JP6085218B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光モジュールに関する。

光ファイバを用いた高速光通信の分野では、電気信号と光信号とを相互に変換する部品として光トランシーバが用いられている。光トランシーバを取り扱う業界団体で取り決められたＭＳＡ（Multi Source Agreement）により、プラガブル光トランシーバの仕様（形状・寸法・ピンアサインなど）が標準化されている。これらのプラガブル光トランシーバによれば、通信機器側（ホスト側）のメイン基板上にケージが設置され、光電変換素子や回路基板を内蔵した光モジュールがケージに着脱可能に挿入される。光モジュールがケージに挿入されると、ケージ内の電気インターフェースコネクタに対して光モジュール内の回路基板が電気的・機械的に接続される。これにより、光ファイバで送受される光信号と、通信機器側のメイン基板で処理される電気信号が、光モジュール内の光電変換素子や回路基板によって相互に変換可能になる。

特許文献１には、位置決め穴（符号１１）の形成された基板（符号１）に位置決めピン（符号９）を挿入して光軸を位置合わせした光モジュールが記載されている。

特開２００５−１７６８４号公報

位置決め穴に位置決めピンを挿入する際に、位置決めピンが位置決め穴のエッジに接触することによって、位置決め部材（位置決めピンや位置決め穴）が摩耗し、位置決め部材の周囲に摩耗粉が発生する。このため、光軸の位置合わせに位置決め穴及び位置決めピンを用いると、摩耗粉が光路に入り込むおそれがある。

本発明は、位置決め部材から生じる摩耗粉の光路への混入を抑制すること目的とする。

上記目的を達成するための主たる第１の発明は、位置決め穴が形成されており、光を透過可能な透明基板と、前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、前記位置決め穴に挿入する位置決めピンが形成されており、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置された防塵部とを備え、前記透明基板に前記防塵部が予め形成された状態で、前記位置決め穴に前記位置決めピンを挿入して前記透明基板に前記支持部材を取り付けることによって、前記防塵部が、前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置されるとともに、前記防塵部は、前記透明基板のメタル層上の保護膜とともに形成された樹脂膜であることを特徴とする光モジュールである。
また、上記目的を達成するための主たる第２の発明は、位置決め穴が形成されており、光を透過可能な透明基板と、前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、前記位置決め穴に挿入する位置決めピンが形成されており、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置された防塵部とを備え、前記支持部材には、前記位置決めピンの根元の周りに凹部が形成されているとともに、前記防塵部は、前記凹部の外側を囲むように形成されていることを特徴とする光モジュールである。

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、位置決め部材から生じる摩耗粉の光路への混入を抑制することができる。

図１は、プラガブル光トランシーバの説明図である。 図２Ａは、光モジュール１のハウジング１Ａ内の回路基板１０等を斜め上から見た斜視図である。図２Ｂは、回路基板１０等を斜め下から見た斜視図である。 図３は、光モジュール１の概略構成図である。 図４Ａ〜図４Ｃは、ガラス基板２０の位置決め穴２３に光路変換器４０の位置決めピン４３を挿入し、ガラス基板２０と光路変換器４０とを位置決めする様子の概略説明図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、位置決め穴２３と位置決めピン４３の断面図である。 図６Ａ〜図６Ｃは、位置決め穴２３の写真である。図６Ａは、位置決めピン４３の挿入前の位置決め穴の写真である。図６Ｂは、位置決めピン４３の挿入後の位置決め穴２３の写真である。図６Ｃは、位置決めピン４３の挿入後の位置決め穴２３の縁の拡大写真である。図６Ｄは、図６Ａの２値化画像である。図６Ｅは、図６Ｂの２値化画像である。図６Ｆは、図６Ｃの２値化画像である。 図７は、摩耗粉の発生の説明図である。 図８は、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に形成された防塵部６１の概略断面図である。 図９は、ガラス基板２０の下面に形成された防塵部６１の説明図である。 図１０Ａ〜図１０Ｃは、第１実施形態の変形例の説明図である。 図１１Ａ〜図１１Ｃは、第１実施形態の別の変形例の説明図である。 図１２Ａは、第２実施形態の防塵部６２の概略断面図である。図１２Ｂは、ガラス基板２０の下面に形成された第２実施形態の防塵部６２の説明図である。 図１３Ａは、変形例の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。図１３Ｂは、参考例の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。 図１４Ａ〜図１４Ｃは、第２実施形態の別の変形例の説明図である。 図１５Ａは、光路変換器４０の上面に形成された第３実施形態の防塵部６３の説明図である。図１５Ｂは、第３実施形態の変形例の説明図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

位置決め穴が形成されており、光を透過可能な透明基板と、前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、前記位置決め穴に挿入する位置決めピンが形成されており、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置された防塵部とを備えることを特徴とする光モジュールが明らかとなる。
このような光モジュールによれば、位置決め部材から生じる摩耗粉の光路への混入を抑制することができる。

前記防塵部は、前記光路の周りに形成されていることが望ましい。これにより、位置決め部材（位置決め穴及び前記位置決めピン）と光路との間に防塵部を配置できる。

前記防塵部は、前記位置決め穴の周りに形成されていることが望ましい。これにより、位置決め部材（位置決め穴及び前記位置決めピン）と光路との間に防塵部を配置できる。

前記透明基板に前記防塵部が予め形成された状態で、前記位置決め穴に前記位置決めピンを挿入して前記透明基板に前記支持部材を取り付けることによって、前記防塵部が、前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置されることが望ましい。また、前記防塵部は、前記透明基板のメタル層上の保護膜とともに形成された樹脂膜であることが望ましい。これにより、防塵部の形成工程を簡略化できる。

前記防塵部は、前記位置決めピンの周りに形成されていることが望ましい。これにより、位置決め部材（位置決め穴及び前記位置決めピン）と光路との間に防塵部を配置できる。

前記支持部材には、前記位置決めピンの根元の周りに凹部が形成されていることが望ましい。これにより、位置決めピンの製造時に位置決めピンの根元の角部が丸みを帯びてしまっても、若しくは、位置決め部材の周囲で摩耗粉が発生しても、影響を受けずに高精度な位置決めが可能になる。

前記防塵部は、前記凹部の外側を囲むように形成されていることが望ましい。これにより、位置決め部材で発生した摩耗粉が光路に到達することを抑制できる。

前記位置決めピンは、テーパ面を有することが望ましい。このような場合に摩耗粉が発生しやすいので、特に有効である。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜全体構成＞
図１は、プラガブル光トランシーバの説明図である。なお、光送信器と光受信機の両方を備えるものを光トランシーバと呼ぶことがあるが、ここでは一方のみ備えるものも光トランシーバと呼ぶ。図中のプラガブル光トランシーバは、ＭＳＡ（Multi Source Agreement）で規定されたＱＳＦＰタイプ（ＱＳＦＰ：Quad Small Form Factor Pluggable）のものである。プラガブル光トランシーバは、光モジュール１と、ケージ２とを有する。

図中には、２種類の光モジュール１が描かれている。図に示すように、光モジュール１には、光ファイバ（コードを含む）が固定されていても良いし、着脱可能でも良い。図中の２つのケージ２のうちの一方は、ヒートシンク３が取り外されるとともに、内部が見えるように一部破断されて、描かれている。

以下の説明では、図１に示すように、前後、上下及び左右を定義する。すなわち、光モジュール１を挿入するケージ２の挿入口側を「前」とし、逆側を「後」とする。光モジュール１においては、光ファイバ（コードを含む）が延び出る側を「前」とし、逆側を「後」とする。また、ケージ２が設けられるメイン基板から見て、ケージ２が設けられる面の側を「上」とし、逆側を「下」とする。また、前後方向と上下方向と直交する方向を「左右」とする。

通信機器側（ホスト側）のメイン基板上にはケージ２が設置されている。ケージ２は、例えばデータセンター内のブレードサーバのメイン基板上に設けられる。

光モジュール１は、ケージ２に着脱可能に挿入される。光モジュール１は、ハウジング１Ａ内に光電変換素子３１や回路基板１０を内蔵しており、光ファイバで送受される光信号と、通信機器側のメイン基板で処理される電気信号とを相互に変換する。

ケージ２は、光モジュール１を着脱可能に収容する。ケージ２は、光モジュール１を挿入するための挿入口を前側に備え、前後方向に長い断面矩形の箱形部材である。このケージ２は、前側を開放するように金属板を折り曲げ加工して形成される。金属板が断面矩形状に折り曲げ加工されることにより、光モジュール１を収容するための収容部がケージ２内に形成されている。ケージ２の内部の後側には、コネクタ２Ａが設けられている。光モジュール１がケージ２に挿入されると、ケージ２内のコネクタ２Ａに対して光モジュール１内の回路基板が電気的・機械的に接続される。これにより、光モジュール１とメイン基板との間で電気信号が伝送される。

ケージ２の上面には開口部があり、その開口部を塞ぐようにヒートシンク３が取り付けられている。ヒートシンク３は、ケージ２に挿入された光モジュール１の熱を外部に放熱するための多数の放熱フィン（放熱ピン）を備えている。

＜光モジュール１の内部構成＞
図２Ａは、光モジュール１のハウジング１Ａ内の回路基板１０等を斜め上から見た斜視図である。図２Ｂは、回路基板１０等を斜め下から見た斜視図である。図３は、光モジュール１の概略構成図である。

図に示すように、光モジュール１は、ハウジング１Ａ内に、回路基板１０と、ガラス基板２０と、光路変換器４０とを備えている。

回路基板１０は、電子回路を構成する板状のプリント基板である。回路基板１０の後側端部には、ケージ２内のコネクタ２Ａ（コネクタソケット）と接続するための接続部１１（カードエッジコネクタ）が形成されている。接続部１１は回路基板１０の上下両面に形成されており、多数の端子が左右方向に並んで形成されている。

回路基板１０には、光路変換器４０を収容するための収容窓１２が形成されている。また、この収容窓１２を囲むように、回路基板１０の上面には回路基板側電極１３が形成されている。回路基板１０の上面には、収容窓１２を塞ぐように、ガラス基板２０が搭載されている。言い換えると、ガラス基板２０の下側に回路基板１０の収容窓１２が位置しており、ガラス基板２０の下面で回路基板１０の収容窓１２が塞がれている。ガラス基板２０の下面にはガラス基板側電極２２が形成されており、回路基板側電極１３とガラス基板側電極２２とを接続しつつ、回路基板１０の収容窓１２を塞ぐようにガラス基板２０を回路基板１０に搭載している。

収容窓１２は、回路基板１０に形成された貫通穴（開口）である。この収容窓１２に光路変換器４０の上部が挿入されている。光路変換器４０の下部は収容窓１２から下側に突出しており、この突出した部分から前側に光ファイバ５０が延び出ている。但し、光路変換器４０が回路基板１０より薄い場合、光路変換器４０の下部は収容窓１２から下側に突出しない。この場合、反射部４２が光を鈍角に反射するように構成されると、光路変換器４０から光ファイバ５０を引き出しやすくなる。

ガラス基板２０は、光を透過可能な透明なガラス製基板である。ガラス基板２０は、例えば石英ガラスやホウ珪酸ガラス等のガラス材料から構成され、ここではホウ珪酸ガラスが採用されている。ガラス基板２０には、回路基板１０の収容窓１２の形状に沿って、複数の貫通ビア２１が形成されている。

ガラス基板２０の下面（発光部３１を搭載する搭載面とは反対側の面）には、ガラス基板側電極２２が形成されている。ガラス基板側電極２２は、貫通ビア２１の外側に形成されている。また、ガラス基板側電極２２は、回路基板１０の収容窓１２の外側に沿うように、形成されている。ガラス基板側電極２２は、回路基板１０の上面の回路基板側電極１３と電気的に接続されることになる。貫通ビア２１は、ガラス基板側電極２２と発光部３１及び駆動素子３２との間の配線に用いられている。

ガラス基板２０の下面には、光路変換器４０を位置決めするための２つの位置決め穴２３が形成されている。この位置決め穴２３は、ガラス基板２０を貫通しておらず、非貫通穴となるように形成されている。位置決め穴２３を非貫通穴にすることによって、位置決め穴２３の上側に部品（例えば駆動素子３２）を搭載したり、その部品への配線を配置したりすることが可能になり、ガラス基板２０の上面における部品搭載や配線の自由度が高くなる。

ガラス基板２０の上面には、発光部３１が実装されている。また、発光部３１を駆動するための駆動素子３２も、ガラス基板２０の上面（発光部３１の搭載面）に実装されている。発光部３１と駆動素子３２は、貫通ビア２１の内側に配置されている。言い換えると、発光部３１と駆動素子３２は、回路基板１０の収容窓１２の上側に位置するように、ガラス基板２０の上面に実装されている。

発光部３１は、光信号と電気信号とを変換する光電変換素子である。ここでは、発光部３１として、基板に垂直な光を出射するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光レーザ）が採用されている。なお、光電変換素子として、光信号を電気信号に変換する受光部がガラス基板２０に実装されても良い。また、発光部と受光部の両方がガラス基板２０に実装されても良い。

発光部３１の発光部側電極３１Ａと発光面３１Ｂは、下面（ガラス基板２０の側の面）に形成されている。発光部３１は、ガラス基板２０にフリップチップ実装されており、ガラス基板２０に向かって光を照射する。発光部３１の発光部側電極３１Ａと発光面３１Ｂが同じ側（ガラス基板２０の側となる下面）に位置しているため、発光部３１をガラス基板２０にフリップチップ実装すれば、発光面３１Ｂがガラス基板２０の側を向き、発光面３１Ｂが外部に露出しないことになる。

なお、図３には発光部３１の発光面３１Ｂが１つ描かれているが、発光部３１は、紙面と垂直な方向に並ぶ複数（例えば４つ）の発光面３１Ｂを備えている。

光路変換器４０は、発光部３１から照射された光の光路を変換する光学部品である。また、光路変換器４０は、光ファイバ５０の一端を支持し、発光部３１と光ファイバ５０との間の光路を透明基板と共に形成する支持部材としても機能する。光路変換器４０は、ガラス基板２０に対して位置決めされて取り付けられる部材である。光路変換器４０は、回路基板１０の下側から収容窓１２に挿入されている。

光路変換器４０は、レンズ部４１と、反射部４２とを備えている。レンズ部４１は、光路変換器４０の上面に形成されている。反射部４２は、光路変換器４０の下面に形成されている。

レンズ部４１は、光を集束させられるように凸レンズ状に形成された部位である。但し、レンズ部４１は、光路変換器４０の上面から突出しないように、上面から窪んだ凹部に形成されている。レンズ部４１を光路変換器４０の上面から窪ませて形成されているので、レンズ部４１がガラス基板２０の下面に接触してしまうことを回避している。レンズ部４１は、発光部３１の照射した光を集束させて反射部４２に導き、光を光ファイバ５０に入射させる。ガラス基板２０に受光部が実装されている場合には、レンズ部４１は、反射部４２から反射された光を受光部に集束させることになる。レンズ部４１は、ガラス基板２０を挟んで発光部３１の発光面３１Ｂと対向している。

反射部４２は、光を反射させるための部位である。発光部３１から照射された光の光軸は上下方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に垂直な方向）であるが、反射部４２で反射された光の光軸は前後方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に平行な方向）になる。反射部４２で反射された光は、光路変換器４０に取り付けられた光ファイバ５０に入射する。ガラス基板２０に受光部が実装されている場合には、反射部４２は、光ファイバ５０から出射した光を反射してレンズ部４１に導き、受光部に集束させることになる。

なお、図中の反射部４２は、反射光の光軸が前後方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に平行な方向）になるように描かれている。但し、反射部４２は、９０度に光を反射するものに限られない。反射部４２が光を鈍角（例えば１００度程度）に反射するように構成されていても良い。光軸が上下方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に垂直な方向）であった光が前後方向（回路基板１０やガラス基板２０などの基板に平行な方向）の成分を持つように反射されれば良い。例えば、光ファイバ５０の根元が光路変換器４０の比較的上部にある場合や、光路変換器４０の厚さが回路基板１０の厚さよりも薄い場合に、光路変換器４０から光ファイバ５０を引き出しやすくするため、反射部４２が光を鈍角に反射するように構成すると良い。

光ファイバ５０は、光路変換器４０のレンズ部４１及び反射部４２に対して所定の位置関係になるように位置合わせされて取り付けられている。

図中の光路変換器４０には、光が入射する部位だけにレンズ部４１が設けられている。但し、光が出射する部位（光ファイバ５０の端部と対向する部位）にもレンズ部を設け、光路変換器４０が２つのレンズ部を備えても良い。そして、２つのレンズ部をコリメータレンズとすれば、光路変換器４０の中で平行光を伝搬させることができる。

光路変換器４０の上面には、ガラス基板２０の位置決め穴２３に挿入するための２つの位置決めピン４３が突出して形成されている。光路変換器４０の位置決めピン４３がガラス基板２０の位置決め穴２３に嵌合することによって、光路変換器４０のレンズ部４１の光軸とガラス基板２０に実装された発光部３１の光軸との位置合わせが行われる。

光路変換器４０は、樹脂により一体成形されている。つまり、光路変換器４０のレンズ部４１、反射部４２及び位置決めピン４３は、樹脂により一体的に形成されている。また、光路変換器４０は、光を透過可能な樹脂により成型され、ここではポリエーテルイミド樹脂が用いられている。

なお、光路変換器４０は、反射部４２の面積を確保するため、また、光ファイバ５０の端部を接続するための面積を確保するため、他と比べると厚い部品になっている。しかし、厚みのある光路変換器４０の上部を収容窓１２の中に配置させることによって、回路基板１０、ガラス基板２０及び光路変換器４０を単に積み重ねて配置した場合（若しくは、中継基板を介してガラス基板２０及び光路変換器４０を回路基板１０に取り付けた場合）と比べて、光モジュールの低背化が実現されている。

＜コンタミネーションの問題について＞
図４Ａ〜図４Ｃは、ガラス基板２０の位置決め穴２３に光路変換器４０の位置決めピン４３を挿入し、ガラス基板２０と光路変換器４０とを位置決めする様子の概略説明図である。
回路基板１０には収容窓１２（窓）が形成されている。回路基板１０の上面には、収容窓１２を塞ぐようにガラス基板２０が搭載されている。ガラス基板２０には位置決め穴２３が設けられており、光路変換器４０には位置決めピン４３が設けられている。位置決めピン４３が位置決め穴２３に挿入されることによって、光路変換器４０がガラス基板２０に対して位置決めされ、光軸が位置合わせされる（ガラス基板２０に搭載された発光部３１から照射される光の光軸と、光路変換器４０のレンズ部４１の光軸とが位置合わせされる）。

図５Ａ及び図５Ｂは、位置決め穴２３と位置決めピン４３の断面図である。
ガラス基板２０には、非貫通の位置決め穴２３が形成されている。位置決め穴２３を非貫通穴にすることによって、ガラス基板２０の上面における部品搭載や配線の自由度が高くなる。ガラス基板２０への位置決め穴２３の形成方法には、低コストのサンドブラスト加工が採用されている。サンドブラスト加工によってガラス基板２０に非貫通穴を形成しているため、位置決め穴２３は奥の窄まった形状になる。

光路変換器４０にはテーパ面４３Ａを有する位置決めピン４３が形成されている。位置決めピン４３のテーパ面４３Ａが位置決め穴２３の開口（縁）と隙間無く接触できるので、位置決めピン４３の軸方向に垂直な方向の位置決め誤差を抑制でき、光軸の位置ずれ誤差を抑制できる。

位置決め穴２３の開口径と、位置決めピン４３の根元の径は、ほぼ同じである。但し、位置決めピン４３のテーパ面４３Ａを位置決め穴２３の開口（縁）に接触させるため、位置決め穴２３の開口径が位置決めピン４３の根元の径を越えないように、それぞれの径の公差が定められている。この結果、位置決めピン４３のテーパ面４３Ａが位置決め穴２３の内面に接触したときに、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に隙間ができる。

図６Ａ〜図６Ｃは、位置決め穴２３の写真である。図６Ａは、位置決めピン４３の挿入前の位置決め穴の写真である。図６Ｂは、位置決めピン４３の挿入後の位置決め穴２３の写真である。図６Ｃは、位置決めピン４３の挿入後の位置決め穴２３の縁の拡大写真である。図６Ｄは、図６Ａの２値化画像である。図６Ｅは、図６Ｂの２値化画像である。図６Ｆは、図６Ｃの２値化画像である。図７は、摩耗粉の発生の説明図である。

位置決め穴２３に位置決めピン４３を挿入するとき、位置決め穴２３の中心軸に対して位置決めピン４３の中心軸がずれている（図７上図参照）。このような状態で位置決め穴２３に位置決めピン４３を挿入すると、位置決め穴２３の縁に位置決めピン４３が接触し、位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン）が摩耗する。特に、テーパ面４３Ａを有する樹脂製の位置決めピン４３をガラス基板２０の位置決め穴２３に挿入すると、樹脂製のテーパ面４３Ａがガラスのエッジ（位置決め穴２３の縁）で削られて、位置決めピン４３のテーパ面４３Ａが摩耗しやすい（図７下図参照）。この結果、位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン４３）の外周に摩耗粉が発生する（図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｅ、図６Ｆ参照）。

既に説明した通り、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に隙間があるため（図５Ｂ参照）、位置決め部材の外周で発生した摩耗粉は、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間の隙間を移動する。そして、隙間を移動した摩耗粉が光路変換器４０のレンズ部４１（図３参照）の近傍に到達すると、摩耗粉が光路を遮るおそれがある。摩耗粉が光路を遮ると、光の損失が大きくなり、光モジュールの故障の原因にもなる。

そこで、本実施形態では、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間であって、位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン４３）と光路との間に、防塵部６１を設けている（図３参照）。位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン４３）と光路との間に防塵部６１を配置することによって、位置決め部材で発生した摩耗粉が光路に到達することを抑制している。

＜防塵部６１について＞
図８は、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に形成された防塵部６１の概略断面図である。図９は、ガラス基板２０の下面に形成された防塵部６１の説明図である。なお、図９は、ガラス基板２０の下面を下から見た図である。

防塵部６１は、位置決め部材で生じた摩耗粉の光路への混入を抑制する部位である。第１実施形態では、ガラス基板２０の下面に防塵部６１が形成されている（図９参照）。ガラス基板２０の下面に光路変換器４０が取り付けられると、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に防塵部６１が配置される（図８参照）。なお、防塵部６１は、光路変換器４０の上面に接触していても良いし、接触していなくても良い。防塵部６１を光路変換器４０の上面に接触させれば、光路の外側を密封することが可能になる（防塵部６１によりシール部材を構成することが可能である）。防塵部６１が光路変換器４０の上面に接触していなくても、防塵部６１がガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間の隙間を狭めることによって、防塵効果（光路への摩耗粉の混入を抑制する効果）を得ることが可能である。つまり、防塵部６１は、光路への摩耗粉の混入を抑制するための防壁部である。

防塵部６１は、複数（ここでは４つ）の光路の外側を囲むように、ガラス基板２０の下面に形成されている（図９参照）。これにより、防塵部６１は、位置決め穴２３と光路（ガラス基板２０の下面から光が入出射する図中の点線の領域）との間に形成される。ガラス基板２０の下面に光路変換器４０が取り付けられると、位置決め部材（位置決め穴２３と位置決めピン４３）と光路との間に防塵部６１が配置されることになる。

防塵部６１は、ポリイミド樹脂膜で形成されている。防塵部６１は、ガラス基板２０や光路変換器４０を構成する材料よりも、柔らかい材料であることが好ましい。また、防塵部６１は、光路変換器４０の上面と接触させる場合には、若干弾性変形することによって位置決め穴２３と位置決めピン４３との接触を阻害しないことが望ましい。

ところで、ガラス基板２０の下面には、パッシベーション膜２５が形成されている。パッシベーション膜２５は、ガラス基板側電極２２の保護のために、ガラス基板側電極２２を構成するメタル層の上に形成される膜である。パッシベーション膜２５はガラス基板側電極２２との密着性に優れた材料であり、ガラス基板側電極２２の最表面が銅又は金の場合には、例えばポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが採用され、ここではポリイミド樹脂が採用されている。

防塵部６１は、パッシベーション膜２５とともに形成された樹脂膜（ここではポリイミド樹脂）である。これにより、防塵部６１の形成工程を簡略化することができる。以下、防塵部６１の形成工程について説明する。

まず、貫通ビア２１、ガラス基板側電極２２を構成するメタル層及び位置決め穴２３の形成されたガラス基板２０に、パッシベーション膜を形成するための感光性の樹脂層を形成する。次に、感光性の樹脂層にパターンを露光する。このとき、パッシベーション膜２５が形成される領域では、メタル層の上にガラス基板側電極２２を露出させる窓が形成されるように、パターンが露光される。また、防塵部６１が形成される領域では、複数の光路の外側を囲む膜が形成されるように（図９参照）、パターンが露光される。パターンの露光後、ガラス基板２０を現像すれば、パッシベーション膜２５とともに防塵部６１がガラス基板２０に形成される。

なお、上記の説明では、感光性の樹脂（ポリイミド樹脂）によってパッシベーション膜２５及び防塵部６１が形成されているが、非感光性の樹脂層からパッシベーション膜２５及び防塵部６１を形成しても良い。また、パッシベーション膜ではなく、応力緩和樹脂膜で防塵部６１を形成しても良い。応力緩和樹脂膜は、回路基板１０との実装時にガラス基板２０にかかる応力を緩和する機能を持つ樹脂膜である。応力緩和樹脂膜は、有機樹脂が望ましく、ポリイミド樹脂やシリコーン樹脂等が挙げられる。ガラス転移温度が高く、後工程での耐熱性が良好なポリイミド樹脂が好ましい。膜厚は１〜２０μｍ程度あれば良く、５〜１０μｍ程度が応力緩和と段差による断線防止を両立できる範囲であり、好ましい。

＜第１実施形態の変形例＞
図１０Ａ〜図１０Ｃは、第１実施形態の変形例の説明図である。図１０Ａに示すように、防塵部６１が多重（ここでは２重）に光路の外側を囲んでいても良い。また、防塵部６１は、光路の外側を完全に囲んでいなくても良い。例えば、図１０Ｂに示すように、迷路状に壁を形成することによって防塵部６１を構成しても良い。また、図１０Ｃのように、位置決め穴２３と光路との間に直線状に防塵部６１を形成しても良い。

図１１Ａ〜図１１Ｃは、第１実施形態の別の変形例の説明図である。複数の光路をまとめて囲う代わりに、図１１Ａに示すように、個々の光路をそれぞれ防塵部６１で囲んでも良い。図示は省略するが、それぞれの光路の外側を防塵部６１で多重に囲んでも良い。また、図１１Ｂに示すように、光路の領域のみ防塵部６１を形成しないことによって、それぞれの光路の周りに防塵部６１を形成しても良い。また、個々の光路の周りに防塵部６１を形成しつつ、更にその外側をまとめて防塵部で囲んでも良い。

いずれの変形例においても、位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン４３）と光路との間に防塵部６１が配置されるので、位置決め部材で発生した摩耗粉が光路に到達することを抑制できる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図１２Ａは、第２実施形態の防塵部６２の概略断面図である。図１２Ｂは、ガラス基板２０の下面に形成された第２実施形態の防塵部６２の説明図である。

前述の第１実施形態では、光路の外側を囲むように防塵部６１が形成されていた。これに対し、第２実施形態では、位置決め部材（位置決め穴２３）を囲むように防塵部６２が形成されている。

第２実施形態においても、ガラス基板２０の下面に防塵部６２が形成されている（図１２Ｂ参照）。ガラス基板２０の下面に光路変換器４０が取り付けられると、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に防塵部６２が配置される（図１２Ａ参照）。なお、防塵部６２は、光路変換器４０の上面に接触していても良いし、接触していなくても良い。防塵部６２が光路変換器４０の上面に接触していなくても、防塵部６２がガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間の隙間を狭めることによって、防塵効果を得ることが可能である。

防塵部６２は、位置決め穴２３を囲むように、ガラス基板２０の下面に形成されている。これにより、防塵部６２は、位置決め穴２３と光路（図１２Ｂの点線の領域）との間に形成される。ガラス基板２０の下面に光路変換器４０が取り付けられると、位置決め部材（位置決め穴２３と位置決めピン４３）と光路との間に防塵部６２が配置されることになる。

防塵部６２は、第１実施形態と同様に、メタル層上の保護膜（パッシベーション膜や応力緩和樹脂膜）とともに形成された樹脂膜で良い。これにより、防塵部６１の形成工程を簡略化することができる。

＜第２実施形態の変形例１＞
図１３Ａは、変形例の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。図１３Ｂは、参考例の位置決めピン４３の根元近傍の拡大図である。

一般的に、樹脂を成型する際に樹脂が収縮するため、樹脂成型品の表面形状は、金型の内面の形状をそのまま反映するわけではない。例えば、成型品の角部が丸みを帯びることがある。既に説明したように、光路変換器４０は透明樹脂によって一体的に成形されており、位置決めピン４３も光路変換器４０の他の部位と一体的に成形されている。そして、図１３Ｂに示す参考例のように、位置決めピン４３の根元の角部（図中の矢印で示す部分）が丸みを帯びてしまうことがある。この丸みは、位置決めピン４３の周囲に均等に形成されるわけではないため（位置決めピン４３の根元の丸みは制御できないため）、この部分が位置決め穴２３に接触すると、位置決め穴２３や位置決めピン４３の軸方向に垂直な方向の位置ずれの要因になり、ガラス基板２０側の光軸（発光部３１から照射される光の光軸と、光路変換器４０側の光軸（レンズ部４１の光軸）との位置ずれの要因になり得る。

そこで、変形例では、図１３Ａに示すように、位置決めピン４３の根元の周りを囲むように、光路変換器４０の上面に環状の凹部４３Ｂが形成されている。更に、凹部４３Ｂの内側の側壁面は、円錐台形状の位置決めピン４３のテーパ面４３Ａの延長面になっている。つまり、位置決めピン４３のテーパ面４３Ａが光路変換器４０の上面よりも内側（位置決めピン４３の突出する側と反対側）まで形成されている。これにより、位置決めピン４３の根元の角部が丸みを帯びても、その部分は光路変換器４０の上面よりも下側に位置することになる。このようにして、位置決めピン４３の根元の丸みを帯びた角部が位置決め穴２３に接触することを防いでいる。

加えて、位置決めピン４３の根元の周りに凹部４３Ｂを形成することによって、位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン４３）の外周で発生した摩耗粉が凹部４３Ｂに入り込む。これにより、摩耗粉が位置決め部材による位置決めを阻害することを抑制できるとともに、摩耗粉がガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間の隙間に入りにくくなり、更に摩耗粉が光路に到達しにくくなる。

変形例のように位置決めピン４３の根元の周りに凹部４３Ｂを形成する場合、防塵部６２は、凹部４３Ｂの外側を囲むように配置されることが望ましい。これにより、位置決め部材で発生した摩耗粉が光路に到達することを抑制できる。

＜第２実施形態の変形例２＞
図１４Ａ〜図１４Ｃは、第２実施形態の別の変形例の説明図である。図１４Ａに示すように、防塵部６２が多重に位置決め穴の外側を囲んでいても良い。また、防塵部６２は、位置決め穴２３の周りを完全に囲んでいなくても良い。例えば、図１４Ｂに示すように、迷路状に壁を形成することによって防塵部６２を構成しても良い。また、図１４Ｃに示すように、位置決め穴２３と光路との間に円弧状に防塵部６２を形成しても良い。

いずれの変形例においても、位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン４３）と光路との間に防塵部６２が配置されるので、位置決め部材で発生した摩耗粉が光路に到達することを抑制できる。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
前述の実施形態では、ガラス基板２０の下面に防塵部６１，６２が形成されていた。これに対し、第３実施形態では、光路変換器４０の上面に防塵部が形成されている。

図１５Ａは、光路変換器４０の上面に形成された第３実施形態の防塵部６３の説明図である。なお、図１５Ａは、光路変換器４０の上面を上から見た図である。

第３実施形態では、光路変換器４０の上面に防塵部６３が形成されている。この光路変換器４０をガラス基板２０の下面に取り付けると、第１実施形態の図８の防塵部６１とほぼ同様に、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に防塵部６３が配置される。なお、防塵部６３は、ガラス基板２０の下面に接触していても良いし、接触していなくても良い。防塵部６３がガラス基板２０の下面に接触していなくても、防塵部６３がガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間の隙間を狭めることによって、防塵効果を得ることが可能である。

防塵部６３は、複数（ここでは４つ）のレンズ部４１の外側を囲むように、光路変換器４０の上面に形成されている。これにより、防塵部６３は、位置決めピン４３と光路（レンズ部４１に光が入出射する図中の点線の領域）との間に形成される。光路変換器４０がガラス基板２０の下面に取り付けられると、位置決め部材（位置決め穴２３と位置決めピン４３）と光路との間に防塵部６３が配置されることになる。

なお、防塵部６３は、前述の図１０Ａの防塵部６１のように、多重にレンズ部４１の外側を囲んでも良い。また、防塵部６３は、前述の図１０Ｂや図１０Ｃの防塵部６１のように、レンズ部４１の外側を完全に囲んでいなくても良い。また、防塵部６３は、複数のレンズ部４１をまとめて囲う代わりに、個々のレンズ部４１をそれぞれ囲んでも良い。

図１５Ｂは、第３実施形態の変形例の説明図である。なお、図１５Ｂも、光路変換器４０の上面を上から見た図である。

第３実施形態の変形例では、位置決め部材（位置決めピン４３）を囲むように、防塵部６４が光路変換器４０の上面に形成されている。この光路変換器４０をガラス基板２０の下面に取り付けると、ガラス基板２０の下面と光路変換器４０の上面との間に防塵部６４が配置される。

なお、防塵部６４は、前述の図１４Ａの防塵部６２のように、多重に位置決めピン４３の外側を囲んでも良い。また、防塵部６４は、前述の図１４Ｂや図１４Ｃの防塵部６２のように、位置決めピン４３の周りを完全に囲んでいなくても良い。

第３実施形態（及びその変形例）においても、位置決め部材（位置決め穴２３及び位置決めピン４３）と光路との間に防塵部６３，６４が配置されるので、位置決め部材で発生した摩耗粉が光路に到達することを抑制できる。

＝＝＝その他＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる形態であっても、本発明に含まれる。

＜位置決め穴と位置決めピン＞
前述の位置決め穴２３は、サンドブラスト加工により形成された奥の窄まった非貫通穴であったが、他の加工方法によって形成された位置決め穴でも良く、他の形状の位置決め穴でも良い。例えば、位置決め穴２３がドリル加工により形成され径が一定の寸胴形状の穴であっても良い。また、位置決め穴２３が貫通穴であっても良い。
前述の位置決めピン４３は、テーパ面４３Ａを有する円錐台形状であったが、他の形状でも良い。例えば、位置決めピンは、円錐形状でも良いし、径が一定の寸胴形状でも良い。但し、既に説明したように、位置決めピンがテーパ面を有する場合に摩耗粉が発生しやすいため、防塵部を設けることが特に有効になる。

＜光路変換器について＞
前述の実施形態では、光路変換器（光学部品）は樹脂製であった。但し、位置決めピンを有する光学部品は、樹脂製でなくても良い。

＜防塵部について＞
前述の防塵部は、ガラス基板２０又は光路変換器４０に形成された樹脂膜で形成されていた。但し、防塵部は、このような形態に限られるものではない。例えば、ガラス基板２０や光路変換器４０とは別体に防塵部を構成しても良い。例えば、Oリング状に防塵部を構成し、ガラス基板２０に光路変換器４０を取り付けるときに、Oリング状の防塵部を位置決めピン４３に挿入しつつ、位置決めピン４３をガラス基板２０の位置決め穴２３に挿入しても良い。

＜光モジュールについて＞
前述の実施形態では、ＱＳＦＰタイプの光モジュールを用いて説明したが、このタイプに限定されるものではない。他のタイプ（例えばＣＸＰタイプやＳＦＰタイプなど）の光モジュールに適用することも可能である。

１ 光モジュール、１Ａ ハウジング、
２ ケージ、２Ａ コネクタ、３ ヒートシンク、
１０ 回路基板、１１ 接続部、
１２ 収容窓、１３ 回路基板側電極、
２０ ガラス基板（透明基板）、２１ 貫通ビア、
２２ ガラス基板側電極、２３ 位置決め穴、２３Ａ テーパ面、
３１ 発光部、３１Ａ 発光部側電極、３１Ｂ 発光面、３２ 駆動素子、
４０ 光路変換器（支持部材）、４１ レンズ部、４２ 反射部、
４３ 位置決めピン、４３Ａ テーパ面、４３Ｂ 凹部、
５０ 光ファイバ、６１〜６４ 防塵部

Claims (6)

1. 位置決め穴が形成されており、光を透過可能な透明基板と、
   前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、
   前記位置決め穴に挿入する位置決めピンが形成されており、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、
   前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置された防塵部と
   を備え、
   前記透明基板に前記防塵部が予め形成された状態で、前記位置決め穴に前記位置決めピンを挿入して前記透明基板に前記支持部材を取り付けることによって、前記防塵部が、前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置されるとともに、
   前記防塵部は、前記透明基板のメタル層上の保護膜とともに形成された樹脂膜である
   ことを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１に記載の光モジュールであって、
   前記防塵部は、前記光路の周りに形成されている
   ことを特徴とする光モジュール。
3. 請求項１又は２に記載の光モジュールであって、
   前記防塵部は、前記位置決め穴の周りに形成されている
   ことを特徴とする光モジュール。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記防塵部は、前記位置決めピンの周りに形成されている
   ことを特徴とする光モジュール。
5. 位置決め穴が形成されており、光を透過可能な透明基板と、
   前記透明基板に搭載され、前記透明基板に向かって光を発光し若しくは前記透明基板を透過した光を受光する光電変換素子と、
   前記位置決め穴に挿入する位置決めピンが形成されており、光ファイバを支持し、前記光電変換素子と前記光ファイバとの間の光路を前記透明基板とともに形成する支持部材と、
   前記透明基板と前記支持部材との間に配置されるとともに、前記位置決め穴及び前記位置決めピンと前記光路との間に配置された防塵部と
   を備え、
   前記支持部材には、前記位置決めピンの根元の周りに凹部が形成されているとともに、
   前記防塵部は、前記凹部の外側を囲むように形成されている
   ことを特徴とする光モジュール。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記位置決めピンは、テーパ面を有する
   ことを特徴とする光モジュール。