(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが一定のピッチで配列された光ファイバアレイと、前記光ファイバと同一のピッチで発光素子が形成された端面型半導体発光素子アレイと、前記光ファイバ及び前記発光素子と同一のピッチでガイド溝が形成されたガイド基板と、前記光ファイバアレイに向けて送風する送風ファンとを用意し、
前記発光素子を前記ガイド溝に配置して前記端面型半導体発光素子アレイを前記ガイド基板に背面実装し、
前記ガイド基板上で前記光ファイバが配置される側の前記端面型半導体発光素子アレイの端面と前記ガイド基板の端面との間の前記ガイド溝の距離を測定し、
前記発光素子に前記光ファイバを対向させて前記光ファイバアレイを配置し、
前記光ファイバの光軸と前記ガイド溝との中心線とのズレが前記ガイド溝の開口幅の半分以下の範囲内であり、前記光ファイバの下面が前記ガイド基板の配線用パターンが形成されている凸部上面よりも上方に位置し、測定された前記端面型半導体発光素子アレイの端面と前記ガイド基板の端面との間の前記ガイド溝の距離に応じて前記光ファイバアレイを前記ガイド溝の中心線に沿って移動させることにより前記光ファイバを前記ガイド溝に挿入し、
前記光ファイバアレイをガイド溝に沿って移動させる時、前記ガイド基板と前記光ファイバアレイとの間で前記ガイド基板の裏面側から前記送風ファンにより前記光ファイバアレイに強制送風し、
前記光ファイバを前記発光素子に接近させて光ファイバ押え部材で前記光ファイバアレイを前記ガイド基板に固定することにより前記光ファイバアレイと前記端面型半導体発光素子アレイとを前記ガイド基板に実装する
ことを特徴とする光伝送モジュールの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信、光ローカルエリアネットワーク及び光インターフェイスに用いられる光伝送モジュールの実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送モジュールは、受発光素子や光ファイバにより構成されている。この光伝送モジュールは、発光素子から発せられた光を光ファイバに入射させ、また、光ファイバから出射した光を受光素子に入射させるように受発光素子と光ファイバとを光結合する。
【０００３】
このような光伝送モジュールにおいては、将来における情報伝達の高速化、大容量化を考えると、広帯域な光信号を信頼性良く伝送する必要がある。光伝送モジュールにおいて広帯域な光信号を信頼性良く伝送するためには、光ファイバへ入射する光のパワーをできるだけ大きくすると共に、バラツキをできるだけ小さくする必要がある。そのためには、受発光素子と光ファイバとの高精度な位置合わせを行なうことが必要である。
【０００４】
それに対して、受発光素子と光ファイバとの高精度な位置合わせを行なうことができる光伝送モジュールの実装方法が考えられ、電子情報通信学会技術研究報告 1991,8,26  信学技法  Ｖol.９１  Ｎo.１９７ に記載されている。この方法は、半導体レーザが搭載されたブロック及び単一モード光ファイバが搭載されたブロックを低熱膨張材により形成された二組の対称構造のチャックにより保持する。そして、ステレオ顕微鏡及びマイクロポジショナを用いてマウント上における半導体レーザと単一モード光ファイバとの位置合わせをする。その後、半導体レンズが搭載されたブロックと単一モード光ファイバが搭載されたブロックとをハンダによりマウント上に固定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光伝送モジュールにおいては、受発光素子と光ファイバとの高精度な位置合わせを行なうと共に、光伝送モジュールの実装工程の簡素化が要求される。
【０００６】
ところが、ステレオ顕微鏡及びマイクロポジショナを用いて直交軸上の三方向と回転軸上の三方向とを調整して受発光素子と光ファイバとを位置合わせするため、光伝送モジュールの実装工程が煩雑であり、光伝送モジュールの実装が困難であるという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光ファイバが一定のピッチで配列された光ファイバアレイと、前記光ファイバと同一のピッチで発光素子が形成された端面型半導体発光素子アレイと、前記光ファイバ及び前記発光素子と同一のピッチでガイド溝が形成されたガイド基板と、前記光ファイバアレイに向けて送風する送風ファンとを用意し、前記発光素子を前記ガイド溝に配置して前記端面型半導体発光素子アレイを前記ガイド基板に背面実装し、前記ガイド基板上で前記光ファイバが配置される側の前記端面型半導体発光素子アレイの端面と前記ガイド基板の端面との間の前記ガイド溝の距離を測定し、前記発光素子に前記光ファイバを対向させて前記光ファイバアレイを配置し、前記光ファイバの光軸と前記ガイド溝との中心線とのズレが前記ガイド溝の開口幅の半分以下の範囲内であり、前記光ファイバの下面が前記ガイド基板の配線用パターンが形成されている凸部上面よりも上方に位置し、測定された前記端面型半導体発光素子アレイの端面と前記ガイド基板の端面との間の前記ガイド溝の距離に応じて前記光ファイバアレイを前記ガイド溝の中心線に沿って移動させることにより前記光ファイバを前記ガイド溝に挿入し、前記光ファイバアレイをガイド溝に沿って移動させる時、前記ガイド基板と前記光ファイバアレイとの間で前記ガイド基板の裏面側から前記送風ファンにより前記光ファイバアレイに強制送風し、前記光ファイバを前記発光素子に接近させて光ファイバ押え部材で前記光ファイバアレイを前記ガイド基板に固定することにより前記光ファイバアレイと前記端面型半導体発光素子アレイとを前記ガイド基板に実装する。従って、発光素子と光ファイバとの間の距離を高精度に微調整することができ、発光素子の光軸方向について発光素子に対する光ファイバの位置合わせを行なうことができる。また、光ファイバをガイド溝に挿入して固定することにより、発光素子の光軸方向に直交する二方向について発光素子に対する光ファイバの位置合わせを行なうことができるので、発光素子の光軸方向に直交する二方向について高精度な微調整を行なう必要がなくなる。そのため、光伝送モジュールの実装工程が簡素化され、光伝送モジュールが容易に実装される。また、発光素子と光ファイバとの高精度な位置合わせが行なわれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を図１ないし図１０に基づいて説明する。本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法は、図１に示すようにＶ字型のガイド溝１が形成されたガイド基板２上に端面型半導体発光素子アレイである端面型発光ダイオードアレイ（以下、端面型ＬＥＤＡと表す）３を背面実装し、前記端面型ＬＥＤＡ３の発光素子４に光ファイバ５を対向させて前記ガイド溝１に前記光ファイバ５を挿入し、前記ガイド基板２上に光ファイバアレイ６を実装する方法である。
【００１５】
前記ガイド基板２は、シリコン製ガイド基板である。前記ガイド基板２には、単結晶シリコンの異方性エッチングにより前記ガイド溝１が形成されている。前記ガイド基板２の表面で前記ガイド溝１間の凸部には、図６及び図８に示すように前記端面型ＬＥＤＡ３の発光素子４が接続される配線用パターン７が形成されている。
【００１６】
前記端面型ＬＥＤＡ３には、図９に示すようにｐ型ＧaＡs基板８上に複数の前記発光素子４が２５０μｍのピッチ間隔で形成されている。前記発光素子４の表面には、Ａu-Ｚn/Ｎi/Ａu からなるｎ側電極９が形成されている。前記端面型ＬＥＤＡ３の前記ｐ型ＧaＡs基板８上面には、前記ｎ側電極９に接続された配線用パッド１０が形成されている。前記端面型ＬＥＤＡ３の裏面には、Ａu-Ｚn/Ａu からなるｐ側電極１１（図１０参照）が形成されている。前記発光素子４は、ダブルヘテロ構造と呼ばれる積層構造をしている。その積層構造は、ＭＯＶＰＥ法により形成されており、図１０に示すようにｐ型ＧaＡs基板８上にｐ型ＧaＡsバッファー層１２、バンドギャップが大きいｐ型ＡlＧaＡs クラッド層１３、発光層であるＡlＧaＡs 活性層１４、ｎ型ＡlＧaＡs クラッド層１５、ｎ型ＧaＡsキャップ層１６及びｎ+型ＧaＡs コンタクト層１７が順に積層されて形成されている。前記各発光素子４間は、図９に示すように塩素ガスを用いたドライエッチング法により形成された分離溝１８により電気的に分離されている。前記分離溝１８は、前記ｎ+型ＧaＡs コンタクト層１７に対して直角で前記ｎ+型ＧaＡs コンタクト層１７から前記ｐ型ＧaＡs基板８にまで達するように形成されている。前記端面型ＬＥＤＡ３は、膜特性の均一性に優れたＭＯＶＰＥ法により積層構造を作成し、前記各発光素子４間をドライエッチング法により電気的に分離した後、切りしろ部分１９を残して１チップ毎に機械的に切断することにより形成されているので、１チップ内においては、光出力のバラツキが±０．５％以下になっている。前記端面型ＬＥＤＡ３には、 III−Ｖ族化合物半導体であるＧaＡs，ＡlＧaＡs ，ＡlＧaＩnＰ ，ＩnＧaＡsＰ ，ＩnＧaＰ，ＩnＡlＰ，ＧaＡsＰ，ＧaＮ，ＩnＡs，ＩnＡs，ＩnＡsＰ，ＩnＡsＳb 、II−ＶI 族化合物半導体であるＺnＳe，ＺnＳ ，ＺeＳＳe，ＣdＳe，ＣdＳＳe，ＣdＴe，ＨgＣdＴe 、又は、 IＶ−ＶI 族化合物半導体であるＰbＳe，ＰbＴe，ＰbＳnＳe ，ＰbＳnＴe が素子形成の材料として用いられる。それらの材料を使用するときには、積層構造に適応するようにそれぞれの材料の長所を活かして使用する。例えば、ＡlＧaＡs 系の材料を用いたときには、ＧaＡs又はＡl の塑性が０より大きく０，４５より小さい値を持つＡlＧaＡs が用いられる。この場合には、クラッド層は活性層より禁制帯幅の広いＡlＧaＡs が用いられる。
【００１７】
前記光ファイバ５は、ＧＩタイプのマルチモードである。前記光ファイバ５のコア径は、５０μｍであり、クラッド層も含めると１２５μｍある。前記光ファイバアレイ６は、前記光ファイバ５を２５０μｍのピッチで配列したテープ状の光ファイバアレイである。
【００１８】
次に、本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法を詳細に説明する。この光伝送モジュールの実装方法では、図１に示すように端面型ＬＥＤＡ３と光ファイバアレイ６が実装されるベース２０を用いる。このベース２０上には、二つのステージ２１、２２が固定されている。一方のステージ２１上には、ガイド基板２が固定されるガイド基板ホルダ２３が固定されている。他方のステージ２２には、ガイド基板２のガイド溝１の中心線に沿って長いＺ軸ステージ２４が固定されている。
【００１９】
まず、図７及び図８に示すように、端面型ＬＥＤＡ３をガイド基板２に背面実装する。この背面実装は、熱硬化性の導電性ポリマー接着剤によるバンプ層を用いたフリップチップ型背面実装である。ここで、端面型ＬＥＤＡ３をガイド基板２に背面実装する方法について説明する。この背面実装方法では、熱硬化性の導電性ポリマー接着剤によるバンプ層を端面型ＬＥＤＡ３の配線用パッド１０上にスクリーン印刷法により形成する。このバンプ層が形成された配線用パッド１０をガイド基板２の配線用パターン７に当接させた後、バンプ層を１５０℃の温度で１０分間加熱して硬化させることによりガイド基板２に端面型ＬＥＤＡ３を背面実装する。
【００２０】
また、光ファイバアレイ６は、光ファイバ固定部２５により保持されている。その光ファイバ固定部２５は、Ｚ軸ステージ２４上に載置される光ファイバホルダ２６に固定されている。
【００２１】
次に、図１（ａ）に示すように、この端面型ＬＥＤＡ３が背面実装されたガイド基板２をガイド基板ホルダ２３上に固定する。そして、光ファイバアレイ６の先端からガイド基板２の先端までの距離がａで、光ファイバ５の光軸とガイド溝１の中心線とのズレがガイド溝１の開口幅Ｗの半分以下の範囲内である（図４参照）ように光ファイバアレイ６を端面型ＬＥＤＡ３に対向させてＺ軸ステージ２４上に光ファイバホルダ２６を配置する。このとき、ガイド基板２の配線用パターン７が形成されている凸部上面よりも光ファイバ５の下面が上に位置する（図２参照）ように、ステージ２１，２２、ガイド基板ホルダ２３、光ファイバホルダ２６、Ｚ軸ステージ２４及び光ファイバ固定部２５が形成されている。
【００２２】
そして、ガイド基板２上で光ファイバ５が配置される側の端面型ＬＥＤＡ３の端面からガイド基板２の端面までの距離Ｌを測定する。また、端面型ＬＥＤＡ３と光ファイバアレイ６とをガイド基板２上に実装した際の端面型ＬＥＤＡ３の端面と光ファイバアレイ６の先端との間の距離△Ｌを設定する。この△Ｌは、小さければ小さいほど光ファイバ５へ入射する光のパワーを大きくすることができるので、光ファイバアレイ６の先端が端面型ＬＥＤＡ３に接触しない程度に小さく設定する。従って、△Ｌは、数十μｍ程度に設定する。本実施の形態においては、３０μｍ程度に設定されている。
【００２３】
このようにして求められた端面型ＬＥＤＡ３の端面からガイド基板２の端面までの距離Ｌ、光ファイバアレイ６の先端からガイド基板２の端面までの距離ａ及び端面型ＬＥＤＡ３と光ファイバアレイ６とをガイド基板２上に実装した際の端面型ＬＥＤＡ３の端面と光ファイバアレイ６の先端との間の距離△Ｌから光ファイバアレイ６をガイド溝１の中心線に沿って移動させる距離Ｌ＋ａ−△Ｌを求める。
【００２４】
次に、図１（ｂ）に示すように、Ｚ軸ステージ２４上で光ファイバホルダ２６を移動させて光ファイバ５をガイド溝１の中心線に沿って距離Ｌ＋ａ−△Ｌだけ移動させる。
【００２５】
そして、図１（ｃ）に示すように、端面型ＬＥＤＡ３の端面と光ファイバアレイ６の先端との間隔が△Ｌとなったところで光ファイバホルダ２６をＺ軸ステージ２４上に固定すると共に、光ファイバ押え部材２７を前記光ファイバアレイ６の上からかぶせて光ファイバアレイ６を光ファイバ押え部材２７でガイド基板２に固定する。このとき、光ファイバ５は、図４に示すように光ファイバ５の光軸とガイド溝１の中心線とのズレがガイド溝１の開口幅Ｗの半分以下の範囲内であるように配置されているので、図５に示すように光ファイバ押え部材２７により上から押されると自ずからガイド溝１内に入る。また、ガイド基板２の配線用パターン７が形成されている凸部上面よりも光ファイバ５の下面が上に位置する（図２参照）ように予め設定されているため、光ファイバ押え部材２７を光ファイバアレイ６にかぶせたときに光ファイバアレイ６が少したわんでしまう。しかし、このたわみが１ｍｍ程度以下になるように設定されているので光ファイバアレイ６は強度的に問題はない。このようにして光伝送モジュール２８が実装される。
【００２６】
このような光伝送モジュール２８の実装方法によれば、端面型ＬＥＤＡ３の端面と光ファイバアレイ６の先端との間の距離△Ｌを高精度に微調整することができ、発光素子４の光軸方向について発光素子４に対する光ファイバ５の位置合わせを行なうことができる。また、光ファイバ５の光軸とガイド溝１の中心線とのズレがガイド溝１の開口幅Ｗの半分以下の範囲内であるように光ファイバアレイ６を配置し、光ファイバ押え部材２７により光ファイバアレイ６を上から押さえて光ファイバアレイ６をガイド溝１内に挿入することにより、発光素子４の光軸方向に直交する二方向について発光素子４に対する光ファイバ５の位置合わせを行なうことができる。従って、発光素子４の光軸方向に直交する二方向について高精度な微調整を行なう必要がなくなる。そのため、光伝送モジュール２８の実装工程が簡素化され、光伝送モジュール２８が容易に実装される。また、発光素子４と光ファイバ５との高精度な位置合わせが行なわれる。
【００２７】
本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を図１１及び図１２に基づいて説明する。前述の実施の形態において説明した部分については、同一符号を用い、その説明を省略する（以下、他の実施の形態においても同様である）。本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法では、ベース２０上に実装されたガイド基板２に対向してスライド基板２９が固定されている。このスライド基板２９には、光ファイバアレイ６がスライド移動する斜面であるスライド面３０が形成されている。前記スライド面３０は、ベース２０上面に対して角度θ傾斜している。前記光ファイバアレイ６を保持する光ファイバ固定部２５がＺ軸ステージ３１に固定されている。前記Ｚ軸ステージ３１は、光ファイバホルダ２６上で光ファイバ５の光軸方向に移動自在に載置されている。
【００２８】
本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法は、まず、端面型ＬＥＤＡ３が配置される第一の基準位置３２と、光ファイバアレイ６が配置される第二の基準位置３３とを設定する。ここで、第一の基準位置３２及び第二の基準位置３３の設定の方法について説明する。その設定方法は、図１２に示すように、光ファイバアレイ６を光ファイバ５の光軸方向に移動させずに光ファイバアレイ６をスライド面３０に沿ってスライド移動させて光ファイバ５をガイド溝１に挿入したとき、端面型ＬＥＤＡ３の端面と光ファイバアレイ６の先端との間の距離が△Ｌとなるように、ガイド基板２上に背面実装された端面型ＬＥＤＡ３の端面の位置を第一の基準位置３２とし、ガイド基板２の配列パターン７が形成された凸部上面から高さｈの位置に配置された光ファイバアレイ６の先端の位置を第二の基準位置３３とする。
【００２９】
次に、端面型ＬＥＤＡ３が背面実装されたガイド基板２をガイド基板ホルダ２３に固定する。また、光ファイバアレイ６が実装された光ファイバホルダ２６をスライド面３０に配置する。
【００３０】
そして、図１１（ａ）に示すように、第一の基準位置３２の上方から第一のカメラ３４により端面型ＬＥＤＡ３の端面と第一の基準位置３２とのズレを測定すると共に、第二の基準位置３３の上方から第二のカメラ３５により光ファイバアレイ６の先端と第二の基準位置とのズレを測定する。
【００３１】
このとき、図１２（ａ）に示すように、第一のカメラ３４により端面型ＬＥＤＡ３の端面と第一の基準位置３２とのズレが測定されず、第二のカメラ３５により光ファイバアレイ６の先端が第二の基準位置３３に配置されて光ファイバアレイ６の先端と第二の基準位置３３とのズレが測定されない場合には、端面型ＬＥＤＡ３の端面と光ファイバアレイ６の先端との水平方向の距離がＤ、光ファイバ５が配置される側の端面型ＬＥＤＡ３の端面からガイド基板２の端面までの距離がＬ、光ファイバ固定部２５の端面から光ファイバアレイ６の先端までの距離がｆとなる。このように端面型ＬＥＤＡ３と光ファイバアレイ６とが配置された場合には、光ファイバホルダ２６をスライド面に沿って下方にスライド移動させて光ファイバ５をガイド溝１に挿入する。そして、光ファイバアレイ６をガイド基板２上に固定すると共に、光ファイバホルダ２６をスライド面３０に固定する。このようにして光伝送モジュール３６が実装される。
【００３２】
また、図１１（ａ）に示すように、第一のカメラ３４により端面型ＬＥＤＡ３の端面と第一の基準位置３２とのズレｔが測定され、第二のカメラ３５により光ファイバアレイ６と第二の基準位置３３とのズレｄが測定された場合には、それらの測定結果から光ファイバアレイ６をガイド溝１の中心線に沿って移動させる距離（ｔ−ｄ）を求める（図１１中、右方向への移動を正とする）。さらに、（ｔ−ｄ）の符号が負のときには、ガイド溝１の中心線に沿って光ファイバアレイ６を端面型ＬＥＤＡ３に近付ける方向に光ファイバアレイ６を移動させる。また、（ｔ−ｄ）の符号が正のときには、ガイド溝１の中心線に沿って光ファイバアレイ６を端面型ＬＥＤＡ３から遠ざける方向に光ファイバアレイ６を移動させる。
【００３３】
次に、図１１（ｂ）に示すように、光ファイバホルダ２６をスライド面３０に沿って下方にスライド移動させると共に、Ｚ軸ステージ３１を光ファイバ５の光軸方向に移動させて光ファイバアレイ６をガイド溝１の中心線に沿って距離（ｔ−ｄ）移動させる。図１１では、（ｔ−ｄ）の符号が負であるときの様子が示されているので、図１１（ｂ）では、光ファイバアレイ６を端面型ＬＥＤＡ３に近付ける方向に移動させる。
【００３４】
そして、図１１（ｃ）に示すように、光ファイバホルダ２６を高さｈ下方にスライド移動させて光ファイバ５をガイド溝１に挿入する。そして、光ファイバアレイ６をガイド基板２に固定すると共に、光ファイバホルダ２６をスライド面３０に固定してＺ軸ステージ３１を光ファイバホルダ２６に固定する。このようにして光伝送モジュール３６が実装される。
【００３５】
このような光伝送モジュール３６の実装方法によれば、ガイド基板２上で端面型ＬＥＤＡ３の端面と光ファイバアレイ６の先端と間の距離△Ｌを高精度に微調整することができ、発光素子４の光軸方向について発光素子４に対する光ファイバ５の位置合わせを行なうことができる。また、光ファイバ５をガイド溝１に挿入して固定することにより、発光素子４の光軸方向に直交する二方向について発光素子４に対する光ファイバ５の位置合わせを行なうことができるので、発光素子４の光軸方向に直交する二方向について高精度な微調整を行なう必要がなくなる。そのため、光伝送モジュール３６の実装工程が簡素化され、光伝送モジュール３６が容易に実装される。また、発光素子４と光ファイバ５との高精度な位置合わせが行なわれる。さらに、光ファイバアレイ６をスライド面３０に沿って下方にスライド移動させて光ファイバ５をガイド溝１に挿入し、光ファイバアレイ６をガイド基板２に固定することにより、光ファイバアレイ６を実装する際に光ファイバ５の先端が損傷するのを防止することができるため、信頼性の高い光伝送モジュール３６が得られる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、端面型ＬＥＤＡ３の端面と第一の基準位置３２とのズレ及び光ファイバアレイ６の先端と第二の基準位置３３とのズレをＺ軸ステージ３１を用いて補正する方法について説明したが、端面型ＬＥＤＡ３の端面と第一の基準位置３２とのズレ及び光ファイバアレイ６の先端と第二の基準位置３３とのズレを補正する方法がＺ軸ステージ３１を用いた方法に限られるわけではなく、スライド面３０の角度を変えることにより補正する方法でもよい。
【００３７】
本発明の第一の実施の形態の光伝送モジュールの実装方法を図１３に基づいて説明する。本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法では、光ファイバ５が挿入されない位置合わせ用ガイド溝３７が形成されたガイド基板２を使用する。また、前記位置合わせ用ガイド溝３７に配置されて前記位置合わせ用ガイド溝３７の中心線の方向に長くて前記光ファイバアレイ６のアレイ方向の位置合わせをする位置合わせ用部材である光ファイバアレイ合わせ用凸部３８が形成されたガイド溝合わせ用治具３９を使用する。前記光ファイバアレイ合わせ用凸部３８には、前記位置合わせ用ガイド溝３７に対応する部分のみに前記位置合わせ用ガイド溝３７に係合するガイド溝合わせ用凸部４０が形成されている。さらに、前記光ファイバアレイ合わせ用凸部３８が係合する合わせ溝４１が形成されて前記光ファイバ固定部２５を保持する光ファイバアレイ保持部４２を使用する。
【００３８】
本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法は、図１３（ａ）に示すように、合わせ溝４１と光ファイバ５とが平行になるように光ファイバアレイ保持部４２に光ファイバ固定部２５を固定する。そして、光ファイバアレイ合わせ用凸部３８に合わせ溝４１を係合させてガイド溝合わせ用治具３９に光ファイバアレイ保持部４２を固定する。
【００３９】
次に、図１３（ｂ）に示すように、ベース２０上に実装されたガイド基板２の位置合わせ用ガイド溝３７に光ファイバアレイ合わせ用凸部３８のガイド溝合わせ用凸部４０を係合させ、光ファイバアレイ６の先端とガイド基板２の端面との距離がａとなるように光ファイバ固定部２５をベース２０上に実装されたＺ軸ステージ２４上に載置する。
【００４０】
その後、図１に基づいて説明したようにガイド溝合わせ用治具３９をガイド溝１の中心線に沿って移動させる。そして、光ファイバ５をガイド溝１に挿入して光ファイバアレイ６とをガイド基板２に固定する。このようにして光伝送モジュールが実装される。
【００４１】
このような光伝送モジュールの実装方法によれば、光ファイバアレイ合わせ用凸部３８により光ファイバアレイ６のアレイ方向について光ファイバアレイ６の位置合わせを行なうことができる。従って、光ファイバアレイ６のアレイ方向について発光素子４に対する光ファイバ５の高精度な位置合わせを行なうことができる。このため、光ファイバ５と発光素子４との高精度な位置合わせが行なわれる。
【００４２】
本発明の第二の実施の形態の光伝送モジュールの実装方法を図１４に基づいて説明する。本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法では、ガイド溝１を挾むように二本の位置合わせ用ガイド溝３７がガイド基板２に形成されている。前記位置合わせ用ガイド溝３７のそれぞれに配置されて前記位置合わせ用ガイド溝３７の中心線に沿って長い二本のガイドピン４３を使用する。また、スライド基板２９には、光ファイバアレイ６がスライド面３０をスライド移動する際に前記光ファイバアレイ６を案内する光ファイバアレイガイド溝４４が形成されている。さらに、光ファイバ固定部２５の幅と前記位置合わせ用ガイド溝３７に配置した際の二本の前記ガイドピン４３の間の距離とが等しくなるように前記光ファイバ固定部２５が形成されている。
【００４３】
本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法は、図１４（ａ）に示すように、二本の位置合わせ用ガイド溝３７のそれぞれにガイドピン４３を配置すると共に、スライド面３０上で光ファイバアレイガイド溝４４を挾んで左右対称となる位置のそれぞれにガイドピン４３の一端を固定する。そして、光ファイバアレイ６をスライド面３０に配置した後、端面型ＬＥＤＡ３の端面の第一の基準位置３２からのズレｔと、光ファイバアレイ６の先端の第二の基準位置３３からのズレｄとを測定する。その後、二本のガイドピン４３と光ファイバ５とが平行な状態で光ファイバアレイ６をスライド面３０に沿って下方にスライド移動させる。
【００４４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、光ファイバ５がガイドピン４３よりも僅かに高い位置まで下降して光ファイバ固定部２５の両端にガイドピン４３が接触したところで、光ファイバアレイ６をスライド面３０に沿って下方にスライド移動させるのを止める。その後、光ファイバ固定部２５の両端にガイドピン４３が接触した状態で光ファイバアレイ６をガイド溝１の中心線に沿って移動させる。そして、光ファイバ５をガイド溝１に挿入して光ファイバアレイ６をガイド溝１及びスライド面３０に固定する。このようにして光伝送モジュールが実装される。
【００４５】
このような光伝送モジュールの実装方法によれば、光ファイバ固定部２５の両端にガイドピン４３を接触させて光ファイバ固定部２５の位置合わせを行なうことができるので、二本のガイドピン４３により光ファイバアレイ６のアレイ方向について光ファイバアレイ６の位置合わせを行なうことができる。従って、光ファイバアレイ６のアレイ方向について発光素子４に対する光ファイバ５の高精度な位置合わせを行なうことができる。このため、光ファイバ５と発光素子４との高精度な位置合わせが行なわれる。
【００４６】
本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を図１５に基づいて説明する。本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法では、ガイド基板２上に基準マーク４５を形成する。ガイド溝１の中心線と光ファイバ５の光軸方向とを一致させた状態で、ガイド溝１の中心線に平行な基準マーク４５を通る直線上の光ファイバ固定部２５上に位置合わせ用マーク４６を形成する
本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法は、ガイド基板２及び光ファイバ固定部２５の上方からカメラ（図示せず）を用いて基準マーク４５及び位置合わせ用マーク４６の形状と座標位置とを検出する。この検出された形状と座標位置とを参照して基準マーク４５及び位置合わせ用マーク４６がガイド溝１の中心線に平行な直線上に配置されるようにガイド基板２及び光ファイバアレイ６の位置を調整する。
【００４７】
その後、基準マーク４５及び位置合わせ用マーク４６がガイド溝１の中心線に平行な直線上に配置された状態のままで、光ファイバ５をガイド溝１の中心線に沿って移動させる。そして、光ファイバ５をガイド溝１に挿入して光ファイバアレイ６をガイド基板２に固定する。このようにして光伝送モジュールが実装される。
【００４８】
このような光伝送モジュールの実装方法によれば、光ファイバアレイ６のアレイ方向について発光素子４に対する光ファイバ５の高精度な位置合わせを行なうことができる。このため、光ファイバ５と発光素子４との高精度な位置合わせが行なわれる。
【００４９】
本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を図１６に基づいて説明する。本発明の実施の形態の光伝送モジュールの実装方法では、配線用パターン７の一部を基準マーク４７とする。
【００５０】
本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法は、図１５に基づいて説明した光伝送モジュールの実装方法と同様に、基準マーク４７及び位置合わせ用マーク４６がガイド溝１の中心線に平行な直線上に配置されるようにガイド基板２及び光ファイバアレイ６の位置を調整する。その後、基準マーク４７及び位置合わせ用マーク４６がガイド溝１の中心線に平行な直線上に配置された状態のままで、光ファイバ５をガイド溝１の中心線に沿って移動させる。そして、光ファイバ５をガイド溝１に挿入して光ファイバアレイ６をガイド基板２に固定する。このようにして光伝送モジュールが実装される。
【００５１】
このような光伝送モジュールの実装方法によれば、特に太くなったり細くなったりしなければ基準マーク４７には形状的な制約がなく、配線用パターン７を形成する通常の配線パターン形成工程により基準マーク４７を形成することができるので、基準マーク４７を形成するために新たな工程を行なうことなく光ファイバと発光素子とを高精度に位置合わせすることができる。このため、光伝送モジュールの実装工程が簡素化され、光伝送モジュールが容易に実装される。
【００５２】
本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を図１７に基づいて説明する。本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法では、固定された二つのステージ２１，２２の間に風を送る送風口４８が形成されたベース４９が使用されている。前記送風口４８の裏面側には、送風ファン５０が設けられている。
【００５３】
本実施の形態の光伝送モジュールの実装方法は、図１に基づいて説明した光伝送モジュールの実装方法と同様に、端面型ＬＥＤＡ３の端面からガイド基板２の端面までの距離を計測して光ファイバアレイ６をガイド溝１の中心線に沿って移動させる距離を求めた後、求められた距離に従って光ファイバアレイ６をガイド基板２の中心線に沿って移動させる。このとき、実装中の光伝送モジュール全体を上下逆にして保持し、送風ファン５０で送風口４８から光ファイバ５へ向けて風を送る。
【００５４】
このような光伝送モジュールの実装方法によれば、光ファイバ５をガイド基板２から離すようにして光ファイバ５をガイド溝１の中心線に沿って移動させることができるので、光ファイバ５をガイド溝１の中心線に沿って移動させる際に光ファイバ５の先端がガイド基板２の先端に突き当たって損傷するのを防止できる。また、光ファイバ５に付着した塵や埃を落すことができ、光ファイバ５に塵や埃を付着しにくくすることができる。そのため、信頼性の高い光伝送モジュールが得られる。
【００５５】
本発明の実施の一形態の光ファイバアレイの実装方法を図１８及び図１９に基づいて説明する。本実施の形態の光ファイバアレイ実装方法では、図１８（ａ）に示すようにテープ状の光ファイバ５１を用いる。前記光ファイバ５１には１０本の光ファイバ芯線５２がある。また、前記光ファイバ５１が載置される光ファイバ固定台５３を使用する。前記光ファイバ固定台５３上には、前記光ファイバ５１が載置される部分と前記光ファイバ芯線５２が配列される部分とが形成されている。前記光ファイバ固定台５３上の前記光ファイバ芯線５２が固定される部分には、前記光ファイバ芯線５２が配列される光ファイバ整列用ガイド基板５４が固定されている。さらに、前記光ファイバ固定台５３に載置された前記光ファイバ５１を固定する光ファイバ押え部材５５と、前記光ファイバ整列用ガイド基板５４上に配列された光ファイバ芯線５２を固定する光ファイバ芯線押え部材５６とを使用する。
【００５６】
本実施の形態の光ファイバアレイの実装方法は、まず、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように光ファイバ５１の先端の被覆５７を既存のジャケットリムーバーで除去する。次に、図１８（ｃ）に示すように、光ファイバ整列用ガイド基板５４上に光ファイバ芯線５２を配列して光ファイバ固定台５３上に二本の光ファイバ５１を並べて載置する。そして、光ファイバ押え部材５５により光ファイバ固定台５３に光ファイバ５１を押し付け、光ファイバ押え部材５５を光ファイバ固定台５３に固定して光ファイバ固定台５３上に光ファイバ５１を固定する。また、光ファイバ芯線押え部材５６により光ファイバ整列用ガイド基板５４に光ファイバ芯線５２を押し付け、光ファイバ芯線押え部材５６を光ファイバ固定台５３に紫外線硬化接着剤５８により固定して光ファイバ芯線５２を光ファイバ固定台５３に固定する。そして、図１８（ｄ）に示すように、光ファイバ芯線５２の先端を既存の光ファイバカッタを用いてカットする。これにより図１８（ｅ）及び図１９に示すように光ファイバ芯線５２の先端が切り揃えられた光ファイバアレイ５９が実装される。
【００５７】
このような光ファイバアレイ５９の実装方法によれば、光ファイバカッタにより光ファイバ芯線５２の先端を切り揃えることにより、その先端を光学的に問題のない平坦な面にすることができ、使用する光ファイバ５１の数を増やして光ファイバアレイ５９の芯線の数が多くても光ファイバ芯線５２の先端を揃えることができる。また、光ファイバアレイ５９を曲げた際に光ファイバ芯線５２の先端がずれるのを防止することができる。そのため、端面型ＬＥＤＡ３と光ファイバアレイ５９との高効率な光結合が容易に実現される。また、伝送チャンネルの増加と光伝送モジュールの小型軽量化が図れる。
【００５８】
なお、本発明の光伝送モジュールの実装方法により実装作成された光伝送モジュールにおける発光素子４の光軸方向（Ｚ軸方向）の光結合特性の一例を図２０に示す。図２０は、１チャンネル分の光結合特性を示したものである。また、図１９に示した２０チャンネルの光ファイバアレイ５９と２０個の発光素子を有する端面型ＬＥＤＡとにより光伝送モジュールを形成し、その光結合特性を調べた結果、その結合パワーとバラツキは十分実用に耐えるものが得られた。
【００５９】
また、本発明の実施の形態においては、ガイド基板２としてＶ字型のシリコン製ガイド（Ｓi-Ｖ溝）基板を用いたが、ガイド基板２がＶ字型のシリコン製ガイド基板に限られる訳ではなく、切削加工によるガラス性のガイド基板やプラスチック成形によるガイド基板でもよい。
【００６０】
さらに、本発明において使用される発光素子の数及び光ファイバの数は、光伝送モジュールが使用される状況によって異なる。例えば、信頼性の高い１チャンネルの信号伝送を行なう際には、信号伝送用として１チャンネル使用し、補償用として最低１チャンネル使用する。従って、最低でも二個の発光素子と二本の光ファイバが使用される。また、１Ｂite （８bit ）単位のパラレルデータを伝送する際には、データ伝送用として８チャンネル使用し、制御ライン用として複数ライン使用する。従って、最低でも九個の発光素子と九本の光ファイバが使用される。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、端面型半導体発光素子アレイの端面とガイド基板の端面との間のガイド溝の距離を測定し、測定された端面型半導体発光素子アレイの端面とガイド基板の端面との間のガイド溝の距離に応じて光ファイバアレイをガイド溝の中心線に沿って移動させることにより光ファイバをガイド溝に挿入し、光ファイバを発光素子に接近させて光ファイバアレイをガイド基板に固定することにより、発光素子と光ファイバとの間の距離を高精度に微調整することができ、発光素子の光軸方向について発光素子に対する光ファイバの位置合わせを行なうことができ、また、光ファイバをガイド溝に挿入して固定することにより、発光素子の光軸方向に直交する二方向について発光素子に対する光ファイバの位置合わせを行なうことができるので、発光素子の光軸方向に直交する二方向について高精度な微調整を行なう必要がなくなるため、光伝送モジュールの実装工程を簡素化することができ、光伝送モジュールを容易に実装することができ、また、発光素子と光ファイバとの高精度な位置合わせを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法の手順を順に示す正面図である。
【図２】  端面型ＬＥＤＡに光ファイバアレイを接近させたときのガイド基板と光ファイバアレイとの位置関係を示す側面図である。
【図３】  実装された光伝送モジュールの側面図である。
【図４】  ガイド溝に対する光ファイバのズレの許容範囲を示す側面図である。
【図５】  許容範囲内で位置がずれた光ファイバをガイド溝に固定したときの光ファイバとガイド基板とを示す側面図である。
【図６】  実装された光伝送モジュールの斜視図である。
【図７】  ガイド基板に端面型ＬＥＤアレイを背面実装したときのガイド基板と端面型ＬＥＤアレイとを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図８】  ガイド基板に端面型ＬＥＤアレイを背面実装したときのガイド基板と端面型ＬＥＤアレイとを示す斜視図である。
【図９】  端面型ＬＥＤＡを示す斜視図である。
【図１０】  その縦断正面図である。
【図１１】  本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法の手順を順に示す正面図である。
【図１２】  その光伝送モジュールの実装方法における第一の基準位置及び第二の基準位置を示す正面図である。
【図１３】  本発明の第一の実施の形態の光伝送モジュールの実装方法を順に示す斜視図である。
【図１４】  本発明の第二の実施の形態の光伝送モジュールの実装方法を順に示す斜視図である。
【図１５】  本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を示す平面図である。
【図１６】  本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を示す平面図である。
【図１７】  本発明の実施の一形態の光伝送モジュールの実装方法を示す正面図である。
【図１８】  本発明の実施の一形態の光ファイバアレイの実装方法の手順を順に示す平面図である。
【図１９】  実装された光ファイバアレイを示す斜視図である。
【図２０】  本発明の光伝送モジュールの実装方法により実装された光伝送モジュールの光結合特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１      ガイド溝
２      ガイド基板
３      端面型半導体発光素子アレイ
４      発光素子
５      光ファイバ
６      光ファイバアレイ
２９      スライド基板
３０      斜面
３２      第一の基準位置
３３      第二の基準位置
３７      位置合わせ用ガイド溝
３８      位置合わせ用部材
４３      位置合わせ用部材
４５      基準マーク
４６      位置合わせ用マーク
４７      基準マーク
５０      送風ファン
５１      光ファイバ
５２      芯線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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