JP6423753B2 - 光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

光モジュール及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6423753B2
JP6423753B2 JP2015088177A JP2015088177A JP6423753B2 JP 6423753 B2 JP6423753 B2 JP 6423753B2 JP 2015088177 A JP2015088177 A JP 2015088177A JP 2015088177 A JP2015088177 A JP 2015088177A JP 6423753 B2 JP6423753 B2 JP 6423753B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring board
lens component
fixing member
optical
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015088177A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016206427A (ja
Inventor
柳沢 賢司
賢司 柳沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP2015088177A priority Critical patent/JP6423753B2/ja
Priority to US15/071,478 priority patent/US9651748B2/en
Publication of JP2016206427A publication Critical patent/JP2016206427A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6423753B2 publication Critical patent/JP6423753B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4244Mounting of the optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274Electrical aspects
    • G02B6/428Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/30Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/32Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • G02B6/322Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends and having centering means being part of the lens for the self-positioning of the lightguide at the focal point, e.g. holes, wells, indents, nibs
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206Optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4238Soldering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4239Adhesive bonding; Encapsulation with polymer material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

本発明は、光導波路付き配線基板上に、光導波路から出射された光を集光するレンズ部品を搭載した光モジュール、及びその製造方法に関する。
プリント基板などの配線基板の上に光導波路を配設することによって、配線基板内に電気配線と光配線とを混載させた光電気複合基板が知られている。
光導波路は、コア層をクラッド層で囲んだ構成をなし、コア層を伝搬する光は、光導波路の端部に設けられた光路変換部によって、配線基板に対して垂直方向に光路が変換される。光路変換部から垂直方向に出射された光は、例えば、配線基板の上に搭載された光ファイバーに入射して、光信号として外部に伝送される。
このとき、配線基板の上に、光路変換部から出射された光を集光するレンズ部品を搭載することにより、レンズ部品で集光した光を光ファイバーに入射させることができるため、光の伝送ロスを低減することができる。
特許文献1には、配線基板及びレンズ部品に、それぞれ位置合わせ用の貫通孔を形成し、この貫通孔にガイドピンを嵌合させて、配線基板の上に、レンズ部品を搭載する方法が開示されている。
しかしながら、この方法は、配線基板に貫通孔を形成するための領域を確保する必要があり、高密度で小型化された配線基板には、採用することが難しい。
特開2005−84165号公報
配線基板の上にレンズ部品を搭載する方法として、接着剤を用いて、レンズ部品を配線基板の上に接着する方法が考えられる。
しかしながら、レンズ部品で集光した光を光ファイバーに入射させるためには、レンズ部品に光ファイバーコネクターを装着する必要がある。この場合、光ファイバーコネクターを、レンズ部品から脱着する際、配線基板とレンズ部品との接着部に大きな応力が働き、レンズ部品が配線基板から外れるおそれがある。また、レンズ部品と配線基板との接触面積を大きくすることによって、接着強度を高めることはできるが、レンズ部品の拡大を招き、高密度で小型化された配線基板に採用することは難しい。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、光導波路付き配線基板の上にレンズ部品を搭載した光モジュールにおいて、レンズ部品の配線基板への接着強度を高めることを目的とする。
本発明に係る光モジュールは、 配線基板と、配線基板上に配設された光導波路と、光導波路の端部に設けられた光路変換部と、配線基板上に搭載され、光路変換部からの光を集光するレンズが配設されたレンズ部品とを備えた光モジュールであって、配線基板上に、固定部材がはんだ接合されており、レンズ部品は、レンズ部品に形成された貫通孔内に、固定部材が収容された状態で、配線基板上に搭載されており、貫通孔内の固定部材を除く空間に、樹脂が充填されており、固定部材は、配線基板と所定の距離を隔てて対峙する対向面を有し、樹脂は、対向面と配線基板との空間に充填されていることを特徴とする。
また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、上記の構成からなる光モジュールの製造方法であって、両端に光路変換部が設けられた光導波路を上面に配設した配線基板を用意する工程と、配線基板上に、固定部材をはんだ接合する工程と、配線基板上に、貫通孔が形成されたレンズ部品を、貫通孔内に、固定部材が収容される状態で搭載する工程と、貫通孔内の固定部材を除く空間に、樹脂を充填する工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、光導波路付き配線基板の上にレンズ部品を搭載した光モジュールにおいて、レンズ部品の配線基板への接着強度を高めることができる。
本発明の前提となる光導波路付き配線基板の上にレンズ部品を搭載した光モジュールの構成を模式的に示した断面図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施形態における光モジュールの製造方法の工程を示した図で、(a)は平面図、(b)は、(a)のIIb−IIbに沿った断面図、(c)は、(a)のIIc−IIcに沿った断面図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施形態における光モジュールの製造方法の工程を示した図で、(a)は平面図、(b)は、(a)のIIIb−IIIbに沿った断面図、(c)は、(a)のIIIc−IIIcに沿った断面図である。 (a)、(b)は、固定部材の構成の一例を示した図で、(a)は、固定部材を上方から見た斜視図、(b)は、固定部材を下方から見た斜視図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施形態における光モジュールの製造方法の工程を示した図で、(a)は平面図、(b)は、(a)のVb−Vbに沿った断面図、(c)は、(a)のVc−Vcに沿った断面図である。 本発明の一実施形態における光モジュールの製造方法の工程を示した斜視図である。 (a)〜(c)は、レンズ部品の構成の一例を示した図である。 (a)〜(c)は、レンズ部品の構成の一例を示した図である。 (a)〜(c)は、本発明の一実施形態における光モジュールの製造方法の工程を示した図で、(a)は平面図、(b)は、(a)のIXb−IXbに沿った断面図、(c)は、(a)のIXc−IXcに沿った断面図である。 (a)は、固定部材の他の構成を示した図で、(b)は、固定部材及びレンズ部品を配線基板上に搭載した状態を示した図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。
図1は、本発明の前提となる光導波路付き配線基板(光電気複合基板Z)の上にレンズ部品を搭載した光モジュールの構成を模式的に示した断面図である。
図1に示すように、配線基板10の上に光導波路20が配置されている。光導波路20は、コア層22と、コア層22の上下に形成されたクラッド層21、23とで構成されている。コア層22は、複数の帯状パターンとして、配線基板10の上面に平行な方向に並んで形成されており、各コア層22の両端部には、それぞれ光路変換ミラー30a、30bが配置されている。配線基板10の上には、各コア層22の一方の端部の光路変換ミラー30aに対応する位置に、発光素子200が搭載されている。発光素子200の発光部210は、光路変換ミラー30aの真上に配置され、これにより、光路変換ミラー30aと光結合される。また、発光素子200の接続端子(不図示)は、配線基板10上に形成された接続パッド11に接続して実装されている。
また、配線基板10の上には、各コア層22の他方の端部の光路変換ミラー30bに対応する位置に、レンズ部品50が搭載されている。レンズ部品50に配設されたレンズ51は、光路変換ミラー30bの真上に配置され、これにより、光路変換ミラー30bと光結合される。レンズ部品50の上には、さらに、光ファイバーコネクター100が装着されている。
このような構成により、発光素子200の発光部210から出射した光は、光路変換ミラー30aで反射されて、コア層22を伝搬し、光路変換ミラー30bで再度反射されて、レンズ部品50のレンズ51に入射する。そして、レンズ51で集光された光は、光ファイバーコネクター100を介して、光ファイバー110に入射される。
なお、本発明の実施形態では、便宜上、光モジュールを構成する各部位の光ファイバーコネクター100側の面を上面、配線基板10側の面を下面とする。但し、光モジュールは、天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。また、平面視とは、対象物を光モジュールの上面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは、対象物を光モジュールの上面の法線方向から視た形状を指すものとする。
図2、図3、図5及び図9を参照しながら、本発明の一実施形態における光モジュールの製造方法を説明する。なお、本実施形態では、図1に示した光モジュールの構成において、レンズ部品を搭載する部分の構成のみを示し、発光素子を搭載する部分の構成は省略する。
まず、図2(a)〜(c)に示すように、光導波路20を上面に配設した配線基板10を用意する。ここで、図2(a)は、配線基板10の平面図、図2(b)は、図2(a)のIIb−IIbに沿った断面図、図2(c)は、図2(a)のIIc−IIcに沿った断面図である。
図2(b)に示すように、光導波路20は、コア層22と、コア層22の上下に形成されたクラッド層21、23とで構成されている。光導波路20は、配線基板10の上面に、例えば、接着剤によって接着して固定されている。また、図2(a)に示すように、コア層22は、複数の帯状パターンとして、配線基板10の上面と平行な方向に並んで形成されており、各コア層22の一方の端部には、それぞれ光路変換ミラー(光路変換部)30が配置されている。
なお、図1に示したように、各コア層22の他方の端部には、光路変換ミラー(不図示)が配置され、光路変換ミラーに対応する位置に、発光素子(不図示)が配線基板10上に搭載されている。
本実施形態では、図2(c)に示すように、光路変換ミラー30が配置されたコア層22の端部近傍であって、コア層22が形成されていない領域の配線基板10の上面に接続パッド11が形成されている。さらに、接続パッド11上のクラッド層21、23が開口され、接続パッド11上にはんだ12が形成されている。
次に、図3(a)〜(c)に示すように、配線基板10の接続パッド11に、固定部材40をはんだ実装する。ここで、図3(a)は、平面図、図3(b)は、図3(a)のIIIb−IIIbに沿った断面図、図3(c)は、図3(a)のIIIc−IIIcに沿った断面図である。
図4(a)、(b)は、固定部材40の構成の一例を示した図で、図4(a)は、固定部材40を上方から見た斜視図、図4(b)は、固定部材40を下方から見た斜視図である。
図4(a)、(b)に示すように、固定部材40は、凹部42が形成された、断面がコの字型のブロックからなる。固定部材40は、対向面40aと、はんだ実装面40bと、側面40cとを備えている。対向面40aは、配線基板10の上面(クラッド層23の上面)と所定の距離を隔てて対峙する面である。はんだ実装面40bは、配線基板10のはんだ12と接合される面である。側面40cは、対向面40a及びはんだ実装面40bと厚さ方向に垂直に接して連結する面である。
図3(c)に示すように、固定部材40の凹部42は、配線基板10の上面との間で空間を形成している。具体的には、配線基板10の上面と対向面40aと側面40cで区画された空間を有している。
なお、固定部材40は、例えば、チップマウンターを用いて、配線基板10の接続パッド11に実装することができる。そして、接続パッド11上のはんだ12をリフローすることにより、固定部材40を、配線基板10の上に、はんだ接合することができる。
ここで、固定部材40は、例えば、銅などの金属材料や、シリコン材料、樹脂材料等で構成されていることが好ましい。また、図4(b)に示すように、固定部材40のはんだ実装面40bに、はんだ接合に適した材料からなる層をさらに形成しておいてもよい。
次に、図5(a)〜(c)に示すように、配線基板10上に、貫通孔52が形成されたレンズ部品50を、貫通孔52内に、固定部材40が収容される状態で搭載する。ここで、図5(a)は、平面図、図5(b)は、図5(a)のVb−Vbに沿った断面図、図5(c)は、図5(a)のVc−Vcに沿った断面図である。
図6は、レンズ部品50の構成の一例を示した斜視図である。
また、図7(a)〜(c)、及び図8(a)〜(c)は、レンズ部品50の構成を詳細に示した図である。ここで、図7(a)は、レンズ部品50を上方から見た斜視図、図7(b)は、レンズ部品50を下方から見た斜視図、図7(c)は、図7(a)のVIIc−VIIcに沿った部分断面斜視図である。また、図8(a)は、レンズ部品50の平面図、図8(b)は、レンズ部品50の側面図、図8(c)は、レンズ部品50の下面図である。
図5(c)に示すように、レンズ部品50が、配線基板10の上に搭載される。
図5〜図8に示すように、レンズ部品50は、複数のレンズ51がアレイ状に配設された中央部53と、貫通孔52が形成された周辺部54とを有している。レンズ51は、中央部53に形成された複数の溝51a内に埋設されている。
また、図8(b)に示すように、レンズ部品50の中央部53の下面53aと、周辺部54の下面54aとの境界に段差が形成されている。
図5〜図8に示すように、レンズ部品50の周辺部54は、突出部50aと、段差部50bとを備えている。また、周辺部54は、クラッド層23の上面側の底部において、接触面54aと、対向面54bと、側面54cとを有する。
接触面54aは、クラッド層23の上面と接触する面であり、レンズ部品50の中央部53側の一方の辺及び中央部53側の一方の辺と直交する辺に延在している。言い換えれば、接触面54aは、コの字形状の面である。対向面54bは、配線基板10の上面(クラッド層23の上面)と所定の距離を隔てて対峙する面であり、中央部53側の一方の辺とは反対側の辺及び中央部53側の一方の辺とは反対側の辺と直交する辺に延在している。言い換えれば、対向面54bは、コの字形状の面である。側面54cは、接触面54a及び対向面54bと厚さ方向に垂直に接して連結する面である。
周辺部54は、貫通孔52が形成された内周面において、配線基板10の上面(クラッド層23の上面)と配線基板10の厚さ方向に所定の距離を隔てて対峙する突出部50aを有している。また、突出部50aは、固定部材40と平面方向に所定の距離を隔てて対峙している。言い換えれば、突出部50aは、配線基板10の上面(クラッド層23の上面)及び固定部材40とは接触しない位置で形成されている。
また、図7(a)、(c)に示すように、レンズ部品50の周辺部54の断面形状において、その底部に段差部50bが形成されている。具体的には、段差部50bは、接触面54aと対向面54bとの境界に段差が形成されている。
レンズ部品50は、例えば、チップマウンターを用いて、配線基板10上に搭載することができる。このとき、図5(a)に示すように、レンズ部品50は、レンズ51の中心が、光路変換部30の中心の真上に配置されるように位置合わせされる。そして、レンズ部品50を配線基板10上に搭載した後、レンズ部品50を、接着剤により、配線基板10に仮固定する。
次に、図9(a)〜(c)に示すように、レンズ部品50の貫通孔52内の固定部材40を除く空間に、樹脂60を充填する。ここで、図9(a)は、平面図、図9(b)は、図9(a)のIXb−IXbに沿った断面図、図9(c)は、図9(a)のIXc−IXcに沿った断面図である。
貫通孔52内への樹脂60の充填は、例えば、熱硬化性樹脂からなるポッティング樹脂を、貫通孔52内に注入し、その後加熱することにより行われる。これにより、レンズ部品50は、配線基板10に固定される。
図9(c)に示すように、レンズ部品50の貫通孔52内に充填された樹脂60は、固定部材40に形成された対向面40aと配線基板10との空間、すなわち、固定部材40の凹部42内にも充填されている。さらに、樹脂60は、レンズ部品50に形成された突出部50aを埋設するように充填されている。
本実施形態によれば、レンズ部品50は、従来のように、接着剤を用いて、配線基板10に直接固定されるのではなく、貫通孔52内に充填された樹脂60、及び固定部材40を介して、配線基板10に固定されている。すなわち、固定部材40は、はんだ接合により、配線基板10に固定されているため、接着剤で固定するのに比べて、接着強度は非常に高い。また、レンズ部品50は、貫通孔52内に充填された樹脂60によって、固定部材40に固定されている。このとき、樹脂60が固定部材40及びレンズ部品50の表面に接触する面積は、非常に大きい。そのため、レンズ部品50が樹脂60で固定部材40に固定される接着強度は、アンカー効果により非常に高い。従って、貫通孔52内に充填された樹脂60、及び固定部材40を介して、配線基板10に固定されるレンズ部品50の接着強度は、レンズ部品50を接着剤で配線基板10に直接固定するのに比べて、格段に高くなる。これにより、例えば、レンズ部品50に装着された光ファイバーコネクターを脱着する等、レンズ部品50に大きな引っ張り応力が加わった場合でも、レンズ部品50が配線基板10から外れるのを防止することができる。
さらに、固定部材40に、配線基板10と所定の距離を隔てて対峙する対向面40aを設けることによって、レンズ部品50が配線基板10に固定される接着強度をより高めることができる。すなわち、レンズ部品50に大きな引っ張り応力が加わったときに、固定部材40と樹脂60との接着強度が弱いと、レンズ部品50が樹脂60と共に、固定部材40から抜けるおそれがある。しかしながら、図9(c)に示すように、対向面40aと配線基板10との空間、すなわち、固定部材40の凹部42内に樹脂60が充填されていると、当該箇所の樹脂60が、固定部材40の周りの樹脂60と繋がっているため、樹脂60全体が、固定部材40から抜けるのを防止することができる。その結果、レンズ部品50が樹脂60と共に配線基板10から外れるのを防止することができる。
さらに、レンズ部品50に、貫通孔52が形成された内周面において、配線基板10と所定の距離を隔てて対峙する突出部50aを設けることによって、レンズ部品50が配線基板10に固定される接着強度をより高めることができる。すなわち、レンズ部品50に大きな引っ張り応力が加わったときに、レンズ部品50と樹脂60との接着強度が弱いと、レンズ部品50が樹脂60から抜けるおそれがある。しかしながら、図9(c)に示すように、樹脂60が、突出部50aを埋設するように充填されていると、当該突出部50aが、レンズ部品50が樹脂60から抜ける抵抗として作用するため、レンズ部品50が樹脂60と共に配線基板10から外れるのを防止することができる。
さらに、図7(a)、(c)に示したように、レンズ部品50の周辺部54の断面形状において、その底部に段差部50bを形成することによって、図9(c)に示すように、当該段差部50bと配線基板10との空間にも樹脂60が充填させることができる。これにより、樹脂60と配線基板10との接触面積を増やすことができるため、レンズ部品50が配線基板10に固定される接着強度をさらに高めることができる。
一方、図8(b)に示すように、レンズ部品50の中央部53の下面53aと、周辺部54の下面54aとの境界に段差を形成することによって、図9(b)に示すように、レンズ部品50の中央部53において、レンズ部品50と配線基板10との間に、一定の空隙58が形成される。このとき、レンズ部品50は、図7(b)に示すように、周辺部54の接触面54aのみが配線基板10に当接して搭載されるため、貫通孔52に注入された樹脂60は、周辺部54の接触面54aが堰き止めとなって、上記空隙58に流入するのを防ぐことができる。これにより、樹脂60が空隙58内に流入することによるレンズ効果の低下を防止することができる。また、段差により中央部53側とは反対側に設けられた隙間から余分な樹脂を逃がすことができる。
本実施形態では、図3(a)〜(c)に示したように、配線基板10の接続パッド11に、固定部材40をはんだ実装する工程において、位置合わせ精度は、特に要求されない。その理由は、図5(a)〜(c)に示したように、配線基板10上に、レンズ部品50を搭載する工程において、固定部材40とレンズ部品50との位置合わせは行われず、レンズ部品50の貫通孔52内に、固定部材40が収容される範囲内において、固定部材40の位置ズレが許容できるからである。
また、本実施形態では、図9(a)〜(c)に示したように、レンズ部品50の貫通孔52内に樹脂を充填する工程において、配線基板10上に搭載したレンズ部品50を、接着剤で配線基板10に仮固定した状態で、貫通孔52内にポッティング樹脂を流入し、その後加熱して固定するため、樹脂の充填工程におけるレンズ部品50の位置ズレを防止することができる。
また、配線基板10にレンズ部品50を搭載した後に、例えば、配線基板10上に、電子チップ等をはんだリフローにより実装する工程が加わることも想定される。この場合、固定部材40を固定しているはんだは一旦溶融するが、図9(c)に示すように、固定部材40は、熱硬化性樹脂60で固定されているため、はんだリフロー工程が加わっても、固定部材40の位置ずれが生じることはない。
本発明の実施形態における光モジュールは、図9(a)〜(c)に示すように、配線基板10と、配線基板10上に配設された光導波路20と、光導波路20の端部に設けられた光路変換部30と、配線基板10上に搭載され、光路変換部30からの光を集光するレンズ51が配設されたレンズ部品50とを備えている。そして、配線基板10上に、固定部材40がはんだ接合されており、レンズ部品50は、レンズ部品50に形成された貫通孔52内に、固定部材40が収容された状態で、配線基板10上に搭載されている。また、貫通孔52内の固定部材40を除く空間には、樹脂60が充填されている。
このような構成により、光導波路20付き配線基板10の上に、レンズ部品50を搭載した光モジュールにおいて、レンズ部品50の配線基板10への接着強度を高めることができる。これにより、例えば、レンズ部品50に装着された光ファイバーコネクターを脱着する等、レンズ部品50に大きな引っ張り応力が加わった場合でも、レンズ部品50が配線基板10から外れるのを防止することができる。
本実施形態において、固定部材40は、配線基板10と所定の距離を隔てて対峙する対向面40aを有し、樹脂60は、対向面40aと配線基板10との空間に充填されていることが好ましい。これにより、レンズ部品50の配線基板10への接着強度をより高めることができる。
また、本実施形態において、レンズ部品50は、貫通孔52が形成された内周面において、配線基板10と所定の距離を隔てて対峙する突出部50aを有し、樹脂60は、突出部50aを埋設するように充填されていることが好ましい。これにより、レンズ部品50の配線基板10への接着強度をさらに高めることができる。
また、本実施形態において、レンズ部品50は、レンズ51が配設された中央部53と、貫通孔52が形成された周辺部54とを有し、中央部53の下面53aと周辺部54の下面54aとの境界に段差が形成されており、中央部53の下面53aと配線基板10との間に、空隙58が形成されていることが好ましい。これにより、レンズ部品50のレンズ効果の低下を防止することができる。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。
例えば、上記実施形態において、固定部材40として、図4(a)、(b)に示したように、断面がコの字型のブロックを例に説明したが、これに限定されず、例えば、図10(a)に示すように、断面が十字型のブロックを用いてもよい。この場合、固定部材40は、配線基板10と所定の距離を隔てて対峙する対向面40a、40aを有し、図10(b)に示すように、樹脂60は、対向面40a、40aと配線基板10との空間に充填される。
また、上記実施形態において、レンズ部品50として、図7(a)〜(c)、及び図8(a)〜(c)に示したような形状のレンズ部品50を例に説明したが、これに限定されず、種々の形態を取ることができる。この場合、レンズ部品50は、貫通孔52が形成された内周面において、配線基板10と所定の距離を隔てて対峙する突出部50aを有していることが好ましい。
また、本発明における光モジュールとして、図1に示したように、配線基板10の上に、コア層22の一方の端部の光路変換ミラー30aに対応する位置に、発光素子200を搭載した構成を例示したが、これに限定されず、種々の構成を取ることができる。例えば、配線基板10の上に、コア層22の一方の端部の光路変換ミラー30aに対応する位置に、受光素子を搭載してもよい。この場合、光ファイバーコネクター100を介して、光ファイバー110からレンズ部品50のレンズ51に入射された光は、光路変換ミラー30bで反射されて、コア層22を伝搬し、光路変換ミラー30aで再度反射されて、受光素子に入射される。
なお、上記実施形態では、固定部材40及びレンズ部品50を、配線基板10の上に搭載するように説明したが、その意味は、配線基板10の上面に直接搭載するだけでなく、配線基板10上に形成された膜、例えば、クラッド層23の上面に搭載する場合も含むものである。
10 配線基板
11 接続パッド
20 光導波路
21、23 クラッド層
22 コア層
30 光路変換ミラー(光路変換部)
40 固定部材
40a 対向面
40b 実装面
42 凹部
50 レンズ部品
50a 突出部
50b 段差部
51 レンズ
51a 溝
52 貫通孔
53 中央部
53a 下面
54 周辺部
54a 下面
58 空隙
60 樹脂

Claims (8)

  1. 配線基板と、
    前記配線基板上に配設された光導波路と、
    前記光導波路の端部に設けられた光路変換部と、
    前記配線基板上に搭載され、前記光路変換部からの光を集光するレンズが配設されたレンズ部品と
    を備えた光モジュールであって、
    前記配線基板上に、固定部材がはんだ接合されており、
    前記レンズ部品は、該レンズ部品に形成された貫通孔内に、前記固定部材が収容された状態で、前記配線基板上に搭載されており、
    前記貫通孔内の前記固定部材を除く空間に、樹脂が充填されており、
    前記固定部材は、前記配線基板と所定の距離を隔てて対峙する対向面を有し、
    前記樹脂は、前記対向面と前記配線基板との空間に充填されている、光モジュール。
  2. 配線基板と、
    前記配線基板上に配設された光導波路と、
    前記光導波路の端部に設けられた光路変換部と、
    前記配線基板上に搭載され、前記光路変換部からの光を集光するレンズが配設されたレンズ部品と
    を備えた光モジュールであって、
    前記配線基板上に、固定部材がはんだ接合されており、
    前記レンズ部品は、該レンズ部品に形成された貫通孔内に、前記固定部材が収容された状態で、前記配線基板上に搭載されており、
    前記貫通孔内の前記固定部材を除く空間に、樹脂が充填されており、
    前記レンズ部品は、前記貫通孔が形成された内周面において、前記配線基板と所定の距離を隔てて対峙する突出部を有し、
    前記樹脂は、前記突出部を埋設するように充填されている、光モジュール。
  3. 前記レンズ部品は、レンズが配設された中央部と、前記貫通孔が形成された周辺部とを有し、
    前記中央部の下面と前記周辺部の下面との境界に段差が形成されており、
    前記中央部の下面と前記配線基板との間に、空隙が形成されている、請求項1または2に記載の光モジュール。
  4. 前記レンズ部品は、光ファイバーコネクターを装着するための装着部を備えている、請求項1または2に記載の光モジュール。
  5. 配線基板と、
    前記配線基板上に配設された光導波路と、
    前記光導波路の端部に設けられた光路変換部と、
    前記配線基板上に搭載され、前記光路変換部からの光を集光するレンズが配設されたレンズ部品と
    を備えた光モジュールであって、
    前記配線基板上に、固定部材がはんだ接合されており、
    前記レンズ部品は、該レンズ部品に形成された貫通孔内に、前記固定部材が収容された状態で、前記配線基板上に搭載されており、
    前記貫通孔内の前記固定部材を除く空間に、樹脂が充填されており、
    前記配線基板上には、前記光導波路の一方の端部に設けられた光路変換部と光結合される光素子が搭載されている、光モジュール。
  6. 請求項1〜の何れかに記載の光モジュールの製造方法であって、
    両端に光路変換部が設けられた光導波路を上面に配設した配線基板を用意する工程と、
    前記配線基板上に、固定部材をはんだ接合する工程と、
    前記配線基板上に、貫通孔が形成されたレンズ部品を、該貫通孔内に、前記固定部材が収容される状態で搭載する工程と、
    前記貫通孔内の前記固定部材を除く空間に、樹脂を充填する工程と
    を有する、光モジュールの製造方法。
  7. 前記配線基板上に前記レンズ部品を搭載する工程において、前記レンズ部品は、接着剤で前記配線基板に仮固定される、請求項に記載の光モジュールの製造方法。
  8. 前記配線基板の上面に接続パッドを形成する工程をさらに有し、
    前記配線基板上に前記固定部材をはんだ接合する工程において、前記固定部材は、はんだリフローにより、前記接続パッドにはんだ接合される、請求項に記載の光モジュールの製造方法。
JP2015088177A 2015-04-23 2015-04-23 光モジュール及びその製造方法 Active JP6423753B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015088177A JP6423753B2 (ja) 2015-04-23 2015-04-23 光モジュール及びその製造方法
US15/071,478 US9651748B2 (en) 2015-04-23 2016-03-16 Optical module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015088177A JP6423753B2 (ja) 2015-04-23 2015-04-23 光モジュール及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016206427A JP2016206427A (ja) 2016-12-08
JP6423753B2 true JP6423753B2 (ja) 2018-11-14

Family

ID=57147669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015088177A Active JP6423753B2 (ja) 2015-04-23 2015-04-23 光モジュール及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9651748B2 (ja)
JP (1) JP6423753B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6461506B2 (ja) * 2014-07-31 2019-01-30 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよび光モジュール
JP6461509B2 (ja) * 2014-08-04 2019-01-30 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよび光モジュール
US10168494B2 (en) 2016-11-30 2019-01-01 International Business Machines Corporation Off-axis micro-mirror arrays for optical coupling in polymer waveguides
US10018781B1 (en) * 2017-01-06 2018-07-10 International Business Machines Corporation Fluid control structure
US10267988B2 (en) 2017-06-30 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photonic package and method forming same
US10914901B2 (en) * 2017-10-17 2021-02-09 International Business Machines Corporation Lateral mounting of optoelectronic chips on organic substrate
JP6891101B2 (ja) * 2017-12-20 2021-06-18 新光電気工業株式会社 光導波路装置、レンズ部品
DE102018103452A1 (de) * 2018-02-15 2019-08-22 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zur Implementierung und Anbindung strukturintegrierter Lichtwellenleiter
JP7358224B2 (ja) * 2019-12-09 2023-10-10 新光電気工業株式会社 光モジュール及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004333692A (ja) * 2003-05-02 2004-11-25 Yamaha Corp ガイドピン挿通孔付き部品とその製法
JP4202216B2 (ja) 2003-09-05 2008-12-24 日本特殊陶業株式会社 光電気複合配線構造体、光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体
US7221829B2 (en) * 2003-02-24 2007-05-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Substrate assembly for supporting optical component and method of producing the same
US7212698B2 (en) * 2004-02-10 2007-05-01 International Business Machines Corporation Circuit board integrated optical coupling elements
JP2006236953A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Sony Corp 基板装置、それに用いられるicソケットおよびインターポーザ、並びにそれを用いた電子機器
JP4690963B2 (ja) * 2006-08-09 2011-06-01 株式会社日立製作所 多チャンネル光モジュールの製造方法
US7421160B1 (en) * 2007-04-10 2008-09-02 International Business Machines Corporation Coupling element alignment using waveguide fiducials
JP5160390B2 (ja) * 2008-12-15 2013-03-13 新光電気工業株式会社 リードピン付配線基板及びその製造方法
WO2015001681A1 (ja) * 2013-07-05 2015-01-08 古河電気工業株式会社 光モジュール、光モジュールの実装方法、光モジュール搭載回路基板、光モジュール評価キットシステム、回路基板および通信システム
US9235014B2 (en) * 2013-07-31 2016-01-12 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optics system module for use in an optical communications module, an optical communications system, and a method
JP6361298B2 (ja) * 2014-06-09 2018-07-25 新光電気工業株式会社 光導波路装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016206427A (ja) 2016-12-08
US9651748B2 (en) 2017-05-16
US20160313519A1 (en) 2016-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6423753B2 (ja) 光モジュール及びその製造方法
JP5184708B1 (ja) 光モジュール
US7333683B2 (en) Structure and method for mounting LSI package onto photoelectric wiring board, information processing apparatus, optical interface, and photoelectric wiring board
EP2000833A1 (en) Photoelectric wiring board, optical communication device and method for manufacturing optical communication device
JP3731542B2 (ja) 光モジュール及び光モジュールの実装方法
JP2011081071A (ja) 光モジュール
JP2009139412A (ja) 光配線基板及び光結合方法
JP2013186310A (ja) 光電気複合基板及びその製造方法
JP5479310B2 (ja) 光導波路及びその製造方法と光導波路装置
JP3822080B2 (ja) レセプタクル型光モジュール及びその生産方法
JP2004012803A (ja) 光伝送用プリント板ユニット及び実装方法
JP2010078806A (ja) 光モジュール、光伝送装置及び面型光素子
JP2001166167A (ja) 光配線層及びその製造方法並びに光・電気配線基板及びその製造法並びに実装基板
JP2006133763A (ja) Lsiパッケージの光電気配線板への実装構造、実装方法、情報処理装置、光インタフェース、光電気配線板
US8888381B2 (en) Optical module base and optical module
JP4304717B2 (ja) 光モジュールおよびその製造方法
JP2008109048A (ja) 光半導体装置及び光伝送装置
JP5737199B2 (ja) 光モジュール及びその製造方法
JP5981145B2 (ja) 回路基板および通信システム
JP5845923B2 (ja) 光モジュール及びその製造方法
JP2019113574A (ja) 光導波路装置、レンズ部品
JP4739987B2 (ja) 光ファイバ接続構造及び光ファイバ接続方法
JP2010113331A (ja) 光電気アセンブリ
JP5144357B2 (ja) 複合光伝送基板および光モジュール
JP5012437B2 (ja) 光モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180807

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180907

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181009

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6423753

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150