JP2008015036A - 光サブアッセンブリ、光モジュール、および光サブアッセンブリの製造方法 - Google Patents
光サブアッセンブリ、光モジュール、および光サブアッセンブリの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】光ファイバの位置決め部材を用いたマルチチャンネルでありながら、高い信頼性を得ることができる光サブアッセンブリ、光モジュール、および光サブアッセンブリの製造方法を提供する。
【解決手段】光サブアッセンブリ1は、光電素子収容部材4の収容部4aに光電素子アレイ2を収容し、収容部4aの開口を透光性板部材6により封止した後、光電素子収容部材4の一対の挿入穴4bに充填部材5を充填し、レンズアレイ部材7によって保持された一対の位置決め部材3を一対の挿入穴4bに挿入し、充填部材5に紫外線を照射して硬化させる。
【選択図】図1
【解決手段】光サブアッセンブリ1は、光電素子収容部材4の収容部4aに光電素子アレイ2を収容し、収容部4aの開口を透光性板部材6により封止した後、光電素子収容部材4の一対の挿入穴4bに充填部材5を充填し、レンズアレイ部材7によって保持された一対の位置決め部材3を一対の挿入穴4bに挿入し、充填部材5に紫外線を照射して硬化させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数の発光素子や受光素子などの光電素子を備えた光サブアッセンブリ、およびその光サブアッセンブリを回路基板上に実装した光モジュール、および光サブアッセンブリの製造方法に関する。
従来、複数の光電素子(発光素子、受光素子)を複数の光ファイバに光結合させるマルチチャンネル光モジュールは、大容量のデータ伝送用モジュールとして広く利用されようとしている。ここで、低コストでアレイ化に適した発光素子として垂直共振器型面発光レーザに代表される光電素子の信頼性の確保が重要課題である。
従来、光電素子が1つの場合は、TO(Transistor Outline)カンと呼ばれる金属カンパッケージに封止し、かつ、パッケージに実装後の品質管理を十分に行うことにより、高い信頼性を容易に得ることができる。
一方、光電素子が複数の場合は、多数の電極を取り出す必要がるにもかかわらず、素子間ピッチが狭く、かつ、近傍に光ファイバを位置決めするためのガイドピン(位置決め部材)を設ける必要があることから、従来、例えば、特許文献1に示すように、複数の光電素子を回路基板に実装し、その上にガイドピンを備えたカバー部材を設置するという手法がとられていた。
特開2000−249883号公報
しかしながら、従来の方法では、実装時の光電素子の劣化に対してTOカンのような品質管理を行うことは困難であり、また、TOカンのような密閉性を確保することは困難であるため、信頼性が低いという問題があった。また、実装後に光電素子の不良が発見された場合、光モジュール全体が不良品となってしまうため、製造コストが高くなってしまうという問題があった。
従って、本発明の目的は、光ファイバの位置決め部材を用いたマルチチャンネルでありながら、高い信頼性を得ることができる光サブアッセンブリ、光モジュール、および光サブアッセンブリの製造方法を提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下に示す光伝送モジュールおよびその製造方法を提供する。
[1]電気信号と光信号との間で変換する複数の光電素子と、複数の光ファイバを保持する保持部材を位置決めする一対の位置決め部材と、前記複数の光電素子を収容する凹状の収容部、および前記一対の位置決め部材が挿入される一対の挿入穴を有する無機材料からなる光電素子収容部材と、前記一対の位置決め部材と前記一対の挿入穴との間に充填され、前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に固定する充填部材と、前記複数の光電素子が収容された前記光電素子収容部材の前記収容部の開口を封止する透光性を有する封止部材とを備えたことを特徴とする光サブアッセンブリ。
[2]前記光電素子収容部材は、セラミクス材料からなることを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[3]前記封止部材は、前記一対の位置決め部材によって位置決めされ、前記複数の光ファイバと前記複数の光電素子とを光学的に結合させるレンズアレイを有するレンズアレイ部材であることを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[4]前記封止部材は、前記一対の位置決め部材によって位置決めされずに前記収容部の開口を封止する透光性部材であることを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[5]前記一対の位置決め部材によって位置決めされ、前記複数の光ファイバと前記複数の光電素子とを光学的に結合させるレンズアレイを有するレンズアレイ部材を備えたことを特徴とする前記[4]に記載の光サブアッセンブリ。
[6]前記一対の位置決め部材は、前記挿入穴に挿入される部分が外部に露出する部分よりも外径が小さいことを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[7]前記光学素子収容部材の前記挿入穴は、前記位置決め部材の先端が当接される底面を有することを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[8]前記光学素子収容部材は、前記挿入穴に連通する横穴を備えたことを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[9]前記光学素子収容部材は、前記一対の位置決め部材が挿入される面と反対側の面に前記複数の光電素子に電気的に接続される電極パターンを有し、前記電極パターンが光軸に対して対称形状を有することを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[10]前記充填部材は、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[11]前記光電素子は、面発光レーザ、面受光素子等の面型光素子であることを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[12]前記透光性部材は、ガラス材料からなることを特徴とする前記[1]に記載の光サブアッセンブリ。
[13]前記[1]乃至[12]のいずれか1つに記載の光サブアッセンブリと、前記光サブアッセンブリが搭載され、前記複数の光電素子を駆動する駆動回路、または前記複数の光電素子からの信号を処理する処理回路を有する回路基板とを備えたことを特徴とする光モジュール。
[14]電気信号と光信号との間で変換する複数の光電素子を、無機材料からなる光電素子収容部材の凹状の収容部に収容し、前記一対の位置決め部材を前記光電素子収容部材に設けられた一対の挿入穴に挿入した後、前記位置決め部材と前記挿入穴との間に充填部材を充填し、または前記一対の挿入穴に前記充填部材を充填した後、前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に挿入し、前記一対の位置決め部材を前記複数の光電素子に対して位置決めを行った後、前記充填部材を硬化させて前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に固定することを特徴とする光サブアッセンブリの製造方法。
[15]前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に挿入するとき、および前記一対の位置決め部材を位置決めするとき、前記一対の位置決め部材は、治具によって保持された状態で行うことを特徴とする前記[14]に記載の光サブアッセンブリの製造方法。
[16]前記治具は、前記複数の光ファイバと前記複数の光電素子とを光学的に結合させるレンズアレイを有するレンズアレイ部材であることを特徴とする前記[15]に記載の光サブアッセンブリの製造方法。
請求項1に係る光サブアッセンブリによれば、光ファイバの位置決め部材を用いたマルチチャンネルでありながら、高い信頼性を得ることができる。
請求項2に係る光サブアッセンブリによれば、セラミックス材料からなる光電素子収容部材により光電素子を外部環境から保護することで、高信頼性を得ることができる。
請求項3に係る光サブアッセンブリによれば、部品点数を少なくすることができる。
請求項4に係る光サブアッセンブリによれば、簡易に密閉することができる。
請求項5に係る光サブアッセンブリによれば、効率的に光結合することができる。
請求項6に係る光サブアッセンブリによれば、充填部材の量を増やすことが可能となり、また位置決め部材のピッチを小さくして小型化を図ることができる。
請求項7に係る光サブアッセンブリによれば、位置決め部材の垂直を出しやすくなり、実装が容易になる。
請求項8に係る光サブアッセンブリによれば、位置決め部材の固定がより確実になる。
請求項9に係る光サブアッセンブリによれば、回路基板への実装時に位置決め部材の傾きが小さく、高精度な光結合を行うことができる。
請求項10に係る光サブアッセンブリによれば、紫外線照射によって短時間に充填部材を硬化させることができる。
請求項11に係る光サブアッセンブリによれば、薄型化を図ることができる。
請求項12に係る光サブアッセンブリによれば、密閉性が高くなり、高信頼性が得られる。
請求項3に係る光サブアッセンブリによれば、部品点数を少なくすることができる。
請求項4に係る光サブアッセンブリによれば、簡易に密閉することができる。
請求項5に係る光サブアッセンブリによれば、効率的に光結合することができる。
請求項6に係る光サブアッセンブリによれば、充填部材の量を増やすことが可能となり、また位置決め部材のピッチを小さくして小型化を図ることができる。
請求項7に係る光サブアッセンブリによれば、位置決め部材の垂直を出しやすくなり、実装が容易になる。
請求項8に係る光サブアッセンブリによれば、位置決め部材の固定がより確実になる。
請求項9に係る光サブアッセンブリによれば、回路基板への実装時に位置決め部材の傾きが小さく、高精度な光結合を行うことができる。
請求項10に係る光サブアッセンブリによれば、紫外線照射によって短時間に充填部材を硬化させることができる。
請求項11に係る光サブアッセンブリによれば、薄型化を図ることができる。
請求項12に係る光サブアッセンブリによれば、密閉性が高くなり、高信頼性が得られる。
請求項13に係る光モジュールによれば、光ファイバの位置決め部材を用いたマルチチャンネルでありながら、高い信頼性を得ることができる。
請求項14に係る光サブアッセンブリの製造方法によれば、光ファイバの位置決め部材を用いたマルチチャンネルでありながら、高い信頼性を得ることができる。また、光サブアッセンブリ単位で品質管理を行った後、回路基板に実装することで、実装後に光モジュール全体が不良品となる事態を回避することが可能となる。
請求項15に係る光サブアッセンブリの製造方法によれば、位置決め部材を高精度の位光電素子収容部材に固定することができる。
請求項16に係る光サブアッセンブリの製造方法によれば、レンズアレイ部材を治具としても用いることにより、組立工数を減らすことができる。
請求項16に係る光サブアッセンブリの製造方法によれば、レンズアレイ部材を治具としても用いることにより、組立工数を減らすことができる。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光サブアッセンブリを示し、(a)は平面図、(b)は断面図である。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光サブアッセンブリを示し、(a)は平面図、(b)は断面図である。
光サブアッセンブリ1は、電気信号と光信号との間で変換する複数の光電素子を有する光電素子アレイ2と、複数の光ファイバを保持する保持部材を位置決めする一対の位置決め部材3と、光電素子アレイ2を収容する凹状の収容部4a、および一対の位置決め部材3が挿入される一対の挿入穴4bを有する光電素子収容部材4と、位置決め部材3を挿入穴4bに固定する充填部材5と、光電素子収容部材4の収容部4aの開口を封止する封止部材および透光性部材としての透光性板部材6と、一対の位置決め部材3によって位置決めされ、複数の光ファイバと光電素子アレイ2の各光電素子とを光学的に結合させるレンズアレイ部材7とを備えて構成されている。
(光電素子アレイ)
光電素子アレイ2は、複数の光電素子が1次元状あるいは2次元状に配列されている。光電素子として、電気信号を光信号に変換する面発光レーザ(VCSEL)、発光ダイオード等の発光素子を用いてもよく、光信号を電気信号に変換するフォトダイオード等の受光素子を用いてもよい。また、複数の光電素子として、発光素子と受光素子の両方を用いてもよい。本実施の形態では、複数の面発光レーザ(VCSEL)を1次元状に配列している。なお、本実施の形態では、複数の光電素子が一体的に形成されているが、個々に独立した複数の光電素子を用いてもよい。
光電素子アレイ2は、複数の光電素子が1次元状あるいは2次元状に配列されている。光電素子として、電気信号を光信号に変換する面発光レーザ(VCSEL)、発光ダイオード等の発光素子を用いてもよく、光信号を電気信号に変換するフォトダイオード等の受光素子を用いてもよい。また、複数の光電素子として、発光素子と受光素子の両方を用いてもよい。本実施の形態では、複数の面発光レーザ(VCSEL)を1次元状に配列している。なお、本実施の形態では、複数の光電素子が一体的に形成されているが、個々に独立した複数の光電素子を用いてもよい。
(位置決め部材)
位置決め部材3は、SUS等の金属やアクリル等の樹脂から形成され、外部に露出する部分は円柱形状を有し、光電素子収容部材4の挿入穴4bに挿入される部分は円柱形状の一部を切除した切欠部3aとなっており、頭部に、光ファイバの保持部材の嵌合を容易とするための面取り3bが施されている。切欠部3aは、断面円形の一部を切除した形状であるので、必要最小限の切除が可能となり、比較的高い強度を確保することができる。位置決め部材3は、押出し加工等の樹脂成型や、切削加工などにより形成することができる。
位置決め部材3は、SUS等の金属やアクリル等の樹脂から形成され、外部に露出する部分は円柱形状を有し、光電素子収容部材4の挿入穴4bに挿入される部分は円柱形状の一部を切除した切欠部3aとなっており、頭部に、光ファイバの保持部材の嵌合を容易とするための面取り3bが施されている。切欠部3aは、断面円形の一部を切除した形状であるので、必要最小限の切除が可能となり、比較的高い強度を確保することができる。位置決め部材3は、押出し加工等の樹脂成型や、切削加工などにより形成することができる。
なお、充填部材5として紫外線硬化性接着剤を用いる場合は、紫外線の照射を妨げないようにアクリル等の透光性を有する樹脂から形成するのが好ましい。また、位置決め部材3の外部に露出している部分の形状は、円柱状に限らず、角柱状等の他の形状でもよい。
(光電素子収容部材)
光電素子収容部材4は、アルミナ(Al2O3)、アルミナ−ムライト(Si2O3)、ステアタイト−フォルステライト(MgO・SiO)、窒化物系(AlN,BN)等のセラミックス材料からなる。セラミックス材料は、気密性、耐熱性、機械的強度、耐衝撃性等に優れているため、無機材料からなる光電素子収容部材4により光電素子を外部環境から保護することで、高信頼性を得ることができる。
光電素子収容部材4は、アルミナ(Al2O3)、アルミナ−ムライト(Si2O3)、ステアタイト−フォルステライト(MgO・SiO)、窒化物系(AlN,BN)等のセラミックス材料からなる。セラミックス材料は、気密性、耐熱性、機械的強度、耐衝撃性等に優れているため、無機材料からなる光電素子収容部材4により光電素子を外部環境から保護することで、高信頼性を得ることができる。
光電素子収容部材4は、収容部4aおよび挿入穴4bの他、透光性板部材6が配置される封止面4cを有する。封止面4cは、透光性板部材6の厚さ分、表面から入った位置に形成されている。
また、光電素子収容部材4の挿入穴4bは、D字型の開口を有し、位置決め部材3の切欠部3aは、挿入穴4bの形状に対応してD字型を有する。これにより、一対の位置決め部材3のピッチを短くすることができ、小型化を図ることができる。また、挿入穴4bと切欠部3aとの間の隙間に充填部材5による十分な封止領域を確保することが可能になり、封止信頼性の高いパッケージを形成することができる。
(充填部材)
充填部材5は、エポキシ樹脂,アクリル樹脂等の紫外線硬化型樹脂や、熱硬化型のポリイミド系樹脂等の熱硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂等を用いることができる。本実施の形態では、充填部材5として紫外線硬化型樹脂を用いる。これにより、充填部材5を紫外線照射により短時間で硬化させることができる。
充填部材5は、エポキシ樹脂,アクリル樹脂等の紫外線硬化型樹脂や、熱硬化型のポリイミド系樹脂等の熱硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂等を用いることができる。本実施の形態では、充填部材5として紫外線硬化型樹脂を用いる。これにより、充填部材5を紫外線照射により短時間で硬化させることができる。
(透光性板部材)
透光性板部材6は、ガラス材料や、アクリル等の透光性を有する樹脂から形成することができるが、本実施の形態では、密閉性が高いガラス材料からなる。なお、封止部材として光電素子アレイの周囲を充填材料によって直接封止してもよい。また、透光性部材の透過率は、光量をコントロールするなどの目的で、意図的に一定量低下させてもよい。また、透光性部材の表面に反射防止膜を設けてもよい。
透光性板部材6は、ガラス材料や、アクリル等の透光性を有する樹脂から形成することができるが、本実施の形態では、密閉性が高いガラス材料からなる。なお、封止部材として光電素子アレイの周囲を充填材料によって直接封止してもよい。また、透光性部材の透過率は、光量をコントロールするなどの目的で、意図的に一定量低下させてもよい。また、透光性部材の表面に反射防止膜を設けてもよい。
(レンズアレイ部材)
レンズアレイ部材7は、石英ガラス等の透光性無機材料、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテルイミド等の透光性樹脂材料からなり、表面と裏面にそれぞれレンズアレイ7a,7bを有し、レンズアレイ7a,7bの両側に一対の位置決め部材3が嵌合される一対の貫通穴7cが形成されている。レンズアレイ7a,7bと貫通穴7cとは、高精度に位置決めされている。
レンズアレイ部材7は、石英ガラス等の透光性無機材料、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテルイミド等の透光性樹脂材料からなり、表面と裏面にそれぞれレンズアレイ7a,7bを有し、レンズアレイ7a,7bの両側に一対の位置決め部材3が嵌合される一対の貫通穴7cが形成されている。レンズアレイ7a,7bと貫通穴7cとは、高精度に位置決めされている。
(光電素子アレイと光電素子収容部材の詳細構成)
図2は、光電素子アレイと光電素子収容部材を示し、(a)は平面図、(b)は断面図、(c)は底面図である。
図2は、光電素子アレイと光電素子収容部材を示し、(a)は平面図、(b)は断面図、(c)は底面図である。
光電素子アレイ2は、表面に複数(例えば12個)の発光部2aおよびパッド電極2bが設けられ、裏面に共通電極(図示せず)が設けられている。
光電素子収容部材4の収容部4aの底面には、光電素子アレイ2の共通電極が接続される内部共通電極8aが形成され、光電素子収容部材4の裏面には、外部共通電極8cが形成され、内部共通電極8aおよび外部共通電極8cは、スルーホール8bによって接続されている。また、光電素子収容部材4の収容部4aの底面には、複数のパッド部8dが形成され、複数のパッド部8dから導電パターン8eを介して光電素子収容部材4の底面に設けられた複数の個別電極8fに接続されている。このように電極を有する光電素子収容部材4は、電極パターンが形成された4層の板材を焼成して形成される。
また、光電素子収容部材4の底面にダミーの個別電極8f’を設けることで、外部共通電極8cおよび個別電極8f,8f’は、光軸に対して対称に配置されるため、光サブアッセンブリ1の回路基板への実装時に光軸が傾くのを防ぐことができる。なお、個別電極8f’もパッド部8dに電気的に接続されていてもよい。回路基板上の導電パターンへの接続の自由度が高くなる。
(光サブアッセンブリの組立方法)
次に、図1〜図3を参照して光サブアッセンブリの組立方法について説明する。
次に、図1〜図3を参照して光サブアッセンブリの組立方法について説明する。
図3は、光サブアッセンブリ1の分解斜視図である。まず、光電素子収容部材4の収容部4aに光電素子アレイ2を実装する。すなわち、光電素子アレイ2の底面に露出している図示しない共通電極と内部共通電極8aとを導電性接着剤により接合し、光電素子アレイ2のパッド電極2bとパッド部8dとをボンディングワイヤ9によって接続する。
次に、透光性板部材6を接着剤を用いて光電素子収容部材4の封止面4cに接合する。これにより、光電素子アレイ2は密閉される。
続いて、光電素子収容部材4の挿入穴4bに充填部材5を充填する。次に、レンズアレイ部材7の一対の貫通穴7cにそれぞれ位置決め部材3を挿通させ、位置決め部材3の切欠部3a側を光電素子収容部材4の挿入穴4bに挿入し、位置決め部材3の先端を挿入穴4bの底面に当接する。位置決め部材3の先端を挿入穴4bの底面に当接することで、位置決め部材3の垂直が出しやすくなる。なお、位置決め部材3を挿入穴4bに挿入した後、切欠部3aと挿入穴4bの隙間に充填部材5を充填してもよい。
切欠部3aは、挿入穴4bに対して径を細く加工されているため、レンズアレイ部材7は図1(a)において上下左右に移動可能となっている。光電素子アレイ2の光電素子を発光させ、レンズアレイ部材7の表面側から光電素子の発光部2aの位置をカメラ等により観察しながら、レンズアレイ部材7の位置調整を行う。この位置調整後、充填部材5に紫外線を照射して充填部材5を硬化させ、位置決め部材3を光電素子収容部材4に固定する。以上のようにして光サブアッセンブリ1が組み立てられる。なお、充填部材5を硬化させた後、レンズアレイ部材7をエポキシ系接着剤等によって光電素子収容部材4に固定してもよい。
光電素子収容部材4は、焼成プロセスを経て一体的に形成されるため、挿入穴4bを高精度に形成することができないが、挿入穴4bの径を位置決め部材3の切欠部3aに対して十分大きく形成しておき、最終的に位置決め部材3を充填部材5により光電素子収容部材4に固定することにより、光電素子収容部材4に対して位置決め部材3を立設することが可能になる。
なお、位置決め部材3を位置決めするとき、レンズアレイ部材7に対応する治具を用いて位置決め部材3を位置決めし、充填部材5を硬化させた後、治具を位置決め部材3から抜いてレンズアレイ部材7を位置決め部材3に装着してもよい。
[第2の実施の形態]
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る光サブアッセンブリの構成を示す断面図である。本実施の形態の光サブアッセンブリ1は、第1の実施の形態の構成に対し、透光性板部材を省いたものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成されている。
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る光サブアッセンブリの構成を示す断面図である。本実施の形態の光サブアッセンブリ1は、第1の実施の形態の構成に対し、透光性板部材を省いたものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成されている。
本実施の形態の光電素子収容部材4は、透光性板部材を配置するための封止面4cが設けられておらず、レンズアレイ部材7の裏面と光電素子収容部材4の上面とが当接することで密封性が確保される。本実施の形態では、レンズアレイ部材7が収容部4aの開口を封止する封止部材となる。
[第3の実施の形態]
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る光サブアッセンブリの構成を示す断面図である。本実施の形態の光サブアッセンブリ1は、第2の実施の形態の構成に対し、位置決め部材3を光電素子収容部材4に対して貫通させ、挿入穴4bに連通する横穴4dを設けたものであり、他は第2の実施の形態と同様に構成されている。本実施の形態の場合、充填部材5を横穴4dからも挿入穴4bに注入することができる。
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る光サブアッセンブリの構成を示す断面図である。本実施の形態の光サブアッセンブリ1は、第2の実施の形態の構成に対し、位置決め部材3を光電素子収容部材4に対して貫通させ、挿入穴4bに連通する横穴4dを設けたものであり、他は第2の実施の形態と同様に構成されている。本実施の形態の場合、充填部材5を横穴4dからも挿入穴4bに注入することができる。
本実施の形態の光電素子収容部材4は、第2の実施の形態と同様に、透光性板部材が配置されるための封止面4cが設けられておらず、レンズアレイ部材7の裏面と光電素子収容部材4の上面とが当接することで密封性が確保される。また、本実施の形態の光電素子収容部材4の挿入穴4bは、貫通穴となっており、位置決め部材3は、第1、第2の実施の形態よりも切欠部4bが長くなっている。この構成によれば、部品点数が少なくなり、製造が容易となる。
[第4の実施の形態]
図6は、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールを示す。この光モジュール10は。フレキシブル回路基板11と、フレキシブル回路基板11上に実装された光サブアッセンブリ1、および光電素子アレイ2を駆動するドライバIC12と、フレキシブル回路基板11に接続された電気コネクタ13と、これらのフレキシブル回路基板11、光サブアッセンブリ1およびドライバIC12を保持する筐体14とを備える。光サブアッセンブリ1は、上記第1乃至第3の実施の形態のいずれでもよい。
図6は、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールを示す。この光モジュール10は。フレキシブル回路基板11と、フレキシブル回路基板11上に実装された光サブアッセンブリ1、および光電素子アレイ2を駆動するドライバIC12と、フレキシブル回路基板11に接続された電気コネクタ13と、これらのフレキシブル回路基板11、光サブアッセンブリ1およびドライバIC12を保持する筐体14とを備える。光サブアッセンブリ1は、上記第1乃至第3の実施の形態のいずれでもよい。
フレキシブル回路基板11の表面には、光電素子収容部材4の裏面に形成された外部共通電極8cおよび個別電極8fにハンダ等によりそれぞれ接続される導電パターンが形成されている。
(光サブアッセンブリの動作)
ドライバIC12から個別電極8f、導電パターン8e、パッド部8d、ボンディングワイヤ9およびパッド電極2bを介して光電素子アレイ2の各光電素子に駆動電流を供給すると、各光電素子の発光部2aは、駆動電流により駆動されてレーザ光を出射する。発光部2aから出射されたレーザ光は、レンズアレイ部材7の裏面のレンズアレイ7bによって集光され、レンズアレイ部材7の表面のレンズアレイ7aによって再び集光された後、各光ファイバの端面に露出しているコアに集光し、光ファイバ内を伝送して出力される。
ドライバIC12から個別電極8f、導電パターン8e、パッド部8d、ボンディングワイヤ9およびパッド電極2bを介して光電素子アレイ2の各光電素子に駆動電流を供給すると、各光電素子の発光部2aは、駆動電流により駆動されてレーザ光を出射する。発光部2aから出射されたレーザ光は、レンズアレイ部材7の裏面のレンズアレイ7bによって集光され、レンズアレイ部材7の表面のレンズアレイ7aによって再び集光された後、各光ファイバの端面に露出しているコアに集光し、光ファイバ内を伝送して出力される。
なお、光サブアッセンブリ1に受光素子を用いた場合は、フレキシブル回路基板11には、ドライバIC12の代わりに受光素子からの信号を増幅する増幅回路等を設ければよい。
(位置決め部材の変形例)
図7は、位置決め部材の変形例を示し、(a)は正面図、(b)は側面図である。第1乃至第3の実施の形態の位置決め部材3は、切欠部3aを有していたが、図7に示す位置決め部材3は、切欠部3aの代わりに、レンズアレイ部材7の貫通穴7cよりも直径を細くした同心円の小径部3cを設けたものである。これにより、製造が容易となる。
図7は、位置決め部材の変形例を示し、(a)は正面図、(b)は側面図である。第1乃至第3の実施の形態の位置決め部材3は、切欠部3aを有していたが、図7に示す位置決め部材3は、切欠部3aの代わりに、レンズアレイ部材7の貫通穴7cよりも直径を細くした同心円の小径部3cを設けたものである。これにより、製造が容易となる。
[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の趣旨を変更しない範囲内で変形が可能である。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の趣旨を変更しない範囲内で変形が可能である。
1 光サブアッセンブリ
2 光電素子アレイ
2a 発光部
2b パッド電極
3 位置決め部材
3a 切欠部
3b 面取り
3c 小径部
4 光電素子収容部材
4a 収容部
4b 挿入穴
4c 封止面
4d 横穴
5 充填部材
6 透光性板部材
7 レンズアレイ部材
7a,7b レンズアレイ
7c 貫通穴
8a 内部共通電極
8b スルーホール
8c 外部共通電極
8d パッド部
8e 導電パターン
8f,8f’ 個別電極
9 ボンディングワイヤ
10 光モジュール
11 フレキシブル回路基板
12 ドライバIC
13 電気コネクタ
14 筐体
2 光電素子アレイ
2a 発光部
2b パッド電極
3 位置決め部材
3a 切欠部
3b 面取り
3c 小径部
4 光電素子収容部材
4a 収容部
4b 挿入穴
4c 封止面
4d 横穴
5 充填部材
6 透光性板部材
7 レンズアレイ部材
7a,7b レンズアレイ
7c 貫通穴
8a 内部共通電極
8b スルーホール
8c 外部共通電極
8d パッド部
8e 導電パターン
8f,8f’ 個別電極
9 ボンディングワイヤ
10 光モジュール
11 フレキシブル回路基板
12 ドライバIC
13 電気コネクタ
14 筐体
Claims (16)
- 電気信号と光信号との間で変換する複数の光電素子と、
複数の光ファイバを保持する保持部材を位置決めする一対の位置決め部材と、
前記複数の光電素子を収容する凹状の収容部、および前記一対の位置決め部材が挿入される一対の挿入穴を有する無機材料からなる光電素子収容部材と、
前記一対の位置決め部材と前記一対の挿入穴との間に充填され、前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に固定する充填部材と、
前記複数の光電素子が収容された前記光電素子収容部材の前記収容部の開口を封止する透光性を有する封止部材とを備えたことを特徴とする光サブアッセンブリ。 - 前記光電素子収容部材は、セラミックス材料からなることを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記封止部材は、前記一対の位置決め部材によって位置決めされ、前記複数の光ファイバと前記複数の光電素子とを光学的に結合させるレンズアレイを有するレンズアレイ部材であることを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記封止部材は、前記一対の位置決め部材によって位置決めされずに前記収容部の開口を封止する透光性部材であることを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記一対の位置決め部材によって位置決めされ、前記複数の光ファイバと前記複数の光電素子とを光学的に結合させるレンズアレイを有するレンズアレイ部材を備えたことを特徴とする請求項4に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記一対の位置決め部材は、前記挿入穴に挿入される部分が外部に露出する部分よりも外径が小さいことを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記光学素子収容部材の前記挿入穴は、前記位置決め部材の先端が当接される底面を有することを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記光学素子収容部材は、前記挿入穴に連通する横穴を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記光学素子収容部材は、前記一対の位置決め部材が挿入される面と反対側の面に前記複数の光電素子に電気的に接続される電極パターンを有し、前記電極パターンが光軸に対して対称形状を有することを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記充填部材は、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記光電素子は、面発光レーザ、面受光素子等の面型光素子であることを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 前記透光性部材は、ガラス材料からなることを特徴とする請求項1に記載の光サブアッセンブリ。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の光サブアッセンブリと、
前記光サブアッセンブリが搭載され、前記複数の光電素子を駆動する駆動回路、または前記複数の光電素子からの信号を処理する処理回路を有する回路基板とを備えたことを特徴とする光モジュール。 - 電気信号と光信号との間で変換する複数の光電素子を、無機材料からなる光電素子収容部材の凹状の収容部に収容し、
前記一対の位置決め部材を前記光電素子収容部材に設けられた一対の挿入穴に挿入した後、前記位置決め部材と前記挿入穴との間に充填部材を充填し、または前記一対の挿入穴に前記充填部材を充填した後、前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に挿入し、
前記一対の位置決め部材を前記複数の光電素子に対して位置決めを行った後、
前記充填部材を硬化させて前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に固定することを特徴とする光サブアッセンブリの製造方法。 - 前記一対の位置決め部材を前記一対の挿入穴に挿入するとき、および前記一対の位置決め部材を位置決めするとき、前記一対の位置決め部材は、治具によって保持された状態で行うことを特徴とする請求項14に記載の光サブアッセンブリの製造方法。
- 前記治具は、前記複数の光ファイバと前記複数の光電素子とを光学的に結合させるレンズアレイを有するレンズアレイ部材であることを特徴とする請求項15に記載の光サブアッセンブリの製造方法。
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2006
- 2006-07-03 JP JP2006183640A patent/JP2008015036A/ja active Pending
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