JP2009103877A - 光送受信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で高い難燃性を実現し且つ高い屈曲性を有する光送受信用モジュールを提供する。
【解決手段】少なくとも光導波路フィルムがＵＬ−９４試験による難燃性がＨＢ以上である難燃性樹脂によって被覆され、且つ該難燃性樹脂によって被覆されて表面に難燃性樹脂層の形成された前記光導波路フィルムの最小屈曲半径が１ｍｍ以上３ｍｍ以下である光送受信モジュール。
【選択図】図１

Description

本発明は、モバイル機器などに利用する光送受信モジュールに関する。

ＩＣ技術やＬＳＩ技術において、動作速度や集積度向上のために、高密度に電気配線を行なう代わりに、機器装置間、機器装置内のボード間、チップ間において光配線を行なうことが注目されている。この光配線を実現させるために光導波路フィルムを備えた光送受信モジュールが用いられる場合がある。

この光送受信モジュールにおいて、モバイル機器等のような小型の装置に搭載さる場合等においては、高い屈曲性が求められるとともに、各種回路近くに配置されることが多くなり、光導波路フィルムの難燃性が要求される場合がある。

この光導波路フィルム等のケーブルにおける難燃性を実現するための技術としては、たとえば、特許文献１〜４の技術が知られている。

特許文献１では、難燃性の保護チューブによって光ファイバを覆っている。特許文献２には及び特許文献３では、難燃性の紫外線硬化樹脂や難燃性の熱可塑性樹脂で光ファイバを被覆している。さらに、引用文献４では、フレキシブル導波路自身をハロゲン化した材料を用いて構成している。

特開２００２−２５０８５１公報 特開２００６−２６７５８４公報 特開２００６−２７６８１９公報 特開２００３−１４９８０７公報

しかしながら、特許文献１の技術では、保護チューブを別途用意して更に光ファイバーを挿入する必要があり、低コストで且つ容易に難燃性の高い光送受信モジュールを量産することは困難であった。また、引用文献２〜引用文献４の技術では、モバイル機器等の小型装置に光送受信モジュールを用いる場合等における充分な屈曲性を実現することは困難であった。

本発明は、簡易な構成で高い難燃性を実現し且つ高い屈曲性を有する光送受信モジュールを提供することを目的とする。

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、光導波路が形成された光導波路フィルムと、発光素子と該発光素子を保持する第１の保持部材とを有し、前記発光素子から射出された光が前記光導波路の入射端面に結合されるように、前記第１の保持部材上に前記光導波路フィルムの一方の端部を保持する光送信部と、受光素子と該受光素子を保持する第２の保持部材とを有し、前記光導波路の出射端面から射出された光が前記受光素子に受光されるように、前記第２の保持部材上に前記光導波路フィルムの他方の端部を保持する光受信部と、を備え、少なくとも前記光導波路フィルムが、ＵＬ−９４試験による難燃性がＨＢ以上である難燃性樹脂によって被覆され、且つ該難燃性樹脂によって被覆されて表面に難燃性樹脂層の形成された前記光導波路フィルムの最小屈曲半径が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする光送受信モジュールである。

請求項２に係る発明は、前記光送信部は、前記第１の保持部材に保持されると共に少なくとも前記発光素子を駆動するための駆動用回路を有し、前記光受信部は、前記第２の保持部材に保持されると共に少なくとも前記受光素子から得られる信号を増幅するための増幅用回路を有することを特徴とする請求項１に記載の光送受信モジュールである。

請求項３に係る発明は、前記光導波路フィルムと、前記駆動用回路、前記発光素子、前記増幅用回路、及び前記受光素子の内の少なくとも１つと、が前記難燃性樹脂によって被覆されていることを特徴とする請求項２に記載の光送受信モジュールである。

請求項４に係る発明は、前記光導波路フィルムの少なくとも前記難燃性樹脂層に接する領域は、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂からなることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光送受信モジュールである。
請求項５に係る発明は、前記難燃性樹脂は、低分子シロキサンを５００ｐｐｍ以下含むことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光送受信モジュールである。

請求項６に係る発明は、前記難燃性樹脂は、難燃性フィラーを含有することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の光送受信モジュールである。
請求項７に係る発明は、前記難燃性樹脂層の引っ張り強度は０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の光送受信モジュールである。
請求項８に係る発明は、前記難燃性樹脂の粘度が１Ｐａ・ｓ以上３０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の光送受信モジュールである。

請求項９に係る発明は、前記難燃性樹脂層の厚みが、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の光送受信モジュールである。
請求項１０に係る発明は、前記難燃性樹脂層は、前記難燃性樹脂をディスペンサーによって塗布した後に硬化させることによって設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の光送受信モジュールである。

請求項１に係る発明によれば、簡易な構成で高い難燃性を示し且つ高い屈曲性を有する光送受信モジュールが提供される、という効果を奏する。

請求項２に係る発明によれば、駆動用回路及び増幅用回路が光導波路フィルムを保持する光送信部及び光受信部の各々に設けられた構成であっても、光導波路フィルムの高い難燃性が実現される、という効果を奏する。

請求項３に係る発明によれば、光送受信モジュールの難燃性の向上が図れる、という効果を奏する。

請求項４に係る発明によれば、光導波路フィルムと難燃性樹脂層との接着性の向上が図れる、という効果を奏する。

請求項５に係る発明によれば、難燃性樹脂における難燃性向上が図れる、という効果を奏する。

請求項６に係る発明によれば、難燃性樹脂における難燃性向上が図れる、という効果を奏する。

請求項７に係る発明によれば、光送受信モジュールの強度向上が図れる、という効果を奏する。

請求項８に係る発明によれば、塗布対象となる領域が難燃性樹脂によって容易に被覆される、という効果を奏する。

請求項９に係る発明によれば、光送受信モジュールの屈曲性の向上が図れる、という効果を奏する。

請求項１０に係る発明によれば、塗布対象となる領域に難燃性樹脂による難燃性樹脂層が容易に設けられる、という効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

［光送受信モジュール］
図１は、本実施の形態に係る光送受信モジュールの概略構成図である。図１に示すように、光送受信モジュール１１は、ベルト状の光導波路フィルム１０と、光導波路フィルム１０に形成された光導波路を介して光信号を送受信する光送受信部１２及び光送受信部１４とで構成されている。光送受信部１２は保持部材２２を備えており、光導波路フィルム１０の一方の端部は保持部材２２上に保持されている。また、光送受信部１４は保持部材２４を備えており、光導波路フィルム１０の他方の端部は保持部材２４上に保持されている。

保持部材２２及び保持部材２４の各々には、受光素子３４と、発光素子３２と、発光素子３２を駆動するための駆動用回路３６と、受光素子３４から得られる信号を増幅するための増幅用回路３７と、が設けられている。

この光送受信モジュール１１に設けられた光導波路フィルム１０と、保持部材２２及び保持部材２４の各々に設けられた受光素子３４、発光素子３２、駆動用回路３６、及び増幅用回路３７は、難燃性樹脂によって被覆され、これらの部材の表面には難燃性樹脂層１３が形成されている。
なお、本実施の形態において「難燃性樹脂によって被覆されている」状態とは、被覆対象となる部材上に難燃性樹脂による難燃性樹脂層１３が形成されることで、上記の被覆対象となる部材が外気に触れない状態とされていることを示している。

本実施の形態では、光導波路フィルム１０と、保持部材２２及び保持部材２４の各々に設けられた受光素子３４、発光素子３２、駆動用回路３６、及び増幅用回路３７全てが、難燃性樹脂によって被覆された状態にある場合を説明する。
なお、光導波路フィルム１０と、保持部材２２及び保持部材２４の各々に設けられた受光素子３４、発光素子３２、駆動用回路３６、及び増幅用回路３７の全てが被覆されていることが光送受信モジュール１１の難燃性を向上させる観点から最も好ましいが、少なくとも光導波路フィルム１０が難燃性樹脂によって被覆されていればよく、より好ましくは、光導波路フィルム１０と、保持部材２２及び保持部材２４の各々に設けられた受光素子３４、発光素子３２、駆動用回路３６、及び増幅用回路３７の内の少なくとも１つが難燃性樹脂によって被覆されていればよい。

本実施の形態で用いる難燃性樹脂は、ＵＬ９４試験による難燃性がＨＢ以上である樹脂であって、この難燃性樹脂によって被覆されて表面に難燃性樹脂層１３の形成された光導波路フィルム１０の最小屈曲半径が１ｍｍ以上３ｍｍ以下である特性を満たす樹脂である。

難燃性樹脂のＵＬ９４試験は、幅１３．０ｍｍ、長さ１２５ｍｍ、厚みは実用上の最小値である１００μｍの短冊状試験片を用いて行い、垂直燃焼試験または水平燃焼試験によりガスバーナーの炎を当てて試験片の燃焼の程度を調べる公知の燃焼試験であって、このＵＬ９４に基づく一般的な材料の難燃性の等級としては、難燃性の高いものから順に５ＶＡ、５ＶＢ、Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２、そしてＨＢがある。本実施の形態の難燃性樹脂は、難燃性樹脂層として形成されたときの、このＵＬ９４試験による難燃性がＨＢ以上であり、好ましくはＶ−２以上、更に好ましくは、Ｖ−０以上である。

上記特性を有する難燃性樹脂として、本実施の形態では、重合度２００〜１０００のジメチルポリシロキサン（ＨＯ−〔Ｓｉ（ＣＨ_３）_２Ｏ〕Ｎ−Ｈ）を主成分とする樹脂が用いられる。なお、上記ジメチルポリシロキサンを主成分とする難燃性樹脂とは、上記ジメチルポリシロキサンを３０重量％以上含んでいることを示す。

ここで、通常の製造工程で得られるジメチルポリシロキサンには、微量の環状ジメチルポリシロキサンが存在することが知られているが、この環状ジメチルポリシロキサンは反応性が無く且つ揮発性であるため、電気接点障害を引き起こす場合がある。
そこで、本実施の形態では、環状ジメチル型（Ｄ体）の結合量がＤ３（３量体）〜Ｄ２０（２０量体）である低分子シロキサンの含有量が５００ｐｐｍ以下であり、好ましくは３００ｐｐｍ以下の難燃性樹脂を用いる。

この難燃性樹脂には、難燃性を有するフィラー（難燃性フィラー）を含有することが好ましい。難燃性フィラーとしては、酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウム等が挙げられる。

難燃性樹脂が上記難燃性フィラーを含有する場合、上記ジメチルポリシロキサン１００重量部に対する難燃性フィラーの配合量は、１重量部以上７０重量部以下の範囲内であることが好ましい。

この難燃性樹脂は、上記被覆対象となる各部材上に塗布された後に室温による放置や加熱等によって硬化することで難燃性樹脂層１３として上記各部材表面に設けられる。この難燃性樹脂の塗布には、ディスペンサー等が用いられる。このため、塗布時における難燃性樹脂の粘度は充分な低粘度である必要があり、具体的には、１Ｐａ・ｓ以上３０Ｐａ・ｓ以下であり、２Ｐａ・ｓ以上２０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
なお、粘度調整のために用材を用材の悪影響が出ない程度に加えても良い。

上記難燃性樹脂が上記各種部材上に塗布された後に硬化されることで形成された難燃性樹脂層１３の厚みは、屈曲性が必要とされる直線部では、２０μｍ以上１００μｍ以下であり、３０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。屈曲性が必要とされない保持部材２２及び保持部材２４では、配線電極のワイヤー等が全て覆われている必要があり、その都度決定される。

また、この難燃性樹脂層１３（図１中、難燃性樹脂層１３ａ、難燃性樹脂層１３ｂ、難燃性樹脂層１３ｃ、及び難燃性樹脂層１３ｄ（総称する場合には、難燃性樹脂層１３として説明する）の引っ張り強度は、０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であり、好ましくは、１．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下である。
なお、上記引っ張り強度及び粘度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ６２４９に準拠して測定した。

難燃性樹脂によって被覆されることで表面に難燃性樹脂層１３の形成される光導波路フィルム１０は、可とう性を有する透明樹脂フィルムからなり、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、「折り曲げ」や「ねじれ」等の変形に対して追従性を有している。このためフィルムが変形した状態でも、光送受信部１２から送信された光信号が、光導波路フィルム１０に形成された光導波路を導波して、光送受信部１４により受信される。光導波路フィルム１０は、最小屈曲半径３ｍｍ以下の可とう性を備えていることが好ましい。最小屈曲半径は、光導波路フィルム１０を折り曲げたときに光導波路フィルム１０の内側に形成される曲線の微小な部分を円と近似したとき、その円の最小半径の長さを表す値であり、ＡＳＴＭ Ｄ―２１７６に従いその許容値が測定される。
なお、光導波路フィルム１０に用いる樹脂材料については、詳細を後述するが、少なくとも難燃性樹脂層１３に接する領域、すなわち難燃性樹脂によって被覆される領域はアクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂からなることが好ましい。

光導波路フィルム１０は、難燃性樹脂層１３が光導波路フィルム１０表面に設けられた後においては、変形に対する追従性を高めるために、表面に設けられた難燃性樹脂層１３と光導波路フィルム１０との総厚（難燃性樹脂層１３ａ及び難燃性樹脂層１３ｂの厚さと光導波路フィルム１０の厚さとの和）は、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲とすることが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲とすることがより好ましい。また、同様の理由から、表面に設けられた難燃性樹脂層１３と光導波路フィルム１０との総幅（光導波路フィルム１０の幅方向における、難燃性樹脂層１３の厚みと光導波路フィルム１０の厚みとの和）は、０．２５ｍｍ以上１０ｍｍの範囲内とすることが好ましく、０．３ｍｍ以上２ｍｍの範囲内とすることがより好ましい。

なお、難燃性樹脂層１３が設けられていない状態における、光導波路フィルム１０自体の厚みは、厚さを５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲とすることが好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲とすることがより好ましい。また、同様の理由から、幅を０．２５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲とすることが好ましく、０．２５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲とすることがより好ましい。

また、上記難燃性樹脂によって被覆されることで表面に難燃性樹脂層１３の形成された状態の光導波路フィルム１０の最小屈曲半径は、１ｍｍ〜３ｍｍである。

光導波路フィルム１０は、図３及び図４に示すように、複数のコア１８が、光導波路フィルム１０の主面に平行な同一平面内で、互いに平行となってクラッド２０（下部クラッド２０ａ、上部クラッド２０ｂ、埋込クラッド２０ｃ）に埋設されている。ここで、主面とは、光導波路フィルム１０の表面のうち、コア１８と、該コア１８を挟み込むように積層されている下部クラッド２０ａ及び上部クラッド２０ｂの積層方向（光導波路フィルム１０の厚さ方向）に対して垂直となる表面のことであり、具体的には、埋込クラッド２０ｃがストライプ状に交互に現れている面と、この面と反対側で下部クラッド２０ａのみが現れている面がそれぞれ主面となる。

本実施形態に係る光導波路フィルム１０のコア１８およびクラッド２０用材料としては、光導波路フィルム１０の使用波長に対して透明であり、コア１８とクラッド２０との間に所望の屈折率差を設定できるものであれば、特に制限されるものではなく、例えば脂環式オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等が使用されるが、表面を被覆する難燃性樹脂による難燃性樹脂層１３との良好な接着性を得るためには、少なくともこの難燃性樹脂層１３と接する領域については、アクリル系樹脂、またはエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。

ただし、光導波路としての光学特性を発揮さるため、各クラッド２０（下部クラッド２０ａ、上部クラッド２０ｂ、埋込クラッド２０ｃ）は、コア１８よりも屈折率が低い材料で構成する必要があり、特にコア１８との屈折率差を確保するため、比屈折率差は０．５％以上、望ましくは１％以上である。また、各クラッド２０の屈折率差は小さい方が望ましく、その差は０．０５以内、望ましくは０．００１以内、更に望ましくは差がないことが光の閉じ込めの点からみて望ましい。

本実施形態に係る光導波路フィルム１０を製造する方法は特に限定されるものではないが、例えば図４に示すような製造工程によって、容易にかつ高精度に製造される。
まず、図４（Ａ）に示すように、コア１８と、該コア１８を挟み込むように積層されている下部クラッド２０ａおよび上部クラッド２０ｂと、を有する積層体１０Ａを用意する。例えば、ガラス、シリコンなどの平坦な基板（図示ぜず）上に、下部クラッド２０ａ、コア１８、上部クラッド２０ｂを順次積層する。各層を積層する方法は、各層の間で剥離が生じないように一体的に積層されれば特に限定されず、例えば、ラミネート法、スピンコート等の公知の方法が採用される。

下部クラッド２０ａを構成する材料は、コア１８との間で所定の屈折率差が設定され得る材質であれば特に制限されず、用途に応じて、材料の屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、フレキシビリティー（可撓性）等を考慮して選択される。例えば、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂、望ましくは紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を選択し、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマーあるいはモノマーとオリゴマーの混合物が望ましく用いられる。より望ましくは紫外線硬化性樹脂を選択する。

下部クラッド２０ａを構成する具体的な材料としては、例えばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二又は三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、又は前記樹脂のブレンド物等が挙げられる。

下部クラッド２０ａは、例えば、上記材料から選択される液状樹脂をガラス等の基板上に滴下し、スピンコートにより均一な厚みとした後、これを硬化させて形成してもよいし、予め成形された樹脂フィルムを用いてもよい。
下部クラッド２０ａの厚みは特に限定されるものではないが、光学性能、フレキシブル性能、後述する切削加工性、強度などの観点から、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。

コア１８としては、例えば紫外線硬化性樹脂が用いられ、紫外線硬化性のモノマー、オリゴマー、若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が望ましく用いられる。コア用の具体的な材料として、エポキシ系、アクリル系紫外線硬化性樹脂などが望ましく用いられる。

例えば、コア用硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）の液状樹脂を下部クラッド２０ａ上に均一な厚みで塗布した後、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等を用いて紫外線を照射して硬化させることでコア１８が形成される。
コア１８の厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよいが、光学性能、フレキシブル性能、後述する切削加工性、強度などの観点から、２０μｍ以上１２０μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは３０μｍ以上９０μｍ以下である。

上部クラッド２０ｂは、コア１８との間で所定の屈折率差が設定され得る材質であれば特に制限されないが、下部クラッド２０ａと同じ材料が望ましく用いられる。例えば、下部クラッド２０ａと同じ液状樹脂をコア１８上に均一な厚みで塗布した後、これを硬化させることで上部クラッド２０ｂが形成される。
上部クラッド２０ｂの厚みは、光学性能、フレキシブル性能、後述する切削加工性、強度などの観点から、５μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。
なお、下部クラッド２０ａと上部クラッド２０ｂの厚みは同じである必要はなく、例えば、上部クラッド２０ｂの厚みを下部クラッド２０ａよりも薄くすることで、積層体１０Ａの総厚を小さく抑えることも可能である。

また、積層体１０Ａのサイズや総厚は特に限定されず、材質、用途等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、フレキシブルな光導波路フィルム１０とするためには、積層体１０Ａの厚さは５０μｍ以上３００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。一方、積層体１０Ａの幅は、０．２５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが望ましく、より望ましくは、０．２５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。光導波路フィルム１０の厚さ及び幅を上記範囲とすることで、光導波路としての柔軟性及び強度を確保し易い。

次に、図４（Ｂ）に示すようにダイシングソー２３による切削により積層体１０Ａの除去された部分（切削溝２１）を、コア１８よりも屈折率が低いクラッド用樹脂で埋める。例えば、図４（Ｃ）に示すように、積層体１０Ａに形成した各切削溝２１にクラッド用硬化性樹脂を流し込み、これを硬化させることにより埋込クラッド２０ｃを形成する。埋込クラッド２０ｃも、コア１８との間で所定の屈折率差が設定され得る材質であれば特に制限されないが、下部クラッド２０ａと同じ材料が望ましく用いられる。例えば、主面側に、クラッド用硬化性樹脂を滴下するとともに、スピンコート法による遠心力により広げることで、各切削溝２１の内部がクラッド用硬化性樹脂によって満たされる。なお、このクラッド用硬化性樹脂を塗布する方法としては、スピンコート法に限ることではなく、例えばスペーサーにより膜厚を制御しながら、ガラス基板などによりクラッド用硬化性樹脂を押し付けて露光硬化する方法を採用してもよい。

図３に示すように、光導波路フィルム１０の端部には、光導波路の光軸に対し４５°の角度を有するミラー面１０ｂが形成されている。ミラー面１０ｂは光導波路を導波する光の光路を変換する光路変換面として機能する。即ち、光導波路を導波してきた光はこのミラー面１０ｂでその光路が９０°折り曲げられ、光入出射側のフィルム面１０ｃから射出される。

このミラー面１０ｂには、金属膜２５が設けられている。この金属膜２５としては、金、銀、銅、及びこれらのいずれかの合金を使用することができる。このミラー面１０ｂへの金属膜２５の形成には、スパッタリング法や真空蒸着法等による着膜が用いられる。

本実施の形態の光送受信モジュール１１においては、光導波路フィルム１０、発光素子３２、受光素子３４、駆動用回路３６、及び増幅用回路３７が難燃性樹脂によって被覆されているため、この難燃性樹脂がミラー面１０ｂと受光素子３４、発光素子３２、または配線等表面との間に介在することとなり、このミラー面１０ｂにおける９０°の光路変換機能が低下する場合がある。しかしながら、受光素子３４や発光素子３２と光導波路フイルム１０とを透明な材料で充填接着し、ミラー面１０ｂに金属膜２５を設けた構成とすれば、金属膜２５によってミラー面１０ｂにおける９０°の光路変換機能の低下が抑制される。

次に、保持部材２２を備えた光送受信部１２の構成について説明する。なお、保持部材２４は保持部材２２と同じ構成であり、光送受信部１４は光送受信部１２と同じ構成となるため、保持部材２４及び光送受信部１４については説明を省略する。

保持部材２２は、略直方体状の基板から構成されている。この保持部材２２には、上述のように、受光素子３４と、発光素子３２と、駆動用回路３６と、増幅用回路３７と、が設けられている。この受光素子３４と増幅用回路３７、及び発光素子３２と駆動用回路３６とは、各々配線３３によって電気的に接続されている。
発光素子３２としては、面型の発光素子が用いられる。また、受光素子３４としては、面型の受光素子が用いられる。なお、受光素子３４は、発光素子３２に比べて薄い形状である場合が多いため、高さ合わせのために、保持部材２２と光導波路フィルム１０との間で且つ光導波路フィルム１０の発光素子３２に隣接する領域に、シリコン機材などからなる位置合わせ用スペーサ４１を配置することが好ましい。

なお、本実施の形態では、光送受信部１２から光信号を送信するための光導波路を送信用光導波路とし、光送受信部１２により光信号を受信するための光導波路を受信用光導波路としているが、光送受信部１４から見た場合には、送信用光導波路と受信用光導波路とが逆転することは言うまでもない。

上記の光送受信部１２は、たとえば、保持部材２２上に発光素子３２、受光素子３４、駆動用回路３６、及び増幅用回路３７を、フリップチップボンダー等を用いて実装した後に、これらの素子の電気配線を、ワイヤーボンダーを用いて結線する。次に、上記光導波路フィルム１０を発光素子３２及び受光素子３４上にフリップチップボンダーを用いて実装する。これによって、光導波路フィルム１０は、保持部材２２及び保持部材２４によって保持された状態となる。

さらに、ディスペンサーを用いて、保持部材２２及び保持部材２４各々上に実装または保持された駆動用回路３６、増幅用回路３７、発光素子３２、受光素子３４、及び光導波路フィルム１０の表面に塗布することによって、これらの表面に、難燃性樹脂による難燃性樹脂層１３を形成する。
上記工程によって、光送受信モジュール１１を構成する駆動用回路３６、増幅用回路３７、発光素子３２、受光素子３４、これらの素子と電気的に接続するワイヤ、及び光導波路フィルム１０の表面が難燃性樹脂によって被覆された、本実施の形態の光送受信モジュール１１が作製される。

次に、図５を参照して、本実施の形態に係る光送受信モジュール１１の作用について説明する。図５は、光送受信モジュールの構成を模式的に表した図である。ここでは、光送受信部１２から光信号を送信するための光導波路を送信用光導波路とし、光送受信部１２により光信号を受信するための光導波路を受信用光導波路として説明する。

本実施の形態に係る光送受信モジュールでは、光送受信部１２から光送受信部１４に光信号を送信する場合には、光送受信部１２の保持部材２２に保持された発光素子３２から射出された光が送信用光導波路のコア１８の入射端面に結合され、光導波路フィルム１０に形成された送信用光導波路を導波する。そして、送信用光導波路のコア１８の出射端面から射出された光が、光送受信部１４の保持部材２４に保持された受光素子３４により受光される。

同様に、光送受信部１４から送信された光信号を光送受信部１２で受信する場合には、光送受信部１４の保持部材２４に保持された発光素子３２から射出された光が受信用光導波路のコア１８の入射端面（ミラー面１０ｂ）に結合され、光導波路フィルム１０に形成された受信用光導波路を導波する。そして、受信用光導波路のコア１８の出射端面（ミラー面１０ｂ）から射出された光が、光送受信部１２の保持部材２２に保持された受光素子３４により受光される。

上記の実施の形態では、発光素子及び受光素子の両方を実装した光送受信部の間で双方向の光通信を行う光送受信モジュールについて説明したが、発光素子を備えた光送信部と受光素子を備えた光受信部との間で一方向の光通信を行う光送受信モジュールとしてもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
＜光導波路フィルムの作製＞
まず、コアとなる高屈折率のエポキシ系フィルム（厚さ５０μｍ、屈折率１．５７）を用意した。次に、屈折率１．５１のエポキシ系紫外線硬化樹脂を厚さ２０μｍとなるように、このコアとなる高屈折率のエポキシ系フィルムの両面にスピンコートにより塗布し、紫外線を照射して硬化させることで３層フィルムを得た。

次に、上記３層フィルムをダイシングソー（ＤＩＳＣＯ社製ＤＡＤ３２１）に設置し、厚さ１００μｍのブレードを取り付けたダイシングソーを用い、主面（最上面）側から、７５μｍ±５μｍの精度で切削した。次に５０μｍ移動させて切削することでコア径が５０μｍのコアに相当する凸部を形成した。次に、４５０μｍ移動させて切削し更に５０μｍ移動させて切削することによって、コア径が５０μｍでピッチが５００μｍの２芯のコアを形成した。

次に、屈折率１．５１のエポキシ系紫外線硬化樹脂を、上記切削した凹部へ埋めるように塗布した後に、紫外線を照射して硬化させて、幅１．０ｍｍ、膜厚９０μｍのベルト状の光導波路フィルムとした。

次に、４５°角度付きＳｉ用のブレードを備えたダイシングソーを用いて、この光導波路フィルムの両端を光軸に対し４５°の角度で切断し、４５°ミラー面を持ったコアを露出させた。次に、クラッド部分を先端から５０μｍの位置で光軸に対し垂直に切断し、両端部に４５°ミラー面と垂直切断面とを備えた光導波路フィルムが得られた。さらに、このミラー面に対して、Ａｇ合金のスパッタリングにより、Ａｇ合金膜を１００ｎｍ着膜して金属膜を作製した。最後に、通常のブレードを用いてダイシングを行うことで、厚さ９０μｍ、長さ１００ｍｍ、幅１ｍｍの、端部の４５°ミラー面に金属膜の設けられた光導波路フィルムを作製した。

＜モジュールへの実装＞
厚み６００ｎｍのシリコン基板に、ＶＣＳＥＬ素子（富士ゼロックス社製、商品名：ＡＭ−０００１）、フォトダイオード素子（ＥＭＣＯＲＥ社、商品名：Ｄ８４８５−１０２６）、増幅用回路（テキサスインスツルメント社製、商品名：ＯＮＥＴ２５９１ＴＡ）及び、駆動回路（マキシム社製、商品名：ＭＡＸ３７４１）をフリップチップボンダーを用いてこれらをシリコン基板上に実装した後に、各チップの電極をワイヤーボンダーにより結線した。
次に、上記ミラー面に金属膜の設けられた光導波路フィルムを、上記実装されたＶＣＳＥＬ素子及びフォトダイオード素子上に、フリップチップボンダーを用いて実装した。
なお、接着には、エポキシ系紫外線硬化樹脂を用い、ＵＶ照射により硬化させた。これにより、光送受信モジュールを調整した。

＜難燃性樹脂の塗布＞
難燃性樹脂として、信越化学工業社製の１液型の縮合硬化型シリコーン樹脂を用意した。
―実施例１で用いた難燃性樹脂の特性―
・未硬化時における粘度 ：２０Ｐａ・ｓ
・引っ張り強度 ：４．０ＭＰａ
・環状ジメチル型の結合量がＤ３（３量体）〜Ｄ２０（２０量体）である低分子シロキサンの含有量 ：３００ｐｐｍ未満
・難燃性フィラーの種類 ：酸化シリコン及び酸化チタン
・上記難燃性フィラーの総含有量 ：５０重量％
・ＵＬ−９４試験による難燃性 ：Ｖ−０

この難燃性樹脂を、本実施例１で調整した光送受信モジュールの光導波路フィルム表面、基板上に実装されたＶＣＳＥＬ素子、フォトダイオード素子、駆動用回路、増幅用回路、及び各種電極としてのワイヤーを被覆するように、塗布ロボット（武蔵エンジニアリング社製、ＦＡＤ３２０Ｓ）を用いて塗布した後に、室温（２５℃）で１０分放置することによって硬化させた。
上記塗布された難燃性樹脂が硬化することで形成された難燃性樹脂層の層厚を測定したところ、０．２ｍｍであった。

上記難燃性樹脂によって表面を被覆された光導波路フィルムの最小屈曲半径をＡＳＴＭ Ｄ―２１７６に従い測定したところ、難燃性樹脂によって被覆された状態における光導波路フィルムの最小屈曲半径は１．５ｍｍであった。
このため、屈曲性に優れ、且つ難燃性に優れた光送受信モジュールが提供されたといえる。

（実施例２）
上記実施例１で調整した３層フィルムのダイシングソーによる切削において、主面（最上面）側から、７５μｍ±５μｍの精度で切削した後に、５０μｍ移動させて切削することでコア径が５０μｍの１芯のコアを形成した以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法により光送受信モジュールを調整した。

この調整した光送受信モジュールにおいて、表面を被覆された光導波路フィルムの最小屈曲半径をＡＳＴＭ Ｄ―２１７６に従い測定したところ、難燃性樹脂によって被覆された状態における光導波路フィルムの最小屈曲半径は１．５ｍｍであった。
このため、屈曲性に優れ、且つ難燃性に優れた光送受信モジュールが提供されたといえる。

（実施例３）
難燃性樹脂として、下記特性の難燃性樹脂を用いた以外は、実施例２と同じ材料及び同じ方法により光送受信モジュールを調整した。
本実施例３では、難燃性樹脂として、信越化学工業社製の２液型の、付加硬化型シリコーン樹脂を用意した。
―実施例３で用いた難燃性樹脂の特性―
・未硬化時における粘度 ：１Ｐａ・ｓ
・引っ張り強度 ：１．０ＭＰａ
・環状ジメチル型の結合量がＤ３（３量体）〜Ｄ１０（１０量体）である低分子シロキサンの含有量 ：５００ｐｐｍ未満
・難燃性フィラーの種類 ：酸化シリコン
・上記難燃性フィラーの総含有量 ：１０重量％
・ＵＬ−９４試験による難燃性 ：Ｖ−０

この調整した光送受信モジュールにおいて、表面を被覆された光導波路フィルムの最小屈曲半径をＡＳＴＭ Ｄ―２１７６に従い測定したところ、難燃性樹脂によって被覆された状態における光導波路フィルムの最小屈曲半径は１．５ｍｍであった。
このため、屈曲性に優れ、且つ難燃性に優れた光送受信モジュールが提供されたといえる。

本実施の形態に係る光送受信モジュールの概略構成図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態に係る光送受信モジュールの変形に対する追従性を示す図である。 （Ａ）は本実施の形態に係る光送受信モジュールの光導波路フィルム端部の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｄ）は光導波路フィルム１０の平面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態に係る光送受信モジュールの光導波路フィルムの導波路コアの製造工程の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る光送受信モジュールの光送受信部の平面図である。

符号の説明

１０ 光導波路フィルム
１１ 光送受信モジュール
１２、１４ 光送受信部
１３ 難燃性樹脂層
２２、２４ 保持部材
３２ 発光素子
３４ 受光素子

Claims (10)

1. 光導波路が形成された光導波路フィルムと、
   発光素子と該発光素子を保持する第１の保持部材とを有し、前記発光素子から射出された光が前記光導波路の入射端面に結合されるように、前記第１の保持部材上に前記光導波路フィルムの一方の端部を保持する光送信部と、
   受光素子と該受光素子を保持する第２の保持部材とを有し、前記光導波路の出射端面から射出された光が前記受光素子に受光されるように、前記第２の保持部材上に前記光導波路フィルムの他方の端部を保持する光受信部と、
   を備え、
   少なくとも前記光導波路フィルムが、ＵＬ−９４試験による難燃性がＨＢ以上である難燃性樹脂によって被覆され、且つ該難燃性樹脂によって被覆されて表面に難燃性樹脂層の形成された前記光導波路フィルムの最小屈曲半径が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする光送受信モジュール。
2. 前記光送信部は、前記第１の保持部材に保持されると共に少なくとも前記発光素子を駆動するための駆動用回路を有し、前記光受信部は、前記第２の保持部材に保持されると共に少なくとも前記受光素子から得られる信号を増幅するための増幅用回路を有することを特徴とする請求項１に記載の光送受信モジュール。
3. 前記光導波路フィルムと、前記駆動用回路、前記発光素子、前記増幅用回路、及び前記受光素子の内の少なくとも１つと、が前記難燃性樹脂によって被覆されていることを特徴とする請求項２に記載の光送受信モジュール。
4. 前記光導波路フィルムの少なくとも前記難燃性樹脂層に接する領域は、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂からなることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光送受信モジュール。
5. 前記難燃性樹脂は、低分子シロキサンを５００ｐｐｍ以下含むことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光送受信モジュール。
6. 前記難燃性樹脂は、難燃性フィラーを含有することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の光送受信モジュール。
7. 前記難燃性樹脂層の引っ張り強度は０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の光送受信モジュール。
8. 前記難燃性樹脂の粘度が１Ｐａ・ｓ以上３０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の光送受信モジュール。
9. 前記難燃性樹脂層の厚みが、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の光送受信モジュール。
10. 前記難燃性樹脂層は、前記難燃性樹脂をディスペンサーによって塗布した後に硬化させることによって設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の光送受信モジュール。

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