズ部41は、発光部31の照射した光を集束させて反射部42に導き、光を光ファイバ50に入射させる。ガラス基板20に受光部が実装されている場合には、レンズ部41は、反射部42から反射された光を受光部に集束させることになる。レンズ部41は、ガラス基板20を挟んで発光部31の発光面31Bと対向している。
反射部42は、光を反射させるための部位である。発光部31から照射された光の光軸は上下方向(回路基板10やガラス基板20などの基板に垂直な方向)であるが、反射部42で反射された光の光軸は前後方向(回路基板10やガラス基板20などの基板に平行な方向)になる。反射部42で反射された光は、光路変換器40に取り付けられた光ファイバ50に入射する。ガラス基板20に受光部が実装されている場合には、反射部42は、光ファイバ50から出射した光を反射してレンズ部41に導き、受光部に集束させることになる。
なお、図中の反射部42は、反射光の光軸が前後方向(回路基板10やガラス基板20などの基板に平行な方向)になるように描かれている。但し、反射部42は、90度に光を反射するものに限られない。反射部42が光を鈍角(例えば100度程度)に反射するように構成されていても良い。光軸が上下方向(回路基板10やガラス基板20などの基板に垂直な方向)であった光が前後方向(回路基板10やガラス基板20などの基板に平行な方向)の成分を持つように反射されれば良い。例えば、光ファイバ50の根元が光路変換器40の比較的上部にある場合や、光路変換器40の厚さが回路基板10の厚さよりも薄い場合に、光路変換器40から光ファイバ50を引き出しやすくするため、反射部42が光を鈍角に反射するように構成すると良い。
光ファイバ50は、光路変換器40のレンズ部41及び反射部42に対して所定の位置関係になるように位置合わせされて取り付けられている。
図中の光路変換器40には、光が入射する部位だけにレンズ部41が設けられている。但し、光が出射する部位(光ファイバ50の端部と対向する部位)にもレンズ部を設け、光路変換器40が2つのレンズ部を備えても良い。そして、2つのレンズ部をコリメータレンズとすれば、光路変換器40の中で平行光を伝搬させることができる。
光路変換器40の上面には、ガラス基板20の位置決め穴23に挿入するための2つの位置決めピン43が突出して形成されている。光路変換器40の位置決めピン43がガラス基板20の位置決め穴23に嵌合することによって、光路変換器40のレンズ部41の光軸とガラス基板20に実装された発光部31の光軸との位置合わせが行われる。
光路変換器40は、樹脂により一体成形されている。つまり、光路変換器40のレンズ部41、反射部42及び位置決めピン43は、樹脂により一体的に形成されている。また、光路変換器40は、光を透過可能な樹脂により成型され、ここではポリエーテルイミド樹脂が用いられている。
なお、光路変換器40は、反射部42の面積を確保するため、また、光ファイバ50の端部を接続するための面積を確保するため、他と比べると厚い部品になっている。しかし、厚みのある光路変換器40の上部を収容窓12の中に配置させることによって、回路基板10、ガラス基板20及び光路変換器40を単に積み重ねて配置した場合(若しくは、中継基板を介してガラス基板20及び光路変換器40を回路基板10に取り付けた場合)と比べて、光モジュールの低背化が実現されている。
<位置決め穴23と位置決めピン43について>
図4A及び図4Bは、位置決め穴23と位置決めピン43の断面図である。
ガラス基板20には、非貫通の位置決め穴23が形成されている。位置決め穴23を非貫通穴にすることによって、ガラス基板20の上面における部品搭載や配線27の自由度が高くなる。ガラス基板20への位置決め穴23の形成方法には、低コストのサンドブラスト加工が採用されている。サンドブラスト加工によってガラス基板20に非貫通穴を形成しているため、位置決め穴23は奥の窄まった形状になる。
図4A及び図4Bは、位置決め穴23と位置決めピン43の断面図である。
ガラス基板20には、非貫通の位置決め穴23が形成されている。位置決め穴23を非貫通穴にすることによって、ガラス基板20の上面における部品搭載や配線27の自由度が高くなる。ガラス基板20への位置決め穴23の形成方法には、低コストのサンドブラスト加工が採用されている。サンドブラスト加工によってガラス基板20に非貫通穴を形成しているため、位置決め穴23は奥の窄まった形状になる。
光路変換器40にはテーパ面43Aを有する円錐台形状の位置決めピン43が形成されている。位置決めピン43のテーパ面43Aが位置決め穴23の開口(縁)と隙間無く接触できるので、位置決めピン43の軸方向に垂直な方向の位置決め誤差を抑制でき、光軸の位置ずれ誤差を抑制できる。
位置決め穴23の開口径と、位置決めピン43の根元の径は、ほぼ同じである。但し、位置決めピン43のテーパ面43Aを位置決め穴23の開口(縁)に接触させるため、位置決め穴23の開口径が位置決めピン43の根元の径を越えないように、それぞれの径の公差が定められている。つまり、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径は、位置決め穴23の開口径よりも大きい。このため、位置決め部材(位置決め穴23及び位置決めピン43)を上側から見ると、位置決めピン43の根元の角部は、位置決め穴23の開口部の縁よりも外側に位置することになる。
図5Aは、位置決めピン43の根元近傍の拡大図である。
図5Aに示すように、位置決めピン43の根元の周りを囲むように、光路変換器40の上面に環状の凹部43Bが形成されている。更に、凹部43Bの内側の側壁面は、円錐台形状の位置決めピン43のテーパ面43Aの延長面になっている。つまり、位置決めピン43のテーパ面43Aが光路変換器40の上面よりも内側(位置決めピン43の突出する側と反対側)まで形成されている。
位置決めピン43の根元に凹部43Bを形成することによって、上側から見たときに、位置決め穴23の開口部の縁(A)と、位置決めピン43の根元の角部(B)との間隔Lが大きくなる(図5A参照)。言い換えると、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径と、位置決め穴23の開口径との差が大きくなる。これにより、後述するように、上側からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察したときに、位置決め穴23の開口部の縁(A)と、位置決めピン43の根元の角部(B)とを識別しやすくなる。
図5Aに示すように、位置決めピン43の根元の周りを囲むように、光路変換器40の上面に環状の凹部43Bが形成されている。更に、凹部43Bの内側の側壁面は、円錐台形状の位置決めピン43のテーパ面43Aの延長面になっている。つまり、位置決めピン43のテーパ面43Aが光路変換器40の上面よりも内側(位置決めピン43の突出する側と反対側)まで形成されている。
位置決めピン43の根元に凹部43Bを形成することによって、上側から見たときに、位置決め穴23の開口部の縁(A)と、位置決めピン43の根元の角部(B)との間隔Lが大きくなる(図5A参照)。言い換えると、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径と、位置決め穴23の開口径との差が大きくなる。これにより、後述するように、上側からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察したときに、位置決め穴23の開口部の縁(A)と、位置決めピン43の根元の角部(B)とを識別しやすくなる。
図5Bは、参考例の位置決めピン43の根元近傍の拡大図である。参考例の位置決めピン43には、凹部43Bが形成されていない。この結果、上側から見たときに、位置決め穴23の開口部の縁と、位置決めピン43の根元の角部との間隔Lが小さくなり、両者を識別しにくくなる。
図5Cは、参考例の位置決めピン43の根元近傍の拡大図である。光路変換器40は透明樹脂によって一体的に成形されており、位置決めピン43も光路変換器40の他の部位と一体的に成形されているため、図5Cに示すように、位置決めピン43の根元の角部(図中の矢印で示す部分)が丸みを帯びてしまうことがある。この丸みは、位置決めピン43の周囲に均等に形成されるわけではないため(位置決めピン43の根元の丸みは制御できないため)、この部分が位置決め穴23に接触すると、位置決め穴23や位置決めピン43の軸方向に垂直な方向の位置ずれの要因になり、ガラス基板20側の光軸(発光部31から照射される光の光軸)と、光路変換器40側の光軸(レンズ部41の光軸)との位置ずれの要因になり得る。これに対し、図5Aに示すように、位置決めピン43の根元の周りを囲むように、光路変換器40の上面に環状の凹部43Bが形成されていれば、位置決めピン43の根元の角部が丸みを帯びても、位置決めピン43の根元の丸みを帯びた角部が位置決め穴23に接触することを防ぐことができるという効果が得られる。
加えて、位置決め穴23と位置決めピン43とが接触したときに摩耗粉が発生しても、摩耗粉が凹部43Bに入り込むため、摩耗粉が位置決めを阻害することを抑制できるという効果も得られる。
加えて、位置決め穴23と位置決めピン43とが接触したときに摩耗粉が発生しても、摩耗粉が凹部43Bに入り込むため、摩耗粉が位置決めを阻害することを抑制できるという効果も得られる。
<光モジュール1の製造方法>
図6は、光モジュール1の製造方法のフロー図である。図7A及び図7Bは、位置決め穴23に位置決めピン43を挿入し、ガラス基板20と光路変換器40とを位置決めする様子の概略説明図である。
図6は、光モジュール1の製造方法のフロー図である。図7A及び図7Bは、位置決め穴23に位置決めピン43を挿入し、ガラス基板20と光路変換器40とを位置決めする様子の概略説明図である。
まず、光モジュール1を構成する部品を準備する(S001)。準備する部品は、ガラス基板20を上面に搭載した回路基板10と、光路変換器40である。図7A及び図7Bに示すように、回路基板10には収容窓12が形成されており、この収容窓12を塞ぐように、ガラス基板20が回路基板10の上面に搭載されている。ガラス基板20の下面には、非貫通の位置決め穴23が形成されており、ガラス基板20の上面には、光電変換素子として発光部31が搭載されている。光路変換器40の上面には位置決めピン43が形成されている。S001の作業は、作業者の手で行われても良いし、組み立て機によって行われても良い。
次に、ガラス基板20と光路変換器40とを位置決めする(S002)。このとき、図7A及び図7Bに示すように、光路変換器40の上部を回路基板10の収容窓12の中に配置させながら、ガラス基板20の位置決め穴23に光路変換器40の位置決めピン43を挿入することによって、ガラス基板20と光路変換器40とを位置決めする。S002の作業は、作業者の手で行われても良いし、組み立て機によって行われても良い。
次に、カメラがガラス基板20の上側(位置決め穴23のある面とは反対側)から、ガラス基板20越しに位置決め穴23を観察する(S003)。
図8は、S003での撮影の様子の説明図である。第1実施形態では、位置決め穴23に位置決めピン43が挿入されている状態で、ガラス基板20越しに位置決め穴23を観察することになる。
ガラス基板20の上面には発光部31や駆動素子32等を実装するため、メタルパターンによる配線27が形成されている。また、メタルパターンを保護するための保護膜28も形成されている。但し、位置決め穴23の上方の領域(搭載面における位置決め穴23の裏側の領域;位置決め穴23と対向する搭載面の領域)には、メタルパターンによる配線27は形成されていない。これにより、ガラス基板20の上側からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察することが可能になる。なお、ガラス基板20の上側からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察することが可能であれば、位置決め穴23の上方に透明(又は半透明)の保護膜28を形成しても良い。
S003では、ガラス基板20の上側で位置決め穴23と対向するようにカメラを設置し、位置決め穴23の開口部の縁と、位置決めピン43の根元の角部とが観察範囲に含まれるように、カメラを設定する。また、位置決め穴23の開口部の縁と、位置決めピン43の根元の角部とが撮像されるように、カメラの焦点面を位置決め穴23の開口部(ガラス基板20の下面)の近傍に合わせる。
図9A及び図9Bは、上側からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察したときの観察画像(写真)である。図9Aは、正常時の観察画像である。図9Bは、異常時(位置決めピン43がずれて挿入されているとき)の観察画像である。図10は観察画像(写真)の状況説明図である。図10の上側の写真はS003で観察された観察画像であり、下側の写真は断面写真である。図10の下側の写真は、S003で観察された写真ではなく、上側の観察画像を説明するための参考写真である。図11は、図10を線図で表したものである。
図9A及び図9Bの観察画像の中央の濃度の濃い領域は、位置決め穴23の開口部よりも内側の領域である。位置決め穴23はガラス基板20にサンドブラスト加工で形成されており、位置決め穴23の内面にチッピングと呼ばれる微小な凹凸が形成されているため、濃度の濃い領域の輪郭が粗くなっている。位置決めピン43は、樹脂成形で形成されており、サンドブラスト加工と比べると加工精度が高いため、位置決めピン43の凹部43Bの輪郭は滑らかである。
位置決めピン43がテーパ面43Aを有しており、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径が、位置決め穴23の開口径よりも大きいため(位置決め穴23の開口径が位置決めピン43の根元の径を越えないようにそれぞれの径の公差が定められているため)、位置決めピン43の根元の角部が位置決め穴23の開口部の縁よりも外側に位置するように、観察される。また、位置決めピン43の根元に凹部43Bが形成されているため、図9A及び図9Bに示される通り、位置決め穴23の開口部の縁と、位置決めピン43の根元の角部とが識別しやすく観察される(図5Aも参照)。
次に、画像処理装置(コンピュータ)が観察画像を画像処理する(S004)。ここでは、画像処理装置は、観察画像に対して輪郭抽出処理を行い、位置決め穴23の開口部の縁の輪郭と、位置決めピン43の根元の角部の輪郭を抽出する。
図12Aは、図9Aの観察画像の輪郭抽出画像であり、正常時の輪郭抽出画像である。図12Bは、図9Bの観察画像の輪郭抽出画像であり、異常時の輪郭抽出画像である。図中の内側の輪郭線は、位置決め穴23の開口部の縁を示している。図中の外側の輪郭線は、位置決めピン43の根元の角部を示している。
位置決めピン43がテーパ面43Aを有するため、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径が、位置決め穴23の開口径よりも大きい。この結果、位置決めピン43の根元の角部を示す輪郭線が、位置決め穴23の開口部の縁を示す輪郭線の外側に表れる。つまり、2つの輪郭線が識別しやすくなる。
更に、位置決めピン43の根元に凹部43Bが形成されていることによって、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径と、位置決め穴23の開口径との差が大きくなる。この結果、図12A及び図12Bに示される通り、2つの輪郭線の間隔が広がり、2つの輪郭線が更に識別しやすくなる。
次に、位置決め穴23における位置決めピン43の挿入状態を検査する(S005)。位置決めピン43の挿入状態が正常であれば、図12Aに示すように、2つの輪郭線はほぼ同心円状になり、2つの輪郭線の間隔はほぼ均等になる。これに対し、位置決めピン43の挿入状態が異常であれば、図12Bに示すように、2つの輪郭線の間隔に広狭ができる。このため、S005では、2つの輪郭線の間隔が均等か否かに応じて、位置決めピン43の挿入状態を検査する。なお、この検査作業は、作業者が目視で行っても良いし、画像処理装置(コンピュータ)が輪郭抽出画像に基づいて行っても良い。
位置決めピン43の挿入状態が異常であれば、ガラス基板20と光路変換器40との位置決めをやり直す(S002に戻る)。位置決めピン43の挿入状態が正常であれば、ガラス基板20に対して光路変換器40を固定する(S006)。
図13は、光路変換器40の固定方法の説明図である。
作業者又は組み立て機は、図に示すように、回路基板10と光路変換器40との間に接着剤65として紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、接着剤65を硬化させる。つまり、光路変換器40は、回路基板10に接着剤65で固定されることによって、間接的にガラス基板20に対して固定される。但し、別の固定方法を採用して、光路変換器40をガラス基板20に直接的に固定しても良い。
作業者又は組み立て機は、図に示すように、回路基板10と光路変換器40との間に接着剤65として紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し、接着剤65を硬化させる。つまり、光路変換器40は、回路基板10に接着剤65で固定されることによって、間接的にガラス基板20に対して固定される。但し、別の固定方法を採用して、光路変換器40をガラス基板20に直接的に固定しても良い。
最後に、光モジュール1の品質検査が行われる(S007)。例えば、光モジュール1に信号を出力させ、出力信号の正否が検査される。仮にガラス基板20と光路変換器40との位置決め精度が悪いと、出力信号が異常になり光モジュール1が不良品になってしまう。これに対し、本実施形態では、ガラス基板20越しに位置決め穴23を観察し(S003)、位置決めピン43の挿入状態を確認した上で光モジュール1が製造されているため、不良率が低くなる(歩留まりが高くなる)。
なお、光モジュール1が不良品の場合にガラス基板20と光路変換器40との位置決めをやり直す場合、これまでの組み立て工程が無駄になってしまうが、本実施形態では歩留まりが高くなるため、このような無駄を軽減できる。また、本実施形態では歩留まりが高くなるため、ガラス基板20と光路変換器40との位置決めをやり直すために接着剤65を剥がすことも少なくなる。
上記の第1実施形態によれば、ガラス基板20の位置決め穴23に光路変換器40の位置決めピン40を挿入してガラス基板20と光路変換器40とを位置決めした後(S002)、ガラス基板20の上側(位置決め穴のある面とは反対側)からガラス基板20越しに位置決め穴23をカメラで観察している。これにより、位置決めピン43の挿入状態(嵌合状態)を検査することが可能になる。
また、第1実施形態によれば、位置決めピン43がテーパ面43Aを有するため、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径が、位置決め穴23の開口径よりも大きくなる。この結果、位置決めピン43の根元の角部が位置決め穴23の開口部の縁よりも外側に位置するように観察されるので、観察画像に基づいて位置決めピン43の挿入状態を検査しやすくなる。
更に、第1実施形態によれば、位置決めピン43の根元に凹部43Bが形成されているため、テーパ面43Aを有する位置決めピン43の根元の径と、位置決め穴23の開口径との差が大きくなる。この結果、更に挿入状態を検査しやすくなる。
===第2実施形態===
図14は、第2実施形態の光モジュール1の製造方法のフロー図である。
まず、光モジュール1を構成する部品を準備する(S101)。第1実施形態と同様に、準備する部品は、ガラス基板20を上面に搭載した回路基板10と、光路変換器40である。
図14は、第2実施形態の光モジュール1の製造方法のフロー図である。
まず、光モジュール1を構成する部品を準備する(S101)。第1実施形態と同様に、準備する部品は、ガラス基板20を上面に搭載した回路基板10と、光路変換器40である。
次に、ガラス基板20の上側(位置決め穴23のある面とは反対側)からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察し、観察画像の解析結果に基づいて位置決め穴23に対して位置決めピン43を前後方向及び左右方向(ガラス基板20の下面と平行な方向)に位置合わせする(S102)。これにより、ガラス基板20と光路変換器40とが前後方向及び左右方向に位置合わせされる。
図15Aは、S102での観察の様子の説明図である。第2実施形態では、位置決め穴23に位置決めピン43を挿入する前に、ガラス基板20越しに位置決め穴23が観察されることになる。カメラの焦点面は、位置決め穴23に挿入する前の位置決めピン43の頂部の近傍に合わせられる。
図15Bは、第2実施形態の位置決めピン43の説明図である。第2実施形態の位置決めピン43の頂部には、アライメントマーク44が形成されている。第2実施形態では、組み立て機は、位置決めピン43を位置決め穴23の開口部の近傍に配置した後、ガラス基板20越しに位置決め穴23の開口部の縁と位置決めピン43のアライメントマーク44とをカメラで観察する。組み立て機の画像処理装置は、観察画像に基づいて、位置決め穴23の開口部の縁の位置と、位置決めピン43のアライメントマーク44の位置とを算出する。そして、組み立て機は、その算出結果に基づいて、位置決め穴23に対して位置決めピン43を位置合わせする。
次に、組み立て機は、ガラス基板20の位置決め穴23に光路変換器40の位置決めピン43を挿入することによって、ガラス基板20と光路変換器40とを位置決めする(S103)。第2実施形態では、S102において位置決め穴23と位置決めピン43とを予め位置合わせした状態で、位置決め穴23に位置決めピン43を挿入することになる。これにより、位置決め穴23に位置決めピン43が正常に挿入され、ガラス基板20と光路変換器40との位置決め精度が高くなる。
また、予め位置合わせした状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入すると、以下に説明するように、位置決め部材(位置決め穴23や位置決めピン43)が損傷しにくくなり、また、位置決め部材から摩耗粉が発生しにくくなるという効果も得られる。
図16A及び図16Bは、位置合わせしない状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入した場合の比較例の説明図である。位置決め穴23と位置決めピン43とを位置合わせしない状態では、位置決め穴23の中心軸に対して位置決めピン43の中心軸がずれている(図16A参照)。このような状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入すると、位置決め穴23の縁に位置決めピン43が接触し、位置決め部材(位置決め穴23及び位置決めピン)が損傷するおそれがある。特に、テーパ面43Aを有する樹脂製の位置決めピン43をガラス基板20の位置決め穴23に挿入すると、樹脂製のテーパ面43Aがガラスのエッジ(位置決め穴23の縁)で削られて、位置決めピン43のテーパ面43Aが摩耗し(図16B参照)、この結果、摩耗粉が発生するおそれがある。これに対し、第2実施形態では、予め位置合わせした状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入するため、位置決め部材(位置決め穴23や位置決めピン43)が損傷しにくくなり、また、位置決め部材から摩耗粉が発生しにくくなる。
図16A及び図16Bは、位置合わせしない状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入した場合の比較例の説明図である。位置決め穴23と位置決めピン43とを位置合わせしない状態では、位置決め穴23の中心軸に対して位置決めピン43の中心軸がずれている(図16A参照)。このような状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入すると、位置決め穴23の縁に位置決めピン43が接触し、位置決め部材(位置決め穴23及び位置決めピン)が損傷するおそれがある。特に、テーパ面43Aを有する樹脂製の位置決めピン43をガラス基板20の位置決め穴23に挿入すると、樹脂製のテーパ面43Aがガラスのエッジ(位置決め穴23の縁)で削られて、位置決めピン43のテーパ面43Aが摩耗し(図16B参照)、この結果、摩耗粉が発生するおそれがある。これに対し、第2実施形態では、予め位置合わせした状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入するため、位置決め部材(位置決め穴23や位置決めピン43)が損傷しにくくなり、また、位置決め部材から摩耗粉が発生しにくくなる。
S103の後、ガラス基板20に対して光路変換器40を固定し(S104)、光モジュール1の品質検査が行われる(S105)。これらの処理は、第1実施形態のS006及びS007と同様であるので、説明を省略する。なお、第2実施形態では、予め位置合わせした状態で位置決め穴23に位置決めピン43を挿入するため、ガラス基板20と光路変換器40との位置決め精度が高く、不良率が低くなる。
上記の第2実施形態によれば、ガラス基板20の位置決め穴23に光路変換器40の位置決めピン40を挿入する前に、ガラス基板20の上側からガラス基板20越しに位置決め穴23をカメラで観察している。これにより、位置決め穴23と位置決めピン43とをガラス基板20の下面に平行な方向に予め位置合わせした状態で、位置決め穴23に位置決めピン43を挿入することが可能になる。
また、第2実施形態によれば、位置決めピン43の頂部にアライメントマーク44が形成されている。このため、アライメントマーク44に基づいて位置決めピン43の位置を検出できるので、位置決め穴23と位置決めピン43との位置合わせが容易になる。
===第3実施形態===
図17は、第3実施形態の光モジュール1の製造方法のフロー図である。
第3実施形態では、まず、ガラス基板20の検査装置が、ガラス基板20の上側(位置決め穴23のある面とは反対側)からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察し、ガラス基板20の品質を検査する(S201)。この検査作業は、作業者が目視で行っても良いが、ここでは画像処理装置(コンピュータ)が観察画像を解析して検査を行うこととする。
図17は、第3実施形態の光モジュール1の製造方法のフロー図である。
第3実施形態では、まず、ガラス基板20の検査装置が、ガラス基板20の上側(位置決め穴23のある面とは反対側)からガラス基板20越しに位置決め穴23を観察し、ガラス基板20の品質を検査する(S201)。この検査作業は、作業者が目視で行っても良いが、ここでは画像処理装置(コンピュータ)が観察画像を解析して検査を行うこととする。
画像処理装置は、観察画像に基づいて、ガラス基板20の上面の配線27(メタルパターン)の位置と、ガラス基板20の下面の位置決め穴23の位置とを検出し、両者の位置ずれ量を算出し、位置ずれ量に基づいてガラス基板20の品質を判断する。位置ずれ量の大きなガラス基板20は、ガラス基板20の上面に実装された発光部31の光軸と、位置決め穴23によって位置決めされる光路変換器40のレンズ部41の光軸がずれてしまうため、不良品と判断される。
図18は、S201での観察の様子の説明図である。第3実施形態では、観察対象はガラス基板20であり、観察対象に光路変換器40は含まれていない。観察時のガラス基板20は、回路基板10に搭載されていても良いし、未だ回路基板10に搭載されていなくても良い。また、図中のガラス基板20の上面には発光部31が実装されているが、観察時のガラス基板20に発光部31が未だ実装されていなくても良い。ガラス基板20の上面には、メタルパターンによる配線27と、メタルパターンを保護するための保護膜28が形成されている。
図19は、S201の観察画像(写真)である。図20は、図19の観察画像の説明図である。図中のハッチングは、メタルパターンの領域を示している。
ガラス基板の上面にはグランドパターン(又は電源パターン)が形成されており、ここでは、観察領域の大部分の領域(位置決め穴23の上方を除く領域)をグランドパターンが占めている。但し、位置決め穴23の上方の領域(搭載面における位置決め穴23の裏側の領域;位置決め穴23と対向する搭載面の領域)にはメタルパターンによる配線27は形成されていない。このため、ガラス基板20の上側からガラス基板20越しに位置決め穴23が観察されている。画像処理装置は、観察画像に基づいて、ガラス基板20の上面のメタルパターンの位置と、ガラス基板20の下面の位置決め穴23の位置とを解析し、両者の位置ずれ量を算出する。
本実施形態では、ガラス基板20の上面には、アライメントマーク27Aが形成されている。アライメントマーク27Aはメタルパターンによって形成されているため、アライメントマーク27Aの位置に基づいて、ガラス基板20の上面の配線27の位置を検査することが可能である。但し、アライメントマーク27Aを形成せずに、観察画像の中の配線27の画像に基づいてガラス基板20の上面の配線27の位置を直接検出しても良い。
アライメントマーク27Aを位置決め穴23の開口径よりも小さくすることによって、位置決め穴23の上方の領域(配線27の形成されていない領域)にアライメントマーク27Aを形成することが可能になる。位置決め穴23の上方にアライメントマーク27Aを形成することによって、位置決め穴23を観察しつつ、アライメントマーク27A(メタルパターン)を観察することが容易になる。但し、アライメントマーク27Aを位置決め穴23の上方とは別の場所に形成しても良い。
本実施形態では、ガラス基板20は、アライメントマーク27Aが位置決め穴23の中心軸上になるように、設計されている。図19のような観察画像の場合、ガラス基板20の上面のアライメントマーク27Aが下面の位置決め穴23の開口部の中心に位置しているので、ガラス基板20は正常であると判断される。
次に、光モジュール1を構成する部品を準備する(S202)。準備する部品は、S201の品質検査をパスしたガラス基板20を上面に搭載した回路基板10と、光路変換器40である。そして、ガラス基板20の位置決め穴23に光路変換器40の位置決めピン43を挿入することによって、ガラス基板20と光路変換器40とを位置決めし(S203)、ガラス基板20に対して光路変換器40を固定する(S204)。これらの処理は、既に説明した処理と同様である。
最後に、光モジュール1の品質検査が行われる(S205)。第3実施形態では、S201の検査をパスしたガラス基板20を用いて光モジュール1が構成されるため、光モジュール1の不良率が低くなる。
上記の第3実施形態によれば、光路変換器40のない状態で、ガラス基板20の上側からガラス基板20越しに位置決め穴23をカメラで観察している。第3実施形態によれば、観察画像に基づいてガラス基板20の下面の位置決め穴23の位置を検査して、ガラス基板20の品質を検査することが可能になる。
また、第3実施形態によれば、ガラス基板20の上側からガラス基板20越しに位置決め穴23をカメラで観察するときに、ガラス基板20の上面のメタルパターンも観察している。これにより、観察画像に基づいて、ガラス基板20の上面のメタルパターンと、ガラス基板20の下面の位置決め穴23との位置関係を検査することが可能になる。
また、第3実施形態によれば、メタルパターンによるアライメントマーク27Aが位置決め穴23の上方に形成されている。これにより、ガラス基板20の上面のメタルパターンの位置を検出することが容易になるとともに、位置決め穴23の観察とともにアライメントマーク27Aを観察することが容易になる。
===第4実施形態===
温度変化によって2つの位置決め穴23の間隔と2つの位置決めピン43の間隔がずれることがある。このような場合、位置決めピン43が位置決め穴23に正常に挿入されず、ガラス基板20と光路変換器40との間に想定以上の位置ずれが生じるおそれがある。そこで、第4実施形態では、2つの位置決め穴23の一方を基準穴とし、他方を長穴にしている。
温度変化によって2つの位置決め穴23の間隔と2つの位置決めピン43の間隔がずれることがある。このような場合、位置決めピン43が位置決め穴23に正常に挿入されず、ガラス基板20と光路変換器40との間に想定以上の位置ずれが生じるおそれがある。そこで、第4実施形態では、2つの位置決め穴23の一方を基準穴とし、他方を長穴にしている。
図21は、第4実施形態の位置決め穴の説明図である。図21は、ガラス基板20の下面を下から見た図である。
ガラス基板20の下面には、基準穴23Aと長穴23Bとが形成されている。基準穴23Aと長穴Bは、前後方向に並んで形成されている。基準穴23Aは、開口部が円形状の非貫通穴であり、これまでの実施形態の位置決め穴23と同じ形状である。長穴23Bは、開口部の長手方向が2つの位置決め穴(基準穴23Aと長穴23B)を結ぶ線に沿っている非貫通穴である。長穴23Bもサンドブラスト加工により形成されているため、奥の窄まった形状になっている。長穴23Bの幅は、基準穴23Aの径と同じ長さである。なお、基準穴23A及び長穴23Bに挿入される2つの位置決めピン43は、前述の実施形態の位置決めピン43と同じ形状である(つまり、2つの位置決めピン43とも円錐台形状である)。
ガラス基板20の下面には、基準穴23Aと長穴23Bとが形成されている。基準穴23Aと長穴Bは、前後方向に並んで形成されている。基準穴23Aは、開口部が円形状の非貫通穴であり、これまでの実施形態の位置決め穴23と同じ形状である。長穴23Bは、開口部の長手方向が2つの位置決め穴(基準穴23Aと長穴23B)を結ぶ線に沿っている非貫通穴である。長穴23Bもサンドブラスト加工により形成されているため、奥の窄まった形状になっている。長穴23Bの幅は、基準穴23Aの径と同じ長さである。なお、基準穴23A及び長穴23Bに挿入される2つの位置決めピン43は、前述の実施形態の位置決めピン43と同じ形状である(つまり、2つの位置決めピン43とも円錐台形状である)。
光路変換器40の2つの位置決めピン43の一方は基準穴23Aに挿入され、他方は長穴23Bに挿入されることになる。基準穴23Aの側では、位置決めピン43は、基準穴23Aに対して、位置決めピン43の軸方向に垂直な前後方向及び左右方向(ガラス基板20の表面と平行な方向)に拘束されることになる。一方、長穴23Bの側では、位置決めピン43は、長穴23Bによって左右方向からは拘束されるが、前後方向からは拘束されないことになる。このため、温度変化等の影響により、2つの位置決め穴23の間隔や2つの位置決めピン43の間隔が変化しても、2つの位置決めピン43を基準穴23A及び長穴23Bに挿入し、ガラス基板20に対して光路変換器40を位置決めすることが可能になる。
ガラス基板20の下面に基準穴23Aと長穴23Bを形成する場合であって、ガラス基板20越しに一方の位置決め穴だけを観察する場合には、前後方向及び左右方向の両方向の位置決め精度に寄与する基準穴23Aを観察することが望ましい。例えば、図3に示すように後側の位置決め穴23が上方の駆動素子32に阻まれて上側からガラス基板20越しに観察できない場合には、後側に長穴23Bを配置し、前側に基準穴23Aを配置し、基準穴23Aをガラス基板20越しに上側から観察すると良い。この場合、長穴23Bの上方には、メタルパターンによる配線27を形成しても良いし、発光部31や駆動素子32等の実装部品を配置しても良い。
===その他===
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる形態であっても、本発明に含まれる。
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる形態であっても、本発明に含まれる。
<位置決め穴と位置決めピン>
前述の位置決め穴23は、サンドブラスト加工により形成された奥の窄まった非貫通穴であったが、他の加工方法によって形成された位置決め穴でも良く、他の形状の位置決め穴でも良い。例えば、位置決め穴23がドリル加工により形成され径が一定の寸胴形状の穴であっても良い。
前述の位置決めピン43は、テーパ面43Aを有する円錐台形状であったが、他の形状でも良い。例えば、位置決めピンは、円錐形状でも良いし、径が一定の寸胴形状でも良い。但し、既に説明したように、位置決めピンがテーパ面を有する場合、上側から見たときに、位置決めピン43の根元の角部が位置決め穴23の開口部の縁よりも外側に位置するので、両者を識別しやすくなる。
前述の位置決め穴23は、サンドブラスト加工により形成された奥の窄まった非貫通穴であったが、他の加工方法によって形成された位置決め穴でも良く、他の形状の位置決め穴でも良い。例えば、位置決め穴23がドリル加工により形成され径が一定の寸胴形状の穴であっても良い。
前述の位置決めピン43は、テーパ面43Aを有する円錐台形状であったが、他の形状でも良い。例えば、位置決めピンは、円錐形状でも良いし、径が一定の寸胴形状でも良い。但し、既に説明したように、位置決めピンがテーパ面を有する場合、上側から見たときに、位置決めピン43の根元の角部が位置決め穴23の開口部の縁よりも外側に位置するので、両者を識別しやすくなる。
<光路変換器について>
前述の実施形態では、光路変換器(光学部品)は樹脂製であった。但し、位置決めピンを有する光学部品は、樹脂製でなくても良い。
前述の実施形態では、光路変換器(光学部品)は樹脂製であった。但し、位置決めピンを有する光学部品は、樹脂製でなくても良い。
<光モジュールについて>
前述の実施形態では、QSFPタイプの光モジュールを用いて説明したが、このタイプに限定されるものではない。他のタイプ(例えばCXPタイプやSFPタイプなど)の光モジュールに適用することも可能である。
前述の実施形態では、QSFPタイプの光モジュールを用いて説明したが、このタイプに限定されるものではない。他のタイプ(例えばCXPタイプやSFPタイプなど)の光モジュールに適用することも可能である。
1 光モジュール、1A ハウジング、
2 ケージ、2A コネクタ、3 ヒートシンク、
10 回路基板、11 接続部、
12 収容窓、13 回路基板側電極、
20 ガラス基板(透明基板)、21 貫通ビア、
22 ガラス基板側電極、23 位置決め穴、
23A 基準穴、23B 長穴、
27 配線、27A アライメントマーク、28 保護膜、
31 発光部、31A 発光部側電極、31B 発光面、32 駆動素子、
40 光路変換器(支持部材)、41 レンズ部、42 反射部、
43 位置決めピン、43A テーパ面、43B 凹部、
44 アライメントマーク、
50 光ファイバ、65 接着剤
2 ケージ、2A コネクタ、3 ヒートシンク、
10 回路基板、11 接続部、
12 収容窓、13 回路基板側電極、
20 ガラス基板(透明基板)、21 貫通ビア、
22 ガラス基板側電極、23 位置決め穴、
23A 基準穴、23B 長穴、
27 配線、27A アライメントマーク、28 保護膜、
31 発光部、31A 発光部側電極、31B 発光面、32 駆動素子、
40 光路変換器(支持部材)、41 レンズ部、42 反射部、
43 位置決めピン、43A テーパ面、43B 凹部、
44 アライメントマーク、
50 光ファイバ、65 接着剤
Claims (11)
- (1)一方の面に非貫通の位置決め穴が形成され、他方の面に光電変換素子が搭載され、前記光電変換素子の発光した光、若しくは前記光電変換素子の受光する光を透過可能な透明基板と、
位置決めピンを有し、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、
を準備する準備工程と、
(2)前記透明基板の前記位置決め穴に前記支持部材の前記位置決めピンを挿入して、前記透明基板と前記支持部材とを位置決めする位置決め工程と、
(3)前記位置決め穴のある面とは反対側から透明基板越しに前記位置決め穴を観察する観察工程と、
を有することを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項1に記載の光モジュールの製造方法であって、
前記位置決め工程の後に行われた前記観察工程の観察画像に基づいて、前記透明基板と前記支持部材との位置決め精度を検査する
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項2に記載の光モジュールの製造方法であって、
前記位置決めピンはテーパ面を有しており、
前記観察画像における前記位置決め穴と前記位置決めピンの根元との位置関係に応じて、前記位置決め精度が検査される
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項3に記載の光モジュールの製造方法であって、
前記位置決めピンの根元の周りに凹部が形成されている
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の光モジュールの製造方法であって、
前記観察工程の観察画像に基づいて前記透明基板と前記支持部材とを前記透明基板の前記面に平行な方向に位置合わせした後に、前記位置決め工程が行われる
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項5に記載の光モジュールの製造方法であって、
前記位置決めピンの頂部にアライメントマークが形成されており、
前記観察画像における前記位置決め穴と前記アライメントマークとの位置関係に応じて、前記透明基板と前記支持部材との位置合わせが行われる
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の光モジュールの製造方法であって、
前記観察工程の観察画像に基づいて前記透明基板における前記位置決め穴の位置が検査され、検査後の前記透明基板が前記準備工程で準備される
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項7に記載の光モジュールの製造方法であって、
前記光電変換素子への配線とともに形成されたアライメントマークが前記一方の面に形成されており、
前記観察画像における前記位置決め穴と前記アライメントマークとの位置関係に応じて、前記光電変換素子に対する前記位置決め穴の位置が検査される
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 光電変換素子が搭載される搭載面にメタルパターンによる配線が形成され、前記搭載面とは反対側の面に非貫通の位置決め穴が形成され、前記光電変換素子の発光した光、若しくは前記光電変換素子の受光する光を透過可能な透明基板と、
位置決めピンを有し、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、
を有する光モジュールであって、
前記搭載面における前記位置決め穴の裏側の領域には前記配線は形成されておらず、前記搭載面の側から前記位置決め穴を観察可能である
ことを特徴とする光モジュール。 - 請求項9に記載の光モジュールであって、
前記搭載面における前記位置決め穴の裏側の領域に、前記配線とともに形成されたアライメントマークが形成されている
ことを特徴とする光モジュール。 - 請求項9又は10に記載の光モジュールであって、
前記位置決め穴として基準穴及び長穴が形成されており、
前記長穴は、その長手方向が前記基準穴と前記長穴とを結ぶ線に沿うように形成されており、
前記搭載面における前記基準穴の裏側の領域には前記配線は形成されておらず、前記搭載面の側から前記基準穴を観察可能である
ことを特徴とする光モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013106116A JP2014228585A (ja) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | 光モジュールの製造方法及び光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013106116A JP2014228585A (ja) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | 光モジュールの製造方法及び光モジュール |
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JP2014228585A true JP2014228585A (ja) | 2014-12-08 |
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ID=52128507
Family Applications (1)
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JP2013106116A Pending JP2014228585A (ja) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | 光モジュールの製造方法及び光モジュール |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018189627A (ja) * | 2017-05-11 | 2018-11-29 | ナルックス株式会社 | 位置測定方法及び部品 |
JP2020141065A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 日本ルメンタム株式会社 | 光電変換素子、光サブアセンブリ及び光電変換素子の製造方法 |
JP2024029190A (ja) * | 2018-12-27 | 2024-03-05 | 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 | 光学素子駆動メカニズム |
-
2013
- 2013-05-20 JP JP2013106116A patent/JP2014228585A/ja active Pending
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JP6989950B2 (ja) | 2017-05-11 | 2022-01-12 | ナルックス株式会社 | 位置測定方法及び部品 |
CN108896276B (zh) * | 2017-05-11 | 2022-02-25 | 纳卢克斯株式会社 | 位置测定方法以及部件 |
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JP7449042B2 (ja) | 2019-02-28 | 2024-03-13 | 日本ルメンタム株式会社 | 光電変換素子、光サブアセンブリ及び光電変換素子の製造方法 |
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