JP2014102399A - 光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フレキシブル基板103とレンズシート120とを接着する接着シート125は、光導波路Kに対応する箇所をくり抜いた開口部125aを形成している。開口部125aを形成することにより、レンズシート120上の接着シート125が設けられていない空隙部125bが存在する。レンズシート120には、一体的に形成された、レンズ部120aと凸部120bとが設けられている。凸部120bは、空隙部125bに対応する位置で、且つ、フレキシブル基板103に当接する位置に設けられる。これにより、フレキシブル基板103をレンズシート120の側から支え、ヒートシンクの加圧によるフレキシブル基板103の空隙部125bに対応する箇所の撓みを抑える。
【選択図】図3
Description
図1は、実施の形態にかかる光モジュールの構成の一例を示す上面図である。また、図2は、実施の形態にかかる光モジュールの側面図である。図1および図2に示すように、光モジュール100は、プリント基板101と、フレキシブル回路基板(FPC:Flexible Printed Circuits)103と、光導波路130と、ヒートシンク140と、を備えている。以下において、フレキシブル回路基板を、フレキシブル基板という。
つぎに、図4〜図12を用いて、実施の形態にかかる光モジュールの製造工程の一例について説明する。図4は、フリップチップボンダを用いた光モジュールの製造工程の一例を示す工程図である。図4に示すように、光モジュールの製造工程においては、たとえばフリップチップボンダによって以下の各工程が行われる。
図5は、レンズおよび凸部の製造工程の一例を示す説明図である。図5に示すように、レンズ部120aおよび凸部120bの製造にあたっては、金型500を用いる。金型500は、所定領域内に、円弧状のレンズ部120aおよび円弧状の凸部120bをかたどるものである。レンズ部120aと凸部120bとの距離は、たとえば100[μm]以下としている。なお、詳細については、図6を用いて後述するが、金型500により、8つのレンズ部120aと、4つの凸部120bとを同時に形成することができる。
つぎに、図6を用いて、図5の製造工程により形成されるレンズおよび凸部の一例について説明する。図6は、レンズおよび凸部の一例を示す説明図である。図6に示すように、レンズシート120上の所定領域120fには、4つ連なる2組のレンズ部120a(計8つ)と、各組のレンズ部120aの周辺に設けられる一対の凸部120b(計4つ)とが形成されている。
図7は、接着シートの開口部の製造工程の一例を示す説明図である。図7に示すように、接着シート125には、開口部125aが形成されている。開口部125aは、ピナクル刃などの刃物を用いて接着シート125を打ち抜くといった裁断によって形成される。打ち抜き部分の最小サイズは、0.5〜1.0[mm]程度と大きめのものとなっている。開口部125aは、レンズシート120上のレンズ部120aと凸部120bとが設けられる所定領域120f(図6参照)に対応する位置に形成される。
図8は、レンズシートと接着シートとを張り合わせる工程の一例を示す説明図である。図8に示す工程は、図4のステップS401に示した工程である。図8に示す工程では、図5に示した工程において形成されたレンズシート120と、図7に示した工程において形成された接着シート125とを張り合わせる。
図9は、フレキシブル基板を張り合わせる工程の一例を示す説明図である。図9に示す工程は、図4のステップS402に示した工程である。図9に示す工程では、図8に示したレンズシート120および接着シート125を張り合わせた形成体と、フレキシブル基板103とを、フリップチップボンダでアライメントして張り合わせる。フレキシブル基板103上には、受光素子111、発光素子112、TIA113、駆動IC114が、フリップチップ実装されている。
図10は、光導波路を取り付ける工程の一例を示す説明図である。図10に示す工程は、図4のステップS403に示した工程である。図10の(1)、(2)に示すように、光導波路130を、図9に示したレンズシート120、接着シート125およびフレキシブル基板103を張り合わせた形成体にフリップチップボンダで取り付ける。
図11は、ヒートシンクを取り付ける工程の一例を示す説明図である。図11に示す工程は、図4のステップS404に示した工程である。図11に示す工程では、図11の(1)に示すように、電気コネクタ102に電気配線103eを接続する。そして、図11の(2)に示すように、接続したフレキシブル基板103の上方から、放熱シート141を介して、受光素子111および発光素子112を冷却するためのヒートシンク140がフレキシブル基板103に取り付けられる。たとえば、ヒートシンク140は、不図示の金具やネジ等によりフレキシブル基板103に取り付けられる。
図12は、製造された光モジュールの一例を示す説明図である。図12に示すように、光モジュール100においては、ヒートシンク140が載置され、不図示の金具やネジ等により、フレキシブル基板103を加圧した状態が保持される。光モジュール100は、たとえばサーバボード上に配置され、電気信号を光信号に変換、または、光信号を電気信号に変換するデバイスとして用いられる。
図13は、実施の形態の変形例1を示す説明図である。図13において、上述した実施の形態で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例1は、凸部120bの形状が上述した実施の形態と異なる。図13の(1)、(2)に示すように、レンズシート120上には、面状の凸部120bが形成されている。凸部120bは、平坦部分120cよりも厚みを有し、平坦部分120cよりも突出した面によって形成されている。
図14は、実施の形態の変形例2を示す説明図である。図14において、上述した実施の形態および変形例1で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例2は、レンズ部120aが変形例1と異なる。
図15は、実施の形態の変形例3を示す説明図である。図15において、上述した実施の形態および変形例1,2で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例3は、レンズ部120aの基準面120dの高さが変形例2と異なる。
図16は、実施の形態の変形例4を示す説明図である。図16において、上述した実施の形態で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例4は、凸部120bがコア層103bに当接する点が実施の形態とは異なる。
図17は、実施の形態の変形例5を示す説明図である。図17において、上述した実施の形態で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例5は、凸部120bのフレキシブル基板103に当接する箇所の形状が実施の形態とは異なる。
図18は、実施の形態の変形例6を示す説明図である。図18において、上述した実施の形態で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例6は、凸部120bの配置箇所および数が実施の形態と異なる。なお、レンズ部120aと凸部120bとは、ともに透明であるものの、説明の便宜上、図18においては、凸部120bを黒色の丸で示している。
図19は、実施の形態の変形例7を示す説明図である。図19において、上述した実施の形態および変形例6で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例7は、レンズ部120aおよび凸部120bの配置箇所が変形例6と異なる。
図20は、実施の形態の変形例8を示す説明図である。図20において、上述した実施の形態で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例8は、フレキシブル基板103のコア層103bの形状が上述した実施の形態と異なる。コア層103bは、透明部材であり、光路Kに対応する位置をくり抜かれたものではない。コア層103bは、光路Kの信号光を透過させる。
図21は、実施の形態の変形例9を示す説明図である。図21において、上述した実施の形態で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例9は、発光素子112および駆動IC114を設けていない点で上述した実施の形態と異なる。
図22は、実施の形態の変形例10を示す説明図である。図22において、上述した実施の形態で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。変形例10は、受光素子111およびTIA113を設けていない点で上述した実施の形態と異なる。
図23は、フレキシブル基板の撓みの一例を示す説明図である。図23に示すように、グラフ2300は、縦軸はフレキシブル基板103の撓み量[μm]を表し、横軸はフレキシブル基板103を下方から支える支点間の距離[mm]を表している。
図24は、レンズシートに凸部を設けない構成の一例を参考として示す説明図である。図24に示すように、仮に凸部120bを設けない場合、ヒートシンク140の受光素子111への加圧によってフレキシブル基板103が撓んでしまう。また、図中、光路Kを基準にして接着シート125が設けられていない左右の空隙部125bの長さL1,L2が、L1≠L2となる場合がある。この場合、フレキシブル基板103が撓むことにより、受光素子111が傾いたり、受光素子111のレンズに対する水平方向に変位したりすると、図中Z方向にのみ変位する場合に比べて、光結合の損失が顕著になる。
前記フレキシブル回路基板の前記受光素子または前記発光素子が実装されていない側に設けられ、前記入射光または前記出射光を透過させるレンズ部と、前記フレキシブル回路基板に当接する凸部と、を所定領域内に有し、一体的に形成されたレンズ部材と、
前記フレキシブル回路基板と前記レンズ部材との間の前記所定領域を除く領域に設けられ、前記フレキシブル回路基板と前記レンズ部材とを張り合わせる接着部材と、
前記受光素子または前記発光素子に対して前記フレキシブル回路基板の側へ加圧した状態で設けられ、前記受光素子または前記発光素子を冷却する冷却部材と、
を備えることを特徴とする光モジュール。
受光素子または発光素子がフェイスダウン実装されるフレキシブル回路基板の前記受光素子または前記発光素子が実装されていない側の面に、前記凸部を前記フレキシブル回路基板に当接可能にするとともに前記受光素子への入射光または前記発光素子からの出射光を前記レンズ部が通過可能な位置関係で、前記接着部材を接着させる工程と、
前記受光素子または前記発光素子を冷却する冷却部材を、前記フレキシブル回路基板の側へ加圧した状態で前記受光素子または前記発光素子に設ける工程と、
を含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。
101 プリント基板
103 フレキシブル基板
103c 接地電極
111 受光素子
112 発光素子
113 TIA
114 駆動IC
120 レンズシート
120a レンズ部
120b 凸部
120e 滑り止め部
120f 所定範囲
125 接着シート
125a 開口部
125b 空隙部
130 光導波路
140 ヒートシンク
141 放熱シート
Claims (9)
- 受光素子または発光素子がフェイスダウン実装され、前記受光素子への入射光または前記発光素子からの出射光を通過させる部分を有するフレキシブル回路基板と、
前記フレキシブル回路基板の前記受光素子または前記発光素子が実装されていない側に設けられ、前記入射光または前記出射光を透過させるレンズ部と、前記フレキシブル回路基板に当接する凸部と、を所定領域内に有し、一体的に形成されたレンズ部材と、
前記フレキシブル回路基板と前記レンズ部材との間の前記所定領域を除く領域に設けられ、前記フレキシブル回路基板と前記レンズ部材とを張り合わせる接着部材と、
前記受光素子または前記発光素子に対して前記フレキシブル回路基板の側へ加圧した状態で設けられ、前記受光素子または前記発光素子を冷却する冷却部材と、
を備えることを特徴とする光モジュール。 - 前記レンズ部材は、前記所定領域内に前記フレキシブル回路基板に当接する複数の凸部を有することを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
- 前記複数の凸部は、前記レンズ部を囲む位置に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
- 前記接着部材は、接着シートのうちの前記所定領域に対応する箇所が切除されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光モジュール。
- 前記レンズ部材は、前記レンズ部および前記凸部を含むように型形成されたものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の光モジュール。
- 前記凸部は、円弧状に形成されたものであることを特徴とする請求項5に記載の光モジュール。
- 前記凸部は、前記フレキシブル回路基板に当接する面に凹凸を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の光モジュール。
- 前記フレキシブル回路基板は、透明基板を用いた回路基板であり、前記入射光または前記出射光を透過させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の光モジュール。
- レンズ部と凸部とを所定領域内に有するように一体的に形成されたレンズ部材に対して、接着シートのうちの前記所定領域に対応する箇所が切除された接着部材を接着させる工程と、
受光素子または発光素子がフェイスダウン実装されるフレキシブル回路基板の前記受光素子または前記発光素子が実装されていない側の面に、前記凸部を前記フレキシブル回路基板に当接可能にするとともに前記受光素子への入射光または前記発光素子からの出射光を前記レンズ部が通過可能な位置関係で、前記接着部材を接着させる工程と、
前記受光素子または前記発光素子を冷却する冷却部材を、前記フレキシブル回路基板の側へ加圧した状態で前記受光素子または前記発光素子に設ける工程と、
を含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。
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