JP2011059360A - 光モジュール及光モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光モジュールを小型化するとともに、製造負担及び製造時間を低減することである。
【解決手段】光モジュール１は、基板部１０と、基板部１０上に実装された発光素子又は受光素子である光素子部３０と、基板部１０上に実装され、光素子部３０に電気的に接続されているＩＣ部２０と、光素子部３０に接続された光ファイバ４０と、を備え、ＩＣ部２０は、ＩＣ基板部２１と、ＩＣ基板部２１に設けられ、光ファイバ４０を光素子部３０の光軸位置に案内して保持するＶ溝部２２と、ＩＣ基板部２１に設けられ、光素子部３０に送信又は受信する電気信号を処理するＩＣ本体部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光モジュールと、当該光モジュールの製造方法とに関する。

従来、光ファイバを伝送路として通信を行う光モジュールが知られている。光モジュールは、光ファイバの情報送信側と情報受信側とに設けられる。情報送信側の光モジュールには、電気信号を光信号に変換して光ファイバに入力するＬＤ（LASER Diode）と、ＬＤを駆動するドライバＩＣ（Integrated Circuit）と、が設けられている。情報受信側の光モジュールには、光ファイバから入力された光信号を電気信号に変換するＰＤ（Photo Diode）と、ＰＤから出力された電気信号を増幅するアンプＩＣと、が設けられている。

また、基板上に、光ファイバを案内するＶ溝又はＳｉベンチと、ドライバＩＣ又はアンプＩＣとが、別々に実装されている光モジュールが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００１−２０１６６９号公報 特開２００３−１２１７０７号公報

しかし、従来の光モジュールでは、基板上に、Ｖ溝又はＳｉベンチと、ドライバＩＣ又はアンプＩＣとが、別々に実装されている。このため、Ｖ溝又はＳｉベンチと、ドライバＩＣ又はアンプＩＣとの別々の面積を要し、光モジュールの面積が大きくなっていた。

また、従来の光モジュールでは、Ｖ溝又はＳｉベンチと、ドライバＩＣ又はアンプＩＣとが別部品であった。このため、光モジュールの製造の負担が大きく、タクト（製造時間）も大きく、量産性に優れなかった。

本発明の課題は、光モジュールを小型化するとともに、製造負担及び製造時間を低減することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の光モジュールは、
基板部と、
前記基板部上に実装された発光素子又は受光素子である光素子部と、
前記基板部上に実装され、前記光素子部に電気的に接続されている回路部と、
前記光素子部に接続された光ファイバと、を備え、
前記回路部は、
回路基板部と、
前記回路基板部に設けられ、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第１の溝部と、
前記回路基板部に設けられ、前記光素子部に送信する電気信号、又は前記光素子部から受信する電気信号を処理する回路本体部と、を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の溝部は、前記回路基板部の上面に設けられている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光モジュールにおいて、
前記回路本体部は、前記回路基板部の下面に設けられ、
前記回路部は、前記基板部の上面に実装されている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光モジュールにおいて、
前記回路本体部の電極は、当該回路本体部の電極に対応する位置の前記基板部の上面の電極に接続されている。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記基板部は、
前記回路部が実装される第１の凹部と、
前記光素子部が実装される第２の凹部と、を有する。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記基板部は、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第２の溝部を有する。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子部と前記光ファイバとは、直接接続されている。

請求項８に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子部と前記光ファイバとの接続を介する光導波路部を備える。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記基板部、前記光素子部、前記回路部、及び前記光ファイバの先端を収納するケース部と、
前記回路本体部の端子である端子部と、を備える。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光ファイバは、複数の光ファイバである。

請求項１１に記載の発明の光モジュールの製造方法は、
基板部を作製する基板部作製工程と、
発光素子又は受光素子である光素子部に電気的に接続される回路部を作成する回路部作製工程と、
前記基板部に、前記回路部を実装する回路部実装工程と、
前記基板部に前記光素子部を実装する光素子部実装工程と、
前記基板部、前記回路部及び前記光素子部に、前記光素子部に接続される光ファイバを実装する光ファイバ実装工程と、を含み、
前記回路部作製工程において、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第１の溝部と、前記光素子部に送信又は受信する電気信号を処理する回路本体部と、を回路基板部に形成して前記回路部を作製する。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光モジュールの製造方法において、
前記回路部作製工程において、前記第１の溝部を前記回路基板部の上面に形成する。

請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２に記載の光モジュールの製造方法において、
前記回路部作製工程において、前記回路本体部を前記回路基板部の下面に形成し、
前記回路部実装工程において、前記回路部を前記基板部の上面に実装する。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の光モジュールの製造方法において、
前記回路部実装工程において、前記基板部への前記回路部のフリップチップ実装により、前記回路本体部の電極と、当該回路本体部の電極に対応する位置の前記基板部の上面の電極とを接続する。

請求項１５に記載の発明は、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法において、
前記基板部作製工程において、前記回路部が実装される第１の凹部と、前記光素子部が実装される第２の凹部と、を前記基板部に形成する。

請求項１６に記載の発明は、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法において、
前記基板部作製工程において、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第２の溝部を前記基板部に形成する。

請求項１７に記載の発明は、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法において、
前記光ファイバ実装工程において、前記光素子部と前記光ファイバとを、直接接続させる。

請求項１８に記載の発明は、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法において、
前記光ファイバ実装工程において、前記光素子部と前記光ファイバとを、光導波路部を介して接続させる。

請求項１９に記載の発明は、請求項１１から１８のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法において、
前記基板部、前記光素子部、前記回路部、及び前記光ファイバの先端を収納するケース部と、前記回路本体部の端子である端子部と、を実装する工程を含む。

請求項２０に記載の発明は、請求項１１から１９のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法において、
前記光ファイバは、複数の光ファイバである。

本発明によれば、回路部に溝部及び回路本体部が形成されているので、面積を小さくして光モジュールを小型化できるとともに、基板部に回路部を実装することで溝部及び回路本体部が実装されるので、光モジュールの製造負担及びタクトを低減できる。

本発明に係る実施の形態の光モジュールの構成を示す斜視図である。 図１のII−II線における光モジュールの断面図である。 光ファイバを用いた通信における伝送路上の信号及び構成要素を示すブロック図である。 基板部作製工程における基板部を示す図である。 基板部の凹部の電極を示す図である。 ＩＣ部実装工程における基板部及びＩＣ部を示す図である。 電極に接続されるＩＣ本体部のバンプを示す図である。 光素子部実装工程における基板部、ＩＣ部及び光素子部を示す図である。 図１におけるＩＣ部のＸ方向の位置の変化に対する光の損失を示す図である。 図１におけるＩＣ部のＺ方向の位置の変化に対する光の損失を示す図である。 最終製品としての光モジュールの構成を示す斜視図である。 実施の形態の第１の変形例の光モジュールの構成を示す図である。 実施の形態の第２の変形例の光モジュールの構成を示す斜視図である。 図１３のXIV−XIV線における光モジュールの断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態、第１、第２の変形例を順に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１〜図８を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１及び図２を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１に、本実施の形態の光モジュール１の構成を示す。図２に、図１のII−II線における光モジュール１の断面構成を示す。

本実施の形態の光モジュール１は、光ファイバを用いる光通信において、光ファイバの送信側又は受信側に設けられる光モジュールである。簡単のため、光モジュール１を、送信側の光モジュールとして説明するが、後述するように受信側の光モジュールとしてもよい。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の光モジュール１は、基板部１０と、回路部としてのＩＣ部２０と、光素子部３０と、光ファイバ４０と、を備える。

基板部１０は、光モジュール１の基板部である。基板部１０は、基板本体部１１と、第２の溝部としてのＶ溝部１２と、第１、第２の凹部としての凹部１３，１４と、を有する。

基板本体部１１は、セラミック、ガラスエポキシ樹脂等の基板で構成される。基板本体部１１は、３層構造である。基板層部１１２、１１３の上には、配線が形成されている。特に、基板層部１１２の凹部１３，１４に対応する部分には、ＩＣ部２０、光素子部３０との接続用の電極が設けられている。基板層部１１２，１１３の配線は、ビアや貫通スルーホール等を介して互いに適宜電気的に接続されている。また、必要に応じて、基板層部１１１の上や、基板層部１１３の下にも配線があり、ビアや貫通スルーホール等を介して互いに適宜電気的に接続されている。

Ｖ溝部１２は、基板本体部１１（の基板層部１１１）の一面（上面）に設けられ、光ファイバ４０の被覆部４２を、光素子部３０に光軸位置合せ（案内）して保持するための溝部である。凹部１３は、基板本体部１１の上面に設けられ、ＩＣ部２０を位置合せして配置するための凹部である。凹部１４は、基板本体部１１の上面に設けられ、光素子部３０を位置合せして配置するための溝部である。また、凹部１３，１４の底面は、基板層部１１２の上面である。凹部１３の底面には、ＩＣ部２０との電気的な接続のための電極が設けられている。凹部１４の底面には、光素子部３０との電気的な接続のための電極が設けられている。

ＩＣ部２０は、電気信号の処理を行うＩＣ機能と、その上に光ファイバ４０を案内及び保持する機能と、を有する。ＩＣ部２０は、光素子部３０を駆動するドライバＩＣとして機能する。ＩＣ部２０は、回路基板部としてのＩＣ基板部２１と、第１の溝部としてのＶ溝部２２と、回路本体部としてのＩＣ本体部２３と、を有する。

ＩＣ基板部２１は、ＩＣ本体部２３の回路基板であり、凹部１３に収容される面積、形状及び厚さを有する。ＩＣ基板部２１の材料は、シリコンが好ましいが、これ以外の材料でもよい。Ｖ溝部２２は、ＩＣ基板部２１の一面（上面）に設けられ、光ファイバ４０のファイバ部４１を、光素子部３０に光軸位置合せ（案内）して保持するための溝部である。ＩＣ本体部２３は、ＩＣ基板部２１のＶ溝部２２が設けられた面と反対の面（下面）に設けられ、ドライバＩＣの半導体回路が形成され、電気信号の処理を行う回路部である。ＩＣ本体部２３は、凹部１３の底面の電極と電気的に接続されている。

光素子部３０は、光信号と電気信号との変換を行う光素子部である。光素子部３０は、電気信号を光信号に変換する発光素子としてのＬＤとしてのＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ）である。光素子部３０は、ワイヤーｗを介して凹部１４の底面の電極と電気的に接続されている。

光ファイバ４０は、光信号を通信する伝送線である。光ファイバ４０は、ファイバ部４１と、被覆部４２と、を有する。ファイバ部４１は、光信号の伝送経路である芯線としてのコアと、コアと同心円上に設けられてコアを被覆するクラッドと、を有する。被覆部４２は、ファイバ部４１と同心円上に設けられてファイバ部４１を被覆する外被層である。

ファイバ部４１の先端部分は、被覆部４２が除去されている。また、ファイバ部４１の最先端は、軸方向に対し４５°の角度で切断されており、その切断面を光信号の反射面として光素子部３０に光軸合せがなされている。被覆部４２を含むファイバ部４１が、Ｖ溝部１２に案内されて配置されている。被覆部４２が除去されたファイバ部４１の先端部分が、Ｖ溝部２２に案内されて配置されている。

光モジュール１には、光ファイバ４０固定用のガラスカバーがさらに接着されて、ケース部、端子部等が取り付けられて、最終製品としての光モジュールとされる。

次いで、図３を参照して、光ファイバを用いた通信の送信側及び受信側の構成を説明する。図３に、光ファイバを用いた通信における伝送路上の信号及び構成要素を示す。

光ファイバＦを介して情報を通信する構成において、情報の送信側から受信側へ、ドライバＩＣ２０ａ、ＶＣＳＥＬ３０ａ、光ファイバＦ、受光素子としてのＰＤ３０ｂ、アンプＩＣ２０ｂが、順に設けられる。

送信側において、先ず、送信する情報を含む電気信号は、ドライバＩＣ２０ａに入力される。この情報を含む電気信号は、ドライバＩＣ２０ａにより、ＶＣＳＥＬ３０ａを駆動するための電気信号に変換されてＶＣＳＥＬ３０ａに出力される。そして、この駆動するための電気信号は、ＶＣＳＥＬ３０ａにより、情報を含む光信号に変換されて光ファイバＦに出力される。この変換された光信号は、光ファイバＦを伝送される。

受信側において、光ファイバＦを伝送された光信号は、ＰＤ３０ｂに入力される。この入力された光信号は、ＰＤ３０ｂにより、光電変換されて情報を含む電気信号に変換されてアンプＩＣ２０ｂに出力される。変換された電気信号は、アンプＩＣ２０ｂにより、増幅されて出力される。

上記で光モジュール１を、送信側の光モジュールとして説明した。具体的には、光ファイバ４０が、光ファイバＦの送信側に含まれ、ＩＣ部２０のＩＣ本体部２３が、ドライバＩＣ２０ａとして機能し、光素子部３０が、ＶＣＳＥＬ３０ａとして機能する構成として説明した。しかし、これに限定されるものではなく、光モジュール１を、送信側の光モジュールとしてもよい。具体的には、光ファイバ４０が、光ファイバＦの受信側に含まれ、光素子部３０が、ＰＤ３０ｂとして機能し、ＩＣ部２０のＩＣ本体部２３が、アンプＩＣ２０ｂとして機能する構成である。

次に、図４〜図１１を参照して、光モジュール１の製造方法を示す。図４に、基板部作製工程における基板部１０を示す。図５に、基板部１０の凹部１３の電極１３１を示す。図６に、ＩＣ部実装工程における基板部１０及びＩＣ部２０を示す。図７に、電極１３１に接続されるＩＣ本体部２３のバンプ２３１を示す。図８に、光素子部実装工程における基板部１０、ＩＣ部２０及び光素子部３０を示す。図９に、図１におけるＩＣ部２０のＸ方向の位置の変化に対する光の損失を示す。図１０に、図１におけるＩＣ部２０のＺ方向の位置の変化に対する光の損失を示す。図１１に、最終製品としての光モジュール２の構成を示す。

光モジュール１の製造方法として、先ず、図４に示すように、基板部１０を作製する基板部作製工程が実行される。基板部作製工程では、最初に、加工前の基板層部１１１と、基板層部１１２，１１３が作製される。基板層部１１２，１１３には、適宜、配線及び電極が形成される。特に、図５に示すように、基板層部１１２には、ＩＣ部２０とのフリップチップ実装（フリップチップ接続）用の電極１３１が形成される。

そして、基板層部１１１が、ダイシング又はエッチングにより削られて、Ｖ溝部１２と、凹部１３，１４に対応する孔部とが形成される。そして、加工後の基板層部１１１，１１２，１１３が貼り合わせられて、凹部１３，１４を有する基板部１０が作製される。このようにして、凹部１３，１４に対応する基板層部１１２の上面が露出している。

そして、図６に示すように、基板部１０にＩＣ部２０を実装するＩＣ部実装工程が実行される。ＩＣ部実装工程の前に、ＩＣ部作製工程により、ＩＣ部２０が作製されているものとする。ＩＣ部作製工程では、例えば、シリコンのウエハにＶ溝部が形成される。そして、Ｖ溝部が形成されたウエハが、半導体チップ製造の前工程に投入され、ウエハのＶ溝部の形成面と反対の面（下面）に、半導体回路面が形成され、そのウエハが、ＩＣ部ごとにカットされる。そして、カットされたＩＣ部のＩＣ基板部２１において、形成されたＶ溝部、半導体回路面を、それぞれ、Ｖ溝部２２、ＩＣ本体部２３として、ＩＣ部２０が作製される。ＩＣ本体部２３には、凹部１３の底面へのフリップチップ実装用の電極としてのバンプ２３１が形成される。バンプ２３１は、蒸着法、めっき法、印刷法、またはスタッドバンプにより形成される。なお、ウエハに半導体回路面が形成されてカットされ、半導体回路面が形成されたＩＣ部にＶ溝が形成されることとしてもよい。

そして、ＩＣ部実装工程において、ＩＣ部作製工程で作製されたＩＣ部２０が、基板部１０の凹部１３に実装される。ＩＣ部２０の実装方法は、例えば、フリップチップ実装である。図７に示すように、フリップチップ実装により、電極１３１とバンプ２３１とが接続される。フリップチップ実装としては、例えば、電極１３１とバンプ２３１とを導電性接着剤で接続し、アンダーフィル（樹脂接着剤）で補強する導電性樹脂接着工法や、はんだ接合工法や、電極１３１に導電粒子（はんだ）入り又は無しの樹脂を先塗りし、電極１３１とバンプ２３１とを加熱圧着により接続する圧接工法や、電極１３１とバンプ２３１とを位置合せし超音波を当てて接続する超音波接合工法等がある。フリップチップ実装により、実装装置にも依存するが、基板部１０へのＩＣ部２０の実装精度を±２［um］程度にすることが可能である。また、フリップチップ実装により、基板部１０へのＩＣ部２０のワイヤーボンディングのための面積が不要となり、基板部１０及びＩＣ部２０の面積を小さくできる。

そして、図８に示すように、基板部１０に光素子部３０を実装する光素子部実装工程が実行される。先ず、予め光素子部３０のパッドが作製されている。そして、画像認識によりＩＣ部２０に作製されたＶ溝部２２が認識され、認識されたＶ溝部２２に対応する凹部１４の位置に光素子部３０のパッドが実装される。この実装の方法は、例えば、ワイヤーｗを介して光素子部３０のパッドを凹部１４の配線に接続するワイヤーボンディングである。光素子部３０がＶＣＳＥＬ３０ａである場合に、ＶＣＳＥＬ３０ａの発光面も画像認識可能である。このため、実装装置にも依存するが、基板部１０への光素子部３０の実装精度を±５［um］程度にすることが可能である。

そして、図１に示すように、基板部１０、ＩＣ部２０及び光素子部３０に光ファイバ４０を実装する光ファイバ実装工程が実行される。予め、光ファイバ４０が作製されている。Ｖ溝部１２及びＶ溝部２２により、光ファイバ４０の軸の高さ方向（基板部１０の垂直方向（厚さ方向））と、横方向（基板部１０平面における光ファイバ４０の軸と垂直な方向）とが、固定されて、光ファイバ４０が実装されている。このため、光ファイバ４０の軸方向のみが、基板部１０等に対して手動にて微調整される。光ファイバ４０の微調整後に、光ファイバ４０にガラスカバー（図示略）が載せられ、ＵＶ（Ultra Violet、紫外線）硬化接着剤の塗布後に、ＵＶ照射され、光ファイバ４０及びガラスカバーが固定される。

ここで、ＩＣ部２０及び光素子部３０に光ファイバ４０を実装した光モジュール１の構成において、ＩＣ部２０を図１のＸ方向に最良の場所から±２０［μｍ］移動させたときの光の損失［ｄＢ］を光線追跡法により計算した。そのＸ方向の移動に対応する計算結果を図９に示した。同様に、ＩＣ部２０を図１のＺ方向に最良の場所から±２０［μｍ］移動させたときの光の損失［ｄＢ］を光線追跡法により計算した。そのＺ方向の移動に対応する計算結果を図１０に示した。なお、光ファイバ４０のコア径を５０［μｍ］又は６２．５［μｍ］とした。

図９及び図１０の計算結果から明らかな様に、ＩＣ部２０のフリップ実装の精度内であれば、損失の増加は、Ｘ方向にもＺ方向にも軽微である。このため、光モジュール１により、ほぼ理想的な光結合が可能である。

そして、図１１に示すように、光モジュール１にケース部５１及び端子部５２を実装するカバー及び端子部実装工程が実行される。光モジュール１に、ケース部５１及び端子部５２が実装されて、最終製品としての光モジュール２が作製される。ケース部５１は、光モジュール１を収納している。また、ケース部５１は、光モジュール２の接続先としてのコネクタ３に対する取外しのためのリリースボタン５１１を有する。雌コネクタとしてのコネクタ３に、雄コネクタとしての光モジュール２の端子部５２が接続される。この接続されている状態で、リリースボタン５１１が押下されることにより、コネクタ３から光モジュール２が取り外し可能となる。端子部５２は、ＩＣ部２０のＩＣ本体部２３（ドライバＩＣ２０ａ又はアンプＩＣ２０ｂ）の信号線及び電源線の端子を有する端子部である。

以上、本実施の形態によれば、光モジュール１は、基板部１０、ＩＣ部２０、光素子部３０及び光ファイバ４０を備え、ＩＣ部２０が、ＩＣ基板部２１と、ＩＣ基板部２１に設けられたＶ溝部２２及びＩＣ本体部２３と、を有する。このため、Ｖ溝部２２及びＩＣ本体部２３を一部品のＩＣ部２０として構成でき、Ｖ溝部２２及びＩＣ本体部２３の実装面積を小さくして、光モジュール１を小型化できるとともに、Ｖ溝部２２及びＩＣ本体部２３の実装を一部品のＩＣ部２０の実装で行うことで、製造負担及び製造時間を低減できる。

また、Ｖ溝部２２は、ＩＣ部２０の上面に設けられている。このため、容易に光ファイバ４０を実装できる。

また、ＩＣ本体部２３は、ＩＣ基板部２１の下面に設けられ、ＩＣ部２０が、基板部１０の上面に実装されている。このため、ＩＣ部２０において、Ｖ溝部２２及びＩＣ本体部２３を重ねることができるので、Ｖ溝部２２及びＩＣ本体部２３の実装面積をさらに小さくして、光モジュール１をさらに小型化できる。

また、ＩＣ本体部２３のバンプ２３１は、フリップチップ実装により、バンプ２３１に対応する位置の基板部１０の上面の電極１３１に接続されている。このため、ＩＣ本体部２３がその面積内で基板部１０と電気的に接続することができ、光モジュール１をさらに小型化できる。また、フリップチップ実装によりＩＣ部２０を基板部１０に高精度で実装できる。

また、基板部１０は、凹部１３，１４を有する。このため、凹部１３内にＩＣ部２０を実装し、凹部１４内に光素子部３０を実装し、光モジュール１の厚さを小さくでき、光モジュール１をさらに小型化できる。

また、基板部１０は、Ｖ溝部１２を有する。このため、光モジュール１の厚さを小さくできるとともに、光ファイバ４０を容易に実装できる。

また、光素子部３０と、光ファイバ４０とは、直接接続されている。このため、光モジュール１の装置構成を簡単にすることができる。

また、最終製品としての光モジュール２は、ケース部５１と、端子部５２と、を備える。このため、ケース部５１により光モジュール１を保護することができ、端子部５２により接続先のコネクタと容易に電気的に接続できる。

（第１の変形例）
図１２を参照して、上記実施の形態の第１の変形例を説明する。図１２に、本変形例の光モジュール１Ａの構成を示す。

上記実施の形態の光モジュール１は、光ファイバが１本である１ｃｈの光モジュールであった。これに対し、本変形例の光モジュール１Ａは、光ファイバが４本である４ｃｈの光モジュールである。

図１２に示すように、光モジュール１Ａは、基板部１０Ａと、ＩＣ部２０Ａと、光素子部３０Ａと、光ファイバ４０１Ａ，４０２Ａ，４０３Ａ，４０４Ａと、を備える。基板部１０Ａは、基板本体部１１Ａと、Ｖ溝部１２Ａと、凹部１３Ａ，１４Ａと、を有する。ＩＣ部２０Ａは、ＩＣ基板部２１Ａと、Ｖ溝部２２Ａと、ＩＣ本体部２３Ａと、を有する。

光モジュール１Ａの基板部１０Ａ、ＩＣ部２０Ａ、光素子部３０Ａ、光ファイバ４０１Ａ，４０２Ａ，４０３Ａ，４０４Ａは、それぞれ順に、光モジュール１の基板部１０、ＩＣ部２０、光素子部３０、光ファイバ４０を、光ファイバが４本の構成に対応させたものである。本変形例の最終製品の光モジュールは、光モジュール２の光モジュール１を、光モジュール１Ａに対応させた構成である。

光ファイバ４０１Ａは、ファイバ部４１Ａと、被覆部４２Ａとを有し、光ファイバ４０２Ａ，４０３Ａ，４０４Ａも同様である。また、光モジュール１Ａ及び最終製品の光モジュールの製造方法は、光モジュール１（光モジュール２）の製造方法を光ファイバ４本に対応させたものである。

光モジュール１Ａは、例えば、送信４ｃｈ用として構成される。この構成では、ＩＣ部２０ＡのＩＣ本体部２３Ａが４ｃｈ用のドライバＩＣとして構成され、光素子部３０が４ｃｈ用のＬＤ（ＶＣＳＥＬ）として構成される。しかし、これに限定されるものではなく、光モジュール１Ａが受信４ｃｈ用の光モジュールとして構成してもよい。この構成では、ＩＣ部２０ＡのＩＣ本体部２３Ａが４ｃｈ用のアンプＩＣとして構成され、光素子部３０が４ｃｈ用のＰＤとして構成される。また、光モジュール１Ａを送信２ｃｈ＋受信２ｃｈ用の光モジュールとして構成することとしてもよい。ＩＣ部２０ＡのＩＣ本体部２３Ａが２ｃｈ用のドライバＩＣ＋２ｃｈ用のアンプＩＣとして構成され、光素子部３０が２ｃｈ用のＬＤ（ＶＣＳＥＬ）＋２ｃｈ用のＰＤとして構成される。また、光モジュール１Ａを、送信３ｃｈ＋受信１ｃｈ用の光モジュール、又は送信１ｃｈ＋受信３ｃｈ用の光モジュールとして構成することとしてもよい。

本変形例によれば、上記実施の形態と同様に、Ｖ溝部２２Ａ及びＩＣ本体部２３Ａの実装面積を小さくして、光モジュール１Ａを小型化できるとともに、Ｖ溝部２２Ａ及びＩＣ本体部２３Ａの実装を一部品のＩＣ部２０Ａの実装で行うことで、光モジュール１Ａの製造負担及び製造時間を低減できる。

また、光モジュール１Ａは、４本の光ファイバ４０１Ａ，４０２Ａ，４０３Ａ，４０４Ａが実装される光モジュールである。このため、４ｃｈの光通信を行うことができるとともに、１ｃｈの光モジュールを４つ備える構成に比べて、１ｃｈの光モジュールを４つ実装することにより、光モジュール１Ａをさらに小型化できる。

（第２の変形例）
図１３及び図１４を参照して、上記実施の形態の第２の変形例を説明する。図１３に、本変形例の光モジュール１Ｂの斜視構成を示す。図１４に、図１３のXIV−XIV線における光モジュール１Ｂの断面構成を示す。

上記実施の形態の光モジュール１は、光素子部３０と光ファイバ４０とを直接接続した１ｃｈの光モジュールであった。これに対し、本変形例の光モジュール１Ｂは、光素子部３０と光ファイバ４０とを光導波路部６０を介して接続した４ｃｈの光モジュールである。

図１３及び図１４に示すように、光モジュール１Ｂは、基板部１０Ｂと、ＩＣ部２０Ｂと、光素子部３０Ｂと、光導波路部６０と、光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂと、を備える。基板部１０Ｂは、基板本体部１１Ｂと、Ｖ溝部１２Ｂと、凹部１３Ｂ，１４Ｂと、を有する。ＩＣ部２０Ｂは、ＩＣ基板部２１Ｂと、Ｖ溝部２２Ｂと、ＩＣ本体部２３Ｂと、を有する。

光ファイバ４０１Ｂは、ファイバ部４１Ｂと、被覆部４２Ｂとを有し、光ファイバ４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂも同様である。光ファイバ４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂのファイバ部４１Ｂは、先端が軸方向と垂直な面で切断されている。このファイバ部４１Ｂの切断面が、光導波路部６０に接続されている。光導波路部６０は、コア及びクラッドを有し、光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂと光素子部３０Ｂとに接続されている。光導波路部６０は、光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂから入力された光信号を光素子部３０Ｂに出力する、又は光素子部３０Ｂから入力された光信号を光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂに出力する。本変形例の最終製品の光モジュールは、光モジュール２の光モジュール１を、光モジュール１Ｂに対応させた構成である。

また、光モジュール１Ｂ及び最終製品の光モジュールの製造方法は、光モジュール１（光モジュール２）の製造方法を光ファイバ４本に対応させたものと同様であり、さらに、光ファイバ実装工程において、基板部１０Ｂ、ＩＣ部２０Ｂ及び光素子部３０Ｂに、光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂ及び光導波路部６０が実装される。

本変形例によれば、上記実施の形態と同様に、Ｖ溝部２２Ｂ及びＩＣ本体部２３Ｂの実装面積を小さくして、光モジュール１Ｂを小型化できるとともに、Ｖ溝部２２Ｂ及びＩＣ本体部２３Ｂの実装を一部品のＩＣ部２０Ｂの実装で行うことで、光モジュール１Ｂの製造負担及び製造時間を低減できる。

また、光モジュール１Ｂは、光素子部３０Ｂと光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂとを光導波路部６０を介して接続する。このため、光導波路部６０を、実装装置により高精度に実装することができる。また、光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂの先端を軸方向と垂直な面で切断するので、容易に光ファイバ４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂを加工できる。

なお、上記実施の形態及び各変形例における記述は、本発明に係る光モジュール及び光モジュールの製造方法の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態及び各実施の形態の構成、及び下記の構成のうち、少なくとも２つを組み合わせることとしてもよい。

また、上記実施の形態及び各変形例では、基板部１０，１０Ａ，１０Ｂを、３層の基板層部により構成したが、これに限定されるものではない。基板部を、２層又は４層以上の複数の層の基板層部により構成することとしてもよい。また、基板部を、１層により構成することとしてもよい。この構成では、例えば、１層の基板部の上面に、Ｖ溝及び凹部が形成されておらず、ＩＣ部との接続用の配線及び電極が形成されている。そして、１層の基板部上に、Ｖ溝及びＩＣ本体部を有するＩＣ部と、光素子部と、光ファイバとが実装され、基板部上の電極とＩＣ本体部とが接続されている構成である。

また、上記第１の変形例では、４ｃｈの光モジュールを説明したが、これに限定されるものではない。複数の光ファイバを用いた複数ｃｈの光モジュールとしてもよい。さらに、各ｃｈに対応するＩＣ部及び光素子部は、送信用のＩＣ部及び光素子部（ドライバＩＣ及びＬＤ）と、受信用のＩＣ部及び光素子部（アンプＩＣ及びＰＤ）と、のいずれか一方から選択されて構成される。

また、上記実施の形態及び各変形例では、基板部１０，１０Ａ，１０ＢへのＩＣ部２０，２０Ａ，２０Ｂの実装をフリップチップ実装により行う構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ＩＣ部の上面にＶ溝部が形成され、ＩＣ部の下面にＩＣ本体部が形成され、スルーホールを介してＩＣ本体部と、ＩＣ部の上面の電極とが接続され、ＩＣ部の上面の電極が、基板部上の電極（配線）とワイヤーボンディングにより接続される構成としてもよい。また、ＩＣ部の上面にＶ溝部及びＩＣ本体部が形成され、このＩＣ本体部と、基板部上の電極（配線）と、がワイヤーボンディングにより接続される構成としてもよい。また、ＩＣ部の側面にＶ溝部が形成され、このＶ溝部に光ファイバが実装される構成としてもよい。また、光ファイバを折り曲げ、この折り曲げ部分よりも先端側を、基板部、ＩＣ部のＶ溝部に取り付ける構成としてもよい。

その他、上記実施の形態及び各変形例における光モジュールの細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，２ 光モジュール
１０，１０Ａ，１０Ｂ 基板部
１１，１１Ａ，１１Ｂ 基板本体部
１２，１２Ａ，１２Ｂ Ｖ溝部
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１４，１４Ａ，１４Ｂ 凹部
１３１ 電極
１１１，１１２，１１３ 基板層部
２０，２０Ａ，２０Ｂ ＩＣ部
２１，２１Ａ，２１Ｂ ＩＣ基板部
２２，２２Ａ，２２Ｂ Ｖ溝部
２３，２３Ａ，２３Ｂ ＩＣ本体部
２３１ バンプ
２０ａ ドライバＩＣ
２０ｂ アンプＩＣ
３０，３０Ａ，３０Ｂ 光素子部
３０ａ ＶＣＳＥＬ
３０ｂ ＰＤ
４０，４０１Ａ，４０２Ａ，４０３Ａ，４０４Ａ，４０１Ｂ，４０２Ｂ，４０３Ｂ，４０４Ｂ，Ｆ 光ファイバ
４１，４１Ａ，４１Ｂ ファイバ部
４２，４２Ａ，４２Ｂ 被覆部
５１ ケース部
５１１ リリースボタン
５２ 端子部
６０ 光導波路部
３ コネクタ
ｗ ワイヤー

Claims (20)

1. 基板部と、
   前記基板部上に実装された発光素子又は受光素子である光素子部と、
   前記基板部上に実装され、前記光素子部に電気的に接続されている回路部と、
   前記光素子部に接続された光ファイバと、を備え、
   前記回路部は、
   回路基板部と、
   前記回路基板部に設けられ、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第１の溝部と、
   前記回路基板部に設けられ、前記光素子部に送信する電気信号、又は前記光素子部から受信する電気信号を処理する回路本体部と、を有する光モジュール。
2. 前記第１の溝部は、前記回路基板部の上面に設けられている請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記回路本体部は、前記回路基板部の下面に設けられ、
   前記回路部は、前記基板部の上面に実装されている請求項１又は２に記載の光モジュール。
4. 前記回路本体部の電極は、当該回路本体部の電極に対応する位置の前記基板部の上面の電極に接続されている請求項３に記載の光モジュール。
5. 前記基板部は、
   前記回路部が実装される第１の凹部と、
   前記光素子部が実装される第２の凹部と、を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の光モジュール。
6. 前記基板部は、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第２の溝部を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュール。
7. 前記光素子部と前記光ファイバとは、直接接続されている請求項１から６のいずれか一項に記載の光モジュール。
8. 前記光素子部と前記光ファイバとの接続を介する光導波路部を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の光モジュール。
9. 前記基板部、前記光素子部、前記回路部、及び前記光ファイバの先端を収納するケース部と、
   前記回路本体部の端子である端子部と、を備える請求項１から８のいずれか一項に記載の光モジュール。
10. 前記光ファイバは、複数の光ファイバである請求項１から９のいずれか一項に記載の光モジュール。
11. 基板部を作製する基板部作製工程と、
    発光素子又は受光素子である光素子部に電気的に接続される回路部を作成する回路部作製工程と、
    前記基板部に、前記回路部を実装する回路部実装工程と、
    前記基板部に前記光素子部を実装する光素子部実装工程と、
    前記基板部、前記回路部及び前記光素子部に、前記光素子部に接続される光ファイバを実装する光ファイバ実装工程と、を含み、
    前記回路部作製工程において、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第１の溝部と、前記光素子部に送信又は受信する電気信号を処理する回路本体部と、を回路基板部に形成して前記回路部を作製する光モジュールの製造方法。
12. 前記回路部作製工程において、前記第１の溝部を前記回路基板部の上面に形成する請求項１１に記載の光モジュールの製造方法。
13. 前記回路部作製工程において、前記回路本体部を前記回路基板部の下面に形成し、
    前記回路部実装工程において、前記回路部を前記基板部の上面に実装する請求項１１又は１２に記載の光モジュールの製造方法。
14. 前記回路部実装工程において、前記基板部への前記回路部のフリップチップ実装により、前記回路本体部の電極と、当該回路本体部の電極に対応する位置の前記基板部の上面の電極とを接続する請求項１３に記載の光モジュールの製造方法。
15. 前記基板部作製工程において、前記回路部が実装される第１の凹部と、前記光素子部が実装される第２の凹部と、を前記基板部に形成する請求項１１から１４のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
16. 前記基板部作製工程において、前記光ファイバを前記光素子部の光軸位置に案内して保持する第２の溝部を前記基板部に形成する請求項１１から１５のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
17. 前記光ファイバ実装工程において、前記光素子部と前記光ファイバとを、直接接続させる請求項１１から１６のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
18. 前記光ファイバ実装工程において、前記光素子部と前記光ファイバとを、光導波路部を介して接続させる請求項１１から１６のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
19. 前記基板部、前記光素子部、前記回路部、及び前記光ファイバの先端を収納するケース部と、前記回路本体部の端子である端子部と、を実装する工程を含む請求項１１から１８のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
20. 前記光ファイバは、複数の光ファイバである請求項１１から１９のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。

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