JP2012074453A - 光素子搭載基板 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の基板側端子と光素子の素子側基板とが確実に電気的に接続されている光素子搭載基板を提供すること。
【解決手段】光素子搭載基板１は、基板本体８と、基板本体８の上面に設けられ、第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄと第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄとを有する電気回路７とで構成された回路基板６と、回路基板６に搭載され、光を発光する光素子５であって、板片状をなし、その面に第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄと電気的に接続される第１の素子側端子５２ａ〜５２ｄと、第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄと電気的に接続される第２の素子側端子５３ａ〜５３ｄとを有する光素子５とを備えている。そして、回路基板６には、光素子５が搭載される際に第１の素子側端子５２ａ〜５２ｄと第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄとの間と、第２の素子側端子５３ａ〜５３ｄと第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄとの間の距離を規制する規制部９Ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光素子搭載基板に関する。

近年注目されている光通信の分野における光部品として、光分岐結合器（光カプラ）、光合分波器等が挙げられ、これらに用いる光素子搭載基板（光導波路型素子）が有望視されている。この光素子搭載基板としては、従来の石英系光導波路の他、製造（パターニング）が容易で汎用性に富むポリマー系光導波路があり、近年では後者の開発が盛んに行われている。

このような光素子搭載基板は、電気回路（配線パターン）を有する回路基板（実装基板）と、回路基板に搭載され、電気回路と電気的に接続される光素子（発光素子）と、回路基板に搭載され、光素子からの光が入射し、当該光が通過する光路となる光ファイバとを備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の光素子搭載基板では、回路基板に光素子を搭載する際に、当該光素子が回路基板の面方向に対し傾いて搭載されることがあり、この場合、例えば光素子と電気回路との間に間隙が生じる、すなわち、光素子と電気回路とが電気的に接続されない接触不良が生じると言う問題があった。この他に、光素子からの光が所定の方向へ向かわなくなる、すなわち、光素子からの光が光ファイバに入射することができないという問題もあった。

特開２００５−１２３２６８号公報

本発明の目的は、回路基板の基板側端子と光素子の素子側基板とが確実に電気的に接続されており、光の発光方向または光の受光方向を所定方向に確実に確保することができる光素子搭載基板を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１） 板部材で構成された基板本体と、該基板本体の一方の面に設けられ、少なくとも１つの基板側端子を有する電気回路とで構成された回路基板と、
前記回路基板に搭載され、光を発光するかまたは光を受光する光素子であって、板片状をなし、その一方の面に前記基板側端子と電気的に接続される少なくとも１つの素子側端子を有する光素子とを備え、
前記回路基板には、前記光素子が搭載される際に前記素子側端子と前記基板側端子との間の距離を規制する規制部が設けられていることを特徴とする光素子搭載基板。

（２） 前記規制部は、前記距離を規制することにより、前記基板本体と前記光素子とを互いに平行となるように位置決めするものである上記（１）に記載の光素子搭載基板。

（３） 前記規制部は、前記基板本体と別体で構成され、該別体を前記基板本体に接合したものか、または、前記基板本体と一体的に形成されたものである上記（１）または（２）に記載の光素子搭載基板。

（４） 前記光素子は、前記回路基板に対し前記基板本体の一方の面側から搭載されるものであり、
前記規制部は、前記基板本体の一方の面から突出し、前記光素子と前記基板本体との間に位置するものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（５） 前記光素子は、前記回路基板に対し前記基板本体の他方の面側から搭載されるものであり、
前記基板本体は、その厚さ方向に貫通する開口部を有し、該開口部の周縁部に内側に向かって突出する突出部が形成され、
前記突出部は、前記光素子と前記基板側端子との間に位置して、前記規制部として機能する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（６） 前記光素子は、その全体形状が長尺状をなすものであり、
前記規制部は、前記光素子の長手方向の両端部をそれぞれ支持する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（７） 前記光素子は、その全体形状が長尺状をなすものであり、
前記規制部は、前記光素子の幅方向の両縁部をそれぞれ支持する（１）ないし（５）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（８） 前記規制部は、その平面視での形状が枠状をなすものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（９） 前記規制部の内側には、充填材が充填されている上記（８）に記載の光素子搭載基板。

（１０） 前記光素子は、その全体形状が長尺状をなすものであり、
前記素子側端子は、前記光素子の長手方向に沿って複数配置され、
前記基板側端子は、前記各素子側端子に対応して配置されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（１１） 前記素子側端子と前記基板側端子との電気的な接続は、半田を介してなされている上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（１２） 前記光素子は、その前記素子側端子が配置されている面側から光を発光するかまたは光を受光するよう構成されている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

（１３） 前記回路基板に対し前記光素子と反対側に配置され、前記光素子が発光した光または前記光素子が受光する光が通過する光路となる光導波路をさらに備える上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の光素子搭載基板。

本発明によれば、回路基板に光素子を搭載した際には、規制部により、光素子の素子側端子と回路基板の基板側端子との間の距離が一定となるように、光素子の姿勢が矯正される。

これに対し、光素子が回路基板に対し傾いて搭載された場合、例えば光素子と電気回路との間に過剰な間隙が形成されてしまい、その結果、光素子と電気回路とが電気的に接続されない接触不良が生じるという問題があった。また、この問題の他に、光素子が回路基板に対し傾いて搭載された場合には、光の発光方向または光の受光方向が所定方向とはならないという問題もあった。

しかしながら、本発明によれば、前述したように光素子の素子側端子と回路基板の基板側端子との間の距離が確実に一定となり、よって、光素子搭載基板は、素子側端子と基板側端子とが例えば半田を介して確実に電気的に接続されたものとなるとともに、発光方向または受光方向を所定方向に確実に確保することができるものにもなる。

本発明の光素子搭載基板の第１実施形態を示す分解部分横断面斜視図である。 図１中の矢印Ａ方向から見た図である。 図２中のＢ−Ｂ線断面図である。 図２中の矢印Ｃ方向から見た図である。 本発明の光素子搭載基板の第２実施形態を示す部分縦断面斜視図である。 本発明の光素子搭載基板の第３実施形態を示す平面図である。 本発明の光素子搭載基板の第４実施形態を示す部分縦断面図である。

以下、本発明の光素子搭載基板を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の光素子搭載基板の第１実施形態を示す分解部分横断面斜視図、図２は、図１中の矢印Ａ方向から見た図、図３は、図２中のＢ−Ｂ線断面図、図４は、図２中の矢印Ｃ方向から見た図である。なお、以下では、説明の都合上、図１、図３および図４中（図５、図７についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

図１〜図４に示す光素子搭載基板１は、回路基板６と、光素子５と、光導波路２とを備え、回路基板６に対しその上面側から光素子５が搭載され、下面側から光導波路２が固定されたものである。以下、各部の構成について説明する。

回路基板６に搭載されている光素子５は、光を発光する発光素子かまたは光を受光する受光素子であり、本実施形態では、一例として発光素子である場合について説明する。

図１に示すように、光素子５は、その全体形状が長尺な板片状をなすものであり、下面側に、発光部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄと、第１の素子側端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、第２の素子側端子５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄとが設けられている。

発光部５１ａ〜５１ｄは、光素子５の下面の幅方向の中央部にその長手方向に沿って等間隔に配置されている。

第１の素子側端子５２ａと第２の素子側端子５３ａとは、発光部５１ａを介して互いに光素子５の幅方向で反対側に配置され、第１の素子側端子５２ｂと第２の素子側端子５３ｂとは、発光部５１ｂを介して互いに光素子５の幅方向で反対側に配置され、第１の素子側端子５２ｃと第２の素子側端子５３ｃとは、発光部５１ｃを介して互いに光素子５の幅方向で反対側に配置され、第１の素子側端子５２ｄと第２の素子側端子５３ｄとは、発光部５１ｄを介して互いに光素子５の幅方向で反対側に配置されている。また、第１の素子側端子５２ａ〜５２ｄ、第２の素子側端子５３ａ〜５３ｄは、それぞれ、平面視での形状が光素子５の長手方向に沿った短冊状をなしている。

そして、光素子５は、回路基板６の電気回路７を介して電力が供給されて、第１の素子側端子５２ａと第２の素子側端子５３ａとの間に通電がなされると、発光部５１ａが発光し、第１の素子側端子５２ｂと第２の素子側端子５３ｂとの間に通電がなされると、発光部５１ｂが発光し、第１の素子側端子５２ｃと第２の素子側端子５３ｃとの間に通電がなされると、発光部５１ｃが発光し、第１の素子側端子５２ｄと第２の素子側端子５３ｄとの間に通電がなされると、発光部５１ｄが発光する。この発光部５１ａ〜５１ｄから発光された各光Ｌは、それぞれ、回路基板６を通過して、光導波路２に形成された反射面２１に向うこととなり、当該反射面２１で反射して光導波路２のコア部４１ａを通過することができる（図３参照）。この場合、回路基板６には、光Ｌが通過する光路となる部分に、その厚さ方向に貫通する貫通孔（スルーホール）が形成されていてもよい。

このような発光素子である光素子５としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する素子や、垂直共振器面発光レーザ（VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting LASER））素子を用いることができる。なお、光素子５が受光素子である場合には、光素子５としては、例えば、例えばフォトダイオードを有する素子を用いることができる。

光素子５の下側には、回路基板６を介して光導波路２が配置されている。光導波路２は、下側からクラッド層（第１のクラッド層（クラッド部））３ａ、コア層４、クラッド層（第２のクラッド層（クラッド部））３ｂをこの順に積層してなるものである。そして、光導波路２の長手方向の途中には、光素子５の発光部５１ａ〜５１ｄに対応する位置に、反射面２１が形成されている。

コア層４には、平面視で直線状をなすコア部（導波路チャンネル）４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、平面視で直線状をなす側面クラッド部（クラッド部）４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅとが形成され、これらが交互に配置されている。このように光導波路２は、複数のコア部を有するマルチチャンネルのものとなっている。

各コア部４１ａ〜４１ｄの構成は、ほぼ同じであるため、以下、コア部４１ａについて代表的に説明する。また、側面クラッド部４２ａ〜４２ｅの構成は、ほぼ同じであるため、以下、側面クラッド部４２ａについて代表的に説明する。

また、コア部４１ａおよび側面クラッド部４２ａは、それぞれ、その横断面形状が正方形または矩形（長方形）のような四角形をなしている。コア部４１ａ、側面クラッド部４２ａの幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。

光導波路２では、コア部４１ａに入射した光Ｌは、コア部４１ａとクラッド部（各側面クラッド部４２ａ、４２ｂ、クラッド層３ａ、３ｂ）との界面で反射を繰り返しながら、コア部４１ａ内をその長手方向に沿って進む。

コア部４１ａと側面クラッド部４２ａとは、互いに光の屈折率が異なり、その屈折率の差は、特に限定されないが、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。

なお、前記屈折率差とは、コア部４１ａの屈折率をＡ、側面クラッド部４２ａの屈折率をＢとしたとき、次式で表される。

屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
このコア部４１ａは、側面クラッド部４２ａに比べて屈折率が高い材料で構成され、また、クラッド層３ａ、３ｂに対しても屈折率が高い材料で構成されている。

コア部４１ａ、側面クラッド部４２ａおよびクラッド層３ａ、３ｂの各構成材料は、それぞれ上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、本実施形態では、コア部４１ａと側面クラッド部４２ａとは同一の材料で構成されており、コア部４１ａと側面クラッド部４２ａとの屈折率差は、それぞれ材料の化学構造の差異により発現している。

コア層４の構成材料には、コア部４１ａを伝搬する光に対して実質的に透明な材料であればいかなる材料をも用いることができるが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができる。

このうち、本実施形態のように化学構造の差異により屈折率差を発現させるためには、紫外線、電子線のような活性エネルギー線の照射により（あるいはさらに加熱することにより）屈折率が変化する材料であるのが好ましい。

このような材料としては、例えば、活性エネルギー線の照射や加熱により、少なくとも一部の結合が切断あるいは結合したり、少なくとも一部の官能基が脱離改変したり等して、化学構造が変化し得る材料が挙げられる。

具体的には、ポリシラン（例：ポリメチルフェニルシラン）、ポリシラザン（例：ペルヒドロポリシラザン）等のシラン系樹脂や、前述したような構造変化を伴う材料のベースとなる樹脂としては、分子の側鎖または末端に官能基を有する以下の（１）〜（６）のような樹脂が挙げられる。（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該共重合体を水素添加した樹脂等のノルボルネン系樹脂、その他、光硬化反応性モノマーを重合することにより得られるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂。

なお、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。

コア層４の両面には、それぞれ、クラッド層３ａ、３ｂが配置されている。クラッド層３ａ、３ｂは、それぞれ、コア層４の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものであり、コア層４に接している。このような構成により、各コア部４１ａ〜４１ｄは、それぞれ、その外周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。

クラッド層３ａ、３ｂの構成は、ほぼ同じであるため、以下、クラッド層３ａについて代表的に説明する。

クラッド層３ａの厚さは、コア層４の厚さの０．０５〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．１〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、1〜２００μｍ程度であるのが好ましく、２〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路２が不必要に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。なお、クラッド層３ａの厚さと、クラッド層３ｂの厚さとは、図示の構成では同じであるが、これに限定されず、異なっていてもよい。

また、クラッド層３ａの構成材料としては、例えば、前述したコア層４の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。

なお、本実施形態では、コア層４の構成材料と、クラッド層３ａの構成材料との間で、両者の間の屈折率差を考慮して適宜異なる材料を選択して使用することが可能である。したがって、コア層４とクラッド層３ａとの境界において光を確実に全反射させるため、十分な屈折率差が生じるように材料を選択すればよい。これにより、光導波路２の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、各コア部４１ａ〜４１ｄからクラッド層３ａ、３ｂに光が漏れ出るのを抑制することができる。その結果、各コア部４１ａ〜４１ｄを伝搬する光の減衰を抑制することができる。

また、光の減衰を抑制する観点からは、コア層４とクラッド層３ａとの間の密着性が高いことが好ましい。したがって、クラッド層３ａの構成材料は、コア層４の構成材料よりも屈折率が低く、かつコア層４の構成材料と密着性が高いという条件を満たすものであれば、いかなる材料であってもよい。

例えば、比較的低い屈折率を有するノルボルネン系ポリマーとしては、末端にエポキシ構造を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。かかるノルボルネン系ポリマーは、特に低い屈折率を有するとともに、密着性が良好である。

また、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、光導波路２に高いフレキシビリティ（可撓性）を付与することができる。

アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられるが、ヘキシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。

ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマー全体の屈折率が上昇するのを防止することができる。また、ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域（特に、８５０ｎｍ付近の波長領域）の光に対する透過率が優れることから好ましい。

なお、クラッド層３ａ、３ｂ、側面クラッド部４２ａ〜４２ｇの構成材料は、それぞれ、同一（同種）のものでも異なるものでもよいが、これらは、屈折率が近似しているものであるのが好ましい。

また、反射面２１は、光導波路２の上方（光素子５）から入射された各光Ｌがそれぞれコア部４１ａ〜４１ｄに向けて反射されるよう光路を直角に変換する光路変換を担う（図３参照）。

反射面２１は、コア層４と第１のクラッド層３ａと第２のクラッド層３ｂとをまたいで、光導波路２の長手方向に対し４５°傾斜して形成された部分である。これにより、反射面２１の形成面積をできる限り広く確保することができ、よって、各光Ｌを反射面２１に確実に当てて、反射させることができる。

なお、反射面２１は、光導波路２に例えばレーザ加工、研削加工等を施すことにより形成される。

また、反射面２１に必要に応じて反射膜を成膜してもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。

また、光導波路２は、クラッド層３ａの上側、クラッド層３ｂの下側、もしくはクラッド層３ａの上側およびクラッド層３ｂの下側に、さらに保護層を備えるものであってもよい。保護層の構成材料としては、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は無機フィラーを含んでいてもよい。保護層の厚さとしては、好ましくは５μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは８μｍ〜２５μｍである。

以上のような構成の光導波路２は、接着（接着剤や溶媒による接着）により回路基板６に固定される。この接着剤としては、特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、シアノアクリレート系、ポリウレタン系等の熱硬化型、紫外線硬化型、可視光硬化型、または電子線硬化型の接着剤を好適に用いることができる。これにより、光導波路２が回路基板６に対し確実に固定され、光素子搭載基板１の使用中に光導波路２が不本意に離脱するのが防止される。

回路基板６は、光導波路２よりも長さが短い板部材で構成された基板本体８と、基板本体８の上面に設けられた電気回路７とで構成されている。

基板本体８は、比較的剛性の高い剛性基板であってもよいし、可撓性を有する可撓性基板であってもよいが、剛性基板であるのが好ましい。基板本体８が剛性基板である場合には、耐屈曲性が高くなり、屈曲に伴う光素子５の基板本体８からの離脱等を防止することができる。

基板本体８のヤング率（引張弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で５〜５０ＧＰａ程度であるのが好ましく、１２〜３０ＧＰａ程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、基板本体８は、上述したような効果をより確実に発揮することができる。

このような基板本体８の構成材料としては、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたものが挙げられる。具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等が挙げられる。

また、基板本体８が上述したような材料で構成される場合、その厚さは、例えば、５〜３０００μｍであるのが好ましく、８〜１０００μｍであるのがより好ましい。

基板本体８の上面には、電気回路７が設けられている。電気回路７は、基板本体８の上面に積層され、導電性を有する金属材料（例えば銅）で構成された導体層を例えばエッチングにより所定のパターンをなすように形成されたものである。

図２に示すように、電気回路７は、一対の第１の基板側端子７１ａと、一対の第１の基板側端子７１ｂと、一対の第１の基板側端子７１ｃと、一対の第１の基板側端子７１ｄと、一対の第２の基板側端子７２ａと、一対の第２の基板側端子７２ｂと、一対の第２の基板側端子７２ｃと、一対の第２の基板側端子７２ｄとを有している。また、第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄ、第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄは、それぞれ、平面視での形状が図２中の上下方向（光導波路２の長手方向）に沿った短冊状をなしている。

そして、各第１の基板側端子７１ａは、光素子５の第１の素子側端子５２ａに対応して配置され、一括して第１の素子側端子５２ａと電気的に接続される。各第２の基板側端子７２ａは、光素子５の第２の素子側端子５３ａに対応して配置され、一括して第２の素子側端子５３ａと電気的に接続される。各第１の基板側端子７１ｂは、光素子５の第１の素子側端子５２ｂに対応して配置され、一括して第１の素子側端子５２ｂと電気的に接続される。各第２の基板側端子７２ｂは、光素子５の第２の素子側端子５３ｂに対応して配置され、一括して第２の素子側端子５３ｂと電気的に接続される。各第１の基板側端子７１ｃは、光素子５の第１の素子側端子５２ｃに対応して配置され、一括して第１の素子側端子５２ｃと電気的に接続される。各第２の基板側端子７２ｃは、光素子５の第２の素子側端子５３ｃに対応して配置され、一括して第２の素子側端子５３ｃと電気的に接続される。各第１の基板側端子７１ｄは、光素子５の第１の素子側端子５２ｄに対応して配置され、一括して第１の素子側端子５２ｄと電気的に接続される。各第２の基板側端子７２ｄは、光素子５の第２の素子側端子５３ｄに対応して配置され、一括して第２の素子側端子５３ｄと電気的に接続される。このような接続により、電気回路７から光素子５へ電力を供給することができる。

なお、第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄ、第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄは、それぞれ、一対ずつ設けられているが、これに限定されず、例えば、１つずつ設けられていてもよい。

また、図１、図３および図４に示すように、電気回路７（第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄ、第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄ）と光素子５（第１の素子側端子５２ａ〜５２ｄ、第２の素子側端子５３ａ〜５３ｄ）との電気的な接続は、半田７３を介してなされている。これにより、電気回路７と光素子５とが確実に電気的に接続されるとともに、電気回路７に対し光素子５が確実に固定され、よって、光素子５の不本意な離脱を防止することができる。なお、回路基板６に光素子５を搭載して組み立てる際に、図１に示す構成では、回路基板６の第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄ、第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄ上にそれぞれ予め半田７３（半田ボール）が設置されているが、これに限定されず、光素子５の第１の素子側端子５２ａ〜５２ｄ、第２の素子側端子５３ａ〜５３ｄにそれぞれ予め半田７３が設置されていてもよい。

さて、図１〜図４に示すように、回路基板６の基板本体８には、その上面の電気回路７と異なる位置、すなわち、干渉しない位置に規制部９Ａが設けられている。規制部９Ａは、光素子５が回路基板６に搭載される際に、光素子５と回路基板６との間の距離、特に、第１の素子側端子５２ａと各第１の基板側端子７１ａとの間、第２の素子側端子５３ａと各第２の基板側端子７２ａとの間、第１の素子側端子５２ｂと各第１の基板側端子７１ｂとの間、第２の素子側端子５３ｂと各第２の基板側端子７２ｂとの間、第１の素子側端子５２ｃと各第１の基板側端子７１ｃとの間、第２の素子側端子５３ｃと各第２の基板側端子７２ｃとの間、第１の素子側端子５２ｄと各第１の基板側端子７１ｄとの間、第２の素子側端子５３ｄと各第２の基板側端子７２ｄとの間の各距離（以下「離間距離」と言う）を規制するスペーサである。

図２に示すように、規制部９Ａは、基板本体８の幅方向（図中の左右方向）の両縁部に離間して配置され、基板本体８の上面から突出する一対の突部９１で構成されている。また、各突部９１は、それぞれ、高さｈが同一のブロック状をなし、その上面９１１が平坦な部分となっている（図４参照）。

そして、回路基板６に光素子５を搭載した際には、各突部９１は、基板本体８と光素子５との間に位置して、光素子５の長手方向の両端部をそれぞれ支持する。これにより、基板本体８と光素子５とを互いに平行となるように、光素子５の姿勢が矯正される、すなわち、光素子５が位置決めされ、よって、各離間距離が確実に同じ大きさ（一定）となる。

これに対し、光素子５が回路基板６に対し傾いて搭載された場合、例えば光素子５と電気回路７との間に過剰な間隙が形成されてしまい、その結果、光素子５と電気回路７とが電気的に接続されない接触不良が生じると言う問題があった。

しかしながら、光素子搭載基板１では、前述したように各離間距離が確実に同じ大きさとなり、よって、第１の素子側端子５２ａと各第１の基板側端子７１ａとの間、第２の素子側端子５３ａと各第２の基板側端子７２ａとの間、第１の素子側端子５２ｂと各第１の基板側端子７１ｂとの間、第２の素子側端子５３ｂと各第２の基板側端子７２ｂとの間、第１の素子側端子５２ｃと各第１の基板側端子７１ｃとの間、第２の素子側端子５３ｃと各第２の基板側端子７２ｃとの間、第１の素子側端子５２ｄと各第１の基板側端子７１ｄとの間、第２の素子側端子５３ｄと各第２の基板側端子７２ｄとの間が、それぞれ、半田７３を介して確実に電気的に接続される。また、光Ｌの発光方向を所定方向、すなわち、反射面２１に入射することができる方向に確実に確保することができる。

なお、規制部９Ａは、基板本体８と別体で構成され、別体を基板本体に接合したものであってもよいし、基板本体８と一体的に形成されたものであってもよい。

前者の場合には、例えば、高さｈが異なる複数の規制部９Ａを用意して、例えば搭載される光素子５の種類や形状（大きさ）に応じて、前記複数の規制部９Ａの中から１つの規制部９Ａを選択して用いることができる。また、構成材料として、基板本体８および規制部９Ａのそれぞれの成形に適した材料を用いることができる。

一方、後者の場合には、板状の母材に対し例えばエッチングや切削加工を施すことにより、基板本体８と規制部９Ａとを一括して容易に形成することができる。また、基板本体８と規制部９Ａとは同じ材料で構成されることとなるため、使用する構成材料の種類が少なくなり、よって、製造コストを抑制することができる。

なお、規制部９Ａの高さｈは、電気回路７の層厚にもよるが、例えば、その層厚に２〜３０μｍ加えた大きさであるのが好ましく、５〜１０μｍ加えた大きさであるのがより好ましい。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明の光素子搭載基板の第２実施形態を示す部分縦断面斜視図である。

以下、この図を参照して本発明の光素子搭載基板の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、規制部の配置が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図５に示すように、規制部９Ｂは、基板本体８の上面にその長手方向（図中の左右方向）に離間して配置され、当該上面から突出する一対の突部９２で構成されている。また、各突部９２は、それぞれ、基板本体８の幅方向（図中の奥行方向）に沿って延在した凸条で構成され、その上面９２１が平坦な部分となっている。また、各突部９２は、それぞれ、高さｈが同一となっている。

そして、回路基板６に光素子５を搭載した際には、各突部９２は、基板本体８と光素子５との間に位置して、光素子５の幅方向の両縁部をそれぞれ支持する。これにより、例えば光素子５が比較的全長が長く、その長手方向の中央部付近が撓み易い場合でも、当該撓みが生じるのを防止することができる。なお、光素子５に撓みが生じた場合には、基板本体８と光素子５との間に、離間距離が短い部分と長い部分とが形成されてしまう。

そして、基板本体８と光素子５とが互いに平行となるように、光素子５の姿勢を確実に矯正され、よって、各離間距離が確実に同じ大きさとなる。これにより、光素子搭載基板１は、第１の素子側端子５２ａと各第１の基板側端子７１ａとの間、第２の素子側端子５３ａと各第２の基板側端子７２ａとの間、第１の素子側端子５２ｂと各第１の基板側端子７１ｂとの間、第２の素子側端子５３ｂと各第２の基板側端子７２ｂとの間、第１の素子側端子５２ｃと各第１の基板側端子７１ｃとの間、第２の素子側端子５３ｃと各第２の基板側端子７２ｃとの間、第１の素子側端子５２ｄと各第１の基板側端子７１ｄとの間、第２の素子側端子５３ｄと各第２の基板側端子７２ｄとの間が、それぞれ、半田７３を介して確実に電気的に接続されたものとなる。また、光Ｌの発光方向を所定方向に確実に確保することができる。

＜第３実施形態＞
図６は、本発明の光素子搭載基板の第３実施形態を示す平面図である。

以下、この図を参照して本発明の光素子搭載基板の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、規制部の形状が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図６に示すように、規制部９Ｃは、その平面視での形状が、１の基板側端子７１ａ〜７１ｄ、第２の基板側端子７２ａ〜７２ｄを囲むような枠状をなすものとなっている。このような形状の規制部９Ｃにより、光素子５は、その全周にわたって支持され、よって、各離間距離がより確実に同じ大きさとなる。これにより、光素子搭載基板１は、回路基板６の電気回路７と光素子５とがより確実に電気的に接続されたものとなるとともに、光Ｌの発光方向が所定方向に確実に向かうように確保されたものとなる。

また、規制部９Ｃの内側には、充填材１１が充填されている。この充填材１１を介して光素子５と回路基板６との接合が補強され、よって、光素子５の導通がより確実に行なわれる。また、光素子５から出力される光Ｌが、充填材１１により、回路基板６と空気の界面の反射を抑制する効果がある。充填材１１を充填するには、回路基板６に光素子５を搭載する以前に、その充填を行なう。

充填材１１の主材料としては、基板本体８の構成材料に応じて適宜選択されるものの、例えば、各種アクリル系樹脂、各種ポリカーボネート系樹脂、各種エポキシ系樹脂、各種シリコーン系樹脂、各種ノルボルネン系樹脂等が挙げられる。なお、充填材１１は、光透過性（透明性）を有する。

＜第４実施形態＞
図７は、本発明の光素子搭載基板の第４実施形態を示す部分縦断面図である。

以下、この図を参照して本発明の光素子搭載基板の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、規制部の配置が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図７に示すように、基板本体８には、その厚さ方向に貫通する開口部８１が形成されている。開口部８１は、光素子５の発光部５１ａに臨むように、平面視で発光部５１ａを包含するように形成されている。そして、開口部８１の周縁部８１１には、その下側の部分に規制部９Ｄとして機能する突出部が形成されている。規制部９Ｄは、開口部８１の内側に向かって突出している。また、規制部９Ｄは、開口部８１の周縁部８１１の周方向全周にわたって形成されている。

電気回路７の第１の基板側端子７１ａ〜７１ｄ、第２の基板側端子７２ａ〜７２は、それぞれ、規制部９Ｄに片持支持されている。

また、本実施形態では、光導波路２は、回路基板６に対し電気回路７と同じ側に配置されている。

光素子５は、回路基板６に対し電気回路７と反対側から搭載される。その際、規制部９Ｄは、基板本体８と光素子５との間に位置して、光素子５をその全周にわたって支持する。これにより、各離間距離が確実に同じ大きさとなり、よって、回路基板６と光素子５とが半田７３を介して確実に電気的に接続される。

以上、本発明の光素子搭載基板を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、光素子搭載基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明の光素子搭載基板は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

例えば、第１の実施形態、第２実施形態および第４実施形態で、規制部によって形成された、光素子と基板本体との間隙に、第３実施形態のように充填材が充填されていてもよい。

また、光素子は、図示の構成では４つの発光部を有するものであるが、これに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つまたは５つ以上の発光部を有するものであってもよい。光素子が５つ以上の発光部を有するものである場合、その発光部の設置数は、例えば、１２個または２４個が好ましい。

また、光素子として市販品を使用する場合には、当該市販品の端子に対応して、回路基板の端子の位置を適宜設定することができる。

１ 光素子搭載基板
２ 光導波路
２１ 反射面
３ａ 第１のクラッド層（クラッド部）
３ｂ 第２のクラッド層（クラッド部）
４ コア層
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ コア部（導波路チャンネル）
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ 側面クラッド部（クラッド部）
５ 光素子
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 発光部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 第２の素子側端子
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ 第２の素子側端子
６ 回路基板
７ 電気回路
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ 第１の基板側端子
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ 第２の基板側端子
７３ 半田
８ 基板本体
８１ 開口部
８１１ 周縁部
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ 規制部
９１ 突部
９１１ 上面
９２ 突部
９２１ 上面
１１ 充填材
Ｌ 光
ｈ 高さ

Claims (13)

1. 板部材で構成された基板本体と、該基板本体の一方の面に設けられ、少なくとも１つの基板側端子を有する電気回路とで構成された回路基板と、
   前記回路基板に搭載され、光を発光するかまたは光を受光する光素子であって、板片状をなし、その一方の面に前記基板側端子と電気的に接続される少なくとも１つの素子側端子を有する光素子とを備え、
   前記回路基板には、前記光素子が搭載される際に前記素子側端子と前記基板側端子との間の距離を規制する規制部が設けられていることを特徴とする光素子搭載基板。
2. 前記規制部は、前記距離を規制することにより、前記基板本体と前記光素子とを互いに平行となるように位置決めするものである請求項１に記載の光素子搭載基板。
3. 前記規制部は、前記基板本体と別体で構成され、該別体を前記基板本体に接合したものか、または、前記基板本体と一体的に形成されたものである請求項１または２に記載の光素子搭載基板。
4. 前記光素子は、前記回路基板に対し前記基板本体の一方の面側から搭載されるものであり、
   前記規制部は、前記基板本体の一方の面から突出し、前記光素子と前記基板本体との間に位置するものである請求項１ないし３のいずれかに記載の光素子搭載基板。
5. 前記光素子は、前記回路基板に対し前記基板本体の他方の面側から搭載されるものであり、
   前記基板本体は、その厚さ方向に貫通する開口部を有し、該開口部の周縁部に内側に向かって突出する突出部が形成され、
   前記突出部は、前記光素子と前記基板側端子との間に位置して、前記規制部として機能する請求項１ないし３のいずれかに記載の光素子搭載基板。
6. 前記光素子は、その全体形状が長尺状をなすものであり、
   前記規制部は、前記光素子の長手方向の両端部をそれぞれ支持する請求項１ないし５のいずれかに記載の光素子搭載基板。
7. 前記光素子は、その全体形状が長尺状をなすものであり、
   前記規制部は、前記光素子の幅方向の両縁部をそれぞれ支持する請求項１ないし５のいずれかに記載の光素子搭載基板。
8. 前記規制部は、その平面視での形状が枠状をなすものである請求項１ないし７のいずれかに記載の光素子搭載基板。
9. 前記規制部の内側には、充填材が充填されている請求項８に記載の光素子搭載基板。
10. 前記光素子は、その全体形状が長尺状をなすものであり、
    前記素子側端子は、前記光素子の長手方向に沿って複数配置され、
    前記基板側端子は、前記各素子側端子に対応して配置されている請求項１ないし９のいずれかに記載の光素子搭載基板。
11. 前記素子側端子と前記基板側端子との電気的な接続は、半田を介してなされている請求項１ないし１０のいずれかに記載の光素子搭載基板。
12. 前記光素子は、その前記素子側端子が配置されている面側から光を発光するかまたは光を受光するよう構成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の光素子搭載基板。
13. 前記回路基板に対し前記光素子と反対側に配置され、前記光素子が発光した光または前記光素子が受光する光が通過する光路となる光導波路をさらに備える請求項１ないし１２のいずれかに記載の光素子搭載基板。

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