JPH08334650A - 光素子と光ファイバの結合構造及び光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 光素子と光ファイバを効率良く光結合でき、
且つ光素子の放熱効率を向上させ、生産性良く光結合可
能な光素子と光ファイバの結合構造及び気密封止が容易
で、且つ挿抜作業性の向上が可能なレセプタクル型モジ
ュールを提供する。 【構成】 基板１０５に光素子１０２の溝に対応した台
形状の突起１２０を有する四角錐台の光素子搭載用の穴
１１０と光ファイバ搭載用の溝１１１とファイバフェル
ール搭載用の溝１１２を順番にＳｉの異方性エッチング
で形成し、２列の台形状の溝１１９を設けた光素子１０
２を光素子搭載用穴１１０に嵌合させ半田（１）１０７
で固定する。光ファイバ１０３とファイバフェルール１
０４は、基板１０５のそれぞれの溝１１１、１１２に配
置され、フタ１０６のファイバ固定用溝１１６でファイ
バ１０３を押さえ、上記底辺の両サイドの平面部を半田
１０８で固定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光素子と光ファイバを
基板上に搭載させるのに好適な光結合構造とこれを用い
て光素子と光ファイバとの光結合を行う光モジュールに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信の適用領域は基幹系から加
入者網やＬＡＮに拡大してきており、光送受信モジュー
ルの小型化、低価格化が重要な課題となっている。ま
た、光素子と光ファイバを効率良く光結合させる必要が
ある。中でも、モジュール実装コストの低減のためにパ
ッシブアライメントや無調整実装を考慮した高精度の光
素子と光ファイバの結合構造が重要である。

【０００３】従来の光素子と光ファイバの結合構造とし
て、特開平３−３９７０６号公報に記載されているもの
が知られている。光素子と光ファイバは、Ｖ溝基板に配
列されて光結合されている。Ｖ溝基板は、ガラス基板を
ダイシング加工するか、Ｓｉ基板を異方性エッチング加
工することにより形成する。Ｖ溝は、幅が一定で、突起
ピッチ２５０μｍ(突起２列)、溝深さ１７７μｍであ
る。光素子には、Ｖ溝基板の突起と嵌合するためのＶ溝
が発光領域を中心に２列形成されている。深さは、７４
μｍである。光素子は、基板へ接着剤で固定する。光素
子の２つの電極は、リード線により電気的接続が行われ
る。光ファイバは、コア径５０μｍ、外径１２５μｍで
ある。光ファイバは、端面と光素子との間隔調整後、樹
脂または、低融点ガラスにより固定される。

【０００４】従来の光素子と光ファイバとの光結合を行
う光モジュールは、信学技報OPE94-39(1994-08)に記載
されているものが知られている。

【０００５】モジュールは、１１×７．６×３ｍｍのセ
ラミックパッケージから成る。光ファイバは、ガラスフ
ェルールに搭載され、ファイバ先端がフェルールから突
き出している。光素子は、Ｓｉ基板のＶ溝に配置された
光ファイバと光結合されている。気密工程では、パッケ
ージにファイバフェルールを搭載固定後、フタをかぶ
せ、その隙間を樹脂封止している。フェルールの固定
は、パッケージ側壁のブロックのみで行っている。

【０００６】上記光モジュールとファイバコネクタとの
光結合は、コネクタに内蔵したスリーブにモジュールに
搭載したフェルールを挿入して完了する。

【０００７】ファイバコネクタは、モジュールへコネク
タ側のクリップによりプッシュオン接続される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光素子と光
ファイバの結合構造には以下の問題があった。

【０００９】(1)アライメント方法における生産性につ
いての配慮が足りなかった。一般に、アクティブアライ
メントは、光素子をワイヤ配線後チャックで保持し光素
子を駆動させながら光ファイバと位置を合わせ、光量ピ
ーク位置で固定する。光素子からの配線は手作業とな
る。この工程を１つの素子毎に行う必要があり、アライ
メントにおける生産性が悪い。

【００１０】(2)光軸方向の位置合わせにおける生産性
についての配慮が足りなかった。一般に、光素子の光軸
方向の位置合わせには、ＴＶカメラによる画像位置合わ
せを用いる。光素子端面と光ファイバ端面との距離を測
定しながら距離の調整をマニュアルで行う。また、光フ
ァイバは透明体のため光を透過する。その結果、反射光
を画像として取り込むＴＶカメラは、認識が困難となり
位置合わせに時間を要し、光軸方向の位置合わせにおけ
る生産性が悪い。

【００１１】(3)光ファイバの固定における精度につい
ての配慮が足りなかった。光ファイバの固定に低融点ガ
ラスや樹脂を用いている。低融点ガラスを用いた固定
は、Ｖ溝とファイバを仮押さえし隙間に低融点ガラスを
注入後ファイバを押さえ板で押さえなおし加熱して行
う。しかし、押さえなおす際、ファイバに浮きが発生し
Ｖ溝とファイバの接していた部分に低融点ガラスの粒子
が入り込む。低融点ガラスの粒子は大きいためファイバ
は当初の位置から粒子の大きさ分ずれる。また、樹脂固
定では、一般に、位置合わせ時と固定後の位置にずれが
生じる。すなわち、光ファイバの固定における精度が悪
い。このずれは、樹脂キュア時に発生する収縮によるも
ので収縮が均等に行われないことにより生じる。

【００１２】(4)光素子の接続構造における放熱につい
ての配慮が足りなかった。光素子の基板への固定に接着
剤を用いている。また、基板と光素子の接触面積が非常
に小さい。光素子の発熱源である発光領域が基板から浮
いた状態であり熱の逃げ道が光素子Ｖ溝面だけと小さ
く、光素子の接続構造における放熱効率が悪い。そのた
め、光素子の発光領域では温度が上昇し光出力が劣化す
る。

【００１３】さらに、上記従来の光モジュールには以下
の問題があった。

【００１４】(1)パッケージへのフェルール接続強度の
信頼性について配慮が足りなかった。ガイドによりモジ
ュールに固定されているフェルールは、フェルール長に
よる外部からのモーメント力が固定部に集中するため、
フェルール接続強度の安定性が求められるが、上記光モ
ジュールはフェルール固定部の接続面積が非常に小さい
ため、強度が弱く、また、外力によるフェルールの微動
により、フェルールから突出しているファイバ芯線の破
壊が発生するなど、パッケージへのフェルール接続強度
の信頼性が低い。

【００１５】(2)光モジュールの挿抜作業性について配
慮が足りなかった。光モジュールにファイバコネクタ挿
入用のガイドがないため、挿入する場合、スリーブとフ
ェルールが噛み合うまでに時間がかかる。また、抜き取
りの場合、クリップを押さえてロックを解除しなければ
ならず挿技作業性が悪い。

【００１６】本発明の目的は、光素子と光ファイバを効
率良く光結合でき、且つ光素子の放熱効率を向上させ、
生産性良く光結合可能な光素子と光ファイバの結合構造
を提供することにある。

【００１７】本発明の他の目的は、フェルール接続強度
の信頼性の向上と挿抜作業性の向上が可能なレセプタク
ル型モジュールを提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも２列の台形状の溝を有する少
なくとも１個の光素子と、この光素子に対応した光ファ
イバと、上記光素子と光ファイバを搭載するための基板
と、上記光ファイバを基板に押さえるためのフタを備
え、上記光素子と光ファイバを上記基板に搭載し光結合
させる構造において、上記基板に光素子の溝に対応した
台形状の突起を有する四角錐台の光素子搭載用の穴と光
ファイバ固定用の溝とファイバフェルール搭載用の溝を
設け、上記光素子と光ファイバをそれぞれ上記基板の穴
と溝に嵌合、固定することにより光結合されて成るもの
である。

【００１９】また、上記光素子と光ファイバの光軸方向
の間隔は、上記基板の台形状の穴の光軸方向のテーパー
部に光素子の底辺を突き当てることと、上記基板のファ
イバフェルール搭載溝の光軸方向のテーパー部にファイ
バフェルール先端を突き当てることで調整されて成るも
のである。

【００２０】さらに、光ファイバ押さえ用溝とファイバ
フェルール保持用溝と光素子接触防止用の穴を有する前
記フタを、前記光ファイバが配置された前記基板に搭載
し、光ファイバ押さえ用溝で光ファイバを押さえ、基板
及びフタの光ファイバ用溝の両サイドに位置する平面部
で固定することにより光結合されて成るものである。

【００２１】望ましくは、前記基板および前記フタの光
素子用穴や光ファイバ用溝、ファイバフェルール用溝
は、幅の狭い穴や溝から順番にＳｉの異方性エッチング
により形成されて成るものである。

【００２２】上記他の目的を達成するため、本発明は、
光素子と光ファイバの結合構造を樹脂で覆って成形した
サブモジュールと、サブモジュールと光ファイバを結合
させるためのレセプタクルと、光ファイバコネクタとか
ら構成され、サブモジュールとレセプタクル、レセプタ
クルと光ファイバコネクタが、それぞれ挿抜可能に形成
されて成るものである。

【００２３】

【作用】上記手段によれば、基板に光素子の溝に対応し
た台形状の突起を有する四角錐台の光素子搭載用の穴と
光ファイバ固定用の溝とファイバフェルール搭載用の溝
を設け、前記光素子と光ファイバをそれぞれ前記基板の
穴と溝に嵌合、固定することにより、精度良く光結合で
きるので、光素子１個毎に行っていたアクティブアライ
メントが必要なくなり、光素子と光ファイバのアライメ
ントにおける生産性が向上する。また、基板の四角錐台
の穴に光素子を固定することにより、基板への接面が光
素子の溝だけでなく底面でも接することができるので、
基板と光素子の接触面積が増加し、放熱効率が向上する
また、光素子と光ファイバの光軸方向の間隔は前記基板
の台形状の穴の光軸方向のテーパー部に光素子の底辺を
突き当てることと、前記基板のファイバフェルール搭載
溝の光軸方向のテーパー部にファイバフェルール先端を
突き当てることにより、光軸方向の調整が不要となり、
ＴＶカメラで認識が困難な透明な光ファイバ先端を画像
位置合わせの必要がなく、位置合わせに時間がかからな
いためアライメントの生産性が向上する。

【００２４】さらに、光ファイバ押さえ用溝とファイバ
フェルール保持用溝と光素子接触防止用の穴を有する前
記フタを、前記光ファイバが配置された前記基板に搭載
し、光ファイバ押さえ用溝で光ファイバを押さえ、基板
及びフタの光ファイバ用溝の両サイドに位置する平面部
で固定することにより、ファイバがＶ溝から浮かないよ
うにしたのでＶ溝とファイバの接していた部分に低融点
ガラスの粒子が入り込まなくなり、光素子と光ファイバ
が精度良く光結合される。

【００２５】望ましくは、前記基板および前記フタの光
素子用穴や光ファイバ用溝、ファイバフェルール用溝
は、幅の狭い穴や溝から順番にＳｉの異方性エッチング
により、エッチング量の違う溝同士を同時にエッチング
することがなくなり、各溝穴を所定のエッチング量に制
御できる。かつＳｉ結晶（１１１）面のエッチングレー
トが遅いことからオーバーエッチングを制御でき溝を高
精度で加工できる。

【００２６】サブモジュールとレセプタクル、レセプタ
クルと光ファイバコネクタが、それぞれ挿抜可能にする
ことにより、サブモジュールとレセプタクル、光ファイ
バコネクタを別々の工程で加工できるので、それぞれの
課題を別々に取り入れた構造にできるため加工効率が向
上する。また、フェルールをサブモジュールへ埋め込む
構造にしていることとスリーブをレセプタクルで押さえ
る構造にしているため、フェルール固定部への応力集中
を緩和でき接続強度を低下させることはない。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００２８】図１は本発明による第１実施例の光素子と
光ファイバの結合構造の分解斜視図である。図２（ａ）
は本発明による第１実施例の光素子と光ファイバの結合
構造の断面図である。図２（ｂ）は本発明による第１実
施例の光素子と基板との嵌合部の断面図である。図１及
び図２において、光素子と光ファイバの結合構造１０１
は、光素子１０２と、光ファイバ１０３を搭載したファ
イバフェルール１０４と、基板１０５と、フタ１０６と
を備えている。光素子１０２は、基板１０５上に形成さ
れている台形状の突起１２０を有する四角錐台の光素子
搭載用の穴１１０に嵌合され、半田（１）１０７により
固定されている。光ファイバ１０３は、基板１０５とフ
タ１０６上に形成されている光ファイバ固定用の溝１１
１に嵌合され、半田（２）１０８により固定されてい
る。ファイバフェルール１０４は、基板１０５とフタ１
０６上に形成されているファイバフェルール搭載用の溝
１１２に嵌合され、樹脂１０９により、封止固定されて
いる。光素子１０２と光ファイバ１０３は、基板１０５
上の溝１１０、１１１に嵌合され光結合されている。光
素子１０２の底辺は、基板１０５の光素子搭載用溝１１
０のテーパ部（１）１１３に接している。ファイバフェ
ルール１０４は、基板１０５のテーパ部（２）１１４に
接している。光素子受発光部１１８は、光ファイバ１０
３の中心と一致している。

【００２９】光素子１０２は、大きさが０．６×０．４
×０．１ｍｍである。発振波長１．３μｍのＩｎＰ系レ
ーザダイオード、またはＩｎＧａＡｓ系ｐｉｎ型ホトダ
イオードから成る。レーザダイオードの出射角度は、水
平垂直約４０゜である。基板嵌合用の溝１１９は、光素
子の０．４ｍｍ方向に２列の溝の間隔３５０μｍで深さ
２０μｍ、溝の開口幅は７８μｍ低面の幅は５０μｍで
形成されている。

【００３０】光ファイバ１０３は、コア径１０μｍ、外
径１２５μｍの単一モードファイバである。

【００３１】ファイバフェルール１０４は、外径１．２
５ｍｍのジルコニア製である。光ファイバ搭載用の穴径
は、１２６μｍである。フェルールの端面は、ＰＣ研磨
加工が施されている。

【００３２】基板１０５は、Ｓｉ製で大きさは、１１×
７．５×１．５ｍｍである。光素子搭載用の穴１１０
は、開口が１×０．６ｍｍの大きさで深さ２５μｍであ
る。穴内の２列の突起１２０は間隔３６２μｍで突起の
頂点の幅は４５μｍである。光ファイバ搭載用の溝１１
１は、幅１５５μｍ、深さ１０８μｍである。ファイバ
フェルール搭載用の溝１１２は、幅１．５５ｍｍ、深さ
０．８ｍｍである。光素子搭載用の穴１１０周辺には、
光素子駆動用の電極がＡｕ／Ｎｉ／Ｔｉの蒸着により形
成されている。さらにその上にＳｉＯ2膜が形成されて
いる。光ファイバ搭載用の溝１１１の両サイドには、Ａ
ｕ／Ｎｉ／Ｔｉを蒸着により形成した後、フタ固定用の
半田（２）１０８が形成されている。また、光素子搭載
用穴１１０内には、光素子固定用の半田（１）１０７が
形成されている。

【００３３】フタ１０６は、Ｓｉ製で大きさは、８×
４．５×１．５ｍｍである。光素子接触防止用穴１１５
は、開口が２×１．２ｍｍの大きさで深さ４００μｍで
ある。光ファイバ固定用の溝１１６は、幅１４５μｍ、
深さ１０２μｍである。ファイバフェルール固定用の溝
１１７は、幅１．５５ｍｍ、深さ０．８ｍｍである。光
ファイバ固定用の溝１１６の両サイドには、半田固定用
のＡｕ／Ｎｉ／Ｔｉの蒸着により形成されている。

【００３４】半田（１）１０７は、厚さ１０μｍのＰｂ
４−６Ｓｎから成る。

【００３５】半田（２）１０８は、厚さ１０μｍのＡｕ
８０−２０Ｓｎから成る。

【００３６】樹脂１０９は、吸水率０．１％で引っ張り
せん断強度が２００〜３００kg/cm²のエポキシ系から成
る。

【００３７】本第１実施例の光素子と光ファイバの結合
構造における基板１０５のＶ溝作成方法を説明する。Ｖ
溝は、光ファイバ搭載用の溝１１１、光素子搭載用の穴
１１０、ファイバフェルール搭載用の溝１１２の順で加
工する。まず、Ｓｉ基板（１００面）を熱酸化しＳｉＯ
2膜を形成させる。次に、ホトリソグラフィとＳｉＯ2膜
のエッチングにより光ファイバ搭載用のＳｉエッチング
マスクパターンを形成後、それをマスクとしてＳｉをＫ
ＯＨ水溶液によりエッチングする。そして、上記同様に
ＳｉＯ2熱酸化膜の形成とＳｉのＫＯＨ水溶液によるエ
ッチングを繰り返し、光素子搭載用の穴１１０とファイ
バフェルール搭載用の溝１１２を加工する。また、フタ
１０６も上記同様に光ファイバ固定用の溝１１６、光素
子接触防止用の穴１１５、ファイバフェルール固定用の
溝１１７の順で加工する。

【００３８】本第１実施例の光素子と光ファイバの結合
構造の作成方法を図３（ａ）を用いて説明する。まず、
ステップ３１で、基板１０５とフタ１０６を前記作成方
法によりエッチング加工する。ステップ３２で、光素子
の嵌合用溝１１９が基板の光素子搭載用の穴１１０の光
素子嵌合用突起１２０と嵌合され半田固定される。

【００３９】ステップ３３で、光ファイバフェルール１
０４と光ファイバ１０３をそれぞれ基板の嵌合用溝１１
２、１１１に配置する。ステップ３４で、光素子駆動用
のワイヤ配線後、ファイバ固定用のフタ１０６を基板上
にかぶせ、ファイバを押さえながら半田固定する。最後
に、ステップ３５で、Ｎ2ガスチャンバ内で基板１０５
とフタ１０６の隙間を樹脂１０９により気密封止し完成
する。

【００４０】本第１実施例によれば、基板に光素子の溝
に対応した台形状の突起を有する四角錐台の光素子搭載
用の穴と光ファイバ固定用の溝とファイバフェルール搭
載用の溝を設け、前記嵌合溝を有する光素子と光ファイ
バをそれぞれ前記基板の穴と溝に嵌合させ光素子と光フ
ァイバを光結合することにより、光素子を発光させずに
光ファイバの位置調整ができ、アクティブアライメント
に比較し、光素子を発光させて位置調整を行う時間を削
除できるため、生産コストを低減できる。

【００４１】また、基板の四角錐台の光素子搭載用の穴
内に配置された台形状の突起と光素子の台形状の嵌合溝
を嵌合、固定することにより、基板への接面が光素子の
溝だけでなく台形状の溝と突起の底面と頂点同士でも接
するようにできるので、基板と光素子の接触面積を３．
５〜４倍に増加して熱の逃げ道を確保でき、その結果、
光素子の光出力劣化を防止できる。

【００４２】また、光素子と光ファイバの光軸方向の間
隔は前記基板の台形状の穴の光軸方向のテーパー部の高
さ１５μｍの位置に光素子の底辺を突き当てることと、
前記基板のファイバフェルール搭載溝(溝長さ２．０８
ｍｍ)の光軸方向のテーパー部にファイバフェルール先
端を突き当てることにより、光ファイバ(ファイバ長さ
２．５ｍｍ)の先端と光素子の端面との距離を目標間隔
の３０μｍに配置できるので光軸方向の調整が不要とな
り、ＴＶカメラで認識が困難な透明な光ファイバ先端を
画像位置合わせなしに短時間で位置合わせできる。

【００４３】さらに、前記フタに光ファイバ押さえ用溝
とファイバフェルール保持用溝と光素子接触防止用の穴
を形成し、前記基板に搭載された前記光ファイバ上に前
記フタを覆いかぶせ、光ファイバ押さえ用溝で押さえな
がら基板及びフタの平面部で厚さ１０μｍの半田で固定
することにより、Ｖ溝とファイバの接している部分に接
続媒体が入り込まないようにできる。また、固定する
際、フタがファイバを基板に押さえつける方向に半田が
熱収縮するため光素子とファイバの光軸のずれが発生す
ることなく光ファイバを精度良く固定できる。

【００４４】望ましくは、前記基板の光素子搭載用穴
(開口が１×０．６ｍｍ、深さ２５μｍ)、光ファイバ搭
載用溝(幅１５５μｍ、深さ１０８μｍ)やファイバフェ
ルール搭載用溝(幅１．５５ｍｍ、深さ０．８ｍｍ)は、
幅の狭い穴や溝から順番にＳｉの異方性エッチング加工
により、エッチング量の違う溝同士を同時にエッチング
することがないため、各溝穴の所定のエッチング量に制
御できる。かつＳｉ結晶（１１１）面のエッチングレー
トが遅いことからオーバーエッチングを制御でき溝を±
２μｍの精度で加工できる。

【００４５】上記第１実施例によれば、光素子と光ファ
イバを効率良く光結合でき、且つ光素子の放熱効率を向
上させ、生産性良く光結合させる効果がある。

【００４６】図４は本発明による第２実施例の光素子と
光ファイバの結合構造の分解斜視図である。図４におい
て、光素子と光ファイバの結合構造２０１は、光素子ア
レイ２０２と、光ファイバアレイ２０３を搭載したファ
イバフェルール２０４と、基板２０５と、フタ２０６と
を備えている。光素子アレイ２０２は、基板２０５上に
形成されている台形状の突起２２０を有する四角錐台の
光素子搭載用の穴２１０に嵌合され、半田（１）２０７
により固定されている。光ファイバアレイ２０３は、基
板２０５とフタ２０６上に形成されている光ファイバ固
定用の溝２１１に嵌合され、半田（２）２０８により固
定されている。ファイバフェルール２０４は、基板２０
５とフタ２０６上に形成されているファイバフェルール
搭載用の溝２１２に嵌合され、樹脂封止固定されてい
る。光素子アレイ２０２と光ファイバアレイ２０３は、
基板２０５上の溝に嵌合され光結合されている。光素子
アレイ２０２の底辺は、基板２０５の光素子搭載用溝２
１０のテーパ部（１）２１３に接している。ファイバフ
ェルール２０４は、基板２０５のファイバフェルール搭
載用溝２１２のテーパ部（２）２１４に接している。

【００４７】光素子と光ファイバの結合構造２０１の各
部品は、基本的に第１実施例と同じである。

【００４８】光素子アレイ２０２は、アレイ間隔２５０
μｍで大きさが１．０×０．３×０．１ｍｍである。基
板嵌合用の溝２１９は、光素子の０．３ｍｍ方向に２列
の溝の間隔５００μｍで深さ２０μｍ、溝の開口幅は７
８μｍ底面の幅は５０μｍで形成されている。

【００４９】ファイバフェルール２０４は、１．５×１
２．５×０．５ｍｍのジルコニア製である。光ファイバ
搭載用の溝２１１は、アレイ間隔２５０μｍで、幅１５
０μｍである。フェルールの端面は、ファイバ搭載後研
磨加工が施されている。

【００５０】基板２０５は、Ｓｉ製で大きさは、１１×
７．５×１．０ｍｍである。光素子搭載用の穴２１０
は、開口が１．４×０．４ｍｍの大きさで深さ２５μｍ
である。穴内の２列の突起２２０は間隔５１２μｍで突
起の頂点の幅は４５μｍである。光ファイバ搭載用の溝
２１１は、アレイ間隔２５０μｍで、幅１５５μｍ、深
さ１０８μｍである。ファイバフェルール搭載用の溝２
１２は、幅１．６ｍｍ、深さ０．５ｍｍである。光ファ
イバ搭載用の溝２１１の両サイドには、Ａｕ／Ｎｉ／Ｔ
ｉを蒸着により形成した後、フタ固定用の半田（２）２
０８が形成されている。また、光素子搭載用穴２１０内
には、光素子固定用の半田（１）２０７が形成されてい
る。

【００５１】フタ２０６は、Ｓｉ製で大きさは、８×
４．５×１．５ｍｍである。

【００５２】上記第２実施例によれば、光ファイバをＶ
溝を有するジルコニア製のフェルールと基板形成したフ
ァイバ固定用の溝に配置し、ファイバ押さえ用の溝を有
するフタで押さえることで±１μｍの精度で配列でき
る。

【００５３】上記第２実施例によれば、第１実施例の効
果に加え、並列光素子と光ファイバにおいても同様の効
果が得られる。

【００５４】図５（ａ）と（ｂ）は本発明による第３実
施例の光素子と光ファイバの結合構造を用いた光モジュ
ールの平面断面図と側面断面図である。図５において、
光素子と光ファイバの結合構造３０１は、光素子３０２
と、光ファイバフェルール３０３と、基板３０４と、フ
タ３０５とを備えている。光素子と光ファイバの結合構
造３０１は、樹脂３０６によりモールドされサブモジュ
ール３０７を構成している。サブモジュール３０７は、
レセプタクル３０８をツメ３１２により接続固定できる
構造である。サブモジュール３０７の光ファイバフェル
ール３０３と光ファイバコネクタ３１０とはレセプタク
ル３０８内のスリーブ３０９により調芯され光結合され
ている。

【００５５】光素子と光ファイバの結合構造３０１は、
第１実施例の光素子と光ファイバの結合構造とほぼ同じ
である。

【００５６】サブモジュール３０７は、光素子と光ファ
イバの結合構造３０１に光素子駆動用の外部信号取り出
し端子３１１を予め搭載固定後、モールド樹脂成形して
成る。

【００５７】レセプタクル３０８は、スリーブ３０９を
ファイバフェルール３０３へ挿入押さえるためのストッ
パ（１）３１３と光ファイバコネクタ３１０を挿入固定
するためのラッチ３１４を備えている。

【００５８】ファイバコネクタ３１０は、レセプタクル
３０８へ挿入固定するためのストッパ（２）３１５と着
脱機構３１６を設けている。

【００５９】本第３実施例の光素子モジュールの実装プ
ロセスを、図６を用いて説明する。

【００６０】まず、ステップ６１で、図３に示す工程に
より、光素子３０２と光ファイバフェルール３０３を光
結合させる。

【００６１】ステップ６２で、光素子と光ファイバの結
合構造３０１に光素子駆動用の外部信号取り出し端子３
１１を予め搭載固定後、モールド樹脂成形しサブモジュ
ール３０７を形成する。

【００６２】ステップ６３で、サブモジュール３０７か
ら突き出ているファイバフェルール３０３にスリーブ３
０９を挿入する。

【００６３】ステップ６４で、サブモジュール３０７に
レセプタクル３０８を接続しスリーブ３０９を固定す
る。

【００６４】最後に、ステップ６５で、レセプタクル３
０８に光ファイバコネクタ３１０を挿入接続することで
光素子３０２ー光ファイバフェルール３０３ー光ファイ
バコネクタ３１０の光結合が完了する。

【００６５】本第３実施例によれば以下の効果がある。

【００６６】(a) 前記第１実施例に加え、サブモジュー
ルとレセプタクル、レセプタクルと光ファイバコネクタ
が、それぞれ挿抜可能にすることで、レセプタクルの金
型をサブモジュール結合方向に抜けるように製作できる
ので、レセプタクルのファイバロック機構の成形が容易
になる。また、ファイバフェルールをサブモジュールに
埋め込む構造にしていることとスリーブをレセプタクル
で押さえる構造にしているため、光ファイバコネクタの
挿入によるモーメント力が働いてもフェルール取付部へ
の応力を分散できるため、接続強度を確保できる。さら
に、サブモジュールへのレセプタクルの挿入はツメの嵌
合により容易に接続できる。そして、レセプタクル内の
スリーブへの光ファイバコネクタの挿入も案内溝が設け
られているため、容易に行うことができる。

【００６７】(b) 前記第１実施例に加え、フェルール接
続強度を向上させ、且つモジュールの取扱いが容易でコ
ネクタ挿抜作業時間を短縮できる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば以下の効果がある。

【００６９】(1)基板に光素子の溝に対応した台形状の
突起を有する四角錐台の光素子搭載用の穴と光ファイバ
固定用の溝とファイバフェルール搭載用の溝を設け、光
素子と光ファイバをそれぞれ基板の穴と溝に嵌合、固定
することにより、アライメント時間の短縮が図れる。ま
た、基板の四角錐台の穴に光素子を固定することによ
り、光出力の低下防止が図れる。

【００７０】(2)光素子と光ファイバの光軸方向の間隔
は基板の台形状の穴の光軸方向のテーパー部に光素子の
底辺を突き当てることと、基板のファイバフェルール搭
載溝の光軸方向のテーパー部にファイバフェルール先端
を突き当てることにより、アライメント時間の短縮が図
れる。

【００７１】(3)光ファイバが配置された基板とフタの
光ファイバ押さえ用溝で光ファイバを押さえ、基板及び
フタの光ファイバ用溝の両サイドに位置する平面部で固
定することにより、光結合効率の低下防止が図れる。

【００７２】(4)基板およびフタの光素子用穴や光ファ
イバ用溝、ファイバフェルール用溝は、幅の狭い穴や溝
から順番にＳｉを異方性エッチングすることにより、光
結合効率の低下防止が図れる。

【００７３】(5)サブモジュールとレセプタクル、レセ
プタクルと光ファイバコネクタが、それぞれ挿抜可能に
することにより、部品コストの低減が図れる。また、フ
ァイバフェルールをサブモジュールに埋め込む構造にす
ることにより、フェルール接続強度の低下防止が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す光素子と光ファイバ
の結合構造の分解斜視図。

【図２】本発明の第１実施例を示す光素子と光ファイバ
の結合構造の断面図。

【図３】本発明の第１実施例による光素子と光ファイバ
の結合構造作成手順の説明図。

【図４】本発明の第２実施例を示す光素子と光ファイバ
の結合構造の分解斜視図。

【図５】本発明の第３実施例を示す光素子と光ファイバ
の結合構造の断面図。

【図６】本発明の第３実施例による光素子モジュールの
実装プロセスの説明図。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１…光素子と光ファイバの結合構
造、１０２、３０２…光素子、１０３…光ファイバ、１
０４、２０４、３０３…ファイバフェルール、１０５、
２０５、３０４…基板、１０６、２０６、３０５…フ
タ、１０７、２０７…半田（１）、１０８、２０８…半
田（２）、１０９…樹脂、１１０、２１０…光素子搭載
用穴、１１１、２１１…光ファイバ搭載用溝、１１２、
２１２…光ファイバフェルール搭載用溝、１１３、２１
３…テーパ部（１）、１１４、２１４…テーパ部
（２）、１１５…光素子接触防止用穴、１１５…光ファ
イバ固定用溝、１１７…光ファイバフェルール搭載用
溝、１１８…光素子受発光部、１１９、２１９…光素子
の嵌合用溝、１２０、２２０…光素子嵌合用突起、２０
２…光素子アレイ、２０３…光ファイバアレイ、３０６
…モールド樹脂、３０７…サブモジュール、３０８…レ
セプタクル、３０９…スリーブ、３１０…光ファイバコ
ネクタ、３１１…端子、３１２…ツメ、３１３…ストッ
パ（１）、３１４…ラッチ、３１５…ストッパ（２）、
３１６…着脱機能。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２列の台形状の溝を有する少な
   くとも１個の光素子と、該光素子に対応した光ファイバ
   と、前記光素子と光ファイバを搭載するための基板と、
   前記光ファイバを基板に押さえるためのフタを備え、前
   記光素子と光ファイバを前記基板上に搭載し光結合させ
   る構造であって、前記基板に光素子の溝に対応した台形
   状の突起を有する四角錐台の光素子搭載用の穴と光ファ
   イバ固定用の溝とファイバフェルール搭載用の溝を設
   け、前記光素子と光ファイバをそれぞれ前記基板の穴と
   溝に嵌合、固定することにより光結合されて成ることを
   特徴とする光素子と光ファイバの結合構造。
2. 【請求項２】前記光素子と光ファイバの光軸方向の間隔
   は、前記基板の台形状の穴の光軸方向のテーパー部に光
   素子の底辺を突き当てることと、前記基板のファイバフ
   ェルール搭載溝の光軸方向のテーパー部にファイバフェ
   ルール先端を突き当てることで調整される請求項１記載
   の光素子と光ファイバの結合構造。
3. 【請求項３】前記フタは光ファイバ押さえ用溝とファイ
   バフェルール保持用溝と光素子接触防止用の穴を有し、
   前記光ファイバが配置された前記基板に搭載され、光フ
   ァイバ押さえ用溝で光ファイバを押さえ、基板及びフタ
   の光ファイバ用溝の両サイドに位置する平面部で該基板
   に固定される請求項１記載の光素子と光ファイバの結合
   構造。
4. 【請求項４】前記基板と前記フタの光素子用穴、光ファ
   イバ用溝、およびファイバフェルール用溝は、幅の狭い
   穴および溝から順番にＳｉの異方性エッチングにより形
   成される請求項１記載の光素子と光ファイバの結合構
   造。
5. 【請求項５】請求項１記載の光素子と光ファイバの結合
   構造を用いた光モジュールであって、光素子と光ファイ
   バの結合構造を樹脂で覆って成形したサブモジュール
   と、サブモジュールと光ファイバを結合させるためのレ
   セプタクルと、光ファイバコネクタから構成され、サブ
   モジュールとレセプタクル、レセプタクルと光ファイバ
   コネクタが、それぞれ挿抜可能であることを特徴とする
   光モジュール。