JP2014085465A - 光モジュールの製造方法およびレンズ部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 実装機による迅速な実装プロセスに適合した光モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】 第一の面が第一支持部９１を向く姿勢にレンズ部品６０を配置し、第一支持部９１によってレンズ部品６０の第一吸着面６７を吸着し、レンズ部品６０を載置台９４に運び、レンズ部品６０を載置台９４に置き、接着剤付与部８０に接着剤Ｚを塗布し、レンズ部品６０の第二の面が第二支持部９２を向く姿勢にレンズ部品６０を配置し、第二支持部９２によって、レンズ部品６０の第二吸着面を吸着し、基板２４の所定位置にレンズ部品６０を置き、接着剤Ｚを介してレンズ部品６０を基板２４に固定する、光モジュール１の製造方法が提供される。
【選択図】 図８

Description

本発明は、光モジュールの製造方法およびそれに用いられるレンズ部品に関する。

電気信号を光信号に変換する、あるいは、光信号を電気信号に変換する光モジュールが知られている。このような光モジュールは、光ファイバと、発光素子と、受光素子と、発光素子および受光素子と光ファイバとを光接続するレンズ部品とを備えている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−１６３２１２号公報

ところで、特許文献１に記載のレンズ部品は、レンズ部品に一対の丸ボス穴状のレーザ位置決め用凹部を設け、受発光素子の搭載される基板に一対の円柱状のレーザ位置決め用凸部を設けている。レーザ位置決め用凹部とレーザ位置決め用凸部とを嵌合することにより、受発光素子とレンズ部品のレンズとの位置を合わせ、レンズ部品を基板に搭載している。

しかし、このように円柱状のレーザ位置決め用凸部をレーザ位置決め用凹部に嵌合させて、レンズ部品を基板に搭載する手法には、改善の余地がある。レーザ位置決め用凸部をレーザ位置決め用凹部に嵌合させるためには、レーザ位置決め用凹部の位置を認識し、レーザ位置決め用凸部をレーザ位置決め用凸部の位置まで正確に移動させ、レーザ位置決め用凸部をレーザ位置決め用凹部に挿入し、レーザ位置決め用凸部をレーザ位置決め用凹部の奥まで押し込む、といった工程が必要である。これらの工程を含む光モジュールの製造方法は、実装機による迅速な実装プロセスに適合させにくく、光モジュールの製造コストを下げられない要因の一つとなっている。

そこで本発明は、実装機による迅速な実装プロセスに適合した光モジュールの製造方法、およびそれに適したレンズ部品を提供する。

上記課題を解決することのできる本発明の光モジュールの製造方法は、
基板と、前記基板上に実装されたレンズ部品と、を備えた光モジュールの製造方法であって、
前記レンズ部品は、
前記基板に対向する第一の面に設けられた第一レンズ列と、
前記第一レンズ列とは異なる位置に設けられた第二レンズ列と、
前記第一レンズ列と前記第二レンズ列とを光接続する反射面と、
前記第一の面に設けられ、平坦な表面を有する第一吸着面と、
前記第一の面と異なる第二の面に設けられ、平坦な表面を有する第二吸着面と、
前記第一の面に設けられた接着剤付与部と、を有し、
前記光モジュールの製造方法は、
前記第一の面が第一支持部を向く姿勢に前記レンズ部品を配置し、
前記第一支持部によって前記レンズ部品の前記第一吸着面を吸着し、前記レンズ部品を載置台に運び、
前記接着剤付与部に接着剤を塗布し、
前記レンズ部品の前記第二の面が第二支持部を向く姿勢に前記レンズ部品を配置し、
前記第二支持部によって、前記レンズ部品の前記第二吸着面を吸着し、前記基板の所定位置に前記レンズ部品を置き、
前記接着剤を介して前記レンズ部品を前記基板に固定する。

上記光モジュールの製造方法において、
前記第一レンズ列および前記第二レンズ列には、複数のレンズが設けられており、
複数の前記レンズの位置を基に、前記第一支持部および前記第二支持部の少なくとも一方の吸着位置を認識する工程を備えてもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
前記第一レンズ列および前記第二レンズ列のレンズには、同心円状に設けられた複数のリングからなる金型加工痕が転写されており、
前記金型加工痕を基に、前記レンズの位置を求めてもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
前記レンズ部品には、前記載置台との位置決めに用いる位置決め部が設けられており、
前記位置決め部の位置を基に、前記第一支持部および前記第二支持部の少なくとも一方の吸着位置を特定する工程を備えてもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
前記第一レンズ列および前記第二レンズ列をなす複数のレンズは、複数のブロックに区画されており、
前記ブロック内の前記レンズは一定の間隔に配列されており、
異なる前記ブロックに位置されて隣り合う前記レンズの間隔は、前記ブロック内の前記レンズの間隔よりも広く、
異なる前記ブロックに位置して隣り合う一対の前記レンズを用いて、前記第一支持部および前記第二支持部の少なくとも一方の吸着位置を認識する工程を備えてもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
前記レンズ部品は、前記第二レンズ列の光軸方向に延びる一対のガイドピンを有し、
一対の前記ガイドピンの間の中心線を認識し、
前記中心線からの、前記第一レンズ列の各々のレンズの離間距離および前記第二レンズ列の各々のレンズの離間距離を求め、
前記第一レンズ列のレンズの離間距離と、前記第二レンズ列のレンズの離間距離とを比較し、両者の前記各々のレンズが対応する位置にあるか否かを判定してもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
一対の前記ガイドピンには、前記中心線を認識するためのマークが設けられており、
前記マークを基に、前記中心線を求めてもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
前記第二吸着面は、前記第一吸着面の反対側の面に設けられており、
前記第一吸着面および前記第二吸着面の法線方向から見たとき、前記第一レンズ列のレンズ配列方向と直交する方向の前記第一吸着面および前記第二吸着面の寸法が、前記レンズ部品全体の寸法の半分以上としてもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
前記接着剤付与部は前記第二レンズ列の光軸方向に沿って延びるように形成されており、
前記接着剤付与部の前記光軸方向における中央部分の一点に前記接着剤を塗布してもよい。

上記光モジュールの製造方法において、
前記接着剤付与部は前記第二レンズ列の光軸方向に沿って延びるように形成されており、
前記接着剤付与部は、前記基板と当接する当接部と、前記当接部から前記基板とは反対側に凹んだ接着剤収容部と、を有し、
前記接着剤収容部は、前記当接部に対して前記第一レンズ列と反対側に設けられており、
前記接着剤を、前記接着剤収容部に塗布してもよい。

上記課題を解決することのできる本発明のレンズ部品は、
上記光モジュールの製造方法に用いるレンズ部品であって、
基板に対向する第一の面に設けられた第一レンズ列と、
前記第一レンズ列とは異なる位置に設けられた第二レンズ列と、
前記第一レンズ列と前記第二レンズ列とを光接続する反射面と、
前記第一の面に設けられ、平坦な表面を有する第一吸着面と、
前記第一の面と異なる第二の面に設けられ、平坦な表面を有する第二吸着面と、
前記第一の面に設けられた接着剤付与部と、を有するレンズ部品。

上記レンズ部品において、
前記第二レンズ列の光軸方向に延びる一対のガイドピンを有し、
それぞれの前記ガイドピンには、一対の前記ガイドピンの中心線を認識するためのマークが設けられていてもよい。

上記レンズ部品において、
前記第一レンズ列および前記第二レンズ列のレンズには、同心円状に配置された複数のリングからなる金型加工痕が形成されていてもよい。

上記レンズ部品において、
前記第一レンズ列および前記第二レンズ列をなす複数のレンズは、複数のブロックに区画されており、
前記ブロック内の前記レンズは一定の間隔に配列されており、
異なる前記ブロックに位置されて隣り合う前記レンズの間隔は、前記ブロック内の前記レンズの間隔よりも広く設定されていてもよい。

上記レンズ部品において、
前記第二吸着面は、前記第一吸着面の反対側の面に設けられており、
前記第一吸着面および前記第二吸着面の法線方向から見たとき、前記第一吸着面および前記第二吸着面の前記第一レンズ列のレンズ配列方向と直交する方向の寸法が、前記レンズ部品全体の寸法の半分以上であってもよい。

上記レンズ部品において、
前記接着剤付与部は前記第二レンズ列の光軸方向に沿って延びるように形成されており、
前記接着剤付与部は、前記基板と当接する当接部と、前記当接部から前記基板とは反対側に凹んだ接着剤収容部と、を有し、
前記接着剤収容部は、前記当接部に対して前記第一レンズ列と反対側に設けられており、
前記接着剤が前記接着剤収容部に塗布されていてもよい。

本発明に係る光モジュールの製造方法は、実装機による迅速な実装プロセスに適している。また、本発明に係るレンズ部品は、この光モジュールの製造方法に適している。

本実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。 樹脂ハウジングを外した状態を示す斜視図である。 ハウジングを外した状態を示す斜視図である。 （ａ）は回路基板を上から見た図であり、（ｂ）は回路基板を横から見た図である。 本実施形態に係るレンズ部品の底面図である。 本実施形態に係るレンズ部品の側面図である。 検査工程において取得した画像を示す図である。 ピックアップ工程を示す図である。 接着剤塗布工程を示す図である。 接着剤の塗布位置を示すレンズ部品の底面図である。 反転工程を示す図である。 第二支持部の吸着工程および回路基板への配置工程を示す図である。 接着剤硬化工程を示す図である。

以下、本発明に係るレンズ部品及びそれを備えた光モジュールの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る光モジュールは、光通信技術などにおいて信号（データ）の伝送に用いられるものであり、接続先のパソコンなどといった電子機器に電気的に接続され、入出力される電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するものである。

図１から図４に示すように、光モジュール１は、光ケーブル３の端部に取り付けられている。この光ケーブル３は、単芯或いは多芯の光ケーブルである。
光ケーブル３は、複数本（ここでは４本）の光ファイバ心線（光素子）７と、この光ファイバ心線７を被覆する樹脂製の外被９と、光ファイバ心線７と外被９との間に介在された極細径の抗張力繊維（ケブラー）１１と、外被９と抗張力繊維１１との間に介在された金属編組１３とを有している。つまり、光ケーブル３では、光ファイバ心線７、抗張力繊維１１、金属編組１３及び外被９が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。

光ファイバ心線７は、コアとクラッドが石英ガラスである光ファイバ（ＡＧＦ：All Glass Fiber）、クラッドが硬質プラスチックからなるプラスチック光ファイバ（ＨＰＣＦ：Hard Plastic Clad Fiber）、等を用いることができる。ガラスのコア径が８０μｍの細径ＨＰＣＦを用いると、光ファイバ心線７が小径に曲げられても破断しにくい。

外被９は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばＰＶＣ（poly vinyl chloride）から形成されている。外被９の外径は、４．２ｍｍ程度である。抗張力繊維１１は、例えば、アラミド繊維であり、束状に集合された状態で光ケーブル３に内蔵されている。

金属編組１３は、例えば錫めっき導線から形成されており、編組密度が７０％以上、編み角度が４５°〜６０°である。金属編組１３の外径は、０．０５ｍｍ程度である。

光モジュール１は、ハウジング２０と、ハウジング２０の前端（先端）側に設けられる電気コネクタ２２と、ハウジング２０に収容される回路基板２４とを備えている。

ハウジング２０は、金属ハウジング２６と、樹脂ハウジング２８とから構成されている。金属ハウジング２６は、収容部材３０と、収容部材３０の後端部に連結され、光ケーブル３を固定する固定部材３２とから構成されている。

収容部材３０は、断面が略矩形形状を呈する筒状の中空部材である。収容部材３０は、回路基板２４などを収容する収容空間を画成している。収容部材３０の前端側には、電気コネクタ２２が設けられ、収容部材３０の後端側には、固定部材３２が連結される。

固定部材３２は、板状の基部３４と、光ケーブル３側へ突出する筒部（図示略）と、基部３４の両側から前方に張り出す一対の第１張出片３８と、基部３４の両側から後方に張り出す一対の第２張出片４０とを有している。一対の第１張出片３８は、収容部材３０の後部からそれぞれ挿入され、収容部材３０に当接して連結される。一対の第２張出片４０は、後述する樹脂ハウジング２８のブーツ４６に連結される。なお、固定部材３２は、基部３４、筒部、第１張出片３８及び第２張出片４０が板金により一体に形成されている。

筒部は、略円筒形状をなしており、基部３４から後方に突出するように設けられている。筒部は、カシメリング（図示略）との協働により光ケーブル３を保持する。具体的には、外被９を剥いだ後、光ケーブル３の光ファイバ心線７を筒部の内部に挿通させると共に、抗張力繊維１１を筒部の外周面に沿って配置する。そして、筒部の外周面に配置された抗張力繊維１１上にカシメリングを配置して、カシメリングをかしめる。これにより、抗張力繊維１１が筒部とカシメリングとの間に挟持されて固定され、固定部材３２に光ケーブル３が保持固定される。

基部３４には、光ケーブル３の金属編組１３の端部がはんだにより接合されている。具体的には、金属編組１３は、固定部材３２においてカシメリング（筒部）の外周を覆うように配置されており、その端部が基部３４の一面（後面）にまで延ばされてはんだにより接合されている。これにより、固定部材３２と金属編組１３とは、熱的に接続されている。さらに、収容部材３０の後端部に固定部材３２が結合することにより、収容部材３０と固定部材３２とが物理的且つ熱的に接続される。つまり、収容部材３０と光ケーブル３の金属編組１３とが熱的に接続される。

樹脂ハウジング２８は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から形成されており、金属ハウジング２６を覆っている。樹脂ハウジング２８は、外装ハウジング４４と、外装ハウジング４４と連結するブーツ４６とを有している。外装ハウジング４４は、収容部材３０の外面を覆うように設けられている。ブーツ４６は、外装ハウジング４４の後端部に連結され、金属ハウジング２６の固定部材３２を覆っている。ブーツ４６の後端部と光ケーブル３の外被９とは、接着剤（図示しない）により接着される。

電気コネクタ２２は、接続対象（パソコンなど）に挿入され、接続対象と電気的に接続される部分である。電気コネクタ２２は、ハウジング２０の前端側に配置されており、ハウジング２０から前方に突出している。電気コネクタ２２は、接触子２２ａにより回路基板２４に電気的に接続されている。

図４の（ａ）は回路基板２４の上面図であり、図４の（ｂ）は回路基板２４の側断面図である。なお、電気コネクタ２２およびコネクタ部品５４を、図４の（ｂ）にのみ示し、図４の（ａ）では省略している。

回路基板２４は、金属ハウジング２６（収容部材３０）の収容空間に収容されている。回路基板２４には、制御用半導体５０と、受発光素子５２とが搭載されている。回路基板２４は、制御用半導体５０と受発光素子５２とを電気的に接続している。

図４の（ａ）に示すように、回路基板２４は平面視で略矩形形状を呈しており、所定の厚みを有している。回路基板２４は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などの絶縁基板であり、その表面又は内部には、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などにより回路配線が形成されている。制御用半導体５０と受発光素子５２とは、光電変換部を構成している。

図４の（ｂ）に示すように、制御用半導体５０は、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）５０ａや波形整形器であるＣＤＲ（Clock Data Recovery）装置５０ｂなどを含んでいる。制御用半導体５０は、回路基板２４において、表面２４ａの前端側に配置されている。制御用半導体５０は、電気コネクタ２２と電気的に接続されている。

受発光素子５２は、複数（ここでは２つ）の発光素子５２ａと、複数（ここでは２つ）の受光素子５２ｂとを含んでいる。発光素子５２ａ及び受光素子５２ｂは、回路基板２４において、表面２４ａの後端側に配置されている。発光素子５２ａとしては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などを用いることができる。受光素子５２ｂとしては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）などを用いることができる。

受発光素子５２は、レンズ部品６０を介して光ケーブル３の光ファイバ心線７と光学的に接続されている。図４の（ｂ）に示すように、レンズ部品６０は、回路基板２４に、受発光素子５２及び駆動ＩＣ５０ａを覆うように設けられている。

光ファイバ心線７の末端には、コネクタ部品５４が取り付けられている。コネクタ部品５４に設けられたガイド孔５４ａと、レンズ部品６０に設けられたガイドピン６１とが嵌合することにより、光ファイバ心線７とレンズ部品６０とが結合される。

上記構成を有する光モジュール１は、電気コネクタ２２から回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に電気信号が入力される。制御用半導体５０に入力された電気信号は、レベルの調整やＣＤＲ装置５０ｂにより波形整形などが行われた後に、制御用半導体５０から回路基板２４の配線を介して発光素子に出力される。発光素子に電気信号が入力されると、電気信号を光信号に変換し、発光素子からレンズ部品６０を介して送信用の光ファイバ心線７に光信号を出射する。

また、受信用の光ファイバ心線７中を伝送された光信号は、レンズ部品６０を介して受光素子に入射される。受光素子は、入射された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に出力する。制御用半導体５０は、電気信号に所定の処理を施した後、電気コネクタ２２にその電気信号を出力する。

図４から図６を用いて、レンズ部品６０について説明する。図５は、本実施形態に係るレンズ部品６０の底面図である。図６は、レンズ部品６０の側面図である。

レンズ部品６０は、透明樹脂の樹脂成形により形成される部品である。
図４に示したように、レンズ部品６０は、下面（第一の面）に設けられた素子側レンズ列（第一レンズ列）をなす素子側レンズ６５と、側面に設けられたファイバ側レンズ列（第二レンズ列）をなすファイバ側レンズ６２と、素子側レンズ６５とファイバ側レンズ６２とを光接続する反射面６４と、を備えている。なお、レンズ部品６０の下面とは回路基板２４と対向する面であり、後述するレンズ部品６０の上面とは下面と反対側の面である。

素子側レンズ６５は、レンズ部品６０の下面に設けられた素子側レンズ形成面７５に設けられている。ファイバ側レンズ６２は、レンズ部品６０の側面に設けられたファイバ側レンズ形成面７２に設けられている。素子側レンズ６５およびファイバ側レンズ６２はそれぞれ、レンズ配列方向Ｌ３（図５参照）に沿って配列されている。また、レンズ部品６０の上面（第二の面）には、下方に凹んだ凹部６３が形成されている。この凹部６３の一面が反射面６４とされている。

図５に示したように、これら素子側レンズ６５およびファイバ側レンズ６２は、レンズ配列方向Ｌ３に複数の（図示の例では２つの）ブロックＴ，Ｒに区画されている。本実施形態では、光信号を光ファイバ心線７へ向けて送信する送信系統のブロックＴと、光ファイバ心線７から光信号を受信する受信系統のブロックＲとに区画されている。このブロックＴ，Ｒ内のレンズは一定の間隔に配列されている。しかし、異なるブロックＴ，Ｒに位置されて隣り合うレンズの間隔は、ブロックＴ，Ｒ内のレンズの間隔よりも広く設定されている。これについては、図７を用いて後に詳述する。

ファイバ側レンズ形成面７２のレンズ配列方向Ｌ３の両側に、ガイドピン形成面７１が形成されている。ガイドピン形成面７１は、ファイバ側レンズ形成面７２から側方に突き出すように形成されている。このガイドピン形成面７１からは、光ファイバ心線７の光軸方向に延びるガイドピン６１が設けられている。このガイドピン６１は、光ファイバ心線７の末端に取り付けられたコネクタ部品５４のガイド孔５４ａと嵌合可能に形成されている（図４参照）。

図４の（ｂ）に示したように、レンズ部品６０の下面（第一の面）には、反射面６４を挟んでファイバ側レンズ６２と反対側に延びる下側吸着面（第一吸着面）６７が設けられている。また、レンズ部品６０の上面（第二の面）には、反射面６４を挟んでファイバ側レンズ６２と反対側に延びる上側吸着面（第二吸着面）６８が設けられている。これら上側吸着面６８および下側吸着面６７は、その表面が平坦とされている。

レンズ部品６０を上側吸着面６８および下側吸着面６７の法線方向から見たとき（上面視で）、レンズ配列方向Ｌ３と直交する方向の上側吸着面６８の寸法Ｌ１および下側吸着面６７の寸法Ｌ２は、レンズ部品６０全体の寸法Ｌ０の半分以上とされている。本実施形態では、上側吸着面６８の上記寸法Ｌ１および下側吸着面６７の上記寸法Ｌ２が、レンズ部品６０の全体の長さＬ０の６割程度の大きさとされている。

図５に示したように、レンズ部品６０の下面の外周には、素子側レンズ６５を囲むように脚部６６が形成されている。図４の（ａ）に示したように、この脚部６６は回路基板２４側に突出するように形成されている。この脚部６６の下面が回路基板２４と当接し、レンズ部品６０が回路基板２４に固定されている。これにより、回路基板２４と素子側レンズ６５との間に、素子側レンズ６５の焦点距離を確保している。また、脚部６６により、その内側に設けられた受発光素子５２を外部から保護している。

図５に示したように、脚部６６の下面のうち、ファイバ側レンズ６２の光軸方向（図５の上下方向）に沿ったレンズ部品６０の両側には接着剤付与部８０が設けられている。この接着剤付与部８０は、ファイバ側レンズ６２の光軸方向と同じ方向に沿って形成された細長い部位である。この接着剤付与部８０は、回路基板２４と当接する当接部８１と、当接部８１に対して素子側レンズ６５と反対側の外周側に設けられた接着剤収容部８２と、を備えている。図６に示すように、この接着剤収容部８２は、当接部８１から回路基板２４とは反対側に凹んでいる。

図６に示したように、接着剤付与部８０に塗布された接着剤Ｚにより、レンズ部品６０は回路基板２４に固定されている。接着剤Ｚは、接着剤収容部８２と回路基板２４で挟まれた領域のうち、ファイバ側レンズ６２の光軸方向の中央部分に塗布されている。

図４に示したように、ファイバ側レンズ形成面７２は、ガイドピン形成面７１よりも光ファイバ心線７から遠い位置に形成されている。これにより、ファイバ側レンズ６２と光ファイバ心線７とを離間させて、その間にファイバ側レンズ６２の焦点距離を確保している。また、ファイバ側レンズ６２にコネクタ部品５４などが接触しにくいように、ファイバ側レンズ６２が保護されている。

＜光モジュールの製造方法＞
次に、上述した光モジュール１の製造方法を図７から図１３を用いて説明する。
図７は、光モジュール１の製造方法における検査工程において取得した画像を示す。図８は、ピックアップ工程を示す図である。図９は、接着剤塗布工程を示す図である。図１０は、接着剤の塗布位置を示すレンズ部品の底面図である。図１１は、反転工程を示す図である。図１２は、第二支持部の吸着工程および回路基板への配置工程を示す図である。図１３は、接着剤硬化工程を示す図である。

＜検査工程＞
まず、レンズ部品６０が良品であるか否かを検査する。より詳しくは、レンズ部品６０のファイバ側レンズ６２と、これらと対応する素子側レンズ６５の光軸が一致しているか否かを検査する。

本実施形態では、カメラによってガイドピン６１および素子側レンズ６５を含むレンズ部品６０の下面を撮影し、図７の（ａ）に示すような画像を取得する。また、カメラによってガイドピン６１およびファイバ側レンズ６２を含む側面を撮影し、図７の（ｂ）に示すような画像を取得する。得られたこれらの画像から一対のガイドピン６１の間の中心線Ｍを認識する。
次に、図７の（ａ）のレンズ部品６０の下面を撮影した画像から、各々の素子側レンズ６５のガイドピン６１の中心線Ｍからの離間距離（例えばｄ１およびｄ２）を求める。同様にして、図７の（ｂ）のレンズ部品６０の側面を撮影した画像から、各々のファイバ側レンズ６２のガイドピン６１の中心線Ｍからの離間距離（例えばＤ１およびＤ２）を求める。

次に、ファイバ側レンズ６２と、このレンズに対応する素子側レンズ６５の離間距離とを比べる（例えば離間距離ｄ１とＤ１、離間距離ｄ２とＤ２とを比較する）。両者の離間距離が所定の範囲内であれば、そのレンズ部品６０は良品と判定する。両者の離間距離が所定の範囲よりも大きければ、そのレンズ部品６０は不良品と判定する。良品と判定されたレンズ部品６０は、以下に説明するピックアップトレー９３に載せられる。

なお、予めガイドピン６１の突出端面の中心に突起（マーク）６１ａを設けておき、この突起６１ａを使って、一対のガイドピン６１の間の中心線Ｍを認識することが好ましい。突起６１ａはカメラによって認識しやすいので、容易かつ確実に一対のガイドピン６１の間の中心線Ｍを認識することができる。

また、図７の（ａ），（ｂ）に図示したように、上記のレンズ６２，６５の間の中心線Ｍからの離間距離を求める際に、レンズ６２，６５に形成された金型加工痕を用いるのが好適である。上述したようにレンズ部品６０は樹脂成形により形成される。樹脂成形に用いる金型を作成する際に、レンズ６２，６５を形成する部位は切削バイトを同心円状に動かして形成される。このため、レンズ６２，６５を形成する部位には、同心円状の複数のリングからなる加工痕が形成される。樹脂成形の際には、この加工痕がレンズ６２，６５の表面に転写される。
これにより、レンズ６２，６５の表面には、同心円状の複数のリングからなる金型加工痕が形成されている。ここで、同心円状の複数のリングの金型加工痕の中心点は、レンズ６２，６５の中心点である。この金型加工痕を利用すると、レンズ６２，６５の中心点を認識することが容易である。

＜ピックアップ工程＞
次に、図８に示す実装機９０を用いて、レンズ部品６０を回路基板２４に実装する。実装機９０は、下方に設けられた吸着盤９１ａを上下方向に移動可能な第一支持部９１と、下方に設けられた吸着盤９２ａを上下方向に移動可能な第二支持部９２と、接着剤塗布部９７（図９参照）と、ピックアップトレー９３と、接着剤付与ステージ（載置台）９４と、反転ステージ９５と、支持ステージ９６と、を備えている。吸着盤９１ａ，９２ａは、真空吸着によりレンズ部品６０の上側吸着面６８および下側吸着面６７とに吸着可能とされている。

まず、レンズ部品６０を、下面が上方の第一支持部９１を向く姿勢でピックアップトレー９３上に配置する。次に、第一支持部９１の吸着盤９１ａを下降させ、レンズ部品６０の下側吸着面６７に吸着させる。

このとき、レンズ部品６０の上面視で、レンズ配列方向Ｌ３と直交する方向の上側吸着面６８（および下側吸着面６７）の寸法が、レンズ部品６０の全長の半分以上の長さとされている。つまり、上側吸着面６８（および下側吸着面６７）の面積が大きいので、吸着盤９１ａ，９２ａの吸着面積を大きく設定することができる。これにより、吸着盤９１ａ，９２ａによる吸着力を大きく設定でき、レンズ部品６０を第一支持部９１（および第二支持部９２）で運搬する際に、レンズ部品６０が脱落することなく、安定した姿勢で運搬することができる。

次に、第一支持部９１でレンズ部品６０を持ち上げ、第一支持部９１を移動させてレンズ部品６０を接着剤付与ステージ９４まで運搬し、レンズ部品６０をそのままの状態で接着剤付与ステージ９４に置く。つまり、接着剤付与ステージ９４には、接着剤付与部８０が上方を向いた状態でレンズ部品６０が置かれる。

＜接着剤付与工程＞
次に図９に示したように、接着剤塗布部９７により、接着剤Ｚを上方から接着剤付与部８０に塗布する。接着剤塗布部９７は、ディスペンサであり、下端部に設けられた開口部から接着剤Ｚを下方に向かって押し出す。

図１０に示したように、接着剤塗布部９７は、接着剤付与部８０の長手方向（ファイバ側レンズ６２の光軸方向）における中央部分の一点に接着剤Ｚを塗布する。このように、一点に接着剤Ｚを塗布するので、接着剤塗布部９７による接着剤Ｚの塗布量を正確に管理できる。また、接着剤塗布部９７は、接着剤Ｚを、当接部８１から素子側レンズ６５側にはみ出さないように、接着剤収容部８２に塗布する。なお、接着剤Ｚは、点状に接着剤付与部８０の長手方向の複数箇所に塗布しても良いし、線状に塗布してもよい。

＜反転工程＞
次に図１１に示したように、接着剤付与ステージ９４で下側吸着面６７が上方を向いていたレンズ部品６０を、レンズ部品６０の上側吸着面６８が上方の第二支持部９２を向く姿勢にレンズ部品６０の姿勢を反転させる。具体的には、反転ステージ９５の当接面９５ａをレンズ部品６０の下側吸着面６７に当接させ、反転ステージ９５と接着剤付与ステージ９４とでレンズ部品６０を挟み、この状態で反転ステージ９５と接着剤付与ステージ９４をその上下が入れ替わるように反転させる。なお、レンズ部品６０の姿勢を変える手法は、本例に限られない。

＜第二支持部による吸着工程＞
次に図１２に示したように、第二支持部９２によって、レンズ部品６０の上側吸着面６８を吸着する。
図１２に示したように、第二支持部９２の吸着盤９２ａを上側吸着面６８に吸着させる際には、レンズ部品６０を下方から第一カメラ９８で観察する。なお、第一カメラ９８が反転ステージ９５越しにレンズ部品６０を観察できるように、反転ステージ９５は透明であることが好ましい。

まず、第一カメラ９８で得られた画像を基に、レンズ部品６０の素子側レンズ６５の位置を特定する。実装機９０の制御部（図示せず）は、制御部に予め入力されている上側吸着面６８と素子側レンズ６５との位置関係と、素子側レンズ６５の位置から、上側吸着面６８の位置を推定し、第二支持部９２の吸着位置を特定する。これにより、第二支持部９２の吸着盤９２ａを上側吸着面６８に吸着させる。

このように、素子側レンズ６５の位置を用いて、第二支持部９２の吸着位置を設定することが好ましい。レンズ６２，６５の形状は認識しやすく、またレンズ部品６０においてレンズ６２，６５は位置決め精度および寸法精度がとりわけ高く設定されているためである。

また素子側レンズ６５の位置を求める際に、検査工程の説明で説明したように素子側レンズ６５に形成されている同心円状に設けられた複数のリングからなる金型加工痕を用いることが好ましい。金型加工痕を用いると、素子側レンズ６５の位置を容易に求めることができる。

ところで、素子側レンズ６５の位置を認識する際に、レンズ相互の間隔が狭いと、位置認識の精度が高まらない。一方で、レンズ間隔を広げてしまうと、レンズ部品６０が大型化してしまう。しかし、本実施形態に係るレンズ部品６０によれば、上述したように、レンズ部品６０のレンズは、ブロックＴ，Ｒごとに区分けされて設けられている。また、ブロックＴ，Ｒ間のレンズの間隔ｄ１，Ｄ１は、ブロックＴ，Ｒ内のレンズの間隔（ｄ２−ｄ１，Ｄ２−Ｄ１）よりも大きく設定されている。

つまり、ブロックＴ，Ｒ間のレンズという特定のレンズの間隔ｄ１，Ｄ１のみを広げ、それ以外のレンズの間隔（ｄ２−ｄ１，Ｄ２−Ｄ１）が狭く一定に設定されている。そこで、離間間隔ｄ１，Ｄ１という大きな間隔を用いて位置を認識することにより、レンズ部品６０を大型化させることなく位置認識の精度を高めることができる。
このように本実施形態に係る光モジュール１の製造方法では、離間間隔ｄ１，Ｄ１のブロックＴ，Ｒ間のレンズを用いてレンズ６２，６５の位置を求めて、第二支持部９２の吸着位置を認識している。これにより、レンズ部品６０を大型化させることなく吸着位置の認識精度を高めている。

＜回路基板への配置工程＞
このようにして第二支持部９２によってレンズ部品６０を吸着したら、第二支持部９２を動かし、図１３に示すように、レンズ部品６０を支持ステージ９６上に配置された回路基板２４の上まで運搬する。さらに、レンズ部品６０の素子側レンズ６５の光軸が回路基板２４上の受発光素子５２の光軸と一致するように、レンズ部品６０を回路基板２４上の所定位置に置く。

レンズ部品６０を回路基板２４上の所定位置に置く際には、次のようにして置く位置を認識する。回路基板２４に搭載されている受発光素子５２も、素子側レンズ６５と同様に列状に配列されている。そこで、受発光素子５２を撮影する第二カメラ９９で得られた画像から、素子側レンズ６５の間の中心線Ｍに対応する受発光素子５２の中央線ｍを認識する。

次に、レンズ部品６０の素子側レンズ６５の中心線Ｍと、受発光素子５２の中央線ｍとが一致するように第二支持部９２を動かし、レンズ部品６０を回路基板２４に配置する。これにより、受発光素子５２の光軸と素子側レンズ６５の光軸とが一致するように、レンズ部品６０を回路基板２４に配置することができる。

レンズ部品６０の回路基板２４に対する位置の精度は、光モジュール１の光結合効率に大きく影響する。受発光素子５２と素子側レンズ６５との位置がずれていると、光結合効率が低くなるためである。このため、第二支持部９２によるレンズ部品６０の吸着位置を、上述の第二支持部９２による吸着工程で述べたように、精度良く認識する。これにより、確実に安定した姿勢で第二支持部９２によってレンズ部品６０を吸着でき、回路基板２４の特定の位置にレンズ部品６０を精度良く配置することができる。

＜接着剤硬化工程＞
次に図１３に示すように、紫外線照射ランプ１００により紫外線を接着剤Ｚに照射して接着剤Ｚを硬化させ、レンズ部品６０を回路基板２４に固定する。これにより、光モジュール１が完成する。なお、本例では接着剤Ｚとして紫外線硬化性の接着剤を用いたが、熱硬化性の接着剤を用いても良い。この場合には、紫外線を接着剤Ｚに照射する代わりに、ヒーターを用いて接着剤Ｚを加熱する。

なおレンズ部品６０を回路基板２４に実装した際、接着剤付与部８０と回路基板２４とに挟まれて接着剤Ｚが広がってしまうことがある。しかしこのときでも、接着剤塗布工程において、接着剤付与部８０の光軸方向における中央部分の一点に接着剤Ｚが塗布されている。このため、接着剤Ｚが光ファイバ心線７の光軸方向において、レンズ部品６０からはみ出る虞が小さい。

また、接着剤Ｚは当接部８１ではなく、接着剤収容部８２に塗布されている。このため、接着剤Ｚが拡がっても、当接部８１が接着剤Ｚの回路基板２４の受発光素子５２側への広がりを阻止する。このため、受発光素子５２側に接着剤Ｚが流れ出ることが無く、接着剤Ｚが受発光素子５２と素子側レンズ６５との光結合を妨げる虞がない。

このように本実施形態に係る光モジュール１の製造方法によれば、レンズ部品６０に下側吸着面６７および上側吸着面６８が設けられていることにより、吸着盤９１ａ，９２ａを備えた第一支持部９１および第二支持部９２によって迅速にレンズ部品６０を運搬することができる。さらに、レンズ部品６０に接着剤Ｚを塗布し、接着剤Ｚを介してレンズ部品６０を回路基板２４に固定する。このため、上述した特許文献１のように、ピンをピン孔にあわせ、ピンをピン孔に挿入し、さらにピンをピン孔に押し込む、といった工程が不要である。このため、実装機９０によって迅速に実装プロセスを実行し、短時間で光モジュール１を組み立てることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば上述の実施形態では、レンズ部品６０を反転ステージ９５から回路基板２４まで運搬する際に、カメラなどを用いて第二支持部９２の吸着位置を認識する例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。吸着位置の認識は、レンズ部品６０をピックアップトレー９３から接着剤付与ステージ９４に運搬する第一支持部９１の吸着に際しても実施してもよい。

また、上述の実施形態では、素子側レンズ６５の位置を特定し、第二支持部９２の吸着位置を特定する例を挙げたが、本発明はこの例に限られない。例えば、素子側レンズ６５に代えて、ファイバ側レンズ６２を用いてもよい。
あるいは、ガイドピン形成面７１やファイバ側レンズ形成面７２などの位置決め部を反転ステージ９５の特定の部位に当接させて、レンズ部品６０を反転ステージ９５に対して所定の位置に位置決めする。一方で、第二支持部９２の吸着盤を常に特定の一点に向けて下降させる。これにより、第二支持部９２を常に上側吸着面６８の特定の位置に吸着させることができる。なお、ガイドピン形成面７１やファイバ側レンズ形成面７２など、位置決め部を複数設けると、反転ステージ９５に対するレンズ部品６０の位置決め精度が向上するので好ましい。

さらに、上述の実施形態では、レンズ６２，６５の位置などを基に第一支持部９１と第二支持部９２の少なくとも一方の吸着位置を特定する例を説明したが、本発明はこれに限られない。吸着盤９１ａ，９２ａを位置させたい座標を、第一支持部９１または第二支持部９２を移動させるアクチュエータに直接入力し、第一支持部９１または第二支持部９２を移動させてもよい。

また、上述の実施形態では、ピックアップトレー９３から接着剤付与ステージ９４までレンズ部品６０を運搬する第一支持部９１と、反転ステージ９５から回路基板２４上までレンズ部品６０を運搬する第二支持部９２とが別部材の例を挙げて説明したが、第一支持部９１と第二支持部９２とを共通の部材で構成してもよい。

なお、上述の実施形態では、第一吸着面としてレンズ部品６０の下面に設けられた下側吸着面、第二吸着面としてレンズ部品６０の上面に設けられた上側吸着面を例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、第一吸着面を上面に、第二吸着面を下面に設けても良い。あるいは、第一吸着面を下面に、第二吸着面をレンズ部品６０の側面に設けてもよい。

これと関連して、実装機９０の第一支持部９１および第二支持部９２は、レンズ部品６０を上方から吸着する以外に、下方からあるいは側方からレンズ部品６０を吸着するように構成してもよい。また、第一支持部９１と第二支持部９２とが異なる方向からレンズ部品６０を吸着するように構成してもよい。

上述の実施形態では、レンズ部品６０を回路基板２４に実装する前にレンズ部品６０の良品検査を実施する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、レンズ部品６０を回路基板２４に実装した後に、上記のレンズ部品６０の検査を実施してもよい。

１：光モジュール、７：光ファイバ心線、２４：回路基板（基板）、５２：受発光素子、５４：コネクタ部品、５４ａ：ガイド孔、６０：レンズ部品、６１：ガイドピン、６２：ファイバ側レンズ６２：素子側レンズ、６３：凹部、６４：反射面、６６：脚部、６７：下側吸着面６７：上側吸着面、７１：ガイドピン形成面、７２：ファイバ側レンズ形成面、７５：素子側レンズ形成面、８０：接着剤付与部、８１：当接部、８２：接着剤収容部、９０：実装機、９１：第一支持部、９１ａ：吸着盤、９２：第二支持部、９２ａ：吸着盤、９３：ピックアップトレー、９４：接着剤付与ステージ（載置台）、９５：反転ステージ、９５ａ：支持面、９６：支持ステージ、９７：接着剤塗布部、９８：第一カメラ、９９：第二カメラ、１００：紫外線ランプ、Ｌ３：レンズ配列方向、Ｚ：接着剤

Claims (16)

1. 基板と、前記基板上に実装されたレンズ部品と、を備えた光モジュールの製造方法であって、
   前記レンズ部品は、
   前記基板に対向する第一の面に設けられた第一レンズ列と、
   前記第一レンズ列とは異なる位置に設けられた第二レンズ列と、
   前記第一レンズ列と前記第二レンズ列とを光接続する反射面と、
   前記第一の面に設けられ、平坦な表面を有する第一吸着面と、
   前記第一の面と異なる第二の面に設けられ、平坦な表面を有する第二吸着面と、
   前記第一の面に設けられた接着剤付与部と、を有し、
   前記光モジュールの製造方法は、
   前記第一の面が第一支持部を向く姿勢に前記レンズ部品を配置し、
   前記第一支持部によって前記レンズ部品の前記第一吸着面を吸着し、前記レンズ部品を載置台に運び、
   前記接着剤付与部に接着剤を塗布し、
   前記レンズ部品の前記第二の面が第二支持部を向く姿勢に前記レンズ部品を配置し、
   前記第二支持部によって、前記レンズ部品の前記第二吸着面を吸着し、前記基板の所定位置に前記レンズ部品を置き、
   前記接着剤を介して前記レンズ部品を前記基板に固定する、光モジュールの製造方法。
2. 前記第一レンズ列および前記第二レンズ列には、複数のレンズが設けられており、
   複数の前記レンズの位置を基に、前記第一支持部および前記第二支持部の少なくとも一方の吸着位置を認識する工程を備える、請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
3. 前記第一レンズ列および前記第二レンズ列のレンズには、同心円状に設けられた複数のリングからなる金型加工痕が転写されており、
   前記金型加工痕を基に、前記レンズの位置を求める、請求項２に記載の光モジュールの製造方法。
4. 前記レンズ部品には、前記載置台との位置決めに用いる位置決め部が設けられており、
   前記位置決め部の位置を基に、前記第一支持部および前記第二支持部の少なくとも一方の吸着位置を特定する工程を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
5. 前記第一レンズ列および前記第二レンズ列をなす複数のレンズは、複数のブロックに区画されており、
   前記ブロック内の前記レンズは一定の間隔に配列されており、
   異なる前記ブロックに位置されて隣り合う前記レンズの間隔は、前記ブロック内の前記レンズの間隔よりも広く、
   異なる前記ブロックに位置して隣り合う一対の前記レンズを用いて、前記第一支持部および前記第二支持部の少なくとも一方の吸着位置を認識する工程を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
6. 前記レンズ部品は、前記第二レンズ列の光軸方向に延びる一対のガイドピンを有し、
   一対の前記ガイドピンの間の中心線を認識し、
   前記中心線からの、前記第一レンズ列の各々のレンズの離間距離および前記第二レンズ列の各々のレンズの離間距離を求め、
   前記第一レンズ列のレンズの離間距離と、前記第二レンズ列のレンズの離間距離とを比較し、両者の前記各々のレンズが対応する位置にあるか否かを判定する、請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
7. 一対の前記ガイドピンには、前記中心線を認識するためのマークが設けられており、
   前記マークを基に、前記中心線を求める、請求項６に記載の光モジュールの製造方法。
8. 前記第二吸着面は、前記第一吸着面の反対側の面に設けられており、
   前記第一吸着面および前記第二吸着面の法線方向から見たとき、前記第一レンズ列のレンズ配列方向と直交する方向の前記第一吸着面および前記第二吸着面の寸法が、前記レンズ部品全体の寸法の半分以上である、請求項１から７のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
9. 前記接着剤付与部は前記第二レンズ列の光軸方向に沿って延びるように形成されており、
   前記接着剤付与部の前記光軸方向における中央部分の一点に前記接着剤を塗布する、請求項１から８のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
10. 前記接着剤付与部は前記第二レンズ列の光軸方向に沿って延びるように形成されており、
    前記接着剤付与部は、前記基板と当接する当接部と、前記当接部から前記基板とは反対側に凹んだ接着剤収容部と、を有し、
    前記接着剤収容部は、前記当接部に対して前記第一レンズ列と反対側に設けられており、
    前記接着剤を、前記接着剤収容部に塗布する、請求項１から９のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法に用いるレンズ部品であって、
    基板に対向する第一の面に設けられた第一レンズ列と、
    前記第一レンズ列とは異なる位置に設けられた第二レンズ列と、
    前記第一レンズ列と前記第二レンズ列とを光接続する反射面と、
    前記第一の面に設けられ、平坦な表面を有する第一吸着面と、
    前記第一の面と異なる第二の面に設けられ、平坦な表面を有する第二吸着面と、
    前記第一の面に設けられた接着剤付与部と、を有するレンズ部品。
12. 前記第二レンズ列の光軸方向に延びる一対のガイドピンを有し、
    それぞれの前記ガイドピンには、一対の前記ガイドピンの中心線を認識するためのマークが設けられている、請求項１１に記載のレンズ部品。
13. 前記第一レンズ列および前記第二レンズ列のレンズには、同心円状に配置された複数のリングからなる金型加工痕が形成されている、請求項１１または１２に記載のレンズ部品。
14. 前記第一レンズ列および前記第二レンズ列をなす複数のレンズは、複数のブロックに区画されており、
    前記ブロック内の前記レンズは一定の間隔に配列されており、
    異なる前記ブロックに位置されて隣り合う前記レンズの間隔は、前記ブロック内の前記レンズの間隔よりも広い、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のレンズ部品。
15. 前記第二吸着面は、前記第一吸着面の反対側の面に設けられており、
    前記第一吸着面および前記第二吸着面の法線方向から見たとき、前記第一吸着面および前記第二吸着面の前記第一レンズ列のレンズ配列方向と直交する方向の寸法が、前記レンズ部品全体の寸法の半分以上である、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のレンズ部品。
16. 前記接着剤付与部は前記第二レンズ列の光軸方向に沿って延びるように形成されており、
    前記接着剤付与部は、前記基板と当接する当接部と、前記当接部から前記基板とは反対側に凹んだ接着剤収容部と、を有し、
    前記接着剤収容部は、前記当接部に対して前記第一レンズ列と反対側に設けられており、
    前記接着剤が前記接着剤収容部に塗布されている、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のレンズ部品。

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