JP4115872B2

JP4115872B2 - Optical module mounting member, optical module, and optical module manufacturing method

Info

Publication number: JP4115872B2
Application number: JP2003108893A
Authority: JP
Inventors: 磨紀子横山; 利貞関口; 幸一郎増子; 英行細谷
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2023-04-14
Also published as: JP2004317632A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マウント部材に受発光素子と光ファイバが実装された光モジュールのマウント部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光通信分野では、電気信号と光信号との変換手段として、受発光素子を有する光モジュールが用いられている。この光モジュールは、受発光素子と光ファイバとが、その光軸が合うように位置決めされた状態でマウント部材に実装されたものである。
光信号発信型光モジュールは発光素子がマウント部材に実装されたものであり、電気信号が外部の電極から光モジュールの発光素子に送信されると、電気信号に応じた光信号が発光素子から光ファイバへ伝搬される。
また、光信号受信型光モジュールは受光素子がマウント部材に実装されたものであり、光ファイバを伝搬した光信号は光モジュールの受光素子に受信され、受光素子にて電気信号に変換されて外部の電極に出力される。
このように光モジュールによって電気信号と光信号の変換を行うことができる。
【０００３】
従来、光モジュールの製造工程において、マウント部材に受発光素子及び光ファイバを実装する際、例えば発光素子から光ファイバへ光を発信したり又は光ファイバから受光素子へ光を伝搬し、この光をモニタしながら受発光素子と光ファイバとの光軸合わせを行っていた。
近年、前記光モジュールの製造工程において、マウント部材に受発光素子及び光ファイバを実装する際、前記したように光をモニタしながら受発光素子と光ファイバとの光軸合わせを行わずに、機械的な位置決めのみで受発光素子及び光ファイバを実装するパッシブアライメント実装方法が提案されている。このパッシブアライメント実装方法が適用できるようにするためには、光モジュール用マウント部材には、受発光素子及び光ファイバを簡便な作業で精度良く位置決めして固定できるような構造とする必要がある。
例えば、樹脂から構成され、光ファイバの端部に光ファイバと一体化した状態で形成されたマウント部材を用いた光モジュール（特許文献１参照。）や、光ファイバ位置決め用貫通孔が設けられたマウント部材を用いた光モジュール（特許文献２参照。）等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３４７０７２号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４９３０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に開示された光モジュールでは、溶融又は軟化された樹脂を光ファイバの端部に被覆し、この樹脂を硬化させて光モジュール用のマウント部材とする。前記マウント部材のうち、光ファイバの端面側を研磨又は切断することによって、光ファイバ端面を露出でき、かつ受発光素子の実装面を確保できる。このため、発光素子の発光部又は受光素子の受光部が光ファイバの中心軸にくるように、受発光素子と光ファイバを機械的な位置決めのみで接続でき、光モジュールとすることができる。
前記特許文献１に開示されたマウント部材では、光ファイバ端面を露出させるために、この光ファイバの端面側を研磨又は切断する必要がある。
【０００６】
研磨により光ファイバ端面を露出させる場合、用いる樹脂の種類等によって研磨条件を最適化する必要があり、製造工程が煩雑化する。また、研磨作業以外に研磨状態を検査する工程も必要となり、作業工程が多く、製造コストが高くなってしまう。また、光ファイバの端面が受発光素子との接続面となるが、この光ファイバの端面の反射率を低減するために斜めに加工する場合等のように、露出させた光ファイバの端面を加工する場合、更に作業工程が多くなり、製造コストが高くなってしまう。
また、切断により光ファイバ端面を露出させる場合、端面の表面を平滑にするために研磨等を行う必要がある。
更に、マウント部材は光ファイバと一体化しており、この状態でマウント部材に電極パターン等の導電層を形成する必要があり、この導電層の形成工程にて光ファイバが断線する可能性がある。また光ファイバを収納し保護するスペースが必要となり、限られた空間で導電層を形成する作業を行うことが難しい。
【０００７】
また、前記特許文献２にて開示された光モジュールでは、光ファイバ位置決め用貫通孔が設けられたマウント部材が用いられており、この貫通孔に光ファイバを挿入して固定することによって、光ファイバの端面を位置決めして固定できる。更に、特許文献１のように光ファイバ端面を露出させるために、この光ファイバの端面側を研磨又は切断する必要が無く、かつマウント部材に電極パターン等の導電層を形成した後に、光ファイバの実装を行うことができ、特許文献１の光モジュールにみられる問題点を解消できる。
【０００８】
前記特許文献２の光モジュールのように貫通孔が設けられたマウント部材を用いる場合、貫通孔に接着剤を注入して充填し、光ファイバとマウント部材を固定する。
光ファイバが挿入された状態の貫通孔の一方の開口部から接着剤を注入する場合、貫通光の他方の開口部にまで完全に接着剤を行き渡らせることが難しい。
前記特許文献２では、接着剤を貫通孔に充填しやすくするために、貫通孔の孔径を、その一方の開口部から他方の開口部に向かって大きくなるように設けたマウント部材を用い、貫通孔のうち、孔径の大きい他方の開口部側から接着剤を注入する方法も提案されている。
しかし、接着剤の粘性が高い場合、貫通孔と光ファイバとの隙間に完全に接着剤を行き渡らせることが難しい。また、孔径の小さい一方の開口部側にて貫通孔と光ファイバとの隙間が非常に狭い場合、空気が抜けにくく、完全に接着剤を行き渡らせることが難しい。
【０００９】
本発明の目的は、上記した事情に鑑みなされたものであり、光ファイバを位置決めした状態で接着剤にて強固に固定でき、受発光素子に対する光ファイバの端面の位置を常に一定に保つことができる光モジュール用のマウント部材、それを用いた光モジュール及び光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、受発光素子と光ファイバとが、その光軸が合うように位置決めされた状態で実装されるために用いられ、光ファイバ位置決め用貫通孔が設けられた光モジュール用マウント部材であって、前記光ファイバ位置決め用貫通孔は、前面側開口部の孔径よりも背面側開口部の孔径が大きく、前面側に向かって円錐状に先細りになる形状に形成されたテーパ部を有するとともに、前記マウント部材の側面からマウント部材内部にのびて、前記光ファイバ位置決め用貫通孔の側面に繋がるように接着剤注入用開口部が設けられ、該接着剤注入用開口部は前面側開口部に通じており、その長手方向の中央付近にあることを特徴とする光モジュール用マウント部材である。
請求項２に係る発明は、前記接着剤注入用開口部の直径が３００〜８００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール用マウント部材である。
請求項３に係る発明は、前記接着剤注入用開口部が、前記光ファイバ位置決め用貫通孔の前面側開口部を横断するように設けられた条溝であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール用マウント部材である。
請求項４に係る発明は、前記条溝が光モジュール用マウント部材の左側面から右側面にわたって貫通して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール用マウント部材である。
請求項５に係る発明は、前記テーパ部が、前記光ファイバ位置決め用貫通孔を構成する前面側開口部と背面側開口部との中間領域に配されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光モジュール用マウント部材である。
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光モジュール用マウント部材の光ファイバ位置決め用貫通孔に光ファイバが挿入され、接着剤注入用開口部から注入された接着剤により、前面側開口部において光モジュール用マウント部材と光ファイバとが固定されたことを特徴とする光モジュールである。
請求項７に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光モジュール用マウント部材の光ファイバ位置決め用貫通孔に光ファイバを挿入した後、接着剤注入用開口部から接着剤を注入し、前記光モジュール用マウント部材と光ファイバとを固定することを特徴とする光モジュールの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。図１は、本実施形態の光モジュール１の一例を示す斜視図である。また、図２は、図１に示された光モジュール１の断面図であり、（ａ）は図１中ＡＡ線断面図であり、（ｂ）は図１中ＢＢ線断面図である。
光モジュール１は、受発光素子２と光ファイバ３とがマウント部材４に実装されて構成されている。
【００１２】
前記マウント部材４は、矩形状に形成された成形体である。マウント部材４を構成する材料としては、アルミナ，窒化アルミニウム等のセラミックス、ガラス材料、プラスチック等の樹脂等が挙げられる。マウント部材４の形状は、特に限定されないが、立方体や直方体等の矩形状が好ましく、マウント部材４上に実装する受発光素子２等の実装面を確保しやすく、またプリント基板，フィルム状基板（ＦＰＣ：Flexbie Printed Circit）等の電気基板に容易に光モジュール１を設置して固定できる。
【００１３】
前記マウント部材４には、光ファイバ位置決め用貫通孔５が、前面４１（受発光素子が実装される端面）からこの前面４１と対向した位置にある背面４２（光ファイバが挿入される端面）にわたって貫通して形成されている。ここで、マウント部材４の前面４１とは、図１中、受発光素子２が実装されている紙面手前側の面であり、背面４２とは、図１中、前面４１と対向した位置にある紙面奥側の面である。
前記光ファイバ位置決め用貫通孔５には、その背面側開口部５２から光ファイバ３が挿通され、光ファイバ３の端面３１が前面４１近傍に位置した状態で、光ファイバ３とマウント部材４とが接着剤（図示省略）等により固定されており、光ファイバ３の端面３１の中心が光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａ上にくる位置で固定されて位置決めされている。
ここで、光ファイバ３の端面部の被覆層３２は除去され、光ファイバ裸線３３が露出した状態である。
【００１４】
前記光ファイバ位置決め用貫通孔５は、少なくとも前面側開口部５１側の孔の直径（以下、孔径と言う。）が光ファイバ裸線３３の直径に対して１０１〜１１０％であり、光ファイバ裸線３３の直径とほぼ同程度の大きさである。このため、光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿入した光ファイバ３のうち、光ファイバ裸線３３が露出した部分と、光ファイバ位置決め用貫通孔５との間に隙間がほとんどできないようになっている。これにより、光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿通固定されて位置決めされた光ファイバ３の端面３１のガタつきを無くし、光ファイバ３の端面３１の中心が光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａからずれないようになっている。
例えば、光ファイバ裸線３３の外径が１２５μｍの光ファイバ３を用いる場合、光ファイバ位置決め用貫通孔５の前面側開口部５１の孔径は１２６〜１３５μｍが好ましく、これにより前記したように、光ファイバ３の端面３１のガタつきを無くすることができる。
【００１５】
また、光ファイバ位置決め用貫通孔５には、接着剤注入用開口部６が設けられている。
図１及び図２に示された光モジュール１の一例では、接着剤注入用開口部６として、マウント部材４に接着剤注入孔６１が設けられている。この接着剤注入孔６１は、マウント部材４の側面４３からマウント部材４内部にのびて光ファイバ位置決め用貫通孔５の側面５３に繋げられており、接着剤を接着剤注入孔６１から光ファイバ位置決め用貫通孔５に注入できるようになっている。
ここで、マウント部材４の側面４３とは、前面４１と背面４２を通る軸の側方に位置するマウント部材４の面である。また図２（ｂ）中、符号６１’は接着剤注入用孔の位置を示す想像線である。
【００１６】
前記接着剤注入孔６１の直径φは３００〜８００μｍが好ましく、これによりディスペンサ等の器具を用いて接着剤を接着剤注入孔６から簡便に注入できる。また接着剤注入孔６の断面形状は、特に限定されず、四角形等の多角形、円状、楕円状等が挙げられる。
【００１７】
接着剤注入用開口部６から光ファイバ位置決め用貫通孔５へ接着剤を注入したとき、光ファイバ位置決め用貫通孔５の全体に接着剤を行き渡させることができる位置に接着剤注入用開口部６を設けることが好ましい。例えば、接着剤注入用開口部６を、光ファイバ位置決め用貫通孔５の長手方向の中央付近に設けることによって、接着剤注入用開口部６から注入された接着剤は、光ファイバ位置決め用貫通孔５の前面側開口部５１及び背面側開口部５２のそれぞれの方向に向かい、光ファイバ位置決め用貫通孔５の全体に行き渡させることができる。
また、接着剤注入用開口部６は２つ以上の複数設けても構わない。これにより、より確実に光ファイバ位置決め用貫通孔５の全体に接着剤を行き渡させることができる。
【００１８】
前述したマウント部材４の表面には、図１に示されたように電極パターン７が形成されており、この電極パターン７上に受発光素子２と制御用半導体素子８とが実装されている。前記電極パターン７を介して受発光素子２と制御用半導体素子８とが電気的に接続され、かつ制御用半導体素子８と外部の電極（図示省略）とを接続できるようになっている。
前記受発光素子２は、その発光部２１ａ又は受光部２１ｂが、光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａの延長線上にありかつ中心軸５ａと垂直に交わるように位置決めされ、マウント部材４の前面４１に実装されている。光ファイバ３は、その端面３１の中心が光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａ上にくる位置で固定されて位置決めされている。このため、受発光素子２の発光部２１ａ又は受光部２１ｂの垂直線上に、光ファイバ３の端面３１の中心がくることになる。
【００１９】
前記制御用半導体素子８は、外部から入力された電気信号に応じて発光素子２２を駆動したり、又は受光素子２３から出力された電気信号の信号強度等を調整し、外部へ出力するものである。
制御用半導体素子８の裏面にはアース電極が設けられ、表面には複数の電極８１が設けられている。制御用半導体素子８のアース電極と、電極パターン７のうち電源接続用アース電極７１とが電気的に接触した状態で、制御用半導体素子８はマウント部材４の側面４３に固定されている。また電極８１と電極パターン７とが電気的に接続されている。
例えば、受発光素子２としてフォトダイオード等の受光素子を用いた受光用光モジュールの場合、制御用半導体素子８としてプリアンプ等の増幅器が用いられる。
この場合、受光素子にて受信された光信号は、受光素子にて電気信号に変換された後、制御用半導体素子８に伝達される。制御用半導体素子８では電気信号は増幅されて信号強度が調整された後、高強度の電気信号として外部の電極に出力される。
【００２０】
また、受発光素子２として半導体レーザ等の発光素子を用いた発光用光モジュールの場合、制御用半導体素子８として半導体レーザ駆動用集積回路（ＩＣ：integrated circuit，以下ＩＣとも言う。）等が用いられる。
この場合、まず外部の電極から送信された電気信号は、制御用半導体素子８にて変調され、電圧変換等の処理が行われた後、レーザ駆動用信号として発光素子に出力される。そして発光素子では、電気信号に応じたレーザ駆動用信号によって発光素子から光ファイバ３へ光信号が発信される。以上により電気信号を光信号に変換し、この光信号を光ファイバ３へ発信することができる。
【００２１】
次に光モジュール１の製造方法について説明する。
まず、光ファイバ位置決め用貫通孔５の側面５３に接着剤注入用開口部６が設けられたマウント部材４を用意する。マウント部材４は、金型を用いた押出し成形，射出成形，モールド成形等の公知技術により成形される。また、光ファイバ位置決め用貫通孔５や接着剤注入用開口部６等は、前記した方法により成形体を形成後、切削用ドリル等を用いた機械加工やレーザ加工によって形成しても構わない。
特に、光ファイバ位置決め用貫通孔５は、光ファイバ３を挿通して固定することによって光ファイバ３の端面３１が受発光素子２と対向した位置にくるように、光ファイバ位置決め用貫通孔５の形状、大きさ、形成位置等を定めておく。これにより、機械的な位置決めのみで受発光素子２及び光ファイバ３を実装するパッシブアライメント実装が行えるようにする。
【００２２】
次に、マウント部材４の表面に電極パターン７を形成した後、制御用半導体素子８と受発光素子２を実装する。
図３は、マウント部材４に受発光素子２が実装された状態の一例を示す断面図である。前記受発光素子２の発光部２１ａ又は受光部２１ｂが、光ファイバ位置決め用貫通孔５に向き、かつ光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａの延長線上にありかつ中心軸５ａと垂直に交わるように、受発光素子２を位置決めし、この状態でマウント部材４の前面４１に実装する。
図３に示した一例では、受発光素子２として、正極と負極が共に同一面内にあるものを用いており、この場合、受発光素子２の正極と負極に金／錫等の半田，金等のバンプ９を形成した後、前記したように受発光素子２を位置決めし、この状態でバンプ９を電極パターン７に接触させて熱圧着又は溶融することによってマウント部材４上の電極パターン７に受発光素子２を実装する。
また、受発光素子２として、発光部２１ａ又は受光部２１ｂが設けられた面（以下、裏面とも言う。）に正極又は負極のうちの一方の電極が設けられ、表面、すなわち裏面と対向する面に、正極又は負極のうちの他方の電極が設けられたものを用いる場合、前記したように受発光素子２を位置決めし、この状態で受発光素子２の裏面と電極パターン７とを金／錫等の半田，金等のバンプ９により電気的に接続して固定する。そして表面の他方の電極と電極パターン７とをワイヤボンディング等により電気的に接続する。
【００２３】
そして制御用半導体素子８をマウント部材４の側面４３に実装する。制御用半導体素子８としては、プリアンプ等の増幅器や半導体レーザ駆動用ＩＣ等が挙げられる。このような制御用半導体素子８は、通常、裏面にアース電極が設けられ、表面には複数の電極８１が設けられている。
制御用半導体素子８の裏面に設けられたアース電極８２と、電極パターン７の電源接続用アース電極７１とを半田又は導電性接着剤等により固定する。そして制御用半導体素子８の各電極８１と電極パターン７とをワイヤボンディングにより電気的に接続する。
なお、前記制御用半導体素子８を電極パターン７にフェイスダウン実装しても構わない。フェイスダウン実装する場合、制御用半導体素子８の電極８１に金／錫等の半田，金等バンプ９を形成した後、バンプ９を電極パターン７に接触させて熱圧着又は溶融し、マウント部材４上の電極パターン７に制御用半導体素子８を接続、固定する。そしてワイヤボンディング等により制御用半導体素子８のアース電極と、電極パターン７の電源接続用アース電極７１とを電気的に接続する。
ここで、制御用半導体素子８の放熱性を高める必要がある場合、制御用半導体素子８の外方に位置する面、すなわちアース電極８２が設けられた面にヒートシンクを積載したり、放熱性樹脂で被覆しても構わない。
【００２４】
次に、以下に示されたようにして、制御用半導体素子８と受発光素子２が実装された状態のマウント部材４に光ファイバ３を実装する。
まず、光ファイバ３の端面３１側の被覆層３２を除去し、光ファイバ裸線３３を露出させる。そして、光ファイバ位置決め用貫通孔５の背面側開口部５２から光ファイバ３を挿入する。次に、光ファイバ３の端面３１がマウント部材４の前面４１近傍にくるように、光ファイバ３を光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿通する。
【００２５】
そして、光ファイバ３の端面３１の位置を維持したまま、接着剤注入用開口部６から光ファイバ位置決め用貫通孔５へ接着剤を注入し、光ファイバ３と光ファイバ位置決め用貫通孔５との間の隙間を接着剤で満たし、光ファイバ３とマウント部材４とを固定する。
光ファイバ位置決め用貫通孔５の前面側開口部５１の孔径は、光ファイバ裸線３３の直径と同程度の大きさであり、光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿入した光ファイバ３の端面３１の中心が光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａ上にくるようになっている。
前記したように受発光素子２の発光部２１ａ又は受光部２１ｂは、光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａの延長線上にありかつ中心軸５ａと垂直に交わるように位置決めされており、光ファイバ３を光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿通して固定することによって、受発光素子２の発光部２１ａ又は受光部２１ｂの垂直線上に光ファイバ３の端面３１の中心がくるように光ファイバ３が位置決めされたことになる。
【００２６】
前記接着剤としては、特に限定されず樹脂等が用いられるが、特に光モジュール１で使用される波長帯域の光を透過するものを接着剤として用いることが好ましい。これにより、接着剤を注入する際、光ファイバ３の端面３１等の光の伝搬経路となる部分に接着剤が付着しても光モジュール１の光学特性を損なうことが無い。このため、後工程として研磨等により余分な接着剤を除去する必要が無く、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減できる。
【００２７】
本実施形態では、光ファイバ位置決め用貫通孔５の側面５３に接着剤注入用開口部６が設けられたマウント部材４を用いることによって、接着剤注入用開口部６から光ファイバ位置決め用貫通孔５に接着剤を注入することができ、光ファイバ位置決め用貫通孔５と、この光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿通された光ファイバ３との間の隙間全体に接着剤を行き渡らせることができる。
このため、光ファイバ３とマウント部材４を強固に固定でき、位置決めされた光ファイバ３の端面３１がガタつくことが無く、受発光素子２の発光部２１ａ又は受光部２１ｂに対する光ファイバ３の端面３１の位置を常に一定に保つことができる。これにより、発光素子から出射された光の光ファイバ３の端面３１への結合効率又は光ファイバ３の端面３１から出射された光の受光素子への結合効率を常に一定に保つことができる。
このため、発光素子を用いた場合、光強度の変動がなく、安定して光信号を発信できる光信号発信型光モジュールが実現できる。また受光素子を用いた場合、受光感度の変動がなく、安定して光信号を受信できる光信号発信型光モジュールが実現できる。
【００２８】
また、マウント部材４に電極パターン７を形成し、更に受発光素子２を実装した後に、光ファイバ３を光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿入固定するため、従来のように電極パターン７の形成工程及び受発光素子２の実装工程にて光ファイバが断線することが無い。また光ファイバを保護する必要も無く、製造に係る作業を容易に行える。
【００２９】
なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図２に一例として示したマウント部材４のように、光ファイバ位置決め用貫通孔５は、前面側開口部５１の孔径よりも背面側開口部５２の孔径が大きく、前面４１側に向かって円錐状に先細りになる形状に形成されたテーパ部５４を有し、光ファイバ３のうち光ファイバ裸線３３が露出した部分だけでなく、被覆層３２が被覆された部分も光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿入できるようにしたものでも構わない。その際、図２に示すように、テーパ部５４は、光ファイバ位置決め用貫通孔５を構成する前面側開口部５１と背面側開口部５２との中間領域に配される形態が好ましい。
これにより、テーパ部５４によって、光ファイバ３は、その被覆層３２の先端部３２ａがテーパ部５４にあたる位置から前面４１側へは移動できないようになっており、位置決めされた光ファイバ３の端面３１のガタつきを抑えることができる。
【００３０】
また、光ファイバ位置決め用貫通孔５に前記テーパ部５４が設けられている場合、接着剤注入用開口部６を、光ファイバ位置決め用貫通孔５のうち、テーパ部５４よりも前面４１側の孔径の小さい領域に設けることによって、孔径の小さい領域にも接着剤を行き渡らせることができる。
また、光モジュール１を製造する際、光ファイバ３の被覆層３２がテーパ部５４にあたった状態のとき、光ファイバ３の端面３１の位置がマウント部材４の前面４１近傍にくるように、予め光ファイバ裸線３３の長さを調整しておく。そして、光ファイバ位置決め用貫通孔５の背面側開口部５２から光ファイバ３を挿入し、光ファイバ３の被覆層３２がテーパ部５４にあたった位置で固定することによって、光ファイバ３の端面３１の位置を確認せず簡便な作業で、光ファイバ３の端面３１をマウント部４の前面４１近傍にもってくることができる。
更に光ファイバ位置決め用貫通孔５にテーパ部５４が設けられた場合、光ファイバ位置決め用貫通孔５の背面側開口部５２の孔径は光ファイバ裸線３３の直径よりも大きなものとなるため、光ファイバ３を容易に光ファイバ位置決め用貫通孔５へ挿入することができる。
【００３１】
図４は、接着剤注入用開口部６の他の一例として条溝６２が設けられた光モジュール１０の断面図を示し、（ａ）は、条溝６２の長手方向に垂直に交わり、光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａを含む断面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面と垂直に交わり、かつ光ファイバ位置決め用貫通孔５の中心軸５ａを含む断面図を示す。ここで、図４（ｂ）中、符号６２’は条溝の位置を示す想像線である。
接着剤注入用開口部６となる条溝６２は、マウント部材４の上側面４３ａのうち、光ファイバ位置決め用貫通孔５を横断するようにマウント部材４の左側面４３ｂから右側面４３ｃにわたって貫通して形成されている。図４（ａ）に示されたように、条溝６２の深さは、光ファイバ位置決め用貫通孔５に達する深さであり、条溝６２は光ファイバ位置決め用貫通孔５に繋がっている。図４（ａ）に示した条溝６２の長手方向に垂線を有する面における条溝６２の断面形状は特に限定されず、矩形状等が挙げられる。
マウント部材４の下側面４３ｄ、すなわち条溝６２が形成された上側面４３ａと対向する側面と前面４１には、電極パターン７が形成されている。そして、下側面４３ｄ側の電極パターン７に制御用半導体素子８が実装されている。
ここで、光ファイバ位置決め用貫通孔５の上方に位置する側面を上側面４３ａとし、前面４１からみて左側に位置する側面を左側面４３ｂとし、右側に位置する側面を右側面４３ｃとし、下側に位置する側面を下側面４３ｄとする。図４（ａ）に示したマウント部材４では、紙面上側に位置する側面が上側面４３ａであり、紙面下側に位置する側面が下側面４３ｄである。また図４（ｂ）に示したマウント部材４では、紙面上側に位置する側面が左側面４３ｂであり、紙面下側に位置する側面が右側面４３ｃである。
【００３２】
接着剤注入孔６１と同様に、条溝６２から接着剤を光ファイバ位置決め用貫通孔５を注入することができ、光ファイバ位置決め用貫通孔５とこの光ファイバ位置決め用貫通孔５に挿通された光ファイバ３との間の隙間全体に接着剤を行き渡らせることができる。
また、光ファイバ位置決め用貫通孔５に光ファイバ３を挿入する際、光ファイバ３の端面３１が条溝６２を通過することを確認することができ、光ファイバ３の端面３１とマウント部材４の前面４１側に位置する受発光素子２との距離を正確に推定でき、容易にかつ正確に目的の位置に光ファイバ３の端面３１がくるようにすることができる。
【００３３】
前記した条溝６２をマウント部材４に形成する方法としては、複数の光ファイバ位置決め用貫通孔５が設けられ、この光ファイバ位置決め用貫通孔５を横断するように１本の条溝６２が設けられた成形体を形成し、この成形体を切断して個々のマウント部材４とする方法が挙げられる。
図５は、複数の光ファイバ位置決め用貫通孔５と１本の条溝６２が設けられた成形体１０４の一例を示す断面図である。複数の光ファイバ位置決め用貫通孔５が、前面１４１からこの前面１４１と対向した位置にある背面１４２にわたって貫通して形成されている。また、１本の条溝６２が、全ての光ファイバ位置決め用貫通孔５と繋がるように、成形体１０４の左側面１４３ｂから右側面１４３ｃにわたって貫通して形成されている。
このように、複数のマウント部材４の条溝６２を１本の繋がった溝として一度に形成できるため、製造に係る作業が簡単であり、かつ製造コストを低減できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る光モジュール用マウント部材は、受発光素子と光ファイバとが、その光軸が合うように位置決めされた状態で実装されるために用いられ、光ファイバ位置決め用貫通孔に接着剤注入用開口部が設けられたマウント部材であって、前記光ファイバ位置決め用貫通孔は、前面側開口部の孔径よりも背面側開口部の孔径が大きく、前面側に向かって円錐状に先細りになる形状に形成されたテーパ部を有する構成とする。このテーパ部の存在によって、光ファイバは、その被覆層の先端部がテーパ部にあたる位置から前面側へは移動できないようになるので、位置決めされた光ファイバの端面のガタつきを抑えることができる。これに加え、前記マウント部材の側面からマウント部材内部にのびて、前記光ファイバ位置決め用貫通孔の側面に繋がるように接着剤注入用開口部が設けられ、該接着剤注入用開口部は前面側開口部に通じており、その長手方向の中央付近にある構成とする。これによって、接着剤注入用開口部から光ファイバ位置決め用貫通孔のうち前面側開口部に接着剤を注入することができるとともに、注入された接着剤は光ファイバ位置決め用貫通孔の前面側開口部及び背面側開口部のそれぞれの方向に向かうことができるので、光ファイバ位置決め用貫通孔のうち前面側開口部とこの前面側開口部に挿通された光ファイバとの間の隙間全体に接着剤を行き渡らせることが可能となる。
前記光モジュール用マウント部材において、前記接着剤注入用開口部の直径を３００〜８００μｍとすることにより、ディスペンサ等の器具を用いて接着剤を接着剤注入用開口部から簡便に注入できる。
前記光モジュール用マウント部材において、前記接着剤注入用開口部が、前記光ファイバ位置決め用貫通孔の前面側開口部を横断するように設けられた条溝である構成としてもよい。この構成とした場合にも、接着剤を注入した際に、光ファイバ位置決め用貫通孔のうち前面側開口部とこの前面側開口部に挿通された光ファイバとの間の隙間全体に接着剤を行き渡らせることができる。
前記条溝が光モジュール用マウント部材の左側面から右側面にわたって貫通して形成されている構成とした場合には、光ファイバ位置決め用貫通孔に光ファイバを挿入する際に、光ファイバの端面が条溝を通過することが確認できる。ゆえに、マウント部材の前面側に位置する受発光素子との距離が正確に推定されるので、容易にかつ正確に目的の位置に光ファイバの端面がくるようにすることが可能となる。
前記テーパ部は、前記光ファイバ位置決め用貫通孔を構成する前面側開口部と背面側開口部との中間領域に配される形態が好ましい。中間領域に配置する形態は、前述した位置決めされた光ファイバの端面のガタつきを抑える、という効果をより大きくできる。
このため、マウント部材と光ファイバ位置決め用貫通孔に挿入された光ファイバとを強固に固定でき、位置決めされた光ファイバの端面がガタつくことが無く、受発光素子の発光部又は受光部に対する光ファイバの端面の位置を常に一定に保つことができる。
これにより、発光素子から出射された光の光ファイバ端面への結合効率又は光ファイバの端面から出射された光の受光素子への結合効率を常に一定に保つことができ、安定した光学特性を有する光モジュールが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光モジュールの一例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１中ＡＡ線断面図であり、（ｂ）は図１中ＢＢ線断面図である。
【図３】マウント部材に受発光素子が実装された状態の一例を示す断面図である。
【図４】接着剤注入用開口部の他の一例として条溝が設けられた光モジュールの断面図を示し、（ａ）は、条溝の長手方向に垂直に交わり、光ファイバ位置決め用貫通孔の中心軸を含む断面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面と垂直に交わり、かつ光ファイバ位置決め用貫通孔の中心軸を含む断面図を示す。
【図５】複数の光ファイバ位置決め用貫通孔と１本の条溝が設けられた成形体の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
３‥‥光ファイバ、４‥‥マウント部材、５‥‥光ファイバ位置決め用貫通孔、６‥‥接着剤注入用開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mount member for an optical module in which a light receiving / emitting element and an optical fiber are mounted on the mount member.
[0002]
[Prior art]
In general, in the optical communication field, an optical module having a light receiving and emitting element is used as a means for converting an electrical signal into an optical signal. In this optical module, a light emitting / receiving element and an optical fiber are mounted on a mount member in a state where they are positioned so that their optical axes are aligned.
In the optical signal transmission type optical module, a light emitting element is mounted on a mount member. When an electric signal is transmitted from an external electrode to the light emitting element of the optical module, an optical signal corresponding to the electric signal is emitted from the light emitting element. Propagated to fiber.
The optical signal receiving type optical module has a light receiving element mounted on a mounting member, and an optical signal propagated through an optical fiber is received by the light receiving element of the optical module and converted into an electric signal by the light receiving element. Is output to the electrode.
In this way, an electrical signal and an optical signal can be converted by the optical module.
[0003]
Conventionally, when a light receiving / emitting element and an optical fiber are mounted on a mount member in an optical module manufacturing process, for example, light is transmitted from the light emitting element to the optical fiber, or the light is propagated from the optical fiber to the light receiving element. While monitoring, the optical axis of the light emitting / receiving element and the optical fiber was aligned.
In recent years, in mounting the light emitting / receiving element and the optical fiber on the mounting member in the manufacturing process of the optical module, the optical axis is not aligned between the light emitting / receiving element and the optical fiber while monitoring the light as described above. A passive alignment mounting method has been proposed in which a light emitting / receiving element and an optical fiber are mounted only by effective positioning. In order to be able to apply this passive alignment mounting method, the optical module mounting member needs to be structured so that the light emitting / receiving element and the optical fiber can be accurately positioned and fixed by a simple operation.
For example, an optical module using a mount member made of resin and formed in an integrated state with the optical fiber (see Patent Document 1) and an optical fiber positioning through hole are provided at the end of the optical fiber. An optical module (see Patent Document 2) using a mount member has been proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-347072 A
[Patent Document 2]
JP 2000-349307 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the optical module disclosed in Patent Document 1, a molten or softened resin is coated on the end of an optical fiber, and the resin is cured to obtain a mount member for the optical module. By polishing or cutting the end face side of the optical fiber of the mount member, the end face of the optical fiber can be exposed and the mounting surface of the light emitting / receiving element can be secured. For this reason, the light emitting / receiving element and the optical fiber can be connected only by mechanical positioning so that the light emitting part of the light emitting element or the light receiving part of the light receiving element is located at the central axis of the optical fiber, thereby providing an optical module.
In the mount member disclosed in Patent Document 1, it is necessary to polish or cut the end face side of the optical fiber in order to expose the end face of the optical fiber.
[0006]
When exposing the end face of the optical fiber by polishing, it is necessary to optimize the polishing conditions depending on the type of resin to be used and the manufacturing process becomes complicated. Further, in addition to the polishing operation, a process for inspecting the polishing state is also required, so that there are many operation processes and the manufacturing cost is increased. Also, the end face of the optical fiber becomes the connection face with the light emitting / receiving element, but the exposed end face of the optical fiber is processed as in the case of processing obliquely to reduce the reflectance of the end face of this optical fiber. In this case, the number of work steps is further increased and the manufacturing cost is increased.
Further, when the end face of the optical fiber is exposed by cutting, it is necessary to perform polishing or the like to smooth the surface of the end face.
Furthermore, since the mount member is integrated with the optical fiber, it is necessary to form a conductive layer such as an electrode pattern on the mount member in this state, and the optical fiber may be disconnected in the process of forming the conductive layer. In addition, a space for storing and protecting the optical fiber is required, and it is difficult to perform an operation of forming the conductive layer in a limited space.
[0007]
In the optical module disclosed in Patent Document 2, a mount member provided with an optical fiber positioning through hole is used. By inserting and fixing the optical fiber into the through hole, the optical fiber is fixed. Can be positioned and fixed. Further, in order to expose the end face of the optical fiber as in Patent Document 1, it is not necessary to polish or cut the end face side of the optical fiber, and after forming a conductive layer such as an electrode pattern on the mount member, Mounting can be performed, and the problems found in the optical module of Patent Document 1 can be solved.
[0008]
When using a mount member provided with a through hole as in the optical module of Patent Document 2, an adhesive is injected and filled into the through hole to fix the optical fiber and the mount member.
When injecting the adhesive from one opening of the through hole with the optical fiber inserted, it is difficult to completely spread the adhesive to the other opening of the penetrating light.
In Patent Document 2, in order to make it easier to fill the through hole with the adhesive, a through-hole is used that has a through-hole whose diameter increases from one opening to the other opening. A method of injecting adhesive from the other opening side of the hole having the larger hole diameter has also been proposed.
However, when the viscosity of the adhesive is high, it is difficult to completely spread the adhesive in the gap between the through hole and the optical fiber. In addition, when the gap between the through hole and the optical fiber is very narrow on the side of one opening having a small hole diameter, it is difficult for air to escape and it is difficult to spread the adhesive completely.
[0009]
The object of the present invention has been made in view of the above circumstances, and can be firmly fixed with an adhesive in a state in which the optical fiber is positioned, and the position of the end face of the optical fiber with respect to the light emitting / receiving element can always be kept constant. It is an object to provide a mount member for an optical module, an optical module using the same, and a method for manufacturing the optical module.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The invention according to claim 1The light emitting / receiving element and the optical fiber are used for mounting in a state where the optical axes are aligned with each other,An optical module mount member provided with an optical fiber positioning through-hole,The optical fiber positioning through hole has a taper portion formed in a shape in which the hole diameter of the rear side opening is larger than the hole diameter of the front side opening, and is tapered in a conical shape toward the front side,An opening for injecting adhesive is provided so as to extend from the side surface of the mount member to the inside of the mount member and to be connected to the side surface of the through hole for positioning the optical fiber.The adhesive injection opening communicates with the front opening and is in the vicinity of the center in the longitudinal direction.An optical module mount member characterized by the above.
  The invention according to claim 2The adhesive injection opening has a diameter of 300 to 800 μm.The optical module mount member according to claim 1, wherein:
  The invention according to claim 32. The optical module mount member according to claim 1, wherein the adhesive injection opening is a groove provided so as to cross the front opening of the optical fiber positioning through hole. is there.
  The invention according to claim 44. The optical module mount member according to claim 3, wherein the groove is formed so as to penetrate from the left side surface to the right side surface of the optical module mount member.
  Claim5According to the invention, the tapered portionButThe optical fiber positioning through hole is arranged in an intermediate region between the front side opening and the back side opening.Any one of Claims 1 thru | or 4Mounting member for optical module as described inIs.
  The invention according to claim 6Claims 1 to5The optical fiber is inserted into the optical fiber positioning through hole of the optical module mount member according to any one of the above, and the adhesive injected from the adhesive injection openingIn the front side openingAn optical module in which an optical module mount member and an optical fiber are fixed.
  The invention according to claim 7 provides:Claims 1 to5An optical fiber is inserted into the optical fiber positioning through hole of the optical module mount member according to any one ofAfterInject the adhesive from the adhesive injection opening,An optical module manufacturing method, wherein the optical module mount member and an optical fiber are fixed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of the optical module 1 of the present embodiment. 2 is a cross-sectional view of the optical module 1 shown in FIG. 1, wherein (a) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
The optical module 1 is configured by mounting a light emitting / receiving element 2 and an optical fiber 3 on a mount member 4.
[0012]
The mount member 4 is a molded body formed in a rectangular shape. Examples of the material constituting the mount member 4 include ceramics such as alumina and aluminum nitride, glass materials, resins such as plastics, and the like. The shape of the mount member 4 is not particularly limited, but a rectangular shape such as a cube or a rectangular parallelepiped is preferable, and it is easy to secure a mounting surface of the light emitting / receiving element 2 and the like mounted on the mount member 4, and a printed board, a film-like board ( The optical module 1 can be easily installed and fixed on an electric board such as FPC (Flexbie Printed Circit).
[0013]
The mount member 4 has an optical fiber positioning through hole 5 extending from a front surface 41 (an end surface on which the light emitting / receiving element is mounted) to a back surface 42 (an end surface into which the optical fiber is inserted) at a position facing the front surface 41. It is formed through. Here, the front surface 41 of the mount member 4 is a surface on the front side of the paper surface on which the light emitting and receiving element 2 is mounted in FIG. 1, and the rear surface 42 is in a position facing the front surface 41 in FIG. This is the back side of the page.
The optical fiber 3 is inserted into the optical fiber positioning through-hole 5 from the opening 52 on the back surface side, and the optical fiber 3 and the mount member 4 are in a state where the end surface 31 of the optical fiber 3 is positioned in the vicinity of the front surface 41. It is fixed by an adhesive (not shown) or the like, and is fixed and positioned at a position where the center of the end face 31 of the optical fiber 3 is on the central axis 5a of the optical fiber positioning through hole 5.
Here, the coating layer 32 on the end face of the optical fiber 3 is removed, and the bare optical fiber 33 is exposed.
[0014]
The optical fiber positioning through hole 5 has a hole diameter (hereinafter referred to as a hole diameter) of at least the front-side opening 51 side of 101 to 110% with respect to the diameter of the bare optical fiber 33, and the bare optical fiber. The diameter is approximately the same as the diameter of the wire 33. For this reason, in the optical fiber 3 inserted into the optical fiber positioning through hole 5, there is almost no gap between the portion where the bare optical fiber 33 is exposed and the optical fiber positioning through hole 5. . This eliminates rattling of the end face 31 of the optical fiber 3 that is inserted and fixed in the through-hole 5 for positioning the optical fiber, and the center of the end face 31 of the optical fiber 3 is the central axis 5a of the through-hole 5 for positioning the optical fiber. It is designed not to deviate from.
For example, when the optical fiber 3 having an outer diameter of the optical fiber bare wire 33 of 125 μm is used, the hole diameter of the front-side opening 51 of the optical fiber positioning through hole 5 is preferably 126 to 135 μm. The play of the end surface 31 of the fiber 3 can be eliminated.
[0015]
The optical fiber positioning through hole 5 is provided with an adhesive injection opening 6.
In the example of the optical module 1 shown in FIGS. 1 and 2, an adhesive injection hole 61 is provided in the mount member 4 as the adhesive injection opening 6. The adhesive injection hole 61 extends from the side surface 43 of the mount member 4 to the inside of the mount member 4 and is connected to the side surface 53 of the optical fiber positioning through hole 5. It can be injected into the through-hole 5 for use.
Here, the side surface 43 of the mount member 4 is a surface of the mount member 4 located on the side of the axis passing through the front surface 41 and the back surface 42. In FIG. 2B, reference numeral 61 'denotes an imaginary line indicating the position of the adhesive injection hole.
[0016]
The diameter φ of the adhesive injection hole 61 is preferably 300 to 800 μm, so that the adhesive can be easily injected from the adhesive injection hole 6 using an instrument such as a dispenser. Moreover, the cross-sectional shape of the adhesive injection hole 6 is not particularly limited, and examples thereof include a polygon such as a quadrangle, a circle, and an ellipse.
[0017]
When the adhesive is injected into the optical fiber positioning through hole 5 from the adhesive injection opening 6, the adhesive injection opening 6 is located at a position where the adhesive can be spread over the entire optical fiber positioning through hole 5. Is preferably provided. For example, by providing the adhesive injection opening 6 in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the optical fiber positioning through-hole 5, the adhesive injected from the adhesive injection opening 6 is allowed to pass through the optical fiber positioning through-hole. 5 in the respective directions of the front-side opening 51 and the back-side opening 52, and can be spread over the entire optical fiber positioning through-hole 5.
Also, two or more adhesive injection openings 6 may be provided. Thereby, an adhesive agent can be spread over the whole through-hole 5 for optical fiber positioning more reliably.
[0018]
As shown in FIG. 1, an electrode pattern 7 is formed on the surface of the mount member 4 described above, and the light emitting / receiving element 2 and the control semiconductor element 8 are mounted on the electrode pattern 7. The light emitting / receiving element 2 and the control semiconductor element 8 are electrically connected via the electrode pattern 7, and the control semiconductor element 8 and an external electrode (not shown) can be connected.
The light emitting / receiving element 2 is positioned such that the light emitting portion 21a or the light receiving portion 21b is on the extension line of the central axis 5a of the optical fiber positioning through hole 5 and perpendicularly intersects the central axis 5a. Mounted on the front surface 41. The optical fiber 3 is fixed and positioned at a position where the center of the end face 31 is on the central axis 5a of the optical fiber positioning through hole 5. For this reason, the center of the end face 31 of the optical fiber 3 comes on the vertical line of the light emitting part 21 a or the light receiving part 21 b of the light emitting and receiving element 2.
[0019]
The control semiconductor element 8 drives the light emitting element 22 in accordance with an electric signal input from the outside, or adjusts the signal intensity of the electric signal output from the light receiving element 23 and outputs it to the outside. is there.
A ground electrode is provided on the back surface of the control semiconductor element 8, and a plurality of electrodes 81 are provided on the front surface. The control semiconductor element 8 is fixed to the side surface 43 of the mount member 4 in a state where the ground electrode of the control semiconductor element 8 and the power connection ground electrode 71 in the electrode pattern 7 are in electrical contact. The electrode 81 and the electrode pattern 7 are electrically connected.
For example, in the case of a light receiving optical module using a light receiving element such as a photodiode as the light receiving and emitting element 2, an amplifier such as a preamplifier is used as the control semiconductor element 8.
In this case, the optical signal received by the light receiving element is converted into an electric signal by the light receiving element and then transmitted to the control semiconductor element 8. In the control semiconductor element 8, the electric signal is amplified and the signal intensity is adjusted, and then output to the external electrode as a high-intensity electric signal.
[0020]
In the case of a light emitting optical module using a light emitting element such as a semiconductor laser as the light emitting / receiving element 2, a semiconductor laser driving integrated circuit (IC: also referred to as an IC hereinafter) or the like is used as the control semiconductor element 8. It is done.
In this case, the electric signal transmitted from the external electrode is first modulated by the control semiconductor element 8 and subjected to processing such as voltage conversion, and then output to the light emitting element as a laser driving signal. In the light emitting element, an optical signal is transmitted from the light emitting element to the optical fiber 3 by a laser driving signal corresponding to the electrical signal. Thus, the electrical signal can be converted into an optical signal, and the optical signal can be transmitted to the optical fiber 3.
[0021]
Next, a method for manufacturing the optical module 1 will be described.
First, the mount member 4 in which the adhesive injection opening 6 is provided on the side surface 53 of the optical fiber positioning through hole 5 is prepared. The mount member 4 is molded by a known technique such as extrusion molding using a mold, injection molding, or molding. Further, the optical fiber positioning through-hole 5 and the adhesive injection opening 6 may be formed by machining or laser processing using a cutting drill or the like after forming a molded body by the above-described method.
In particular, the optical fiber positioning through-hole 5 is formed by inserting the optical fiber 3 and fixing the optical fiber positioning through-hole 5 so that the end face 31 of the optical fiber 3 faces the light receiving and emitting element 2. The shape, size, formation position, etc. are determined. Thereby, passive alignment mounting which mounts the light emitting / receiving element 2 and the optical fiber 3 only by mechanical positioning can be performed.
[0022]
Next, after the electrode pattern 7 is formed on the surface of the mount member 4, the control semiconductor element 8 and the light emitting / receiving element 2 are mounted.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a state in which the light emitting / receiving element 2 is mounted on the mount member 4. The light emitting portion 21a or the light receiving portion 21b of the light emitting / receiving element 2 faces the optical fiber positioning through hole 5, is on the extension line of the central axis 5a of the optical fiber positioning through hole 5, and intersects the central axis 5a perpendicularly. Thus, the light emitting / receiving element 2 is positioned and mounted on the front surface 41 of the mount member 4 in this state.
In the example shown in FIG. 3, the light receiving / emitting element 2 is one in which both the positive electrode and the negative electrode are in the same plane. In this case, the positive electrode and the negative electrode of the light receiving / emitting element 2 are soldered with gold / tin or the like. After the bumps 9 are formed, the light emitting / receiving element 2 is positioned as described above, and in this state, the bumps 9 are brought into contact with the electrode patterns 7 to be thermocompression-bonded or melted to form the electrode patterns 7 on the mount member 4. The light emitting / receiving element 2 is mounted.
In addition, as the light emitting / receiving element 2, one of a positive electrode and a negative electrode is provided on a surface (hereinafter also referred to as a back surface) on which the light emitting unit 21a or the light receiving unit 21b is provided, and the front surface, that is, the surface facing the back surface. In addition, when using the electrode provided with the other of the positive electrode and the negative electrode, the light emitting / receiving element 2 is positioned as described above, and in this state, the back surface of the light emitting / receiving element 2 and the electrode pattern 7 are made of gold / tin. It is electrically connected and fixed by bumps 9 such as solder, gold or the like. Then, the other electrode on the surface and the electrode pattern 7 are electrically connected by wire bonding or the like.
[0023]
Then, the control semiconductor element 8 is mounted on the side surface 43 of the mount member 4. Examples of the control semiconductor element 8 include an amplifier such as a preamplifier, a semiconductor laser driving IC, and the like. Such a control semiconductor element 8 is usually provided with a ground electrode on the back surface and a plurality of electrodes 81 on the front surface.
The ground electrode 82 provided on the back surface of the control semiconductor element 8 and the power connection ground electrode 71 of the electrode pattern 7 are fixed with solder or a conductive adhesive or the like. Then, each electrode 81 of the control semiconductor element 8 and the electrode pattern 7 are electrically connected by wire bonding.
The control semiconductor element 8 may be mounted face down on the electrode pattern 7. When face-down mounting is performed, a bump 9 such as gold / tin solder or gold is formed on the electrode 81 of the control semiconductor element 8, and then the bump 9 is brought into contact with the electrode pattern 7 to be thermocompression-bonded or melted. The control semiconductor element 8 is connected and fixed to the upper electrode pattern 7. Then, the ground electrode of the control semiconductor element 8 and the power connection ground electrode 71 of the electrode pattern 7 are electrically connected by wire bonding or the like.
Here, when it is necessary to improve the heat dissipation of the control semiconductor element 8, a heat sink is mounted on the surface located outside the control semiconductor element 8, that is, the surface provided with the ground electrode 82, or a heat dissipation resin. You may coat with.
[0024]
Next, as shown below, the optical fiber 3 is mounted on the mount member 4 in a state where the control semiconductor element 8 and the light emitting / receiving element 2 are mounted.
First, the coating layer 32 on the end face 31 side of the optical fiber 3 is removed, and the bare optical fiber 33 is exposed. Then, the optical fiber 3 is inserted from the back side opening 52 of the optical fiber positioning through hole 5. Next, the optical fiber 3 is inserted into the optical fiber positioning through-hole 5 so that the end surface 31 of the optical fiber 3 comes near the front surface 41 of the mount member 4.
[0025]
Then, while maintaining the position of the end face 31 of the optical fiber 3, the adhesive is injected from the adhesive injection opening 6 into the optical fiber positioning through hole 5, and the optical fiber 3 and the optical fiber positioning through hole 5 The gap between them is filled with an adhesive, and the optical fiber 3 and the mount member 4 are fixed.
The hole diameter of the front-side opening 51 of the optical fiber positioning through hole 5 is approximately the same as the diameter of the bare optical fiber 33, and the end face 31 of the optical fiber 3 inserted into the optical fiber positioning through hole 5. The center is located on the central axis 5a of the optical fiber positioning through hole 5.
As described above, the light emitting portion 21a or the light receiving portion 21b of the light receiving and emitting element 2 is positioned so as to be on the extension line of the central axis 5a of the optical fiber positioning through hole 5 and to intersect the central axis 5a perpendicularly. By inserting and fixing the fiber 3 into the optical fiber positioning through-hole 5, the optical fiber 3 is positioned so that the center of the end face 31 of the optical fiber 3 is on the vertical line of the light emitting part 21a or the light receiving part 21b of the light receiving and emitting element 2. Is positioned.
[0026]
The adhesive is not particularly limited, and a resin or the like is used. In particular, an adhesive that transmits light in the wavelength band used in the optical module 1 is preferably used as the adhesive. Thus, when the adhesive is injected, even if the adhesive adheres to a portion that becomes a light propagation path such as the end face 31 of the optical fiber 3, the optical characteristics of the optical module 1 are not impaired. For this reason, it is not necessary to remove an excess adhesive by polishing or the like as a post process, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[0027]
In this embodiment, by using the mount member 4 in which the adhesive injection opening 6 is provided on the side surface 53 of the optical fiber positioning through hole 5, the optical fiber positioning through hole 5 extends from the adhesive injection opening 6. The adhesive can be injected into the optical fiber, and the adhesive can be spread over the entire gap between the optical fiber positioning through hole 5 and the optical fiber 3 inserted through the optical fiber positioning through hole 5.
For this reason, the optical fiber 3 and the mount member 4 can be firmly fixed, and the end surface 31 of the positioned optical fiber 3 is not rattled. The position of 31 can always be kept constant. Thereby, the coupling efficiency of the light emitted from the light emitting element to the end face 31 of the optical fiber 3 or the coupling efficiency of the light emitted from the end face 31 of the optical fiber 3 to the light receiving element can always be kept constant.
For this reason, when a light emitting element is used, an optical signal transmission type optical module that does not vary in light intensity and can stably transmit an optical signal can be realized. Further, when a light receiving element is used, an optical signal transmission type optical module capable of receiving an optical signal stably without fluctuation in light receiving sensitivity can be realized.
[0028]
In addition, after the electrode pattern 7 is formed on the mount member 4 and the light emitting / receiving element 2 is further mounted, the optical fiber 3 is inserted and fixed in the through hole 5 for positioning the optical fiber. And the optical fiber does not break in the mounting process of the light emitting / receiving element 2. Further, it is not necessary to protect the optical fiber, and the work related to the manufacturing can be easily performed.
[0029]
  The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  For example, as in the mount member 4 shown as an example in FIG. 2, the optical fiber positioning through hole 5 has a hole diameter of the back-side opening 52 larger than that of the front-side opening 51, and toward the front 41 side. It has a tapered portion 54 formed in a conically tapered shape, and not only a portion of the optical fiber 3 where the bare optical fiber 33 is exposed but also a portion covered with the coating layer 32 penetrates for positioning the optical fiber. It may be one that can be inserted into the hole 5.At that time, as shown in FIG. 2, the tapered portion 54 is preferably arranged in an intermediate region between the front-side opening 51 and the back-side opening 52 constituting the optical fiber positioning through hole 5.
  Accordingly, the tapered portion 54 prevents the optical fiber 3 from moving from the position where the distal end portion 32a of the coating layer 32 corresponds to the tapered portion 54 to the front surface 41 side, and the end face 31 of the optical fiber 3 thus positioned. Can be suppressed.
[0030]
Further, when the tapered portion 54 is provided in the optical fiber positioning through hole 5, the adhesive injection opening 6 has a hole diameter closer to the front surface 41 than the tapered portion 54 in the optical fiber positioning through hole 5. By providing it in a small region, the adhesive can be spread over a region having a small hole diameter.
In addition, when the optical module 1 is manufactured, when the coating layer 32 of the optical fiber 3 is in contact with the tapered portion 54, the end surface 31 of the optical fiber 3 is positioned in the vicinity of the front surface 41 of the mount member 4 in advance. The length of the bare optical fiber 33 is adjusted. Then, the end face 31 of the optical fiber 3 is inserted by inserting the optical fiber 3 from the back side opening 52 of the optical fiber positioning through-hole 5 and fixing the coating layer 32 of the optical fiber 3 at the position where it hits the tapered portion 54. The end face 31 of the optical fiber 3 can be brought near the front face 41 of the mount portion 4 by a simple operation without confirming the position of
Further, when the tapered portion 54 is provided in the optical fiber positioning through hole 5, the diameter of the back side opening 52 of the optical fiber positioning through hole 5 is larger than the diameter of the optical fiber bare wire 33. The fiber 3 can be easily inserted into the optical fiber positioning through hole 5.
[0031]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical module 10 provided with the groove 62 as another example of the adhesive injection opening 6. FIG. 4A is a cross-sectional view of the optical module 10 perpendicular to the longitudinal direction of the groove 62. It is sectional drawing containing the central axis 5a of the through-hole 5 for positioning, (b) shows sectional drawing which cross | intersects the cross section of (a) perpendicularly | vertically and includes the central axis 5a of the through-hole 5 for optical fiber positioning. Here, in FIG. 4B, reference numeral 62 'denotes an imaginary line indicating the position of the groove.
The groove 62 serving as the adhesive injection opening 6 penetrates from the left side surface 43b of the mount member 4 to the right side surface 43c so as to cross the optical fiber positioning through hole 5 in the upper side surface 43a of the mount member 4. Is formed. As shown in FIG. 4A, the depth of the groove 62 is a depth reaching the optical fiber positioning through hole 5, and the groove 62 is connected to the optical fiber positioning through hole 5. The cross-sectional shape of the groove 62 on the surface having a vertical line in the longitudinal direction of the groove 62 shown in FIG. 4A is not particularly limited, and examples thereof include a rectangular shape.
An electrode pattern 7 is formed on the lower surface 43d of the mount member 4, that is, on the side surface and the front surface 41 facing the upper side surface 43a on which the groove 62 is formed. The control semiconductor element 8 is mounted on the electrode pattern 7 on the lower side 43d side.
Here, the side surface located above the optical fiber positioning through hole 5 is the upper side surface 43a, the side surface located on the left side when viewed from the front surface 41 is the left side surface 43b, the side surface located on the right side is the right side surface 43c, and the lower side The side surface located at is defined as a lower side surface 43d. In the mount member 4 shown in FIG. 4A, the side surface located on the upper side of the paper is the upper side surface 43a, and the side surface located on the lower side of the paper is the lower side surface 43d. In the mount member 4 shown in FIG. 4B, the side surface located on the upper side of the paper is the left side surface 43b, and the side surface located on the lower side of the paper is the right side surface 43c.
[0032]
Similarly to the adhesive injection hole 61, an adhesive can be injected from the groove 62 into the optical fiber positioning through hole 5 and inserted into the optical fiber positioning through hole 5 and the optical fiber positioning through hole 5. The adhesive can be spread over the entire gap between the optical fiber 3.
Further, when the optical fiber 3 is inserted into the optical fiber positioning through-hole 5, it can be confirmed that the end surface 31 of the optical fiber 3 passes through the groove 62, and the end surface 31 of the optical fiber 3 and the mount member 4 The distance from the light emitting / receiving element 2 positioned on the front surface 41 side can be accurately estimated, and the end surface 31 of the optical fiber 3 can be easily and accurately positioned at the target position.
[0033]
As a method of forming the above-described groove 62 in the mount member 4, a plurality of optical fiber positioning through holes 5 are provided, and a single groove 62 is provided so as to cross the optical fiber positioning through holes 5. There is a method in which the formed body is formed and the formed body is cut into individual mount members 4.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a molded body 104 provided with a plurality of optical fiber positioning through holes 5 and a single groove 62. A plurality of optical fiber positioning through holes 5 are formed penetrating from the front surface 141 to the back surface 142 at a position facing the front surface 141. Further, a single groove 62 is formed so as to penetrate from the left side surface 143b to the right side surface 143c of the molded body 104 so as to be connected to all the optical fiber positioning through holes 5.
Thus, since the groove | channel 62 of the some mount member 4 can be formed at once as one connected groove | channel, the operation | work which concerns on manufacture is easy and manufacturing cost can be reduced.
[0034]
【The invention's effect】
  As described in detail above, the present inventionThe optical module mount member is used for mounting in a state where the light emitting / receiving element and the optical fiber are positioned so that their optical axes are aligned,A mount member in which an opening for injecting adhesive is provided in an optical fiber positioning through-hole,The optical fiber positioning through hole has a tapered portion formed in a shape in which the hole diameter of the rear side opening is larger than the hole diameter of the front side opening and is tapered in a conical shape toward the front side. The presence of the tapered portion prevents the optical fiber from moving from the position where the tip portion of the coating layer corresponds to the tapered portion to the front surface side, so that the play of the end surface of the positioned optical fiber can be suppressed. In addition to this,An opening for injecting adhesive is provided so as to extend from the side surface of the mount member to the inside of the mount member and to be connected to the side surface of the through hole for positioning the optical fiber.The adhesive injection opening communicates with the front opening and is in the vicinity of the center in the longitudinal direction.Configure. thisThrough the optical fiber positioning through hole from the adhesive injection openingOf the front side openingGlue can be injectedIn addition, since the injected adhesive can be directed in the respective directions of the front side opening and the back side opening of the optical fiber positioning through-hole,Through hole for positioning optical fiberFront side openingAnd thisFront side openingIt is possible to spread adhesive across the entire gap between the optical fiber inserted inIt becomes possible.
  In the optical module mount member, by setting the diameter of the opening for injecting the adhesive to 300 to 800 μm, the adhesive can be easily injected from the opening for injecting the adhesive using an instrument such as a dispenser.
  In the optical module mount member, the adhesive injection opening may be a groove provided so as to cross the front opening of the optical fiber positioning through hole. Even in this configuration, when the adhesive is injected, the adhesive is applied to the entire gap between the front-side opening of the optical fiber positioning through hole and the optical fiber inserted through the front-side opening. Can be spread.
  When the groove is formed so as to penetrate from the left side surface to the right side surface of the optical module mount member, when the optical fiber is inserted into the optical fiber positioning through hole, the end surface of the optical fiber is It can be confirmed that it passes through the groove. Therefore, since the distance to the light emitting / receiving element located on the front side of the mount member is accurately estimated, the end face of the optical fiber can be easily and accurately positioned at the target position.
  It is preferable that the tapered portion is arranged in an intermediate region between the front-side opening and the back-side opening that constitute the optical fiber positioning through hole.The configuration of arranging in the intermediate region can further increase the effect of suppressing the aforementioned rattling of the end face of the positioned optical fiber.
  Therefore, the mount member and the optical fiber inserted into the optical fiber positioning through hole can be firmly fixed, and the end surface of the positioned optical fiber is not rattled, and the light to the light emitting part or the light receiving part of the light emitting / receiving element The position of the end face of the fiber can always be kept constant.
  Thereby, the coupling efficiency of the light emitted from the light emitting element to the end face of the optical fiber or the coupling efficiency of the light emitted from the end face of the optical fiber to the light receiving element can always be kept constant, and has stable optical characteristics. An optical module can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of an optical module according to an embodiment.
2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a light emitting / receiving element is mounted on a mount member.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical module provided with a groove as another example of an adhesive injection opening. FIG. 4A is a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the groove, and an optical fiber positioning through-hole. FIG. 5B is a cross-sectional view including the central axis of the optical fiber positioning through the cross-section perpendicular to the cross-section of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a molded body provided with a plurality of optical fiber positioning through holes and a single groove.
[Explanation of symbols]
3. Optical fiber, 4 ... Mount member, 5 ... Optical fiber positioning through hole, 6 ... Opening for adhesive injection

Claims

A light emitting / receiving element and an optical fiber are used for mounting in a state where their optical axes are aligned with each other, and are optical module mounting members provided with optical fiber positioning through holes,
The optical fiber positioning through hole has a taper portion formed in a shape in which the hole diameter of the rear side opening is larger than the hole diameter of the front side opening, and is tapered in a conical shape toward the front side,
An adhesive injection opening is provided so as to extend from the side surface of the mount member to the inside of the mount member and to be connected to the side surface of the through hole for positioning the optical fiber, and the adhesive injection opening communicates with the front side opening. A mounting member for an optical module, characterized by being near the center in the longitudinal direction .

The optical module mount member according to claim 1, wherein a diameter of the adhesive injection opening is 300 to 800 μm .

2. The mount member for an optical module according to claim 1, wherein the adhesive injection opening is a groove provided so as to cross the front-side opening of the optical fiber positioning through hole.

4. The optical module mount member according to claim 3, wherein the groove is formed so as to penetrate from the left side surface to the right side surface of the optical module mount member.

The taper portion is disposed in an intermediate region between a front-side opening and a back-side opening that form the optical fiber positioning through hole. Mounting member for optical module.

The front-side opening is formed by an optical fiber inserted into the optical fiber positioning through hole of the optical module mounting member according to any one of claims 1 to 5 and injected from the adhesive injection opening. An optical module, wherein the optical module mount member and the optical fiber are fixed.

An optical fiber is inserted into the optical fiber positioning through-hole of the optical module mount member according to any one of claims 1 to 5, and then an adhesive is injected from an adhesive injection opening. A method of manufacturing an optical module, comprising fixing a mount member and an optical fiber.