JP5737199B2 - 光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、面発光素子または面受光素子からなる光素子を用いた光モジュール及びその製造方法に関するものである。
面発光素子または面受光素子からなる光素子を用いた光モジュールでは、光素子を基板に実装すると、光素子の光軸が基板の表面に対して垂直方向となる。そのため、基板の表面に対して平行に配置された光ファイバと光素子とを光学的に接続するために、光軸を90度変換するミラーが用いられている。
このような光モジュールとして、従来、基板上に光導波路を形成すると共に、その光導波路に基板の表面に対して45度傾斜したミラーを形成し、当該ミラーを形成した光導波路を介して、光ファイバと光素子とを光学的に接続したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−10254号公報 特開2008−122721号公報 特開2009−145817号公報 特開2006−292852号公報 特開2003−14946号公報
しかしながら、上述の従来の光モジュールでは、光素子を基板に実装する際にアクティブで実装する必要があるため、製造に手間がかかり、コストが高くなってしまうという問題があった。
具体的には、上述の従来の光モジュールでは、光素子を基板に実装する際にミラーの位置が視認できないので、例えば面発光素子からなる光素子を実装する場合には、光素子に電源を接続して光素子を発光させ、光導波路から出力される光の光量を測定しつつ、測定される光量が最も大きくなる位置に光素子を実装する必要があり、非常に手間がかかる。
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、光素子の実装作業を容易とし、製造が容易で低コストな光モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、基板と、面発光素子または面受光素子からなり、その発光部または受光部を前記基板側にして前記基板の表面に実装される光素子と、前記基板の表面に対して平行に配置されると共に、前記基板の長さ方向に沿って配置される光ファイバと、前記光素子の発光部または受光部、および前記光ファイバの先端と対向するように設けられ、前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続するミラーと、前記基板の表面に設けられ、前記光ファイバを収容する光ファイバ収容溝と、を備えた光モジュールにおいて、前記ミラーの幅を前記光ファイバ収容溝の幅よりも大きく形成し、前記基板の長さ方向と直交する方向を基板の幅方向としたときに、前記光ファイバ収容溝の前記ミラー側の端部の周縁部であって前記光ファイバ収容溝に対して前記基板の幅方向の両側の周縁部に、当該周縁部と対向する前記ミラーから入射された光を反射して、再びその対向する前記ミラーに戻す反射部を形成した光モジュールである。
前記ミラーの両側の前記反射部と対向する部分の幅は、それぞれ50μm以上であるとよい。
前記ミラーの前記反射部側の端部と前記反射部との距離は、200μm以下であるとよい。
前記光素子と前記基板間に前記基板の幅方向に延びると共に前記光素子の幅以上の幅を有するように設けられ、前記光素子と前記基板間の隙間を、前記基板の長さ方向に分割するように仕切るダム部材を備え、前記ダム部材の前記光ファイバ側の一側に前記ミラーが形成され、前記ダム部材よりも前記光ファイバと反対側の前記隙間に前記光素子の前記基板に対する接続強度を補強するアンダーフィル用樹脂が充填され、前記ダム部材よりも前記光ファイバ側の前記隙間に光ファイバ固定用樹脂が充填されてもよい。
また、本発明は、基板と、面発光素子または面受光素子からなり、その発光部または受光部を前記基板側にして前記基板の表面に実装される光素子と、前記基板の表面に対して平行に配置されると共に、前記基板の長さ方向に沿って配置される光ファイバと、前記光素子の発光部または受光部、および前記光ファイバの先端と対向するように設けられ、前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続するミラーと、前記基板の表面に設けられ、前記光ファイバを収容する光ファイバ収容溝と、を備えた光モジュールの製造方法において、前記ミラーの幅を前記光ファイバ収容溝の幅よりも大きく形成すると共に、前記基板の長さ方向と直交する方向を基板の幅方向としたときに、前記光ファイバ収容溝の前記ミラー側の端部の周縁部であって前記光ファイバ収容溝に対して前記基板の幅方向の両側の周縁部に、当該周縁部と対向する前記ミラーから入射された光を反射して、再びその対向する前記ミラーに戻す反射部を形成し、前記基板の上方から前記ミラーに光を照射し、前記反射部での反射により明るくなった部分に挟まれた暗い部分を抽出することにより、前記ミラーの前記光ファイバ収容溝と対向する部分を抽出し、その前記ミラーの前記光ファイバ収容溝と対向する部分の上面視における中央部に前記発光部または受光部が位置するように位置合せをして、前記光素子を実装する光モジュールの製造方法である。
本発明によれば、光素子の実装作業を容易とし、製造が容易で低コストな光モジュール及びその製造方法を提供できる。
(a)は、本発明の一実施の形態に係る光モジュールを用いた光モジュール付きケーブルを示す平面図およびその要部拡大図であり、(b)はその1B部拡大図、(c)は(b)の1C−1C線断面図、(d)は(b)の1D−1D線断面図である。 本発明において、光素子を基板に実装する手順を説明する図である。 図2の2視野カメラで得られる基板側の映像を示す図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施の形態に係る光モジュールの製造方法を説明する図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施の形態に係る光モジュールの製造方法を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係る光モジュールを示す図であり、(a)は要部拡大図、(b)はその6B−6B線断面図、(c)はその6C−6C線断面図である。
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1(a)は、本実施の形態に係る光モジュールを用いた光モジュール付きケーブルを示す平面図およびその要部拡大図であり、図1(b)はその1B部拡大図、図1(c)は図1(b)の1C−1C線断面図、図1(d)は図1(b)の1D−1D線断面図である。
図1(a)に示すように、光モジュール付きケーブル100は、光ファイバ2の両端部に本発明の光モジュール1をそれぞれ設けたものである。光ファイバ2の一方の端部(図示左側)には、送信側の光モジュール1aが設けられ、他方の端部(図示右側)には、受信側の光モジュール1bが設けられている。
光モジュール1(1a,1b)は、基板3と、面発光素子または面受光素子からなり、その発光部または受光部を基板3側にして基板3の表面Sに実装されるる光素子4と、光素子4と電気的に接続されたIC5と、を備えている。光ファイバ2は、基板3の表面Sに対して平行に配置されると共に、基板3の長さ方向(図示左右方向)に沿って配置される。基板3の長さLは、例えば5〜15mmであり、基板3の幅Wは、例えば2〜5mmである。また、光ファイバ2の長さLFは、例えば0.1〜50mである。
本実施の形態では、基板3として、ポリイミドからなるフィルム基板3aの表面Sと裏面Rにそれぞれ配線パターン11,12を形成したフレキシブルプリント基板(FPC)を用いている(図1(c),(d)参照)。配線パターン11,12としては、銅の表面にニッケルめっきや金めっき等の金属めっき層を形成したものを用いるとよい。
送信側の光モジュール1aでは、光素子4として、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)などの面発光素子を用い、IC5として、光素子4を駆動するドライバICを用いる。送信側の光モジュール1aの基板3の端部(図示左側の端部)には、複数の接続端子6aが整列して形成されている。
送信側の光モジュール1aの基板3は、その接続端子6aを図示しない本体基板上に設けられたFPCコネクタに接続することにより、本体基板に実装されるようになっている。本体基板の端部にはカードエッジコネクタ等の入力コネクタが備えられており、その入力コネクタが、図示しない送信側の外部機器に接続されるようになっている。送信側の光モジュール1aでは、送信側の外部機器から入力コネクタ、本体基板、FPCコネクタ、接続端子6aを介して入力された電気信号を、光素子4にて光信号に変換し、光ファイバ2に出力する。
他方、受信側の光モジュール1bでは、光素子4として、PD(Photo Diode)などの面受光素子を用い、IC5として、光素子4からの電気信号を増幅するアンプICを用いる。受信側の光モジュール1bの基板3の端部(図示右側の端部)には、複数の接続端子6bが整列して形成されている。
受信側の光モジュール1bの基板3は、その接続端子6bを図示しない本体基板上に設けられたFPCコネクタに接続することにより、本体基板に実装されるようになっている。本体基板の端部にはカードエッジコネクタ等の出力コネクタが備えられており、その出力コネクタが、図示しない受信側の外部機器に接続されるようになっている。受信側の光モジュール1bでは、光ファイバ2から入力された光信号を、光素子4にて電気信号に変換し、接続端子6b、FPCコネクタ、本体基板、出力コネクタを介して、受信側の外部機器に出力する。
以下、図1(b)〜(d)を用いて、光素子4と光ファイバ2との接続部の構造について詳細に説明する。なお、図1(b)〜(d)では送信側の光モジュール1aにおける光素子4と光ファイバ2との接続部を拡大して示しているが、受信側の光モジュール1bにおいても全く同じ構造である。また、図1(b)では、光素子4を破線で示し、光素子4を透視したときの平面図を示している。
図1(b)〜(d)に示すように、光モジュール1では、光素子4の発光部、および光ファイバ2の先端と対向するように設けられ、光素子4と光ファイバ2とを光学的に接続するミラー7と、基板3の表面Sに設けられ、光ファイバ2を収容する光ファイバ収容溝21と、光素子4と基板3間に充填される共に硬化され、光素子4の基板3に対する接続強度を補強するアンダーフィル用樹脂8と、光ファイバ2を基板3に固定するために用いる光ファイバ固定用樹脂9と、を備えている。
光素子4は、バンプ14を用いて配線パターン11にフリップチップ実装される。図示していないが、光素子4は、その下面視における四隅に電極を有し、各電極に対応するようにバンプ14が設けられている。光ファイバ2は、その先端部の被覆が除去され、裸線の状態で基板3の光ファイバ収容溝21に収容される。
本実施の形態に係る光モジュール1では、光素子4と基板3間に基板3の幅方向(図1(b)における上下方向)に延びるように設けられ、光素子4と基板3間の隙間13を、基板3の長さ方向(図1(b)における左右方向)に分割するように仕切るダム部材10を備えており、そのダム部材10の光ファイバ2側の一側にミラー7を形成している。
ダム部材10は、アンダーフィル用樹脂8が充填される領域と光ファイバ固定用樹脂9が充填される領域とを区画するためのものであり、ダム部材10よりも光ファイバ2と反対側(図示左側)の隙間13にはアンダーフィル用樹脂8が充填され、ダム部材10よりも光ファイバ2側(図示右側)の隙間13には光ファイバ固定用樹脂9が充填される。
本実施の形態では、ダム部材10として、基板3の表面Sに形成された配線パターン11を用い、ダム部材10である配線パターン10の一側を基板3の表面Sに対して45度傾斜するように加工(例えば、ダイシング等の機械加工)を行うことにより、ミラー7を形成している。
光素子4とフィルム基板3a間に光ファイバ2を挿入可能とするため、光素子4とフィルム基板3a間の距離、すなわち、配線パターン11の厚さとバンプ14の厚さとを足し合わせた厚さは、光ファイバ2の先端部の外径(つまりクラッド径)以上となるようにする必要がある。例えば、クラッド径80μmの光ファイバ2を用いる場合、配線パターン11としては、銅層の厚さが70μm程度のものを用いればよい。フィルム基板3aの厚さは、例えば25μmである。
なお、本実施の形態では、配線パターン11を厚く形成したため、この厚く形成した配線パターン11を利用して光ファイバ収容溝21を形成している。具体的には、光素子4のバンプ14が接続される図示右側の2つの配線パターン11を、長さ方向に平行に延びるように形成し、その配線パターン11間の隙間に光ファイバ2の先端部を収容するように構成し、2つの配線パターン11間の隙間を、光ファイバ2を収容する光ファイバ収容溝21とした。光ファイバ収容溝21の幅(2つの配線パターン11の間隔)は、光ファイバ2の先端部の外径(クラッド径)とほぼ等しくなるようにされる。
本実施の形態では、光素子4のバンプ14が接続される図示左側の2つの配線パターン11についても、長さ方向に平行に延びるように形成し、その配線パターン11間の隙間にアンダーフィル用樹脂8を充填するようにした。ここでは、図1(b)における左上の配線パターン11をダム部材10に接続した場合を示しているが、左上の配線パターン11はダム部材10に接続しなくともよい。
また、本実施の形態では、光素子4の長さ方向の両側からダム部材10に向かうように樹脂8,9を充填するようにした。このとき、例えば、図1(b)における左下の配線パターン11がダム部材10に接続されていると、充填時にアンダーフィル用樹脂8の逃げ場がなくなり、光素子4とダム部材10間の僅かな隙間を通ってダム部材10の反対側にアンダーフィル用樹脂8が溢れてしまうおそれが生じる。このような事態を避けるため、配線パターン11のダム部材10の近傍には、充填時に不要な樹脂8,9を幅方向に逃がすための排出口15を形成しておく必要がある。
ダム部材10の光ファイバ2側の端部よりも光ファイバ2と反対側の光素子4の長さAは、光素子4の素子長LDの1/3以上であることが望ましい。これは、長さAが光素子4の素子長LDの1/3未満となると、アンダーフィル用樹脂8により固定される領域が少なくなり、光素子4の基板3に対する接続強度が十分に確保できなくなる場合があるためである。
また、ダム部材10の幅は、光素子4の幅以上であることが望ましい。これは、ダム部材10の幅が光素子4の幅未満であると、アンダーフィル用樹脂8や光ファイバ固定用樹脂9の充填時に、当該樹脂8,9がダム部材10を回り込んでその反対側の領域に侵入してしまう場合があるためである。
アンダーフィル用樹脂8と光ファイバ固定用樹脂9としては、同じ樹脂を用いてもよいし、異なる樹脂を用いてもよい。なお、アンダーフィル用樹脂8は光素子4を基板3に対して強固に固定するためのものであるから、硬化後の硬度が比較的高いものを用いることが望ましい。これに対して、光ファイバ固定用樹脂9は光ファイバ2の先端部を基板3に固定するものであるが、光ファイバ2の先端部は配線パターン11間の隙間に収容されているため、アンダーフィル用樹脂8ほどの高い硬度は要求されない。また、光ファイバ固定用樹脂9は、光ファイバ2と基板3間の線膨張の差を吸収する役割を果たすため、光モジュール1の長期信頼性を保つ観点からは、硬化後の硬度が比較的低いものを用いることが望ましい。よって、光素子4の基板3に対する接続強度を十分に確保し、かつ、光モジュール1の長期信頼性を保つために、アンダーフィル用樹脂8と光ファイバ固定用樹脂9として異なる樹脂を用い、光ファイバ固定用樹脂9として、アンダーフィル用樹脂8よりもやわらかい(硬化後の硬度が低い)ものを用いることが望ましい。
さて、本実施の形態に係る光モジュール1では、ミラー7の幅(図1(b)における上下方向の長さ)を光ファイバ収容溝21の幅よりも大きく形成し、光ファイバ収容溝21のミラー7側の端部の周縁部に、当該周縁部と対向するミラー7から入射された光を反射して、再びその対向するミラー7に戻す反射部22を形成している。
ここでは、光ファイバ収容溝21を2つの配線パターン11で形成しているため、両配線パターン11のミラー7側の端面を反射部22として用いる。ただし、これに限らず、光ファイバ収容溝21のミラー7側の端部の周縁部に別途金属膜等を設けることで、反射部22を形成するようにしてもよい。反射部22は、基板3の表面Sに対して略垂直に形成される。
図2に示すように、光素子4を実装する際には、基板3の上方に光素子4を配置すると共に、基板3と光素子4の間に2視野カメラ31を挿入し、その2視野カメラ31で上下の映像を確認しつつ光素子4の位置合わせを行い、光素子4の位置合わせを行った後、2視野カメラ31を基板3と光素子4の間から取り出し、光素子4を下方に移動させてフリップチップ実装を行う。
このとき、ミラー7の幅を光ファイバ収容溝21の幅よりも大きく形成し、かつ、光ファイバ収容溝21のミラー7側の端部の周縁部に反射部22を形成しておけば、2視野カメラ31の撮像用の光の一部が基板3の上方からミラー7に入射し、ミラー7で反射した光の一部が反射部22で反射されて再びミラー7に入射され、ミラー7で反射されて基板3の上方に出射されることになる。
その結果、図3に示すように、2視野カメラ31で得られる基板3側の映像は、ミラー7の反射部22と対向する部分のみが明るくなった映像となる。この反射部22での反射により明るくなった部分に挟まれた暗い部分が、ミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分ということになる。なお、ミラー7が光ファイバ収容溝21と対向する位置にのみしか設けられていない場合、ミラー7全体が暗くなるので、ミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分を視認できなくなる。
光素子4と光結合される光ファイバ2のコアは光ファイバ収容溝21の中心に位置するので、光素子4の発光部または受光部が、ミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分(暗い部分)の上面視における中央部(長さ方向および幅方向の中心)に位置するように位置合せをして光素子4を実装すればよいことになる。なお、2視野カメラ31としては、取得した映像の暗い部分を認識し、その暗い部分の中央部を自動的に抽出する機能を有するものもあるので、そのような機能を有する2視野カメラ31を用いれば、さらに容易に光素子4の位置合わせを行うことができる。
ミラー7の両側の反射部22と対向する部分の幅は、それぞれ50μm以上であることが望ましい。つまり、ミラー7の幅は、光ファイバ収容溝21の幅+50μm×2以上であることが望ましい。これは、ミラー7の両側の反射部22と対向する部分の幅が50μm未満であると、反射部22で反射された光を視認することが困難となり、ミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分が認識できず、光素子4の位置合わせが困難となるためである。
本実施の形態では、ダム部材10の一側にミラー7を形成しており、また、上述のようにダム部材10の幅は、光素子4の幅以上であることが望ましいので、ダム部材10およびミラー7の幅は、光素子4の幅以上で、かつ、光ファイバ収容溝21の幅+50μm×2以上であることが望ましい。
また、ミラー7の反射部22側の端部と反射部22との距離LRは、200μm以下であることが望ましい。これは、ミラー7の反射部22側の端部と反射部22との距離LRが200μmを超えて大きくなると、2視野カメラ31で得られる基板3側の映像において、反射部22での反射による明るい部分がぼやけ、ミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分との境界が曖昧になってしまい、光素子4の実装精度が低下してしまうためである。
次に、本実施の形態に係る光モジュールの製造方法について説明する。
本実施の形態に係る光モジュールの製造方法では、まず、フィルム基板3aの表裏面に所望の配線パターン11,12を形成した基板3を作製し、ダム部材10となる配線パターン11にダイシング等の加工を施してミラー7を形成する。
その後、図4(a)に示すように、光素子4を配線パターン11にフリップチップ実装する。このとき、図2,3に示したように、基板2の上方から2視野カメラ31によりミラー7に光を照射し、反射部22での反射により明るくなった部分に挟まれた暗い部分を抽出することにより、ミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分を抽出し、そのミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分の上面視における中央部に発光部または受光部が位置するように、2視野カメラ31の映像を見ながら光素子4の位置合せをして、光素子4を実装する。その後、図4(b)に示すように、ダム部材10の図示左側の領域にアンダーフィル用樹脂8を充填し、硬化させる。
アンダーフィル用樹脂8を硬化させた後、図4(c)に示すように、図示右側の2つの配線パターン11間の隙間に光ファイバ2の先端部を収容し、ダム部材10の図示右側の領域に光ファイバ固定用樹脂9を充填し、硬化させる。
その後、基板3にIC5を実装し、基板3をFPCコネクタを介して別途作製した本体基板に実装すれば、本発明の光モジュール1が得られる。さらに、光ファイバ2の両端に送信側の光モジュール1aと受信側の光モジュール1bをそれぞれ設けると、図1(a)の光モジュール付きケーブル100が得られる。
なお、ここでは光素子4の実装を先に行う場合を説明したが、光ファイバ2の実装を先に行うことも可能である。
この場合、まず、図5(a)に示すように、図示右側の2つの配線パターン11間の隙間に光ファイバ2の先端部を収容し、ダム部材10の図示右側の領域に光ファイバ固定用樹脂9を充填し、硬化させる。その後、図5(b)に示すように、光素子4を配線パターン11にフリップチップ実装し、図5(c)に示すように、ダム部材10の図示左側の領域にアンダーフィル用樹脂8を充填し、硬化させると、本発明の光モジュール1が得られる。
なお、光ファイバ2の実装を先に行う場合、光素子4の実装前に光ファイバ固定用樹脂9を硬化させるため、光ファイバ固定用樹脂9は光素子4の固定には寄与しない。これに対して、光素子4の実装を先に行う場合は、光ファイバ固定用樹脂9が光素子4を基板3に固定するアンダーフィルの役割も兼ねることになるので、光素子4の基板3に対する接続強度をより高めることができる。
以上説明したように、本実施の形態では、ミラー7の幅を光ファイバ収容溝21の幅よりも大きく形成し、光ファイバ収容溝21のミラー7側の端部の周縁部に、当該周縁部と対向するミラー7から入射された光を反射して、再びその対向するミラー7に戻す反射部22を形成している。
このように構成することで、従来のようなアクティブな実装を行わずとも、光素子4の実装時に光素子4の実装位置を視認できるようになり、光素子4の実装作業を容易とし、製造が容易で低コストな光モジュール1を実現できる。
また、本実施の形態では、ミラー7の両側の反射部22と対向する部分の幅を、それぞれ50μm以上としているため、光素子4の実装時に、反射部22での反射により明るくなる部分を確実に視認でき、その明るい部分に挟まれた暗い部分、すなわちミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分を確実に視認することができる。
さらに、本実施の形態では、ミラー7の反射部22側の端部と反射部22との距離を200μm以下としているため、反射部22での反射により明るくなる部分がぼやけることがなく、ミラー7の光ファイバ収容溝21と対向する部分を視認し易くすることができる。
さらにまた、本実施の形態では、光素子4と基板3間に基板3の幅方向に延びるように設けられ、光素子4と基板3間の隙間13を基板3の長さ方向に分割するように仕切るダム部材10を備え、ダム部材10の光ファイバ2側の一側にミラー7を形成し、ダム部材10よりも光ファイバ2と反対側の隙間13にアンダーフィル用樹脂8を充填し、ダム部材10よりも光ファイバ2側の隙間13に光ファイバ固定用樹脂9を充填している。
このように構成することで、製造中に光素子4が基板3から外れてしまったり、あるいは光素子4の基板3に対する接続強度が不十分となることがなく、光素子4と光ファイバ2の実装作業を容易に行うことが可能になり、光素子4の基板3に対する接続強度を十分に確保しつつも、製造が容易な光モジュール1を実現できる。
また、光モジュール1では、光素子4と光ファイバ2とをミラー7を介して直接光学的に接続する構成であるため、光導波路やレンズが不要であり、低コストである。
また、本実施の形態では、ダム部材10の光ファイバ2側の端部よりも光ファイバ2と反対側の光素子4の長さAを、光素子4の素子長LDの1/3以上としているため、アンダーフィル用樹脂8を充填する領域を十分に確保でき、光ファイバ固定用樹脂9にやわらかい樹脂を用いた場合であっても、光素子4の基板3に対する接続強度を十分に確保することが可能になる。
さらに、ダム部材10の幅を光素子4の幅以上とすることにより、充填時に樹脂8,9がダム部材10の反対側の領域に侵入してしまうことを防止でき、製造をより容易に行うことが可能になる。
なお、ダム部材10とミラー7を別体に形成することも考えられるが、この場合、構造が複雑となり、製造に手間がかかるという問題が生じる。ダム部材10とミラー7を一体に形成することにより、構造を簡単にし、製造を容易にすることが可能であり、さらには小型化も可能になるというメリットがある。
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
図6(a)〜(c)に示す光モジュール41は、図1の光モジュール1において、フィルム基板3aの一部をダム部材10として用いるようにしたものである。
光モジュール41では、基板3として、フィルム基板3aを比較的厚く形成し、そのフィルム基板3aの表面S側に比較的薄い配線パターン11を形成したものを用いる。例えば、光ファイバ2としてクラッド径80μmのものを用いる場合、基板3としては、フィルム基板3aの厚さが70μm程度、配線パターン11の厚さが10μm程度のものを用いるとよい。
光モジュール41では、フィルム基板3aに、光ファイバ2を収容し光ファイバ固定用樹脂9を充填するためのファイバ収容溝42を形成すると共に、アンダーフィル用樹脂8を充填するためのアンダーフィル用溝43を形成し、ファイバ収容溝42とアンダーフィル用溝43を隔てるフィルム基板3aの一部(両溝42,43を隔てる隔壁の部分)をダム部材10として用いる。
ファイバ収容溝42は、図6(a)における右側の2つの配線パターン11の間に形成され、アンダーフィル用溝43は、図6(a)における左側の2つの配線パターン11の間に形成される。各溝42,43のダム部材10側の端部には、充填時に不要な樹脂8,9を幅方向に逃がすための排出口15が形成されている。
また、光モジュール41では、ダム部材10(フィルム基板3aの一部)の一側(つまりファイバ収容溝42側の側壁)をフィルム基板3aの表面に対して傾斜するように加工し、当該傾斜部にめっき等により金属膜44を形成することで、ミラー7を形成している。
さらに、光モジュール41では、光ファイバ収容溝42のミラー7側の端部の周縁部、すなわちミラー7と対向する部分のフィルム基板3aにも金属膜45を形成することで、反射部22を形成している。金属膜44,45としては、例えば銅からなるものを用いるとよい。
光モジュール41によれば、上述の光モジュール1と同様の作用効果を得ることができると共に、さらなる薄型化が可能となる。
本発明は上記実施の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で種々の変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、光素子4を1つのみ備える場合(つまり1チャンネルの場合)を説明したが、複数の光素子をアレイ状に配列したアレイ状光素子を用い、多チャンネル化することも可能である。この場合、光ファイバ2に代えて、複数の光ファイバを配列した光ファイバアレイを用いることになる。
また、上記実施の形態では、ダム部材10として、配線パターン11やフィルム基板3aを用いたが、これに限らず、基板3とは別体にダム部材10を形成し、そのダム部材10を基板3に取り付けるよう構成することも可能である。
1 光モジュール
2 光ファイバ
3 基板
4 光素子
7 ミラー
8 アンダーフィル用樹脂
9 光ファイバ固定用樹脂
10 ダム部材
13 隙間
21 光ファイバ収容溝
22 反射部

Claims (5)

  1. 基板と、
    面発光素子または面受光素子からなり、その発光部または受光部を前記基板側にして前記基板の表面に実装される光素子と、
    前記基板の表面に対して平行に配置されると共に、前記基板の長さ方向に沿って配置される光ファイバと、
    前記光素子の発光部または受光部、および前記光ファイバの先端と対向するように設けられ、前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続するミラーと、
    前記基板の表面に設けられ、前記光ファイバを収容する光ファイバ収容溝と、
    を備えた光モジュールにおいて、
    前記ミラーの幅を前記光ファイバ収容溝の幅よりも大きく形成し、
    前記基板の長さ方向と直交する方向を基板の幅方向としたときに、前記光ファイバ収容溝の前記ミラー側の端部の周縁部であって前記光ファイバ収容溝に対して前記基板の幅方向の両側の周縁部に、当該周縁部と対向する前記ミラーから入射された光を反射して、再びその対向する前記ミラーに戻す反射部を形成した
    ことを特徴とする光モジュール。
  2. 前記ミラーの両側の前記反射部と対向する部分の幅は、それぞれ50μm以上である
    請求項1記載の光モジュール。
  3. 前記ミラーの前記反射部側の端部と前記反射部との距離は、200μm以下である
    請求項1または2記載の光モジュール。
  4. 前記光素子と前記基板間に前記基板の幅方向に延びると共に前記光素子の幅以上の幅を有するように設けられ、前記光素子と前記基板間の隙間を、前記基板の長さ方向に分割するように仕切るダム部材を備え、
    前記ダム部材の前記光ファイバ側の一側に前記ミラーが形成され、
    前記ダム部材よりも前記光ファイバと反対側の前記隙間に前記光素子の前記基板に対する接続強度を補強するアンダーフィル用樹脂が充填され、前記ダム部材よりも前記光ファイバ側の前記隙間に光ファイバ固定用樹脂が充填された
    請求項1〜3いずれかに記載の光モジュール。
  5. 基板と、
    面発光素子または面受光素子からなり、その発光部または受光部を前記基板側にして前記基板の表面に実装される光素子と、
    前記基板の表面に対して平行に配置されると共に、前記基板の長さ方向に沿って配置される光ファイバと、
    前記光素子の発光部または受光部、および前記光ファイバの先端と対向するように設けられ、前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続するミラーと、
    前記基板の表面に設けられ、前記光ファイバを収容する光ファイバ収容溝と、
    を備えた光モジュールの製造方法において、
    前記ミラーの幅を前記光ファイバ収容溝の幅よりも大きく形成すると共に、
    前記基板の長さ方向と直交する方向を基板の幅方向としたときに、前記光ファイバ収容溝の前記ミラー側の端部の周縁部であって前記光ファイバ収容溝に対して前記基板の幅方向の両側の周縁部に、当該周縁部と対向する前記ミラーから入射された光を反射して、再びその対向する前記ミラーに戻す反射部を形成し、
    前記基板の上方から前記ミラーに光を照射し、前記反射部での反射により明るくなった部分に挟まれた暗い部分を抽出することにより、前記ミラーの前記光ファイバ収容溝と対向する部分を抽出し、その前記ミラーの前記光ファイバ収容溝と対向する部分の上面視における中央部に前記発光部または受光部が位置するように位置合せをして、前記光素子を実装する
    ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015172683A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光モジュール
JP2016143018A (ja) * 2015-02-05 2016-08-08 ソニー株式会社 光送信装置、光受信装置、及び光ケーブル
CN112094057B (zh) * 2020-09-22 2022-12-16 深圳市讯通光通信有限公司 一种用于光纤制造的涂层uv固化装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1152170A (ja) * 1997-08-07 1999-02-26 Fuji Electric Co Ltd 光スターカプラの光軸調整方法及び光スターカプラの製造方法
DK0987769T3 (da) * 1998-09-18 2003-07-14 Sumitomo Electric Industries Fotodiodemodul
JP3019078B1 (ja) * 1998-09-29 2000-03-13 住友電気工業株式会社 光受信モジュール
JP3758938B2 (ja) * 1999-06-16 2006-03-22 セイコーエプソン株式会社 光モジュール及びその製造方法並びに光伝達装置
TW449797B (en) * 2000-09-22 2001-08-11 Ind Tech Res Inst Integrated surface-emitting type electro-optical module and the fabrication method thereof
JP2003004992A (ja) * 2001-06-25 2003-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光送受信モジュールとその製造方法
JP2003014946A (ja) 2001-07-03 2003-01-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光・電子プリント配線板及びその製造方法
JP2003167175A (ja) * 2001-12-04 2003-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光実装基板及び光デバイス
JP2003207691A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Seiko Epson Corp 光モジュール、光伝達装置及び光モジュール用基板
JP3974480B2 (ja) * 2002-08-27 2007-09-12 沖電気工業株式会社 光学部材の実装方法および光モジュール
US7125176B1 (en) * 2003-09-30 2006-10-24 Stafford John W PCB with embedded optical fiber
JP2005234557A (ja) * 2004-01-22 2005-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光伝送路基板の製造方法、光伝送路基板、光伝送路内蔵基板、光伝送路内蔵基板の製造方法、およびデータ処理装置
JP4876411B2 (ja) * 2005-03-15 2012-02-15 富士ゼロックス株式会社 光モジュールの実装方法
JP4624162B2 (ja) 2005-04-07 2011-02-02 京セラ株式会社 光電気配線基板
CN101079535A (zh) * 2006-05-23 2007-11-28 精工爱普生株式会社 光学模块
JP2008122721A (ja) 2006-11-14 2008-05-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 光素子用基板
JP5029343B2 (ja) 2007-12-18 2012-09-19 凸版印刷株式会社 光基板の製造方法
JP5062056B2 (ja) 2008-06-25 2012-10-31 日立電線株式会社 光電気変換モジュール

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