JP6274025B2 - 光受信モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち、特許文献2の光受信モジュールでは、波長多重化された信号光が入射され異なる波長の複数の信号光に分波する光分波器と、該光分波器により分波された分波信号光をそれぞれパッケージ底壁方向に向けて反射させる反射器とが、パッケージ底壁から支持部材により離間させて配置したキャリア上に実装された形態で収容されている。また、反射器で反射された分波信号光をそれぞれ集光する複数のレンズを介して該分波光信号をそれぞれ受光する複数の受光素子と、受光素子からの出力信号を増幅するプリアンプ回路とが互いに近接してパッケージ底壁上に実装されて収容されている。
しかし、特許文献2の光受信モジュールでは、光分波器及び反射器をパッケージ内に調芯して収容するのが難しいが、特許文献2ではその点について開示していない。また、特許文献1は異なる構造の光受信モジュールに関するものであり上述の点について開示していない。
以下では、光受信モジュール10のレセプタクル部11側を前側、反対側を後側として説明する。
これらパッケージ部12と端子部13が本発明の「パッケージ」を構成する。
レンズアレイ28は、図3に示すように、複数のレンズ28aが透明なガラス基板28bと一体に形成されたものである。PDアレイ29は、複数のPD29aが一体に形成されたものである。
レンズアレイ28とPDアレイ29は、受光感度を高めるため、レンズ28aのピッチとPD29aのピッチ、言い換えると隣接PD間隔と隣接レンズ間隔が設計上一致しており、各レンズ28aと各PD29aの光軸が略一致するように固定される。
第2の実装基板31は、例えば銅タングステン基板から成るものであって、図4に示すように、パッケージ内の後端であって、端子13aからの高周波・電源ラインが敷設されたフィードスルー(feed-through)基板13bの直近に実装される。
第2の実装基板31の後方には、IC部品32(図1参照)が実装しやすいように当該部品32の形状に合わせたそのパターン31aが形成されている。また、図示は省略するが、第2の実装基板31の側方には、ダイキャパシタ等の電子部品用の実装パターンが形成されている。第2の実装基板31のIC部品32及びダイキャパシタが存在しない部分すなわち前方部分には、第1の実装基板30が実装される。
反射器27は、O-DeMux26により分波された複数の信号光をPDアレイ29に向けてその光軸を曲げるものであり、例えば、プリズムで形成され、その反射面27aは45度の角度で、O-DeMux26の方向に向くようにして、キャリア25の後端部に実装される。
キャリア25は、O-DeMux26と反射器27を実装するものである。なお、戻り光対策等のため、O-DeMux26はブッシュ23の前端面の基準面23a(図8(A)参照)に対して所定の角度をつけて固定されている。
まず、矩形のキャリア25を所定の冶具上に固定する。そして、キャリア25の所定位置すなわちO-DeMux26及び反射器27の実装位置に紫外線硬化樹脂を一定量塗布する。さらに、外部光源を準備し、キャリア25の後端辺25aを基準辺として該外部光源の光軸がこの基準辺に対して90°をなすように設定する。この設定のために後端辺25aの少なくとも一部は反射面とされる。
最後に紫外線を照射しさらに熱を加えて両部品をキャリア25に固定することで中間アセンブリが得られる。
第1の実装基板30の中央部分には共晶半田30a(図3参照)が塗布されているが、この塗布部分に図6(A)に示すようにPDアレイ29をダイボンディングする。同様に、第1の実装基板30のPDアレイ29が実装されていない両端部分に、裏面に金属メッキが施された支持ポスト33を2個固定する。
図6(B)に示すように、パッケージ内の予め決められた箇所に第2の実装基板31を固定する。固定に際しては、共晶合金ペレットを使用する。この第2の実装基板31は、IC部品やPDアレイを実装するため、フィードスルー基板13bの近傍で且つパッケージの中心と第2の実装基板31との中心が略一致するように実装される。
第2の実装基板31にはIC部品の形状に沿ったパターン31a(図4参照)が形成されており、そのパターン内部に、Agフィラーのエポキシ接着剤などの導電性接着剤を一定量塗布した後、パターン形状に沿って、図6(C)に示すように第2の実装基板31上にIC部品32を載置し、導電性接着剤を熱硬化して固定する。
図示は省略するが、同様に、ダイキャパシタの外形に沿ったパターンが第2の実装基板31に形成されているので、そのパターン内部に一定量の導電性接着剤を塗布した後、このパターンに沿ってダイキャパシタを載置し、導電性接着剤を熱硬化して固定する。
上記(1)の工程で作製した、PDアレイ29を実装した第1の実装基板30を図6(D)に示すように第2の実装基板31上に載置する。
より詳細には、まず、第2の実装基板31上の予め決められた箇所すなわち第1の実装基板30の実装箇所に導電性接着剤を一定量塗布する。次に、専用コレット及び該コレットの駆動装置を用いて、(1)の工程で作製した第1の実装基板30を吸着する。そして、コレットに吸着された第1の実装基板30とパッケージの中心とが略一致するような形態で、パッケージ前壁のブッシュ23の外面である実装基準面(以下、基準面)23aに、第1の実装基板30の後端を軽く突き当て、その基準面23aに対して第1の実装基板30すなわちPDアレイ29が平行になるように調整する。そして、コレットを一旦上方に移動した上で、基準面23aより予め決められた量だけ後方に移動した後、コレットごと第1の実装基板30を第2の実装基板31に押え付ける。その状態で第1の実装基板30の裏面の導電性接着剤を熱硬化する。熱硬化終了後、フィードスルー基板13b上の配線パターンとIC部品32との間、同配線パターンとダイキャパシタとの間、PDアレイ29とIC部品32との間、PDアレイ29とダイキャパシタとの間などをワイヤボンディングにより電気接続する。
まず、図7に示すように、パッケージフレーム20等から成るパッケージを専用のステージ40上に固定する。次に、第1の実装基板上に実装された支持ポスト33の頂部に紫外線硬化型接着剤を一定量塗布する。そして、レンズアレイ28を把持する専用のコレット50を用いてレンズアレイ28を把持し、当該コレットの駆動装置を用いて、(4)の工程と同様に、レンズアレイ28の中心とパッケージの中心とが略一致するような形態で、図8(A)に示すように、パッケージの基準面23aにレンズアレイ28を突き当てる。その後、レンズアレイ28を把持したコレットをPDアレイ29の直上に移動する。ここで、レンズアレイ28の中心とPDアレイ29の中心とが一致しているか否かを確認する。両者がオフセットしている場合には、パッケージの長軸に垂直方向にのみレンズアレイ28をスライドし両者の中心を一致させる。上記確認は目視で行う。その上で、コレットを降下し、レンズアレイ28の底面を支持ポスト33に押え付けつつ、紫外線を照射してレンズアレイ28を仮固定し、コレットによるレンズアレイ28の把持を解消した後、熱硬化を行ってレンズアレイ28をPDアレイ29の上方で固定する。この工程の特徴は、レンズアレイ28とPDアレイ29との調芯を全て目視により行っていることである。
まず、パッケージ内部の支持部材24が実装される箇所に紫外線硬化型接着剤を塗布する。次に、(5)の工程と同様に、所定のコレット及び当該コレットの駆動装置を用いて、支持部材24を、該支持部材24の中心とパッケージの中心とが略一致するような形態で、図8(B)に示すように、パッケージの基準面23aに支持部材24を突き当て、この基準面23aと平行となるように調整する。その後、支持部材24をパッケージ上の予め決められた箇所に移動し、一定荷重を付与しながらコレットごとパッケージ底壁21に当て付けた後、紫外線を照射して仮固定を行う。この段階では支持部材24の上には何も搭載されていない。支持部材24は上部に開いた断面U字形状の部品であり、当該工程では単に支持部材24をパッケージ内に実装したのみである。
まず、(6)の工程で仮固定した支持部材24の2辺の頂部に紫外線硬化型接着剤を塗布する。次に、(6)の工程と同様に、所定のコレット及び当該コレットの駆動装置を用いて、中間アセンブリMの調芯を行うことになる。
具体的には、まず初めに、(6)の工程まで行ったパッケージを図9に示すように実装ステージ60に固定する。実装ステージ60には、平坦面60aが設けられ、また、該平坦面60aに対して垂直な衝立面61aを有する断面L字の実装冶具61が平坦面60a上に設けられている。パッケージはその前端の基準面23aが衝立面61aに押し付けられて固定される。これにより、衝立面61aと基準面23aの平行度を維持する。なお、実装冶具61は、例えば一様の厚みを有するSUS板を90°折り曲げることで作製できる。また、実装冶具61は、後の工程で実装冶具61aにパッケージを固定したままでパッケージ外から光学窓19を介してパッケージ内へ光を入射できるように開口61bが設けられている。
そして、外部光源70の光軸がパッケージの基準面23aに垂直になるように調整する。具体的には、まず、実装冶具61の衝立面61aの反対側の面61cに沿ってミラー62を配し衝立面61aとミラー62とが平行になるようにセットする。そして、外部光源70のレーザ光をこのミラー62に照射し、外部光源70の受光部で受光されるミラー62からの反射光強度が最大になるように外部光源70の角度を調整する。
(7)までの実装が終了した後は、周知技術に倣い、パッケージフレーム20の上面にパッケージ蓋体を載置し、真空下でシーム溶接を行う。そして、ブッシュ23の前面にレセプタクル部を溶接により取り付けるともに、パッケージの高周波ライン及び電源ラインが形成されている部分にFPC(フレキシブルプリント回路基板)を取り付けることにより、集積ROSA(Receiving Optical Sub-Assembly)が完成する。
Claims (4)
- 波長多重光を受信し、該波長多重光を光分波器により波長に基づいて複数の信号光に分波し、該複数の信号光を反射器により反射してレンズアレイを介してPDアレイで受光する光受信モジュールの製造方法であって、
前記光分波器及び前記反射器はキャリア上に搭載されており、前記光分波器、前記キャリア、前記反射器、前記レンズアレイ、前記PDアレイは実装基準面を有するパッケージに搭載されており、
前記製造方法は、
前記実装基準面を基準に、前記レンズアレイ及び前記PDアレイを前記パッケージに実装する工程と、
前記反射器を前記キャリアの一辺に対して平行に、前記光分波器を前記キャリアの前記一辺に対して所定の角度をもって前記キャリアの第1の面に実装する工程と、
前記実装基準面に対して垂直な光軸を有する外部光源を準備する工程と、
前記キャリアの第1の面を前記パッケージに実装された前記レンズアレイに対向させた状態で前記光分波器の入射側面を前記外部光源の光軸に対して垂直とした後、該キャリアを所定角度回転する工程と、
前記反射器で反射した光が前記PDアレイに受光されるように前記キャリアを前記PDアレイに対して調芯する工程と、を含む光受信モジュールの製造方法。 - 前記レンズアレイ及び前記PDアレイを前記パッケージに実装する工程は、
前記PDアレイの一辺を前記実装基準面に突き当てた後、前記PDアレイを平行移動して前記パッケージに実装する工程と、
前記レンズアレイの一辺を前記実装基準面に突き当てた後、前記レンズアレイを平行移動して前記レンズアレイの中心と前記PDアレイの中心を一致させ、前記レンズアレイを前記パッケージに実装する工程とを含む請求項1に記載の光受信モジュールの製造方法。 - 前記キャリアを前記PDアレイに対して調芯する工程は、
前記波長多重光を出射する光源を準備する工程と、
該光源が出力する波長多重光を前記光分波器に入射して前記複数の信号光に分波し、該複数の信号光それぞれを前記反射器で反射して、前記レンズアレイで前記PDアレイ上に集光し、前記PDアレイの出力信号が所定値以上となるように前記キャリアを前記PDアレイに対して調芯する工程、を含む請求項1または2に記載の光受信モジュールの製造方法。 - 前記外部光源を準備する工程は、
前記実装基準面に対して平行でかつ該実装基準面に対向する反射面を準備する工程と、
前記外部光源の出射光を前記反射面で反射させて、前記外部光源の光軸を前記実装基準面に対して垂直にする工程を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の光受信モジュールの製造方法。
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