JPH10300979A - 光伝送路結合方法及び光伝送路結合装置並びに光軸セルフアライメント用治具 - Google Patents

光伝送路結合方法及び光伝送路結合装置並びに光軸セルフアライメント用治具

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JPH10300979A
JPH10300979A JP9106358A JP10635897A JPH10300979A JP H10300979 A JPH10300979 A JP H10300979A JP 9106358 A JP9106358 A JP 9106358A JP 10635897 A JP10635897 A JP 10635897A JP H10300979 A JPH10300979 A JP H10300979A
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JP
Japan
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optical
side member
guide pin
optical transmission
lens
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JP9106358A
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Takashi Yamaguchi
尊士 山口
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学系を正確に位置合わせすると共に、光学
素子の劣化、結露等による通信機能低下を防止する。 【解決手段】 Ｓｉ基板２に設けられたガイドピン穴
３, ４と、ＭＰＯコネクタ６に設けられガイドピン穴
３, ４に嵌合することで互いの光軸が一致して光伝送路
が結合されるガイドピン７, ８とを備えた光伝送路結合
装置１である。ガイドピン穴３, ４を基準として、光通
路用窓５、ガイド穴９、バンプ１０Ａ等を形成し、受光
素子基板１６にバンプ１０Ａと整合するフリップチップ
ボンデイング用パッド１７を形成すると共に、このパッ
ド１７を基準にして（間接的にガイドピン穴３, ４を基
準にして）、受光素子１５Ａを形成し、フリップチップ
ボンデイングにより、光通路用窓５やマイクロレンズア
レイ１１等の光軸を一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、受発光素子及び
これらの間を結ぶ複数本の光ファイバからなる光伝送路
の結合に用いる光インターコネクション用の光伝送路結
合方法及び光伝送路結合装置並びに光軸セルフアライメ
ント用治具に関し、特に複数本の光ファイバを各受発光
素子に個別に正確に光軸を合わせて容易に結合できる光
伝送路結合方法及び光伝送路結合装置並びに光軸セルフ
アライメント用治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
文献１：１９９６年電子情報通信学会エレクトロニクス
ソサイエティ大会 ＳＣ−５−２「光並列伝送」 文献２：信学技報 ＬＱＥ９６−１４４（１９９７‐０
２） 「面発光レーザ２次元アレイ無調芯実装プッシュ
プル型モジュール」 従来の光伝送路結合手段としては、上記文献１中の図４
に開示されたものが知られている。この発光受光素子
は、ケースの中に各素子が封止され、その内部が窒素等
の不活性ガスで充填されている。これにより、内部素子
の劣化や結露、レンズとファイバの間の結露等による機
能低下を防止している。また、ケース内の誤差は、各素
子の光学的結合時に、調整によって解消している。
【０００３】一方、受発光素子を搭載したＳｉ基板の光
軸の位置決め固定手段としては、上記文献２に示す方法
が知られている。文献２中の図４及び図７では、ガイド
ピン（標準化されたＭＰＯコネクタのガイドピン）用の
ガイド穴を利用してＳｉ基板の位置決めを行っている。
具体的には、アライメントヘッドのアライメントバンプ
をＳｉ基板のアライメント用Ｖ字孔にかみ合わせた状態
で、Ｓｉ基板をアライメントヘッドで吸着し、アライメ
ントヘッドのガイドピンをパッケージのガイドピン穴に
挿入して、Ｓｉ基板をパッケージに対して正確に位置合
わせして半田で固定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の光伝送路結合手段では次のような問題点が
あった。
【０００５】これまでの光学素子は、温度特性の面で弱
く、通常の環境下（高温や低温でない常温環境下）で使
用されてきた。しかし近年、光学素子の温度特性が大幅
に改善され、高温環境下や低温環境下等の悪条件下でも
正常に機能する光学素子が増え、必然的にそういう悪条
件下で使用される例が増えてきた。これに伴って新たな
問題も生じてきた。特に低温環境下では、レンズと光フ
ァイバとの間の結露が問題となってきた。即ち、低温環
境下で冷やされた光学素子の表面に、湿気を含む外気が
触れてその表面で結露を生じて伝送路を遮り、伝送され
てきた光がこの結露で乱反射して、正常に伝送できなく
なることがあった。この結果、情報伝達機能が低下して
しまうという問題があった。
【０００６】このような場合、従来は装置内に窒素等の
不活性ガスを充填して、高温のろう付け等によって密封
していたが、構造的に完全に内部を気密にできないもの
もあり、抜本的な問題解決にはならなかった。さらに、
ろう付け等で密封すると、光学素子の位置決め精度が取
りづらく、最終工程で光ファイバとモジュールと調整が
必要となって作業効率の悪化を招いていた。また、最終
工程での調整が正確にできないと、歩留まり率の悪化及
び完成品に近い状態での廃棄を招き、コストの増加を招
いていた。さらに、不活性ガスの充填作業もコストの増
加の要因になっていた。
【０００７】また、結露の防止のために、光ファイバの
先端を直接に結合、融着させる対策もあるが、この場合
は、結合、融着の作業が煩雑で作業性が悪い。
【０００８】さらに、光学素子と光ファイバとの光学的
結合を、コネクタによって行うと、これら光学素子と光
ファイバとの間が空間となるため、気密にして外気と遮
断しないと、結露やゴミの付着によって通信品質が劣化
したり、最悪の場合通信断となるおそれがあった。
【０００９】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造のため低価格で、光学素子の劣化、結露
等による通信機能低下を確実に防止できる光伝送路結合
方法及び光伝送路結合装置並びに光軸セルフアライメン
ト用治具を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明に係る光伝送路結合方法は、一側部材に
設けられたガイドピン穴に、他側部材に設けられたガイ
ドピンを嵌合することで互いの光軸を一致させて光伝送
路を結合させる光伝送路結合方法において、前記一側部
材にそのガイドピン穴を基準として、又は他側部材にそ
のガイドピンを基準として特定される位置に光学系及び
光学素子用基板取付けバンプを配設し、前記一側部材又
は他側部材に取り付けられる光学素子用基板のうち前記
バンプと対応する位置にフリップチップボンデイング用
パッドを配設すると共にこのパッドを基準として前記光
学系に対応する位置に光学素子を配設し、前記バンプと
パッドのフリップチップボンデイングによって、前記一
側部材又は他側部材の光学系の光軸と前記光学素子用基
板の光学素子の光軸とを自動的に一致させることを特徴
とする。
【００１１】前記方法により、ガイドピン穴又はガイド
ピンを基準として光学素子用基板取付けバンプの位置
が、このバンプを基準としてフリップチップボンデイン
グ用パッドの位置が、さらにこのパッドを基準として光
学素子の位置がそれぞれ特定されるので、バンプとパッ
ドをフリップチップボンデイングによって互いに正確に
接合すると、前記光学系の光軸と前記光学素子の光軸と
が自動的に一致する。
【００１２】第２の発明に係る光伝送路結合方法は、一
側部材に設けられたガイドピン穴に、他側部材に設けら
れたガイドピンを嵌合することで互いの光軸を一致させ
て光伝送路を結合させる光伝送路結合方法において、前
記一側部材又は他側部材に、光通路用窓と、この光通路
用窓を基準として特定される位置に配設されたガイド穴
とを設けると共に、前記光通路用窓及びガイド穴に対向
してマイクロレンズアレイを取り付け、このマイクロレ
ンズアレイが、突起部を備えた複数のマイクロレンズか
らなると共に、その一部が前記光通路用窓に光軸を一致
させた状態で対応して配設される光伝送用レンズとな
り、他の一部がその突起部を前記ガイド穴に嵌合して位
置決めを行う位置決め用レンズとなり、この位置決め用
レンズの突起部を前記ガイド穴に嵌合させることで、前
記光伝送用レンズの光軸と前記光通路用窓の光軸とを一
致させることを特徴とする。
【００１３】前記方法により、位置決め用レンズの突起
部をガイド穴に嵌合させると、これら位置決め用レンズ
とガイド穴とが互いに位置合わせされる。これにより、
位置決め用レンズと特定の位置関係にある光伝送用レン
ズと、ガイド穴と特定の位置関係にある光通路用窓と
が、互いに整合してその光軸が一致する。
【００１４】第３の発明に係る光伝送路結合方法は、一
側部材に設けられたガイドピン穴に、他側部材に設けら
れたガイドピンを嵌合することで互いの光軸を一致させ
て光伝送路を結合させる光伝送路結合方法において、前
記一側部材又は他側部材に、光通路用窓と、この光通路
用窓を基準として特定される位置に配設されたガイド穴
とを設けると共に、前記光通路用窓及びガイド穴に対向
してマイクロレンズアレイを取り付け、このマイクロレ
ンズアレイが、複数のマイクロレンズからなると共に、
その一部が前記光通路用窓に光軸を一致させた状態で対
応して配設される光伝送用レンズとなり、他の一部が前
記ガイド穴に嵌合して位置決めを行う位置決め用レンズ
となり、この位置決め用レンズを前記ガイド穴に嵌合さ
せることで、前記光伝送用レンズの光軸と前記光通路用
窓の光軸とを一致させることを特徴とする。
【００１５】前記方法により、位置決め用レンズをガイ
ド穴に嵌合させると、これら位置決め用レンズとガイド
穴とが互いに位置合わせされる。これにより、位置決め
用レンズと特定の位置関係にある光伝送用レンズと、ガ
イド穴と特定の位置関係にある光通路用窓とが、互いに
整合してその光軸が一致する。
【００１６】第４の発明に係る光伝送路結合方法は、前
記ガイド穴を、光通路用窓として用いることを特徴とす
る。
【００１７】前記方法により、光ファイバ等の光伝送路
の本数が増えた場合に、位置決めと光伝送路の確保が同
時にできる。
【００１８】第５の発明に係る光伝送路結合方法は、一
側部材に設けられたガイドピン穴に、他側部材に設けら
れたガイドピンを嵌合することで互いの光軸を一致させ
て光伝送路を結合させる光伝送路結合方法において、前
記一側部材にそのガイドピン穴を基準として、又は他側
部材にそのガイドピンを基準として特定される位置に光
学系及び光学素子用基板取付けバンプを配設し、前記一
側部材又は他側部材に取り付けられる光学素子用基板の
うち前記バンプと対応する位置にフリップチップボンデ
イング用パッドを配設すると共にこのパッドを基準とし
て前記光学系に対応する位置に光学素子を配設し、前記
バンプとパッドのフリップチップボンデイングによっ
て、前記一側部材又は他側部材の光学系の光軸と前記光
学素子用基板の光学素子の光軸とを自動的に一致させ、
前記光学系を、光通路用窓と、この光通路用窓を基準と
して特定される位置に配設されたガイド穴とから構成す
ると共に、この光学系に対向してマイクロレンズアレイ
を取り付け、このマイクロレンズアレイを、突起部を備
えた複数のマイクロレンズから構成すると共に、その一
部が前記光通路用窓に光軸を一致させた状態で対応して
配設される光伝送用レンズとなり、他の一部がその突起
部を前記ガイド穴に嵌合して位置決めを行う位置決め用
レンズとなり、この位置決め用レンズの突起部を前記ガ
イド穴に嵌合させることで、前記光伝送用レンズの光軸
と前記光通路用窓の光軸とを一致させることを特徴とす
る。
【００１９】前記方法により、ガイドピン穴又はガイド
ピンを基準として、バンプ、パッド、光学素子の位置が
特定され、前記光学系の光軸と前記光学素子の光軸とが
自動的に一致すると共に、位置決め用レンズとガイド穴
とが位置合わせされることで、光伝送用レンズと光通路
用窓の光軸が一致する。
【００２０】第６の発明に係る光伝送路結合方法は、一
側部材に設けられたガイドピン穴に、他側部材に設けら
れたガイドピンを嵌合することで互いの光軸を一致させ
て光伝送路を結合させる光伝送路結合方法において、前
記一側部材にそのガイドピン穴を基準として、又は他側
部材にそのガイドピンを基準として特定される位置に光
学系及び光学素子用基板取付けバンプを配設し、前記一
側部材又は他側部材に取り付けられる光学素子用基板の
うち前記バンプと対応する位置にフリップチップボンデ
イング用パッドを配設すると共にこのパッドを基準とし
て前記光学系に対応する位置に光学素子を配設し、前記
バンプとパッドのフリップチップボンデイングによっ
て、前記一側部材又は他側部材の光学系の光軸と前記光
学素子用基板の光学素子の光軸とを自動的に一致させ、
前記光学系を、光通路用窓と、この光通路用窓を基準と
して特定される位置に配設されたガイド穴とから構成す
ると共に、この光学系に対向してマイクロレンズアレイ
を取り付け、このマイクロレンズアレイを、複数のマイ
クロレンズから構成すると共に、その一部が前記光通路
用窓に光軸を一致させた状態で対応して配設される光伝
送用レンズとなり、他の一部が前記ガイド穴に嵌合して
位置決めを行う位置決め用レンズとなり、この位置決め
用レンズを前記ガイド穴に嵌合させることで、前記光伝
送用レンズの光軸と前記光通路用窓の光軸とを一致させ
ることを特徴とする。
【００２１】この場合も、前記第５の発明と同様に、前
記光学系の光軸と前記光学素子の光軸とが自動的に一致
すると共に、光伝送用レンズと光通路用窓の光軸が一致
する。
【００２２】第７の発明に係る光伝送路結合方法は、他
側部材のガイドピンが嵌合することで互いの光軸を一致
させて光伝送路を結合させるガイドピン穴を有する一側
部材を、基台の基準面に対して垂直に取り付けられたガ
イドピンに嵌合して基台の基準面に当接させ、さらにガ
イドピン穴を有する素子封止用型を前記ガイドピンに嵌
合して前記一側部材と光軸を一致させた状態で、これら
を互いに結合させることを特徴とする。
【００２３】前記方法により、一側部材のガイドピン穴
に、基台のガイドピンを嵌合して、一側部材を基台の基
準面に当接させると、一側部材のガイドピン穴の光軸と
基台のガイドピンの光軸が一致する。さらに、素子封止
用型のガイドピン穴に、基台のガイドピンを嵌合して、
素子封止用型を一側部材に当接させると、素子封止用型
のガイドピン穴の光軸と基台のガイドピンの光軸が一致
する。これにより、一側部材のガイドピン穴の光軸と素
子封止用型のガイドピン穴の光軸が一致する。この状態
で、一側部材と素子封止用型とを互いに結合させる。
【００２４】第８の発明に係る光伝送路結合装置は、ガ
イドピン穴を有する一側部材と、前記ガイドピン穴に嵌
合することで互いの光軸を一致させて光伝送路を結合さ
せるガイドピンを有する他側部材とを備えた光伝送路結
合装置において、前記一側部材のそのガイドピン穴を基
準として、又は他側部材のそのガイドピンを基準として
特定される位置に配設された光学系及び光学素子用基板
取付けバンプと、前記一側部材又は他側部材に前記バン
プと対向して取り付けられ、前記光伝送路に光軸が一致
した光学素子を搭載して支持する光学素子用基板と、こ
の光学素子用基板のうち、前記バンプと対応する位置に
設けられたフリップチップボンデイング用パッドと、前
記光学素子用基板のうち、前記パッドを基準として、前
記光学系と対応する位置に設けられた光学素子とを備
え、前記バンプとパッドのフリップチップボンデイング
によって、前記光学素子用基板が、前記光学系と前記光
学素子の光軸が互いに一致した状態で、前記一側部材又
は他側部材に取り付けられたことを特徴とする。
【００２５】前記構成により、ガイドピン穴又はガイド
ピンを基準として光学素子用基板取付けバンプの位置
が、このバンプを基準としてフリップチップボンデイン
グ用パッドの位置が、さらにこのパッドを基準として光
学素子の位置がそれぞれ特定される。これにより、バン
プとパッドをフリップチップボンデイングによって互い
に正確に接合すると、前記光学系の光軸と前記光学素子
の光軸とが自動的に一致する。
【００２６】第９の発明に係る光伝送路結合装置は、前
記一側部材又は他側部材に設けられた光学系が、光通路
用窓と、この光通路用窓を基準として特定される位置に
配設されたガイド穴とからなると共に、前記一側部材又
は他側部材に前記光学素子用基板と対向してマイクロレ
ンズアレイを取り付け、このマイクロレンズアレイが、
突起部を備えた複数のマイクロレンズからなると共に、
その一部が前記光通路用窓に光軸を一致させた状態で対
応して配設される光伝送用レンズとなり、他の一部がこ
の光伝送用レンズを基準として特定される位置に前記ガ
イド穴と対向して配設され、突起部がこのガイド穴に嵌
合することで前記光伝送用レンズと前記光通路用窓の光
軸が互いに一致する位置決め用レンズとなることを特徴
とする。
【００２７】前記構成により、位置決め用レンズの突起
部をガイド穴に嵌合させると、これら位置決め用レンズ
とガイド穴とが互いに位置合わせされる。これにより、
位置決め用レンズと特定の位置関係にある光伝送用レン
ズと、ガイド穴と特定の位置関係にある光通路用窓と
が、互いに整合してその光軸が一致する。
【００２８】第１０の発明に係る光伝送路結合装置は、
前記一側部材又は他側部材に設けられた光学系が、光通
路用窓と、この光通路用窓を基準として特定される位置
に配設されたガイド穴とからなると共に、前記一側部材
又は他側部材に前記光学素子用基板と対向してマイクロ
レンズアレイを取り付け、このマイクロレンズアレイ
が、複数のマイクロレンズからなると共に、その一部が
前記光通路用窓に光軸を一致させた状態で対応して配設
される光伝送用レンズとなり、他の一部がこの光伝送用
レンズを基準として特定される位置に前記ガイド穴と対
向して配設され、このガイド穴に嵌合することで前記光
伝送用レンズと前記光通路用窓の光軸が互いに一致する
位置決め用レンズとなることを特徴とする。
【００２９】前記構成により、位置決め用レンズをガイ
ド穴に嵌合させると、これら位置決め用レンズとガイド
穴とが互いに位置合わせされる。これにより、位置決め
用レンズと特定の位置関係にある光伝送用レンズと、ガ
イド穴と特定の位置関係にある光通路用窓とが、互いに
整合してその光軸が一致する。
【００３０】第１１の発明に係る光伝送路結合装置は、
前記ガイド穴を、光通路用窓として用いることを特徴と
する。
【００３１】前記構成により、光ファイバ等の光伝送路
の本数が増えた場合に、位置決めと光伝送路の確保が同
時にできる。
【００３２】第１２の発明に係る光伝送路結合装置は、
ガイドピン穴を有する一側部材と、前記ガイドピン穴に
嵌合することで互いの光軸を一致させて光伝送路を結合
させるガイドピンを有する他側部材とを備えた光伝送路
結合装置において、前記一側部材のそのガイドピン穴を
基準として、又は他側部材のそのガイドピンを基準とし
て特定される位置に配設された光学系及び光学素子用基
板取付けバンプと、前記一側部材又は他側部材に前記バ
ンプと対向して取り付けられ、前記光伝送路に光軸が一
致した光学素子を搭載して支持する光学素子用基板と、
この光学素子用基板のうち、前記バンプと対応する位置
に設けられたフリップチップボンデイング用パッドと、
前記光学素子用基板のうち、前記パッドを基準として、
前記光学系と対応する位置に設けられた光学素子とを備
え、前記バンプとパッドのフリップチップボンデイング
によって、前記光学素子用基板が、前記光学系と前記光
学素子の光軸が互いに一致した状態で、前記一側部材又
は他側部材に取り付けられるとともに、前記光学系が、
光通路用窓と、この光通路用窓を基準として特定される
位置に配設されたガイド穴とからなると共に、前記一側
部材又は他側部材に前記光学素子用基板と対向してマイ
クロレンズアレイを取り付け、このマイクロレンズアレ
イが、突起部を備えた複数のマイクロレンズからなると
共に、その一部が前記光通路用窓に光軸を一致させた状
態で対応して配設される光伝送用レンズとなり、他の一
部がこの光伝送用レンズを基準として特定される位置に
前記ガイド穴と対向して配設され、突起部がこのガイド
穴に嵌合することで前記光伝送用レンズと前記光通路用
窓の光軸が互いに一致する位置決め用レンズとなること
を特徴とする。
【００３３】前記構成により、ガイドピン穴又はガイド
ピンを基準として、バンプ、パッド、光学素子の位置が
特定され、前記光学系の光軸と前記光学素子の光軸とが
自動的に一致すると共に、位置決め用レンズとガイド穴
とが位置合わせされることで、光伝送用レンズと光通路
用窓の光軸が一致する。
【００３４】第１３の発明に係る光伝送路結合装置は、
ガイドピン穴を有する一側部材と、前記ガイドピン穴に
嵌合することで互いの光軸を一致させて光伝送路を結合
させるガイドピンを有する他側部材とを備えた光伝送路
結合装置において、前記一側部材のそのガイドピン穴を
基準として、又は他側部材のそのガイドピンを基準とし
て特定される位置に配設された光学系及び光学素子用基
板取付けバンプと、前記一側部材又は他側部材に前記バ
ンプと対向して取り付けられ、前記光伝送路に光軸が一
致した光学素子を搭載して支持する光学素子用基板と、
この光学素子用基板のうち、前記バンプと対応する位置
に設けられたフリップチップボンデイング用パッドと、
前記光学素子用基板のうち、前記パッドを基準として、
前記光学系と対応する位置に設けられた光学素子とを備
え、前記バンプとパッドのフリップチップボンデイング
によって、前記光学素子用基板が、前記光学系と前記光
学素子の光軸が互いに一致した状態で、前記一側部材又
は他側部材に取り付けられると共に、前記光学系が、光
通路用窓と、この光通路用窓を基準として特定される位
置に配設されたガイド穴とからなると共に、前記一側部
材又は他側部材に前記光学素子用基板と対向してマイク
ロレンズアレイを取り付け、このマイクロレンズアレイ
が、複数のマイクロレンズからなると共に、その一部が
前記光通路用窓に光軸を一致させた状態で対応して配設
される光伝送用レンズとなり、他の一部がこの光伝送用
レンズを基準として特定される位置に前記ガイド穴と対
向して配設され、このガイド穴に嵌合することで前記光
伝送用レンズと前記光通路用窓の光軸が互いに一致する
位置決め用レンズとなることを特徴とする。
【００３５】この場合も、前記第１２の発明と同様に、
前記光学系の光軸と前記光学素子の光軸とが自動的に一
致すると共に、光伝送用レンズと光通路用窓の光軸が一
致する。
【００３６】第１４の発明に係る光伝送路結合装置は、
前記位置決め用レンズ及び光伝送用レンズが１又は複数
配設されたことを特徴とする。
【００３７】前記構成により、光伝送路の本数に応じ
て、位置決め用レンズ及び光伝送用レンズが１又は複数
配設する。
【００３８】第１５の発明に係る光伝送路結合装置は、
光ファイバを用いて光伝送路を構成し、この光ファイバ
の先端部を前記光伝送用レンズの裏面に直接に接触させ
たことを特徴とする。
【００３９】前記構成により、光ファイバと光伝送用レ
ンズとの隙間がなくなり、これらの間に湿気を含む空気
が介在することがなくなる。この結果、光伝送路の結露
により、機能低下を解消することができる。
【００４０】第１６の発明に係る光軸セルフアライメン
ト用治具は、ガイドピン穴を有する基板を基準面に当接
させてそのガイドピン穴の光軸を基準面に対して垂直に
調整する基台と、この基台の基準面に対して垂直に取り
付けられ、ガイドピン穴を有する複数の基板を重ね合わ
せて互いに結合させる際に各基板の光軸を互いに一致さ
せた状態で支持するガイドピンとから構成されたことを
特徴とする。
【００４１】前記構成により、第１の基板のガイドピン
穴に、基台のガイドピンを嵌合して、この基板を基台の
基準面に当接させると、この基板のガイドピン穴の光軸
と基台のガイドピンの光軸が一致する。さらに、第２の
基板のガイドピン穴に、基台のガイドピンを嵌合して、
この第２の基板を前記第１の基板に当接させると、第２
の基板のガイドピン穴の光軸と基台のガイドピンの光軸
が一致する。これにより、第１の基板のガイドピン穴の
光軸と第２の基板のガイドピン穴の光軸が一致する。こ
の状態で、これら各基板を互いに結合させる。３枚以上
の基板を結合させる場合は、前記動作を繰り返す。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
【００４３】［第１の実施形態］以下、第１の実施形態
に係る光伝送路結合装置について説明する。
【００４４】図１〜図５は第１の実施形態に係る光伝送
路結合装置１を示す図であり、図１はＳｉ基板２に受光
素子基板１６及びマイクロレンズアレイ１１を一体的に
結合したＭＰＯアダプタにＭＰＯコネクタ６を結合させ
る状態を示す側面図、図２はシリコンウエハで作成され
たＳｉ基板２の一側面を示す正面図、図３はＳｉ基板２
の他側面を示す背面図、図４はマイクロレンズアレイ１
１を示す正面図、図５は受光素子アレイ１５を備えた受
光素子基板１６を示す正面図である。
【００４５】Ｓｉ基板２は肉厚の長方形状に形成されて
いる。このＳｉ基板２には２つのガイドピン穴３, ４が
設けられている。このガイドピン穴３, ４の直径及び間
隔は、ＭＰＯコネクタ６の規格に沿って成形されてい
る。具体的には、ＭＰＯコネクタ６の各ガイドピン７,
８の直径及び間隔に整合して高精度に形成され、ＭＰＯ
コネクタ６がＳｉ基板２に結合されるときに、ガイドピ
ン７, ８がガイドピン穴３, ４に嵌合して、ＭＰＯコネ
クタ６とＳｉ基板２とが正確に位置合わせされるように
なっている。なお、ガイドピン穴３, ４は、Ｓｉ基板２
の表面から裏面まで通る貫通穴である。ＭＰＯコネクタ
６内には、光ファイバアレイＦが配設されている。
【００４６】Ｓｉ基板２の各ガイドピン穴３, ４の間に
は、複数の光通路用窓５が設けられている。この光通路
用窓５は、ＭＰＯコネクタ６の各ガイドピン７, ８の間
に一列に配設されているフェルール（各光ファイバの先
端にそれぞれ接続されて一列に設けらた光学的接続部
材、図示せず）に対応して、同数（ここでは１２個）が
同じピッチで一列に配設されている。各光通路用窓５
は、Ｓｉ基板２の表面から裏面に貫通して設けられてい
る。光通路用窓５の直径は、後述するマイクロレンズア
レイ１１の各マイクロレンズ１１Ａの開口の大きさより
僅かに大きく形成され、各マイクロレンズ１１Ａを通過
する光を全て内部に通すようになっている。
【００４７】Ｓｉ基板２の各光通路用窓５の両側には、
この光通路用窓５に対応して、同じピッチで、同じ数だ
けのガイド穴９がそれぞれ設けられている。このガイド
穴９の中心と光通路用窓５の中心との間隔（光通路用窓
５の配列方向と直交する方向での各中心の間隔）は、マ
イクロレンズアレイ１１の各マイクロレンズ１１Ａの中
心の間隔と同じで、その直径は、各マイクロレンズ１１
Ａの突起１１Ｂが嵌合する大きさに設定されている。
【００４８】Ｓｉ基板２の一側面には、図２及び図３に
示すように、配線パターン１０が形成されている。この
配線パターン１０は次のようにして作成される。先ず、
Ｓｉ基板２上にＳｉ０2 膜が成形され、その上面に配線
パターン１０としてのメタルパターンが作成される。こ
の配線パターン１０上の必要位置にはフリップチップボ
ンデイング方式による実装のためのバンプ１０Ａが作成
されている。このバンプ１０Ａは、光通路用窓５から所
定距離だけ離れた位置に設けられている。また、穴作成
部分のＳｉ０2 は除去され、化学処理によってガイドピ
ン穴３, ４等が形成されている。なお、Ｓｉ基板２は
（１１０）面が使用され、ケミカルエッチングによっ
て、各貫通穴等が形成される。各穴３, ４, ５, ９等
は、フォトグラフィによって、高精度に作成される。
【００４９】図４はマイクロレンズアレイ１１である。
このマイクロレンズアレイ１１は、ガラス基板等に、屈
折率分布を調整したり、直接に膨らみを持たせたりして
小さなマイクロレンズ１１Ａを縦横に多数設けたもので
ある。図４では、小さなマイクロレンズ１１Ａが１２個
ずつ３列に設けられている。このマイクロレンズアレイ
１１の各マイクロレンズ１１Ａのピッチは、前記光ファ
イバのフェルールに対応して、光通路用窓５及びガイド
穴９のピッチと同じピッチに設定されている。これら
は、フォトリソグラフィによって高精度に作成されてい
る。このマイクロレンズアレイ１１の各マイクロレンズ
１１Ａは、光の結合効率を高めるため外側表面の中央部
が突起して形成されている。また、マイクロレンズアレ
イ１１の裏面は、光ファイバとの光学的結合時に光の反
射を少なくするために、斜めに研磨されている。このマ
イクロレンズアレイ１１の裏面に、各接光ファイバのフ
ェルールが直接に接触し、中間に空気の層を介在させな
いで光学的に結合されるようになっている。
【００５０】受光素子基板１６は、図５に示すように、
受光素子アレイ１５を備えて構成される。なお、発光素
子アレイの場合も同様の構成となる。この受光素子アレ
イ１５を構成する各受光素子１５Ａ及び電気入出力端子
としてのパッド１７は、受光素子基板１６の表面にフォ
トリソグラフィによって高精度に作成される。各受光素
子１５Ａのピッチは、前記光ファイバのフェルールに対
応して、光通路用窓５のピッチと同じピッチに設定され
ている。これにより、この受光素子基板１６がＳｉ基板
２に正確に取り付けられた状態で、受光素子１５Ａの受
光部分の中心（光軸）が、光通路用窓５の中心（光軸）
と一致するようになている。
【００５１】受光素子１５Ａを構成する回路の基端部に
設けられたパッド１７は受光素子１５Ａから所定距離離
れた位置に高精度に作成され、正確に位置合わせされて
いる。即ち、各受光素子１５Ａの光軸が光通路用窓５の
光軸と一致した状態で、各パッド１７とＳｉ基板２上の
各バンプ１０Ａとが正確に整合するように配設されてい
る。
【００５２】なお、受光素子１５Ａとしてはホトダイオ
ードなどが、また発光素子としては面発光用のレーザー
ダイオード、ＬＥＤなどが用いられる。
【００５３】受光素子基板１６とＳｉ基板２とは、各パ
ッド１７と各バンプ１０Ａとが互いに合わせられ、フリ
ップチップボンデイング方式による熱処理によって接続
される。この方式によるセルフアライメント機能によっ
て、各受光素子１５Ａの光軸と光通路用窓５の光軸が高
精度に位置合わせされる。この受光素子基板１６は、Ｓ
ｉ基板２に封止されている。その手段としては、一般的
に合成樹脂１６Ａが用いられる。これは、合成樹脂１６
Ａのコストが安く、経済的だからである。ただし、合成
樹脂１６Ａよりも堅固にかつ確実に封止するときには、
図６及び図７に示す受光素子保護型２０を用いてもよ
い。この受光素子保護型２０は、シリコンウエハやセラ
ミックス等で作成されている。具体的には、枠部２１と
蓋部２２とから構成されている。枠部２１は、図６に示
すように、その平面形状をＳｉ基板２とほぼ同様の四角
形に形成され、その中央に前記受光素子基板１６が余裕
をもって嵌合しうる程度の基板保護用穴２４と、Ｓｉ基
板２のガイドピン穴３, ４と正確に整合するガイドピン
穴２５, ２６とを備えて構成されている。蓋部２２は、
その外形を枠部２１と同様の形状に成形され、Ｓｉ基板
２のガイドピン穴３,４と正確に整合するガイドピン穴
２７, ２８を備えて構成されている。以上の構成の枠部
２１は、Ｓｉ基板２に受光素子基板１６が取り付けられ
た状態で、この受光素子基板１６を基板保護用穴２４に
嵌合した状態で、かつガイドピン穴２５, ２６をＳｉ基
板２のガイドピン穴３, ４と正確に整合させた状態で、
Ｓｉ基板２に接合される。そして、この枠部２１の外側
から蓋部２２が、そのガイドピン穴２７, ２８をＳｉ基
板２のガイドピン穴３, ４と整合させて接合される。こ
れらは、互いに接着剤等で堅固に接合される。これによ
り、ガイドピン穴３, ４,２５, ２６, ２７, ２８は、
互いに整合し、各ガイドピン７, ８がスムーズにかつ正
確に挿入されるようになっている。
【００５４】マイクロレンズアレイ１１とＳｉ基板２と
は、マイクロレンズアレイ１１の両外側の列の各マイク
ロレンズ１１Ａの突起１１Ｂがそれぞれガイド穴９に嵌
合することで、中央の列の各マイクロレンズ１１ＡがＳ
ｉ基板２の光通路用窓５に高精度に整合されている。こ
れにより、各マイクロレンズ１１Ａの光軸と光通路用窓
５の光軸が正確に一致した状態で、マイクロレンズアレ
イ１１がＳｉ基板２に取り付けられている。このマイク
ロレンズアレイ１１とＳｉ基板２とは、ガラス封止や接
着剤等で接合される。
【００５５】以上の構成のモジュール１は、その外側を
プラスチック等で覆われてＭＰＯアダプタとして成形さ
れる。このＭＰＯアダプタにＭＰＯコネクタ６が接続さ
れることで、ＭＰＯコネクタ６の各フェルールの光軸
と、ＭＰＯアダプタのマイクロレンズアレイ１１の各マ
イクロレンズ１１Ａ（さらに光通路用窓５及び受光素子
１５Ａ）の光軸とが正確に一致して、その前後で光り経
路が光学的に接続されるようになっている。
【００５６】［動作］以上のように構成された光伝送路
結合装置１では、ＭＰＯコネクタ６がＭＰＯアダプタに
差し込まれる。このとき、ＭＰＯコネクタ６の各ガイド
ピン７, ８がＳｉ基板２のガイドピン穴３, ４（２５,
２６, ２７, ２８）に挿入され、ＭＰＯコネクタ６がＭ
ＰＯアダプタが互いに結合される。このとき、ＭＰＯコ
ネクタ６のフェルールがマイクロレンズアレイ１１のマ
イクロレンズ１１Ａに直接に接触して、ＭＰＯコネクタ
６側の各光ファイバ（各フェルール）と、マイクロレン
ズアレイ１１の各マイクロレンズ１１Ａと、Ｓｉ基板２
の各光通路用窓５と、受光素子基板１６の各受光素子１
５Ａとが同一光軸上に正確に一致する。
【００５７】この結果、各光ファイバを介して伝送され
る光信号は、各フェルールからマイクロレンズ１１Ａに
入射して絞られ、各光通路用窓５を介して各受光素子１
５Ａに入射される。
【００５８】なお、受光素子基板１６の部分に発光素子
が設けられているときには、前記の場合と逆の経路を辿
って各光ファイバに伝送される。
【００５９】［効果］ （１） 光ファイバ先端のフェルールとマイクロレンズ
アレイ１１のマイクロレンズ１１Ａとは直接に接触する
ようにし、マイクロレンズ１１Ａから受光素子１５Ａま
での空間である光通路用窓５はマイクロレンズアレイ１
１と受光素子基板１６（または枠部２１と蓋部２２）と
で密封したので、光ファイバから受光素子１５Ａまでの
間に、外気が介在しうる部分を存在しない。この結果、
低温環境下での光に伝送経路が外気に含まれる湿気で曇
ったり、ゴミ等が混入することがなくなり、光伝送路結
合装置１の耐久性及び信頼性が大幅に向上する。
【００６０】（２） Ｓｉ基板２の成形等において、
（１１０）面を異方性エッチングの技術とフォトリソグ
ラフィの技術を用いたので、高精度の部品が成形でき、
これに応じて位置決めが正確になる。
【００６１】（３） Ｓｉ基板２の各バンプ１０Ａと受
光素子基板１６の各パッド１７は、ともにフォトリソグ
ラフィの技術によって正確な位置に成形されているの
で、フリップチップボンデイングによって、Ｓｉ基板２
の光通路用窓５と受光素子基板１６の受光素子１５Ａと
を高精度に位置合わせすることができ、それぞれの光軸
を容易にかつ高精度に一致させることができるようにな
る。
【００６２】（４） Ｓｉ基板２のガイド穴９とマイク
ロレンズアレイ１１の突起１１Ｂとを正確に整合する位
置に成形したので、突起１１Ｂがガイド穴９に嵌合する
ことで、マイクロレンズアレイ１１とＳｉ基板２とを高
精度に位置合わせすることができるようになる。これに
より、Ｓｉ基板２の各光通路用窓５の光軸とマイクロレ
ンズアレイ１１の各マイクロレンズ１１Ａの光軸とを容
易にかつ高精度に一致させることができるようになる。
【００６３】（５） 以上の効果によって、各光ファイ
バから各受光素子１５Ａまでの光伝送路を、極めて容易
にかつ高精度に結合させることができるようになる。
【００６４】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。
【００６５】図９はＳｉ基板３１に受光素子基板３２及
びマイクロレンズアレイ３３を一体的に結合したＭＰＯ
アダプタを示す側面図、図１０はＳｉ基板３１の一側面
を示す正面図、図１１はＳｉ基板３１の他側面を示す背
面図、図１２はマイクロレンズアレイ３３を示す正面
図、図１３は受光素子アレイ３５を備えた受光素子基板
３６を示す正面図である。
【００６６】本実施形態に係る光伝送路結合装置の全体
構成は、前記第１の実施形態に係る光伝送路結合装置と
ほぼ同様であるため、同一部分には、同一符号を付して
その説明を省略する。本実施形態の特徴は、マイクロレ
ンズアレイ３３及びＳｉ基板３１のガイド穴３７にあ
る。
【００６７】マイクロレンズアレイ３３は、微細加工技
術によって各マイクロレンズ３３Ａが成形される。この
マイクロレンズ３３Ａは、屈折率を変化させるにではな
く、マイクロレンズアレイ３３の板材表面を加工して実
際に隆起させて作成している。このため、各マイクロレ
ンズ３３Ａの表面は突出している。
【００６８】Ｓｉ基板３１のガイド穴３７は、光通路用
窓５と同じように、マイクロレンズ３３Ａの外形とほぼ
同じ直径に成形されている。これは、実際に隆起してい
るマイクロレンズアレイ３３の各マイクロレンズ３３Ａ
が嵌合するためである。なお、各ガイド穴３７が設けら
れる位置は、前記第１実施形態のガイド穴９と同じ位置
である。
【００６９】［動作］全体的な動作は前記第１の実施形
態と同様である。そして、本実施形態では、マイクロレ
ンズアレイ３３をＳｉ基板３１に取り付けるときには、
マイクロレンズアレイ３３の両外側の列の各マイクロレ
ンズ３３Ａをガイド穴３７に嵌合させる。これにより、
マイクロレンズアレイ３３がＳｉ基板３１に対して正確
に位置決めされ、Ｓｉ基板３１の光通路用窓５とマイク
ロレンズアレイ３３のマイクロレンズ３３Ａの光軸が一
致する。
【００７０】［効果］ （１） マイクロレンズアレイ３３のマイクロレンズ３
３Ａをガイド穴３７に嵌合させることで、それぞれの光
軸を容易にかつ高精度に一致させることができるように
なる。
【００７１】（２） Ｓｉ基板３１のガイド穴３７は光
通路用窓５と同様の構成であり、このガイド穴３７に対
応するマイクロレンズアレイ３３のマイクロレンズ３３
Ａも光通路用窓５に対応するマイクロレンズ３３Ａと同
様であるので、受光素子基板１６の受光素子アレイ１５
も対応して３列にすることにより、最大で３６本の光フ
ァイバの接続に対応することができるようになる。
【００７２】さらに、ガイド穴３７のうち、１列のみを
使用するようにしても、１列のうち全部を使用せずにそ
の一部、例えば１個だけを使用するようにしてもよい。
各用途、光ファイバの本数に応じて設定する。
【００７３】［第３の実施形態］図１４はＳｉ基板４１
に受光素子基板４２及びマイクロレンズアレイ４３を一
体的に結合した状態で、受光素子保護型２０及びレンズ
保護型４４を設けたＭＰＯアダプタを示す側面図、図１
５はＳｉ基板４１の一側面を示す正面図、図１６はＳｉ
基板４１の他側面を示す背面図、図１７はマイクロレン
ズアレイ４３を示す正面図、図１８は受光素子アレイ４
５を備えた受光素子基板４２を示す正面図である。
【００７４】本実施形態に係る光伝送路結合装置の全体
構成は、前記第１又は第２の実施形態に係る光伝送路結
合装置とほぼ同様であるため、同一部分には、同一符号
を付してその説明を省略する。
【００７５】本実施形態では、Ｓｉ基板４１の光通路用
窓５１は、平面長方形の長穴状に形成されている。第１
の実施形形態のＳｉ基板２に設けられていたガイド穴９
は設けられていない。
【００７６】基板４１の一側には、受光素子基板４２が
取り付けられている。さらに、第１の実施形態で言及し
た枠部２１と蓋部２２とからなる受光素子保護型２０が
受光素子基板４２を覆って取り付けられている。
【００７７】Ｓｉ基板４１の他側には、本実施形態の特
徴であるマイクロレンズアレイ４３及びこれを支持する
レンズ保護型４４が設けられている。
【００７８】マイクロレンズアレイ４３は、屈折率分布
を調整して構成されている。このため、外形的には突起
部のない平板状に形成されている。レンズ保護型４４
は、図８に示すように、その全体をＳｉ基板４１と同様
に、肉厚の長方形状に形成され、Ｓｉ基板４１のガイド
ピン穴３, ４と整合したガイドピン穴４６, ４７が設け
られている。さらに、各ガイドピン穴４６, ４７の間に
は、マイクロレンズアレイ４３を嵌合支持するレンズ嵌
合穴４８が設けられている。レンズ嵌合穴４８及びマイ
クロレンズアレイ４３は、異方性エッチングの技術によ
って高精度に仕上げられている。これにより、レンズ嵌
合穴４８の内側寸法は、マイクロレンズアレイ４３の外
側寸法と正確に整合され、このマイクロレンズアレイ４
３を正確に支持するようになっている。即ち、レンズ嵌
合穴４８にマイクロレンズアレイ４３が嵌合した状態
で、レンズ保護型４４をＳｉ基板４１に整合させた状態
で取り付けると、マイクロレンズ４３Ａの光軸と受光素
子基板４２の各受光素子４２Ａの光軸とを一致するよう
になっている。
【００７９】［効果］前記構成により、マイクロレンズ
アレイ４３をレンズ保護型４４で支持することで、高精
度な位置決めができるようになる。
【００８０】［第４の実施形態］本実施形態は、異方性
エッチングによる部品成形時の誤差を解消したものであ
る。
【００８１】異方性エッチングは部品を高精度に仕上げ
るのに適した技術であるが、この技術の場合でも光学的
レベルから見ると、問題となる程度の誤差を生じる。
【００８２】図１９はＳｉ基板６１のガイドピン穴６
２, ６３を異方性エッチングの技術で成形したときの誤
差による光学的な軸ずれを示す模式図である。異方性エ
ッチングによる誤差は一般に１／１００程度であるが、
ここでは、説明のため、１／１０の誤差を生じた状態を
示している。図１９においては、Ｓｉ基板６１のガイド
ピン穴６２, ６３は、異方性エッチングによって左面か
ら右面に向かって空けられた例である。この場合、最初
に穴が空けられる左面側の直径の方が、最後に穴が空け
られる右面側の直径よりも僅かに大きくなっている。こ
のため、ガイドピン穴６２, ６３に挿入されたガイドピ
ン６４は、図１９中の一点破線で示すように、ガイドピ
ン穴６２, ６３の中でも相対的に最小径となる右端を中
心にして回動する。この結果、光ファイバから受光素子
基板６５の受光素子（図示せず）に入射する光が、図中
の一点破線で示す角度だけずれてしまうことになる。
【００８３】この光軸のずれを解消するのが図２０に示
す光軸セルフアライメント用治具６６である。この光軸
セルフアライメント用治具６６は、Ｓｉ基板６１に当接
してガイドピン穴６２, ６３の光軸を基準面６７Ａに対
して垂直に調整する基台６７と、この基台６７の基準面
に対して垂直に取り付けられたガイドピン６８とから構
成されている。基台６７は、Ｓｉ基板６１に当接する基
準面６７Ａを有し、この基準面６７Ａに、Ｓｉ基板６１
に取り付けられたマイクロレンズアレイ６９を収納する
マイクロレンズアレイ収納凹部７０が設けられている。
ガイドピン６８はＳｉ基板６１のガイドピン穴６２, ６
３に対応して同一直径で、かつ同一間隔に２本設けられ
ている。
【００８４】［動作］前記構成の光軸セルフアライメン
ト用治具６６を用いた光軸の調整は次のようにして行
う。
【００８５】光軸セルフアライメント用治具６６のガイ
ドピン６８にＳｉ基板６１のガイドピン穴６２, ６３を
嵌合させた状態で、Ｓｉ基板６１の一側面を光軸セルフ
アライメント用治具６６の基準面６７Ａに当接させる。
この状態で、光軸セルフアライメント用治具６６のガイ
ドピン６８は、Ｓｉ基板６１のガイドピン穴６２, ６３
の最小径の部分に接触している。そして、Ｓｉ基板６１
のガイドピン穴６２,６３の光軸と光軸セルフアライメ
ント用治具６６のガイドピン６８の光軸とは正確に一致
している。
【００８６】次いで、Ｓｉ基板６１の他側面に取り付け
た受光素子アレイ６５を封止する素子封止用型７１を取
り付ける。具体的には、光軸セルフアライメント用治具
６６のガイドピン６８に素子封止用型７１のガイドピン
穴７２, ７３を嵌合させた状態で、素子封止用型７１が
Ｓｉ基板６１に当接するまで押し込む。この状態で、前
記同様に、ガイドピン６８は、ガイドピン穴７２, ７３
の最小径の部分に接触している。そして、素子封止用型
７１のガイドピン穴７２, ７３の光軸と光軸セルフアラ
イメント用治具６６のガイドピン６８の光軸とは正確に
一致している。
【００８７】これにより、Ｓｉ基板６１のガイドピン穴
６２, ６３の光軸と、素子封止用型７１のガイドピン穴
７２, ７３の光軸とが正確に一致している。この状態
で、Ｓｉ基板６１と素子封止用型７１とを接着等によっ
て互いに固定する。
【００８８】なお、図１４に示すように、Ｓｉ基板４１
にレンズ保護型４４を設けている場合は、このレンズ保
護型４４から側から順番に挿入して固定していく。
【００８９】［効果］ガイドピン穴の入口と出口の間の
寸法に誤差がある場合でも、光軸のずれのない高精度な
光伝送路結合装置の制作が可能になる。
【００９０】［変形例］ （１） 封止手段としては樹脂注入封止を用いた場合で
も、前記同様の効果奏す得ることができる。
【００９１】（２） 受光素子基板１６の変わりに、光
学素子とＬＳＩ等の他の素子が一体成形されている素子
を用いた場合でも、前記同様の効果を奏することができ
る。また、ＬＳＩの場合、装置の小型化を図ることがで
き、使い勝手がよくなる。
【００９２】（３） 光通路用窓、ガイド穴、ガイドピ
ン穴等は、丸や長方形のみならず、多角形でも実現可能
である。
【００９３】また、バンプやパッド、配線パターンの形
状は、図示する形状に限らず、各種の形状の場合でも、
前記同様の効果を奏することができる。
【００９４】（４） 基板の穴の形状は、エッチングの
みならず、レーザーや機械による精密加工により行った
場合にも、前記同様の効果を奏することができる。
【００９５】（５） シリコンエッチングによる基板の
穴の形成は、（１１１）面のＶ溝エッチングの技術によ
り、基板の肉厚を薄くして貫通穴を形成し、複数枚の貼
り合わせ又は１枚で行った場合にも、前記同様の効果を
奏することができる。
【００９６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、簡単な構造で、正確な位置決めができると共に
コストの低減を図ることができる容易なる。
【００９７】さらに、光学素子の劣化、結露等による通
信機能低下を確実に防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｓｉ基板に受光素子基板及びマイクロレンズア
レイを一体的に結合したＭＰＯアダプタにＭＰＯコネク
タを結合させる状態を示す側面図トである。
【図２】シリコンウエハで作成されたＳｉ基板の一側面
を示す正面図である。
【図３】Ｓｉ基板の他側面を示す背面図である。
【図４】マイクロレンズアレイ１１を示す正面図であ
る。
【図５】受光素子アレイ１を備えた受光素子基板１６を
示す正面図である。
【図６】受光素子保護型の枠部を示す正面図である。
【図７】受光素子保護型の蓋部を示す正面図である。
【図８】レンズ保護型を示す正面図である。
【図９】第２の実施形態に係るＳｉ基板に受光素子基板
及びマイクロレンズアレイを一体的に結合したＭＰＯア
ダプタを示す側面図である。
【図１０】Ｓｉ基板の一側面を示す正面図である。
【図１１】Ｓｉ基板の他側面を示す背面図である。
【図１２】マイクロレンズアレイを示す正面図である。
【図１３】受光素子アレイを備えた受光素子基板を示す
正面図である。
【図１４】第３の実施形態に係るＳｉ基板に受光素子基
板及びマイクロレンズアレイを一体的に結合した状態
で、受光素子保護型及びレンズ保護型を設けたＭＰＯア
ダプタを示す側面図である。
【図１５】Ｓｉ基板の一側面を示す正面図である。
【図１６】Ｓｉ基板の他側面を示す背面図である。
【図１７】マイクロレンズアレイを示す正面図である。
【図１８】受光素子アレイを備えた受光素子基板を示す
正面図である。
【図１９】Ｓｉ基板のガイドピン穴を異方性エッチング
の技術で成形したときの誤差による光学的な軸ずれを示
す模式図である。
【図２０】光軸セルフアライメント用治具を示す側面図
である。
【符号の説明】
１：光伝送路結合装置、２：Ｓｉ基板、３, ４：ガイド
ピン穴、５：光通路用窓、６：ＭＰＯコネクタ、７,
８：ガイドピン、９：ガイド穴、１０：配線パターン、
１０Ａ：バンプ、１１：マイクロレンズアレイ、１１
Ａ：マイクロレンズ、１１Ｂ：突起、１５：受光素子ア
レイ、１５Ａ：受光素子、１６：受光素子基板、１７：
パッド。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一側部材に設けられたガイドピン穴に、
    他側部材に設けられたガイドピンを嵌合することで互い
    の光軸を一致させて光伝送路を結合させる光伝送路結合
    方法において、 前記一側部材にそのガイドピン穴を基準として、又は他
    側部材にそのガイドピンを基準として特定される位置に
    光学系及び光学素子用基板取付けバンプを配設し、 前記一側部材又は他側部材に取り付けられる光学素子用
    基板のうち前記バンプと対応する位置にフリップチップ
    ボンデイング用パッドを配設すると共にこのパッドを基
    準として前記光学系に対応する位置に光学素子を配設
    し、 前記バンプとパッドのフリップチップボンデイングによ
    って、前記一側部材又は他側部材の光学系の光軸と前記
    光学素子用基板の光学素子の光軸とを自動的に一致させ
    ることを特徴とする光伝送路結合方法。
  2. 【請求項２】 一側部材に設けられたガイドピン穴に、
    他側部材に設けられたガイドピンを嵌合することで互い
    の光軸を一致させて光伝送路を結合させる光伝送路結合
    方法において、 前記一側部材又は他側部材に、光通路用窓と、この光通
    路用窓を基準として特定される位置に配設されたガイド
    穴とを設けると共に、前記光通路用窓及びガイド穴に対
    向してマイクロレンズアレイを取り付け、 このマイクロレンズアレイが、突起部を備えた複数のマ
    イクロレンズからなると共に、その一部が前記光通路用
    窓に光軸を一致させた状態で対応して配設される光伝送
    用レンズとなり、他の一部がその突起部を前記ガイド穴
    に嵌合して位置決めを行う位置決め用レンズとなり、 この位置決め用レンズの突起部を前記ガイド穴に嵌合さ
    せることで、前記光伝送用レンズの光軸と前記光通路用
    窓の光軸とを一致させることを特徴とする光伝送路結合
    方法。
  3. 【請求項３】 一側部材に設けられたガイドピン穴に、
    他側部材に設けられたガイドピンを嵌合することで互い
    の光軸を一致させて光伝送路を結合させる光伝送路結合
    方法において、 前記一側部材又は他側部材に、光通路用窓と、この光通
    路用窓を基準として特定される位置に配設されたガイド
    穴とを設けると共に、前記光通路用窓及びガイド穴に対
    向してマイクロレンズアレイを取り付け、 このマイクロレンズアレイが、複数のマイクロレンズか
    らなると共に、その一部が前記光通路用窓に光軸を一致
    させた状態で対応して配設される光伝送用レンズとな
    り、他の一部が前記ガイド穴に嵌合して位置決めを行う
    位置決め用レンズとなり、 この位置決め用レンズを前記ガイド穴に嵌合させること
    で、前記光伝送用レンズの光軸と前記光通路用窓の光軸
    とを一致させることを特徴とする光伝送路結合方法。
  4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の光伝送路結合方
    法において、 前記ガイド穴を、光通路用窓として用いることを特徴と
    する光伝送路結合方法。
  5. 【請求項５】 一側部材に設けられたガイドピン穴に、
    他側部材に設けられたガイドピンを嵌合することで互い
    の光軸を一致させて光伝送路を結合させる光伝送路結合
    方法において、 前記一側部材にそのガイドピン穴を基準として、又は他
    側部材にそのガイドピンを基準として特定される位置に
    光学系及び光学素子用基板取付けバンプを配設し、 前記一側部材又は他側部材に取り付けられる光学素子用
    基板のうち前記バンプと対応する位置にフリップチップ
    ボンデイング用パッドを配設すると共にこのパッドを基
    準として前記光学系に対応する位置に光学素子を配設
    し、 前記バンプとパッドのフリップチップボンデイングによ
    って、前記一側部材又は他側部材の光学系の光軸と前記
    光学素子用基板の光学素子の光軸とを自動的に一致さ
    せ、 前記光学系を、光通路用窓と、この光通路用窓を基準と
    して特定される位置に配設されたガイド穴とから構成す
    ると共に、この光学系に対向してマイクロレンズアレイ
    を取り付け、 このマイクロレンズアレイを、突起部を備えた複数のマ
    イクロレンズから構成すると共に、その一部が前記光通
    路用窓に光軸を一致させた状態で対応して配設される光
    伝送用レンズとなり、他の一部がその突起部を前記ガイ
    ド穴に嵌合して位置決めを行う位置決め用レンズとな
    り、 この位置決め用レンズの突起部を前記ガイド穴に嵌合さ
    せることで、前記光伝送用レンズの光軸と前記光通路用
    窓の光軸とを一致させることを特徴とする光伝送路結合
    方法。
  6. 【請求項６】 一側部材に設けられたガイドピン穴に、
    他側部材に設けられたガイドピンを嵌合することで互い
    の光軸を一致させて光伝送路を結合させる光伝送路結合
    方法において、 前記一側部材にそのガイドピン穴を基準として、又は他
    側部材にそのガイドピンを基準として特定される位置に
    光学系及び光学素子用基板取付けバンプを配設し、 前記一側部材又は他側部材に取り付けられる光学素子用
    基板のうち前記バンプと対応する位置にフリップチップ
    ボンデイング用パッドを配設すると共にこのパッドを基
    準として前記光学系に対応する位置に光学素子を配設
    し、 前記バンプとパッドのフリップチップボンデイングによ
    って、前記一側部材又は他側部材の光学系の光軸と前記
    光学素子用基板の光学素子の光軸とを自動的に一致さ
    せ、 前記光学系を、光通路用窓と、この光通路用窓を基準と
    して特定される位置に配設されたガイド穴とから構成す
    ると共に、この光学系に対向してマイクロレンズアレイ
    を取り付け、 このマイクロレンズアレイを、複数のマイクロレンズか
    ら構成すると共に、その一部が前記光通路用窓に光軸を
    一致させた状態で対応して配設される光伝送用レンズと
    なり、他の一部が前記ガイド穴に嵌合して位置決めを行
    う位置決め用レンズとなり、 この位置決め用レンズを前記ガイド穴に嵌合させること
    で、前記光伝送用レンズの光軸と前記光通路用窓の光軸
    とを一致させることを特徴とする光伝送路結合方法。
  7. 【請求項７】 他側部材のガイドピンが嵌合することで
    互いの光軸を一致させて光伝送路を結合させるガイドピ
    ン穴を有する一側部材を、基台の基準面に対して垂直に
    取り付けられたガイドピンに嵌合して基台の基準面に当
    接させ、さらにガイドピン穴を有する素子封止用型を前
    記ガイドピンに嵌合して前記一側部材と光軸を一致させ
    た状態で、これらを互いに結合させることを特徴とする
    光伝送路結合方法。
  8. 【請求項８】 ガイドピン穴を有する一側部材と、前記
    ガイドピン穴に嵌合することで互いの光軸を一致させて
    光伝送路を結合させるガイドピンを有する他側部材とを
    備えた光伝送路結合装置において、 前記一側部材のそのガイドピン穴を基準として、又は他
    側部材のそのガイドピンを基準として特定される位置に
    配設された光学系及び光学素子用基板取付けバンプと、 前記一側部材又は他側部材に前記バンプと対向して取り
    付けられ、前記光伝送路に光軸が一致した光学素子を搭
    載して支持する光学素子用基板と、 この光学素子用基板のうち、前記バンプと対応する位置
    に設けられたフリップチップボンデイング用パッドと、 前記光学素子用基板のうち、前記パッドを基準として、
    前記光学系と対応する位置に設けられた光学素子とを備
    え、 前記バンプとパッドのフリップチップボンデイングによ
    って、前記光学素子用基板が、前記光学系と前記光学素
    子の光軸が互いに一致した状態で、前記一側部材又は他
    側部材に取り付けられたことを特徴とする光伝送路結合
    装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の光伝送路結合装置にお
    いて、 前記一側部材又は他側部材に設けられた光学系が、光通
    路用窓と、この光通路用窓を基準として特定される位置
    に配設されたガイド穴とからなると共に、前記一側部材
    又は他側部材に前記光学素子用基板と対向してマイクロ
    レンズアレイを取り付け、 このマイクロレンズアレイが、突起部を備えた複数のマ
    イクロレンズからなると共に、その一部が前記光通路用
    窓に光軸を一致させた状態で対応して配設される光伝送
    用レンズとなり、他の一部がこの光伝送用レンズを基準
    として特定される位置に前記ガイド穴と対向して配設さ
    れ、突起部がこのガイド穴に嵌合することで前記光伝送
    用レンズと前記光通路用窓の光軸が互いに一致する位置
    決め用レンズとなることを特徴とする光伝送路結合装
    置。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載の光伝送路結合装置に
    おいて、 前記一側部材又は他側部材に設けられた光学系が、光通
    路用窓と、この光通路用窓を基準として特定される位置
    に配設されたガイド穴とからなると共に、前記一側部材
    又は他側部材に前記光学素子用基板と対向してマイクロ
    レンズアレイを取り付け、 このマイクロレンズアレイが、複数のマイクロレンズか
    らなると共に、その一部が前記光通路用窓に光軸を一致
    させた状態で対応して配設される光伝送用レンズとな
    り、他の一部がこの光伝送用レンズを基準として特定さ
    れる位置に前記ガイド穴と対向して配設され、このガイ
    ド穴に嵌合することで前記光伝送用レンズと前記光通路
    用窓の光軸が互いに一致する位置決め用レンズとなるこ
    とを特徴とする光伝送路結合装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９又は１０に記載の光伝送路結
    合装置において、 前記ガイド穴を、光通路用窓として用いることを特徴と
    する光伝送路結合装置。
  12. 【請求項１２】 ガイドピン穴を有する一側部材と、前
    記ガイドピン穴に嵌合することで互いの光軸を一致させ
    て光伝送路を結合させるガイドピンを有する他側部材と
    を備えた光伝送路結合装置において、 前記一側部材のそのガイドピン穴を基準として、又は他
    側部材のそのガイドピンを基準として特定される位置に
    配設された光学系及び光学素子用基板取付けバンプと、 前記一側部材又は他側部材に前記バンプと対向して取り
    付けられ、前記光伝送路に光軸が一致した光学素子を搭
    載して支持する光学素子用基板と、 この光学素子用基板のうち、前記バンプと対応する位置
    に設けられたフリップチップボンデイング用パッドと、 前記光学素子用基板のうち、前記パッドを基準として、
    前記光学系と対応する位置に設けられた光学素子とを備
    え、 前記バンプとパッドのフリップチップボンデイングによ
    って、前記光学素子用基板が、前記光学系と前記光学素
    子の光軸が互いに一致した状態で、前記一側部材又は他
    側部材に取り付けられるとともに、 前記光学系が、光通路用窓と、この光通路用窓を基準と
    して特定される位置に配設されたガイド穴とからなると
    共に、前記一側部材又は他側部材に前記光学素子用基板
    と対向してマイクロレンズアレイを取り付け、 このマイクロレンズアレイが、突起部を備えた複数のマ
    イクロレンズからなると共に、その一部が前記光通路用
    窓に光軸を一致させた状態で対応して配設される光伝送
    用レンズとなり、他の一部がこの光伝送用レンズを基準
    として特定される位置に前記ガイド穴と対向して配設さ
    れ、突起部がこのガイド穴に嵌合することで前記光伝送
    用レンズと前記光通路用窓の光軸が互いに一致する位置
    決め用レンズとなることを特徴とする光伝送路結合装
    置。
  13. 【請求項１３】 ガイドピン穴を有する一側部材と、前
    記ガイドピン穴に嵌合することで互いの光軸を一致させ
    て光伝送路を結合させるガイドピンを有する他側部材と
    を備えた光伝送路結合装置において、 前記一側部材のそのガイドピン穴を基準として、又は他
    側部材のそのガイドピンを基準として特定される位置に
    配設された光学系及び光学素子用基板取付けバンプと、 前記一側部材又は他側部材に前記バンプと対向して取り
    付けられ、前記光伝送路に光軸が一致した光学素子を搭
    載して支持する光学素子用基板と、 この光学素子用基板のうち、前記バンプと対応する位置
    に設けられたフリップチップボンデイング用パッドと、 前記光学素子用基板のうち、前記パッドを基準として、
    前記光学系と対応する位置に設けられた光学素子とを備
    え、 前記バンプとパッドのフリップチップボンデイングによ
    って、前記光学素子用基板が、前記光学系と前記光学素
    子の光軸が互いに一致した状態で、前記一側部材又は他
    側部材に取り付けられると共に、 前記光学系が、光通路用窓と、この光通路用窓を基準と
    して特定される位置に配設されたガイド穴とからなると
    共に、前記一側部材又は他側部材に前記光学素子用基板
    と対向してマイクロレンズアレイを取り付け、 このマイクロレンズアレイが、複数のマイクロレンズか
    らなると共に、その一部が前記光通路用窓に光軸を一致
    させた状態で対応して配設される光伝送用レンズとな
    り、他の一部がこの光伝送用レンズを基準として特定さ
    れる位置に前記ガイド穴と対向して配設され、このガイ
    ド穴に嵌合することで前記光伝送用レンズと前記光通路
    用窓の光軸が互いに一致する位置決め用レンズとなるこ
    とを特徴とする光伝送路結合装置。
  14. 【請求項１４】 請求項９ないし１３のいずれかに記載
    の光伝送路結合装置において、 前記位置決め用レンズ及び光伝送用レンズが１又は複数
    配設されたことを特徴とする光伝送路結合装置。
  15. 【請求項１５】 請求項９ないし１４のいずれかに記載
    の光伝送路結合装置において、 光ファイバを用いて光伝送路を構成し、この光ファイバ
    の先端部を前記光伝送用レンズの裏面に直接に接触させ
    たことを特徴とする光伝送路結合装置。
  16. 【請求項１６】 ガイドピン穴を有する基板を基準面に
    当接させてそのガイドピン穴の光軸を基準面に対して垂
    直に調整する基台と、 この基台の基準面に対して垂直に取り付けられ、ガイド
    ピン穴を有する複数の基板を重ね合わせて互いに結合さ
    せる際に各基板の光軸を互いに一致させた状態で支持す
    るガイドピンとから構成されたことを特徴とする光軸セ
    ルフアライメント用治具。
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