CN103837946A

CN103837946A - 光模块和制造方法

Info

Publication number: CN103837946A
Application number: CN201310460470.1A
Authority: CN
Inventors: 白石崇
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: US20140140657A1; EP2733512A2; CN103837946B; EP2733512A3; JP2014102399A; JP5910469B2; US9316799B2

Abstract

光模块和制造方法。一种光模块包括：柔性印刷电路板，光接收元件和/或光发射元件面朝下安装在所述柔性印刷电路板上作为光元件，所述柔性印刷电路板具有透过入射至所述光接收元件的入射光和/或来自所述光发射元件的出射光的部分；透镜构件，其设置在所述印刷电路板的未安装所述光元件的表面上，并一体地形成以在预定区域内具有透过所述入射光和/或所述出射光的透镜以及与所述印刷电路板抵接的凸部；结合构件，其设置在所述印刷电路板和所述透镜构件之间的所述预定区域以外的区域中，并将所述印刷电路板和所述透镜构件结合；以及冷却构件，其设置为朝着所述印刷电路板对所述光元件施加压力，并使所述光元件冷却。

Description

光模块和制造方法

技术领域

本文讨论的实施方式涉及光模块及其制造方法。

背景技术

近来，在服务器和高端计算机领域，由于通过多中央处理单元（CPU）提高了性能，CPU与外部接口之间的通信的I/O功能的传输容量显著增加。另一方面，鉴于传统电气高速传输中的串扰和布线密度的问题，正在对布置光电转换元件并使用光信号进行高速I/O的光互连技术进行研究。

对于光互连技术，需要小的光模块，该小的光模块比用于传统主干光通信的光模块小得多并且能够以低成本制造。关于这种光模块，已知一种使光发射元件和光接收元件面朝下安装到基板的光模块。该光模块使光发射元件和光接收元件面朝下安装到透过光的基板，并与形成在基板下方的光波导执行光通信。

关于使得能够以较低成本生产的构造，已知一种使光接收元件或光发射元件面朝下安装到由聚酰亚胺等的薄膜制成的柔性印刷电路（FPC）板的光模块（参见如日本特开2012-068539号公报）。

在这种光模块中，例如，经由结合片（bonding sheet）将表面上形成有透镜的透镜片设置在以倒装芯片法安装有光元件的柔性印刷电路板的下表面上，另外，光波导设置在透镜片下方。例如，为了抑制由于光元件的温度升高引起的特性的劣化，将散热器设置在光元件的上侧与光元件紧密接触，通过来自散热器的压力来固定柔性印刷电路板。

然而，在上述传统技术中，在柔性印刷电路板与透镜片之间形成有结合片未介入的空隙以确保光路，来自散热器的压力使得柔性印刷电路板翘曲，从而导致光元件与透镜未对准的问题。

发明内容

实施方式的一个方面的目的是至少解决传统技术中的上述问题。

根据实施方式的一方面，一种光模块包括：柔性印刷电路板，光接收元件和光发射元件当中的至少任一方面朝下安装在所述柔性印刷电路板上作为光元件，所述柔性印刷电路板具有当安装有所述光接收元件时将入射光透过至所述光接收元件，当安装有所述光发射元件时透过来自所述光发射元件的出射光的部分；透镜构件，该透镜构件被设置在所述柔性印刷电路板的未安装有所述光元件的表面上，所述透镜构件一体地形成，在预定区域内具有透过所述入射光和所述出射光当中的至少任一方的透镜以及与所述柔性印刷电路板抵接的凸部；结合构件，该结合构件被设置在所述柔性印刷电路板和所述透镜构件之间的所述预定区域以外的区域中，将所述柔性印刷电路板和所述透镜构件结合；以及冷却构件，该冷却构件被设置为朝着所述柔性印刷电路板对所述光元件施加压力的状态，并使所述光元件冷却。

附图说明

图1是根据实施方式的光模块的构造的一个示例的俯视图；

图2是根据实施方式的光模块的侧视图；

图3是沿图1所示的A-A'的局部放大截面图；

图4是使用倒装贴片机（flip-chip bonder）的光模块的制造工艺的一个示例的工艺流程图；

图5A、图5B和图5C是透镜和凸部的制造工艺的一个示例的说明图；

图6是透镜和凸部的一个示例的说明图；

图7A和图7B是结合片的开口的制造工艺的一个示例的说明图；

图8A和图8B是透镜片和结合片的结合工艺的一个示例的说明图；

图9是柔性板的结合工艺的一个示例的说明图；

图10A和图10B是光波导的安装工艺的一个示例的说明图；

图11A和图11B是散热器的安装工艺的一个示例的说明图；

图12是制造的光模块的一个示例的说明图；

图13A和图13B是实施方式的变形例1的说明图；

图14A和图14B是实施方式的变形例2的说明图；

图15A和图15B是实施方式的变形例3的说明图；

图16A和图16B是实施方式的变形例4的说明图；

图17是实施方式的变形例5的说明图；

图18是实施方式的变形例6的说明图；

图19是实施方式的变形例7的说明图；

图20是实施方式的变形例8的说明图；

图21是实施方式的变形例9的说明图；

图22是实施方式的变形例10的说明图；

图23是柔性板的翘曲的一个示例的说明图；以及

图24是未在透镜片上设置凸部的构造的一个参考示例的说明图。

具体实施方式

将参照附图详细描述优选实施方式。

图1是根据实施方式的光模块的构造的一个示例的俯视图。图2是根据实施方式的光模块的侧视图。如图1和图2所示，光模块100具有印刷电路板101、柔性印刷电路（FPC）板103、光波导130和散热器140。以下将柔性印刷电路板称为柔性板。

印刷电路板101是传输电信号的印刷电路板。印刷电路板101具有电连接器102，该电连接器102设置为连接印刷电路板101和柔性板103。柔性板103是柔性的并具有芯层，所述芯层具有聚酰亚胺膜等，并在其各个表面上具有带图案的电极层。

光接收元件111和光发射元件112面朝下安装到柔性板103的上表面。面朝下安装是指光接收元件111的光接收部111a（参见图3）或光发射元件112的光发射部112a（参见图9）按照面朝柔性板103的方式设置。尽管此实施方式采用安装有光接收元件111和光发射元件112二者的光模块，但是光模块可仅安装有其中任一者（参见例如图19和图20）。

光接收元件111和光发射元件112可通过诸如倒装贴片机的一般元件安装方法来面朝下安装。对于光接收元件111，例如，可使用光电二极管（PD）阵列。对于光发射元件112，例如，可使用垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）阵列。

跨阻放大器（TIA）113布置在柔性板103上。TIA113将来自光接收元件111的电流转换为电压。驱动IC114布置在柔性板103上。驱动IC114通过将驱动电流提供给光发射元件112来驱动光发射元件112。TIA113和驱动IC114经由柔性板103和电连接器102电连接到印刷电路板101。

另外，在设置在柔性板103上的光接收元件111和光发射元件112的上表面上设置有散热器140，散热片141夹在中间。散热片141与光接收元件111和光发射元件112紧密接触以增强光接收元件111和光发射元件112的热耗散。尽管在此实施方式中使用散热片141，但是也可使用散热膏来代替散热片141。

散热器140经由散热片141使光接收元件111和光发射元件112冷却。例如，通过夹具、螺钉等紧固到柔性板103的散热器140保持为对光接收元件111和光发射元件112施加压力的状态。尽管使用散热器140来冷却光接收元件111和光发射元件112，但是冷却装置不限于此，例如，可使用帕尔帖（Peltier）元件等来冷却与其紧密接触（对其施加压力）的光接收元件111和光发射元件112。

透镜片120结合到柔性板103的后表面，结合片125夹在中间。对于透镜片120，使用透明材料，聚光透镜120a（参见图3）作为其一部分形成。光波导130经由结合层127连接到透镜片120的下表面。

光波导130是聚合物波导并传输信号光。例如，光波导引导进入光接收元件111的光波或将从光发射元件112输出的光。光波导130在中心处具有芯130a，折射率低于芯130a的包层130b围绕芯130a布置。这使得芯130a内的信号光在芯130a和包层130b的界面处全反射的同时被传输。对于光波导130，可使用聚合物（包括例如环氧树脂和丙烯酸树脂）的波导。对于光波导130，可使用多模传输的便宜的波导，但也可使用除此之外的其它波导。

光波导130具有反射镜133，该反射镜133形成在光接收元件111下面，与光接收元件111所布置的位置对应的位置处。通过经划片或激光处理对光波导130进行剃削来形成反射镜133。反射镜133的倾角为例如45[°]。这使得反射镜133能够将在光波导130内传输的信号光弯曲90[°]。因此，可将从光波导130传输的信号光弯曲90[°]并将该信号光输出给光接收元件111，并将从光发射元件112输出的信号光传输给光波导130。

图3是沿图1所示的A-A'的局部放大截面图。如图3所示，柔性板103使与传输信号光的光路K对应的部分被挖空。柔性板103具有芯层103b、信号电极103a和接地电极103c。

对于芯层103b，例如，使用高频电信号损失较低并且薄且透明的材料，例如，使用聚酰亚胺。芯层103b不限于透明材料，可以是有色材料。如果材料是可透过信号光的透明材料，则芯层103b与光路K对应的部分可以不挖空（参见图20）。信号电极103a利用诸如铜箔的布线导体图案化地形成在芯层103b的一面上。

不透明的信号电极103a按照避开传输信号光的光路K的方式布线。接地电极103c利用诸如铜箔的布线导体图案化地形成在芯层103b的另一面上。

光接收元件111具有光接收部111a和端子111b。光接收部111a面向透镜片120布置，并接收由透镜片120透过的信号光。光接收元件111将所接收到的信号光转换为信号电流。光接收部111a形成为例如圆形。端子111b连接到信号电极103a并通过所连接的信号电极103a传输信号电流。

同样，尽管未示出，但是光发射元件112具有光发射部（112a）和端子（112b）。光发射部（112a）面向透镜片120布置，并将信号光朝着透镜片120输出。光发射部（112a）将输入信号电流转换为信号光。光发射部（112a）形成为例如圆形。端子（112b）连接到信号电极103a并通过所连接的信号电极103a传输信号电流。

结合片125连接柔性板103和透镜片120。结合片125具有开口125a，该开口125a形成在与光路K对应的位置处，使得信号光可在柔性板103与透镜片120之间传输。在此实施方式中，对于开口125a，例如，使用通过切割形成的开口。在柔性板103与透镜片120之间存在未设置结合片125的空隙125b。

透镜片120是透明构件。例如，诸如环烯烃聚合物（COP）和聚碳酸酯（PC）的热塑性树脂用于透镜片120。透镜片120具有透镜120a，其被形成以进行聚光。

例如，图3所示的透镜120a是预定高度的凸透镜。透镜120a不限于凸透镜，可以是凹透镜。图中在透镜120a周围，透镜片120具有形成的凸部120b，例如，该凸部120b的高度等于结合片125的厚度。

凸部120b设置在与透镜片120上方，未设置结合片125的空隙125b对应的位置处，在所述位置处，凸部120b与柔性板103抵接。多个凸部120b围绕透镜设置在所述位置处。这可从透镜片120一侧支撑柔性板103的未设置结合片125的部分，从而减小由散热器140的压力引起的柔性板103的翘曲。

尽管厚度等于结合片125的厚度的凸部被用于凸部120b，但是凸部120b不限于此，可以是例如当柔性板103翘曲时与柔性片抵接以减小翘曲的凸部。即，凸部120b不限于厚度与结合片125的厚度相等的凸部，可以是厚度小于结合片125的厚度的凸部。

凸部120b的布置位置可以是作用有来自散热器140的压力的端子111b的正下方或内侧（光路K一侧)的位置，或者可以是关于透镜120a对称的位置。这些布置位置可进一步减小柔性板103的翘曲。

结合层127将透镜片120和光波导130结合在一起。透明材料用于结合层127。

将描述各个部分的尺寸的示例。例如，光接收元件111的厚度（图3的高度方向）为200[μm]。例如，芯层103b的厚度为25[μm]或更小。例如，信号电极103a和接地电极103c各自的厚度为20[μm]或更小。例如，结合片125的厚度为50[μm]。

透镜片120的厚度是形成透镜120a的部分的厚度、形成凸部120b的部分的厚度以及既未形成透镜120a也未形成凸部120b的平坦部分120c的厚度的总和。例如，形成透镜120a的部分的厚度为100[μm]或更小。

例如，形成凸部120b的部分的厚度为100[μm]。例如，平坦部分120c的厚度为50[μm]。例如，结合层127的厚度为10[μm]或更小。例如，光波导130的厚度为100[μm]或更小。例如，光接收部111a的光接收直径为大约30[μm]的量级。

上述构造使得光模块100能够将从单独的光模块输出的光会聚到光接收部111a。上述构造还使得光模块100能够通过光波导130将从光发射元件112（未示出）输出的信号光输出给单独的光模块。

然后将参照图4至图12描述根据实施方式的光模块的制造工艺的一个示例。图4是使用倒装贴片机的光模块的制造工艺的一个示例的工艺流程图。如图4所示，在光模块的制造工艺中，由例如倒装贴片机执行下列工艺中的每一个。

执行将预先制备的透镜片120和结合片125结合的工艺（步骤S401）。步骤S401所使用的透镜片120是透镜120a与凸部120b一体地形成的透镜片。步骤S401所使用的结合片125是开口125a大致通过切割挖空的结合片。

执行将柔性板103结合到在步骤S401结合在一起的透镜片120和结合片125的形成体的结合片125的工艺（步骤S402）。

执行将光波导130安装到在步骤S402集成的柔性板103、透镜片120和结合片125的形成体的透镜片120的工艺（步骤S403）。

在步骤S402的光接收元件111（光发射元件112）与透镜120a的对准工艺和步骤S403的透镜120a与光波导130的对准工艺中的每一个中，在结合时需要高精度。例如，对于这些工艺中的对准，例如，需要未对准量为10[μm]或更小的精度以执行满意的光耦合。

执行将散热器140安装到在步骤S403集成的柔性板103、透镜片120、结合片125和光波导130的形成体的柔性板103的工艺（步骤S404）。然后，制造工艺完成。

在上述步骤S401中，由于使用形成有凸部120b的透镜片120和开口125a大致通过切割挖空的结合片125，即使未执行精确的对准，结合片125和透镜片120也可结合在一起。这可缩短步骤S401的工艺时间。

尽管在此实施方式中，首先将透镜片120和结合片125结合在一起，然后结合柔性板103（参见步骤S401和S402），但是工艺顺序可颠倒。即，工艺可以使得首先执行使柔性板103和结合片125结合的步骤S402，随后执行结合透镜片120的步骤S401。同样在这种情况下，在柔性板103和结合片125的结合工艺中，对准精度可降低。

图5A、图5B和图5C是透镜和凸部的制造工艺的一个示例的说明图。如图5A、图5B和图5C所示，在制造透镜120a和凸部120b时使用模具500。模具500有旨在预定区域内符合弧状透镜120a和弧状凸部120b的形状。透镜120a与凸部120b之间的距离被指定为例如100[μm]或更小。尽管稍后将参照图6描述细节，但是模具500可同时形成八个透镜120a和四个凸部120b。

如图5A和图5B所示，在高温下将透镜片120压向模具500。如图5C所示，通过使透镜片120冷却并将透镜片120拉离模具500，来在透镜片120上形成透镜120a和凸部120b。

通过这种工艺，凸部120b以及透镜120a可在形成透镜120a的工艺中一体地形成。即，可形成凸部120b而无需设立单独的制造工艺。由于凸部120b被设计为具有与透镜120a相同的弧状，所以模具更容易制造，并且成本可相应降低。

将参照图6描述通过图5A、图5B和图5C所示的制造工艺形成的透镜和凸部的一个示例。图6是透镜和凸部的一个示例的说明图。如图6所示，两组的四个连续透镜120a（总共八个）以及围绕各组透镜120a设置的一对凸部120b（总共四个）形成在透镜片120上的预定区域120f中。

这里所示的凸部120b是一个示例。凸部120b的数量不限于四个，可以是其它数量（参见图18和图19），并且形状不限于弧状，可以是柱状（参见图17）。凸部120b与柔性板103的接触方式不限于点支撑的构造，可以是线支撑或面支撑的构造（参见图13至图16）。

图7A和图7B是结合片的开口的制造工艺的一个示例的说明图。如图7A和图7B所示，在结合片125中形成开口125a。通过切割，例如利用有刃工具（例如，尖顶刀片（pinnacle blade））冲压结合片125，来形成开口125a。切除部分的最小尺寸较大，为0.5至1.0[mm]的量级。开口125a形成在与透镜片120上设置有透镜120a和凸部120b的预定区域120f（参见图6）对应的位置处。

还可通过掩蔽结合片125的开口125a以外的部分并将结合片125浸入蚀刻溶液中的技术来以高精度形成开口125a。相比之下，由于此实施方式使得能够大体上形成开口125a，所以可使用冲压技术，并且形成开口125a所需的时间可缩短。

在使用通过冲压形成开口125a的结合片125的情况下，由于开口125a大致形成，所以结合片125和透镜片120的结合精度可降低。这使得能够在短时间内执行结合片125和透镜片120的结合工艺（参见图4的步骤S401）。

图8A和图8B是透镜片和结合片的结合工艺的一个示例的说明图。图8A和图8B所示的工艺是图4的步骤S401所示的工艺。图8A和图8B所示的工艺是将在图5A、图5B和图5C所示的工艺中形成的透镜片120与在图7A和图7B所示的工艺中形成的结合片125结合在一起的工艺。

例如，如图8A和图8B所示，透镜片120和结合片125按照透镜120a和凸部120b将从结合片125的开口125a显现出的方式结合在一起。即，透镜片120和结合片125按照结合片125将不层叠在透镜120a或凸部120b上方的方式结合在一起。通过透镜片120和结合片125的结合形成的主体用于后续工艺（图4的步骤S402中的工艺）。

在此实施方式中，由于开口125a大致形成，所以可在将透镜片120和结合片125结合在一起的工艺中在没有高精度对准的情况下将透镜片120和结合片125结合在一起。这可缩短将透镜片120和结合片125结合在一起的工艺时间。

图9是柔性板的结合工艺的一个示例的说明图。图9所示的处理是图4的步骤S402所示的处理。在图9所示的处理中，通过将图8A和图8B所示的透镜片120和结合片125结合在一起而形成的主体与柔性板103通过倒装贴片机对准并结合在一起。光接收元件111、光发射元件112、TIA113和驱动IC114通过倒装芯片法安装到柔性板103。

电布线103e设置在柔性板103上。在此工艺中，以高精度执行光接收元件111（光发射元件112）与透镜120a的对准。通过将透镜片120、结合片125和柔性板103结合在一起而形成的主体用于后续工艺（图4的步骤S403中的工艺）。

图10A和图10B是光波导的安装工艺的一个示例的说明图。图10A和图10B所示的工艺是图4的步骤S403所示的工艺。如图10A和图10B所示，通过倒装贴片机将光波导130安装到图9所示的通过将透镜片120、结合片125和柔性板103结合在一起而形成的主体。

在此工艺中，以高精度执行透镜120a与光波导130的对准。包括透镜片120、结合片125、柔性板103和光波导130的形成体被用于后续步骤（图4的步骤S404中的工艺）。

图11A和图11B是安装散热器的工艺的一个示例的说明图。图11A和图11B所示的工艺是图4的步骤S404所示的工艺。在图11A和图11B所示的工艺中，如图11A所示，将电布线103e连接到电连接器102。如图11B所示，从所连接的柔性板103的上方，经由散热片141将使光接收元件111和光发射元件112冷却的散热器140安装到柔性板103。例如，通过夹具、螺钉等（未示出）将散热器140安装到柔性板103。

图12是制造的光模块的一个示例的说明图。如图12所示，在光模块100中，散热器140通过夹具、螺钉等（未示出）安装并保持为对柔性板103加压的状态。例如，光模块100布置在服务器板上并用作将电信号转换为光信号或将光信号转换为电信号的装置。

如上所述，在此实施方式中，在透镜片120上设置凸部120b可减小由散热器140的压力引起的柔性板103的与空隙125b对应的部分的翘曲。这可减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。例如，这可减小光接收元件111在高度方向（凸部120b凸起的方向）的位移、光接收元件111的倾斜以及光接收元件111相对于透镜的水平位移。因此，可减小光耦合损失。

由于凸部120b可减小柔性板103的翘曲，所以在形成结合片125的开口125a的工艺中可大致地形成开口125a，形成开口125a的工艺的工艺时间可缩短。

利用大致形成开口125a的结合片125，即使结合片125和透镜片120的结合精度降低，也可使得开口125a到达透镜120a的位置。这可降低结合片125和透镜片120的结合精度，缩短将结合片125和透镜片120结合时的工艺时间。因此，制造光模块100所耗费的时间可缩短。

由于此实施方式使用透镜120a和凸部120b一体地形成的透镜片120，所以可在同一工艺中制造透镜120a和凸部120b。因此，可形成凸部120b而无需增加用于制造凸部120b的单独的工艺。这可在抑制制造光模块100所耗费的时间增加的同时制造凸部120b。

因此，根据此实施方式，可实现光耦合损失的降低以及制造时间的缩短。

图13A和图13B是实施方式的变形例1的说明图。在图13A和图13B中，为与上述实施方式中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例1与上述实施方式的不同之处在于凸部120b的形状。如图13A和图13B所示，平面凸部120b形成在透镜片120上。凸部120b比平坦部分120c厚，通过在平坦部分120c上方凸起的表面形成。

从有效减小透镜120a周围的柔性板103翘曲的观点看，凸部120b可按照例如环形围绕透镜120a来布置。凸部120b设置在与透镜片120上方，未设置结合片125的空隙125b对应的位置处，在所述位置处，凸部120b与柔性板103抵接。这可从透镜片120一侧支撑柔性板103的未设置结合片125的部分，从而减小由散热器140的压力引起的柔性板103的翘曲。

利用以平面状态形成的凸部120b的上表面作为基准平面（充当高度方向上的基准），在凸部120b上设置透镜120a。根据要使用的光接收元件以及目标焦斑（focalspot）大小来设置透镜120a与光接收元件111之间的距离。因此，在变形例1中，与上述实施方式中基于平坦部分120c设置透镜120a的情况相比，可将透镜120a靠近光接收元件111设置。

因此，根据变形例1，可将透镜120a与光接收元件111之间的距离设置得较短。变形例1可扩大从透镜片120一侧支撑柔性板103的与空隙125b对应的部分的面积，从而有效减小柔性板103的翘曲。这可减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。

图14A和图14B是实施方式的变形例2的说明图。在图14A和图14B中，为与上述实施方式或变形例1中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例2与变形例1的不同之处在于透镜120a。

如图14A和图14B所示，透镜120a设置在比凸部120b高的基准表面120d上。与变形例1相比，变形例2使得透镜120a能够靠近光接收元件111设置。因此，变形例2可扩大从透镜片120一侧支撑柔性板103的与空隙125b对应的部分的面积，从而有效减小柔性板103的翘曲。这可在减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准的同时将透镜120a与光接收元件111之间的距离设置得较短。

尽管在变形例2中，凸部120b被指定为处于平面状态并且比平坦部分120c厚，但是凸部120b不限于此，可以是如上述实施方式中所示的设置在平坦部分120c上的弧状凸部。在这种情况下，构造可以是这样：与平坦部分120c连续，设置比弧状凸部120b高的基准表面120d，透镜120a将设置在该基准表面120d上。

图15A和图15B是实施方式的变形例3的说明图。在图15A和图15B中，为与上述实施方式或变形例1和2中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例3与变形例2的不同之处在于透镜120a的基准表面120d的高度。

如图15A和图15B所示，透镜120a设置在比凸部120b低并且也比平坦部分120c低的基准表面120d上。与实施方式和变形例1相比，变形例3使得透镜120a能够远离光接收元件111设置。因此，变形例3可扩大从透镜片120一侧支撑柔性板103的与空隙125b对应的部分的面积，从而有效减小柔性板103的翘曲。这可在减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准的同时将透镜120a与光接收元件111之间的距离设置得较长。

尽管在变形例3中，凸部120b被指定为处于平面状态并且比平坦部分120c厚，但是凸部120b不限于此，可以是如上述实施方式中所示的设置在平坦部分120c上的弧状凸部。在这种情况下，构造可以是这样：与平坦部分120c连续，设置比平坦部分120c低的基准表面120d，透镜120a设置在该基准表面120d上。

因此，根据变形例1至3，可根据要使用的光元件和目标焦斑大小来自由地设置透镜120a的位置。

图16A和图16B是实施方式的变形例4的说明图。在图16A和图16B中，为与上述实施方式中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例4与实施方式的不同之处在于凸部120b与芯层103b抵接。

如图16A和图16B所示，柔性板103具有未形成接地电极103c的未形成部分。因此，当存在未形成部分103d时，形成在透镜片120上的凸部120b的厚度可被确定为平坦部分120c的厚度、结合片125的厚度和接地电极103c的厚度的总厚度。

这可使得凸部120b与芯层103b抵接，并从透镜片120一侧支撑柔性板103的与未设置结合片125的空隙125b对应的部分。因此，可减小由散热器140的压力引起的柔性板103的翘曲，并减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。

图17是实施方式的变形例5的说明图。在图17中，为与上述实施方式中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例5与实施方式的不同之处在于凸部120b的与柔性板103抵接的部分的形状。

如图17所示，凸部120b形成为柱状。在凸部120b与接地电极103c抵接的部分（末端）上形成防滑部分120e。防滑部分120e仅是形成在凸部120b与接地电极103c抵接的部分（末端）上的滚花凹凸图案。通过在制造凸部120b的模具500中形成防滑部分120e，防滑部分120e可与凸部120b同时模制（参见图5A、图5B和图5C）。

这种构造可通过凸部120b的防滑部分120e来增大摩擦力，并可减小光接收元件111（光发射元件112）的位移。如图17所示，接地电极103c的表面具有通过铜箔形成的凹凸，并且具有由于该铜箔导致的防滑功能。因此，通过使得接地电极103c的表面和防滑部分120e彼此抵接，摩擦力可进一步提高。

图18是实施方式的变形例6的说明图。在图18中，为与上述实施方式中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例6与实施方式的不同之处在于凸部120b的布置位置和数量。尽管透镜120a和凸部120b均为透明的，但是在图18中为了方便描述用黑圆圈来指示凸部120b。

如图18所示，在透镜片120上的预定区域120f内，在透镜120a序列的四个拐角中的每一个处形成一个凸部120b（总共八个凸部120b）。因此，在变形例6中，凸部120b的数量比上述实施方式中多四个。这可增加从透镜片120一侧支撑柔性板103的未设置结合片125的部分的位置的数量。这可减小柔性板103的翘曲，并减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。

图19是实施方式的变形例7的说明图。在图19中，为与上述实施方式或变形例6中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例7与变形例6的不同之处在于透镜120a和凸部120b的布置位置。

如图19所示，在透镜片120上的预定区域120f内形成12个连续透镜120a和围绕它们的八个凸部120b。根据要使用的光元件（光接收元件111的光接收部111a和光发射元件112的光发射部112a）的数量和位置来设置透镜120a。

变形例7示出在设置12个连续光元件时要使用的透镜片120。利用这种透镜片120，即使在使用12个连续设置的光元件时，也可从透镜片120一侧通过凸部120b支撑柔性板103的与空隙125b对应的部分。因此，可有效减小由散热器140的压力引起的柔性板103的翘曲，并减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。

图20是实施方式的变形例8的说明图。在图20中，为与上述实施方式中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例8与上述实施方式的不同之处在于柔性板103的芯层103b的形状。芯层103b是透明构件，不是在与光路K对应的位置处具有挖空部分的芯层。芯层103b透过光路K的信号光。

即使使用变形例8的芯层103b的构造在未设置结合片125的空隙125b处也会具有由散热器140的压力引起的柔性板103的翘曲。在使用根据变形例8的芯层103b的构造中，如果柔性板103翘曲，则芯层103b变为反射点，光耦合损失变大。

因此，利用设置有凸部120b的透镜片120，可从透镜片120一侧支撑柔性板103的与空隙125b对应的部分，以减小柔性板103的翘曲，并减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。

图21是实施方式的变形例9的说明图。在图21中，为与上述实施方式中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例9与上述实施方式的不同之处在于既未设置光发射元件112，也未设置驱动IC114。

如图21所示，光接收元件111和TIA113安装在光模块100的柔性板103上。散热器140对光接收元件111加压。在光接收元件111的上表面上设置有散热器140，散热片141夹在中间。

散热器140经由散热片141使光接收元件111冷却。例如，通过夹具、螺钉等紧固到柔性板103的散热器140被保持为对光接收元件111加压的状态。这种构造使得光模块能够执行光信号至电信号的光电转换。

同样对于变形例9所示的光模块100，通过在透镜片120上设置凸部120b，可减小由散热器140的压力引起的柔性板103的翘曲，并减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。

图22是实施方式的变形例10的说明图。在图22中，为与上述实施方式中所描述的部件相同的部件赋予与上面所用的标号相同的标号，省略其描述。变形例10与上述实施方式的不同之处在于既未设置光接收元件111，也未设置TIA113。

如图22所示，光发射元件112和驱动IC114安装在光模块100的柔性板103上。散热器140对光发射元件112加压。在光发射元件112的上表面上设置有散热器140，散热片141夹在中间。

散热器140经由散热片141使光发射元件112冷却。例如，通过夹具、螺钉等紧固到柔性板103的散热器140被保持为对光发射元件112加压的状态。这种构造使得光模块能够执行电信号至光信号的光电转换。

同样对于变形例10所示的光模块100，通过在透镜片120上设置凸部120b，可减小由散热器140的压力引起的柔性板103的翘曲，并减小光发射元件112相对于透镜120a的未对准。

图23是柔性板的翘曲的一个示例的说明图。如图23所示，曲线图2300的垂直轴表示柔性板103的翘曲量[μm]，水平轴表示从下方支撑柔性板103的支撑点之间的距离[mm]。

曲线2302指示具有未设置凸部120b的构造的柔性板103（参见图24）的翘曲量作为参考。曲线2302所示的支撑点之间的距离对应于横跨光路K彼此相对设置的结合片125之间的距离（参见图24）。如曲线2302所示，在未设置凸部120b的构造中，支撑点之间（结合片125之间）的距离为1[mm]的量级，柔性板103的翘曲量为10[μm]的量级。

另一方面,曲线2301指示具有实施方式所示的设置有凸部120b的构造的柔性板103的翘曲量。曲线2301所示的支撑点之间的距离对应于横跨光路K彼此相对设置的凸部120b之间的距离（参见图3）。如曲线2301所示，支撑点之间（凸部120b之间）的距离为0.4[mm]的量级，柔性板103的翘曲量为1[μm]的量级。

从曲线2301和曲线2302的比较明显的是，通过设置凸部120b，可减小从下方支撑柔性板103的支撑点之间的距离，以减小柔性板103的翘曲并减小光接收元件111相对于透镜120a的未对准。

图24是未在透镜片上设置凸部的构造的一个参考示例的说明图。如图24所示，如果未设置凸部120b，则会由于散热器140对光接收元件111的压力而引起柔性板103翘曲。在图中，未设置结合片的左侧和右侧空隙125b的长度L1和L2（基于光路K）可变为L1≠L2。在这种情况下，如果柔性板103的翘曲使得光接收元件111倾斜或相对于透镜水平移位，则与仅在图中的Z方向上移位的情况相比，光耦合损失变得显著。

相比之下，当设置有凸部120b时，可减小从下方支撑柔性板103的支撑点之间的距离并减小柔性板103的翘曲。因此，即使在上述L1≠L2的情况下，也可抑制光接收元件111的倾斜或光接收元件111相对于透镜的水平位移，并减小光耦合损失。

本文提供的所有示例和条件性语言都用于教导目的，以帮助读者理解本发明和发明人在现有技术基础上做出的构思，并且不应解释为对具体详述的示例和条件的限制，说明书中示例的编排也并不是本发明的优点和缺点的体现。尽管已经详细描述了本发明的一个或更多个实施方式，但是应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可对其进行各种改变、置换和更改。

Claims

1.一种光模块，该光模块包括：

柔性印刷电路板，光接收元件和光发射元件当中的至少任一方面朝下安装在所述柔性印刷电路板上作为光元件，所述柔性印刷电路板具有当安装有所述光接收元件时将入射光透过至所述光接收元件，并且当安装有所述光发射元件时透过来自所述光发射元件的出射光的部分；

透镜构件，该透镜构件被设置在所述柔性印刷电路板的未安装所述光元件的表面上，该透镜构件一体地形成，在预定区域内具有透过所述入射光和所述出射光当中的至少任一方的透镜以及与所述柔性印刷电路板抵接的凸部；

结合构件，该结合构件被设置在所述柔性印刷电路板和所述透镜构件之间的所述预定区域以外的区域中，将所述柔性印刷电路板和所述透镜构件结合；以及

冷却构件，该冷却构件被设置为朝着所述柔性印刷电路板对所述光元件施加压力的状态，并使所述光元件冷却。

2.根据权利要求1所述的光模块，其中，

所述透镜构件在所述预定区域内具有与所述柔性印刷电路板抵接的多个凸部。

3.根据权利要求2所述的光模块，其中，

所述凸部被设置在围绕所述透镜的位置处。

4.根据权利要求1所述的光模块，其中，

所述结合构件是与所述预定区域对应的部分被切除的结合片。

5.根据权利要求1所述的光模块，其中，

所述透镜构件是通过模制形成的，并包括所述透镜和所述凸部。

6.根据权利要求5所述的光模块，其中，

所述凸部形成为弧状。

7.根据权利要求1所述的光模块，其中，

所述凸部在与所述柔性印刷电路板抵接的表面上具有凹凸。

8.根据权利要求1所述的光模块，其中，

所述柔性印刷电路板是使用透明基板的印刷电路板，并且透过所述入射光和所述出射光当中的至少任一方。

9.根据权利要求1所述的光模块，其中，

所述柔性印刷电路板具有开口，该开口透过所述入射光和所述出射光当中的至少任一方。

10.一种光模块制造方法，该光模块制造方法包括以下步骤：

将结合构件结合到透镜构件，其中，该透镜构件一体地形成，在预定区域内具有透镜和凸部，所述结合构件是与所述预定区域对应的部分被切除的结合片；

将所述结合构件结合到柔性印刷电路板的表面，其中，光接收元件和光发射元件当中的至少任一方面朝下安装在所述柔性印刷电路板上作为光元件，所述结合构件结合在未安装所述光元件的一侧上，其位置关系使得所述凸部与所述柔性印刷电路板抵接，并且所述透镜透过入射至所述光接收元件的入射光和来自所述光发射元件的出射光当中的至少任一方；以及

将使所述光元件冷却的冷却构件以朝着所述柔性印刷电路板对所述光元件施加压力的状态设置在所述光元件上。