(57)【要約】改良した光通信モジュールは、複数のｖ溝を設けたシリコン製のマザーボードを有し、これらｖ溝は、レーザーダイオードの出射をエンクロージャ内に保持して光学的に整列させ、エンクロージャは、シリコン製のマザーボードをエンクロージャ内の所望位置に配置及び案内する２以上の位置決め部分を有する。エンクロージャはヒートシンクとして作用し、このヒートシンクは安定性を付与し、またシリコン製のマザーボードの取り付け材料がウィッキングするのを補助し、取り付け材料によるシリコン製のマザーボードの損傷を回避する。改良した光通信モジュールを形成する方法も開示する。【選択図】図３Ｂ
2013545300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信モジュールにおいて、
レーザーダイオードを配置したマザーボードであって、光ファイバを収容しかつ光ファイバを前記レーザーダイオードに整列させるよう構成したチャネルを有する、該マザーボードと、及び
マザーボードを取り付けるベース、及び互いに間隔を置いて配置された複数の位置決め素子を有するエンクロージャであって、前記位置決め素子は前記マザーボードを前記エンクロージャの所定位置に係合させるものとし、前記マザーボードからの過剰な取り付け材料を接収するに十分な容積を画定する、該エンクロージャと
を備えた、光通信モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記互いに間隔を置いて配置した複数の位置決め素子は、ベースから突出する構成とした、光通信モジュール。
【請求項３】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記マザーボードはキャビティ内に配置し、このキャビティは、前記ベース及び前記ベースから突出する側壁によって画定し、前記互いに間隔を置いて配置した複数の位置決め素子は、前記側壁から突出する構成とした、光通信モジュール。
【請求項４】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記取り付け材料は、前記マザーボードを前記ベースに連結する、光通信モジュール。
【請求項５】
請求項４記載の光通信モジュールにおいて、前記複数の位置決め素子の相互間のスペースは、前記マザーボードを前記ベースに取り付けるとき、前記取り付け材料を受け入れる構成とした、光通信モジュール。
【請求項６】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記複数の位置決め素子の相互間のスペースは、前記取り付け材料が前記マザーボードの側面又は頂面のうち少なくとも一方に接触するのを防止するよう構成した、光通信モジュール。
【請求項７】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、少なくとも１つの位置決め素子を、エンクロージャ壁の一部とした、光通信モジュール。
【請求項８】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、少なくとも１つの位置決め素子を、コラムとした、光通信モジュール。
【請求項９】
請求項８記載の光通信モジュールにおいて、前記コラムが前記ベースから突出する、光通信モジュール。
【請求項１０】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記チャネルは、前記マザーボードの長手寸法方向に沿って配置したｖ溝を有する、光通信モジュール。
【請求項１１】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、さらに、レンズを収容しかつ整列させるよう構成した第２チャネルを備え、前記レンズが前記ダイオードと前記光ファイバとの間に配置される、光通信モジュール。
【請求項１２】
請求項１１記載の光通信モジュールにおいて、さらに、前記第２チャネルに配置したレンズを備え、前記レンズが前記ダイオードからの出射を前記光ファイバに伝送する、光通信モジュール。
【請求項１３】
請求項１１記載の光通信モジュールにおいて、前記第２チャネルを、前記マザーボードの短手寸法方向に沿って延びるものとした、光通信モジュール。
【請求項１４】
請求項１２記載の光通信モジュールにおいて、前記レンズ及び前記光ファイバの各々を、それぞれに対応するチャネル内に、エポキシ、はんだ又はそれらの組み合わせのうちの１つ、又はそれ以上によって連結した、光通信モジュール。
【請求項１５】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、さらに、前記エンクロージャの表面をカバーするリッドを備え、前記エンクロージャ内に配置した内容物を保護する、光通信モジュール。
【請求項１６】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記ベースをほぼ平らなものとした、光通信モジュール。
【請求項１７】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記複数の位置決め素子に隣接するスペースを、前記マザーボードを前記ベースに取り付けるとき、前記取り付け材料を受け入れるよう構成した、光通信モジュール。
【請求項１８】
請求項１記載の光通信モジュールにおいて、前記エンクロージャをヒートシンクとした、光通信モジュール。
【請求項１９】
光通信モジュールにおいて、
複数のｖ溝を有するシリコン製のマザーボードの頂面に配置したレーザーダイオードと、
レーザーダイオードの出射をコリメートするレンズと、
光ファイバであって、シリコン製のマザーボードは前記レンズを保持する寸法の１つのｖ溝及び前記光ファイバを保持する寸法の他のｖ溝を有するものとし、前記レンズ及び前記光ファイバは、それぞれに対応するｖ溝によって保持されるとき、レーザーダイオード出射に光学的に整列する光ファイバと、
２つ又はそれ以上の位置決め部分を有するエンクロージャであって、前記位置決め部分は前記シリコン製のマザーボードを前記エンクロージャ内の所望位置に配置し、前記エンクロージャはベース部分を有し、前記２つ又はそれ以上の位置決め部分は互いに間隔を置いて位置されており、これにより前記エンクロージャのベース部分と前記シリコン製のマザーボードの底面との相互間に配置した取り付け材料が位置決め部分に隣接するスペースにウィッキングする、該エンクロージャと
を備えた、光通信モジュール。
【請求項２０】
請求項１９記載の光通信モジュールにおいて、前記取り付け材料が、前記２つ又はそれ以上の位置決め部分の相互間にウィッキングする、光通信モジュール。
【請求項２１】
請求項２０記載の光通信モジュールにおいて、前記２つ又はそれ以上の位置決め部分の相互間のスペースは、前記取り付け材料が前記シリコン製のマザーボードの側面及び前記シリコン製のマザーボードの頂面のうちの少なくとも一方に接触することを回避できる、光通信モジュール。
【請求項２２】
請求項１９記載の光通信モジュールにおいて、少なくとも１つの位置決め部分を、エンクロージャ壁の一部とした、光通信モジュール。
【請求項２３】
請求項１９記載の光通信モジュールにおいて、前記少なくとも１個の位置決め部分をコラムとした、光通信モジュール。
【請求項２４】
請求項１９記載の光通信モジュールにおいて、１つのｖ溝を前記シリコン製のマザーボードの長手方向平面に沿って配置し、他のｖ溝を前記シリコン製のマザーボードの長手方向平面に沿って配置した、光通信モジュール。
【請求項２５】
請求項１９記載の光通信モジュールにおいて、前記レンズ及び前記光ファイバの各々を、それぞれに対応するｖ溝内に、エポキシ、はんだ、又はそれらの組み合わせのうちの１つ又はそれ以上によって取り付けた、光通信モジュール。
【請求項２６】
請求項１９記載の光通信モジュールにおいて、さらに、前記エンクロージャの表面をカバーするリッドを備え、前記エンクロージャ内に配置した内容物を保護する、光通信モジュール。
【請求項２７】
請求項１９記載の光通信モジュールにおいて、前記エンクロージャは、ほぼ平らなベース部分を有する、光通信モジュール。
【請求項２８】
光通信モジュールを形成する方法であって、
複数のｖ溝を備えるシリコン製のマザーボードを準備するステップと、
前記シリコン製のマザーボードの頂面にレーザーダイオードを配置するステップと、
短手方向平面に沿って配置したレンズ用のｖ溝にレンズを配置するレンズ配置ステップであって、前記レンズ用のｖ溝は、前記レンズの外形寸法を保持する寸法を有するレンズ配置ステップと、
長手方向平面に沿って配置した光ファイバ用のｖ溝に光ファイバを配置する光ファイバ配置ステップであって、前記光ファイバ用のｖ溝は、前記光ファイバの外形寸法を保持する寸法を有するものとし、前記レンズ及び前記光ファイバが、それぞれに対応するｖ溝によって保持されるとき、前記レーザーダイオードからのレーザーダイオード出射に光学的に整列する光ファイバ配置ステップと、
２つ又はそれ以上の位置決め部分を有するエンクロージャ内に前記シリコン製のマザーボードを配置するマザーボード配置ステップであって、前記位置決め部分が、前記シリコン製のマザーボードを前記エンクロージャ内の所定位置に配置するマザーボード配置ステップと
を有する、方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法において、さらに、
前記光ファイバを前記光ファイバ用のｖ溝に配置する前に、剥き出しのファイバから光ファイバをクリーブするステップを有する、方法。
【請求項３０】
請求項２８記載の方法において、さらに、
前記エンクロージャ内に電気的回路板を配置するステップを有する、方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の方法において、前記シリコン製のマザーボード及び前記電気的回路板を、前記エンクロージャ内にほぼ同時に配置する、方法。
【請求項３２】
請求項２８記載の方法において、前記レーザーダイオードを、前記シリコン製のマザーボードを準備する前に、前記シリコン製のマザーボードの頂面に配置する、方法。
【請求項３３】
光通信モジュールにおいて、
光ファイバを収容し、また前記光ファイバをレーザーダイオード出射に整列させるよう構成したチャネルを有するマザーボードと、
ベース部分及び２つ又はそれ以上の位置決め素子を有するエンクロージャであって、前記位置決め素子は前記マザーボードを前記エンクロージャ内の所望位置に配置するものとし、前記２つ又はそれ以上の位置決め素子は互いに間隔を置いて配置されており、前記ベース部分と前記マザーボードの底面との相互間に配置した取り付け材料が、位置決め素子に隣接するスペース内にウィッキングするエンクロージャと
を備えた、光通信モジュール。
【請求項３４】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、前記エンクロージャを、ヒートシンクとした、光通信モジュール。
【請求項３５】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、前記２つ又はそれ以上の位置決め素子を、前記マザーボードを前記エンクロージャ内のほぼ前記所望位置に維持するものとした、光通信モジュール。
【請求項３６】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、さらに、前記エンクロージャの表面をカバーするリッドを備え、前記エンクロージャ内に配置した内容物を保護する、光通信モジュール。
【請求項３７】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、前記エンクロージャは、ほぼ平らなベース部分を有する、光通信モジュール。
【請求項３８】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、前記マザーボードは、さらにレンズを保持するよう構成した他のチャネルを有し、前記レンズ及び前記光ファイバが、それぞれに対応するチャネルに保持されるとき、前記レーザーダイオードの出射に光学的に整列する、光通信モジュール。
【請求項３９】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、前記チャネルをｖ溝で構成した、光通信モジュール。
【請求項４０】
請求項３９記載の光通信モジュールにおいて、前記マザーボードは、さらに、レンズを保持するような寸法に構成した他のｖ溝を有し、前記レンズ及び前記光ファイバが、それぞれに対応するｖ溝によって保持されるとき、前記レーザーダイオード出射に光学的に整列する、光通信モジュール。
【請求項４１】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、前記光ファイバは、さらに、レンズを有するものとして構成した、光通信モジュール。
【請求項４２】
請求項３３記載の光通信モジュールにおいて、レーザーダイオードを、前記マザーボードの頂面に配置した、光通信モジュール。
【請求項４３】
請求項４２記載の光通信モジュールにおいて、前記レーザーダイオードがレンズを有する、光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光通信（フォトニクス）モジュールは、光デバイスに整列する光学的コンポーネント（例えば、光ファイバ及び／又は光学的レンズ）を有する。現在、比較的高い光強度（例えば、１Ｗ超）及び比較的低い光結合損失（例えば、約１５％未満の光結合損失）を有する光通信モジュールは、製造に比較的時間がかかり、作業者の熟練を要し、また作業者の介入及び／又は高いコストの製造設備を要し、したがって、製造のコストが比較的高くなる。この結果、現在入手可能な光通信モジュールはコストが比較的高いエンドユーザー用途（例えば、消費者のようなエンドユーザーではない専門的熟練者向けのエンドユーザー用途）に利用されている。光通信モジュールの設計は、光通信モジュールを組み込む現行デバイスに対して売れる低価格帯のデバイス向け用途に適するよう行うのが望ましい。光ファイバからの高い光強度の発生（例えば、１Ｗ超）は、一般的に光ファイバと効率的に結合するエネルギー源を必要とする。例えば、適当な高光強度デバイスとして、（１）ダイオードレーザー及び（２）光ファイバに対する高効率結合がある。
【背景技術】
【０００２】
図１は現在入手可能な光通信モジュール製造におけるプロセスフロー１００の例を示す。この例示的なプロセスフローは１５個の作業を含む。これら１５個の作業のいずれかは、手動操作、自動操作、又はこれら２つの組み合わせである。第１作業１０１において、レーザーダイオードはサブマウントにダイ取付される。この作業１０１において、ダイオードレーザーは、ｐ側を下向きにして（例えば、ポジティブ側を下向きにするとはアノード側を下向きにするとも称される）サブマウントに取り付けたダイオードレーザーチップとすることができる。サブマウントは、一般的に、高熱伝導性材料とすべきである。サブマウント材料の望ましい熱伝導性は、ダイオードレーザーの熱膨張率（例えば、約４ｐｐｍ／Ｋ〜８ｐｐｍ／Ｋ）に近似する熱膨張率を有する、約１８０Ｗ／ｍ‐Ｋよりも大きいものとする。サブマウントとして利用可能な適当な材料には、例えば、以下に限定しないが、ＷＣｕ，ＡｌＮ，ＳｉＣ及びＢｅＯがある。とくに、硬質はんだを使用してダイオードレーザーをサブマウントに取り付けるときに類似した熱膨張特性を示すダイオードレーザー及びサブマウント材料を使用するのが望ましく、さもないと、これら熱膨張のミスマッチによる応力発生があり、ダイオードレーザーの寿命及び／又は性能を低下させるおそれがある。一般的にはダイオードレーザー（例えば、ダイオードレーザーチップ）をサブマウントにダイ取付するために、硬質はんだが使用される。硬質はんだが一般的に使用されるのは、硬質はんだは光通信モジュール及び／又はこの光通信モジュールを使用するエンドデバイスの寿命にわたり最も安定性をもたらすからである。使用できる硬質はんだの代表的な例としては、以下に限定しないが、ＡｕＳｎ及びＡｕＧｅの合金がある。
【０００３】
依然として図１につき説明すると、次の作業１０２において、サーミスタは、サブマウントにダイ接着される。サーミスタは、抵抗が温度に従って変動する抵抗器である。このプロセスフローのステーション１Ａは、チップ・オン・サブマウント（ＣｏＳ）組立体（アセンブリ）を形成する作業１０１及び１０２である。「タクトタイム」は、要求を満たす組立シーケンスにおいて所定作業ステップで製品を生産するのに必要な時間と定義し、また１日あたりの分単位の作業時間を総顧客需要量で割り算する事によって計算される、又は１日あたり生産されるユニット数によって計算される。このように、タクトタイムは、生産されるユニットあたりの分単位の作業時間に等しい。本質的に、タクトタイムは所定作業ステップにおける最大生産能力を決定する。したがって、全体の組立シーケンスにおける最大タクトタイムは生産できるラインの能力を制限する。
【０００４】
やはり図１につき説明すると、ＣｏＳ組立体を生産するステーション１Ａのタクトタイムは約２分である。ステーション２Ａにおいて、ＣｏＳをワイヤボンディングする作業１０３を行い、ステーション２Ａのタクトタイムは約０．３分である。ＣｏＳをワイヤボンディングして種々のコンポーネント（例えば、サーミスタ及びＬＤチップ）を外界に電気的接続性を与える（例えば、サーミスタ及びＬＤチップを、システムにおける他の部分、例えば、電源、テストステーション又は他の制御システムに対する電気的接続性を与える）。
【０００５】
作業１０４はステーション３Ａで行う。作業１０４において、作業１０１，１０２，１０３で形成したチップ・オン・サブマウントをテストする。このテスト中に所定デバイスの光電特性を得る。すなわち、光強度、電圧及び波長を電流の関数として測定する。この作業は、手動操作、自動操作又はこれら２つの組み合わせとすることができる。ステーション３Ａにおける作業１０４において、ＣｏＳテストは約２分のタクトタイムを要する。
【０００６】
光ファイバ内への効率的な光結合（光収集）があることは重要である。ダイオードレーザーの速軸は、ダイオードレーザーから高度に分岐するため、速軸コリメート（ＦＡＣ）レンズを使用してレーザーダイオードの遠方領域エミッション（出射）を減退させ、これによりコリメートされたダイオードレーザーの出射を光ファイバに合致又は整列させることができる。
【０００７】
例示的な光通信モジュールにおいて、ＦＡＣレンズ及び光ファイバ双方は能動的にダイオードレーザーに整列させる。ダイオードレーザー出射光はＦＡＣレンズを通過してから光ファイバを通過する。一実施形態において、ＦＡＣレンズの整列は光ファイバの整列前に行う。能動的整列は、光出射するようデバイスを能動的に動作させるときに行い、また結合光出力を輪郭（プロファイル）及び光強度双方のためにモニタリングし、最終的に輪郭及び光強度のそれぞれ（例えば、最適値を含む望ましい範囲内で）を得る。図１につき説明すると、作業１０５において、光通信モジュール製造プロセスは、つぎにＦＡＣ整列の第１ステップ及びＦＡＣレンズ取り付けの第２ステップを有する。ＦＡＣレンズの整列及び取り付け双方は、ダイオードレーザーを動作させ、そして光を出射している間に同時に行う。この整列及び取り付けステップにおいて、ＦＡＣレンズは、ダイオードレーザーを動作させている間に操作し、所望の出射パターン及び／又は達成すべきまた随意的に最適化すべき所望の光学的処理量が得られるようにする。整列及び取り付けステップは時間がかかるものである。作業１０５の次の部分でＦＡＣレンズの所望の整列又は位置決めが得られた後、レンズを種々の取り付け手法のうち任意なもので取り付ける。
【０００８】
１つの代表的な取り付け手法としては、以下に限定しないが、ＦＡＣレンズをサブマウント又はサブマウントに隣接する表面に接着する。ＦＡＣレンズをサブマウントに接着するためのプロセスは時間がかかり、また熟練を要するものであり、これはすなわち光強度及びビームパターンを硬化プロセス全体にわたりモニタリングし、接着剤（例えば、エポキシ）が硬化する間にＦＡＣレンズの移動を補償するよう熟練したオペレータが修正を行わなければならはないからである。代案として、レンズをサブマウントに接着するためのプロセスは所望の光強度及びビームパターンが得られる複雑な自動設備を要するが、当該プロセスは依然として時間がかかるものである。
【０００９】
ＦＡＣレンズを整列させまた取り付けた後、サブマウントにおけるレンズ付きダイオードレーザーチップを、作業１０６であるポストレンズテスト（ＬＩＶ，ＷＬ）においてテストする。ポストレンズテスト１０６は、ＣｏＳテスト（作業１０４）につき上述したのと同様であるが、この場合、レンズを通して結合される光強度を測定してレンズ結合効率を評価する点が異なる。このように、ポストレンズテスト１０６はレンズを通して結合された光強度、電圧及び波長を電流の関数として測定する。この作業は、手動操作、自動操作、又はこれら２つの組み合わせとすることができる。
【００１０】
一実施形態において、ステーション４Ａの処理を実行するための典型的なプロセス時間、すなわち、（例えば、作業１０５における）能動的な光学的整列及びＦＡＣレンズのサブマウントに対する直接的な取り付け（例えば、接着）、並びに（例えば、作業１０６における）ポストレンズテストは、比較的長期にわたる時間がかかる。ステーション４Ａのタクトタイムは約１５分のオーダーであり、作業は取り付け（例えば、接着及び硬化）時間中のオペレータの介入を必要とし、硬化プロセス中にＦＡＣレンズの修正を行うことができるようにする。さらに、取り付け（例えば、接着）に伴うオペレータのスキルに起因して修正ミスによる廃棄処分量はオペレータ毎に変動する。
【００１１】
現在利用可能な製造技術によれば、ＦＡＣレンズをサブマウントに取り付けた後、サブマウントのレンズ付きダイオードレーザーチップ（例えば、レンズ付きＣｏＳ）をステーション６Ａで作業１０８中にエンクロージャ内に取り付ける。作業１０８は約０．３分のタクトタイムを要する。エンクロージャは、サブマウントのレンズ付きダイオードレーザーチップを収容するハウジングを備え、これらコンポーネントは互いに近接した状態に維持され、エンクロージャ内から見た外部環境から保護される。エンクロージャは、サブマウントのレンズ付きダイオードレーザーチップに対して機械的な安定性及び／又は支持性を与える。さらに、エンクロージャはヒートシンク（いわゆるＨＳ）になり得る。エンクロージャを作製するのに使用し得る適当な材料としては、以下に限定しないが、例えば、銅、ＷＣｕ、又は高熱伝導性を有する他の材料がある。
【００１２】
ある実施形態において、作業１０７をステーション５Ａで作業１０８の前に行う。作業１０７では、電極をエンクロージャ（例えば、ヒートシンクである、いわゆるＨＳ）に取り付ける。電極はエンクロージャに、例えば、はんだ付けによって取り付ける。電極は、システムの他の部分、例えば、電源、テストステーション、他の制御システムとの電気的接続性をもたらす。適当な電極としては、例えば、必要とされる電流レベル（例えば、約０．１アンペア〜約５アンペアの電流レベル、又は所望のレーザーダイオードを動作させるのに必要な電流レベル）用に適当な金属トレースを有する厚いフィルム状セラミック及び／又はプリント回路板（例えば、ｐｃｂボード）がある。作業１０７は約０．３分のタクトタイムを要する。
【００１３】
ステーション７Ａにおいて、作業１０９でエンクロージャのワイヤボンディングを行う。この作業でサブマウントにおけるレンズ付きダイオードレーザーチップ（例えば、レンズ付きＣｏＳ）を電極に電気的に接続する。ステーション７Ａのタクトタイムは約０．３分である。ある実施形態では、ステーション８Ａ及び９Ａにおける作業１１０及び１１１中に、それぞれ、剥き出しの光ファイバをクリーブし（作業１１０にて）、及びフェルール組立体に取り付ける（作業１１１にて）。ステーション８Ａでは、光ファイバをクリーブによって準備し、作業１１０を完了するに要するタクトタイムは約１分である。再び図１につき説明すると、一実施形態において、ステーション９Ａにおける作業１１１中、クリーブした光ファイバに剛性を与えるとともに光ファイバを取り付け可能にするメカニズムを光ファイバに付加する。
【００１４】
一実施形態において、作業１１１では、クリーブした光ファイバをフェルール組立体に取り付ける（例えば、光ファイバをフェルール内に取り付ける）。フェルールは光ファイバの機械的支持体として作用し、フェルールは光ファイバを保持し、また光ファイバを所望位置に固定することができる。光ファイバはフェルール内に接着する（例えば、エポキシで接着する）及び／又はフェルール内にはんだ付けする。光ファイバのフェルール組立体へのエポキシ取り付けを作業１１１中に行う場合、作業のタクトタイムは約５分である。
【００１５】
ステーション１０Ａにおいて、ファイバ結合及びテストを行う。ステーション１０Ａにおける作業１１２中、光ピグテイルを整列させ、また取り付ける。作業１１２は、取り付け前に能動的整列を含む。フェルール組立体内でのファイバは、任意の適当な手段、例えば、レーザー溶接、はんだリフロー、及びエポキシ接着によって取り付ける。
【００１６】
能動的整列中、若干の電流をレーザーダイオードチップに供給し、デバイスを電気的に動作させ、これによりファイバを通した光処理量（スループット）を最大化するよう調整する。光ピグテイルは、光エネルギーをレーザーダイオードチップから外部（例えば、システム又はデバイスの他の部分）に伝達することに役立つ。
【００１７】
作業１０５に関連して説明したレンズ取り付け方法のように、この取り付け方法が完了する（例えば、エポキシ接着剤が硬化する）とき、光ファイバ位置の一定の調整とともに光強度の能動的モニタリングを必要とする。概して、これら一般的な如何なる光ファイバ取り付け方法（例えば、レーザー溶接、はんだリフロー、及びエポキシ接着）も要する時間は、約１５分〜約２０分のオーダーである。
【００１８】
光ファイバは、上述したようなＦＡＣレンズをダイオードレーザーチップに整列するのに類似したプロセスに従って、レンズ付きダイオードレーザーチップに整列させることができる。より具体的に言うと、光ファイバのレンズ付きダイオードレーザーチップに対する整列のプロセスは、ダイオードレーザーを動作させて光強度をモニタリングできるようにしつつ能動的に行い、光学的結合を確実にする及び／又は最大化する。光ファイバの整列は、種々のファイバ取り付け方法のうち任意なものを用いて行うことができ、各ファイバ取り付け方法はそれぞれ異なるファイバ準備を必要とする。適当なファイバ取り付け方法としては、以下に限定するものではないが、光ファイバを収納するフェルールのレーザー溶接、はんだリフロー、及びエポキシ接着がある。フェルールは、光ファイバが着座するベースに取り付けられる取り付けデバイスとして作用する。フェルールをベースと光ファイバに取り付けて、光ファイバの支持を行う。フェルールはファイバを保持し、ファイバを取り付け、またファイバを整列させる機構を備える。フェルールの剛性は、光ファイバの整列及び固定を基盤となる支持構造で補助する。
【００１９】
作業１１２中、はんだリフローを使用してファイバを収納するフェルールの取り付けを行うことができる。はんだリフロー中、はんだプラットフォームを必要とし、このはんだプラットフォームに光ファイバを取り付ける。はんだの選定又は選択は、ファイバクラッドのガラス遷移温度及び／又はバッファのガラス遷移温度によって制限を受ける。随意的に、はんだリフローは、付加的な接着作業によって補強され、及び／又はより支持されることができ、この場合、付加的な接着剤及び／又はエポキシはフェルール組立体に対するファイバの頂面に付加し、その位置を補強するのに役立つ。
【００２０】
ファイバを取り付ける作業１１２中、レーザー溶接を用いることができる。レーザー溶接において、特化したプラットフォームを使用してファイバを溶接クリップに溶接し、この溶接クリップを使用してフェルールを保持し、またこのフェルールを使用して光ファイバを支持する。溶接クリップは特化したプラットフォームに溶接することができる。
【００２１】
作業１１１ではフェルールの使用を回避することができ、その代わりに、クリーブしたファイバの外面を追加的に金属化する。光ファイバの外面の一部分を金属化する場合、このことは作業１１２の前に行う。作業１１２では金属化したファイバを整列させ、また金属化したファイバをはんだにより取り付ける。作業１１１ではフェルールの使用を回避することができ、その代わりに、ファイバの外面に接着剤を付け、作業１１２中にファイバを整列させ、接着剤を直接用いて取り付けることもできる。
【００２２】
この後、作業１１３において、ポストファイバテストを行い、光ファイバにわたる結合を評価する。さらに、作業１０４及び１０６で行うテストにつき説明したように、この場合のテストも、あるデバイスに関する光強度、電圧及び波長を含む光電特性を評価するものであり、これら特性は電流の関数として測定する。作業１１３におけるテストは、手動操作、自動操作、又はこれら２つの組み合わせとすることができる。ステーション１０Ａにおけるファイバ結合及びテストは約１５分のタクトタイムを有する。
【００２３】
レンズ付きダイオードレーザーチップを光ファイバに整列した後、残りの製造ステップは、（ステーション１１Ａでの）リッド取り付け及び封止及び次の（ステーション１２Ａでの）最終テストがある。これら残りの製造ステップは一般的なものであり、光通信モジュールアセンブリの分野における当業者にはよく理解できるであろう。例えば、依然として図１につき説明すると、ステーション１１Ａにおいて、リッド取り付け及び封止は作業１１４中に行う。リッドはプラスチック及び／又は金属で形成することができるとともに、それぞれ、接着又ははんだ付けを行うことができる。作業１１４はリッド取り付け及び封止を含み、そのタクトタイムは約１分である。ステーション１２Ａは、最終テストを行う作業１１５を含む。最終テストにおいて、レンズを通して結合した光強度、電圧、波長及び光ファイバによる結合を電流の関数として測定する。作業１１５におけるテストは、手動操作、自動操作、又はこれら２つの組み合わせとすることができる。作業１１５のタクトタイムは約１分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
再び図１につき説明すると、従来の光通信モジュールにおける１５個の作業は１２個のステーション、２回のワイヤボンディング作業、２回の能動的整列ステップ及び４回のテスト作業を必要とし、全体として、４３分のシーケンシャルタクトタイムを要する。
【００２５】
光通信モジュールを組み込んだ現行のデバイスよりも価格ポイントが低いデバイスでの用途に適切な光通信モジュールを設計するのが望ましい。このように低いコストの光通信モジュールが、最小限の光結合損失（例えば、約１５％未満、又は約１２％未満、又は約１０％未満、又は約５％未満の光結合損失）で、比較的高い光強度（１Ｗより大きい、０．５Ｗより大きい、若しくは、約０．５Ｗ〜約２０Ｗの範囲内、または、２０Ｗより大きい）を達成するのが望ましい。より低コストの光通信モジュールとして、部品表（ＢＯＭ）の部品点数がより少ないこと、部品表（ｃＢＯＭ）のコストがより低いこと、及び／又は、製造コストがより低いこと（例えば、光通信モジュールのアセンブリ用の、より低コストな製造プロセス及び／又はより低コストな装置）のうち、１つ又はそれ以上を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
一実施形態において、光通信モジュールは、マザーボードと、マザーボードを取り付けることができるベースを有するエンクロージャとを有するものとすることができる。マザーボードは、マザーボードに配置したレーザーダイオードと、前記ダイオードに整列するよう光ファイバを収容するよう構成したチャネルとを有することができる。エンクロージャはさらに、互いに間隔を置いて配置されて、マザーボードをエンクロージャ内の所望位置に係合させる、複数の位置決め素子を有することができる。さらに、エンクロージャは、マザーボードからの過剰な取り付け材料を接収するに十分な容積を画定することができる。
【００２７】
位置決め部分は、さらに、位置決め素子と称することができ、また同様に位置決め素子は、位置決め部分と称することができる。位置決め素子は、種々の形態をとることができる。一実施形態において、互いに間隔を置いて配置した複数の位置決め素子は、ベースから突出させる。例えば、位置決め素子はコラムとすることができ、又はエンクロージャの壁部分とすることができる。例えば、マザーボードは、ベース及び１つ又はそれ以上の側壁によって画定されるキャビティ内に配置することができる。キャビティの側壁はベースから突出させることができ、また側壁として形成され又は当該側壁から突出する互いに間隔を置いて配置した複数の位置決め素子を有することができる。複数の位置決め素子の相互間及び／又は複数の位置決め素子に隣接するスペースは、マザーボードをベースに取り付けるとき、取り付け材料（例えば、少なくとも若干の過剰な取り付け材料）を収容する構成とすることができる。複数の位置決め素子に隣接するスペース及び／又は数個の位置決め素子相互間のスペースは、取り付け材料がマザーボードの側面若しくは頂面のうち少なくとも一方に接触しないように構成する。
【００２８】
マザーボードのチャネルは種々の形態にすることができる。一態様において、チャネルは、光ファイバとダイオードの出射との受動的な整列を提供し、これにより、光ファイバをチャネル内に配置したとき、光ファイバはダイオードに自動的に整列することができる。チャネルは、例えば、ｖ溝、ハーフパイプ、又は他の任意の断面形状を有するものとし、またマザーボードの長手方向寸法又は短手方向寸法に沿って配置することができる。マザーボードは、さらに、付加的なチャネル、例えば、レンズを収容かつ整列させるよう構成した第２チャネルを有し、レンズはダイオードと光ファイバとの間に配置される。第２チャネルはこの第２チャネル内に配置されるレンズを有し、これにより、このレンズは、ダイオードの出射を光ファイバに伝送する。第２チャネルは、例えば、マザーボードの長手方向寸法又は短手方向寸法に沿って延在させることができる。
【００２９】
第１態様において、光通信モジュールは、光ファイバを収容するとともに当該光ファイバをレーザーダイオード出射に整列させるよう構成したチャネルを有するマザーボードを備える。マザーボードは、例えば、シリコン製のマザーボードとすることができる。光通信モジュールは、２つ又はそれ以上の位置決め素子を有するエンクロージャを有し、位置決め素子は、マザーボードをエンクロージャ内の所望位置に配置する。エンクロージャは、ベース部分と、互いに間隔を置いて配置した２つ又はそれ以上の位置決め素子とを有し、これにより、エンクロージャのベース部分とマザーボードの底面との間に配置した取り付け材料は、位置決め素子に隣接するスペース内にウィッキングする（例えば、少なくとも若干の過剰な取り付け材料は位置決め部分に隣接する容積のあるスペース内に接収される）。いくつかの実施形態において、エンクロージャはヒートシンクとする。随意的に２つ又はそれ以上の位置決め素子はマザーボードをエンクロージャ内のほぼ所望位置に係合及び／又は維持する。いくつかの実施形態において、光通信モジュールは、さらに、エンクロージャの表面をカバーするリッドを備え、エンクロージャ内に配置した内容物を保護する。エンクロージャは、ほぼ平らなベース部分を有することができる。一実施形態において、マザーボードは、さらに、レンズを保持するよう構成した他のチャネルを有し、レンズ及び光ファイバは、それぞれに対応するチャネルによって保持するとき、レーザーダイオード出射に光学的に整列する。
【００３０】
チャネルは、例えば、光ファイバを保持する寸法のｖ溝とすることができ、これにより、光ファイバを対応のｖ溝によって保持するとき、光ファイバはレーザーダイオードの出射に光学的に整列する。一実施形態において、マザーボードは、さらに、レンズを保持する寸法の他のｖ溝を有し、レンズ及び光ファイバは、それぞれに対応するｖ溝によって保持するとき、レーザーダイオードの出射に光学的に整列することができる。
【００３１】
他の実施形態において、光ファイバ自体がレンズを有し、レンズは光ファイバの一部とする。
【００３２】
いくつかの実施形態において、レーザーダイオード（例えば、レーザーダイオードチップ）をマザーボードの頂面に配置する。随意的に、レーザーダイオード自体がレンズを有し、レンズは光ファイバの一部とすることができる。
【００３３】
適当なレンズは、例えば、コリメートレンズ、又は例えば、集束レンズとすることができる。
【００３４】
一実施形態において、光ファイバは、約０．４８より大きい又は等しい開口数（ＮＡ）を有するものとする。光ファイバが約０．４８より大きい又は等しいＮＡ値である場合、レンズの使用は不要である。ある実施形態において、レーザーダイオードチップは、比較的低い発散（例えば、１５゜未満）を有する。他の態様において、光通信モジュールは、シリコン製のマザーボードの頂面に配置したレーザーダイオードを有する。シリコン製のマザーボードは、複数のｖ溝、レーザーダイオードの出射をコリメートするレンズ、及び光ファイバを有する。シリコン製のマザーボードは、レンズを保持する寸法の１つのｖ溝と、光ファイバを保持する寸法の他のｖ溝とを有する。レンズ及び光ファイバは、それぞれに対応するｖ溝によって保持されるとき、レーザーダイオードの出射に光学的に整列する。エンクロージャは２つ又はそれ以上の位置決め部分を有し、これら位置決め部分はシリコン製のマザーボードをエンクロージャ内の所望位置に配置する。エンクロージャは、ベース部分と、互いに間隔を置いて配置した２つ又はそれ以上の位置決め部分とを有し、エンクロージャのベース部分とシリコン製のマザーボードの底面との間に配置した取り付け材料が、少なくとも１つの位置決め部分に隣接するスペース内にウィッキングする。一実施形態において、取り付け材料は、２つ又はそれ以上の位置決め部分の相互間にウィッキングする。
【００３５】
ある実施形態において、少なくとも１つの位置決め部分に隣接するスペース及び／又は２つ又はそれ以上の位置決め部分の相互間のスペースは、取り付け材料が、シリコン製のマザーボードの側面及びシリコン製のマザーボードの頂面のうち少なくとも一方に接触するのを回避することを可能にする。ある実施形態において、位置決め部分は、エンクロージャの壁の一部分とする。他の実施形態において、位置決め部分はコラムとする。
【００３６】
適当な位置決め部分としてのコラムは、多数の断面形状のうち任意なもの（例えば、円形、三角形、四辺形（例えば、正方形、長方形）、五角形、六角形、七角形、八角形又はエンクロージャに所望の特性を与える他の任意な多角形）とすることができる。一実施形態において、１つのｖ溝をシリコン製のマザーボードの長手方向平面（例えば、長手方向寸法）に沿って配置し、他のｖ溝をシリコン製のマザーボードの短手方向平面（例えば、短手方向寸法）に沿って配置する。一実施形態において、レンズ及び光ファイバの各々は、それぞれに対応するｖ溝内に、エポキシ、はんだ、又はそれらの組み合わせのうちの１つ又はそれ以上によって取り付けられる。
【００３７】
光通信モジュールは、望ましくは、エンクロージャの表面をカバーするリッドを有し、リッド付きエンクロージャがエンクロージャ内に配置した内容物を外部環境から保護するようにする。随意的に、エンクロージャはほぼ平らなベース部分を有する。
【００３８】
エンクロージャ内の位置決め部分は、シリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板をエンクロージャ内の所望位置に配置及び案内する。位置決め部分は、エンクロージャ内に保持した部分（例えば、シリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板）をほぼ安定した位置に維持することができるよう、（例えば、エンクロージャの内容物が、回転、シフト、又は移動をしないようにし）、またシリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板の所望の整列を維持するよう、安定性を付与する。
【００３９】
エンクロージャ内の位置決め部分は、シリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板をエンクロージャ内の所望位置（例えば、リセス及び／又はスロット）に配置及び案内し、この所望位置で、シリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板は、それらを所定位置に案内する位置決め部分によって配置される。
【００４０】
他の態様において、光通信モジュールを形成する方法は、複数のｖ溝を備えるシリコン製のマザーボードを準備するステップと、前記シリコン製のマザーボードの頂面にレーザーダイオードを配置するステップと、短手方向平面に沿って配置したレンズ用のｖ溝にレンズを配置するレンズ配置ステップであって、前記レンズ用のｖ溝は、前記レンズの外形寸法を保持する寸法を有するものとしたレンズ配置ステップとを有する。この方法は、さらに、長手方向平面に沿って配置した光ファイバ用のｖ溝に光ファイバを配置する光ファイバ配置ステップであって、前記光ファイバ用のｖ溝は、前記光ファイバの外形寸法を保持する寸法を有するものとした光ファイバ配置ステップを有する。前記レンズ及び前記光ファイバは、それぞれに対応するｖ溝によって保持されるとき、前記レーザーダイオードからのレーザーダイオード出射に光学的に整列する。さらに、この方法は、２つ又はそれ以上の位置決め部分を有するエンクロージャ内に前記シリコン製のマザーボードを配置するマザーボード配置ステップであって、前記位置決め部分は、前記シリコン製のマザーボードを前記エンクロージャ内の所定位置に配置する構成としたマザーボード配置ステップを有する。一実施形態において、レーザーダイオードは、シリコン製のマザーボードを準備する前に、レーザーダイオードをシリコン製のマザーボードの頂面に配置される。この方法は、随意的に、前記光ファイバを前記光ファイバ用のｖ溝に配置する前に、光ファイバを剥き出しのファイバからクリーブするステップを有することができる。
【００４１】
さらに、この方法は、随意的に、電気的回路板をエンクロージャ内に配置するステップを有する。ある実施形態において、シリコン製のマザーボード及び電気的回路板は、エンクロージャ内にほぼ同時に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】現在入手可能な光通信モジュールの製造プロセスのフロー図である。
【図２】本明細書に開示する、１つ又は複数の革新的な特徴を用いた光通信モジュールの製造プロセスのフロー図である。
【図３Ａ】複数のｖ溝を有し、レーザーダイオード及びサーミスタを支持するシリコン製のマザーボードと、電気的回路板とを示し、シリコン製のマザーボード及び電気的回路板の双方は、ヒートシンクとして作用するエンクロージャ内に配置されている。
【図３Ｂ】シリコン製のマザーボード組立体（複数のｖ溝を有し、レーザーダイオード、サーミスタ、及び光ファイバを支持する）及び電気的回路板を示し、シリコン製のマザーボード及び電気的回路板の双方は、ヒートシンクとして作用するエンクロージャ内に配置されている。
【図３Ｃ】レーザーダイオード、レンズ用のｖ溝内に配置したレンズ、並びに光学的整列用のｖ溝内に配置した光ファイバのクリーブ部分及びバッファ用のｖ溝内に配置した光ファイバの未クリーブ部分を有するシリコン製のマザーボード組立体を断面で示す側面図である。
【図３Ｄ】エンクロージャの他の実施形態であって、当該エンクロージャは、コラムである位置決め部分を有し、各コラムＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５及びＨ６がほぼ円形断面形状の実施形態を示す。
【図３Ｅ】エンクロージャの他の実施形態であって、当該エンクロージャは、コラムである位置決め部分を有し、各コラムＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５及びＩ６がほぼ多角形断面形状の実施形態を示す。
【図３Ｆ】エンクロージャの他の実施形態であって、エンクロージャの壁が、位置決め部分である２つ以上の部分を有し、当該部分が、とくに、ほぼ三角形形状の位置決め部分Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３及びＪ４である実施形態を示す。
【図３Ｇ】エンクロージャの他の実施形態であって、エンクロージャの壁が、位置決め部分である２つ以上の部分を有し、当該部分が、とくに、ほぼ三角形形状の位置決め部分Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５及びＫ６である実施形態を示す。
【図３Ｈ】エンクロージャの他の実施形態であって、エンクロージャの壁が、位置決め部分である２つ以上の部分を有し、当該部分が、とくに、ほぼ湾曲した位置決め部分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及びＩ４である実施形態を示す。
【図４】レーザーダイオード、レンズ及び光学的に整列した光ファイバを有するシリコン製のマザーボード組立体の光学系の側面図であり、レーザーダイオードの出力端部はレンズの外面から整列距離（Ａ）をとり、レンズは光ファイバの最も近接する端部から整列距離（Ｂ）をとる状況を示す。
【図５】図４に示す光学系の側から描いた、レーザーダイオードからレンズ及び光ファイバを経ての光出射の結合をシミュレートするレイトレースを示す。
【図６Ａ】シリコン製のマザーボード組立体を収納するエンクロージャに取り付けるよう構成したリッドの頂面側から見た図である。
【図６Ｂ】シリコン製のマザーボード組立体を収納するエンクロージャに取り付けるよう構成したリッドの底面側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
現在入手可能な光通信モジュールよりも低コストの光通信モジュールを得る能力は、少なくとも部分的には、光通信モジュールを仕上げる部品点数を削減する設計に依存する。代替的に又は付加的に、現在入手可能な光通信モジュールよりも低コストの光通信モジュールを得る能力は、製造ステップの数を削減する設計に依存し、この設計は、光通信モジュールの製造に要する時間（例えば、タクトタイム）を削減する及び／又はモジュールを生産するに要する製造設備の量を削減する。とくに、コストを削減した光通信モジュールを得る能力は、ＦＡＣレンズ及び／又は光ファイバに対する能動的整列の排除、削減した部品点数、及び、現在入手可能な光通信モジュールに比べて同一又はそれ以上の性能が得られる削減した製造ステップであって、図１につき説明したプロセスに従って組み立てる本発明の例示的実施形態による製造ステップ、のうち１つ又は複数によって可能となる。
【００４４】
製造ステップの数の他に、製造作業における各単位作業の時間も光通信モジュール生産コストに影響する。各単位作業時間の影響は、比較的大量の生産が望まれるときに特に重要であり、これはすなわち、より多くの生産が必要なときにはその量を維持するのに付加的な設備を必要とするからである。したがって、製造プロセスは、最新式のプロセスを通しての比較的迅速な出力を有し、これにより不必要な時間が集中するステップを回避するとともに、排除可能な如何なるステップも回避し、付加的な製造設備を回避することができるようにするのが望ましい。
【００４５】
【表１】
2013545300.tif 000003
表１：１週間当たりの生産時間数の関数として、目標週間生産量を達成するのに要する任意の１作業に関する作業タクトタイム
【００４６】
例えば、表１につき説明すると、或る作業の容量はその作業のタクトタイムによって制限される。したがって、生産プロセス全体の容量は、最大タクトタイムを有する作業によって制限される。図１に示すプロセスからは、最大タクトタイムは約１５分であり、この時間は、１シフトあたり７時間とした３シフトを１週間７日として採用した場合であっても、３０，０００個の生産量を達成することが不可能な時間の長さである。表１が示すように、そのプロセスのためのタクトタイムを減少することは、光通信モジュールを大規模に市場投入するに必要な大量生産を達成する上で重要である。
【００４７】
一実施形態において、改良した光通信モジュールは従来既知の光通信モジュールに比べて生産に要する部品点数を削減する（例えば、改良した光通信モジュールを生産する総部品点数は、これまで入手可能な光通信モジュールを生産する総部品点数よりも少ない）。
【００４８】
他の実施形態において、改良した光通信モジュールは、ダイオードレーザーチップをＦＡＣレンズ及び光ファイバの双方と一緒に搬入するのに要する製造ステップの総数を減少するプロセスによって生産する。随意的に、改良した光通信モジュールは、ダイオードレーザーチップをＦＡＣレンズ及び光ファイバの双方に整列させるのに必要な１つ又は複数の製造ステップを排除するプロセスによって生産する。
【００４９】
さらに他の実施形態では、ＦＡＣレンズ及び／又は光ファイバの能動的な整列の要件が排除される。再び図１につき説明すると、作業１０５におけるＦＡＣレンズの整列及び作業１１２における光ファイバの整列はステーション４Ａ及び１０Ａで行い、双方ともに最大のタクトタイムである約１５分を要する。能動的整列要件の排除は、シリコン半導体材料の結晶学的特性を利用することによって、達成することができる。より具体的には、シリコン半導体材料は既知の優先的平面を有するダイヤモンド立方体構造を有する。
【００５０】
シリコン半導体材料の優先的平面を使用して、光学的コンポーネントの整列に利用することができる輪郭のはっきりした表面（例えば、チャネル及び／又はｖ溝の形状的特徴）、を形成することができる。能動的整列の排除は、光通信モジュールを製造するに必要な製造ステップの数を削減し、これはすなわちＦＡＣレンズの能動的整列（作業１０５）を排除し、及び／又は、光ファイバの能動的整列（作業１１２）を排除するからである。能動的整列の排除は、光学的素子の位置決め（例えば、整列）及び取り付け、またそれらの所望位置（例えば、好ましい位置又は最適位置）への配置に要するタクトタイムを大幅に減少させる。
【００５１】
図２は、本明細書に記載した革新的な特徴の少なくともいくつかを組み込んだ光通信モジュール製造プロセスフロー２００を示す。図２に示すプロセスフローは、図１に示すプロセスフローに比べて、作業総数、ステーション総数、ワイヤボンディング作業数及びテスト作業総数が削減されている。さらに、図２に示すプロセスは、いかなる能動的整列ステップの必要性をも排除する。この結果、図２に示す光通信モジュール製造プロセスフローは、図１につき説明した従来のプロセスよりも総タクトタイムが大幅に少なくなる。
【００５２】
再び図２につき説明すると、ステーション１Ｂにおいてシリコン製マザーボード組立体は、１つ又は複数のチャネルに特徴があるシリコン製マザーボードを準備して、（作業２０１で）レーザーダイオードチップ、（作業２０２で）サーミスタ、（作業２０３で）ＦＡＣレンズ及び（作業２０４で）クリーブした剥き出しファイバを、１つ又は複数のチャネルに特徴があるシリコン製マザーボードに取り付けることによって形成される。つぎに図３Ａにつき説明すると、シリコン製のマザーボード３０２を形成するため、１つ又は複数のチャネル３１５をシリコンウエハの少なくとも一部分にエッチングする。
【００５３】
チャネルは様々な形態にすることができる。一実施形態において、ｖ溝特徴部３１５はシリコンウエハを所望の向きに指向させ、またシリコンウエハにおける光学的素子のための所望位置を、マスキング及び化学エッチングを介してエッチングすることによって形成する。より具体的には、約５００ミクロン〜約１０００ミクロンの範囲内の厚さを有するシリコンウエハを、チャネル用のｖ溝３１５がシリコンウエハの長手方向平面及び／又は短手方向平面に整列するよう指向させる。より具体的には、一実施形態において、レンズ用のｖ溝３１１はシリコンウエハの短手方向平面の方向に沿ってエッチングされるとともに、光学的整列用のｖ溝３１２、バッファ用のｖ溝３１３及びウィッキング用のｖ溝３１４をすべてシリコンウエハの長手方向平面の方向に沿ってエッチングされている。随意的に、１つ又は複数のウィッキング用のｖ溝３１４を短手方向平面の方向にエッチングすることができる。それぞれの向きに沿って（例えば、長手方向平面及び短手方向平面に沿って）ｖ溝を整列させることは、ｖ溝形状を化学エッチングにより得ることを可能にする。
【００５４】
化学エッチングをシリコンウエハに使用する場合、得られる整列公差は、数ミクロンのオーダーであり、したがって、用途によっては十分適する。この精度は、ｖ溝３１５をシリコンの結晶レベルで形成し、また結晶格子が十分に規定されかつ精密であるために可能である。ｖ溝の任意の僅かな狂いは、ｖ溝の位置を画定するためにシリコンウエハをマスキングするステップにおける乱れであり、また狂いの公差は数マイクロメートル（例えば、約２又は約３マイクロメートル）内に保持することができる。より具体的には、整列用の特徴部及び／又はｖ溝３１５の形態は、シリコンウエハにおいて、エッチング剤に対して耐性がある層で優先的にマスキングされた露出表面を湿式化学エッチングによって形成することができる。
【００５５】
シリコンウエハをエッチングするのに用いてもよい好適なエッチング用の化学物質としては、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）があり、また好適なマスキング剤としては、例えばエッチング剤に対して耐性を示す二酸化シリコン（ＳｉＯ２）がある。シリコンウエハのマスキングしていない部分は化学エッチング剤に露出される。ｖ溝３１５の形態は、シリコンウエハの露出表面に存在する電子対結合の未結合手対を化学にエッチングする結果として生ずる。エッチングはシリコンウエハの表面にわたり、エッチングの化学物質が電子対結合の未結合手対のない表面に達するまで継続する。電子対結合の未結合手対のない表面は、結晶構造の表面（１１１）として定義され、その構造は、電子対結合の未結合手対を持たず、それ故に、化学エッチング剤に対する耐性があり、シリコンウエハ表面にわたる（例えば、図３Ａ及び３Ｂに示すｙ方向への）更なるエッチングを制限し、それ故に、ｖ溝の特徴部の形態を作り出す。ｖ溝の形状及びサイズはマスキング層における開口部によって画定される。
【００５６】
ｖ溝は約２又は約３マイクロメートルの範囲内の所望の公差を有する。ｖ溝公差は、マスク規定及びシリコン結晶自体の特性の組み合わせの結果として得られる。シリコンに形成したｖ溝は、例えば、ＦＡＣレンズ及び光ファイバの能動的な光学的整列を可能にする。
【００５７】
随意的に、図２につき説明するが、作業２０１で準備するシリコン製のマザーボードは、標準的なシリコンウエハプロセスに基づいて製造されるシリコン製のマザーボードの形式とする。シリコン製マザーボードは、他の金属化（例えば、金属化トレース）を施すことができ、例えば、これに限定しないが、ダイオードレーザーチップ、サーミスタ等の他のコンポーネントを取り付けることができるようにする。さらに、マイクロベンチに電気的トレースを設けて電気的接続性を容易にすることができる。金属化は、熱放熱性能を促進及び改善するよう設計することができる。
【００５８】
一実施形態において、以下に図３Ａにつき説明すると、シリコン製のマザーボード３０２は、シリコン基板の頂面３０６及び／又は底面に１つ又は複数の金属化部を有する。金属化部は、例えば金とすることができる。金属化部は、はんだ付け及びＡｕワイヤ接合の双方を可能とする。一実施形態において、金属化部は、Ｔｉのベース層、Ｐｔの第２層、及びＡｕの第３層を有するものとし、各層は、約５００オングストローム〜約８０００オングストローム、又は、約１０００オングストローム〜約５０００オングストロームの範囲内の厚さを有するものとすることができる。好適な金属化部は、約４２５゜Ｃの温度に約１５分間耐えて、ピーリング及び／又はブリスタリングを生じないものにすべきである。１つ又は複数の金属化部は、シリコン製のマザーボード３０２の頂面３０６に配置した１つ又は複数の金属化トレース３２６の形式とすることができる。
【００５９】
レーザーダイオードチップ及びサーミスタ３２４を取り付けるのに使用するはんだは、シリコン製のマザーボード３０２上に予め堆積させておくことができる。より具体的には、予堆積はんだ３２３は、シリコン製のマザーボード３０２の頂面３０６側に配置した金属化部（例えば、金属化トレース３２６）の頂面に堆積させることができる。予堆積はんだ３２３は、例えば８０Ａｕ２０Ｓｎとすることができる。一実施形態において、予堆積はんだ３２３は、はんだバリア３２２（例えば、Ｐｔ層）の頂面に配置し、このはんだバリア３２２は、予堆積はんだ３２３をその下層にある金属化層（例えば、Ａｕ層又は金属化トレース３２６）から分離かつ絶縁する。
【００６０】
一実施形態において、金属化ベース層をＡｕ（例えば、金属化トレース３２６）とし、第２層をＰｔから形成して約１５００オングストロームの厚さとしたはんだバリア層とし、第３層は８０Ａｕ２０Ｓｎから形成して約３ミクロン〜約７ミクロンの厚さとしたはんだ層とする。各金属化トレース３２６（例えば、各Ａｕパッド領域）は、他の金属化トレース３２６から電気的に絶縁することができ、この絶縁は、非導電性のシリコン（代表的には約５００ミクロンの厚さ）又は個別の下側にある絶縁層のいずれかを使用することによって行う。個別の下側にある絶縁層は厚くし過ぎないようにすべきである。シリコン製のマザーボード３０２を経てレーザーダイオードによって発生する熱の熱伝導を抑制する厚さは回避すべきである。下側にある絶縁層の好適な厚さは、約３００オングストローム〜５０００オングストロームの範囲内とする。シリコンは、１３０Ｗ／ｍ‐Ｋから１８０Ｗ／ｍ‐Ｋの範囲内又は約１５０Ｗ／ｍ‐Ｋの熱伝導性を有する。驚くべきことに、シリコンの熱伝導は、ダイオードレーザーのヒートシンク用に使用する代表的な材料の熱伝導よりも低い。ダイオードレーザーのヒートシンク用に使用する代表的な材料としては、以下に限定しないが、ＢｅＯ，ＷＣｕ，及びＣｕがあり、これら材料は、約１５０Ｗ／ｍ‐Ｋ〜約４００Ｗ／ｍ‐Ｋの範囲内の熱伝導を有する。このような代表的なヒートシンク材料は、現在入手可能な技術（図１につき本発明の背景で説明した）によって形成した、現在入手可能な高光強度デバイスに利用される。
【００６１】
しかしながら、シリコンの厚さは５００ミクロンのオーダーであり、金属化は製造の一部として適用することができ、本明細書で開示する技術によれば、現在入手可能な光通信モジュール（例えば、図１につき上述した、製造中に能動的整列を必要とする光通信モジュール）を作製するときに生ずるよりも全体的に低い熱抵抗性を生ずる。現在入手可能な高光強度デバイスに使用される代表的な材料に取り付けたデバイスは、一般的に約１０Ｗ／Ｋ〜約１３Ｗ／Ｋの熱抵抗性を有する。対照的に、少なくとも部分的には、使用するマザーボードの厚さ及び金属化に起因して、ｖ溝を採用する本発明により改善した光通信モジュールは、約５Ｗ／Ｋ〜約７Ｗ／Ｋの範囲内の熱抵抗性を有することができる。したがって、光強度における大幅な改善は、ｖ溝を採用する改善した光通信モジュールに存在する、能動的整列に特徴がある現在入手可能な光通信モジュールの熱抵抗性（例えば、約１０Ｗ／Ｋ〜約１３Ｗ／Ｋの範囲内）よりも低い熱抵抗性（例えば、約５Ｗ／Ｋ〜約７Ｗ／Ｋの範囲内）に起因して得られる。
【００６２】
再び図２及び図３Ａにつき説明すると、ステーション１Ｂでは、シリコン製のマザーボード３０２は、シリコン基板の頂面３０６上に金属化部（例えば、Ａｕ金属化部又は金属化トレース３２６）を有する。ある実施形態において、金属化部（例えば、金属化トレース３２６）はｖ溝１１５にオーバーラップしない。図２において、作業２０１中レーザーダイオード３２０は、シリコン製のマザーボード３０２の頂面における金属化トレース３２６上に配置した予堆積はんだ３２３にダイ接着される。
【００６３】
作業２０１で取り付けたレーザーダイオード３２０は、例えば、レーザーダイオードチップとすることができる。レーザーダイオードチップは、例えば、高出力単一エミッタマルチモード半導体レーザーダイオード、高光強度マルチモード半導体レーザーダイオードとすることができ、又はアレイ形式のマルチエミッタチップとすることができる。このアレイは、限定しないが、１０ｍｍ幅の程度の大きさであり、また２つ又はそれ以上の個数のエミッタを有するものとすることができる。一実施形態において、レーザーダイオードチップは、そのＡＲ側（例えば、反射防止コーティング側）をＨＲ側（例えば、高反射コーティングされた側）から区別できるタイプに分類される。レーザーダイオードチップは、約４００μｍ〜約１２ｍｍの範囲内のチップ幅を有し、またチップ長さ（キャビティ長さ）が約５００μｍ〜約５０００μｍの範囲内であるものとすることができる。
【００６４】
レーザーダイオードの厚さ又は深さは、約５０μｍ〜約５００μｍとすることができる。一実施形態において、レーザーダイオードチップは、ｐ側を下向き（例えば、アノード側を下向き）にしてシリコン製のマザーボード３０２の頂面３０６にダイ接着することができる。ダイ接着金属化部は、はんだ（例えば、予堆積はんだ３２３）、例えば、８０Ａｕ２０Ｓｎはんだとすることができ、他の適当なはんだとしては、以下に限定しないが、ＡｕＧｅ、またＡｕＳｎ，Ｓｎ，ＳｎＡｇ等の他の合金がある。一実施形態において、８０Ａｕ２０Ｓｎはんだを使用し、アノード側（ｐ側）を下向きにしてレーザーダイオード３２０をシリコン製のマザーボード３０２に取り付けることは、高光強度を伝達する要件を補助する。一実施形態において、レーザーダイオード用の予堆積はんだパッド３２３は、少なくともレーザーダイオード３２０のある将来のサイズを変更できる寸法にし、より具体的には、レーザーダイオード３２０用のはんだパッド３２３は、突出チップサイズよりも、より大きい幅又はより長い長さにすることができる。一実施形態において、はんだパッド３２３は、突出レーザーダイオードチップの寸法の約１倍〜約３倍の範囲内の寸法とする。
【００６５】
一実施形態において、フラックスフリーの取り付けプロセスを使用して、出射面に対する汚染及び／又は損傷を最小化及び／又は回避する。一実施形態において、ダイ接着レーザーダイオードは、高光強度をもたらすことができる。例えば、ダイ接着金属化部（例えば、金属化トレース３２６）は、レーザーダイオード３２０に対する動作電流を５アンペアまで維持する必要がある。一実施形態において、ダイ接着金属化部は、レーザーダイオード３２０に対する動作電流の送給を５アンペア〜１０アンペアまで維持する。
【００６６】
依然として図３Ａにつき説明すると、シリコン製のマザーボード３０２は、シリコン製のマザーボード３０２の頂面側３０６、例えばシリコン製のマザーボード３０２の頂面３０６に存在する金属化部（例えば、金属化トレース３２６）に取り付けたセンサ３２４（例えば、サーミスタのような温度センサ）を支持する。図２を参照する作業２０２において、サーミスタ３２４は、シリコン製のマザーボードにダイ接着され、より具体的には、サーミスタ３２４は、シリコン製のマザーボード３０２の頂面における金属化トレース３２６に配置した予堆積はんだ３２３にダイ接着される。サーミスタ３２４は温度センサとし、より具体的には、サーミスタ３２４は、その抵抗がその温度に従って変化する抵抗器とする。サーミスタ３２４は、シリコン製のマザーボード３０２の温度をモニタリングするメカニズムをなし、温度監視及び光通信モジュールの制御を可能とする。
【００６７】
サーミスタ３２４は、限定しないが、約０゜Ｃ〜約８０゜Ｃの範囲の温度、又は約１０Ｋの温度を感知することができる抵抗範囲を有する。好適なサーミスタは、シリアルナンバーＰＮ♯１０Ｋ３ＣＧ３を含むベータサーム（Beta therm）社から入手可能である。このようなサーミスタは、例えば、Ａｕを用いたワイヤボンディングに適している。
【００６８】
図２及び図３Ａ〜３Ｃにつき説明すると、作業２０３においてＦＡＣレンズ３３０はシリコン製のマザーボード３０２の組立体にエポキシ接着される。シリコン製のマザーボード組立体に配置した１つ又は複数のｖ溝３１５はレンズ用のｖ溝３１１であり、ＦＡＣレンズ３３０をレーザーダイオード３２０（例えば、レーザーダイオードチップ）に光学的整列させることができる。このようにして、レンズ用のｖ溝３１１は、レーザーダイオード３２０からＦＡＣレンズ３３０への光出射の受動的な光学的整列を行う手段をなす。単にＦＡＣレンズ３３０をｖ溝３１１内に配置するという、受動的な方法で、ＦＡＣレンズ３３０の光学的に整列させる。
【００６９】
ＦＡＣレンズ３３０は、例えば、光学的等級のサファイアを含む任意の多数の材料から作製したサファイア速軸コリメートレンズとすることができる。ＦＡＣレンズを製造するのに適した他の材料は、限定しないが、他の等級材料、例えば、溶融シリカ、石英、又はゼオネックスＣＯＰ材料のような光学的プラスチック材料とすることができる。光学的等級サファイア材料は、ｃ軸ランダム配向を有することができる。ＦＡＣレンズを使用して、レーザーダイオード３２０からの光出射を光ファイバに結合する（作業２０５及び図３Ｂ，３Ｃにつき後述する）。選択したＦＡＣレンズ３３０は、不必要な伝送損失を回避しつつ光学的結合を生ずるよう選択されるべきである。例えば、望ましいＦＡＣレンズ３３０は光学的結合を最大化し、また伝送損失を最小化する。一実施形態において、ＦＡＣレンズは、形状がほぼ円筒形（又は完全に円筒形）であるサファイアロッド型レンズを採用し、他の実施形態では、ＦＡＣレンズとして採用するサファイアロッド型レンズは、少なくとも部分的に面取りし、断面が円形でなく、文字「Ｄ」に類似した断面のＦＡＣレンズとする。代案として、サファイアロッドの複数の部分を面取りする（例えば、断面が２つの互いに平行な側面を有し、これら側面を曲面で連結したものとする）ことができる。光学的シミュレーションを使用して所望のレンズ形状及び／又はレンズ位置を決定することができる。ＦＡＣ直径は、限定しないが、約１００ミクロン〜約３００ミクロンの範囲内とすることができ、また長さは、光エネルギーのクリッピング（例えば、光エネルギーのブロッキング又は全体的又は部分的なカット）を防止するよう選択する。レンズの適切な長さは、限定しないが、約１００ミクロン〜約６ｍｍの範囲内とすることができる。一実施形態において、ＦＡＣレンズは約０．２００ｍｍの直径、１ｍｍより大きい長さとする。直径は固定とすることができるが、長さは必要に応じて拡張することができる。ＦＡＣレンズ全体又は一部分は、フレネル損失を制御する（例えば、フレネル損失を制限及び／又は最小化する）コーティングで被覆することができる。例えば、一実施形態では、ＡＲ（反射防止コーティング）によりＦＡＣレンズの少なくとも一部分を被覆する。ＦＡＣレンズに堆積させるＡＲコーティングは、１ＫＷ／ｃｍ２ のエネルギー強度に耐え得るものとする。ＡＲコーティングは、反射が無反射まで最小化するよう選択することができる。
【００７０】
ＡＲコーティングは、レーザーダイオードで採用される波長範囲に従って選択し、レーザーダイオードが発射する所望の波長範囲内で反射を排除及び／又は最小化するようにすべきである。波長は、約３６０ｎｍ〜約３０００ｎｍの範囲内、又は約１３９０ｎｍ〜約１４３０ｎｍの範囲内、又は約１２００ｎｍ〜約１６００ｎｍの範囲内、又は約１４６０ｎｍ〜約１４８０ｎｍの範囲内とすることができる。つぎに図３Ａ及び３Ｂにつき説明すると、１つ又は複数のウィッキング用のｖ溝３１４をシリコン製のマザーボード３０２に配置する。ウィッキング用のｖ溝３１４は、種々のコンポーネントをシリコン製のマザーボード３０２の組立体に取り付けるのに使用する接着剤（例えば、エポキシ接着剤）又ははんだ材料のいかなる過剰部分をも受け入れることができる。シリコン製のマザーボード３０２に採用したウィッキング用のｖ溝は、過剰接着剤及び／又は過剰はんだ材料によって生ずる拡散が光学的コンポーネントに被さらない、レーザーダイオードに被さらない、及び／又は光ビームに干渉しないことを確実にする。
【００７１】
つぎに図２につき説明すると、ステーション２Ｂは、作業２０５を含む光ファイバの準備を行い、光ファイバ（例えば、剥き出しファイバ）をクリーブする。作業２０５に従って採用することができる適当な光ファイバとしては、例えば、ラージコアマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）がある。クリーブすることによって光ファイバを準備するタクトタイムは、約１分である。
【００７２】
適当な光ファイバは、約０．１〜約１．０の範囲内、又は０．２よりも大きい、又は０．２２よりも大きい開口数（ＮＡ）を有することができる。適当な光ファイバとしては、ポリミクロ・テクノロジーズ（Poly micro Technologies）社から入手可能なラージコアマルチモード光ファイバがある。適当な光ファイバは、溶融シリカコアと、この溶融シリカコアの全体又は一部分を包囲するドープ処理溶融シリカクラッドと、及びこのドープ処理溶融シリカ被覆の全体又は一部分を包囲するバッファとを有するものとすることができる。適当なバッファとしては、例えば、アクリレートバッファ又はポリイミドバッファがある。ファイバは光吸収が低いものとすべきであり、適当なファイバは、例えば、低ＯＨタイプ（例えば、低水酸化物タイプ）である。適当なファイバの１つは、例えば、超低ＯＨコアを有するシリカ光ファイバである。光ファイバの物理的寸法は、ｖ溝寸法に適合して適切な受動整列を可能とするように合わされる。一実施形態において、溶融シリカコアは約１００ミクロン〜１ｍｍの範囲内又は約１５０ミクロンの直径を有し、光ファイバは約１０５ミクロン〜又は約１．０５ｍｍの範囲内又は約１６５ミクロンの直径のクラッド部を有し、バッファは約２００ミクロン〜又は１．２ｍｍの範囲内又は約２５０ミクロンの外径を有するものとする。作業２０５中、剥き出しファイバのクリーブには、光ファイバの外径からバッファの少なくとも一部を除去することが含まれて臨界的な光学的整列を可能とする。クリーブ後、光ファイバはクリーブ部分を有し、このクリーブ部分において、コアはクラッド部分によってのみ包囲される。この光ファイバをｖ溝内に配置することによって、光通信モジュールとの受動的光整列が可能となる。つぎに図３Ａ〜３Ｃにつき説明すると、光ファイバ３４０のクリーブ部分３４２及び未クリーブ部分３４４の双方をｖ溝３１５内に配置する。より具体的には、クリーブ部分３４２を光学的整列用のｖ溝３１２内に配置し、また未クリーブ部分３４４をバッファ用のｖ溝３１３内に配置する。光学的整列用のｖ溝３１２は光ファイバ３４０のクリーブ部分３４２の光学的整列を可能にする。バッファ用のｖ溝３１３は光ファイバ３４０の未クリーブ部分３４４を機械的に支持できるようにする。
【００７３】
図２及び図３Ａ〜３Ｃにつき説明すると、ステーション１Ｂでの作業２０４において、作業２０５でクリーブした剥き出し光ファイバを、ｖ溝３１５にエポキシ取り付けする（例えば、クリーブ部分３４２を光学的整列用のｖ溝３１２内に配置し、また随意的に未クリーブ部分３４４をバッファ用のｖ溝３１３内に配置する）。ステーション１で生ずる４つの作業（例えば、作業２０１，２０２，２０３及び２０４）のタクトタイムは約３分である。ステーション１で行うこのシリコン製のマザーボード３０２の組立プロセスは、例えば、コンピュータチップ産業に容易に採用される標準的な多層シリコンウエハ生産プロセスに適合可能である。
【００７４】
シリコン製のマザーボード３０２は、ダイオードレーザー３２０と光学的コンポーネント（例えば、ＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０）との改良した取り付け用の特徴部を収容するよう構成する。シリコン製のマザーボード３０２の組立体内に配置した適当なｖ溝３１５はレーザーダイオード３２０を支持することができる。一実施形態において、ダイオードレーザー３２０をシリコン製のマザーボード３０２表面の頂面３０６、例えば、シリコン製のマザーボード３０２の頂面３０６に存在する金属化部（例えば、金属化トレース３２６）に取り付ける。ダイオードレーザー取り付け用の特徴部は、限定しないが、ＦＡＣレンズ３３０を光ファイバ３４０に整列させるのに必要な特徴部を設けることであり、これによりＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０が互いに整列し、同時に光学的な整列も生ずる。好適には、光学的コンポーネント（例えば、ＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０）用のこれら特徴部によれば、整列公差を２，３ミクロンの範囲内にすることができる。ＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０双方の受動的整列及び取り付けが可能である。このようにして、現在利用可能なプロセス（図１につき説明した）で、ＦＡＣレンズを能動的に整列させ（ステーション４Ａで約１５分）、また光ファイバを能動的に整列させる（ステーション１０Ａで約１５分〜約２０分）これまで必要とされていた熟練技術及び時間が不要及び／又は大幅に軽減される。
【００７５】
より具体的には、図２及び図３Ａ〜３Ｃにつき説明すると、ダイオードレーザー３２０をシリコン製のマザーボード３０２に取り付けた後、ＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０を、シリコン製のマザーボード３０２にエッチングしたそれぞれに対応するｖ溝３１５（例えば、詳しくは、レンズ用のｖ溝３１１、光学的整列用のｖ溝３１２及び随意的なバッファ用のｖ溝３１３）内に配置し、それらがシリコン製のマザーボード３０２に対して、それぞれに対応するｖ溝３１５の位置で受動的に整列しまた取り付けられる。ｖ溝３１５（例えば、レンズ用のｖ溝３１１及び光学的整列用のｖ溝３１２）は、レンズ３３０（例えば、ＦＡＣレンズ）及び光ファイバ３４０の受動的整列を可能とするよう設計すべきであるが、同時にｖ溝３１５はｐ側（例えば、アノード側）を取り付けたレーザーダイオード３２０からの光出射に干渉しないようにすべきである。このことは、受動的に整列した光学的部材が配置されているとともに取り付けられている開口内に光出射が入射するようレーザーダイオード３２０を位置決めすることによって容易になる。
【００７６】
図４は、光学的整列にある、レーザーダイオード３２０、レンズ３３０（例えば、ＦＡＣレンズ）及び光ファイバ３４０（例えば、ＭＭＦファイバのクリーブ部分３４２）を含む光学系の側面図を示す。レーザーダイオード３２０の出力端部はレンズ３３０の外面からの整列距離（Ａ）を有し、この整列距離（Ａ）は約５ミクロン〜約３０ミクロン、又は約１０ミクロン〜２０ミクロン、又は約１５ミクロン〜約１８ミクロンの範囲内、又は約１７ミクロンとする。レンズ３３０は光ファイバ３４０の最も近接した端部からの整列距離（Ｂ）を有し、この整列距離（Ｂ）は約１０ミクロン〜約２００ミクロン、又は約５０ミクロン〜約１５０ミクロン、又は約８０ミクロン〜約１２０ミクロンの範囲内、又は約１００ミクロンとする。
【００７７】
光ファイバレンズ３３０のクリーブ部分は、例えば、±１〜２ミクロンのオーダーの外径公差を有する。ＦＡＣレンズ３３０は外径（Ｃ）を有し、外径（Ｃ）の公差は、例えば、±１〜２ミクロンのオーダーである。レーザーダイオード３２０はカソード側３２０ａ及びアノード側３２０ｂを有する。
【００７８】
図５は、レーザーダイオードからの光出射が、光学系側（例えば、ＦＡＣレンズ３３０の側面及び光ファイバ３４０の側面）から描いたＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０を経て結合する状況をシミュレートするレイトレースを示す。より具体的には、このレイトレースは、レーザーダイオードチップからの光出射３２１（例えば、速軸出射）がＦＡＣレンズ３３０及びＭＭＦファイバである光ファイバ３４０のクリーブ部分３４２を通過するシミュレーションを示し、これらすべての部分は、例えば、図３Ａにつき説明したような、レンズ用のｖ溝３１１及び光学的整列用のｖ溝３１２を採用することによって受動的に整列する。一実施形態において、図４及び図５に示すように、レイトレースは、レーザーダイオード３２０からの光出射３２１を示し、レーザーダイオード３２０はＦＡＣレンズ３３０から約１７ミクロンの整列距離（Ａ）を有する。さらに、レイトレースはＦＡＣレンズ３３０からの光出射も示しており、このＦＡＣレンズ３３０は光ファイバ３４０の最も近接する端部（例えば、光ファイバ３４０のクリーブ部分３４２の端部）から約８０ミクロンの整列距離（Ｂ）を有する。光出射はＦＡＣレンズ３３０を出るとき屈曲し、光出射の屈曲度はＦＡＣレンズ３３０に起因する。この後、光出射は光ファイバ３４０に結合される。
【００７９】
レーザー出射に従って、ｚ軸は、レーザーダイオードの光出射面から離れる光出射方向として定義される。一方、対応するｘ軸方向及びｙ軸方向は、それぞれ遅軸方向及び速軸方向である。したがって、図３Ａ〜３Ｃ及び図４〜５に示す光学的レイアウトの整列公差の対応する定義は、以下のように定義し、整列公差を表２に示す。
【００８０】
1.  ΔＸレーザーダイオードは、光ファイバ３４０に対してｘ軸方向におけるレーザーダイオード３２０の配置公差である。
2.  ΔＹレーザーダイオードは、ダイオードレーザー３２０の垂直方向公差である（これは、例えば、レーザーダイオード３２０のアノード側３２０ａに配置したはんだ量によって影響を受ける）。
3.  ΔＡ＝ダイオードレーザー３２０とＦＡＣレンズ３３０との間の距離公差
4.  ΔＢ＝ＦＡＣレンズ３３０と光ファイバ３４０との間の距離公差
5.  ΔＹレンズは、レンズ（例えば、ＦＡＣレンズ３３０）の垂直方向公差である。
6.  ΔＹクリーブ光ファイバは、光ファイバ３４０の垂直方向公差である。
【表２】
2013545300.tif 000004
【００８１】
表２：５％及び１０％の光伝送低下に対応する整列公差
【００８２】
つぎに図２及び図３Ｂにつき説明すると、ステーション３Ｂでの作業２０６中に、ステーション１Ｂでの作業２０１，２０２，２０３及び２０４中に形成したシリコン製のマザーボード３０２組立体をエンクロージャ５０２内に配置するとともに取り付けることができ、また、電気的回路板４０２をエンクロージャ５０２に取り付けることができる。
【００８３】
図３Ａ及び３Ｂにつき説明すると、ステーション１Ｂで形成したシリコン製のマザーボード３０２組立体は、ダイオードレーザー３２０、ＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０に特徴があり、それぞれ、レンズ用のｖ溝３１１と、ＦＡＣレンズ３３０及び光ファイバ３４０（とくに、光ファイバのクリーブ部分３４２）を受動的に整列させる光学的整列用のｖ溝３１２とにより互いに好適に整列する。図２につき説明すると、ステーション３Ｂにおいて、ステーション１Ｂで形成したシリコン製のマザーボード３０２を作業２０６中にエンクロージャ５０２（例えば、ヒートシンク〔ＨＳ〕）にはんだ付けする。多数のうちの任意のはんだを使用してシリコン製のマザーボード３０２をエンクロージャ５０２にはんだ付けすることができ、はんだとしては、例えば、１００Ｓｎ、ＳｎＡｇベースの合金（例えば、９７Ｓｎ３Ａｇ）、又はリフロー温度範囲が１００゜Ｃ〜４００゜Ｃである任意のはんだがある。
【００８４】
電気的回路板４０２は多数の方法に従って形成することができる。例えば、電気的回路板４０２は、金属化トレース３２６を有する厚みのあるフィルム又は金属化セラミックとすることができ、外部電源に及び／又は外部電源からシリコン製のマザーボード３０２に１つ又は複数のワイヤボンディング４０５を介して電流を伝送する。金属化トレース３２６は、例えば、Ｃｕ及び／又はＡｕを含む多数の導電性材料のうちの任意なものから形成することができる。代案として、電気的回路板４０２は、標準的銅クラッドＰＣＢボード（プリント回路板）を形成するのに使用する技術に従って形成することができる。
【００８５】
電気的回路板は、アノードトレース４２６Ａ及びカソードトレース４２６Ｂを有することができる。アノードトレース４２６Ａ及びカソードトレース４２６Ｂにおける銅の領域及び厚さは重要であり、これはすなわち、電気的回路板４０２の目的は、アノードワイヤ４１６Ａ及びカソードワイヤ４１６Ｂからシリコン製のマザーボード３０２に対してできるだけ多量のエネルギーを伝送し、電気的損失（例えば、直列抵抗）を最小化し、ひいては光通信モジュールからの付加的な放熱を最小化するためである。ある実施形態において、アノードトレース４２６Ａ及びカソードトレース４２６Ｂは、はんだバリアを有し、アノードトレース４２６Ａ及びカソードトレース４２６Ｂの所定領域にはんだがウィッキングするのを防止する。アノードワイヤ４１６Ａはレーザーダイオードチップ３２０に電気を供給する。レーザーダイオード３２０はポジティブ側を下向き（アノード側３２０Ａを下向き）にして予堆積したはんだ３２３上に取り付け、このはんだ３２３は、シリコン製のマザーボード３２０に配置したアノードトレース４２６Ａ（例えば、Ａｕアノードトレース）の頂面に堆積させる。レーザーダイオード３２０のネガティブ側（例えば、カソード側３２０Ｂ）はシリコン製のマザーボード３０２に配置したカソードトレース４２６Ｂにワイヤボンディング（１つ又は複数のワイヤボンド４０５により）する。電気的回路板４０２のアノードトレース４２６Ａはシリコン製のマザーボード３０２に配置したアノードトレース４２６Ａに１つ又は複数のワイヤボンド４０５により接続し、また同様に電気的回路板４０２のカソードトレース４２６Ａをシリコン製のマザーボード３０２に配置したカソードトレース４２６Ａに１つ又は複数のワイヤボンド４０５により接続する。適当なワイヤボンディングは、例えば、Ａｕ，Ａｌ又は類似の材料を含む多数の材料のうちの任意なものによって行うことができる。
【００８６】
ある実施形態において、電気的回路板４０２は１つ又は複数のワイヤを有し、サーミスタ３２４に達する。一実施形態において、２つのフィードバック制御ワイヤ４１０を設け、これらフィードバック制御ワイヤ４１０は電気的回路板４０２に配置した金属化トレース３２６を介してサーミスタ３２４に出入りし、電気的回路板４０２はワイヤボンド４０５を介してシリコン製のマザーボード３０２の金属化トレース３２６に接続する。２つのフィードバック制御ワイヤ４１０は、光通信モジュールの外部環境に接続し、シリコン製のマザーボード３０２組立体の温度を、サーミスタ３２４、温度感知する抵抗器（例えば、温度で抵抗が変化する）を介してモニタリング及び制御することができる。
【００８７】
依然として図２につき説明すると、作業２０６中に電気的回路板４０２はエンクロージャ５０２にはんだ付けされる。電気的回路板４０２は、限定しないが、厚みのあるフィルム、金属化セラミック、又は適切な銅厚さ（例えば、約０．５ＯｚＣｕ〜約１０ＯｚＣｕの）を有するＰＣＢボード（プリント回路板）とすることができる。多数のはんだのうちの任意なものを使用して電気的回路板４０２をエンクロージャ５０２にはんだ付けし、例えば、ＳｎＡｇベースの合金、又は１００゜Ｃ〜３００゜Ｃの範囲内のリフロー温度を有する任意のはんだを使用することができる。はんだの代わりに又ははんだに付加して、他の取り付け材料を使用することができ、例えば、適当なエポキシを使用することができ、このエポキシとしては、例えば、アークティックシルバー(arctic silver)社のエポキシのような任意の銀ベースの熱エポキシがある。ステーション３Ｂのタクトタイムは約０．６分である。
【００８８】
さらに図３Ａ及び３Ｂにつき説明すると、エンクロージャ５０２は、例えば、ヒートシンク（ＨＳ）とすることができる。適当なエンクロージャ５０２は、エンクロージャ５０２内に収容すべきコンポーネントのうちの１つ又は複数から熱を除去することができる。エンクロージャ５０２は、多数の材料のうちの任意なものから作製することができ、材料としては限定しないが、例えば、銅、ＷＣｕ、アルミニウム、又は高い熱伝導性を有する任意の材料がある。エンクロージャ５０２は、シリコン製のマザーボード３０２の組立体用の機械的支持体となり、ダイオードレーザーチップ３２０によって生ずる熱の除去を容易にする熱特性をもたらし（ヒートシンクとして作用する）、及び／又はシリコン製のマザーボード３０２（レーザーダイオード３２０を含む）用の保護エンクロージャとして作用する。エンクロージャ５０２に使用するのに適当な材料としては、金属、例えば、限定しないがＣｕ，ＷＣｕ，Ａｌ又はこれらの組み合わせがある。エンクロージャ５０２は射出成形金属、例えば、射出成形銅とすることができる。適当なエンクロージャ５０２は金属複合材（例えば、金属と銅の複合材）から形成することができる。エンクロージャ５０２は、Ａｌを含む任意な熱伝導性材料から形成することができる。エンクロージャ５０２は、（例えば、射出成形した）単一構造、又は２つ又はそれ以上の部分（例えば、多数の部分）から形成し、それらを組み合わせることができる。
【００８９】
エンクロージャは多様な形態とすることもできる。依然として、図３Ａにつき説明すると、一実施形態において、エンクロージャ５０２はほぼ平らな底面５０６を有し、またこの底面５０６にほぼ直交するよう配置した壁５０８を有する。シリコン製のマザーボード３０２及び／又は電気的回路板４０２は、エンクロージャ５０２の底面５０６に（例えば、恒久的に、又は着脱可能に）、例えば、はんだ付け又は接着剤（例えば、エポキシ又は熱エポキシ）を含む適当な手段を介して取り付けることができる。
【００９０】
エンクロージャは、さらに、互いに間隔を置いて配置した複数の位置決め素子を有し、マザーボードをエンクロージャ内の所望位置に係合できるようにする。例えば、図３Ａに示すように、エンクロージャ壁５０８は、例えば、エンクロージャ５０２内でシリコン製のマザーボード３０２及び／又は電気的回路板４０２を適切に位置決めできるように、エンクロージャ５０２に対して、サイズ、形状及び／又は配置を決めることができる。適当な壁５０８は、シリコン製のマザーボード３０２及び／又は電気的回路板４０２をエンクロージャ５０２内で所望位置に確実に保持できるように、サイズ、形状及び／又は配置が決められる。エンクロージャ５０２の壁５０８はシリコン製のマザーボード３０２を案内し、これにより、例えば、図３Ａ及び３Ｂに示すように、エンクロージャ５０２の壁５０８が、部分Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５及びＧ６で湾曲し、これら湾曲部分は壁５０８における位置決め部分として作用し、シリコン製のマザーボード３０２がエンクロージャ５０２内で適切な位置に配置されるように補助する。適当な壁５０８は、エンクロージャ５０２内の適正位置に配置できるように、電気的回路板４０２同様、サイズ、形状及び／又は配置を決めることができる。このようにして、エンクロージャ５０２の部分（例えば、壁の部分及び／又は底面の部分）は、エンクロージャ５０２内に保持しようとする内容物（例えば、シリコン製のマザーボードの組立体）の位置決めを補助することができ、これにより他の対象物に対する適正な整列を達成することができる。エンクロージャの位置決め部分は構造的な安定性をもたらし、エンクロージャの内容物の所望整列に対する回転、シフト、又は他の乱れを回避する。このようにして、エンクロージャの構造的安定性は、シリコン製のマザーボードに配置した光学的素子を、レーザーダイオード出射に対する適正整列状態に維持することに役立つ。エンクロージャの位置決め部分は、エンクロージャ内の所定位置でマザーボードに係合することができる。
【００９１】
エンクロージャは、さらに、シリコン製のマザーボードからの過剰な取り付け材料を接収するに十分な容積を画定することもできる。複数の位置決め素子の相互間及び／又は隣接するスペースは、マザーボードをベースに取り付けるとき、取り付け材料を収容するように構成することができ、また、取り付け材料がマザーボードの側面又は頂面のうち少なくとも一方に接触するのを阻止するよう構成することができる。したがって、エンクロージャにおける、位置決め素子相互間若しくは位置決め部分相互間の隣接するピッチ（例えば、スペース）、及び／又は、位置決め素子若しくは位置決め部分に隣接する頻度は、所望の機能、すなわち、1）シリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板をエンクロージャ内に案内及び／又は係合させること、2）エンクロージャの内容物を安定させること、3）位置決め部分に隣接する及び／又は２つの位置決め部分の相互間の、ウィッキング領域（例えば、マザーボードから漏出する過剰な取り付け材料を接収するに十分な容積を有する領域）を生ずること、という機能を得るよう選択することができる。ピッチの限界は、位置決め部分が近すぎて、位置決め部分に隣接するスペースがウィッキング領域として作用するには不十分となる平らな壁として機能してしまう位置である。エンクロージャは内部に保持する内容物から熱を除去することができる。さらに、エンクロージャをリッドでカバーする場合、エンクロージャ内に保持した内容物を外部環境から保護することができる。
【００９２】
より具体的には、壁５０８は、シリコン製のマザーボード３０２における表面の下側からの取り付け材料（例えば、はんだ及び／又は接着剤）のいかなるウィッキング（例えば、接収）も、シリコン製のマザーボード３０２の側壁３０４、及び／又はシリコン製のマザーボード３０２の頂面３０６、及び／又は電気的回路板４０２の側壁及び／又は頂面に接触するのを回避できるように、エンクロージャ５０２に対して、サイズ、形状、及び／又は配置を決めることができる。同様に電気的回路板４０２の表面下側からの取り付け材料のいかなるウィッキングも、電気的回路板４０２の側壁及び／又は頂面、及び／又はシリコン製のマザーボード３０２の側壁及び／又は頂面に接触するのを回避する。このようにして、エンクロージャ５０２の壁５０８のサイズ、形状、及び／又は配置を決めることは、シリコン製のマザーボード３０２及び／又は電気的回路板４０２を短絡させるリスクを軽減（例えば、最小化）することができる。図３Ｂにつき説明すると、エンクロージャ５０２の壁５０８の位置決め部分Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５及びＧ６は、エンクロージャ５０２内でのシリコン製のマザーボード３０２の組立体の配置を案内する。図３Ａにつき説明すると、位置決め部分Ｇ２及びＧ３の相互間は、エンクロージャ５０２の底面５０６における、点線で輪郭付けした符号「Ｗ」で示した領域である。いかなる過剰な取り付け材料（例えば、はんだ及び／又は接着剤）も、符号「Ｗ」を付けたウィッキング領域内にウィッキングする（例えば、接収され）ことができ、この領域で過剰取り付け材料はウィッキング領域Ｗの少なくともフットプリントに溜まり及び／又はカバーし、またこれによりシリコン製のマザーボードの側壁３０４及び／又は頂面３０６に接触することに起因するシリコン製のマザーボード３０２の短絡リスクを回避及び／又は軽減する。図３Ａは、ウィッキング領域Ｗを位置決め部分Ｇ２及びＧ３に隣接して形成することができ、とくに、ウィッキング領域Ｗを２つの位置決め部分Ｇ２及びＧ３間及び／又は１つの位置決め部分に隣接する領域によって形成し得ることを示す。とくに、ウィッキング領域Ｗはシリコン製のマザーボード３０２の側壁３０４と、エンクロージャ壁５０８の部分（例えば、領域Ｚ）との間の隙間によって形成することができ、エンクロージャ壁５０８の部分は、シリコン製のマザーボード３０２（及び／又は電気的回路板４０２）を案内するエンクロージャ壁５０８の位置決め部分Ｇ２及びＧ３に比べて側壁３０４からより長い距離にある（例えば、シリコン製のマザーボード３０２を所定位置に案内する補助をしないエンクロージャ壁５０８の部分）。
【００９３】
エンクロージャ壁５０８（より具体的には、エンクロージャ壁５０８の位置決め部分Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５及びＧ６）は、シリコン製のマザーボード３０２の組立体及び電気的回路板４０２をエンクロージャ５０２内の所望位置に（例えば、エンクロージャ５０２の中心に向けて）配置するときの補助となり、位置決め部分（例えば、Ｇ２及びＧ３のような２つの位置決め部分の相互間）及びシリコン製のマザーボード３０２及び／又は電気的回路板４０２の位置決めを補助しないエンクロージャ壁５０８の他の部分に隣接して形成されるウィッキング領域「Ｗ」は、取り付け材料（例えば、はんだ及び／又は接着剤）がシリコン製のマザーボード３０４の側壁及び／又はシリコン製のマザーボード３０２組立体の頂面３０６及び／又は電気的回路板４０２の側壁若しくは頂面にウィッキングする可能性を最小化する。
【００９４】
多数のエンクロージャ形態のうちの任意なものを使用して、図３Ａ及び３Ｂにつき説明した所望の機能性を生ずるようにし、すなわち、所望の機能性としては、(1)シリコン製マザーボード組立体（及び／又は電気的回路板）のエンクロージャ内での位置決め、(2)位置決め部分によってエンクロージャ内に保持及び整列状態にした部分の回転を阻止する（例えば、シリコン製のマザーボード組立体及び／又は電気的回路板のエンクロージャ内での回転を阻止する）安定性、及び(3)取り付け材料（例えば、はんだ又は接着剤）のウィッキングに起因したシリコン製のマザーボード組立体（及び／又は電気的回路板）の短絡を最小化及び／又は排除する１つ又は複数のウィッキング領域を生ずるという、エンクロージャの能力がある。
【００９５】
適当なエンクロージャは２つ又はそれ以上の位置決め素子に特徴がある。より具体的には、壁の部分は適当なエンクロージャ内で位置決め素子として作用する。位置決め素子は、多数の任意の形状とすることができる、及び／又は多数の任意の断面形状を有するコラムとすることができる。例示的なエンクロージャ形態は、位置決め／機械的整列、構造的安定性、及び１つ又は複数のウィッキング領域という特徴のうち１つ又はそれ以上をもたらし、ある実施形態では、エンクロージャ形態はこれら特徴のすべてをもたらす。
【００９６】
最後に、エンクロージャは、底面、壁、ウィッキング領域Ｗ及び位置決め部分Ｇ１〜Ｇ６を、単一ピース、すなわち、例えば、射出成形によって形成した単一構造にして製造することができる。
【００９７】
ある実施形態において、エンクロージャは２つ又はそれ以上のピースから製造することができる。例えば、位置決め部分を底面及び／又は壁に結合する。位置決め部分は、例えば、底面の相補部分に嵌合する少なくとも１つの側面（例えば、「雄形」コラムの側面が底面の「雌形」領域に嵌合し、また例えば、締り嵌めによって連結される）を有するコラム形状にすることができる。位置決め部分はエンクロージャ壁の一部とすることができ、またコラムはエンクロージャの相補部分に嵌合するよう構成する（例えば、壁がエンクロージャの底面に嵌合する）ことができる。代案として、位置決め部分はエンクロージャの壁に結合するよう構成することができる。
【００９８】
つぎに図３Ｄにつき説明すると、エンクロージャの他の実施形態であり、コラムとしての位置決め素子を有する。各コラムＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５及びＨ６はほぼ円形断面形状を有する。これらコラムはエンクロージャ内で機械的整列能力を生ずるよう配置し、シリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板の整列を補助する。コラム相互間の隙間は１つ又は複数のウィッキング領域（例えば、コラムＨ２とＨ３との間に位置するウィッキング領域ＷＨ）を生ずる。適当なエンクロージャは、２つ又はそれ以上のコラム、例えば、Ｈ１及びＨ５、又はＨ２及びＨ５、又はＨ１及びＨ６を有することができる。代案として、適当なエンクロージャは、３つ又はそれ以上のコラム、例えば、Ｈ１，Ｈ３及びＨ５、又はＨ１，Ｈ２及びＨ５、又はＨ１，Ｈ２及びＨ６を有するものとする。代案として、適当なエンクロージャは、４つ又はそれ以上のコラム、例えば、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３及びＨ４、又はＨ１，Ｈ３，Ｈ４及びＨ６を有するものとする。造形したコラムは、底面の相補部分に嵌合する少なくとも１つの側面を有することができる（例えば、「雄形」コラムの側面は底面の「雌形」領域に嵌合し、また例えば、締り嵌めによって連結される）。したがって、ある実施形態において、エンクロージャのコラム及び底面は一体構造ではなく、多数のピースで形成する。適当なエンクロージャは、コラムとした位置決め素子（例えば、位置決め部分）に特徴があり、代案として、一体構造とすることができる。
【００９９】
図３Ｅは、コラムとしての位置決め素子を有するエンクロージャの他の実施形態を示す。各コラムＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５及びＩ６は多角形断面を有する。これらコラムはエンクロージャ内で機械的整列能力を生ずるよう配置し、シリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板の整列を補助する。コラムＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５及び／又はＩ６の相互間の隙間は１つ又は複数のウィッキング領域（例えば、コラムＩ２とＩ３との相互間に位置するウィッキング領域ＷＩ）を生ずる。適当なエンクロージャは、２つ又はそれ以上のコラム、例えば、Ｉ１及びＩ５、又はＩ２及びＩ５、又はＩ１及びＩ６を有することができる。代案として、適当なエンクロージャは、３つ又はそれ以上のコラム、例えば、Ｉ１，Ｉ３及びＩ５、又はＩ１，Ｉ２及びＩ５、又はＩ１，Ｉ２及びＩ６を有するものとする。代案として、適当なエンクロージャは、４つ又はそれ以上のコラム、例えば、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３及びＩ４、又はＩ１，Ｉ３，Ｉ４及びＩ６を有するものとする。エンクロージャに使用するコラムの組み合わせには、同一の断面を有するもの、又は代案として、異なる断面形状を有するものとすることができる。多角形断面の位置は、コラムＩ２及びＩ６におけるように選択することができ、尖った先端（例えば、コラムＩ２の断面における三角形の頂点）がシリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板をエンクロージャのほぼ中心に位置する長手方向軸線に沿って所定位置に案内する位置決め部分の一部となるようにする。適当なエンクロージャは、複数のコラムを有し、各コラムが同一断面形状を有するもの、又は各コラムが異なる断面形状を有するもの、又は２つ又はそれ以上のコラムが同一断面形状を有するもの、又は２つ又はそれ以上のコラムが異なる断面形状を有するものとすることができる。適当な断面形状としては、例えば、円形、三角形、四辺形（例えば、正方形、長方形）、五角形、六角形、七角形、八角形、又はエンクロージャに所望の特性を付与する他の適当な多角形がある。
【０１００】
造形したコラムは、底面の相補部分に嵌合する少なくとも１つの側面を有することができる（例えば、「雄形」三角形断面コラムＩ２の側面は底面の「雌形」三角形領域に嵌合し、また例えば、締り嵌めによって連結する）。したがって、ある実施形態において、エンクロージャのコラム及び底面は一体構造ではなく、多数のピースで形成する。コラムとした位置決め素子（例えば、位置決め部分）に特徴がある適当なエンクロージャは、代案として、一体構造とすることができる。
【０１０１】
図３Ｆは、エンクロージャの他の実施形態を示し、エンクロージャの壁は、位置決め素子(例えば、位置決め部分)である２つ又はそれ以上の部分を有する。
【０１０２】
とくに、エンクロージャの壁は、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３及びＪ４で分類された、４つのほぼ三角形形状の位置決め部分を有する。この場合、エンクロージャ壁の少なくとも１つの部分は、ほぼジグザグの又はほぼ三角形の輪郭を有するものとして示されており、位置決め部分に隣接するウィッキング領域(例えば、位置決め部分Ｊ２に隣接するＷＪ２）又は２つの位置決め部分の相互間に位置するウィッキング領域（例えば、Ｊ１とＪ２との間におけるウィッキング領域ＷＪ１）はほぼ多角形形状である。ある実施形態において、エンクロージャは一体構造とし、ほぼ三角形部分及び底面部分を含むエンクロージャ壁を単一の材料ピースから形成する（例えば、射出成形する）。他の実施形態において、エンクロージャを多数のピースから形成し、エンクロージャ壁は、恒久的に又は一時的に、エンクロージャ（例えば、エンクロージャの底面）に対して取り付け可能にする。適当なエンクロージャは、２つ又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｊ１及びＪ４、又はＪ１及びＪ３を有することができる。代案として、適当なエンクロージャは、３つ又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｊ１，Ｊ２及びＪ３を有する。代案として、適当なエンクロージャは、４つの又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３及びＪ４を有するものとする。位置決め部分の組み合わせは、２つ又はそれ以上の位置決め部分がシリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板を所定位置に案内し、またエンクロージャ内に保持される内容物に安定性を与えるよう選択される。
【０１０３】
図３Ｇは、エンクロージャの他の実施形態を示し、エンクロージャ壁は、位置決め部分としての２つまたはそれ以上の部分を有する。とくに、エンクロージャ壁は、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５及びＫ６で分類された、ほぼ三角形の６つの位置決め部分を有する。この場合、エンクロージャ壁の少なくとも１つの部分は、ほぼジグザグの又はほぼ三角形の輪郭を有するものとして示すことができ、位置決め部分に隣接するウィッキング領域(例えば、位置決め部分Ｋ３に隣接するウィッキング領域ＷＫ２）又は２つの位置決め部分の相互間に位置するウィッキング領域（例えば、Ｋ１とＫ２との間におけるウィッキング領域ＷＫ１）はほぼ多角形形状（例えば、三角形）である。ある実施形態において、エンクロージャは一体構造とし、代案として、多数のピースから形成することができる。
【０１０４】
適当なエンクロージャは、２つ又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｋ１及びＫ４、又はＫ１及びＫ５、又はＫ１又はＫ６を有することができる。代案として、適当なエンクロージャは、３つ又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｋ１，Ｋ２及びＫ４、又はＫ１，Ｋ３及びＫ５、又はＫ１，Ｋ４及びＫ３、又はＫ１，Ｋ５及びＫ６を有するものとする。代案として、適当なエンクロージャは、４つ又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ４及びＫ５を有するものとする。位置決め部分の組み合わせは、２つ又はそれ以上の位置決め部分がシリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板を所定位置に案内する。また位置決め要素（例えば、位置決め部分）の組み合わせは、エンクロージャの内容物（例えば、シリコン製のマザーボード）を整列状態に維持する安定性を与えるよう選択することができる。
【０１０５】
図３Ｈは、エンクロージャの他の実施形態を示し、エンクロージャ壁は、位置決め部分としての２つ又はそれ以上の部分、とくに、ほぼ湾曲した位置決め部分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及びＬ４を有する。図３Ｈに示すエンクロージャは、図３Ａ及び３Ｂにつき説明したエンクロージャに類似するが、（図３Ａ及び３Ｂに示すエンクロージャは６つの位置決め部分を有する一方、）図３Ｈに示すエンクロージャは４つの位置決め部分を有する。
【０１０６】
とくに、エンクロージャ壁は、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及びＬ４で分類された、ほぼ湾曲した４つの位置決め部分を有する。この場合、エンクロージャ壁の少なくとも１つの部分は、ほぼ湾曲した輪郭を有するものとして示すことができ、位置決め部分に隣接するウィッキング領域(例えば、Ｌ２に隣接するウィッキング領域ＷＬ２）又は２つの位置決め部分の相互間に位置するウィッキング領域（例えば、Ｌ１とＬ２との間のウィッキング領域ＷＬ１）はほぼ湾曲した形状である。ある実施形態において、エンクロージャは一体構造として形成し、ほぼ湾曲した部分及び底面部分を含むエンクロージャ壁を単一の材料ピースから形成する（例えば、射出成形する）。他の実施形態として、エンクロージャをは多数のピースから形成し、エンクロージャの壁は、恒久的に又は一時的に、エンクロージャに対して取り付け可能にする（例えば、エンクロージャ底面に取り付け可能にする）ことができる。適当なエンクロージャは、２つ又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｌ１及びＬ４、又はＬ１及びＬ３を有することができる。代案として、適当なエンクロージャは、３つ又はそれ以上の位置決め部分、例えば、Ｌ１，Ｌ２及びＬ３を有するものとする。代案として、適当なエンクロージャは、４つ又はそれ以上のコラム、例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及びＬ４を有するものとする。位置決め要素（例えば、位置決め部分）の組み合わせは、２つ又はそれ以上の位置決め部分がシリコン製のマザーボード及び／又は電気的回路板をエンクロージャ内の所定位置に案内するよう選択される。
【０１０７】
適当なエンクロージャは、さらに、位置決め部分を有するエンクロージャ壁、及び位置決め部分として作用する１つ又は複数のコラムの双方を設けることができる。
【０１０８】
一実施形態において、エンクロージャ５０２の壁５０８は、エンクロージャ５０２及びその内容物（例えば、シリコン製のマザーボード３０２及び／又は電気的回路板４０２）の構造的一体性を確保するよう、サイズ、形状及び配置を決める。ある実施形態において、エンクロージャ５０２は、シリコン製のマザーボード３０２内で発生する熱を受け入れる熱質量を有するものとし、したがって、ある実施形態において、エンクロージャ５０２は何らかの用途のためにレーザーダイオード３２０によって生じた熱エネルギーを蓄積する付加的な熱容量を得る。随意的に、エンクロージャ５０２の壁５０８は、シリコン製のマザーボード３０２内で発生する熱を受け入れる熱質量を生ずるよう、サイズ、形状及び配置を決める。また図２につき説明すると、作業２０６の他の実施において、シリコン製のマザーボード３０２をエンクロージャ５０２に取り付けるのとは別個に、電気的回路板４０２をエンクロージャ５０２に取り付け、またこのような取り付け作業は、改善した光通信モジュールを形成するに要する組立体ステップの数を１つ余分に追加する。電気的回路板４０２の取り付けステップと、シリコン製のマザーボード３０２組立体の取り付けステップとを分けることにより、タクトタイムは、電気的回路板４０２をエンクロージャ５０２にはんだ付けするのにかかる、約０．３分〜約０．６分の時間だけ増加する。
【０１０９】
つぎに、図２，３Ａ及び３Ｂにつき説明すると、ステーション４Ｂにおいて、エンクロージャ５０２内に取り付けたシリコン製のマザーボード３０２及び電気的回路板４０２は、作業２０７中にワイヤボンディング４０５により結合する。エンクロージャ５０２は適当なワイヤボンディング材料、例えば、Ａｕワイヤ、Ａｌワイヤ、又は他の適当な材料によりワイヤボンディング４０５を行う。
【０１１０】
作業２０７のワイヤボンディングモジュールにおいて、ワイヤボンド４０５は、電気的回路板４０２の金属化トレース３２６をシリコン製のマザーボード３０２組立体の金属化トレース３２６に接続するために形られている。ワイヤボンド４０５は、電気的回路板４０２を介して外部電源からの電流をシリコン製のマザーボード３０２組立体に対して電気輸送することができる。電気的回路板は、アノードトレース４２６Ａ及びカソードトレース４２６Ｂを有することができる。レーザーダイオード３２０は、ポジティブ側を下向きにして（アノード側３２０Ａを下向きにして）、シリコン製のマザーボード３０２の組立体に配置したアノードトレース４２６Ａの頂面の予堆積はんだ３２３に取り付ける。レーザーダイオード３２０のネガティブ側（例えば、カソード側３２０Ｂ）は、シリコン製のマザーボード３０２組立体に配置したカソードトレース４２６Ｂに（１つ又はそれ以上のワイヤボンド４０５を介して）ワイヤボンディングする。電気的回路板４０２のアノードトレース４２６Ａは、シリコン製のマザーボード３０２に配置したアノードトレース４２６Ａに１つ又は複数のワイヤボンド４０５を介して接続されており、また同様に電気的回路板４０２のカソードトレース４２６Ｂはシリコン製のマザーボード３０２に配置したカソードトレース４２６Ｂに１つ又はそれ以上のワイヤボンド４０５を介して接続される。
【０１１１】
選択するワイヤボンドのサイズは電流処理能力に適合できるように行う。適当なワイヤの直径は、例えば、約０．５ミル〜約５ミル、又は約１ミル〜約１．３ミルの範囲内である。一実施形態において、直径１．３ミルのＡｕワイヤを使用した。ワイヤは、例えば、ボールボンディング又はウェッジボンディングでボンディングすることができる。この作業を通した高い処理量（例えば、より少ないタクトタイムで）を達成するために、ゴールドボールボンディングを使用する。ステーション４Ｂのタクトタイムは約０．３分である。図２，３Ａ，３Ｂ，６Ａ及び６Ｂにつき説明すると、図２のプロセス図におけるステーション５Ｂにおいて、リッド６００は、エンクロージャ５０２に取り付けられ、リッド取り付け及び封止が行なわれる作業２０８中に封止される。リッド６００は、金属又はプラスチックを含む多数の材料のうちの任意なものから形成することができる。一実施形態において、コスト制御上の理由から、プラスチックを使用する。リッド底面６０４にはエンクロージャ５０２の相補的な壁５０８に整列する特徴部６０８を設けることができる。リッド底面６０４はトンネル６１０を有し、エンクロージャ５０２に組み付けたとき、光ファイバが、光ファイバの位置及び／又は機能を乱さないように、リッド付きエンクロージャから露出させることができる。図２において、ステーション５Ｂでは、リッド６００をエンクロージャ５０２の頂面に取り付ける。リッド６００は、任意の適当な材料、例えば、適切なエポキシ／接着剤で封止（シール）する。一実施形態において、リッド６００は保護リッド６００とし、レーザーダイオード３２０及び／又はシリコン製のマザーボード３０２の組立体全体及び／又は電気的回路板４０２を外部環境から保護する。リッド６００は、エンクロージャ５０２の頂面に配置し、エンクロージャ５０２内に収容したシリコン製のマザーボード３０２及び電気的回路板４０２をカバーし、またこれらコンポーネントを外部環境から保護する。リッド６００は、エンクロージャ５０２内に収容したレーザーダイオード３２０及び他のコンポーネントを、例えば、考えられる環境ダメージ又は汚染から保護する。多数のリッド形態のうちの任意のものを、リッドがエンクロージャを補完する限り、使用することができ、これによりエンクロージャの内容物を外部環境から保護すること、及び／又は光ファイバを途絶させることなくエンクロージャから露出させることができる。より具体的には、リッドは、エンクロージャの壁、ウィッキング領域及び、所定のエンクロージャの光ファイバ出口ルートを補完するよう選択することができる（例えば、リッドの特徴部及びトンネルは、選択したエンクロージャに補完し合うよう位置決めする）。ステーション５Ｂのタクトタイムは約１分である。
【０１１２】
ステーション６Ｂにおいて、最終テスト（ＬＩＶ，ＷＬ）は作業２０９中に生ずる。このテストにおいて、最終的な光電特性を測定する。とくに、作動電圧、光強度、及び波長を光通信分野の当業者にとって既知の手段及び方法に従って測定する。ステーション６Ｂのタクトタイムは、約１分である。
【０１１３】
図２につき説明した例示的な改良プロセスフローは、９つの作業、６つのステーション、１回のワイヤボンディング、能動的整列ステップがなく１回のテスト作業を必要とする。図２につき説明したプロセスの全シーケンシャルタクトタイムは６．９分である。図２につき説明したプロセスの全シーケンシャルタクトタイムは、図１につき説明した従来プロセスを完了するのに要する全シーケンシャルタクトタイムである４３分よりも短い数オーダーの大きさである。
【０１１４】
一定の実施形態のみについて説明したが、特許請求の範囲で定義する思想及び範囲から逸脱することなく、種々の形式変更及び詳細付けを行うことができることは、当業者には理解できるであろう。当業者であれば、単なる日常的な経験により、本明細書に記載した特別な実施形態に相当する多くの均等物を認識又は確認することができるであろう。このような均等物も本発明の請求の範囲内にあるものとする。
【０１１５】
本明細書で言及した特許文献、科学的な及び医学的な刊行物は当業者にとって入手可能な知識をなすものである。発行された米国特許、刊行された特許文献及び継続中の特許出願、及び本明細書が引用する他の参考文献は、参照により本明細書に組み入れるものとする。
【０１１６】
本明細書に使用するすべての技術的及び科学的な用語は、以下に定義しない限り、当業者に一般的に理解されるものと同一の意味をもつものとする。本明細書に使用した技術の参照は、そのような技術の変更又は等価若しくはその後に開発された技術の代用を含んで、当業者には明らかな従来技術で一般的に理解されている技術に言及することを意図する。さらに、特許請求の範囲の要旨を一層明確にし、また厳密に記載するため、明細書及び特許請求の範囲で使用する若干の用語について以下の定義を行う。
【０１１７】
本明細書に使用する可変数の数値的範囲は、範囲の境界を含めて範囲内のいかなる数値を使用して実施形態を実施することができる。したがって、元来離散的な可変数に関して、可変数は範囲の端点も含めて数値範囲内の任意な整数値に等しいものとすることができる。同様に、元来連続的な可変数に関して、可変数は範囲の端点も含めて数値範囲内の任意な実数値に等しいものとすることができる。例えば、限定しないが、０〜２の範囲内の値を有すると記載した可変数は、可変数が元来離散的である場合、値０，１又は２をとることができ、元来連続的である場合、値０．０，０．１，０．０１，０．００１，又は０以上（０≧）かつ２以下（≦２）の任意な他の実数をとることができる。最後に、可変数は、引用した範囲内の値の任意の下位概念範囲も含み、範囲内の多数の値をとることができる。
【０１１８】
本明細書に使用する、特に断りのない限り、用語「又は（or）」は、「及び／又は（and/or）」の意味を含んで包括的に使用し、「どちらか一方（either/or）」の排他的な意味で使用するものでない。  
【図１】
2013545300.tif 000005
【図２】
2013545300.tif 000006
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
2013545300.tif 000011
【図３Ｆ】
2013545300.tif 000012
【図３Ｇ】
2013545300.tif 000013
【図３Ｈ】
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【図４】
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【図５】
2013545300.tif 000016
【図６Ａ】
2013545300.tif 000017
【図６Ｂ】
2013545300.tif 000018
【国際調査報告】
2013545300.tif 000019
2013545300.tif 000020
2013545300.tif 000021