JP3960257B2 - Optical communication module, optical communication device, and manufacturing method thereof - Google Patents

Optical communication module, optical communication device, and manufacturing method thereof Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信機、光受信機、及び光トランシーバ等の光通信モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいては、電気信号を光信号に変換する発光素子と光信号を電気信号に変換する受光素子相互間を光ファイバで接続する構成が基本となる。このような発光素子や受光素子などの光素子と光ファイバを着脱あるいは挿脱可能とするために、光素子と光ファィバとを光学的に接続するための光通信モジュール（例：コネクタ）が利用されている。
【０００３】
従来の光送信モジュールの多くは、発光素子が缶パッケージによりパッケージングされた構造を有する。缶パッケージは、一般に、金属端子（ピン）を介して、発光素子を駆動するための信号を送信する外部回路に接続され、外部回路が形成されたプリント基板上に固定されている。発光素子と光ファイバは、例えばボールレンズ等を介して光結合される。このような方式では、発光素子から出射された光は、ボールレンズを介してモジュールのスリーブ部により位置決めされた光ファイバに入射される。
【０００４】
しかし、この従来の方式では、缶パッケージを使用しているため、金属ピンを介して外部回路に接続されることになり、小型化に限界があった。また、部品点数が多く、製造工程が多い上に、各部品のアラインメント調整に時間がかかるため、製造コストが高くなる傾向にあった。
【０００５】
このような課題を解決するために、種々の方法が検討されている。
【０００６】
例えば、特許文献１（特開２０００−３４９３０７号公報）には、光ファイバを挿入する貫通穴を有し、光素子又は外部回路との電気的接続を容易にするための導電層が形成されたプラットフォームと光素子を備えた光通信モジュールが開示されている。このプラットフォームによれば、缶パッケージを用いず、また、貫通穴により光素子に対する光ファイバの位置決めがなされるので、小型化が可能となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３４９３０７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の光通信モジュールでは、光ファイバを挿入する貫通穴上に光素子を搭載するためには、貫通穴の周囲に光素子を接続固定するためのバンプを形成する必要がある。したがって、貫通穴よりも大きな光素子が必要となり、光素子が大型化し、製造コストが高くなる。また、光ファイバの先端には、通常、ファイバを保持し、アラインメントを取るためのフェルールが接続される。したがって、フェルールの径に合わせて貫通穴の穴径も広がるため、穴径が光素子よりも大きくなり、光素子の搭載が不可能となる場合があった。
【０００８】
このような光通信モジュールは、消耗品であるため、より一層の低コスト化が望まれる。
【０００９】
また、この光通信モジュールの構成では、光素子の駆動を制御するための外部回路に接続するために、金属端子等の接続端子を別途設けなければならず、作業工程が煩雑であり、外部回路と簡便に接続し得る光通信モジュールの開発が望まれる。さらに、この光通信モジュールの構成では、インピーダンス整合された伝送路を組むことが困難であるため、高周波域での駆動に限界があり、高速駆動に対応した光通信モジュールの開発が望まれる。
【００１０】
よって、本発明は、外部回路との接続を簡便に行うことが可能な、高信頼性の安価な小型光通信モジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、さらに光通信の高速化に対応し得る光通信モジュールを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、外部回路との接続を簡便に行うことが可能な、高信頼性の小型光通信モジュールを簡略に大量に製造し得る製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光通信モジュールは、光ファイバを挿脱可能な貫通孔を有する基板と、前記基板の片面に前記貫通孔全体を覆うように設置され、前記基板から外方に延在する張出し部を有する透光性樹脂膜と、前記透光性樹脂膜の少なくとも片面の、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記張出し部に至るまで配置される配線膜と、前記配線膜に接続され、前記貫通孔上に前記透光性樹脂膜を介して設置される光素子とを含み、前記透光性樹脂膜の張出し部に外部回路との接続部が形成されることを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、貫通孔上に透光性樹脂膜を有するので、貫通孔の孔径よりも小さい光素子を搭載することが可能となり、安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜により光素子と貫通孔に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防止することが可能となる。さらに、透光性樹脂膜の一部が接続部となるので、別途外付けの接続部を設ける必要がなく、外部回路との接続を簡便に行うことが可能となる。
【００１５】
本発明の光通信モジュールは、光ファイバを挿脱可能な貫通孔を有する基板と、前記基板の片面に前記貫通孔全体を覆うように設置され、前記基板から外方に延在する張出し部を有する透光性樹脂膜と、前記透光性樹脂膜の両面の、少なくとも、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記張出し部に至るまで形成されるマイクロストリップラインと、前記マイクロストリップラインに接続され、前記貫通孔上に前記透光性樹脂膜を介して設置される光素子とを含み、前記透光性樹脂膜の張出し部に外部回路との接続部が形成されることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、貫通孔上に透光性樹脂膜を有するので、貫通孔の孔径よりも小さい光素子を搭載することが可能となり、安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜により光素子と貫通孔に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防止することが可能となる。さらに、透光性樹脂膜の一部が接続部となるので、別途外付けの接続部を設ける必要がなく、外部回路との接続を簡便に行うことが可能となる。また、透光性樹脂膜の両面にマイクロストリップラインが形成されているため、高周波域での伝送ロスを低減することが可能となり、光素子の高速駆動に適した光通信モジュールの提供が可能となる。
【００１７】
また、本発明の光通信モジュールは、必要に応じて光素子が封止材により封止されていてもよい。かかる構成により、光素子の密閉性が保たれ、信頼性の高い光通信モジュールを提供し得る。また、本発明では、透光性樹脂膜を介して、光素子が貫通孔上に設置されるので、透光性樹脂膜上で光素子を封止することが可能となり、光素子を封止した状態で、光ファイバの挿脱が可能となる。したがって、光ファイバの挿脱時においても、光素子を外気や湿気から保護することが可能となり、より信頼性の高い光通信モジュールを提供することが可能となる。
【００１８】
前記光素子と前記透光性樹脂膜との接続部が、前記貫通孔上に位置していることが好ましい。貫通孔上に透光性樹脂膜が形成されているので、貫通孔の孔径よりも小さな光素子を搭載することが可能となり、製品のコストを低減し得る。
【００１９】
前記透光性樹脂膜の膜厚を利用して、前記マイクロストリップラインの特性インピーダンスの値を設定することが好ましい。かかる構成によれば、インピーダンスの変動を低減することが可能となる。
【００２０】
前記基板を導体として前記マイクロストリップラインの一方の配線を兼ねるようにすることが好ましい。かかる構成によれば、基板自体を接地板として用いることができるので、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００２１】
前記透光性樹脂膜がポリイミド膜であり、前記光素子が面発光レーザであることが好ましい。かかる構成によれば、ポリイミド膜を用いるので、光透過性が良好であり、また、面発光レーザを用いることで、小型化が可能となるので、光損失の少ないコンパクトな光通信モジュールの提供が可能となる。
【００２２】
本発明の光通信装置は、上記光通信モジュールを含むことを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、上記のような光通信モジュールを用いているので、安価で、高信頼性の小型光通信装置を簡略な工程で提供することが可能となる。
【００２４】
このような本発明にかかる光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータやPDA（携帯型情報端末装置）など、光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種の電子機器に用いることが可能である。なお、本明細書において「光通信装置」とは、信号光の送信にかかる構成（発光素子等）と信号光の受信にかかる構成（受光素子等）の両方を含む装置のみならず、送信に係る構成のみを備える装置（いわゆる光送信モジュール）や受信にかかる構成のみを備える装置（いわゆる光受信モジュール）も含む。
【００２５】
本発明の光通信モジュールの製造方法は、一又は複数の貫通孔を単位基板領域に有し、該単位基板領域の外方に延長領域を有する基板の該貫通孔に、該貫通孔を埋設する補助剤を充填し、硬化させて支持部材を形成する工程と、前記基板上面の単位基板領域及び前記延長領域に透光性樹脂膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上に、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記延長領域に至るまで配線膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上の前記貫通孔に対応する部位に光素子を配置して、該光素子を前記配線膜に接続する工程と、前記基板から、該基板の前記延長領域に該当する部分を取除き、外方に延在する前記透光性樹脂膜、前記配線膜及び前記光素子が形成された単位基板を得る工程と、前記単位基板から、前記支持部材を取除く工程とを含むことを特徴としている。
【００２６】
かかる構成によれば、接続部が一体となって形成された透光性樹脂膜を形成し得るので、外部回路との接続時に別途外付けの接続部を準備しなくても良く、簡易な工程で外部回路との接続が可能となる。また、貫通孔を透光性樹脂膜で覆い、透光性樹脂膜の光素子の載置面と反対側の面を、補助剤を硬化させて形成した支持部材により支えながら、光素子を搭載するため、光素子搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜が破損することがなく、歩留まりよく光通信モジュールを形成し得る。さらに、光通信モジュールの組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００２７】
本発明の光通信モジュールの製造方法は、単位基板領域に一又は複数の貫通孔を有し、該単位基板領域の外方に延長領域を有する基板の該貫通孔に、該貫通孔に嵌合する冶具を挿入する工程と、前記基板上面の単位基板領域及び前記延長領域に透光性樹脂膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上に、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記延長領域に至るまで配線膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上の前記貫通孔に対応する部位に光素子を配置して、前記光素子を前記配線膜に接続する工程と、前記基板から、該基板の前記延長領域に該当する部分を取除き、外方に延在する前記透光性樹脂膜、前記配線膜及び前記光素子が形成された単位基板を得る工程と、前記単位基板から、前記冶具を取除く工程とを含むことを特徴としている。
【００２８】
かかる構成によれば、接続部が一体となって形成された透光性樹脂膜を形成し得るので、外部回路との接続時に別途外付けの接続部を準備しなくても良く、簡易な工程で外部回路との接続が可能となる。また、貫通孔を透光性樹脂膜で覆い、透光性樹脂膜の光素子の載置面と反対側の面を、冶具により支えながら、光素子を搭載するため、光素子搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜が破損することがなく、歩留まりよく光通信モジュールを形成し得る。また、透光性樹脂膜を光素子搭載時に支える支持部材として、一時的に充填する補助剤ではなく、予めその用途に利用するために形成された冶具を使用するため、繰り返し利用でき、製造コストを低減することが可能となる。さらに、光通信モジュールの組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００２９】
前記貫通孔に冶具を挿入する工程の後に、さらに、前記冶具を前記基板に固定する工程を含むことが好ましい。冶具を基板に固定することで、冶具のずれによる透光性樹脂膜の破損等を防止することが可能となる。
【００３０】
前記支持部材又は前記冶具を取除く工程の前又は後に、さらに、前記基板を、前記単位基板領域と延長領域とを含むように小片化する工程を含んでもよい。一の基板上で、光通信モジュールの組立工程の殆どを一括バッチ処理した後、小片化するので、大量のモジュールを簡略な工程で製造することが可能である。また、基板を切断した後、支持部材又は冶具を除去する場合には、基板切断時の水・油等による貫通孔の汚染を防止する工程を別途設ける必要がないので、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減せしめることが可能となる。また、支持部材又は冶具を除去する工程の後に基板を切断する場合には、支持部材又は冶具を一度に抜くことが可能となるので、製造工程の簡略化が図れ、製造コストを低減せしめることが可能となる。
【００３１】
本発明の光通信モジュールの製造方法は、一又は複数の貫通孔を有する単位基板を、載置面上に一又は複数の凸部を形成した治具に前記凸部を前記貫通孔に挿通させて配置する工程と、前記単位基板の外周の前記載置面上に補助基板を配置する工程と、前記単位基板上面の単位基板領域及び前記補助基板上面の延長領域に透光性樹脂膜を成膜する工程と、前記透光性樹脂膜上に前記単位基板領域の前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記延長領域に至る配線膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上の前記貫通孔に対応する部分に光素子を配置し、これを前記配線膜に接続する工程と、前記単位基板領域から前記延長領域に渡る透光性樹脂膜、前記配線膜及び前記光素子が形成された単位基板を前記治具及び前記補助基板上から分離する工程とを含むことを特徴としている。
【００３２】
かかる構成によれば、接続部が一体となって形成された透光性樹脂膜を形成し得るので、外部回路との接続時に別途外付けの接続部を準備しなくても良く、簡易な工程で外部回路との接続が可能となる。また、貫通孔を透光性樹脂膜で覆い、透光性樹脂膜の光素子の載置面と反対側の面を、冶具により支えながら、光素子を搭載するため、光素子搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜が破損することがなく、歩留まりよく光通信モジュールを形成し得る。また、透光性樹脂膜を光素子搭載時に支える支持部材として、一時的に充填する補助剤ではなく、予めその用途に利用するために形成された冶具を使用するため、繰り返しの利用が可能となるので、製造コストを低減することが可能となる。また、冶具の各凸部ごとに、予め小片化された基板を装着し、後で取り外すので、基板の小片化の工程が必要なく、また、基板の小片化の際に冶具の凸部間の固定部分を切断する必要もないので、製造工程を簡略化でき、冶具を繰り返し用いることができるので、製造コストを低減することが可能となる。さらに、複数の単位基板を用いた場合には、光通信モジュールの組立工程の殆どを、一の冶具を用いて、一括バッチ処理することができるので、簡易な工程で光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００３３】
前記補助基板が、前記単位基板と略面一となるものであることが好ましい。補助基板は、単位基板間の間隙を埋め、単位基板間を固定する役割を果たすが、単位基板と面一とすることで、透光性樹脂膜の張出し部を形成するための土台とすることが可能となる。
【００３４】
前記単位基板が複数ある場合には、前記透光性樹脂膜を、前記単位基板領域と前記延長領域とを含むように切断する工程を含むことが好ましい。かかる構成によれば、高信頼性、高性能の光通信モジュールを一括して大量に製造することが可能となる。
【００３５】
前記透光性樹脂膜を形成する工程、及び前記延長領域に至るまで配線膜を形成する工程の代わりに、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記単位基板領域の外方の延長領域に至るまでマイクロストリップラインが形成された透光性樹脂膜を前記基板上面の単位基板領域及び前記延長領域に取付ける工程を含むことが好ましい。かかる構成によれば、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図１は、本発明の一実施形態に係る光通信モジュールの断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る光通信モジュールは、貫通孔２を有する基板１、基板１の片面に貫通孔２全体を覆うように設置され、基板１から外方に延在する張出し部９を有する透光性樹脂膜６、及び光素子３を含む。
【００３８】
基板１には、光ファイバ（図示せず）が挿脱可能な貫通孔２が形成されている。貫通孔２は、光ファイバを固定し得る形状であればよく、光ファイバを挿入した際に、光ファイバとの間に実質的な隙間が生じない形状であることが好ましい。なお、光ファイバにフェルール又はスリーブが接続されている場合には（図４の１５、図５の１６参照）、フェルール又はスリーブを固定し得る形状であって、フェルール又はスリーブの挿入時に間隙が生じない形状とされることが好ましい。基板１としては、例えば、ステンレス、アルミニウム又は銅等の導電性材料（導電体）、或いは樹脂又はセラミックス等の非導電性材料を用いることができる。基板１上に、高速駆動に対応可能なマイクロストリップラインを形成する場合、基板１を導電体とすると、基板１をグラウンド電位として用いることができ、別途グラウンド電位に用いる層を設けなくてもよいので、製造工程を簡略化できる。
【００３９】
基板１の片面には、透光性樹脂膜６が、基板１の片面に貫通孔２全体を覆うように設置されており、少なくともその一端は、基板１から外方に延在し、可撓性のある張出し部９を形成している。
【００４０】
透光性樹脂膜６には、貫通孔２に対応する位置に、光素子３が、発光部又は受光部４が貫通孔２に向かい合うように載置されている。光素子３の発光部又は受光部４と光ファイバは、透光性樹脂膜６を介して光結合している。透光性樹脂膜６は、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂等の光を透過する樹脂から形成することができる。光透過性が良好であり、可撓性を有し、取扱いが容易という観点からは、ポリイミド膜が好ましい。
【００４１】
透光性樹脂膜６上には、銅等の金属の導電体を用いた配線膜７が形成されている。この配線膜７は、少なくとも、貫通孔２上又は貫通孔２近傍の位置から張出し部９に至るまで延在しており、張出し部９上には、例えば光素子３の駆動を制御する外部回路と接続するための接続端子が形成されていてもよい。光素子３の高速動作に対応するためには、透光性樹脂膜６と配線膜７とを含んで、高周波信号の伝送に適したマイクロストリップラインを構成することが好ましい。その場合の詳細については、後述する。
【００４２】
ＶＣＳＥＬ等の発光素子又はＰＤ等の受光素子といった光素子３は、貫通孔２上又は貫通孔２の近傍で、配線膜７に接続される。具体的には、例えば、光素子３は、貫通孔２上に、発光部又は受光部４が貫通孔２に対向する向きに、フリップチップボンディングにより接続形成される。光素子３として、例えば、発光素子を用いる場合、ＶＣＳＥＬ等の面発光レーザを用いると、光素子３の小型化が可能となり、光損失の少ないコンパクトな光発信モジュールの提供が可能となる。本実施形態では、光素子３及び光ファイバが、貫通孔を基準に位置決めされて搭載される。したがって、光ファイバを貫通孔に挿入した際に、従来の缶パッケージを用いた場合に比べて、位置精度の高い光通信モジュールを提供することが可能となる。光素子３の発光部又は受光部４上には、インクジェット法により、マイクロレンズが形成されていてもよい。
【００４３】
光素子３は、透光性樹脂膜６及び配線膜７を介して、貫通孔２上に設けられており、光素子３と配線膜７との接続部であるバンプ５が、貫通孔２上に位置するように設置されている。光素子３は、素子全体が封止材８により封止されている。なお、発光部又は受光部４上にマイクロレンズが形成されている場合には、レンズとして機能させるために、光素子３と透光性樹脂膜６との間には、封止材８は充填しない。また、必要に応じて、光素子３と透光性樹脂膜６との間にアンダーフィル剤（図示せず）が充填されていてもよい。
【００４４】
次に、透光性樹脂膜６と配線膜７とを含んでマイクロストリップラインを構成する場合に付いて詳細に説明する。この場合には、透光性樹脂膜６の他面側に、接地電位が接続されるべき導電体層（図２の１０参照）が形成される。導電体層１０は、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の金属から構成されていてもよい。このような導電体層１０は、光透過部となる部位を残して形成される。これは、導電膜による信号光の遮蔽又は透過率の低減を回避するためである。なお、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）等の透明電極を用いる場合には、光透過部となる部位を覆って形成されていてもよい。このようにマイクロストリップラインが形成されていることにより、高周波域での伝送ロスを防止することが可能となる。また、基板１が導電体である場合には、導電体層１０の代わりに基板１をグラウンド電位として、マイクロストリップラインが形成されていてもよい。導電体層１０が不要となるので、構造を簡素化し、製造工程を簡略化することができる。
【００４５】
透光性樹脂膜６の両面にマイクロストリップラインを形成する場合、透光性樹脂膜の膜厚を利用して、マイクロストリップラインの特性インピーダンスの値を設定することが可能である。
【００４６】
具体的には、マイクロストリップラインの特性インピーダンスＺ0（Ω）は、伝送路の線幅をＢ（ｍｍ）、線厚みをＣ（ｍｍ）、伝送路とグラウンドとの間隔をＨ（ｍｍ）、誘電体層として機能する透光性樹脂膜６の比誘電率をεrとすると、次式により求められる。
【００４７】
Ｚ0＝（87／（εr＋1.41）1/2）×ｌｎ（5.98Ｈ／（0.8Ｂ＋Ｃ））
ここで、例えば、光素子３の入力インピーダンスが例えば５０Ωである場合、マイクロストリップラインの特性インピーダンスも光素子３の入力インピーダンスと同様の５０Ωに揃えることにより、インピーダンス整合を図って信号減衰を防ぐことが可能となる。例えば、透光性樹脂膜６としてポリイミド（比誘電率は３．４）を用いた場合、上記式より、例えば、Ｈ＝０．０５、Ｂ＝０．０９、Ｃ＝０．０１２のときに、マイクロストリップラインのインピーダンスは約５０Ωとなる。したがって、この寸法により、光素子３の入力インピーダンスと整合のとれたマイクロストリップラインを構成し得る。
【００４８】
また、本実施形態においては、光ファイバを挿入するための貫通孔２は、一つであるが、複数の貫通孔を有していてもよい。貫通孔を複数有することで、多チャンネルシステムに対応した光通信モジュール又は送受信一体型の光通信モジュールを提供し得る。
【００４９】
以上の構成によれば、透光性樹脂膜の一部が接続部となるので、別途外付けの接続部を設ける必要がなく、外部回路との接続を簡便に行うことが可能となる。また、透光性樹脂膜のマイクロストリップラインを形成することで、透光性樹脂膜の厚みで特性インピーダンスのマッチングが可能となり、高周波域での伝送ロスを低減することが可能となる。また、基板の一方の面に、貫通孔を覆う透光性樹脂膜が形成されており、光素子を封止する封止材を透光性樹脂膜上に形成するため、光素子を封止した状態で、光ファイバの挿脱が可能となるので、信頼性の高い光通信モジュールが得られる。さらに、光素子を透光性樹脂膜上に形成するため、光ファイバを挿入するための貫通孔の径が大きい場合にも、貫通孔の径に合わせて光素子を大型化する必要がなく、小型の光素子を搭載できるため、光通信モジュールの低コスト化を図ることが可能となる。また、光素子を透光性樹脂膜に位置調整して載置した後に、封止材で固定するため、精度のよい光通信モジュールを提供し得る。
【００５０】
このような光通信モジュールは、光通信装置に用いられてもよい。このような光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータやPDA（携帯型情報端末装置）など、光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種の電子機器に用いることが可能である。
【００５１】
図３から図５に、本実施形態に係る光通信モジュールに光ファイバを挿着し、外部回路と接続した際の光通信装置の種々の態様を示す。なお、図３から図５において、図１で説明した符号については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図３に、本実施形態の光通信モジュールと、光ファイバ１１と、外部基板１２とを含む光通信装置を説明するための図を示す。
【００５３】
図３に示すように、本実施形態の光通信モジュールでは、基板１は、光素子３の駆動を制御する外部回路１４が設けられた外部基板１２上に、基板１の側壁が接合され、基板１上に設けられた透光性樹脂膜６の可撓性を有する張出し部９が外部基板１２上に折り曲げられて設置されている。透光性樹脂膜６上には、配線膜７が形成されており、透光性樹脂膜６の張出し部９上では、配線膜７の末端に接続端子が形成されていてもよい。接続部としての張出し部９と外部基板１２上の外部回路１４との接続は、例えば、はんだ付け、ワイヤボンディング、金属膜の貼り付け、導電性接着剤による接着、ネジ締結等によって行われる。また、外部基板上に、透光性樹脂膜６の張出し部９が挿入し得るコネクタを形成し、接続端子としての張出し部９をコネクタに装着することで差込接続してもよい。
【００５４】
光素子３は、接続部としての例えばはんだバンプ５を介して透光性樹脂膜６上の配線膜７と接続されている。配線膜７は、張出し部９において、外部基板１２に設けられた外部回路１４と、例えば、はんだ１３により接続されている。光素子３は、外部基板１２により設けられたこの外部回路１４により、駆動が制御される。
【００５５】
図４は、基板１の貫通孔２にフェルール１５を装着した光ファイバ１１を挿入した例を示す。
【００５６】
同図では、透光性樹脂膜６の表面に配線膜７が、裏面に導電体層１０が形成されることにより、マイクロストリップラインが形成されている。外部基板１４上の外部回路１４とマイクロストリップラインは、はんだ１３で接続されている。また、外部基板は、例えば導電体層１８を含む複数の積層膜から構成されていてもよく、透光性樹脂膜６の裏面に形成された導電体層１０と例えばスルーホールを介して接続されている。透光性樹脂膜上に設けられたマイクロストリップラインのインピーダンスとの整合を図るために、外部基板上に設けられた外部回路１４と導電体層１８との距離は適宜調整されることが好ましい。なお、導電体層１８は、外部基板１４の裏面に形成されていてもよい。
【００５７】
図５は、基板１の貫通孔２に、スリーブ１６が装着された光ファイバ１１を挿入した例を示す。
【００５８】
光素子３が発光素子の場合、発光素子３ａから出射したビーム２０は、スリーブ１６の上端に形成されたレンズ１７により集光され、光ファイバ１１のコア１１ｂに入射する。
【００５９】
図４及び図５に示したように、本実施形態によれば、基板１に形成する貫通孔２の大きさを、フェルール又はスリーブの径に合わせて形成した場合においても、透光性樹脂膜６を有するので、貫通孔２より小さい光素子３を設置することが可能である。したがって、光素子３を小型化することが可能となり、光通信装置の低コスト化が図れる。
【００６０】
図６（ａ）〜同（ｇ）は、本実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための工程図である。以下に、同図を参照しつつ、本実施形態に係る光通信モジュールの製造方法について説明する。
【００６１】
まず、光ファイバを挿入可能な、例えば丸形状の貫通孔２を１又は複数個有する基板１０１を準備する（同図（ａ））。貫通孔２は、光ファイバ又は光ファイバに接続されたフェルール等の挿入物を挿入した際に、挿入物との間に実質的に空隙が生じないサイズであることが光素子と光ファイバとの位置調整の観点から好ましい。また、基板１０１は、一の光通信モジュールを構成する部位に相当する単位基板領域ｘと、透光性樹脂膜の張出し部９を形成するための土台として使用される延長領域ｙを含めた領域を一単位として一又は複数含み、貫通孔２を単位基板領域ｘに１又は複数個有するように形成されている。基板１０１は、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電性材料から構成されることが好ましい。高速駆動に対応するためには、基板上にマイクロストリップラインを形成することが好ましく、基板１０１に導電体を用いた場合には、基板１０１をグラウンド（接地）電位として用いることが可能となるからである。なお、基板１０１には、樹脂、又はセラミックス等の非導電性の部材を用いることもできる。この場合には、例えば、金属箔の貼付け、スパッタ等により、基板１０１の表面に導電体層を形成することにより、この導電体層をグラウンド電位とすることができる。
【００６２】
貫通孔２に、補助剤を充填する（同図（ｃ））。ここで、補助剤としては、充填後、後に形成する透光性樹脂膜１０６上に光素子を載置する際に、透光性樹脂膜１０６が破損しないように、透光性樹脂膜１０６を支持し得るようなものであればよい。このような補助剤としては、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂を用いることができ、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。なお、後の工程（ｇ）で、支持部材１０３は取除かれることから、支持部材１０３を形成する補助剤の材料としては、基板１０１及び透光性樹脂膜１０６と付着しにくい材料であることがより好ましい。具体的には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を貫通孔２内に充填した後、加熱硬化させ、支持部材１０３を形成する。なお、補助剤を充填する際、基板１０１の補助剤を充填する側と反対側の面側に、平坦な板又は底が平坦な容器を設置するとよい。このような板又は容器を用いることで、透光性樹脂膜１０６を支えることになる支持部材１０３の先端部を平坦化することができる。
【００６３】
また、この際、基板１０１の板又は容器が設置されているのと反対側の面に、補助剤として用いたのと同様の硬化性樹脂を用いて膜１０４を形成する。なお、基板１０１上に設ける膜１０４は、支持部材１０３と同じ硬化性樹脂を用いて形成されていてもよく、また、異なる樹脂を用いてもよい。支持部材１０３と膜１０４は、同時に形成されてもよく、また、別工程によってもよい。貫通孔２に充填した補助剤を取り除くのが容易という観点からは、膜１０４は、同一材料で一体的に形成されていることが好ましい。
【００６４】
支持部材１０３の先端が露出している基板１０１の面側に、透光性樹脂を成膜して、透光性樹脂膜１０６を形成し、この透光性樹脂膜１０６上に、例えば銅等の導電体膜をスパッタ又は銅箔の貼り付け等により一面に形成することで、配線膜７を形成する。その後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりパターニングを行い、配線パターンを形成してもよい（同図（ｃ））。
【００６５】
配線膜７は、少なくとも貫通孔２上又は貫通孔２近傍の位置から張出し部９に至るまで形成する。
【００６６】
透光性樹脂膜１０６の材料としては、光を透過させる樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂等を用いることができる。ポリイミドを用いる場合には、例えば、所定のモノマーを所定の厚さに塗布し、加熱重合させて硬化させることにより形成することができる。なお、透光性樹脂膜１０６を形成する前に、必要に応じて、基板１０１表面を研磨等により平坦化処理してもよい。このような処理をすることで、形成される透光性樹脂膜１０６の表面を平坦にすることが可能となり、光の乱反射を防止することが可能となる。
【００６７】
また、このような配線膜７は、マイクロストリップラインとすることが好ましい。例えば、基板１０１として、ステンレス等の導電体を用いた場合には、基板１０１を基準電位（グラウンド電位）としたマイクロストリップラインの形成が可能となる。マイクロストリップラインを利用することで、インピーダンス整合を図ることができ、高周波域での伝送ロスを防止することが可能となるので、高周波域での伝送路を確保し得る。なお、基板１０１と透光性樹脂膜１０６との間に、例えば金属箔の貼付け、又はスパッタ等により導電体層を設けることで、導電体層をグラウンド電位とするマイクロストリップラインを形成してもよい。
【００６８】
次に、配線膜７を形成した基板１０１上に、光素子３を実装する（同図（ｄ））。例えば、光素子３としての垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を、基板１０１上の配線膜７に接続するように、例えばフリップチップボンディングにより接合する。なお、同図（ｄ）では、光素子３には、接続部として、はんだバンプ５によるバンプ処理がなされている。
【００６９】
上記工程（ｃ）及び（ｄ）において、配線膜７を形成して光素子３を実装する際のアラインメント調整は、基板１０１に設けた貫通孔２を基準として行う。光ファイバの位置調整は、貫通孔２に固定することにより行われるので、光素子３を貫通孔２を基準にして実装することで、光ファイバと光素子との光軸調整を容易に行うことが可能となる。また、光素子３として、ＶＣＳＥＬ等の発光素子を用いる場合には、必要に応じて、発光素子を駆動するための駆動回路（例：レーザドライバ）を同時に搭載してもよい。本実施形態においては、上記のように、貫通孔２に補助剤を充填しているため、透光性樹脂膜１０６が補助剤により形成される支持部材１０３により固定されるので、光素子３を実装する際に、樹脂膜が変形したり、破損したりするのを防ぐことができ、透光性樹脂膜１０６を介して、貫通孔２上に光素子３を確実に載置することが可能となる。
【００７０】
さらに、上記のように実装された光素子３と透光性樹脂膜１０６との間に、透明なアンダーフィル剤（図示せず）を浸透させ、硬化させてもよい。その後、光素子３全体を例えばエポキシ樹脂等の封止材８にて封止する。なお、アンダーフィル剤は、特に限定するものではないが、透光性樹脂膜１０６の界面での反射を防止し得るという観点からは、透光性樹脂膜１０６とほぼ等しい屈折率の材料を用いることが好ましい。したがって、例えば、透光性樹脂膜１０６としてポリイミドを用いた場合には、アンダーフィル剤としては、ポリイミドに屈折率が近い、透光性エポキシ樹脂等を用いることができる。
【００７１】
このように封止した光素子３を搭載した基板１０１を、例えばダイサー等により縦横に切断して小片にする（同図（ｅ））。この際、一の小片が、単位基板領域ｘ及び延長領域ｙを含むように切断する。
【００７２】
小片にした各基板１から、延長領域ｙに相当する部分を基板１から、例えば（ダイシング、レーザ等の手段によって、切除する（同図（ｆ））。
【００７３】
基板１から、支持部材１０３と膜１０４が一体となった支持具１０５を除去する（同図（ｇ））。
【００７４】
なお、本実施形態においては、切断時に生じるゴミ、油等による汚染を防止し得るという観点から、基板１０１の切断後に、支持具１０５を取り除いているが、他の汚染防止措置を採る場合には、基板１０１の切断前に支持具１０５を取り除いてもよい。支持具１０５を取除く工程の後に基板を切断する場合には、支持具１０５を一度に抜くことが可能となるので、製造工程の簡略化が図れ、また、支持具１０５の再利用が可能となり、製造コストを低減せしめることが可能となる。
【００７５】
また、上記例においては、発光素子としてＶＣＳＥＬを用いたが、端面発光レーザ等を用いてもよい。さらに、発光素子の代わりにフォトダイオード等の受光素子を実装してもよく、この場合には、光受信モジュールが得られる。
【００７６】
また、上記（ｃ）工程においては、透光性樹脂膜１０６を、透光性樹脂を被覆することにより形成したが、被覆する代わりに、例えばポリイミドフィルム等のフィルムを透光性樹脂膜として貼り付けてもよい。また、予め、少なくとも一面に配線膜７が形成されたフィルムを貼り付けてもよく、特に、両面にマイクロストリップラインが形成されたポリイミドフィルム等のフレキシブル基板（ＦＰＣ：flexible printed circuits）を用いると、製造工程をさらに簡略化し得るので好ましい。なお、この場合、後の工程（ｆ）で基板１の延長領域ｙに相当する部分１１０を取除くことから、製造工程の簡略化のため、フィルムは単位基板領域ｘに該当する部分のみと接着することが好ましい。
【００７７】
また、上記（ｅ）工程においては、一つの基板１に一つの貫通孔２を備えるように小片化を行ったが、一つの基板１が複数の貫通孔２を備えるようにしてもよい。貫通孔２を複数有する基板を形成することで、多チャンネルシステムに対応した光通信モジュール又は送受信一体型の光通信モジュールを提供し得る。
【００７８】
以上の構成によれば、単位基板領域ｘ及び延長領域ｙを一単位として含む基板１から、延長領域ｙ部分を取除くことにより、簡略な工程で外部基板と簡易に接続し得る接続部が一体となった光通信モジュールを提供し得る。また、貫通孔２に、補助剤（硬化性樹脂）を充填して透光性樹脂膜１０６（又は６）を固定するので、貫通孔２上に貫通孔２の孔径よりも小さな光素子３を載置することができ、安価な光通信モジュールの提供が可能となる。また、光素子３を載置する際、透光性樹脂膜１０６（又は６）を支持部材１０３により裏面から支えることが可能となるので、薄い透光性樹脂膜１０６（又は６）を用いた場合でも、透光性樹脂膜１０６（又は６）の歪みや破損を防止することが可能となる。したがって、歩留まりよく光通信モジュールを提供することが可能となる。さらに、一度に大量の光通信モジュールを形成することができるので、製造コストを低減することが可能となる。
【００７９】
図７（ａ）〜同（ｇ）に、本実施形態に係る光通信モジュールの他の工程による製造方法を説明するための工程図を示す。図６に記載の製造方法では、貫通孔２に補助剤を充填し、支持部材１０３を形成することで、光素子３を搭載する際の透光性樹脂膜１０６（又は６）の支えとしている。これに対し、図７に記載の製造方法では、貫通孔２に補助剤を充填する代わりに、冶具１２３を挿入することで、光素子３を搭載する際の透光性樹脂膜１０６（又は６）の支えとする点で異なる。
【００８０】
以下、図７を参照しつつ、各工程について説明する。なお、同図中、図６と実質的に同じ機能を有する構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
まず、図６の（ａ）工程と同様に、光ファイバ等の挿入物を挿入可能な、例えば丸形状の貫通孔２を単位基板領域ｘに１又は複数個有する基板１０１を準備する（同図（ａ））。
【００８２】
貫通孔２に、貫通孔２に嵌合する冶具１２３を挿入する（同図（ｂ））。冶具１２３は、後の工程で取除くことが容易となるという観点から、貫通孔２の高さよりも長いものを用いることが好ましい。冶具１２３は、冶具１２３の先端と基板１０１の片面が略同一平面上に位置するように、基板１０１に挿入する。冶具１２３の素材は、特に限定するものではないが、透光性樹脂膜１０６上に光素子３を載置した後に除去するので、基板１０１から容易に引き抜くことができ、また、透光性樹脂膜１０６から容易に剥離し易いものが好ましく、例えば金属製のものが好ましい。また、貫通孔２から下方に突出した冶具１２３の先端を、図６の工程で用いた補助剤と同様の硬化性樹脂で固定して突出部の側面又は全体を覆う膜１０４を形成してもよい。なお、膜１０４は、冶具１２３の突出した先端と同じか、それ以上の厚さに形成されていることが好ましい。基板１０１から冶具１２３の先端が突出した状態にあると、基板１０１に負荷がかかった時に、冶具１２３が透光性樹脂膜１０６を突き抜けてしまう虞があるからである。
【００８３】
なお、図７の（ｃ）〜（ｇ）工程については、図６の（ｃ）〜（ｇ）と同様の工程で行うことができる。
【００８４】
以上の構成によれば、図４に記載の製造方法と同様の効果が得られる他、透光性樹脂膜１０６を支持するために、貫通孔に嵌合し得る、繰り返し利用可能な冶具１２３を用いているので、光通信モジュールの低コスト化が図れる。
【００８５】
図８（ａ）〜同（ｇ）に、本実施形態に係る光通信モジュールの更なる他の工程による製造方法を示す。なお、同図中、図６と実質的に同じ機能を有する構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
同図（ａ）に記載するような、載置板上に規則的に縦横に整列された例えば円筒状の凸部１２０ａが複数形成された構造を有する冶具１２０を準備する。冶具１２０の各凸部１２０ａに、一又は複数の貫通孔を有する複数の基板１（単位基板）を、各々嵌め込む（同図（ｂ））。
【００８７】
冶具１２０上の各基板１間の間隙（隙間）に、補助基板１２１を設ける（同図（ｃ））。補助基板１２１は、予め、各基板１間の間隔に合致しうる大きさの部材を準備して、基板１間の間隙に載置してもよい。また、複数の基板１を設置した冶具１２０を収容し得る型に、冶具１２０を収容し、基板１間の間隙に、硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂）を充填し、加熱硬化させたものを補助基板１２１として用いてもよい。補助基板１２１として樹脂硬化物を用いた場合には、樹脂の硬化後に樹脂硬化物と基板１とが面一になるように、表面を研磨してもよい。また、表面研磨の後に、必要に応じて洗浄操作を行ってもよい。なお、このような基板１間の間隙を埋める樹脂１２１としては、基板１及び透光性樹脂膜１０６（又は６）と剥離容易なものが好ましい。後の工程（ｇ）で、各基板１を冶具１２０から取外す際、特別の操作なしに、基板１を補助基板１２１（樹脂硬化物）から容易に剥離することが可能となるので、製造工程を簡略にし得る。
【００８８】
その後、図６の（ｃ）〜（ｄ）工程と同様に、透光性樹脂膜１０６及び配線膜７を形成し、光素子３を実装して、封止材８により封止する（図６（ｄ）〜同（ｅ））。
【００８９】
透光性樹脂膜１０６を、単位基板領域ｘ及び延長領域ｙに相当する領域を含むような大きさに、例えばレーザ、又はダイシング等により切断し（同図（ｆ））、完成した光通信モジュールを冶具１２０から外す（同図（ｇ））。なお、（ｇ）工程において、基板１又は透光性樹脂膜６と補助基板１２１との剥離性が良好でない場合には、ダイシング、レーザ等により切断することにより、補助基板１２１を基板１又は透光性樹脂膜６から取り除いてもよい。
【００９０】
なお、基板１と補助基板１２１は、透光性樹脂膜６を形成する土台とする場合には、基板１及び補助基板１２１の上面（表面）が面一に形成されていることが好ましい。ただし、例えば、透光性樹脂膜の代わりにフィルムを取付ける場合等には、基板１と補助基板１２１は、面一に形成されていなくてもよい。
【００９１】
上記製造方法によると、図６に記載の製造方法と同様の効果が得られる他、冶具１２０の載置板を切断することなく、繰り返し利用することができ、簡略な工程で一括して大量に光通信モジュールを製造し得るので、製造コストを削減することが可能となる。
【００９２】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本実施形態に係る光通信モジュールの一実施態様を示す断面図である。
【図２】 図２は、本実施形態に係る光通信モジュールの他の実施態様を示す断面図である。
【図３】 図３は、本実施形態の光通信装置の一実施態様を示す断面図である。
【図４】 図４は、本実施形態の光通信装置の他の実施態様を示す断面図である。
【図５】 図５は、本実施形態の光通信装置の更に他の実施態様を示す断面図である。
【図６】 図６は、本実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための工程図である。
【図７】 図７は、本実施形態に係る光通信モジュールの他の工程による製造方法を説明するための工程図である。
【図８】 図８は、本実施形態に係る光通信モジュールの更に他の工程による製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・貫通孔、３・・・光素子、４・・・発光部又は受光部、５・・・接続部（バンプ）、６・・・透光性樹脂膜、７・・・配線膜、８・・・封止材、９・・・張出し部、１０・・・導電体層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication module such as an optical transmitter, an optical receiver, and an optical transceiver, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
An optical communication system basically has a configuration in which a light emitting element that converts an electrical signal into an optical signal and a light receiving element that converts an optical signal into an electrical signal are connected by an optical fiber. An optical communication module (eg, connector) for optically connecting an optical element and an optical fiber is used in order to allow the optical element such as a light emitting element or a light receiving element to be attached to or detached from the optical fiber. Has been.
[0003]
Many conventional optical transmission modules have a structure in which a light emitting element is packaged in a can package. The can package is generally connected to an external circuit that transmits a signal for driving the light emitting element via a metal terminal (pin), and is fixed on a printed board on which the external circuit is formed. The light emitting element and the optical fiber are optically coupled through, for example, a ball lens. In such a system, the light emitted from the light emitting element enters the optical fiber positioned by the sleeve portion of the module via the ball lens.
[0004]
However, in this conventional method, since a can package is used, it is connected to an external circuit through a metal pin, and there is a limit to downsizing. Further, since the number of parts is large, the number of manufacturing processes is large, and it takes time to adjust the alignment of each part, the manufacturing cost tends to increase.
[0005]
In order to solve such a problem, various methods have been studied.
[0006]
For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-349307) has a through-hole into which an optical fiber is inserted, and a conductive layer is formed to facilitate electrical connection with an optical element or an external circuit. An optical communication module including a platform and an optical element is disclosed. According to this platform, since a can package is not used and the optical fiber is positioned with respect to the optical element by the through hole, the size can be reduced.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-349307 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical communication module described in Patent Document 1, in order to mount the optical element on the through hole into which the optical fiber is inserted, it is necessary to form bumps for connecting and fixing the optical element around the through hole. is there. Therefore, an optical element larger than the through hole is required, the optical element is increased in size, and the manufacturing cost is increased. In addition, a ferrule for holding and aligning the fiber is usually connected to the tip of the optical fiber. Therefore, since the hole diameter of the through hole is increased in accordance with the diameter of the ferrule, the hole diameter is larger than that of the optical element, and it may be impossible to mount the optical element.
[0008]
Since such an optical communication module is a consumable item, further cost reduction is desired.
[0009]
Further, in the configuration of this optical communication module, in order to connect to an external circuit for controlling the driving of the optical element, a connection terminal such as a metal terminal must be provided separately, and the work process is complicated, and the external circuit Development of an optical communication module that can be easily connected to is desired. Furthermore, in the configuration of this optical communication module, it is difficult to build an impedance-matched transmission path, so there is a limit to driving in a high frequency range, and development of an optical communication module that supports high-speed driving is desired.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly reliable and inexpensive small optical communication module that can be easily connected to an external circuit.
[0011]
It is another object of the present invention to provide an optical communication module that can cope with higher speed of optical communication.
[0012]
It is another object of the present invention to provide a manufacturing method that can easily manufacture a large amount of highly reliable compact optical communication modules that can be easily connected to an external circuit.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical communication module of the present invention includes a substrate having a through-hole into which an optical fiber can be inserted and removed, and is installed on one side of the substrate so as to cover the entire through-hole. A translucent resin film having an overhanging portion extending to the wiring film, and a wiring film disposed from at least one surface of the translucent resin film on the through hole or in the vicinity of the through hole to the overhanging portion. An optical element connected to the wiring film and installed on the through hole via the light-transmitting resin film, and a connection portion with an external circuit is formed on the projecting portion of the light-transmitting resin film It is characterized by that.
[0014]
According to the above configuration, since the translucent resin film is provided on the through hole, an optical element smaller than the diameter of the through hole can be mounted, and an inexpensive optical communication module can be provided. In addition, since the optical element to be inserted into the through hole is isolated from the optical element by the translucent resin film, it is possible to prevent the influence of outside air and moisture from the optical fiber insertion side. Furthermore, since a part of the translucent resin film serves as a connection portion, it is not necessary to separately provide an external connection portion, and it is possible to easily connect to an external circuit.
[0015]
An optical communication module of the present invention includes a substrate having a through-hole through which an optical fiber can be inserted and removed, and an overhanging portion that is installed on one side of the substrate so as to cover the entire through-hole and extends outward from the substrate. A translucent resin film, a microstrip line formed on at least both sides of the translucent resin film from a position on or near the through hole to the overhanging part, and the microstrip line And an optical element installed on the through hole via the translucent resin film, and a connecting portion with an external circuit is formed on the projecting portion of the translucent resin film. It is said.
[0016]
According to the above configuration, since the translucent resin film is provided on the through hole, an optical element smaller than the diameter of the through hole can be mounted, and an inexpensive optical communication module can be provided. In addition, since the optical element to be inserted into the through hole is isolated from the optical element by the translucent resin film, it is possible to prevent the influence of outside air and moisture from the optical fiber insertion side. Furthermore, since a part of the translucent resin film serves as a connection portion, it is not necessary to separately provide an external connection portion, and it is possible to easily connect to an external circuit. In addition, since microstrip lines are formed on both sides of the translucent resin film, it is possible to reduce transmission loss in the high frequency range and to provide an optical communication module suitable for high-speed driving of optical elements. Become.
[0017]
In the optical communication module of the present invention, the optical element may be sealed with a sealing material as necessary. With this configuration, it is possible to provide a highly reliable optical communication module in which sealing of the optical element is maintained. In the present invention, since the optical element is installed on the through hole through the translucent resin film, the optical element can be sealed on the translucent resin film, and the optical element is sealed. In this state, the optical fiber can be inserted and removed. Therefore, even when the optical fiber is inserted / removed, the optical element can be protected from the outside air and moisture, and a more reliable optical communication module can be provided.
[0018]
It is preferable that the connection part of the said optical element and the said translucent resin film is located on the said through-hole. Since the translucent resin film is formed on the through hole, an optical element smaller than the diameter of the through hole can be mounted, and the cost of the product can be reduced.
[0019]
It is preferable to set the characteristic impedance value of the microstrip line by using the film thickness of the translucent resin film. According to such a configuration, it is possible to reduce fluctuations in impedance.
[0020]
It is preferable that the substrate serves as one wiring of the microstrip line using the substrate as a conductor. According to such a configuration, since the substrate itself can be used as the ground plate, the manufacturing process can be simplified.
[0021]
It is preferable that the translucent resin film is a polyimide film and the optical element is a surface emitting laser. According to such a configuration, since the polyimide film is used, the light transmission is good, and by using the surface emitting laser, it is possible to reduce the size, thereby providing a compact optical communication module with little optical loss. It becomes possible.
[0022]
An optical communication apparatus of the present invention includes the optical communication module.
[0023]
According to such a configuration, since the optical communication module as described above is used, it is possible to provide an inexpensive and highly reliable small optical communication device in a simple process.
[0024]
Such an optical communication device according to the present invention is used in various electronic devices that perform information communication with an external device or the like using light as a transmission medium, such as a personal computer or a PDA (portable information terminal device). Is possible. In this specification, the term “optical communication device” refers not only to a device that includes both a configuration related to transmission of signal light (such as a light emitting element) and a configuration related to reception of signal light (such as a light receiving element). An apparatus having only such a configuration (so-called optical transmission module) and an apparatus having only a configuration relating to reception (so-called optical reception module) are also included.
[0025]
In the method for manufacturing an optical communication module of the present invention, one or a plurality of through holes are provided in a unit substrate region, and the through holes are embedded in the through holes of the substrate having an extension region outside the unit substrate region. Filling and curing the auxiliary agent to form a support member, forming a light-transmitting resin film on the unit substrate region and the extension region on the upper surface of the substrate, and on the light-transmitting resin film, A step of forming a wiring film on a through hole or in the vicinity of the through hole to the extended region, and an optical element is disposed at a position corresponding to the through hole on the translucent resin film, A step of connecting an element to the wiring film; and removing a portion corresponding to the extension region of the substrate from the substrate, and the translucent resin film, the wiring film, and the optical element extending outward A step of obtaining the formed unit substrate, and the support member from the unit substrate. It is characterized in that it comprises a step of removing.
[0026]
According to such a configuration, since the translucent resin film formed integrally with the connection portion can be formed, it is not necessary to prepare a separate external connection portion when connecting to an external circuit, and a simple process With this, connection to an external circuit becomes possible. The through-hole is covered with a translucent resin film, and the optical element is mounted while the surface of the translucent resin film opposite to the optical element mounting surface is supported by a support member formed by curing the auxiliary agent. For this reason, the translucent resin film is not damaged by pressure or impact when the optical element is mounted, and an optical communication module can be formed with high yield. Furthermore, since most of the assembly steps of the optical communication module can be batch-processed on one substrate, it is possible to manufacture a large number of inexpensive optical communication modules with high yield.
[0027]
The method of manufacturing an optical communication module according to the present invention includes one or a plurality of through holes in a unit substrate region, and is fitted into the through hole of the substrate having an extension region outside the unit substrate region. A step of inserting a jig to perform, a step of forming a translucent resin film on the unit substrate region and the extension region on the upper surface of the substrate, and on the translucent resin film, on the through hole or in the vicinity of the through hole Forming a wiring film from a position to the extended region; and disposing an optical element at a portion corresponding to the through hole on the translucent resin film and connecting the optical element to the wiring film. And removing a portion corresponding to the extended region of the substrate from the substrate to obtain a unit substrate on which the translucent resin film, the wiring film, and the optical element extending outward are formed. And a step of removing the jig from the unit substrate. By that.
[0028]
According to such a configuration, since the translucent resin film formed integrally with the connection portion can be formed, it is not necessary to prepare a separate external connection portion when connecting to an external circuit, and a simple process With this, connection to an external circuit becomes possible. Also, since the optical element is mounted while covering the through-hole with a translucent resin film and supporting the surface of the translucent resin film on the side opposite to the mounting surface of the optical element with a jig, The light-transmitting resin film is not damaged even by impact or impact, and an optical communication module can be formed with high yield. In addition, as a support member that supports the translucent resin film when mounting the optical element, a jig that has been formed in advance for use is used instead of an auxiliary agent that is temporarily filled. Can be reduced. Furthermore, since most of the assembly steps of the optical communication module can be batch-processed on one substrate, it is possible to manufacture a large number of inexpensive optical communication modules with high yield.
[0029]
It is preferable that the method further includes a step of fixing the jig to the substrate after the step of inserting the jig into the through hole. By fixing the jig to the substrate, it is possible to prevent the translucent resin film from being damaged due to the deviation of the jig.
[0030]
Before or after the step of removing the support member or the jig, the substrate may further include a step of fragmenting the substrate so as to include the unit substrate region and the extension region. Since most of the assembly steps of the optical communication module are batch-processed on one substrate, and then are diced into small pieces, a large number of modules can be manufactured in a simple process. In addition, when removing the support member or jig after cutting the substrate, there is no need to provide a separate step for preventing contamination of the through-holes with water, oil, etc. when cutting the substrate, so the manufacturing process can be simplified. It is possible to reduce the manufacturing cost. In addition, when the substrate is cut after the step of removing the support member or jig, the support member or jig can be removed at a time, so that the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. It becomes possible.
[0031]
In the method for manufacturing an optical communication module of the present invention, a unit substrate having one or a plurality of through holes is inserted into a through-hole through a jig in which one or a plurality of convex portions are formed on a mounting surface. A translucent resin film is formed on the unit substrate region on the upper surface of the unit substrate and on the extended region on the upper surface of the auxiliary substrate. Forming a wiring film on the translucent resin film, forming a wiring film on the through-hole in the unit substrate region or in the vicinity of the through-hole to the extension region, and on the translucent resin film An optical element is disposed in a portion corresponding to the through-hole of the substrate, and a step of connecting the optical element to the wiring film, a translucent resin film extending from the unit substrate region to the extension region, the wiring film, and the optical element include: The formed unit substrate is separated from the jig and the auxiliary substrate. It is characterized in that it comprises the that step.
[0032]
According to such a configuration, since the translucent resin film formed integrally with the connection portion can be formed, it is not necessary to prepare a separate external connection portion when connecting to an external circuit, and a simple process With this, connection to an external circuit becomes possible. Also, since the optical element is mounted while covering the through-hole with a translucent resin film and supporting the surface of the translucent resin film on the side opposite to the mounting surface of the optical element with a jig, The light-transmitting resin film is not damaged even by impact or impact, and an optical communication module can be formed with high yield. Also, as a support member that supports the translucent resin film when mounting the optical element, it is possible to use it repeatedly because it uses a jig that has been formed in advance to use it rather than an auxiliary agent that is temporarily filled. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. In addition, since each of the protrusions of the jig is attached with a substrate that has been fragmented in advance and later removed, there is no need for a substrate fragmentation process. Also, when the substrate is fragmented, between the projections of the jig Since it is not necessary to cut the fixed portion, the manufacturing process can be simplified, and the jig can be used repeatedly, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, when a plurality of unit substrates are used, most of the assembly process of the optical communication module can be batch-processed using a single jig, so a large number of optical communication modules can be manufactured in a simple process. It is also possible to do.
[0033]
It is preferable that the auxiliary substrate is substantially flush with the unit substrate. The auxiliary substrate fills the gap between the unit substrates and fixes the unit substrates. However, the auxiliary substrate should be the same as the unit substrate to form a base for forming the projecting portion of the translucent resin film. Is possible.
[0034]
When there are a plurality of the unit substrates, it is preferable to include a step of cutting the translucent resin film so as to include the unit substrate region and the extension region. According to such a configuration, high-reliability and high-performance optical communication modules can be manufactured in large quantities in a lump.
[0035]
Instead of the step of forming the translucent resin film and the step of forming the wiring film up to the extension region, the extension region outside the unit substrate region from the position on the through hole or in the vicinity of the through hole. It is preferable to include a step of attaching a translucent resin film having a microstrip line formed to the unit substrate region and the extension region on the upper surface of the substrate. According to this configuration, it is possible to simplify the manufacturing process.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0037]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical communication module according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical communication module according to the present embodiment is installed so as to cover the entire through hole 2 on one surface of the substrate 1 having the through hole 2 and the substrate 1, and extends outward from the substrate 1. The translucent resin film 6 having the overhang portion 9 and the optical element 3 are included.
[0038]
A through hole 2 into which an optical fiber (not shown) can be inserted and removed is formed in the substrate 1. The through hole 2 may have any shape that can fix the optical fiber, and preferably has a shape that does not cause a substantial gap between the optical fiber and the optical fiber when the optical fiber is inserted. When a ferrule or sleeve is connected to the optical fiber (see 15 in FIG. 4 and 16 in FIG. 5), the ferrule or sleeve can be fixed, and a gap is generated when the ferrule or sleeve is inserted. It is preferable that the shape is not. As the substrate 1, for example, a conductive material (conductor) such as stainless steel, aluminum, or copper, or a nonconductive material such as resin or ceramics can be used. In the case of forming a microstrip line capable of high-speed driving on the substrate 1, if the substrate 1 is a conductor, the substrate 1 can be used as a ground potential, and a layer used for the ground potential need not be provided separately. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
[0039]
A translucent resin film 6 is provided on one side of the substrate 1 so as to cover the entire through hole 2 on one side of the substrate 1, and at least one end thereof extends outward from the substrate 1 and is flexible. A flexible overhang portion 9 is formed.
[0040]
On the translucent resin film 6, the optical element 3 is placed at a position corresponding to the through hole 2 so that the light emitting part or the light receiving part 4 faces the through hole 2. The light emitting part or the light receiving part 4 of the optical element 3 and the optical fiber are optically coupled via the translucent resin film 6. The translucent resin film 6 can be formed from, for example, a resin that transmits light, such as polyimide or epoxy resin. From the viewpoint of good light transmission, flexibility and easy handling, a polyimide film is preferred.
[0041]
A wiring film 7 using a metal conductor such as copper is formed on the translucent resin film 6. The wiring film 7 extends at least from the position on the through hole 2 or in the vicinity of the through hole 2 to the overhanging portion 9, and an external circuit for controlling the driving of the optical element 3, for example, on the overhanging portion 9. The connection terminal for connecting with may be formed. In order to cope with the high-speed operation of the optical element 3, it is preferable to configure a microstrip line suitable for high-frequency signal transmission including the translucent resin film 6 and the wiring film 7. Details of this case will be described later.
[0042]
The optical element 3 such as a light emitting element such as a VCSEL or a light receiving element such as a PD is connected to the wiring film 7 on or near the through hole 2. Specifically, for example, the optical element 3 is connected and formed on the through hole 2 by flip chip bonding so that the light emitting part or the light receiving part 4 faces the through hole 2. For example, when a light emitting element is used as the optical element 3, if a surface emitting laser such as a VCSEL is used, the optical element 3 can be reduced in size, and a compact light transmission module with little optical loss can be provided. In the present embodiment, the optical element 3 and the optical fiber are positioned and mounted with reference to the through hole. Therefore, when the optical fiber is inserted into the through hole, it is possible to provide an optical communication module with high positional accuracy as compared with the case where a conventional can package is used. On the light emitting part or the light receiving part 4 of the optical element 3, a micro lens may be formed by an ink jet method.
[0043]
The optical element 3 is provided on the through-hole 2 via the translucent resin film 6 and the wiring film 7, and the bump 5 that is a connection portion between the optical element 3 and the wiring film 7 is formed on the through-hole 2. It is installed to be located in. The entire optical element 3 is sealed with a sealing material 8. When a microlens is formed on the light emitting part or the light receiving part 4, a sealing material 8 is filled between the optical element 3 and the translucent resin film 6 in order to function as a lens. do not do. Moreover, an underfill agent (not shown) may be filled between the optical element 3 and the translucent resin film 6 as necessary.
[0044]
Next, the case where a microstrip line is configured including the translucent resin film 6 and the wiring film 7 will be described in detail. In this case, a conductor layer (see 10 in FIG. 2) to be connected to the ground potential is formed on the other surface side of the translucent resin film 6. The conductor layer 10 may be made of, for example, a metal such as stainless steel, aluminum, or copper. Such a conductor layer 10 is formed leaving a portion to be a light transmission portion. This is to avoid shielding the signal light by the conductive film or reducing the transmittance. In addition, when using transparent electrodes, such as an indium tin oxide (ITO), you may form covering the site | part used as a light transmissive part. By forming the microstrip line in this way, it is possible to prevent transmission loss in a high frequency range. When the substrate 1 is a conductor, a microstrip line may be formed with the substrate 1 as a ground potential instead of the conductor layer 10. Since the conductor layer 10 becomes unnecessary, the structure can be simplified and the manufacturing process can be simplified.
[0045]
When the microstrip line is formed on both surfaces of the translucent resin film 6, the value of the characteristic impedance of the microstrip line can be set using the film thickness of the translucent resin film.
[0046]
Specifically, the characteristic impedance Z of the microstrip line 0 (Ω) is B (mm) for the line width of the transmission line, C (mm) for the line thickness, H (mm) for the distance between the transmission line and the ground, and the translucent resin film 6 functioning as a dielectric layer. When the relative dielectric constant is εr, the following equation is obtained.
[0047]
Z 0 = (87 / (εr + 1.41) 1/2 ) × ln (5.98H / (0.8B + C))
Here, for example, when the input impedance of the optical element 3 is 50Ω, for example, the characteristic impedance of the microstrip line is also set to 50Ω, which is the same as the input impedance of the optical element 3, thereby achieving impedance matching and preventing signal attenuation. Is possible. For example, when polyimide (relative permittivity is 3.4) is used as the translucent resin film 6, from the above formula, for example, when H = 0.05, B = 0.09, and C = 0.012. The impedance of the microstrip line is about 50Ω. Therefore, a microstrip line matched with the input impedance of the optical element 3 can be formed by this dimension.
[0048]
In the present embodiment, the number of through holes 2 for inserting an optical fiber is one, but it may have a plurality of through holes. By having a plurality of through holes, an optical communication module compatible with a multi-channel system or a transmission / reception integrated optical communication module can be provided.
[0049]
According to the above configuration, a part of the translucent resin film serves as a connection portion, so that it is not necessary to separately provide an external connection portion, and connection with an external circuit can be easily performed. Further, by forming the microstrip line of the translucent resin film, the characteristic impedance can be matched by the thickness of the translucent resin film, and the transmission loss in the high frequency region can be reduced. In addition, a light-transmitting resin film that covers the through hole is formed on one surface of the substrate, and the optical element is sealed in order to form a sealing material for sealing the optical element on the light-transmitting resin film. In this state, the optical fiber can be inserted and removed, so that a highly reliable optical communication module can be obtained. Furthermore, since the optical element is formed on the translucent resin film, even when the diameter of the through hole for inserting the optical fiber is large, it is not necessary to enlarge the optical element in accordance with the diameter of the through hole. Since a small optical element can be mounted, the cost of the optical communication module can be reduced. In addition, since the optical element is positioned and placed on the translucent resin film and then fixed with a sealing material, an accurate optical communication module can be provided.
[0050]
Such an optical communication module may be used in an optical communication device. Such an optical communication device can be used for various electronic devices that perform information communication with an external device or the like using light as a transmission medium, such as a personal computer or a PDA (portable information terminal device). .
[0051]
3 to 5 show various aspects of the optical communication apparatus when an optical fiber is inserted into the optical communication module according to the present embodiment and connected to an external circuit. 3 to 5, the same reference numerals as those in FIG.
[0052]
FIG. 3 is a diagram for explaining an optical communication device including the optical communication module of the present embodiment, the optical fiber 11, and the external substrate 12.
[0053]
As shown in FIG. 3, in the optical communication module of the present embodiment, the substrate 1 is bonded to the external substrate 12 on which the external circuit 14 that controls the driving of the optical element 3 is provided. A flexible overhanging portion 9 of a translucent resin film 6 provided on 1 is bent and installed on an external substrate 12. A wiring film 7 is formed on the translucent resin film 6, and a connection terminal may be formed at the end of the wiring film 7 on the overhanging portion 9 of the translucent resin film 6. The connection between the overhanging portion 9 as the connecting portion and the external circuit 14 on the external substrate 12 is performed by, for example, soldering, wire bonding, metal film bonding, adhesion with a conductive adhesive, screw fastening, or the like. Further, a connector into which the overhanging portion 9 of the translucent resin film 6 can be inserted may be formed on the external substrate, and the overhanging portion 9 as a connection terminal may be attached to the connector for insertion connection.
[0054]
The optical element 3 is connected to the wiring film 7 on the translucent resin film 6 through, for example, solder bumps 5 as connection portions. The wiring film 7 is connected to the external circuit 14 provided on the external substrate 12 at the overhang portion 9 by, for example, solder 13. The driving of the optical element 3 is controlled by the external circuit 14 provided by the external substrate 12.
[0055]
FIG. 4 shows an example in which the optical fiber 11 with the ferrule 15 attached is inserted into the through hole 2 of the substrate 1.
[0056]
In the figure, the microstrip line is formed by forming the wiring film 7 on the surface of the translucent resin film 6 and the conductor layer 10 on the back surface. The external circuit 14 on the external substrate 14 and the microstrip line are connected by solder 13. The external substrate may be composed of a plurality of laminated films including, for example, the conductor layer 18 and is connected to the conductor layer 10 formed on the back surface of the translucent resin film 6 via, for example, a through hole. ing. In order to match the impedance of the microstrip line provided on the translucent resin film, the distance between the external circuit 14 provided on the external substrate and the conductor layer 18 is preferably adjusted as appropriate. The conductor layer 18 may be formed on the back surface of the external substrate 14.
[0057]
FIG. 5 shows an example in which the optical fiber 11 to which the sleeve 16 is attached is inserted into the through hole 2 of the substrate 1.
[0058]
When the optical element 3 is a light emitting element, the beam 20 emitted from the light emitting element 3 a is collected by the lens 17 formed at the upper end of the sleeve 16 and enters the core 11 b of the optical fiber 11.
[0059]
As shown in FIGS. 4 and 5, according to this embodiment, even when the size of the through hole 2 formed in the substrate 1 is formed in accordance with the diameter of the ferrule or the sleeve, the translucent resin film is used. 6, it is possible to install the optical element 3 smaller than the through hole 2. Therefore, the optical element 3 can be downsized, and the cost of the optical communication device can be reduced.
[0060]
6A to 6G are process diagrams for explaining a method for manufacturing an optical communication module according to the present embodiment. Below, the manufacturing method of the optical communication module which concerns on this embodiment is demonstrated, referring the same figure.
[0061]
First, a substrate 101 having one or a plurality of, for example, round through holes 2 into which an optical fiber can be inserted is prepared (FIG. 1A). The through-hole 2 is such that when an optical fiber or an insert such as a ferrule connected to the optical fiber is inserted, the through hole 2 has a size that does not substantially cause a gap between the optical element and the optical fiber. It is preferable from the viewpoint of position adjustment. The substrate 101 is a region including a unit substrate region x corresponding to a part constituting one optical communication module and an extended region y used as a base for forming the projecting portion 9 of the translucent resin film. Is formed so as to have one or a plurality of through holes 2 in the unit substrate region x. The substrate 101 is preferably made of a conductive material such as stainless steel, aluminum, or copper. In order to support high-speed driving, it is preferable to form a microstrip line on the substrate. When a conductor is used for the substrate 101, the substrate 101 can be used as a ground (ground) potential. It is. Note that a non-conductive member such as resin or ceramics can be used for the substrate 101. In this case, for example, by forming a conductor layer on the surface of the substrate 101 by attaching a metal foil, sputtering, or the like, this conductor layer can be set to the ground potential.
[0062]
The through hole 2 is filled with an auxiliary agent ((c) in the figure). Here, as the auxiliary agent, after filling, the translucent resin film 106 is used so that the translucent resin film 106 is not damaged when the optical element is placed on the translucent resin film 106 to be formed later. Anything that can be supported is acceptable. As such an auxiliary agent, a curable resin such as a photocurable resin or a thermosetting resin can be used. For example, a thermosetting resin such as an epoxy resin can be used. Note that, since the support member 103 is removed in the subsequent step (g), the material of the auxiliary agent forming the support member 103 is a material that hardly adheres to the substrate 101 and the translucent resin film 106. Is more preferable. Specifically, a thermosetting resin such as an epoxy resin is filled in the through holes 2 and then cured by heating to form the support member 103. When filling the auxiliary agent, a flat plate or a container having a flat bottom may be installed on the side of the substrate 101 opposite to the side where the auxiliary agent is filled. By using such a plate or container, the tip of the support member 103 that supports the translucent resin film 106 can be flattened.
[0063]
At this time, the film 104 is formed on the surface of the substrate 101 opposite to the side where the plate or the container is installed by using the same curable resin as that used as the auxiliary agent. Note that the film 104 provided over the substrate 101 may be formed using the same curable resin as that of the support member 103 or a different resin. The support member 103 and the membrane 104 may be formed at the same time, or may be performed in separate steps. From the viewpoint that it is easy to remove the auxiliary agent filled in the through holes 2, it is preferable that the membrane 104 is integrally formed of the same material.
[0064]
A translucent resin is formed on the surface of the substrate 101 where the tip of the support member 103 is exposed, and a translucent resin film 106 is formed. On the translucent resin film 106, for example, copper or the like is formed. The wiring film 7 is formed by forming the conductor film on one surface by sputtering or attaching a copper foil. Thereafter, patterning may be performed by a photolithography process and an etching process to form a wiring pattern ((c) in the figure).
[0065]
The wiring film 7 is formed at least from the position on or near the through hole 2 to the overhanging portion 9.
[0066]
The material of the translucent resin film 106 is not particularly limited as long as it is a resin that transmits light. For example, polyimide, epoxy resin, or the like can be used. In the case of using polyimide, for example, it can be formed by applying a predetermined monomer to a predetermined thickness, heat-polymerizing and curing. Note that the surface of the substrate 101 may be planarized by polishing or the like as necessary before forming the translucent resin film 106. By performing such a treatment, the surface of the formed translucent resin film 106 can be flattened, and irregular reflection of light can be prevented.
[0067]
Such a wiring film 7 is preferably a microstrip line. For example, when a conductor such as stainless steel is used as the substrate 101, a microstrip line with the substrate 101 as a reference potential (ground potential) can be formed. By using the microstrip line, impedance matching can be achieved and transmission loss in the high frequency range can be prevented, so that a transmission path in the high frequency range can be secured. Note that a microstrip line having the conductor layer as a ground potential may be formed by providing a conductor layer between the substrate 101 and the translucent resin film 106 by, for example, attaching a metal foil or sputtering. Good.
[0068]
Next, the optical element 3 is mounted on the substrate 101 on which the wiring film 7 is formed ((d) in the figure). For example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) as the optical element 3 is bonded to the wiring film 7 on the substrate 101 by, for example, flip chip bonding. In FIG. 4D, the optical element 3 is subjected to bump processing with solder bumps 5 as connection portions.
[0069]
In the steps (c) and (d), the alignment adjustment when the wiring film 7 is formed and the optical element 3 is mounted is performed using the through hole 2 provided in the substrate 101 as a reference. Since the position adjustment of the optical fiber is performed by fixing it to the through hole 2, the optical axis between the optical fiber and the optical element can be easily adjusted by mounting the optical element 3 with the through hole 2 as a reference. Is possible. In addition, when a light emitting element such as a VCSEL is used as the optical element 3, a drive circuit (for example, a laser driver) for driving the light emitting element may be simultaneously mounted as necessary. In this embodiment, since the through hole 2 is filled with the auxiliary agent as described above, the translucent resin film 106 is fixed by the support member 103 formed of the auxiliary agent. During mounting, the resin film can be prevented from being deformed or damaged, and the optical element 3 can be reliably placed on the through hole 2 through the translucent resin film 106. It becomes.
[0070]
Furthermore, a transparent underfill agent (not shown) may be infiltrated between the optical element 3 and the translucent resin film 106 mounted as described above and cured. Thereafter, the entire optical element 3 is sealed with a sealing material 8 such as an epoxy resin. The underfill agent is not particularly limited, but a material having a refractive index substantially equal to that of the translucent resin film 106 is used from the viewpoint that reflection at the interface of the translucent resin film 106 can be prevented. It is preferable. Therefore, for example, when polyimide is used for the translucent resin film 106, a translucent epoxy resin having a refractive index close to that of polyimide can be used as the underfill agent.
[0071]
The substrate 101 on which the optical element 3 thus sealed is mounted is cut into a small piece by vertically and horizontally using, for example, a dicer or the like (FIG. 5E). At this time, one small piece is cut so as to include the unit substrate region x and the extended region y.
[0072]
A portion corresponding to the extension region y is cut out from each substrate 1 made into small pieces from the substrate 1 by means of, for example, (dicing, laser, etc. (f) in the figure).
[0073]
The support member 105 in which the support member 103 and the film 104 are integrated is removed from the substrate 1 ((g) in the figure).
[0074]
In this embodiment, the support 105 is removed after the substrate 101 is cut from the viewpoint of preventing contamination due to dust, oil, etc. generated at the time of cutting. However, when other measures for preventing contamination are taken. The support 105 may be removed before the substrate 101 is cut. When the substrate is cut after the process of removing the support tool 105, the support tool 105 can be pulled out at a time, so that the manufacturing process can be simplified and the support tool 105 can be reused. It is possible to reduce the manufacturing cost.
[0075]
In the above example, a VCSEL is used as the light emitting element, but an edge emitting laser or the like may be used. Further, a light receiving element such as a photodiode may be mounted instead of the light emitting element, and in this case, an optical receiving module is obtained.
[0076]
In the step (c), the translucent resin film 106 is formed by coating a translucent resin. Instead of coating, a film such as a polyimide film is attached as a translucent resin film. May be attached. In addition, a film in which the wiring film 7 is formed on at least one surface may be attached in advance. In particular, when a flexible substrate (FPC: flexible printed circuits) such as a polyimide film having microstrip lines formed on both surfaces is used, This is preferable because the manufacturing process can be further simplified. In this case, since the portion 110 corresponding to the extended region y of the substrate 1 is removed in the subsequent step (f), the film is bonded only to the portion corresponding to the unit substrate region x in order to simplify the manufacturing process. It is preferable to do.
[0077]
Further, in the step (e), fragmentation is performed so that one substrate 1 is provided with one through hole 2, but one substrate 1 may be provided with a plurality of through holes 2. By forming a substrate having a plurality of through holes 2, an optical communication module compatible with a multi-channel system or a transmission / reception integrated optical communication module can be provided.
[0078]
According to the above configuration, by removing the extended region y portion from the substrate 1 including the unit substrate region x and the extended region y as a unit, a connecting portion that can be easily connected to the external substrate in a simple process is integrated. An optical communication module can be provided. In addition, since the through hole 2 is filled with an auxiliary agent (curable resin) and the translucent resin film 106 (or 6) is fixed, the optical element 3 smaller than the diameter of the through hole 2 is formed on the through hole 2. Therefore, it is possible to provide an inexpensive optical communication module. Further, since the translucent resin film 106 (or 6) can be supported from the back surface by the support member 103 when the optical element 3 is placed, the thin translucent resin film 106 (or 6) is used. Even in this case, it is possible to prevent the light-transmitting resin film 106 (or 6) from being distorted or damaged. Therefore, it becomes possible to provide an optical communication module with a high yield. Furthermore, since a large amount of optical communication modules can be formed at a time, the manufacturing cost can be reduced.
[0079]
7A to 7G are process diagrams for explaining a manufacturing method according to another process of the optical communication module according to the present embodiment. In the manufacturing method illustrated in FIG. 6, the through hole 2 is filled with an auxiliary agent and the support member 103 is formed to support the translucent resin film 106 (or 6) when the optical element 3 is mounted. . On the other hand, in the manufacturing method illustrated in FIG. 7, instead of filling the through hole 2 with the auxiliary agent, the jig 123 is inserted, so that the translucent resin film 106 (or 6) when the optical element 3 is mounted. ) Is different in terms of supporting.
[0080]
Hereinafter, each step will be described with reference to FIG. In the figure, components having substantially the same functions as those in FIG.
[0081]
First, as in the step (a) of FIG. 6, a substrate 101 is prepared which can insert an insert such as an optical fiber and has one or a plurality of, for example, round through holes 2 in the unit substrate region x (see FIG. 6). (A)).
[0082]
A jig 123 that fits into the through hole 2 is inserted into the through hole 2 ((b) in the figure). It is preferable to use a jig 123 longer than the height of the through-hole 2 from the viewpoint that it is easy to remove in the subsequent process. The jig 123 is inserted into the substrate 101 so that the front end of the jig 123 and one surface of the substrate 101 are located on substantially the same plane. The material of the jig 123 is not particularly limited, but is removed after the optical element 3 is placed on the translucent resin film 106, so that it can be easily pulled out from the substrate 101, and the translucent resin Those which are easily peeled off from the film 106 are preferable, for example, those made of metal are preferable. Alternatively, the tip of the jig 123 protruding downward from the through hole 2 may be fixed with a curable resin similar to the auxiliary agent used in the step of FIG. Good. Note that the film 104 is preferably formed to have a thickness equal to or greater than the protruding tip of the jig 123. This is because if the tip of the jig 123 protrudes from the substrate 101, the jig 123 may penetrate through the translucent resin film 106 when a load is applied to the substrate 101.
[0083]
In addition, about the process (c)-(g) of FIG. 7, it can carry out by the process similar to (c)-(g) of FIG.
[0084]
According to the above configuration, the same effect as that of the manufacturing method shown in FIG. 4 can be obtained, and in order to support the translucent resin film 106, the reusable jig 123 that can be fitted into the through hole is provided. Since it is used, the cost of the optical communication module can be reduced.
[0085]
FIGS. 8A to 8G show a method for manufacturing the optical communication module according to this embodiment according to still another process. In the figure, components having substantially the same functions as those in FIG.
[0086]
A jig 120 having a structure in which a plurality of, for example, cylindrical protrusions 120a regularly and vertically aligned on a mounting plate as shown in FIG. A plurality of substrates 1 (unit substrates) having one or a plurality of through-holes are fitted into the respective convex portions 120a of the jig 120 (FIG. 5B).
[0087]
An auxiliary substrate 121 is provided in a gap (gap) between the substrates 1 on the jig 120 (FIG. 3C). The auxiliary substrate 121 may be prepared in advance with a member having a size that can match the interval between the substrates 1 and placed in the gap between the substrates 1. Further, the jig 120 is accommodated in a mold that can accommodate the jig 120 on which a plurality of substrates 1 are installed, and a gap between the substrates 1 is filled with a curable resin (for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin) and heated. A cured substrate may be used as the auxiliary substrate 121. When a cured resin is used as the auxiliary substrate 121, the surface may be polished so that the cured resin and the substrate 1 are flush with each other after the resin is cured. Moreover, you may perform washing | cleaning operation as needed after surface polishing. Note that the resin 121 that fills the gap between the substrates 1 is preferably one that can be easily peeled off from the substrate 1 and the translucent resin film 106 (or 6). In the subsequent step (g), when each substrate 1 is removed from the jig 120, the substrate 1 can be easily peeled off from the auxiliary substrate 121 (cured resin) without any special operation. It can be simplified.
[0088]
Thereafter, similarly to the steps (c) to (d) of FIG. 6, the translucent resin film 106 and the wiring film 7 are formed, the optical element 3 is mounted, and sealed with the sealing material 8 (FIG. 6). (D) to (e)).
[0089]
The translucent resin film 106 is cut into a size that includes regions corresponding to the unit substrate region x and the extended region y by, for example, laser or dicing (FIG. 5F), and the completed optical communication module Is removed from the jig 120 ((g) in the figure). In the step (g), when the peelability between the substrate 1 or the translucent resin film 6 and the auxiliary substrate 121 is not good, the auxiliary substrate 121 is cut by dicing, laser, etc. It may be removed from the light-sensitive resin film 6.
[0090]
In addition, when the board | substrate 1 and the auxiliary | assistant board | substrate 121 are used as the base which forms the translucent resin film 6, it is preferable that the upper surface (surface) of the board | substrate 1 and the auxiliary | assistant board | substrate 121 is formed flush | planar. However, for example, when a film is attached instead of the translucent resin film, the substrate 1 and the auxiliary substrate 121 may not be formed flush with each other.
[0091]
According to the above manufacturing method, the same effect as the manufacturing method shown in FIG. 6 can be obtained, and it can be repeatedly used without cutting the mounting plate of the jig 120, and can be used in a large amount in a simple process. Since the optical communication module can be manufactured, the manufacturing cost can be reduced.
[0092]
In addition, this invention is not limited to the content of embodiment mentioned above, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an optical communication module according to the present embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the optical communication module according to the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of the optical communication apparatus of the present embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the optical communication apparatus of the present embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the optical communication apparatus according to the present embodiment.
FIG. 6 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the optical communication module according to the present embodiment.
FIG. 7 is a process diagram for explaining a manufacturing method according to another process of the optical communication module according to the present embodiment.
FIG. 8 is a process diagram for explaining a manufacturing method of still another process of the optical communication module according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Through-hole, 3 ... Optical element, 4 ... Light emission part or light-receiving part, 5 ... Connection part (bump), 6 ... Translucent resin film, 7 ... Wiring film, 8 ... Sealing material, 9 ... Overhang, 10 ... Conductor layer

Claims (13)

光ファイバを挿脱可能な貫通孔を有する基板と、
前記基板の片面に前記貫通孔全体を覆うように設置され、前記基板から外方に延在する張出し部を有する透光性樹脂膜と、
前記透光性樹脂膜の少なくとも片面の、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記張出し部に至るまで配置される配線膜と、
前記配線膜に接続され、前記貫通孔上に前記透光性樹脂膜を介して設置される光素子と、
を含み、前記透光性樹脂膜の張出し部に外部回路との接続部が形成される、光通信モジュール。A substrate having a through-hole through which an optical fiber can be inserted and removed;
A translucent resin film that is installed on one side of the substrate so as to cover the entire through-hole and has an overhang extending outward from the substrate;
A wiring film disposed from the position on the through-hole or in the vicinity of the through-hole to the projecting portion on at least one surface of the translucent resin film;
An optical element connected to the wiring film and installed on the through hole via the translucent resin film;
An optical communication module, wherein a connecting portion with an external circuit is formed on the projecting portion of the translucent resin film. 光ファイバを挿脱可能な貫通孔を有する基板と、
前記基板の片面に前記貫通孔全体を覆うように設置され、前記基板から外方に延在する張出し部を有する透光性樹脂膜と、
前記透光性樹脂膜の両面の、少なくとも、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記張出し部に至るまで形成されるマイクロストリップラインと、
前記マイクロストリップラインに接続され、前記貫通孔上に前記透光性樹脂膜を介して設置される光素子と、
を含み、前記透光性樹脂膜の張出し部に外部回路との接続部が形成される、光通信モジュール。A substrate having a through-hole through which an optical fiber can be inserted and removed;
A translucent resin film that is installed on one side of the substrate so as to cover the entire through-hole and has an overhang extending outward from the substrate;
Microstrip lines formed on both sides of the translucent resin film, at least from the position on the through hole or in the vicinity of the through hole to the overhanging portion,
An optical element connected to the microstrip line and installed on the through hole via the translucent resin film;
An optical communication module, wherein a connecting portion with an external circuit is formed on the projecting portion of the translucent resin film. 前記透光性樹脂膜の膜厚を利用して、前記マイクロストリップラインの特性インピーダンスの値を設定する、請求項１又は請求項２に記載の光通信モジュール。The optical communication module according to claim 1, wherein a characteristic impedance value of the microstrip line is set using a film thickness of the translucent resin film. 前記基板を導体として前記マイクロストリップラインの一方の配線を兼ねるようにした、請求項２又は請求項３に記載の光通信モジュール。The optical communication module according to claim 2 or 3, wherein the substrate is used as a conductor and also serves as one wiring of the microstrip line. 前記透光性樹脂膜がポリイミド膜であり、前記光素子が面発光レーザである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光通信モジュール。The optical communication module according to claim 1, wherein the translucent resin film is a polyimide film and the optical element is a surface emitting laser. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光通信モジュールを含む、光通信装置。An optical communication device comprising the optical communication module according to claim 1. 一又は複数の貫通孔を単位基板領域に有し、該単位基板領域の外方に延長領域を有する基板の該貫通孔に、該貫通孔を埋める補助剤を充填し、硬化させて支持部材を形成する工程と、
前記基板上面の単位基板領域及び前記延長領域に透光性樹脂膜を形成する工程と、
前記透光性樹脂膜上に、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記延長領域に至るまで配線膜を形成する工程と、
前記透光性樹脂膜上の前記貫通孔に対応する部位に光素子を配置して、該光素子を前記配線膜に接続する工程と、
前記基板から、該基板の前記延長領域に該当する部分を取除き、外方に延在する前記透光性樹脂膜、前記配線膜及び前記光素子が形成された単位基板を得る工程と、
前記単位基板から、前記支持部材を取除く工程と、
を含む、光通信モジュールの製造方法。A support member is formed by filling one or a plurality of through holes in the unit substrate region, filling the through holes of the substrate having an extension region outside the unit substrate region with an auxiliary agent filling the through holes, and curing the auxiliary agent. Forming, and
Forming a translucent resin film in the unit substrate region and the extension region on the upper surface of the substrate;
Forming a wiring film on the translucent resin film from the position on the through hole or in the vicinity of the through hole to the extended region;
Placing an optical element at a site corresponding to the through hole on the translucent resin film, and connecting the optical element to the wiring film;
Removing a portion corresponding to the extended region of the substrate from the substrate and obtaining a unit substrate on which the translucent resin film, the wiring film, and the optical element extending outward are formed;
Removing the support member from the unit substrate;
A method for manufacturing an optical communication module. 単位基板領域に一又は複数の貫通孔を有し、該単位基板領域の外方に延長領域を有する基板の該貫通孔に、該貫通孔に嵌合する冶具を挿入する工程と、
前記基板上面の単位基板領域及び前記延長領域に透光性樹脂膜を形成する工程と、
前記透光性樹脂膜上に、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記延長領域に至るまで配線膜を形成する工程と、
前記透光性樹脂膜上の前記貫通孔に対応する部位に光素子を配置して、前記光素子を前記配線膜に接続する工程と、
前記基板から、該基板の前記延長領域に該当する部分を取除き、外方に延在する前記透光性樹脂膜、前記配線膜及び前記光素子が形成された単位基板を得る工程と、
前記単位基板から、前記冶具を取除く工程と、
を含む、光通信モジュールの製造方法。Inserting a jig that fits into the through hole into the through hole of the substrate having one or a plurality of through holes in the unit substrate region and having an extension region outside the unit substrate region;
Forming a translucent resin film in the unit substrate region and the extension region on the upper surface of the substrate;
Forming a wiring film on the translucent resin film from the position on the through hole or in the vicinity of the through hole to the extended region;
Placing an optical element at a site corresponding to the through hole on the translucent resin film, and connecting the optical element to the wiring film;
Removing a portion corresponding to the extended region of the substrate from the substrate and obtaining a unit substrate on which the translucent resin film, the wiring film, and the optical element extending outward are formed;
Removing the jig from the unit substrate;
A method for manufacturing an optical communication module. 前記貫通孔に冶具を挿入する工程の後に、さらに、前記冶具を前記基板に固定する工程を含む、請求項８に記載の光通信モジュールの製造方法。The method for manufacturing an optical communication module according to claim 8, further comprising a step of fixing the jig to the substrate after the step of inserting the jig into the through hole. 前記支持部材又は前記冶具を取除く工程の前又は後に、さらに、前記基板を、前記単位基板領域と前記延長領域とを含むように小片化する工程を含む、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の光通信モジュールの製造方法。10. The method according to claim 7, further comprising a step of dividing the substrate into pieces so as to include the unit substrate region and the extension region before or after the step of removing the support member or the jig. The manufacturing method of the optical communication module of description. 一又は複数の貫通孔を有する単位基板を、載置面上に一又は複数の凸部を形成した治具に前記凸部を前記貫通孔に挿通させて配置する工程と、
前記単位基板の外周の前記載置面上に補助基板を配置する工程と、
前記単位基板上面の単位基板領域及び前記補助基板上面の延長領域に透光性樹脂膜を成膜する工程と、
前記透光性樹脂膜上に前記単位基板領域の前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記延長領域に至る配線膜を形成する工程と、
前記透光性樹脂膜上の前記貫通孔に対応する部分に光素子を配置し、これを前記配線膜に接続する工程と、
前記単位基板領域から前記延長領域に渡る透光性樹脂膜、前記配線膜及び前記光素子が形成された単位基板を前記治具及び前記補助基板上から分離する工程と、
を含む、光通信モジュールの製造方法。A step of disposing a unit substrate having one or a plurality of through-holes by inserting the convex portions through the through-holes in a jig in which one or a plurality of convex portions are formed on the mounting surface;
Arranging an auxiliary substrate on the mounting surface of the outer periphery of the unit substrate;
Forming a translucent resin film on a unit substrate region on the unit substrate upper surface and an extension region on the auxiliary substrate upper surface;
Forming a wiring film on the translucent resin film from the position on the through hole in the unit substrate region or in the vicinity of the through hole to the extended region;
Placing an optical element in a portion corresponding to the through hole on the translucent resin film, and connecting it to the wiring film;
Separating the unit substrate on which the translucent resin film, the wiring film, and the optical element from the unit substrate region to the extension region are formed on the jig and the auxiliary substrate;
A method for manufacturing an optical communication module. 前記単位基板が複数ある場合に、前記透光性樹脂膜を、前記単位基板領域と前記延長領域とを含むように切断する工程を含む、請求項１１に記載の光通信モジュールの製造方法。The method of manufacturing an optical communication module according to claim 11, comprising a step of cutting the translucent resin film so as to include the unit substrate region and the extension region when there are a plurality of the unit substrates. 前記透光性樹脂膜を形成する工程、及び前記配線膜を形成する工程の代わりに、前記貫通孔上又は前記貫通孔近傍の位置から前記単位基板領域の外方の延長領域に至るまでマイクロストリップラインが形成された透光性樹脂膜を前記基板上面の単位基板領域及び前記延長領域に取付ける工程を含む、請求項７乃至９、１１及び１２のいずれか１項に記載の光通信モジュールの製造方法。Instead of the step of forming the translucent resin film and the step of forming the wiring film, a microstrip is performed from the position on the through hole or in the vicinity of the through hole to the extended region outside the unit substrate region. The manufacturing of an optical communication module according to any one of claims 7 to 9, 11 and 12, comprising a step of attaching a translucent resin film in which a line is formed to the unit substrate region and the extension region on the upper surface of the substrate. Method.
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