CN102687050B - 光耦合结构以及光收发模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的光耦合结构具备：光半导体元件，在其上表面具有发光受光部，且在下表面侧被安装于基板；光传输路，其具有以规定的角度与所述光半导体元件的光轴交叉的光轴，且与所述基板的安装面分离配置；以及光耦合部，其变换所述光半导体元件与所述光传输路之间的光路，且将所述光半导体元件与所述光传输路之间光学地耦合。所述光耦合部由相对于传输的光透明的树脂构成，所述树脂分别紧贴所述光半导体元件的发光受光部的至少一部分以及所述光传输路的端部的至少一部分，所述光半导体元件与所述光传输路通过构成所述光耦合部的所述树脂本身被粘接。

Description

光耦合结构以及光收发模块
技术领域
本发明涉及光通信技术、光传输技术以及光信息记录技术中所使用的光模块，尤其涉及光模块中的将光半导体元件与光传输路进行光学地耦合的光耦合结构。
本申请基于2010年01月06日向日本国提出的特愿2010－001100号主张优先权，并将其内容援引至此。
背景技术
光模块具备搭载于基板的光半导体元件和被配置成光轴与基板平行的光传输路。
以往，在这种光模块中，为了使光半导体元件的发光受光部与光传输路的端部光学地耦合，通常使用图16所示那样的结构。在该结构中，通过对设置于光半导体元件101之上的集光透镜102与光路变换用反射镜（mirror）103组合来使光传输路104（尤其是其纤芯105）与光半导体元件101光学地连接（光耦合）。
在这样的结构中，集光透镜102的折射率、光路变换用反射镜103的反射率等需要被调整为希望的值。另外，为了进行光耦合而所需的部件个数也多。此外，需要精密地调整光半导体元件101、集光透镜102、光路变换用反射镜103以及光传输路104各自的位置关系。因此，部件的成本和组装所涉及的作业的成本高，成为成本提高的主要原因。
为了降低这样的光模块的制造成本，提供更低成本的光模块，例如，专利文献1提出了具备光安装基板的表面的引导槽和位于安装在该引导槽的光纤的光轴上的锥形面，在锥形面上形成了反射镜的光纤。
专利文献2提出一种光波导路与受光元件的耦合结构，该耦合结构具备：形成了V槽的基板，其中，该V槽具有在与光波导路的端部对置的位置倾斜地形成的反射面；折射率整合剂，其填充于光波导路的端部与反射面之间，具有与光波导路的纤芯大致相同的折射率；以及受光元件，其接收被反射面反射的出射光。
专利文献3中记载有能够在光收发模块中高精度且简略地进行光部件间的连接的光部件的接合方法。在该方法中，借助未硬化状态的透明树脂组成物压接将光轴配置成大致一致的光纤与发光受光元件，拉回光纤来使未硬化状态的透明树脂组成物（光硬化性、热硬化性或者热可塑性）延伸后，使延伸后的透明树脂组成物硬化。
专利文献4提出了将半导体激光器元件、监控光电二极管以及光纤封入透明树脂，半导体激光器元件的后方输出光在透明树脂与空气的界面反射并入射至监控光电二极管的半导体激光器装置。
专利文献1：日本国特开2003－167175号公报
专利文献2：日本国专利第2985791号公报
专利文献3：日本国特开平9－197196号公报
专利文献4：日本国特开2000－269584号公报
但是，对于专利文献1的光纤而言，需要准备用于成形引导槽以及锥形面的的金属模具，还需要形成锥形面的反射镜的工序。结果，存在制造成本提高这一问题。此外，在具有引导槽的光安装基板上，需要使光半导体元件朝下来进行倒装芯片安装，因此从光半导体元件到需要引线键合的IC之间（例如受光元件与放大器用IC之间）的线路长度长。结果，存在易附着噪声的问题。此外，倒装芯片键合后的光半导体元件难以进行安装后的外观检查，因此也存在难以发现其连接不良这一问题。
在专利文献2的光耦合结构中，在与非常细的光纤对置的位置形成具有锥形面的V槽，在该锥形面形成全反射镜，此外，需要在光波导路的端部与反射面之间填充折射率整合剂，因此制造工序数多。结果，存在制造成本提高这一问题。
专利文献3的光部件接合方法需要使光纤与发光受光元件的光轴配置成大致一致，因此仅能适用于两者的光轴为同轴的情况。因此，存在例如当两者的光轴相互垂直时等欲变换光路时，该方法不能适用这一问题。
专利文献4的半导体激光器装置以监控孔径角大的半导体激光器元件的后方输出光为目的，因此即使光耦合的效率低也可以利用。但是，当使光信号从孔径角小的光纤入射到受光元件，或者，从发光元件入射到光纤时，存在若耦合效率低，则难以确保光信号的传输的可靠性这一问题。另外，作为反射面的树脂界面的位置以及形状可以认为依赖于透明树脂的涂敷量、基板的阶差形状。因此，如在基板上形成阶差，则需要根据阶差的形状、大小来设计、制作树脂界面的位置以及形状，因此制造成本会提高。另外，反射面需要存在于与半导体激光器元件垂直的光轴和与监控光电二极管元件垂直的光轴交叉的交点。但是，按照树脂的界面恰好位于该交点的位置的方式形成树脂并不容易。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，课题为提供具备在光传输路的光轴与发光受光元件的光轴具有规定的角度的位置关系下，能够以低成本制作，且能够以更高的效率传输光信号的光耦合部的光模块中的光半导体元件与光传输路的光耦合结构。
为解决所述课题，本发明采用以下的方法。
（1）本发明的一方式的光耦合结构具备：光半导体元件，在其上表面具有发光受光部，且在下表面侧被安装于基板；光传输路，其具有以规定的角度与所述光半导体元件的光轴交叉的光轴，且与所述基板的安装面分离配置；以及光耦合部，其变换所述光半导体元件与所述光传输路之间的光路，且将所述光半导体元件与所述光传输路之间光学地耦合。所述光耦合部由相对于传输的光透明的树脂构成。所述树脂分别紧贴于所述光半导体元件的发光受光部的至少一部分以及所述光传输路的端部的至少一部分，所述光半导体元件与所述光传输路通过构成所述光耦合部的所述树脂本身被粘接。
（2）根据上述（1）所述的光耦合结构，构成所述光耦合部的所述树脂也可以配置于所述光半导体元件的所述上表面内。
（3）根据上述（1）所述的光耦合结构，所述树脂也可以配置成与引线键合于所述光半导体元件的上表面的供电用布线分离。
（4）根据上述（1）至（3）所述的光耦合结构，当从侧面方向以及上方方向观察所述光半导体元件时，所述光传输路的端面也可以存在于比所述光半导体元件的端面靠所述光半导体元件的内侧。
（5）根据上述（1）至（4）所述的光耦合结构，构成所述光耦合部的所述树脂的外表面也可以为凹向所述光半导体元件的发光受光部以及所述光传输路的端部侧的形状。
（6）根据上述（1）至（4）所述的光耦合结构，构成所述光耦合部的所述树脂的外表面也可以为凸形状。
（7）根据上述（1）至（6）所述的光耦合结构，形成所述光耦合部的所述树脂也可以不存在于所述光半导体元件的光轴与所述光传输路的光轴交叉的交点的位置，所述树脂的外表面的与所述发光受光部对置的位置存在于所述交点与所述发光受光部之间，并且，所述树脂的外表面的与所述光传输路的端部对置的位置存在于所述交点与所述光传输路的端部之间。
（8）根据上述（1）至（7）所述的光耦合结构，构成所述光耦合部的所述树脂也可以配置于比所述光传输路的端面的上端的高度靠下侧。
（9）根据上述（1）至（8）所述的光耦合结构，当从上方方向观察所述光耦合部时，所述光耦合部的形状也可以为圆形形状、椭圆形形状或者扇形形状中的任意一个。
（10）根据上述（1）至（8）所述的光耦合结构，所述光耦合部的周围也可以被气体覆盖。
（11）根据上述（1）至（8）所述的光耦合结构，所述光耦合部的周围也可以被折射率比构成光耦合部的树脂低的包层树脂层覆盖。
（12）根据上述（11）所述的光耦合结构，所述光半导体元件的供电用布线也可以被所述包层树脂层覆盖。
（13）本发明的一方式的光收发模块具备：受光元件以及发光元件，它们安装于同一基板的安装面；第1光传输路以及第2光传输路，它们与所述基板的所述安装面分离配置；第1光耦合部，其将所述受光元件与第1光传输路之间光学地耦合；以及第2光耦合部，其将所述发光元件与第2光传输路之间光学地耦合；其中，所述受光元件、第1光传输路以及第1光耦合部构成第1光耦合结构，并且所述发光元件、第2光传输路以及第2光耦合部构成第2光耦合结构。第1光耦合结构以及第2光耦合结构的一方或者双方构成上述（1）至（12）中的任意一项所述的光耦合结构。
（14）本发明的一方式的光耦合结构的制造方法是上述（1）至（12）中的任意一项所述的光耦合结构的制造方法，该制造方法具备：向设置于基板的光半导体元件的发光受光部涂敷树脂的工序；与所述基板平行地向所述树脂插入光传输路的工序；使所述光传输路向远离所述半导体元件的方向，且向斜上方移动的工序；以及使所述树脂硬化来形成光耦合部的工序。基于预先求出的所述树脂的涂敷量、所述树脂的粘度、所述光传输路的插入量、所述光传输路的向斜上方的移动量以及到使所述树脂硬化为止的时间的相关关系，来控制将所述光耦合部的形状形成为凸形状或者形成为凹形状。
（15）根据上述（14）所述的光耦合结构的制造方法，所述树脂也可以与引线键合于所述光半导体元件的上表面的供电用布线分离地涂敷于所述发光受光部。
根据上述（1）所述的光耦合结构，能够不使用多个部件、以低成本制作光耦合部，且能够以更高的效率传输光信号。
能够将光半导体元件安装成其光轴位于与基板垂直的方向（本发明的上下方向），因此能够朝向与安装面相反一侧安装光半导体元件的发光受光部。由此，基于芯片键合、引线键合的安装变得容易。此外，能够以最短的线路长度连结对传输特性重要的布线，噪声难以附着，可以得到良好的传输特性。另外，键合的外观检查容易，易于发现连接不良。
附图说明
图1A是表示在本发明的第1方式例所涉及的光耦合结构中，光耦合部的外表面为凸形状时的光模块的一个例子的剖视图。
图1B是图1A所示的光模块的重要部分放大图，表示光半导体元件为受光元件的情况。
图1C是图1A所示的光模块的重要部分放大图，表示光半导体元件为发光元件的情况。
图2A是表示在本发明的第1方式例所涉及的光耦合结构中，光耦合部的外表面为凹形状时的光模块的一个例子的剖视图。
图2B是图2A所示的光模块的重要部分放大图，表示光半导体元件为受光元件的情况。
图2C是图2A所示的光模块的重要部分放大图，表示光半导体元件为发光元件的情况。
图3是说明光耦合部的制造工序的剖视图。
图4是说明光耦合部的制造工序的剖视图。
图5是说明光耦合部的外表面为凸形状时的其他形状的剖视图。
图6是说明光耦合部的外表面为凹形状时的其他形状的剖视图。
图7是说明在本发明的一方式所涉及的光耦合结构中，光耦合部的外表面为凹形状的情况的剖视图。
图8是说明在本发明的一方式例所涉及的光耦合结构中，光耦合部的外表面为凸形状的情况的剖视图。
图9是说明光耦合部为45°反射镜的情况的剖视图。
图10是说明光耦合部为大的45°反射镜的情况的剖视图。
图11是说明光耦合部的树脂与引线键合（Wire bonding）于光半导体元件的上表面的引线接触的情况的剖视图。
图12A是表示从上方方向观察本发明的一方式例所涉及的光模块时的状态的俯视图。
图12B是表示从上方方向观察本发明的一方式例所涉及的光模块时的状态的俯视图。
图12C是表示从上方方向观察本发明的一方式例所涉及的光模块时的状态的俯视图。
图13是表示具备本发明的第2方式例的光耦合结构的光模块的一个例子的剖视图。
图14是表示具备本发明的第2方式例的光耦合结构的光模块的一个例子的剖视图。
图15是表示本发明的一方式例所涉及的光收发模块的立体图。
图16是说明以往的光模块中的光耦合的方法的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
此外，在以下的说明中，对于上下方向，以光半导体元件的发光受光部存在的面为基准，将远离发光受光部的方向设为上方（例如图1A～图2C的上方），将靠近发光受光部的方向设为下方（例如图1A～图2C的下方）。另外，将与所述定义的上下方向垂直的方向（例如图1A～图2C的左右方向）设为水平方向。除了图3以及图4所示那样，透明树脂31未硬化、具有流动性的情况之外，本发明中的上下方向以及水平方向不依赖于重力的方向。
图1A表示具备第1方式例所涉及的光耦合结构的光模块的一个例子。
图1A所示的光模块5具备：光半导体元件1，其安装于基板4的上表面亦即安装面4a；光传输路2，其沿着基板4的安装面4a，且与基板4的安装面4a分离地配置；以及光耦合部3，其变换光半导体元件1与光传输路2之间的光路，且将光半导体元件1与光传输路2之间光学地耦合。光半导体元件1的光轴1b与光传输路2的光轴2b以规定的角度θ相互交叉。这里，规定的角度θ为0°＜θ＜180°。
当光半导体元件1为发光元件时，“变换光半导体元件与光传输路之间的光路”意味改变该光的光路（即光的行进方向），以使从光半导体元件1出射的光入射至光传输路2。另一方面，当光半导体元件1为受光元件时，“变换光半导体元件与光传输路之间的光路”意味改变该光的光路（即光的行进方向），以使从光传输路2出射的光入射至光半导体元件1。此外，在上述的专利文献3的光部件接合方法中，两者的光轴为同轴，所以在不需要光路的变换这点上，从前提开始就与本发明不同。
在本方式例中，光传输路2的端部2a不位于光半导体元件1的光轴1b的延长线上。即，在光半导体元件1为发光元件的情况下，当由光半导体元件1出射的光沿着光轴1b传输时，该光不入射至光传输路2的端部2a。就光半导体元件1与光传输路2的位置关系而言，为了使由光半导体元件1出射的光到达光传输路2的端部2a，需要规定的光耦合部3的存在。
并且，光半导体元件1的发光受光部1a不位于光传输路2的光轴2b的延长线上。即，在光半导体元件1为受光元件的情况下，当由光传输路2出射的光沿着光轴2b传输时，该光不入射至光半导体元件1的发光受光部1a。就光半导体元件1与光传输路2的位置关系而言，为了使由光传输路2出射的光到达光半导体元件1的发光受光部1a，需要规定的光耦合部3的存在。
光半导体元件1具有发光受光部1a作为使光信号出射或者入射的部分。
当光半导体元件1为受光元件时，发光受光部1a为受光部。当光半导体元件1为发光元件时，发光受光部1a为发光部。
作为发光元件，可以举出发光二极管（LED）、激光二极管（LD）、面发光激光器（VCSEL）等。
作为受光元件，可以举出光电二极管（PD）等。
发光受光部1a设置于光半导体元件1的上表面1c。对于本发明中的上下方向而言，以光半导体元件1被安装于基板4的安装面4a为基准，将远离基板4的方向设为上方（图1A～图1C的上方），将靠近基板4的方向设为下方（图1A～图1C的下方）。另外，将与所述定义的上下方向垂直的方向（图1A～图1C的左右方向）设为水平方向。除图3以及图4所示那样，透明树脂31未硬化、具有流动性的情况以外，本发明中的上下方向以及水平方向不依赖于重力的方向。
光半导体元件1通过接合材料与形成于基板4的安装面4a的电路布线6电连接。例如，在本方式例的情况下，通过形成于光半导体元件1的上部（表面）的电极（未图示）和由引线布线7等构成的供电用布线，光半导体元件1与电路布线6电连接。另外，光半导体元件1的下表面（背面）1d与电路布线6通过导电性粘接剂（未图示）电连接。
对于基板4，例如能够使用玻璃环氧树脂基板、陶瓷基板等各种普通的绝缘基板。作为引线布线7，例如可以举出金（Au）引线、铝（Al）引线、铜（Cu）引线等。
作为光传输路2，例如可以举出石英系光纤、塑料光纤（POF）等光纤或者石英光波导路、高分子光波导路等基板型光波导路等。
优选光传输路2中至少在端部2a附近，光轴2b为直线状，以使相对于光耦合部3的光的出射入射的方向一定。
光半导体元件1被配置成其光轴1b以规定的角度θ与光传输路2的光轴2b（尤其是端部2a附近的光轴2b）交叉。优选光半导体元件1以及光传输路2的光轴1b、2b被配置成相互垂直（或者大致垂直）。
光耦合部3由相对于传输的光透明的树脂构成。构成光耦合部3的树脂分别紧贴光半导体元件1的发光受光部1a的至少一部分以及光传输路2的端部2a的至少一部分。
这里所说的透明树脂是指可以使在光半导体元件1与光传输路2之间传输的光透过的树脂。因此，不一定限定于在可见光下为无色透明的色调的树脂。另外，用于光传输的树脂内的光路长度短，因此具有某程度的透明性即可。
作为透明树脂，例如，可以使用UV硬化性树脂、热硬化性树脂等。作为透明树脂的具体例，可以举出丙烯系树脂、环氧系树脂、硅氧系树脂等。
关于光耦合部3的形状，图1A表示光耦合部3覆盖光传输路2的端部2a的整个面，光耦合部3的上端附着至光传输路2的上部的情况。代替这种情况，也可以如图5所示的光模块5A那样，光传输路2的端部2a的一部分露出至光耦合部3A的外侧。该图5所示的情况下，构成光耦合部3A的树脂在包含光半导体元件1的光轴1b与光传输路2的光轴2b的面内（图5的纸面上的面内）以及该面外（图5的纸面的面前侧以及深处侧），被配置于光传输路2的端面2a的上端2c的高度2d（参照图8）的下侧。因此，从光半导体元件1的发光受光部1a到光耦合部3的外表面3a的距离、从光传输路2的端面2a到光耦合部3的外表面3a的距离比图1A～图1C的情况短。优选在图5所示的结构中，呈现在光传输路2的端部2a的纤芯（未图示）的整个面被光耦合部3A覆盖。
其中，上端2c的高度2d是以基板4的安装面4a为基准的高度（与安装面4a垂直的方向的距离）。
这里，对于光耦合部3而言，当光半导体元件1为受光元件时，从光传输路2入射到光耦合部3的光由于构成光耦合部3的透明树脂与其外部的气体（例如空气、干燥氮气等）的界面3a（光耦合部3的外表面3a）的折射率差而被反射，入射到光半导体元件1（参照图1B）。此时，关于光传输路2的光轴2b与外表面3a交叉的位置B处的外表面3a的切线T1，优选该切线T1与光半导体元件1的上表面1c所成的角φ1为30°＜φ1＜60°。由此，即使从光传输路2的端面2a出射的光具有一定的扩散角的情况下，也能够有效地将光聚光至受光元件。其结果，能够抑制光传输路2与光半导体元件1的连接损耗增大。
另外，优选从光传输路2的端面2a到光半导体元件1的光轴1b的距离x满足30＜x＜60μm，且从光传输路2的光轴2b到光半导体元件1的距离y满足0＜y＜20μm。当距离x为60μm以上、距离y为20μm以上时，特别在扩散角大的光的情况下，有可能由于光的扩散，不被受光部1a接收到的光的比例增大。通过使距离x满足30＜x＜60μm，且使距离y满足0＜y＜20μm，能够抑制由于光的扩散而导致的连接损耗的增大。
另一方面，当光半导体元件1为发光元件时，从光半导体元件1入射至光耦合部3的光由于构成光耦合部3的透明树脂与外部的气体的界面3a的折射率差而被反射，入射至光传输路2（参照图1C）。此时，关于光半导体元件1的光轴1b与外表面3a交叉的位置A处的外表面3a的切线T2，优选该切线T2与光半导体元件1的上表面1c所成的角φ2为30°＜φ2＜60°。由此，即使从光半导体元件1出射的光具有一定的扩散角的情况下，也能够有效地使光入射至光传输路2。其结果，能够抑制连接损耗增大。
另外，与上述情况同样，由于距离x满足30＜x＜60μm，且距离y满足0＜y＜20μm，所以光耦合部3内的光路长度变短，因此能够抑制光的扩散引起的连接损耗的增大。
在光半导体元件1与光耦合部3之间，以及光传输路2与光耦合部3之间，不存在折射率整合剂、间隙中的空气等，光半导体元件1与光传输路2之间仅通过构成光耦合部3的树脂连接。
为了容易地实现光半导体元件1与光传输路2之间的光耦合，本方式例的光耦合部3形成为以下这样的构成。
光耦合部3的外表面3a形成与外部的气体的界面，光半导体元件1与光传输路2通过构成光耦合部3的树脂本身被粘接。光半导体元件1与光传输路2通过构成光耦合部3的树脂本身相连，从而不使用光半导体元件1、光传输路2、光耦合部3以外的部件或粘接剂，不调整与光半导体元件1、光传输路2以外的部件的位置关系，仅调整光半导体元件1与光传输路2的位置关系，就能够以低成本、简单地变换光半导体元件1与光传输路2之间的光路，且能够以高效率将光半导体元件1与光传输路2光学地耦合。
其中，在本说明书中“通过树脂本身粘接”是指光半导体元件与构成光耦合部的树脂、以及光传输路与构成光耦合部的树脂直接相连，在光半导体元件与光耦合部之间、以及在光传输路与光耦合部之间，不存在树脂等其他的材料（折射率整合剂或间隙中的空气等）。在未施加拉力的状态（静止状态）下，形成所述的定义的状态即可，不论相对于拉拔的粘接力如何。
调整除光半导体元件1、光传输路2以外的部件与光半导体元件1以及光传输路2的位置关系较难，因此需要以高精度制作除光半导体元件1、光传输路2以外的部件。因此，以低成本制作变换光路且进行光学地耦合的光耦合部3较难。
此外，本发明不需要对光传输路2施以弯曲其前端等的特别加工，因此能够以低成本制作光耦合结构。
另外，光传输路2的端部2a与光半导体元件1的发光受光部1a之间通过以单一的透明树脂构成的光耦合部3进行光耦合，因此能够以极低的成本、且简易的工序来制作。
这里所指的单一的透明树脂也包含成分（组成）均一（单一）、相对于特定的波长的光的透过率均一、在物理上不是2层以上（没有界面）等任意一种意味。
如图1A、1B、1C所示，本方式例的光耦合部3的形状是外表面3a为凸形状。尤其是，在光传输路2与光半导体元件1（发光受光部1a）之间存在一定以上的距离那样的构成中，能够利用形成为凸形状的外表面3a的透镜效果，使由于光路长度变长而扩散的光有效地集中于光半导体元件1。其结果，能够将光连接损耗抑制在一定以下。另外，当从光传输路2（或者光半导体元件1）出射的光的扩散角比较小时，上述的效果会更显著。即，当出射光的扩散角比较小时，光的扩散变得比较小，因此对于连接损耗，与光耦合部3内的光路长度相比，外表面3a的透镜效果处于支配地位。进而，在上述那样的构成中，可以通过提高外表面3a处的聚光性，来易于进行光传输路2相对于光半导体元件1的发光受光部1a的定位。
在该凸形状的外表面3a中，（a）与发光受光部1a对置的位置A也可以向发光受光部1a的相反侧形成为凸的形状，（b）与光传输路2的端部2a对置的位置B也可以向光传输路2的端部2a的相反侧形成为凸的形状，（c）与发光受光部1a对置的位置A和与光传输路2的端部2a对置的位置B之间也可以形成为凸的形状，或者也可以根据（a）～（c）中的2个以上的观点形成为凸的形状。
另外，在图1A所示的方式例中，在光半导体元件1的光轴1b与光传输路2的光轴2b交叉的交点P的位置存在构成光耦合部3的树脂。此外，即使光耦合部3的外表面3a为凸形状的情况下，也可以形成为下述的形状：在光轴1b、2b的交点P的位置不存在所述树脂，树脂的外表面3a的与发光受光部1a对置的位置处于交点P与发光受光部1a之间，且树脂的外表面3a的与光传输路2的端部2a对置的位置处于交点P与光传输路2的端部2a之间。该情况下，由于光耦合部3内的光路进一步缩短，因而优选。
当从光半导体元件1的上表面1c的上方方向观察时，优选构成光耦合部3的树脂配置于该上表面1c内。通过将所述树脂配置于光半导体元件1的上表面1c内，可以不使用模型等，易于控制树脂的扩展等，从而能够稳定地制作由该树脂构成的光耦合部3的形状。
在本方式例的光耦合部3中，不参与光的传输的部分，例如，图1A中的光传输路2的上侧的部分3b、光传输路2的下侧与光半导体元件1的上表面1c之间所夹着的部分3c对形成为凸形状不产生影响。但是，在光耦合部3的制作时，不希望构成光耦合部3的树脂从光传输路2的下侧的部分3c垂落至光半导体元件1的端面1s。
另外，优选构成光耦合部3的树脂与引线键合于光半导体元件1的上表面的供电用布线（引线布线）7分离地配置，而不与该引线布线7接触。若树脂与引线布线7接触，则该树脂的形状走样，不能得到良好的耦合效率。进而，由于树脂形状会因树脂与引线布线7的接触的方法的微小差异而发生变化，因此在树脂形状上易产生偏差。控制树脂与引线布线7的接触的方法非常难，因此不接触引线布线7在制造稳定上非常有效。
此外，在该情况下，要避免树脂的接触的引线布线7从光半导体元件1的上表面1c向上方突出。当光半导体元件1的外部布线沿着光半导体元件1的上表面1c以及侧面形成为平面时，不需要一定避免接触。另外，不限于引线布线7，当存在从光半导体元件1的上表面1c较大地突出的构造物时，优选构成光耦合部的树脂避免与这些构造物接触。
如图1A～图1C以及图12A～图12C所示，优选当从侧面方向（图1A～图1C）以及上方方向（图12A～图12C）观察光半导体元件1时，光传输路2的端面2a存在于光半导体元件1的端面1s（包围上表面1c的周围的侧面）的光半导体元件1的内侧。光传输路2的端面2a存在于光半导体元件1的内侧，因此能够缩短光耦合部3内的光路长度。
另外，如图12A所示，优选光耦合部3的形状当从其上方方向观察时，为圆形形状或者椭圆形形状。此外，如图12B以及图12C所示，进一步优选光耦合部3的形状当从其上方方向观察时，为扇形形状。
如以往那样，当使用从上方方向观察时方形形状的反射镜（从上方方向观察图16所示的光路变换用反射镜103时的形状）时，不能将以一定的扩散角从光传输路2出射的光聚集至光半导体元件1的发光受光部1a，结果，连接损耗会增加。另一方面，在本方式例中，当对光耦合部3从上方方向观察时具有圆形形状或者椭圆形形状，因此从光的出射部（光传输路2的端面2a）到光耦合部3的外表面3a的距离以及从外表面3a到发光受光部1a的距离（即，光耦合部3内的光路长度）变得更短，并且出射的光被外表面3a反射，以便被聚集于发光受光部1a。因此，能够进一步抑制光半导体元件1与光传输路2之间的连接损耗。
此外，在从上方方向观察时光耦合部3的形状为扇形形状的情况下，与圆形形状、椭圆形形状的情况相比，能够进一步缩短光路长度，因此能够进一步实现连接损耗的降低。
另外，图2A表示具备第1方式例所涉及的光耦合结构的光模块的另一例。图2A所示的光模块15中构成光耦合部14的树脂的外表面形成为凹向光半导体元件1的发光受光部1a以及光传输路2的端部2a侧的形状。这样，通过使构成光耦合部14的树脂的外表面形成为凹向光半导体元件1的发光受光部1a以及光传输路2的端部2a侧的形状，能够缩短光耦合部14内的光路长度。
此外，优选构成光耦合部14的透明树脂不存在于光传输路2的光轴2b与光半导体元件1的光轴1b交叉的交点P的位置，并且光耦合部14的外表面14a（光耦合部14与外部的气体的界面）形成为凹向光半导体元件1的发光受光部1a以及光传输路2的端部2a侧的形状。
这里，为使光耦合部14的外表面14a形成为凹陷的形状，至少需要具有如下部件：
（1）与发光受光部1a对置的位置A凹向发光受光部1a侧的形状的凹面部11，
（2）与光传输路2的端部2a对置的位置B凹向光传输路2的端部2a侧的形状的凹面部12，
（3）与发光受光部1a对置的位置A和与光传输路2的端部2a对置的位置B之间具有凹陷的形状的凹面部13。
此外，当光半导体元件1为受光元件时，关于光传输路2的光轴2b与外表面14a交叉的位置B处的外表面14a的切线T3，优选该切线T3与光半导体元件1的上表面1c所成的角φ3为30°＜φ3＜60°（参照图2B）。由此，能够有效地使光集中于受光元件，能够抑制连接损耗增大。
另外，优选从光传输路2的端面2a到光半导体元件1的光轴1b的距离x满足30＜x＜60μm，并且从光传输路2的光轴2b到光半导体元件1的距离y满足0＜y＜20μm。如距离x为60μm以上、距离y为20μm以上，则尤其为扩散角大的光的情况下，有可能由于光的扩散不能被受光部1a接收的光的比例增大。通过使距离x满足30＜x＜60μm，并且使距离y满足0＜y＜20μm，可以抑制光的扩散所引起的连接损耗的增大。
另一方面，当光半导体元件1为发光元件时，关于发光元件的光轴1b与外表面14a交叉的位置A处的外表面14a的切线T4，优选该切线T4与光半导体元件1的上表面1c所成的角φ4为30°＜φ4＜60°（参照图2C）。由此，能够将来自光半导体元件1的出射光有效地集中于光传输路2（在光传输路2为光纤的情况下，例如该纤芯），能够抑制连接损耗增大。另外，与上述同样，优选从光传输路2的端面2a到光半导体元件1的光轴1b的距离x满足30＜x＜60μm，并且从光传输路2的光轴2b到光半导体元件1的距离y满足0＜y＜20μm。可以得到与上述相同的效果。
不参与光的传输的部分，例如，图2A中的光传输路2的上侧的部分14b、光传输路2的下侧与光半导体元件1的上表面1c之间所夹着的部分14c对形成为凸形状不产生影响。另外，也可以如图6所示的光模块15A那样，不存在光传输路2的上侧的部分14b，光传输路2的端部2a的一部分向光耦合部14A的外侧露出。
这里，对于（1）的发光受光部1a侧的凹面部11而言，例如，在光半导体元件1的光轴1b与树脂的外表面14a交叉的位置A的附近，树脂的外表面14a形成凹向树脂侧的凹面即可。
另外，对于（2）的光传输路2侧的凹面部12而言，例如，在光传输路2的光轴2b与树脂的外表面14a交叉的位置B的附近，树脂的外表面14a形成凹向树脂侧的凹面即可。
另外，对于（3）的中间部分的凹面部13而言，例如，连结光半导体元件1的光轴1b与树脂的外表面14a交叉的位置A与光传输路2的光轴2b与树脂的外表面14a交叉的位置B之间的线段AB在A－B间通过树脂的外侧（外部的气体侧），树脂的外表面14a形成凹陷的凹面即可。
当光半导体元件1为受光元件时，对于本方式例的光耦合部14而言，光半导体元件1与光传输路2通过构成光耦合部14的树脂本身相连（成为一体），因此能够以低成本、简单地变换光半导体元件1与光传输路2之间的光路，并且能够以高效率将光半导体元件1与光传输路2进行光学地耦合。
另外，当从光半导体元件1的上表面1c的上方方向观察时，构成光耦合部14的树脂被配置于上表面1c内，因此能够不使用模型等，易于控制树脂的扩展等，从而能够稳定地制作由该树脂构成的光耦合部14的形状。
另外，由于构成光耦合部14的树脂与引线键合于光半导体元件1的上表面的供电用布线7不接触，从而光耦合部14的树脂形状难以产生偏差，能够制造本方式例的光连接结构。
另外，当从侧面方向以及上方方向观察光半导体元件1时，光传输路2的端面2a存在于光半导体元件1的端面1s的光半导体元件1的内侧，因此能够缩短光耦合部14内的光路长度。此外，优选当从光耦合部14的上方方向观察光耦合部14时，该光耦合部14为圆形形状、椭圆形形状或者扇形形状中的任意一个。可以得到与关于凸形状所述的同样的效果。
另外，通过使光耦合部14的外表面14a形成为凹陷的形状，从而如图7所示，在使光半导体元件1的发光受光部1a接收从光传输路2出射并被光耦合部14的外表面14a反射的光10之时，可以使光耦合部14的外表面14a上的反射位置靠近光半导体元件1以及光传输路2，从而能够缩短光耦合部14内的光路长度。其结果，连接损耗不会增大，能够构筑稳定的光连接。
在光半导体元件1为发光元件，从光半导体元件1的发光受光部1a出射的光10被光耦合部14的外表面14a反射，而入射至光传输路2的情况下也同样。
通常，若光路长度变长，则存在光连接损耗增大的倾向。这是由于，如图7所示，在光从光传输路2（或者发光受光部1a）出射之时，具有某程度的扩散角，一边在光耦合部14内扩散，一边行进。
如图8所示，若光耦合部3的外表面3a为凸形状，则光10在光耦合部3的外表面3a反射的位置变远，光耦合部3内的光路长度变长，从而尤其在扩散角大的光出射的情况下，有时光会扩散，连接损耗会增大。
如图9所示，在形成树脂300，以使其作为45°反射镜发挥作用的情况下，其反射面301的位置远，光路长，因此光10会扩散，连接损耗会变大。
如图10所示，若作为45°反射镜的树脂310较大达到超出光传输路2的端面2a的上端2c的高度2d的程度，则从端面2a到反射面311的距离以及光10的光路进一步变长。
这些图2A所示的凹面部11～13中的、分别靠近光半导体元件1的发光受光部1a以及光传输路2的端部2a的位置的部位通过透明树脂的界面14a处的反射，来将光半导体元件1与光传输路2之间光耦合，因此光扩散的范围变窄，能够降低损耗。因此，对于光耦合部14而言，优选所述树脂不存在于光半导体元件1的光轴1b与光传输路2的光轴2b交叉的交点P的位置，树脂的外表面14a的与发光受光部1a对置的位置A位于交点P与发光受光部1a之间，并且，树脂的外表面14a的与光传输路2的端部2a对置的位置B位于交点P与光传输路2的端部2a之间。
如图11所示，若光耦合部16覆盖供电用布线7，则以树脂附着于供电用布线7的部分（附着部）17为中心，光耦合部16的形状走样。该情况下，光被光耦合部16的外表面16a反射的位置会远离光传输路2、光半导体元件1，光耦合部16内的光路长度会变长。由此，光会扩散，连接损耗会增大，因此难以制作达成高耦合效率的形状。即，不能得到良好的耦合效率。此外，形状非常地不稳定，制造上会产生大的偏差。因此，即使供电用布线7接近光传输路2，光耦合部3、14也不覆盖供电用布线7这点在特性上、以及制造上非常地重要。
同样地，若从上方方向来观察光耦合部不被配置于光半导体元件1的上表面1c内，则在制作光耦合部时，形成光耦合部的树脂易于扩展，光在光耦合部的外表面反射的位置易变远。结果，光耦合部内的光路长度变长，从而光扩散，连接损耗易增大。此外，树脂的扩展方向不易稳定，因此制造上会产生大的偏差。
本方式例的光耦合部3、14的透明树脂的周围被气体覆盖。透明树脂与气体的折射率差大，因此能够提高界面处的光的反射率。由此，能够进一步提高光的耦合效率。
即，本方式例的光耦合部3、14在光半导体元件1与光传输路2通过构成光耦合部3、14的树脂本身相连（成为一体）的基础之上，光耦合部3、14配置于光半导体元件1的上表面1c内，光耦合部3、14与引线键合于光半导体元件1的上表面的供电用布线7不接触，以及光耦合部3、14的周围被气体覆盖，以及进一步优选光耦合部14的外表面14a形成为凹陷的形状，因此对于透明树脂的界面的形状，即使不精密地控制作为反射面的位置以及角度，也能够以更低的制作精度稳定地实现高效率的光耦合。
在本方式例中，在基板4的安装面4a上，能够将光半导体元件1安装成其发光受光部1a成为基板4的安装面4a的相反侧（在图1A～图1C中为上侧），因此可以实现芯片键合或引线键合的安装。由此，能够以最短的线路长度连接在传输特性上重要的布线，不易附着噪声，可以得到良好的传输特性。另外，容易进行键合的外观检查，容易发现连接不良。
接下来，在本发明的光模块的制造方法的说明中，例示前述的图1A～图2C所示的构成的光模块5、15的制造方法。
如图3所示，准备预先在安装面4a上形成电路布线6，并安装了光半导体元件1的基板4。然后，使用精密分液器等浸树脂装置29，向光半导体元件1的发光受光部1a涂敷未硬化的透明树脂31。
优选透明树脂31在局限于光半导体元件1的上表面1c的范围内进行涂敷。此时，与供电布线分离地涂敷透明树脂31，以使透明树脂31不与供电布线7接触。
然后，如图4所示，将光传输路2的端部2a相对于光半导体元件1，朝向堆积在光半导体元件1上的透明树脂31（朝向箭头L的方向）插入。
然后，使插入透明树脂31的光传输路2按照远离光半导体元件1的方式移动。这时，光传输路2缓慢地从光半导体元件1被牵引向斜上方向（箭头R的方向）。
之后，按照透明树脂31的种类，根据需要例如进行UV（紫外线）的照射、加热，来使透明树脂31硬化。由此，形成光学地连接（光耦合）光半导体元件1与光传输路2的光耦合部3、14，从而光模块5、15完成。
在图4中，向倾斜方向牵引光传输路2后的透明树脂31的形状由（1）透明树脂31与光半导体元件1之间的界面张力，（2）透明树脂31与光传输路2之间的界面张力，以及（3）透明树脂31与外部的气体之间的表面张力决定。即，依赖于（A）光半导体元件1、光传输路2、透明树脂31的部件，（B）光半导体元件1以及光传输路2的表面状态、透明树脂31的粘度等部件的状态，（C）图3中的透明树脂31的涂敷量、图4中的光传输路2的插入量以及牵引量等安装条件等。若这些（A）、（B）、（C）的条件相同，则自然透明树脂31的形状相同。光耦合部3、14的外表面3a、14a可能为凹形状或凸形状，或者从上方方向观察光耦合部3、14时，可能为圆形形状、椭圆形形状或者扇形形状，这些能够通过上述条件来控制。
光传输路2的向R方向的牵引量根据使用的光传输路2、光半导体元件1的结构、透明树脂31的涂敷量等存在最佳值。若预先了解到这样的最佳值，则可以使上述的制作工序全部自动化，能够实现更进一步的制作工序的省力化。另外，制作光耦合部3、14时不需要在光半导体元件1与光传输路2之间传输光，可以实现无源耦合。即使由于树脂的涂敷量的变化等，无源耦合的位置多少偏离最佳位置，也由于光半导体元件1与光传输路2之间用透明树脂31相连，因此透明树脂31的表面会与光传输路2一起变形。因此，光耦合部3、14的耦合效率不易降低，位置对准的容许量大。在边传输光边进行的有源耦合中，若使用光硬化性树脂作为透明树脂37，则有可能在光纤的位置对准中该树脂会硬化，若使用无源耦合，则不必担心中途树脂会硬化。
这样，根据本方式例的光模块的制造方法，在光半导体元件1上堆积透明树脂31，向该透明树脂31插入光传输路2并向倾斜方向牵引后来使透明树脂31硬化，就可以形成光学地连接（光耦合）光半导体元件1与光传输路2的光耦合部3、14。因此，在形成光耦合部3、14时，也不需要使树脂成形的金属模具等，可以通过较少的工序且较少的构成部件以极低的成本制造光模块。
此外，光耦合部3、14的形成方法不限于上述方法。例如，也可以是如下步骤：在光半导体元件1的上方配置光传输路2的前端，进而按照覆盖光传输路2的前端以及光半导体元件1的发光受光部1a的方式堆积透明树脂31，向倾斜方向牵引透明树脂31中的光传输路2的前端后，来使透明树脂31硬化。即，为了向倾斜方向牵引透明树脂31中的光传输路2的前端来形成光耦合部3、14，也可以使在光半导体元件1之上配置光传输路2的前端的工序与配置透明树脂31的工序的顺序与上述的方法相反。
该情况下，取代上述（C）的条件，采用（C′）的条件：“透明树脂31的涂敷量、牵引前的光传输路2的位置以及牵引量等安装条件”，若（A）、（B）、（C′）的条件相同，则自然透明树脂31的形状会相同。另外，若步骤不同，则有可能光传输路2的向R方向的牵引量的最佳值也发生变化，因此优选该最佳值通过与实际相同的步骤进行实验来找出。
以往，公知有在LED等的密封用途等中，利用根据表面张力以及界面张力这样的物理性质自然决定的形状作为凸透镜、凹透镜。另外，专利文献4中记载有为使半导体激光器元件的后方输出光入射至监控光电二极管，沿着基板的阶差被覆透明树脂的半导体激光器装置。
本方式例的光模块的制造方法不需要使透明树脂附着于基板，因此在形成光耦合部3、14时，不需要增加基板4的加工工序（V槽、阶差等）。因此，不限于硅基板那样可以利用表面各向异性蚀刻的基板，即使是玻璃环氧树脂基板等那样加工性低的基板，也能够以低成本进行基板制作。
图13以及图14表示具备第2方式例的光耦合结构的光模块的一个例子。图13以及图14所示的光模块9、19具备：安装于基板4的安装面4a的光半导体元件1；沿着基板4的安装面4a，且与基板4的安装面4a分离配置的光传输路2；将光传输路2与光半导体元件1之间光学地耦合的光耦合部3、14；以及覆盖光耦合部3、14的周围的包层树脂层8。
对于本方式例的光模块9、19而言，光耦合部3、14的周围被由折射率比构成光耦合部3、14的透明树脂（第1树脂）低的第2树脂构成的包层树脂层8覆盖，这点与第1方式例的光模块5、15不同。光半导体元件1、光传输路2、基板4、电路布线6、引线布线7等可以构成为与第1方式例的光模块5、15相同。
包层树脂层8由折射率比构成光耦合部3、14的透明树脂低的树脂形成，因此能够抑制在光耦合部3、14中传输的光会入射至包层树脂层8侧而发生散射。此外，也可以通过具有折射率比光耦合部3、14高的树脂（未图示）密封包层树脂层8的周围。
这里所说的折射率是指在光半导体元件1与光传输路2之间传输的光的波长的折射率。作为第2树脂，例如，能够使用UV硬化性树脂、热硬化性树脂等。作为第2树脂的具体例，可以举出丙烯系树脂、环氧系树脂、硅氧系树脂等。
包层树脂层8在如图3以及图4所示那样，形成光耦合部3、14之后，涂敷第2树脂并使其硬化而形成。
本方式例的光耦合部3、14除了用包层树脂层8被覆这点，与第1方式例相同。图13表示光耦合部3的外表面3a为凸形状的情况，图14表示光耦合部14的外表面14a为凹形状的情况。
对于构成光耦合部3、14的第1树脂而言，由于光半导体元件1与光传输路2通过构成光耦合部3、14的第1树脂本身相连（成为一体），因此能够以低成本、简单地变换光半导体元件1与光传输路2之间的光路，并且能够以高效率光学地耦合光半导体元件1与光传输路2。
另外，从上方方向观察时，构成光耦合部3、14的第1树脂配置于光半导体元件1的上表面1c内，因此不必使用模型等，易于控制第1树脂的扩展，从而能够稳定地制作由第1树脂构成的光耦合部3、14的形状。
另外，构成光耦合部3、14的树脂不与引线键合于光半导体元件1的上表面的供电用布线7接触，因此光耦合部3、14的树脂形状能够不易产生偏差地来进行制造。
另外，光传输路2的端面2a配置在光半导体元件1的内侧，由此能够缩短光耦合部3、14内的光路长度。
另外，与上述的第1方式例的光耦合部14同样，优选光耦合部14与包层树脂层8的界面14a形成为凹陷的形状。此外，在需要将光传输路2与光半导体元件1离开一定距离以上来配置的情况下、出射光的扩散角比较小那样的情况下等，与上述的第1方式例的光耦合部3同样，只要将光耦合部与包层树脂层8的界面形成为凸形状，就可以得到与通过第1方式例的光耦合部3得到的同样的效果。
本方式例的光模块9中的包层树脂层8作为光耦合部3、14的包层树脂发挥作用。当光半导体元件1为受光元件时，从光传输路2入射至光耦合部3、14的光由于光耦合部3、14与包层树脂层8的界面3a、14a的折射率差被反射而入射至光半导体元件1。另外，当光半导体元件1为发光元件时，从光半导体元件1入射至光耦合部3、14的光由于光耦合部3、14与包层树脂层8的界面3a、14a的折射率差被反射而入射至光传输路2。
此外，在图13以及图14所示的例子中，光传输路2通过包层树脂层8被固定于基板4的安装面4a。由此，光传输路2的端部2a附近的光轴2b的方向不易变动，即使外力作用于光传输路2也能够抑制光耦合的恶化。
引线布线7被包层树脂层8覆盖来被保护，因此能够防止因外部的应力易破损的引线布线7（供电用布线）的断线。
光传输路2的端部2a、光耦合部3、14以及光半导体元件1被包层树脂层8覆盖，因此能够阻隔外部的应力来保护它们。即，能够提高光半导体元件1与光传输路2的光耦合结构整体的机械强度。
这样，在包层树脂层8被设置成作为引线布线7的保护层，或者光耦合结构的保护层发挥功能的情况下，能够简便地形成作为它们的保护层的包层树脂层8。
图15是表示本发明的一方式例的光收发模块的立体图。本方式例的光收发模块50具备：安装于同一基板54的安装面54a的受光元件亦即第1光半导体元件51a、以及发光元件亦即第2光半导体元件51b；与基板54的安装面54a分离地配置的第1光传输路52a以及第2光传输路52b；将第1光半导体元件51a与第1光传输路52a之间光学地耦合的第1光耦合部53a；以及将第2光半导体元件51b与第2光传输路52b之间光学地耦合的第2光耦合部53b。
第1光半导体元件51a、第1光传输路52a以及第1光耦合部53a构成第1光耦合结构，第2光半导体元件51b、第2光传输路52b以及第2光耦合部53b构成第2光耦合结构。
本方式例的光收发模块50的情况下，第1光耦合结构以及第2光耦合结构都构成与图13以及图14所述的光模块9、19同样的光耦合结构。
具体而言，光耦合部53a、53b由相对于传输的光透明的树脂构成，第1树脂分别紧贴于光半导体元件51a、51b的发光受光部的至少一部分以及光传输路52a、52b的端部的至少一部分，光半导体元件51a与光传输路52a、以及光半导体元件51b与光传输路52b通过构成光耦合部53a、53b的第1树脂本身直接相连。
此外，优选从上方方向观察时，构成光耦合部53a、53b的第1树脂配置于光半导体元件51a、51b的上表面内，构成光耦合部53a、53b的树脂不与引线键合于光半导体元件51a、51b的上表面的供电用布线57a、57b接触，以及光传输路52a、52b的端面存在于光半导体元件51a、51b上。另外，光耦合部53a、53b的外表面（或者与包层树脂层59的界面）可以为凸形状，也可以为凹陷的形状。其中，在图示例中，光耦合部53a、53b的外表面为凹陷的形状。或者，也可以构成为省略包层树脂层59，以气体覆盖光耦合部53a、53b的周围的构成。
由此，在从第1光传输路52a向受光元件亦即第1光半导体元件51a的光耦合中，在从发光元件亦即第2光半导体元件51b向第2光传输路52b的光耦合中，都能够以低成本且简易的工序制作光耦合结构。
本方式例的光收发模块50的情况下，2个光半导体元件51a、51b被排列安装在通用的基板54上。这些光半导体元件51a、51b分别通过接合材料与形成于基板54上的电路布线56电连接。例如，在本方式例的情况下，通过形成于光半导体元件51a、51b的上部（表面）的电极（未图示）与由引线布线57a、57b等构成的供电用布线，光半导体元件51a、51b与电路布线56电连接。另外，光半导体元件51a、51b的背面与电路布线56通过导电性粘接剂（未图示）电连接。电路布线56以及引线布线57a、57b分别独立地设置与发光元件连接的布线和与受光元件连接的布线。
本方式例的光收发模块50的情况下，第1光传输路52a与第2光传输路52b通过通用的被覆材料58被覆盖成一体。因此，在制作光耦合部53a、53b之际，当与图4同样地向透明树脂中（向L方向）插入光传输路52a、52b时，然后向倾斜方向（R方向）牵引光传输路52a、52b时，可以一并操作双方的光传输路52a、52b，从而使作业简略化。
作为通过通用的被覆材料58一体化的多个光传输路52a、52b，可以使用光纤带芯线、基板型光波导路等。被覆材料58也可以相对于在光传输路52a、52b中传输的光不透明。
光半导体元件51a、51b、光传输路52a、52b以及光耦合部53a、53b也可以由单一的包层树脂层59被覆。
包层树脂层59由折射率比构成光耦合部53a、53b的透明树脂低的树脂形成，因此可以抑制在光耦合部53a、53b中传输的光入射至包层树脂层59侧而发生散射。此外，也可以由具有比光耦合部53a、53b高的折射率的树脂（未图示）密封包层树脂层59的周围。
本方式例的光收发模块50的情况下，由通用的被覆材料58一体化的光传输路52a、52b被包层树脂层59固定于基板54的安装面54a。由此，光传输路52a、52b的端部附近的光轴的方向不易变动，即使外力作用于光传输路52a、52b也能够抑制光耦合的恶化。
另外，引线布线57a、57b被包层树脂层59覆盖来进行保护，因此能够防止因外部的应力易于破损的引线布线57a、57b（供电用布线）的断线。
另外，光传输路52a、52b的端部、光耦合部53a、53b以及光半导体元件51a、51b被包层树脂层59覆盖，因此能够阻隔外部的应力来保护它们。因此，能够提高光耦合结构整体的机械强度。
此外，以与图15的光收发模块50同样的结构，也可以构成光半导体元件51a、51b双方均为发光元件的光发送模块，或者构成光半导体元件51a、51b双方均为受光元件的光接收模块。
包层树脂层59也可以仅覆盖存在多个的光耦合部53a、53b中的一部分的光耦合部的周围。
搭载于光模块的光半导体元件的个数不限于1个或2个，也可以是3个以上。光半导体元件与光传输路的光耦合结构可以根据光半导体元件的个数设置所需的数量。
实施例
以下，借助实施例来具体地说明本发明。
（实施例1）
如图1A～图4所示，准备包层直径为125μm、纤芯直径为50μm的石英系多模光纤作为光传输路2。在光半导体元件1中，使用PD作为受光元件（受光部的孔径直径为80μm），使用VCSEL（发光部的孔径直径为12μm）作为发光元件，使用UV硬化树脂（丙烯系树脂）作为透明树脂31，使用玻璃环氧树脂基板作为基板4，使用金引线作为引线布线7。向光半导体元件1的发光受光部1a（PD的受光部或者VCSEL的发光部）之上涂敷2nl（纳升）透明树脂31后，将光纤的前端插入该透明树脂，向倾斜30°上方牵引光纤，以使牵引距离为40μm。之后，向透明树脂照射UV来使该透明树脂31硬化，从而制作出图1A～图2C所示的光耦合结构5、15。构成光耦合部3、14的硬化后的树脂的折射率为1.58。
使用粘度不同的11个种类的树脂（A：0.02Pa·s、B：0.1Pa·s、C：0.7Pa·s、D：1.5Pa·s、E：3.2Pa·s、F：5.5Pa·s、G：15Pa·s、H：21Pa·s、I：26Pa·s、J：35Pa·s、K：50Pa·s）作为透明树脂来形成光耦合部后，观测这些光耦合部的形状。
从牵引光纤后到照射UV为止的时间被设定为在使用各透明树脂的情况下，连接损耗良好的时间。因此，该时间根据所使用的透明树脂而不同。其结果如表1所示。
表1
另外，使用样本D、H、K的树脂来制作使光传输路与光半导体元件的位置关系为最佳的光模块，并分别测量了连接损耗。其结果如表2所示。其中，在制作出的各光模块的光耦合结构中，满足上述的30°＜φ＜60°、30＜x＜60μm以及0＜y＜20μm。
另外，对于从上方方向观察各模块的光耦合部时的形状而言，使用样本D时为图12C所示的那样的扇形形状，使用样本H时为图12C所示那样的扇形形状，使用样本K时为椭圆形形状。
表2
（实施例2）
统一从牵引光纤后到照射UV为止的时间来制作光耦合部，并观测所得到的光耦合部的形状。将牵引光纤后到照射UV为止的时间统一为3秒钟的情况下如表3所示，将牵引光纤后到照射UV为止的时间统一为2分钟的情况下如表4所示。
表3
表4
另外，在该条件下，使用样本D、H、K的树脂来制作使光传输路与光半导体元件的位置关系为最佳的光模块，并分别测量连接损耗。其中，在制作出的各光模块的光耦合结构中，满足上述的30°＜φ＜60°、30＜x＜60μm以及0＜y＜20μm。
另外，对于从上方方向观察各模块的光耦合部时的形状，使用样本D时为图12C所示那样的扇形形状，使用样本H时为图12C所示那样的扇形形状，使用样本K时为椭圆形形状。
将牵引光纤后到照射UV为止的时间统一为3秒的情况如表5所示，将牵引光纤后到照射UV为止的时间统一为2分钟的情况如表6所示。
表5
表6
根据表2、表5、表6的结果，光半导体元件与光传输路通过构成光耦合部的树脂本身粘接，从而能够以低成本制作光耦合部，并且能够以高效率传输光信号。
另外，光耦合部不与引线接触的情况下，连接损耗非常地小。
另外，光耦合部的形状为凹形状的情况下，与为凸形状的情况相比，连接损耗非常地小。
产业上的可利用性
根据本发明的光连接结构，不必使用多个部件，能够以低成本制作光耦合部，并且能够以更高的效率传输光信号。
附图标记的说明
T1～4切线；φ1～4切线T1～4与光半导体元件的上表面所成的角度；x从光传输路的端面到光半导体元件的光轴的距离；y从光传输路的光轴到光半导体元件的距离；θ光轴彼此所成的角度；P  光轴彼此的交点；1、51a、51b光半导体元件；1a发光受光部；1b光半导体元件的光轴；1c上表面（表面）；1d下表面（背面）；1s光半导体元件的端面；2、52a、52b光传输路；2a光传输路的端部（端面）；2b光传输路的光轴；3、3A、14、14A、16、53a、53b光耦合部；3a、14a、16a光耦合部的外表面（界面）；4、54基板；4a、54a基板的安装面；5、5A、15、15A光模块；7、57a、57b  引线布线（供电用布线）；8、59包层树脂层；9、19光模块；50光收发模块。

Claims (12)

1.一种光耦合结构，其特征在于，
具备：
光半导体元件，在其上表面具有发光受光部，且在下表面侧被安装于基板；
光纤，其具有以规定的角度与所述光半导体元件的光轴交叉的光轴，且与所述基板的安装面分离配置；以及
光耦合部，其变换所述光半导体元件与所述光纤之间的光路，且将所述光半导体元件与所述光纤之间光学地耦合；
其中，所述光耦合部由相对于传输的光透明的树脂构成，所述树脂分别紧贴于所述光半导体元件的发光受光部的至少一部分以及所述光纤的端部的至少一部分，
所述光半导体元件与所述光纤通过构成所述光耦合部的所述树脂本身被粘接，
构成所述光耦合部的所述树脂的外表面为凹向所述光半导体元件的发光受光部以及所述光纤的端部侧的形状，
形成所述光耦合部的所述树脂不存在于所述光半导体元件的光轴与所述光纤的光轴交叉的交点的位置，
所述树脂的外表面的与所述发光受光部对置的位置存在于所述交点与所述发光受光部之间，并且，所述树脂的外表面的与所述光纤的端部对置的位置存在于所述交点与所述光纤的端部之间。
2.根据权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，
构成所述光耦合部的所述树脂配置于所述光半导体元件的所述上表面内。
3.根据权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，
所述树脂与引线键合于所述光半导体元件的所述上表面的供电用布线分离配置。
4.根据权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，
当从侧面方向以及上方方向观察所述光半导体元件时，所述光纤的端面位于比所述光半导体元件的端面靠所述光半导体元件的内侧。
5.根据权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，
构成所述光耦合部的所述树脂配置于比所述光纤的端面的上端的高度靠下侧。
6.根据权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，
当从上方方向观察所述光耦合部时，所述光耦合部的形状为圆形形状、椭圆形形状或者扇形形状中的任意一个。
7.根据权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，
所述光耦合部的周围被气体覆盖。
8.根据权利要求1所述的光耦合结构，其特征在于，
所述光耦合部的周围被折射率比构成光耦合部的树脂低的包层树脂层覆盖。
9.根据权利要求8所述的光耦合结构，其特征在于，
所述光半导体元件的供电用布线被所述包层树脂层覆盖。
10.一种光收发模块，其特征在于，
具备：
受光元件以及发光元件，它们安装于同一基板的安装面；
第1光纤以及第2光纤，它们与所述基板的所述安装面分离配置；
第1光耦合部，其将所述受光元件与第1光纤之间光学地耦合；以及
第2光耦合部，其将所述发光元件与第2光纤之间光学地耦合；
其中，所述受光元件、第1光纤以及第1光耦合部构成第1光耦合结构，并且所述发光元件、第2光纤以及第2光耦合部构成第2光耦合结构，
第1光耦合结构以及第2光耦合结构的一方或者双方构成权利要求1～9中的任意一项所述的光耦合结构。
11.一种光耦合结构的制造方法，该光耦合结构是权利要求1～9中的任意一项所述的光耦合结构，该制造方法的特征在于，
包括：
向设置于基板的光半导体元件的发光受光部涂敷树脂的工序；
与所述基板平行地向所述树脂中插入光纤的工序；
使所述光纤向远离所述半导体元件的方向，且向斜上方移动的工序；以及
使所述树脂硬化来形成为光耦合部的工序；
其中，基于预先求出的所述树脂的涂敷量、所述树脂的粘度、所述光纤的插入量、所述光纤的向斜上方的移动量以及到使所述树脂硬化为止的时间的相关关系，控制为将所述光耦合部的形状形成为凹形状。
12.根据权利要求11所述的光耦合结构的制造方法，其特征在于，
与引线键合于所述光半导体元件的上表面的供电用布线分离而向所述发光受光部涂敷所述树脂。
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