JP2018017922A - 光モジュール及び光モジュールの製造方法 - Google Patents

光モジュール及び光モジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光導波路に発光素子及び受光素子等が実装されている光導波路モジュールにおいて、使用している間に光導波路に対し発光素子及び受光素子等の位置ずれが生じない光導波路モジュールを提供する。
【解決手段】光導波路と、レンズを有するレンズシートと、一方の面に発光素子、あるいは受光素子の少なくとも一方が実装された基板と、前記光導波路と前記レンズシートとを貼り合わせる第1の接着膜と、前記レンズシートと前記基板とを貼り合わせる第2の接着膜と、前記第1の接着膜あるいは前記第2の接着膜の少なくとも一方に設けられ、接着剤が供給される接着剤導入領域と、を有することを特徴とする光モジュールを提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図7

Description

本発明は、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。
光通信の通信インタフェース規格としてQSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)があり、QSFP光モジュールが用いられている。QSFP光モジュールは、発光素子や受光素子が光導波路に実装された光導波路モジュールを有している。光導波路モジュールは、発光素子からの光が光導波路に入射するように、また、光導波路からの光が受光素子に入射するように、発光素子及び受光素子と光導波路とを位置合わせして、粘着シートにより貼り合わせることにより作製される。
特開2009−69360号公報 特開2014−102399号公報
QSFP光モジュールに接続されているケーブルが引っ張られることにより、発光素子や受光素子の位置が光導波路に対してずれてしまう場合がある。発光素子及び受光素子の位置が光導波路に対してずれると光損失が大きくなり、光導波路を伝播する光が受光素子に入射しなくなったり、また、発光素子より出射された光が光導波路に入射しなくなるため、光導波路モジュールの機能が低下する。
光導波路に発光素子や受光素子が実装されている光導波路モジュールにおいて、光導波路に対し発光素子及び受光素子の位置ずれが生じないものが求められている。
本実施の形態の一観点によれば、光導波路と、レンズを有するレンズシートと、一方の面に発光素子、あるいは受光素子の少なくとも一方が実装された基板と、前記光導波路と前記レンズシートとを貼り合わせる第1の接着膜と、前記レンズシートと前記基板とを貼り合わせる第2の接着膜と、前記第1の接着膜あるいは前記第2の接着膜の少なくとも一方に設けられ、接着剤が供給される接着剤導入領域と、を有することを特徴とする。
開示の光導波路モジュールによれば、使用している間に光導波路に対し発光素子及び受光素子等の位置ずれが生じることを防ぐことができる。
光導波路モジュールの断面図 光導波路モジュールの分解斜視図 光導波路モジュールによる位置ずれの説明図(1) 光導波路モジュールによる位置ずれの説明図(2) 光導波路モジュールによる位置ずれの説明図(3) 第1の実施の形態による光導波路モジュールの斜視図 第1の実施の形態による光導波路モジュールの分解斜視図 第1の実施の形態による光導波路モジュールの断面図 第1の実施の形態による光導波路モジュールの説明図 第1の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(1) 第1の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(2) 第1の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(3) 第2の実施の形態による光導波路モジュールの斜視図 第2の実施の形態による光導波路モジュールの分解斜視図 第2の実施の形態による光導波路モジュールの断面図 第2の実施の形態による光導波路モジュールの説明図 第3の実施の形態による光導波路モジュールの斜視図 第3の実施の形態による光導波路モジュールの分解斜視図 第3の実施の形態による光導波路モジュールの断面図 第3の実施の形態による光導波路モジュールの説明図 第3の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(1) 第3の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(2) 第3の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(3) 第4の実施の形態による光導波路モジュールの斜視図 第4の実施の形態による光導波路モジュールの分解斜視図 第4の実施の形態による光導波路モジュールの断面図 第4の実施の形態による光導波路モジュールの説明図 第4の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(1) 第4の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(2) 第4の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(3) 第5の実施の形態による光導波路モジュールの斜視図 第5の実施の形態による光導波路モジュールの分解斜視図 第5の実施の形態による光導波路モジュールの断面図 第5の実施の形態による光導波路モジュールの説明図 第5の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(1) 第5の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(2) 第5の実施の形態による光導波路モジュールの製造方法の工程図(3)
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
光導波路モジュールにおける発光素子及び受光素子の光導波路に対する位置ずれを説明する。
図1は光導波路モジュールの断面図であり、図2は光導波路モジュールの分解斜視図である。図1及び図2に示す光導波路モジュールは、シート状の光導波路20の上に、レンズシート30、フレキシブル基板(以下「基板」)40が積層されている。
光導波路20では、コア21aがクラッド21bにより挟まれ覆われている。光導波路20の一方の端部(図1図示右端側)には不図示のレンズ付きフェルールが接続される。レンズシート30の面30aには複数のレンズ31が形成され、光導波路20とレンズシート30とは粘着シート80により貼り合わせられている。光導波路20の他端には、面20b側より光導波路20の一部をV字状に除去することによりミラー22が形成されている。
基板40には配線が形成され、その一方の面40aには発光素子50、受光素子60、ドライバ71、TIA(Transimpedance Amplifier)72が実装されている。発光素子50は複数の発光部を有する、例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)である。受光素子60は複数の受光部を有する、例えばフォトダイオードである。ドライバ71は発光素子50を駆動するためのIC(Integrated Circuit)である。TIA72は、受光素子60が検出した光により生じた電流を電圧に変換するICである。
基板40には、発光素子50が出射する光及び受光素子60に入射する光の光路に貫通穴41が設けられており、面40bがレンズシート30の面30aと粘着シート90により貼り合わせられる。粘着シート90にも、光路となる部分に貫通穴91が設けられている。基板40に実装されている発光素子50、受光素子60、ドライバ71、TIA72は、バンプ42を介して基板40に実装される。粘着シート80及び90は例えば透明な両面テープである。本実施の形態では、光導波路20の厚さは約105μmであり、レンズシート30の厚さは約75μm、基板40の厚さは65μmであり、発光素子50及び受光素子60の厚さは約200μmであり、粘着シート80及び90の厚さは約25μmであるものとする。
光導波路モジュールでは、発光素子50の発光部及び受光素子60の受光部、基板40の貫通穴41、レンズシート30のレンズ31、光導波路20に形成されたミラー22が位置合わせされた状態で貼り合わせられる。発光素子50が出射した光は貫通穴41を通り、レンズ31を介してミラー22で反射してコア21a内を伝播する。また、コア21a内を伝播した光がミラー22により反射され、レンズ31を介して貫通穴41を通り受光素子60に入射する。
光導波路モジュールでは、QSFP光モジュール内の基板に設けられたFPC(Flexible printed circuits)コネクタに基板40が接続され固定される。しかし、光導波路20の端部は固定されておらず、光導波路20のたわみ等により光導波路20に力が加わった場合には、レンズシート30や基板40が十分に固定されていないと、粘着シート80により貼り付けられているレンズシート30が光導波路20の面に対して動き、粘着シート90により貼り付けられている基板40がレンズシート30の面に対して動いてしまい、各部の位置ずれが生じてしまう。
図3は、光導波路モジュールの各部が正しい位置関係にある状態を示す図であり、図3(a)は上面図を、図3(b)はミラー22、レンズ31、発光素子50、受光素子60の部分を示す図である。図3の状態では、ミラー22、レンズ31、発光素子50、受光素子60の各々の中心が一致している。
図4は、光導波路20がFPCコネクタ45側に押された状態の光導波路モジュールを示している。光導波路20が光導波路モジュール内に撓ませて組み込まれている場合、光導波路20に生じる復元力により破線矢印Aに示す方向に光導波路20に力が加わる。この際、光導波路20、レンズシート30、基板40相互が十分に固定されていないと、各部の位置ずれが生じる。例えば、光導波路20がレンズシート30に対して矢印A方向に動いた場合、図4(b)に示すようにミラー22がレンズ31に対して矢印A方向にずれてしまう。同様に、レンズシート30が基板40に対して矢印A方向に動いた場合、図4(b)に示されるようにレンズ31が発光部51や受光部61に対して矢印A方向にずれてしまう。この場合、光導波路モジュールに光損失が生じ、光導波路モジュールとして機能が低下あるいは機能しなくなる場合がある。
図5は、光導波路20が基板40などに対して回転した状態を示す。図5(a)に示されるように、破線矢印Bに示す方向に光導波路20に力が加わると、光導波路20とレンズシート30との固定が十分でないと、光導波路20がレンズシート30に対して回転し、その結果図5(b)に示すようにミラー22がレンズ31に対して位置ずれを起こす。同様に、レンズシート30と基板40との固定が十分ではないと、レンズ31が発光部51、受光部61に対して矢印B方向に回転する。このため、この場合も光導波路モジュールに光損失が生じる可能性が出る。
上記のように、ミラー22、レンズ31、発光部51、受光部61の各部の位置がずれてしまうのは、粘着シート80及び90の粘着力、即ち、光導波路20とレンズシート30、レンズシート30と基板40を固定する力が弱いためである。
光導波路20とレンズシート30、レンズシート30と基板40とを強く固定することができれば、このような問題は解消される。各部を強く固定するためには、例えば接着剤を用いることができる。接着剤が十分に硬化すれば、接着剤の固定力は粘着シートの固定力よりも高くなる。
しかし、接着剤は塗布量を制御することが困難であり、また接着剤の粘度も変化する可能性がある。そのため、接着剤の厚みを制御することが難しく、光導波路20とレンズシート30との厚み方向の間隔や、レンズシート30と基板40との厚み方向の間隔が、所望の間隔からずれてしまう場合がある。このため、ミラー22、レンズ31、発光部51/受光部61相互の間隔がずれてしまい、光損失が生じる可能性がある。
更には、接着剤が硬化した際、光導波路モジュールを構成する各部(特に樹脂)の収縮の違いを吸収できない可能性があるため、結果として光導波路モジュールの信頼性を十分に確保できない可能性も出てくる。
一方で、適切な厚みの粘着シートを用いれば、レンズシート30−基板40間、レンズシート30−光導波路20間の間隔を、問題とならない精度で確保できる。また、部材間の収縮度合いの差も、粘着シートであれば吸収可能である。
〔第1の実施の形態〕
(光導波路モジュール)
次に、第1の実施の形態による光導波路モジュールについて、図6〜図9に基づき説明する。
図6は本実施の形態による光導波路モジュールの光導波路120側から見た斜視図であり、図7は分解斜視図である。図8(a)は図6の一点鎖線6A−6Bで切断した断面図であり、図8(b)は図6の一点鎖線6C−6Dで切断した断面図である。図9は接着剤が供給されていない状態の図8に対応した断面であり、図9(a)は接着剤が供給されていない状態における図6の一点鎖線6A−6Bで切断した断面図であり、図9(b)は図6の一点鎖線6C−6Dで切断した断面図である。本実施の形態による光導波路モジュールは、粘着シートと接着剤との双方を用いて、フレキシブル基板とレンズシート、及びレンズシートと光導波路とを貼り合わせて固定したものである。
上記の通り、光導波路モジュールを製造する上では、光導波路モジュールを構成する各要素を、各部の位置関係が動かないように固定することが必要となる。その一方で、各部の厚み方向の間隔を所望のものとするために、接着層の厚みが制御できる必要がある。そのため、本実施の形態では、固定力の高い接着剤と、厚みの制御がしやすいシート状の粘着剤との双方を用いて、光導波路モジュールの各部を貼りあわせる構成としている。
本実施の形態による光導波路モジュールは、図6〜図9に示されるように、シート状の光導波路120の上に、レンズシート130、フレキシブル基板(基板)140を積層することにより形成されている。本実施の形態による光導波路120は、中央部分に設けられたコア121aがクラッド121bにより挟まれ周囲が覆われている構造のものであり、光導波路120の一端には不図示のレンズ付きフェルールが接続される。レンズシート130の面130aには複数のレンズ131が一列に形成されており、光導波路120の面120aとレンズシート130の面130bとは粘着シート180により貼り合わせられている。尚、光導波路120の他端近傍には、面120bより光導波路120の一部をV字状に除去することによりミラー122が形成されている。
本実施の形態による粘着シート180は2分割されており、光導波路120のミラー122、及びレンズシート130のレンズ131に対応する位置、つまり光路となる領域に、図7および図9に示すように接着剤導入領域となる溝181が設けられている。溝181に入れられた接着剤201により、図8に示されるように、光導波路120とレンズシート130との、特にミラーとレンズ131とが形成された部が接着され固定される。溝181の幅は、供給された接着剤が毛細管現象によって広がることができ、且つレンズ131の径よりも大きくなるように設定される。
レンズシート130は粘着シート180よりも幅広に形成されており、粘着シート180により光導波路120と張り合わされた状態で溝181の上となる位置に、181に接着剤201を供給するための貫通穴132が設けられている。
基板140には不図示の配線が形成されており、面140aには、発光素子150、受光素子160、ドライバ171、TIA172が実装されている。発光素子150は複数の発光部を有しており、例えばVCSELである。受光素子160は複数の受光部を有しており、例えばフォトダイオードである。ドライバ171は、発光素子150を駆動するためのICである。TIA172は、受光素子160の受光部において検出された光により生じた電流を電圧に変換するICである。
基板140の、発光素子150の発光部より出射された光、及び、受光素子160の受光部に入射する光の光路となる部分には、各々貫通穴141が一列に設けられており、レンズシート130の面130aと基板140の面140bとは粘着シート190により貼り合わせられている。基板140の面140aに実装されている発光素子150、受光素子160、ドライバ171、TIA172は、金などの材料により形成されたバンプを介して基板140に形成されている配線と接続されている。
粘着シート190の、レンズ131が形成されている領域、及び、発光素子150の発光部及び受光素子160の受光部が形成されている領域には、開口191が設けられている。レンズ131の周囲は粘着シート190により囲まれているため、レンズ131に接着剤がかかることを防止可能である。粘着シート190の大きさは、レンズシート130や基板140よりも小さく、言い換えるとレンズシート130は粘着シート190よりも幅広に形成されている。そのため、粘着シート190の縁とレンズシート130の縁との間に、図11に示すように隙間が形成される。そのため、粘着シート190によりレンズシート130と基板140とが張り合わされた後、この隙間に沿って、レンズシート130の外側のレンズシート130と基板140との間に接着剤202を供給することにより、レンズシート130と基板140とが接着剤202により接着され固定される。
尚、粘着シート180及び190は、例えば両面に接着層を有する透明両面テープである。以下、粘着シート180を第1の接着膜と記載し、粘着シート190を第2の接着膜と記載する場合がある。また、本実施の形態においては接着剤201及び202として、紫外線(UV:ultraviolet)硬化樹脂を用いた場合について説明するが、熱硬化樹脂などの他の種類の接着剤を用いてもよい。なお、接着剤201及び202は、光に対して透明な樹脂材料である。
光導波路モジュールは、発光素子150の発光部及び受光素子160の受光部、基板140の貫通穴141、レンズシート130のレンズ131、光導波路120に形成されたミラー122が位置合わせされた状態で、粘着シート180及び190により張り合わせられ、更に、接着剤201及び202により固定される。具体的には、図8に示されるように、発光素子150の発光部/受光素子160の受光部、貫通穴、レンズ131、ミラー122の位置合わせがなされた状態で基板140、レンズシート130、光導波路120が粘着シート180及び190により貼り合わせられた後、接着剤201及び202により固定される。
光導波路モジュールでは、QSFP光モジュール内の基板に設けられたFPCコネクタに基板140が接続される。そのため、光導波路120のたわみ等の影響により、光導波路120に力が加わることがある。しかし、本実施の形態による光導波路モジュールでは、レンズシート130と光導波路120とは接着剤201により固定されており、基板140とレンズシート130とは接着剤202により固定されている。従って、レンズシート130が光導波路120に対して、また、基板140がレンズシート130に対して動き、位置ずれが生じることはない。
また、光導波路120とレンズシート130の間には粘着シート180が、レンズシート130と基板140との間には粘着シート190が、それぞれ設けられている。このため、粘着シート180、190によってレンズシート130とミラー122、レンズシート130と発光素子150/受光素子160とを所定の間隔に保つことができる。
このように、接着剤と粘着シートとを併用することによって、各部を確実に固定しつつ、各部の位置関係を適切に維持することが可能となる。
(光導波路モジュールの製造方法)
次に、本実施の形態による光導波路モジュールの製造方法について、図10〜図12に基づき説明する。
図10(a)に示すように、光導波路120の面120aに、粘着シート180の一方の面を貼り付ける。この際、光導波路120に設けられたミラー122の位置と粘着シート180の溝181の位置とが一致するように位置合わせする。レンズ131の径が100μmである場合、溝181は例えば幅が約100μmあるいはこれ以上である。
次に、図10(b)に示すように、粘着シート180の他方の面にレンズシート130の面130bを貼り付ける。この際、光導波路120に設けられたミラー122の位置とレンズシート130のレンズ131の位置とが一致するように位置合わせする。これにより、溝181の位置とレンズ131の位置とが一致し、溝181の端の部分の上にはレンズシート130の貫通穴132が位置する。
次に、図10(c)に示すように、破線矢印Cに示すように、レンズシート130の面130a側より、貫通穴132に接着剤として紫外線硬化樹脂を供給する。貫通穴132より供給された接着剤は溝181内を毛細管現象により広がり、溝181内を埋める。この後、破線矢印Dに示すように、面130a側より紫外線を照射する。レンズシート130は紫外線を透過するため、溝181を埋めている接着剤を硬化させることができる。このように硬化させた接着剤201により、光導波路120とレンズシート130が接着されて固定される。
次に、図11(a)に示すように、レンズ131の位置と粘着シート190に形成された開口191の位置とが一致するように位置合わせした後、レンズシート130の面130aに粘着シート190を貼り付ける。粘着シート190が貼り付けられた状態のレンズシート130を図11(b)に示す。図11(b)の状態では、レンズシート130の両側部がむき出しになっている。
次に、図11(c)に示すように、粘着シート190の他方の面に基板140の面140bを貼り付ける。この際、基板140の貫通穴141とレンズ131との位置とが一致するように位置合わせする。図11(c)は、図11(b)における粘着シート190が貼り付けられている状態のものを裏返して基板140に貼り付ける様子を示している。この状態では、レンズシート130の両側部と基板140との間に隙間が形成される。
次に、図12に示すように、破線矢印Eに示すように、レンズシート130と基板140との隙間から、面130aと面140bとの間に接着剤として紫外線硬化樹脂を供給し、レンズシート130と基板140との間に接着剤を広がらせた後、破線矢印Fに示すように面130b側より紫外線を照射する。レンズシート130を透過した紫外線によりレンズシート130と基板140との間の接着剤が硬化し、レンズシート130と基板140とが接着される。
以上のように、本実施の形態による光導波路モジュールでは、粘着シート180により光導波路120とレンズシート130とを貼り合わせた後、粘着シート180の溝181に接着剤201を供給して接着する。
光導波路120とレンズシート130との間隔は粘着シート180の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。同様に、粘着シート190によりレンズシート130と基板140とを貼り合わせた後、レンズシート130と基板140との間に接着剤202を供給して接着するため、レンズシート130と基板140との間隔は、粘着シート190の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。従って、接着剤を用いて接着しても、光損失が生じることはない。
また、本実施の形態では、光導波路120とレンズシート130との間を接着剤を用いて接着しているため、粘着シートを用いた場合と比較してより強く固定されており、光導波路120に力が加わっても、レンズシート130が光導波路120に対して、また、基板140がレンズシート130に対して動くことはない。よって、信頼性の高い光導波路モジュールを得ることができる。
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態による光導波路モジュールについて、図13〜図16に基づき説明する。本実施の形態による光導波路モジュールは、レンズシート230の側面に切り欠け部232を設けた構造のものである。
図13は本実施の形態による光導波路モジュールの斜視図であり、図14は分解斜視図である。図15(a)は図13の一点鎖線13A−13Bで切断した断面図であり、図15(b)は図13の一点鎖線13C−13Dで切断した断面図である。図16は接着剤が供給されていない状態の光導波路モジュールの断面を示すものであり、図16(a)は図13の一点鎖線13A−13Bで切断した断面図であり、図16(b)は図13の一点鎖線13C−13Dで切断した断面図である。
図13〜図16に示す光導波路モジュールは、光導波路120の上にレンズシート230、基板140が積層される。光導波路120とレンズシート230とは粘着シート180により貼り合わせられている。本実施の形態での粘着シート180は2分割されており、溝181が形成されるように粘着シート180が配置される。光導波路120とレンズシート230とは、溝181に供給された接着剤により接着され固定される。
レンズシート230の側面の両側には、レンズシート230と光導波路120とを粘着シート180により貼りあわせた後に溝181に接着剤201を供給するための切り欠け部232が設けられている。二つの切り欠け部232は、直線状に配列するレンズ131の両端に、レンズ131を挟む位置に形成されている。
レンズシート230と基板140とは、粘着シート190により貼り合わせられている。粘着シート190には、レンズシート230のレンズ131、及び、発光素子150の発光部及び受光素子160の受光部に対応する領域に、レンズ131を囲むように形成された開口191が設けられている。
粘着シート190は、レンズシート230や基板140よりも小さく形成されている。特に、粘着シート190の幅(開口191の延長方向)をレンズシート230の幅よりも狭くすることにより、レンズシート230と基板140とを貼りあわせた際に、図16(b)に示すようにレンズシート230の縁と基板140との間に空間が確保される。粘着シート190によりレンズシート230と基板140とが張り合わされた後、レンズシート230の外側よりレンズシート230と基板140との間に確保された空間に接着剤202を供給することにより、毛細管現象によりこの空間内に接着剤が満たされ、レンズシート230と基板140とを接着剤202により接着し固定することができる。
本実施の形態による光導波路モジュールは、光導波路120とレンズシート230とを粘着シート180で貼りあわせる。その後、2つの切り欠け部232から接着剤を溝181内に供給し、接着剤を硬化する。これにより、光導波路120とレンズシート230との、特にミラーとレンズが形成される位置が接着剤により固定されるため、レンズシート230が光導波路120に対して動くことを防止できる。
一方、基板140とレンズシート230とを粘着シート190により貼りあわせ、その後レンズシート230と基板140との間の空間に接着剤を供給してレンズシート230と基板140とを固定する。このため、レンズシート230の基板に対する移動を防止することができる。
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。
〔第3の実施の形態〕
(光導波路モジュール)
次に、第3の実施の形態による光導波路モジュールについて、図17〜図20に基づき説明する。
図17は本実施の形態による光導波路モジュールの光導波路120側から見た斜視図であり、図18は分解斜視図である。図19(a)は図17の一点鎖線17A−17Bで切断した断面図であり、図19(b)は図17の一点鎖線17C−17Dで切断した断面図である。また、図20は接着剤201及び202が供給されていない状態の光導波路モジュールの断面を示すものであり、図20(a)は図17の一点鎖線17A−17Bで切断した断面図であり、図20(b)は図17の一点鎖線17C−17Dで切断した断面図である。
本実施の形態による光導波路モジュールは、図17〜図20に示されるように、シート状の光導波路120の上に、レンズシート330、基板140を積層することにより形成されている。
本実施の形態による光導波路モジュールにおいては、レンズシート330には、一方の面330aに複数のレンズ131が形成されており、光導波路120とレンズシート330とは粘着シート380により貼り合わせられている。粘着シート380には、光導波路120のミラー122、及び、レンズシート330のレンズ131に対応する位置に接着剤導入領域となる溝381が、その一端に粘着シート380の外縁に向かう開口部を有する略T字状に設けられている。この溝381に入れられる接着剤201により、光導波路120とレンズシート330とが接着され固定されている。また、レンズシート330には、溝381に接着剤201を供給するための切り欠け部332が設けられている。
レンズと光導波路との厚みを制御するためには、少なくともレンズの周囲に粘着シートが配置されていればよい。そのため、本実施の形態による粘着シート380はレンズシートおよび光導波路よりも小さく形成されている。また、粘着シート380を小さく形成することで、光導波路120とレンズシート330とを接着剤201により接着する際に、溝381のみならず、粘着シート380の周囲における光導波路120とレンズシート330との隙間にも接着剤を入り込ませることができる。これにより、光導波路120とレンズシート330との接着強度を高めることができる。
基板140において、発光素子150の発光部より出射された光、及び、受光素子160の受光部に入射する光の光路となる部分には、各々貫通穴141が設けられており、レンズシート330と基板140とは粘着シート390により貼り合わせられている。
粘着シート390には、レンズシート330のレンズ131に対応する領域に開口部391が設けられている。また、粘着シート380と同様、粘着シート390もレンズ131の周囲を囲む程度の大きさがあれば、レンズシート330と基板140との厚み方向の間隔を制御できるため、レンズシート330や基板140よりも小さく形成されている。粘着シート390によりレンズシート330と基板140とが張り合わされた後、レンズシート330の外側より接着剤202を供給することにより、粘着シート390の周囲のレンズシート330と基板140との隙間に接着剤202が入り込む。粘着シート390の周囲のレンズシート330と基板140との間に入り込んだ接着剤202を硬化させることにより、レンズシート330と基板140とが接着され固定される。
尚、粘着シート380及び390は、透明両面テープ等である。本願においては、粘着シート380を第1の接着膜と記載し、粘着シート390を第2の接着膜と記載する場合がある。
本実施の形態による光導波路モジュールは、発光素子150の発光部及び受光素子160の受光部、貫通穴141、レンズ131、ミラー122の位置合わせがなされた状態で粘着シート380及び390により張り合わせされ、更に、接着剤201及び202により固定されている。
本実施の形態による光導波路モジュールでは、レンズシート330と光導波路120とは接着剤201により固定されており、特にレンズ131が形成されている部分は溝381に供給される接着剤により固定される。また、基板140とレンズシート330とは接着剤202により固定されている。従って、レンズシート330が光導波路120に対して動き位置ずれが生じること、また、基板140がレンズシート330に対して動き位置ずれが生じることはない。
(光導波路モジュールの製造方法)
次に、本実施の形態による光導波路モジュールの製造方法について、図21〜図22に基づき説明する。
最初に、図21(a)に示すように、光導波路120の一方の面120aに粘着シート380を貼り付ける。この際、光導波路120に設けられたミラー122の位置と溝381の位置とが一致するように位置合わせをして貼り付ける。粘着シート380に形成された溝381は、レンズ径が100μmの場合には、例えば、幅が約100μmあるいはそれ以上である。
次に、図21(b)に示すように、粘着シート380の他方の面にレンズシート330を貼り付ける。この際、ミラー122の位置とレンズ131の位置とが一致するように位置合わせをして貼り付ける。これにより、粘着シート380に形成された溝381の位置とレンズ131の位置とが一致する。
次に、図21(c)に示すように、破線矢印Gに示される側より、レンズシート330の切り欠け部332よりレンズシート330と光導波路120との隙間に紫外線硬化樹脂からなる接着剤を供給する。切り欠け部332より供給された接着剤は、粘着シート380の周囲に広がるとともに、溝381内を毛細管現象により広がり、溝381内を埋める。この後、破線矢印Hに示されるように紫外線を照射し溝381内及び粘着シート380の周囲の接着剤を硬化させる。このように硬化させた接着剤により、光導波路120とレンズシート330が接着されて固定される。
次に、図22(a)に示すように、レンズ131の位置と粘着シート390に形成された開口部391の位置とが一致するように位置合わせをした後、レンズシート330面330aに粘着シート390を貼り付ける。このように、粘着シート390が貼り付けられている状態のものを図22(b)に示す。
次に、図22(c)に示すように、粘着シート390の他方の面に基板140を貼り付ける。この際、基板140の貫通穴141とレンズ131との位置とが一致するように位置合わせする。図22(c)は、図22(b)における粘着シート390が貼り付けられている状態のものを裏返して基板140に貼り付ける様子を示している。
次に、図23に示すように、破線矢印Iに示される側から、切り欠け部332に熱硬化樹脂からなる接着剤202を供給し、レンズシート330と基板140との間に接着剤を広がらせた後、熱を加えて接着剤を硬化させる。このように硬化させた接着剤により、レンズシート330と基板140とが接着されて固定される。
以上のように、本実施の形態による光導波路モジュールでは、粘着シート380により光導波路120とレンズシート330とを貼り合わせた後、溝381に供給した接着剤201により光導波路120とレンズシート330とを固定ため、光導波路120とレンズシート330との間隔は、粘着シート380の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。また、粘着シート390によりレンズシート330と基板140とを貼り合わせた後、レンズシート330の外側よりレンズシート330と基板140との間に接着剤202を供給し接着するため、レンズシート330と基板140との間隔は粘着シート390の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。従って、接着剤を用いて接着しても、光損失が生じることはない。
また、光導波路120とレンズシート330とを接着剤を用いて接着し、さらにレンズシート330と基板140とも接着剤を用いて接着しているため、光導波路120に力が加わっても、レンズシート330が光導波路120に対して動き位置ずれが生じること、また、基板140がレンズシート330に対して動き位置ずれが生じることはない。
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。
〔第4の実施の形態〕
(光導波路モジュール)
次に、第4の実施の形態による光導波路モジュールについて、図24〜図27に基づき説明する。
図24は本実施の形態による光導波路モジュールの斜視図であり、図25は分解斜視図である。図26(a)は図24の一点鎖線24A−24Bで切断したな断面図であり、図26(b)は図24の一点鎖線24C−24Dで切断した断面図である。図27(a)は接着剤が供給されていない状態で図24の一点鎖線24A−24Bで切断した断面図であり、図27(b)は図24の一点鎖線24C−24Dで切断した断面図である。
本実施の形態による光導波路モジュールは、図24〜図27に示されるように、シート状の光導波路120の上に、レンズシート330、基板140を積層することにより形成されている。
本実施の形態による光導波路モジュールにおいては、レンズシート330には、一方の面330aに複数のレンズ131が形成されており、光導波路120とレンズシート330とは粘着シート480により貼り合わせられている。本実施の形態においては、粘着シート480には、光導波路120のミラー122、及び、レンズシート330のレンズ131が形成されている領域に、接着剤導入領域となる溝481が、その一端が粘着シート480の外縁に向かう開口部を有する略T字状に設けられている。溝481に入れられる接着剤201により、光導波路120とレンズシート330とが固定される。また、レンズシート330には、溝481に接着剤201を供給するための切り欠け部332が設けられている。
基板140の、発光素子150の発光部より出射された光、及び、受光素子160の受光部に入射する光の光路となる部分には、各々貫通穴141が設けられており、レンズシート330と基板140とは粘着シート490により貼り合わせられている。尚、本実施の形態においては、粘着シート480、490は、レンズシート330と略同じ大きさで形成されている。
粘着シート490の、レンズシート330のレンズ131に対応する領域に、開口部491が設けられており、更には、接着剤が入り込む接着剤導入領域となる溝492が、その一端が粘着シート490の外縁に向かう開口部を有し他端が開口部491を略コ字状に囲うように設けられている。
本実施の形態においては、粘着シート490によりレンズシート330と基板140とが張り合わされた後、レンズシート330に設けられた切り欠け部332からレンズシート330と基板140との間に接着剤202を供給することにより、接着剤202が溝492内を毛細管現象により広がり溝492内に入り込む。この後、接着剤202を硬化させることにより、レンズシート330と基板140とが接着され固定される。尚、粘着シート480及び490は、透明両面テープ等である。
本実施の形態による光導波路モジュールは基板140、レンズシート330、光導波路120が粘着シート480及び490により張り合わせされており、更に、接着剤201及び202により固定されている。
本実施の形態による光導波路モジュールでは、レンズシート330と光導波路120とは接着剤201により接着され固定されており、基板140とレンズシート330とは接着剤202により接着され固定されている。従って、レンズシート330が光導波路120に対して動き位置ずれが生じること、また、基板140がレンズシート330に対して動き位置ずれが生じることはない。
(光導波路モジュールの製造方法)
次に、本実施の形態による光導波路モジュールの製造方法について、図28〜図30に基づき説明する。
最初に、図28(a)に示すように、光導波路120に粘着シート480を貼り付ける。この際、光導波路120に設けられたミラー122の位置と粘着シート480に形成された溝481の位置とが一致するように位置合わせする。粘着シート480に形成された溝481は、例えば、幅が約100μmの溝である。
次に、図28(b)に示すように、粘着シート480にレンズシート330を貼り付ける。この際、ミラー122の位置とレンズシート330におけるレンズ131の位置とが一致するように位置合わせする。これにより、粘着シート480に形成された溝481の位置とレンズ131の位置とが一致する。また、溝481の端の部分の上には、レンズシート330の切り欠け部332が位置する。
次に、図28(c)に示すように、破線矢印Jに示される側より、切り欠け部332に紫外線硬化樹脂からなる接着剤を供給する。切り欠け部332より供給された接着剤は、溝481内を毛細管現象により広がり溝481内を埋める。この後、破線矢印Kに示されるように紫外線を照射し、溝481内を埋めている接着剤を硬化させる。このように硬化させた接着剤201により、光導波路120とレンズシート330が接着されて固定される。
次に、図29(a)に示すように、レンズ131の位置と粘着シート490に形成された開口部491の位置とが一致するように位置合わせをした後、レンズシート330に粘着シート490を貼り付ける。このように、粘着シート490が貼り付けられている状態のものを図29(b)に示す。
次に、図29(c)に示すように、粘着シート490に基板140を貼り付ける。この際、基板140の貫通穴141とレンズ131との位置とが一致するように位置合わせする。図29(c)は、図29(b)における粘着シート490が貼り付けられている状態のものを裏返して基板140に貼り付ける様子を示している。
次に、図30に示すように、破線矢印Lに示される側から、切り欠け部332に熱硬化樹脂からなる接着剤を供給する。切り欠け部332より供給された接着剤は、溝492内を毛細管現象により広がり溝492内を埋める。この後、熱を加えることにより、溝492内を埋めている接着剤を硬化させる。このように硬化させた接着剤202により、レンズシート330と基板140とが接着されて固定される。
以上のように、本実施の形態による光導波路モジュールでは、粘着シート480により光導波路120とレンズシート330とを貼り合わせた後、溝481に供給された接着剤201により接着するため、光導波路120とレンズシート330との間隔は粘着シート480の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。また、粘着シート490によりレンズシート330と基板140とを貼り合わせた後、粘着シート490に設けられた溝492に接着剤202を供給し接着するため、レンズシート330と基板140との間隔は、粘着シート490の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。従って、接着剤を用いて接着しても、光損失が生じることはない。
また、光導波路120とレンズシート330とを接着剤を用いて接着し、さらにレンズシート330と基板140とも接着剤を用いて接着しているため、光導波路120等に力が加わっても、レンズシート330が光導波路120に対して動き位置ずれが生じること、また、基板140がレンズシート330に対して動き位置ずれが生じることはない。
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。
〔第5の実施の形態〕
(光導波路モジュール)
次に、第5の実施の形態による光導波路モジュールについて、図31〜図34に基づき説明する。
図31は本実施の形態による光導波路モジュールの斜視図であり、図32は分解斜視図である。図33(a)は図31の一点鎖線31A−31Bで切断した断面図であり、図33(b)は図31の一点鎖線31C−31Dで切断した断面図である。図34は接着剤が供給されていない状態の光導波路モジュールの断面を示すものであり、図34(a)は図31の一点鎖線31A−31Bで切断した断面図であり、図34(b)は図31の一点鎖線31C−31Dで切断した断面図である。
本実施の形態による光導波路モジュールは、図31〜図34に示されるように、シート状の光導波路120の上に、レンズシート330、基板140が積層される。
光導波路120とレンズシート330とは粘着シート580により貼り合わせられている。粘着シート580には、光導波路120のミラー122及びレンズシート330のレンズ131に対応する位置に、開口している接着剤導入領域581が設けられており、レンズシート330には、接着剤導入領域581に接着剤201を供給するための切り欠け部332が設けられている。光導波路120とレンズシート330とはさらに、接着剤導入領域581に供給された接着剤により接着されている。粘着シート580には、光導波路120とレンズシート330とを接着剤201により接着した際に、接着剤導入領域581から接着剤201が流れ出ないようにするための枠部582が設けられている。
レンズシート330と基板140とは粘着シート590により貼り合わせられている。尚、本実施の形態においては、粘着シート580、590は例えば透明な両面テープであり、レンズシート330と略同じ大きさで形成されている。
粘着シート590には、レンズシート330のレンズ131に対応する位置に、レンズ131を囲むように形成された開口591が設けられ、更に、開口している接着剤が入り込む接着剤導入領域592が設けられている。また、粘着シート590には、レンズシート330と基板140とを接着した際に接着剤導入領域592から接着剤202が流れ出ないようにするための枠部593が設けられている。
本実施の形態では、粘着シート590によりレンズシート330と基板140とを張り合わせた後、切り欠け部332より接着剤導入領域581に接着剤202を供給する。接着剤は接着剤導入領域592内を毛細管現象により広がり、接着剤導入領域592内に入り込む。この後、接着剤導入領域592内の接着剤202を硬化させることにより、レンズシート330と基板140とが接着される。
本実施の形態による光導波路モジュールでは、レンズシート330と光導波路120とは接着剤201により接着され固定されているため、レンズシート330が光導波路120に対して動き位置ずれが生じることがない。同様に、基板140とレンズシート330とは接着剤202により接着され固定されているため、基板140がレンズシート330に対して動き位置ずれが生じることはない。
一方、レンズシート330と光導波路120とは粘着シート580により貼り付けられているため、レンズシート330と光導波路120との厚み方向の間隔をより容易に制御することができる。同様に、レンズシート330と基板140とは粘着シート590により貼り付けられているため、レンズシート330と基板140との厚み方向の間隔を制御可能となる。
(光導波路モジュールの製造方法)
次に、本実施の形態による光導波路モジュールの製造方法について、図35〜図37に基づき説明する。
最初に、図35(a)に示すように、光導波路120に粘着シート580を貼り付ける。この際、ミラー122の位置と粘着シート580に形成された接着剤導入領域581の位置とが一致するように位置合わせされる。
次に、図35(b)に示すように、粘着シート580にレンズシート330を貼り付ける。この際、ミラー122の位置とレンズ131の位置とが一致するように位置合わせされる。これにより、接着剤導入領域581の位置とレンズ131の位置とが一致し、接着剤導入領域581の上にはレンズシート330の切り欠け部332が位置する。
次に、図35(c)に示すように、破線矢印Mに示すレンズシート330の切り欠け部332に紫外線硬化樹脂を供給する。切り欠け部332より供給された接着剤は接着剤導入領域581内を毛細管現象により広がり、接着剤導入領域581内を埋める。この後、破線矢印Nに示すように、レンズシート330の面330a側より紫外線を照射し、接着剤導入領域581内の接着剤を硬化させ、光導波路120とレンズシート330が接着される。
次に、図36(a)に示すように、レンズ131の位置と開口591の位置とが一致するように位置合わせをした後、レンズシート330に粘着シート590を貼り付ける。図36(b)は粘着シート590が貼り付けられた状態を示す。
次に、図36(c)に示すように、粘着シート590の他方の面に基板140を貼り付ける。この際、貫通穴141とレンズ131との位置とが一致するように位置合わせする。
次に、図37に示すように、破線矢印Pに示されるように、レンズシート330と基板140とにはさまれる粘着シート590の側面から、切り欠け部332に熱硬化樹脂からなる接着剤を供給する。切り欠け部332より供給された接着剤は接着剤導入領域592内を毛細管現象により広がり、接着剤導入領域592内を埋める。この後、熱を加えることにより接着剤導入領域592内の接着剤を硬化させ、レンズシート330と基板140とが接着される。
以上のように、本実施の形態による光導波路モジュールでは、粘着シート580により光導波路120とレンズシート330とを貼り合わせた後、接着剤導入領域581に接着剤201を供給し光導波路120とレンズシート330とを接着するため、光導波路120とレンズシート330との間隔は粘着シート580の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。また、粘着シート590によりレンズシート330と基板140とを貼り合わせた後、接着剤導入領域592に接着剤202を供給しレンズシート330と基板140とを接着するため、レンズシート330と基板140との間隔は粘着シート590の厚さに保たれており、間隔が変動することはない。従って、接着剤を用いて接着しても、光損失が生じることはない。
また、光導波路120とレンズシート330とを接着剤を用いて接着し、さらに光導波路120とレンズシート330とにはさまれた粘着シート580の枠部582で囲われた接着剤導入領域581、及びレンズシート330と基板140とにはさまれた粘着シート590の枠部593で囲われた接着剤導入領域592も接着剤を用いて接着しているため、光導波路120に力が加わっても、レンズシート330が光導波路120に対して、また、基板140がレンズシート330に対して動き位置ずれが生じることはない。
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
120 光導波路
122 ミラー
130 レンズシート
131 レンズ
132、141 貫通穴
140 フレキシブル基板
150 発光素子
160 受光素子
180、190 粘着シート
181 溝
191 開口
201、202 接着剤

Claims (8)

  1. 光導波路と、
    レンズを有するレンズシートと、
    一方の面に発光素子、あるいは受光素子の少なくとも一方が実装された基板と、
    前記光導波路と前記レンズシートとを貼り合わせる第1の接着膜と、
    前記レンズシートと前記基板とを貼り合わせる第2の接着膜と、
    前記第1の接着膜あるいは前記第2の接着膜の少なくとも一方に設けられ、接着剤が供給される接着剤導入領域と、を有することを特徴とする光モジュール。
  2. 前記接着剤導入領域は、前記第1の接着膜に設けられる第1の接着剤導入領域を含み、
    前記光導波路と前記レンズシートとは前記第1の接着剤導入領域に供給される接着剤により接着されることを特徴とする、請求項1に記載の光モジュール。
  3. 前記接着剤導入領域は、前記第2の接着膜に設けられた第2の接着剤導入領域を含み、
    前記レンズシートと前記基板とは、前記第2の接着剤導入領域に供給される接着剤により接着されることを特徴とする、請求項1または2に記載の光モジュール。
  4. 前記光導波路はミラーを有し、
    前記接着剤導入領域は、前記ミラーと前記レンズとの間に設けられることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光モジュール。
  5. 前記レンズシートは、接着剤を供給するための貫通穴または切り欠け部を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光モジュール。
  6. 光導波路に第1の接着膜を貼り付ける工程と、
    前記第1の接着膜にレンズシートを貼り付ける工程と、
    前記レンズシートに第2の接着膜を貼り付ける工程と、
    前記第2の接着膜に基板を貼り付ける工程と、
    前記第1の接着膜の、前記レンズシートと前記光導波路との間の位置に接着剤を供給し、前記光導波路と前記レンズシートとを接着する工程と、
    を有することを特徴とする光モジュールの製造方法。
  7. 前記第2の接着膜の周囲に接着剤を供給し、前記レンズシートと前記基板とを接着する工程を更に有することを特徴とする請求項6に記載の光モジュールの製造方法。
  8. 前記第2の接着膜の、前記レンズシートと前記基板との間に接着剤を供給し、前記レンズシートと前記基板とを接着する工程を更に有することを特徴とする請求項6または7に記載の光モジュールの製造方法。
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