WO2007125995A1 - 光伝送モジュール - Google Patents

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WO2007125995A1
WO2007125995A1 PCT/JP2007/059057 JP2007059057W WO2007125995A1 WO 2007125995 A1 WO2007125995 A1 WO 2007125995A1 JP 2007059057 W JP2007059057 W JP 2007059057W WO 2007125995 A1 WO2007125995 A1 WO 2007125995A1
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optical
transmission path
light
adhesive
optical waveguide
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PCT/JP2007/059057
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Akihiko Sano
Junichi Tanaka
Toshiaki Okuno
Naru Yasuda
Hayami Hosokawa
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Omron Corporation
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • G02B6/4214—Packages, 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

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission module, and more particularly to a package of an optical transmission module using an optical transmission path with high flexibility.
  • optical communication networks capable of high-speed, large-capacity data communication have been expanding. In the future, this optical communication network is expected to be installed in consumer products. Then, for high-speed, high-capacity data transfer, noise reduction, and data transmission between boards in equipment, optical data transmission cables (optical cables) for electrical input / output that can be used without change with current electrical cables. It has been demanded. As this optical cable, it is desirable to use a film optical waveguide in consideration of flexibility.
  • An optical waveguide is formed of a core having a large refractive index and a cladding having a small refractive index provided in contact with the periphery of the core, and an optical signal incident on the core is completely formed at the boundary between the core and the cladding. It propagates while repeating reflection.
  • the film optical waveguide has flexibility because the core and the cladding are made of a flexible polymer material.
  • the film light guide having this flexibility As an optical cable, it is necessary to align and optically couple with a photoelectric conversion element (light receiving / emitting element).
  • the light emitting / receiving element converts an electric signal into an optical signal and transmits it, receives an optical signal and converts it into an electric signal, and uses a light emitting element on the light input side and a light receiving element on the light output side.
  • This alignment requires high accuracy because it affects the light coupling efficiency.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose methods of fixing an optical waveguide in the case of using an optical waveguide with high flexibility as an optical cable. Specifically, the optical waveguide is directly fixed to the light emitting / receiving element by using an adhesive member such as an adhesive. Furthermore, as an example different from the above-mentioned patent documents:! To 3, an optical transmission formed by optically coupling a film optical waveguide and a light emitting / receiving element to (a), (b) of FIG. An example of module configuration is shown.
  • An optical module 200 shown in (a) and (b) of FIG. 15 is configured to include an optical waveguide 201, a light emitting / receiving element 202, and a package 203 at the light incident side or the light emitting side end thereof.
  • the optical waveguide 201 is adhesively fixed to the package 203 by the adhesive layer 204 near its end, and the relative positional relationship between the end of the optical waveguide 201 and the light emitting / receiving element 202 is fixed.
  • the light emitting / receiving element 202 is a light emitting element such as a laser diode on the light incident side to the optical waveguide 201, and is a light receiving element such as a photodiode on the light emitting side from the optical waveguide 201.
  • the package 203 has a level difference such that the mounting surface of the light emitting / receiving element 202 and the fixing surface (adhesive surface) of the optical waveguide 201 are different from each other. Further, the end face of the optical waveguide 201 is not perpendicular to the optical axis (the central axis along the longitudinal direction of the core portion), and is obliquely cut to form an optical path conversion mirror. Thus, the signal light transmitted through the core portion of the optical waveguide 201 is reflected by the optical path conversion mirror, changes its traveling direction, and is emitted toward the light emitting / receiving element 202.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-82660 (published on March 25, 1994)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-302544 (disclosed on October 24, 2003)
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-21042 (published on January 22, 2004)
  • the highly flexible optical waveguide 201 is made of a flexible polymer material whose core and cladding are flexible, and has high flexibility. Then, it is expected that such an optical waveguide 201 can be utilized for data transmission at a movable portion such as a hinge joint portion of a mopile device by utilizing its flexibility.
  • optical waveguide 201 used in such a movable part is naturally movable while being The accompanying deformation occurs.
  • the extension of the hinge causes the optical waveguide 201 to generate a tensile force in the optical axis direction.
  • the optical waveguide 201 having high flexibility has a large amount of deformation, but deformation is unlikely to occur in the highly rigid package 203.
  • the peeling at the bonding surface between the optical waveguide 201 and the package 203 may cause breakage of the optical waveguide.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a highly reliable optical module in which a flexible optical waveguide is stably joined to a package. It is to do.
  • an optical module includes an optical element that transmits or receives an optical signal, and an optical transmission path that is optically coupled to the optical element to transmit an optical signal.
  • an optical module comprising at least one end including an input / output port of an optical signal in the optical transmission path and a substrate to which the optical element is fixed, the optical transmission path is provided between the substrate and the optical transmission path.
  • At least a space movable in a direction perpendicular to the optical axis of the optical element is provided, and the space is filled with an adhesive.
  • the optical transmission path since the optical transmission path has high flexibility, when a tensile force is generated in the optical axis direction of the optical transmission path, the optical transmission path is deformed by the tensile force. Cheap.
  • the substrate to which the optical transmission path is bonded is high in rigidity and hardly deformed, a large shearing force acts on the interface between the optical transmission path and the substrate.
  • a space is provided between the substrate and the light transmission path, and the adhesive is filled in the space, whereby the adhesive is deformed between the light transmission path and the substrate.
  • the difference between the two can be absorbed by the deformation of the adhesive, so peeling of the light transmission path and breakage of the light transmission path are less likely to occur, and the light transmission path and the substrate are stably joined.
  • the optical element and the optical transmission path can be directly aligned and joined, cost reduction can be achieved by using inexpensive members such as molded parts and the like.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, wherein (a) shows the main part configuration of an optical module.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing the main configuration of the optical module.
  • FIG. 2 It is a B-B cross-sectional view of FIG. 1 (b).
  • Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a plan view showing an essential configuration of an optical module.
  • Garden 6 is an embodiment of the present invention, and is a plan view showing an essential configuration of an optical module.
  • a embodiment of the present invention is shown, and is a plan view showing an essential configuration of an optical module.
  • Garden 8 is an embodiment of the present invention, and is a plan view showing an essential configuration of an optical module.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a plan view showing an essential configuration of an optical module.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a plan view showing an essential configuration of an optical module.
  • FIG. 12 (a) is a perspective view showing the appearance of a foldable cellular phone provided with the light transmission module according to the present embodiment, and (b) is a foldable cellular phone shown in (a), It is a block diagram of the part to which the said optical transmission line is applied, (c), It is a see-through
  • FIG. 13 (a) is a perspective view showing the appearance of a printing apparatus provided with the light transmission module according to the present embodiment, and (b) is a block showing the main part of the printing apparatus shown in (a) (C) and (d) are perspective views showing a curved state of the light transmission path when the printer head is moved (driven) in the printing apparatus.
  • FIG. 15 shows a conventional optical module, where (a) is a plan view showing the main components of the optical module, and (b) is a cross-sectional view showing the main components of the optical module.
  • FIG. 1 (a) is a plan view showing a schematic configuration of the optical module 1
  • FIG. 1 (b) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1 (a).
  • the optical module 1 generally comprises an optical waveguide (optical transmission path) 10, a light emitting / receiving element (optical element) 11, and a package (substrate) 12 near its end.
  • the optical waveguide 10 is preferably a polymer waveguide, and further preferably has flexibility.
  • the end of the optical waveguide 10 is adhesively fixed to the package 12 by the adhesive 13, and the relative positional relationship between the end of the optical waveguide 10 and the light emitting / receiving element 11 is in a fixed state.
  • the optical module 1 may include an electrical wiring and an electrical connection portion in order to facilitate extraction of the electrical signal output from the light emitting / receiving element 11.
  • the light receiving / emitting element 11 is a light emitting element such as a laser diode on the light incident side to the optical waveguide 10 and is a light receiving element such as a photodiode on the light outgoing side from the light waveguide 10.
  • the optical waveguide 10 is formed of a core portion 10a made of a material having a large refractive index, and a clad portion 10b provided in contact with the periphery of the core portion 10a and made of a material having a small refractive index.
  • an optical signal incident on the core 10a is propagated while being repeatedly totally reflected at the boundary between the core 10a and the cladding 10b. Since the core portion 10a and the cladding portion 10b are made of a flexible polymer material, the optical waveguide 10 has flexibility.
  • the longitudinal direction (optical axis direction) of the optical waveguide 10 is the X axis direction
  • the normal direction of the mounting surface of the light emitting / receiving element 11 in the package 12 is Y Axial direction.
  • the end face of the optical waveguide 10 is not perpendicular to the optical axis (X axis), and is cut obliquely to form an optical path conversion mirror. Specifically, the end face of the optical waveguide 10 is perpendicular to the XY plane, and is inclined so as to form an angle ⁇ (more than 90 °) with respect to the X axis.
  • the signal light transmitted through the core portion 10a is reflected by the optical path conversion mirror, changes its traveling direction, and is emitted toward the light receiving element 11. Be done.
  • the signal emitted from the light emitting element 11 is reflected by the optical path conversion mirror, the traveling direction is changed, and the light is transmitted through the core portion 10a.
  • the light emitting / receiving element 11 and the light guide are arranged such that the light emitting / receiving element 11 and the end of the optical waveguide 10 are optically coupled.
  • a space is provided between the waveguide 10 and the space, the space is filled with the adhesive 13, and the adhesive 13 is hardened.
  • the optical waveguide 10 is mounted on the surface 12 a of the package 12 and adhesively fixed to the package 12 by the adhesive 13.
  • the adhesive layer 204 for bonding the optical waveguide 201 and the package 203 is very thin. This is to position the optical waveguide 201 in the Y-axis direction by making the lower surface (adhesion surface) of the optical waveguide 201 substantially coincide with the upper surface of the package 203.
  • the role of the adhesive 13 is not limited to bonding and fixing the optical waveguide 10 to the package 12. That is, in the optical module 1, a space is provided between the package 12 and the optical waveguide 10 so that the optical waveguide 10 can move at least in the direction perpendicular to the optical axis, and the adhesive 13 is filled in the space. It is characterized by being. As described above, in the optical module 1, by providing a larger space than in the prior art between the package 12 and the optical waveguide 10 and filling the space with the adhesive 13, the optical waveguide 10 with high flexibility can be packaged 13. It can be stably joined to the above, but it is as follows when the reason is explained.
  • the optical waveguide 10 since the optical waveguide 10 has high flexibility, when a tensile force is generated in the optical axis (X axis) direction of the optical waveguide 10, the optical waveguide 10 is subjected to the tensile force. It is prone to deformation due to force. On the other hand, since the package 12 to which the optical waveguide 10 is bonded has high rigidity and is unlikely to be deformed, a large shearing force acts on the adhesive 13.
  • the layer thickness of the adhesive layer is thin, and in the case, the adhesive layer to which the shear force acts, Since the deformation can hardly be expected, the adhesive layer can not absorb the difference between the amount of deformation of the optical waveguide and the package, and peeling or breakage of the optical waveguide is likely to occur.
  • the adhesive 13 changes the difference between the deformation of the optical waveguide 10 and the package 12 due to the deformation of the adhesive 13 itself.
  • the optical waveguide 10 causes the optical waveguide 10 and the package 12 to be stably joined.
  • the adhesive 13 In order for the adhesive 13 to absorb the difference in deformation between the optical waveguide 10 and the package 12, the adhesive 13 needs to be a resin having a lower elastic coefficient than that of the package 12.
  • the elastic modulus is preferably equal to or lower than (in particular, the cladding layer). Therefore, as the adhesive 13, resins such as epoxy resins, acrylic resins, urethane resins, silicone resins and butyl resins can be suitably used.
  • the space between the package 12 and the optical waveguide 10 is 50 / im or more so that the adhesive 13 has a layer thickness sufficient to absorb the difference in deformation between the optical waveguide 10 and the package 12. Is preferred.
  • the adhesive 13 is usually an ultraviolet curable resin, a visible light curable resin, or a thermosetting resin. To increase the productivity, an ultraviolet curable resin or a visible light curable resin is used. It is preferable to use
  • the optical waveguide 10 is aligned in a state where the optical waveguide 10 and the package 12 are temporarily bonded by the adhesive 13 before curing, and the adhesive 13 is cured after the alignment is completed.
  • a groove 12 b for inserting the optical waveguide 10 is provided on the mounting surface 12 a of the optical waveguide 10 in the package 12.
  • the groove is about the same as the width of the optical waveguide (having a slight clearance), and by inserting the optical waveguide into the groove, positioning of the optical waveguide in the width direction (direction orthogonal to the XY plane) is performed. It has become
  • the optical waveguide 10 has a structure capable of holding the optical waveguide 10 against a stress in the optical axis (X-axis) direction of the optical waveguide 10 in a portion fixed to the package 12. You may
  • a positioning portion such as a notch is provided in the optical waveguide 10, and a convex portion is formed toward the optical waveguide 10 in the portion of the package 12 to which the optical waveguide 10 is fixed.
  • the notch portion may be engaged with the convex portion on the package 12 side to hold the optical waveguide 10 against the stress in the X-axis direction.
  • the portion to which the optical waveguide 10 of the package 12 is fixed is formed to be tapered with respect to the optical axis direction of the optical waveguide 10 (FIG. 4 (A) See also).
  • a portion of the optical waveguide 10 fixed to the package 12 is formed to be tapered with respect to the optical axis direction of the optical waveguide 10 (see FIG. b) See also).
  • both the package and the optical waveguide can be tapered and combined, as shown in Fig. 4 (c).
  • the optical module 2 shown in (a) and (b) of FIG. 5 includes the optical waveguide 10, the light emitting / receiving element 11, and the package 22, and the optical waveguide 10 corresponds to the package 22. Adhesive fixed with adhesive 23.
  • the contact portion 22 a of the package 22 with the optical waveguide 10 is made of a highly flexible material.
  • the modulus of elasticity of the contact portion 22a is preferably less than or equal to that of the package 12 and even less than or equal to that of the optical waveguide 10.
  • the optical module 3 shown in FIG. 6 is configured to include an optical waveguide 30, a light emitting / receiving element 11, and a package 12.
  • the optical waveguide 30 is adhesively fixed to the package 12 by an adhesive 13.
  • the optical waveguide 30 is sandwiched by the reinforcing material 30 a with small stretchability on both sides in the width direction (direction orthogonal to the XY plane).
  • the optical waveguide 10 itself is deformed, so peeling of the optical waveguide 10 occurs.
  • the optical waveguide 30 and the package 12 are stably joined.
  • the reinforcing material 30 a is a good one, as long as the optical waveguide 30 is sandwiched at least in the contact region between the optical waveguide 30 and the package 12. Further, in the configuration of FIG. 6, the reinforcing material 30a has a force S sandwiching both sides in the width direction of the optical waveguide 30, and the present invention is not limited to this.
  • the optical waveguide 10 is not limited to this. It may be configured to have a small stretchable reinforcing material on at least one surface.
  • the optical module 4 shown in FIG. 7 includes the optical waveguide 10, the light emitting / receiving element 11, and the package 42.
  • the optical waveguide 10 is adhesively fixed to the package 42 by the adhesive 13.
  • the optical waveguide 10 is bonded to the package 42 at two adhesion surfaces 42 a and 42 b.
  • the adhesive surface 42 a is an adhesive surface on the side closer to the bonding end with the light emitting / receiving element 11
  • the adhesive surface 42 b is an adhesive surface on the side farther from the bonding end with the light emitting / receiving element 11.
  • the adhesive surfaces 42a and 42b are formed on the same package 42.
  • the adhesive surface 42b may be provided on a part other than the optical module.
  • the optical module 5 shown in FIG. 8 includes an optical waveguide 10, a light emitting / receiving element 11, and a package 12.
  • the optical waveguide 10 is adhesively fixed to the package 12 by an adhesive 53. There is.
  • a fillet is provided at the boundary between the package 12 and the optical waveguide 10.
  • the term “fillet” refers to a portion where the applied adhesive before curing is raised by the surface tension at the interface with the optical waveguide 10.
  • peeling of the optical waveguide 10 when a tensile force is applied to the optical waveguide 10 is considered to be generated by stress concentration on the side opposite to the coupling side of the optical waveguide 10 and the light emitting / receiving element 11.
  • a fillet is formed on the adhesive 53 on the side opposite to the coupling side of the optical waveguide 10 and the light emitting / receiving element 11 which tends to be the peeling start point of the optical waveguide 10;
  • the optical module 6 shown in FIG. 9 includes the optical waveguide 10, the light emitting / receiving element 11, and the package 62, and the optical waveguide 10 is adhered and fixed to the package 62 by the adhesive 13. ing.
  • the edge of the package 62 is the optical waveguide at the portion forming the interface between the package 62 and the adhesive 13 on the side opposite to the coupling side of the optical waveguide 10 and the light emitting / receiving element 11. It is formed to extend outside the 10 optical axes.
  • the contact area between the optical waveguide 10 and the adhesive 13 can be increased, and the adhesive strength can be increased, so peeling of the optical waveguide 10 occurs, and the optical waveguide 10 and the package 62 Are joined stably.
  • the optical module 7 shown in FIG. 10 is configured to include the optical waveguide 70, the light emitting / receiving element 11, and the package 12, and the optical waveguide 70 is adhered and fixed to the package 12 by the adhesive 13. ing.
  • the opening 70a is provided in the light guide 70, and the adhesive forming the adhesive 13 also fills the inside of the opening 70a. At this time, the opening 70a is formed only in the cladding part, and is formed in a place which does not cover the core part.
  • the opening 70a in the optical waveguide 70 is formed by forming the opening 70a in the optical waveguide 70 and filling the inside of the opening 70a with the adhesive 13, even if the tensile force of the optical waveguide 70 acts, the inside of the opening 70a is obtained. To be filled Since the adhesive 13 resists the tensile force, peeling of the optical waveguide 70 occurs, and the optical waveguide 70 and the package 12 are stably joined.
  • the optical module in the above description can function as a light transmission module by providing the light receiving element and the light emitting element on both ends of the optical waveguide that is the light transmission path.
  • FIG. 11 shows a schematic configuration of the light transmission module according to the present embodiment. As shown in the figure, the optical transmission module includes an optical transmission processing unit 81, an optical reception processing unit 82, and an optical waveguide 83.
  • the light transmission processing unit 81 is configured to include a light emission drive unit 85 and a light emission unit 86.
  • the light emission drive unit 85 drives the light emission of the light emission unit 86 based on the electric signal input from the outside.
  • the light emission drive unit 85 is formed of, for example, an integrated circuit (IC) for light emission drive. Although not shown, the light emission drive unit 85 is provided with an electrical connection portion with an electrical wiring for transmitting an external electrical signal.
  • the light emitting unit 86 emits light based on drive control by the light emission drive unit 85.
  • the light emitting unit 86 is formed of, for example, a light emitting element such as a VCSEL (Vertical Cavity-Surface Emitting Laser).
  • the light emitted from the light emitting unit 86 is irradiated to the light incident side end of the optical waveguide 83 as a light signal.
  • the optical reception processing unit 82 is configured to include an amplification unit 87 and a light reception unit 88.
  • the light receiving unit 88 receives light as an optical signal emitted from the light emitting side end of the optical waveguide 83, and outputs an electric signal by photoelectric conversion.
  • the light receiving unit 88 is formed of, for example, a light receiving element such as a PD (Photo-Diode).
  • the amplifying unit 87 amplifies the electric signal output from the light receiving unit 88 and outputs the signal to the outside.
  • the amplification unit 87 is formed of, for example, an IC for amplification. Although not shown, the amplification unit 87 is provided with an electrical connection portion with an electrical wiring for transmitting an electrical signal to the outside.
  • the light guide 83 is a medium for transmitting the light emitted from the light emitting unit 86 to the light receiving unit 88 as described above.
  • optical transmission module of the present invention can be applied to, for example, the following applications.
  • the light Only the waveguide 10 is illustrated, and the other parts are omitted.
  • a hinge portion in a foldable electronic device such as a foldable mobile phone, a foldable PHS (Personal Handyphone System), a foldable PDA (Personal Digital Assistant), a foldable notebook computer, etc. It can be used for
  • FIGS. 12 (a) to 12 (c) show a mobile phone in which the light transmission module including the light guide 10 is folded.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the appearance of a foldable portable telephone 100 incorporating the optical waveguide 10.
  • FIG. 12 (b) is a block diagram of a portion to which the optical waveguide 10 is applied in the foldable mobile phone 100 shown in (a).
  • a control unit 101 provided on the main body 100a side of the foldable portable telephone 100 and a lid (drive unit) 100b side rotatably provided at one end of the main body about a hinge portion as an axis
  • the external memory 102, the camera unit (digital camera) 103, and the display unit (liquid crystal display display) 104 are connected by an optical waveguide 10, respectively.
  • FIG. 12 (c) is a transparent plan view of the hinge portion (a portion surrounded by a broken line) in (a).
  • the optical waveguide 10 is wound around a support bar in a hinge portion and bent to thereby form a control portion provided on the main body side and an external memory 102 provided on the lid side.
  • the unit 103 and the display unit 104 are connected to each other.
  • high-speed, large-capacity communication can be realized in a limited space. Therefore, for example, high-speed, large-capacity data communication such as, for example, a foldable liquid crystal display device is particularly suitable for devices that are required to be miniaturized.
  • the light transmission module including the light guide 10 can be applied to an apparatus having a drive unit such as a printer head in a printing apparatus (electronic apparatus) or a reading unit in a hard disk recording and reproducing apparatus.
  • FIGS. 13 (a) to 13 (c) show an example in which the optical waveguide 10 is applied to a printing apparatus 110.
  • FIG. FIG. 13 (a) is a perspective view showing the appearance of the printing apparatus 110.
  • the printing apparatus 110 includes a printer head 111 for printing on the sheet 112 while moving in the width direction of the sheet 112. One end is connected
  • FIG. 13 (b) is a block diagram of a portion of the printing apparatus 110 to which the optical waveguide 10 is applied.
  • one end of the optical waveguide 10 is connected to the printer head 111, and the other end is connected to the main body side substrate in the printing apparatus 110.
  • the main body side substrate is provided with control means for controlling the operation of each part of the printing apparatus 110.
  • FIGS. 13 (c) and 13 (d) are perspective views showing the curved state of the optical waveguide 10 when the printer head 111 is moved (driven) in the printing apparatus 110.
  • FIG. As shown in this figure, when the optical waveguide 10 is applied to a drive unit such as a printer head 111, the curved state of the optical waveguide 10 is changed by driving the printer head 111, and each position of the optical waveguide 10 is repeated. It is curved.
  • the optical waveguide 10 according to the present embodiment is suitable for these driving units. Also, by applying the optical waveguide 10 to these drivers, high-speed, large-capacity communication using the drivers can be realized.
  • FIG. 14 shows an example in which the optical waveguide 10 is applied to a hard disk recording and reproducing apparatus 120.
  • the hard disk recording and reproducing apparatus 120 includes a disk (hard disk) 121, a head (reading and writing head) 122, a substrate introducing unit 123, a driving unit (driving motor) 124, and an optical waveguide. It has ten.
  • the drive unit 124 drives the head 122 along the radial direction of the disk 121.
  • the head 122 reads the information recorded on the disc 121 and writes the information on the disc 121.
  • the head 122 is connected to the substrate introducing unit 123 via the optical waveguide 10, propagates the information read from the disk 121 to the substrate introducing unit 123 as an optical signal, and propagates from the substrate introducing unit 123. Receive an optical signal of the information to be written on the disc 121.
  • the optical waveguide 10 As described above, by applying the optical waveguide 10 to a drive unit such as the head 122 in the hard disk recording and reproducing apparatus 120, high speed and large capacity communication can be realized.
  • the optical module according to the present invention is an optical element that transmits or receives an optical signal.
  • a light transmission path for transmitting an optical signal by being optically coupled to the optical element, and at least one end portion including an input / output port of the optical signal in the optical transmission path, and the optical element fixed;
  • the optical module including the substrate a space is provided between the substrate and the optical transmission path such that the optical transmission path can move at least in a direction perpendicular to the optical axis of the optical element, The space is filled with an adhesive.
  • the optical transmission path since the optical transmission path has high flexibility, when a tensile force is generated in the optical axis direction of the optical transmission path, the optical transmission path is deformed due to the tensile force. Cheap.
  • the substrate to which the optical transmission path is bonded is high in rigidity and hardly deformed, a large shearing force acts on the interface between the optical transmission path and the substrate.
  • a space is provided between the substrate and the light transmission path, and the adhesive is filled in the space, whereby the adhesive is deformed between the light transmission path and the substrate.
  • the difference between the two can be absorbed by the deformation of the adhesive, so peeling of the light transmission path and breakage of the light transmission path are less likely to occur, and the light transmission path and the substrate are stably joined.
  • the space interval is preferably 50 ⁇ m or more.
  • the adhesive can have a sufficient layer thickness to absorb the difference in deformation between the light transmission path and the substrate.
  • the adhesive be any of an ultraviolet curable resin, a visible light curable resin, and a thermosetting resin.
  • an ultraviolet-curable resin or a visible light-curable resin is used, according to the above configuration, stable optical coupling can be realized in the step of mounting the light transmission path on the substrate, and the productivity thereof is further enhanced. Can be improved.
  • the adhesive is preferably a resin having a lower elastic coefficient than the substrate. According to the above configuration, the difference between the amount of deformation of the light transmission path and the substrate is easily absorbed by the deformation of the adhesive, so that the light transmission path and the substrate are joined more stably.
  • the optical transmission path has a structure capable of holding the optical transmission path against a stress in the optical axis direction of the optical transmission path in a portion fixed to the substrate.
  • the structure capable of holding the light transmission path has a configuration in which a convex portion is formed toward the light transmission path at a portion of the substrate where the light transmission path is fixed, the light transmission of the substrate.
  • the portion for fixing the path is formed in a tapered shape in the optical axis direction of the optical transmission path, or the portion for fixing the optical transmission path to the substrate is in the optical axis direction of the optical transmission path. It can be set as the structure formed into a taper shape.
  • the adhesive can have a fillet shape and can have a force S.
  • a fillet is formed on the adhesive layer on the side opposite to the light transmission path that is likely to be the peeling start point of the light transmission path and the coupling side of the optical element, and the adhesion strength at that portion As a result, peeling of the light transmission path occurs, and the light transmission path and the substrate are stably joined.
  • the contact area between the light transmission path and the adhesive can be large. According to the above configuration, since the adhesive strength can be increased by increasing the contact area between the light transmission path and the adhesive, peeling of the light transmission path is less likely to occur, and the light transmission path and the substrate are stabilized. Jointed.
  • a specific structure for increasing the contact area between the light transmission path and the adhesive for example, a structure in which a fillet is formed on the adhesive at the boundary between the substrate and the light transmission path (see FIG. 8) and a structure in which the edge on the opposite side to the coupling side of the optical transmission line and the optical element is extended on the substrate (see FIG. 9) or the like.
  • the optical transmission path can be configured to have a reinforcing material with small stretchability on at least one surface in the width direction.
  • the optical transmission path itself is prevented from being deformed by the reinforcing material, so that the optical transmission path itself is deformed. It is difficult to generate. For this reason, peeling of the light transmission path is less likely to occur, and the light transmission path and the substrate are stably joined.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

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Description

明 細 書
光伝送モジユーノレ
技術分野
[0001] 本発明は、光伝送モジュールに関するものであって、特に、高い柔軟性を有する光 伝送路を用いた光伝送モジュールのパッケージに関するものである。
背景技術
[0002] 近年、高速で大容量のデータ通信が可能な光通信網が拡大している。今後、この 光通信網は民生機器への搭載が予想されている。そして、データ転送の高速大容量 ィ匕、ノイズ対策、機器内の基板間をデータ伝送する用途として、現在の電気ケーブル と変わりなく使用することができる電気入出力の光データ伝送ケーブル (光ケーブル） が求められている。この光ケーブルとしては、フレキシブル性を考慮すると、フィルム 光導波路を用いることが望ましい。
[0003] 光導波路とは、屈折率の大きいコアと、該コアの周囲に接して設けられる屈折率の 小さいクラッドとにより形成され、コアに入射した光信号を該コアとクラッドとの境界で 全反射を繰り返しながら伝搬するものである。また、フィルム光導波路は、コアおよび クラッドが柔軟な高分子材料からなるため柔軟性を有している。
[0004] この柔軟性を有するフィルム光導波路を光ケーブルとして用いる場合、光電変換素 子 (受発光素子）と位置合わせをして光結合する必要がある。受発光素子とは、電気 信号を光信号に変換して発信し、光信号を受信して電気信号に変換するものであり 、光入力側では発光素子、光出力側では受光素子が用いられる。この位置合わせは 、光結合効率に影響を与えるため、高い精度が要求される。
[0005] 光ケーブルとして光導波路を用いる場合には、パッケージに差し込み穴を設けて、 光導波路を直接差し込み穴に差し込んでパッケージに固定する方法がとられている 。この方法の一例が特許文献 1に記載されている。
[0006] また、フレキシブル性の高い光導波路を光ケーブルとして用いる場合の光導波路 の固定方法が、特許文献 2および 3に記載されている。具体的には、接着剤等の接 着部材を利用して、光導波路を受発光素子に直接固定している。 [0007] さらに、上記特許文献：!〜 3とは異なる例を示すものとして、図 15の（a) , (b)に、フ イルム光導波路と受発光素子とを光結合してなる光伝送モジュールの一構成例を示 す。
[0008] 図 15の（a) , (b)に示す光モジュール 200は、その光入射側もしくは光出射側端部 において、光導波路 201、受発光素子 202、パッケージ 203を備えて構成されている 。光導波路 201は、その端部付近においてパッケージ 203に対して接着層 204によ つて接着固定されており、光導波路 201の端部と受発光素子 202との相対的な位置 関係は固定された状態にある。ここで、受発光素子 202は、光導波路 201への光入 射側ではレーザダイオード等の発光素子であり、光導波路 201からの光出射側では フォトダイオード等の受光素子である。
[0009] パッケージ 203は、受発光素子 202の搭載面と光導波路 201の固定面 (接着面）と が異なる面となるような段差を有している。また、光導波路 201の端面は、光軸（コア 部の長手方向に沿った中心軸）に対して垂直とならず、斜めに切断されて光路変換 ミラーを形成している。これにより、光導波路 201のコア部を伝達されてきた信号光は 、上記光路変換ミラーにて反射され、その進行方向を変えて受発光素子 202に向け て出射される。
特許文献 1 :特開平 6— 82660号公報（1994年 3月 25日公開）
特許文献 2：特開 2003— 302544号公報（2003年 10月 24日公開）
特許文献 3：特開 2004— 21042号公報（2004年 1月 22日公開）
発明の開示
[0010] し力、しながら、図 15の（a) , (b)に示す上記従来の構成では、光モジュール 200の 使用形態によっては、光導波路 201をパッケージ 203に接着固定するときの信頼性 が低くなるといった問題を生じる。この理由について説明すると以下の通りである。
[0011] フレキシブル性の高い光導波路 201は、上述したように、コアおよびクラッドが柔軟 な高分子材料からなり、高い柔軟性を有する。そして、このような光導波路 201は、そ のフレキシブル性を生力して、モパイル機器のヒンジ結合部などの可動部でデータ伝 送に利用されることが期待される。
[0012] し力 ながら、このような可動部で利用される光導波路 201では、当然ながら可動に 伴う変形が生じる。例えば、モパイル機器のヒンジ結合部に光モジュール 200を搭載 した場合、該ヒンジ部を伸ばすことによって光導波路 201にはその光軸方向に引張 力が生じる。
[0013] ここで、光導波路 201に光軸方向の引張力が生じた場合、高い柔軟性を有する該 光導波路 201ではその変形量が大きいが、剛性の高いパッケージ 203には変形が 生じにくいため、該光導波路 201とパッケージ 203との接着面での剥がれ、光導波路 の破壊が生じる恐れがある。
[0014] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、柔軟性の高い 光導波路がパッケージに対して安定して接合され、信頼性の高い光モジュールを実 現することにある。
[0015] 本発明に係る光モジュールは、前記目的を達成するために、光信号を送信または 受信する光素子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝送する光伝送路と、該 光伝送路における光信号の入出射口を含む少なくとも一方の端部および該光素子 が固定される基板とを備える光モジュールにおいて、前記基板と前記光伝送路の間 に、前記光伝送路が少なくとも前記光素子の光軸に対して垂直な方向に可動できる 空間が設けられており、前記空間に接着剤が充填されていることを特徴としている。
[0016] 前記光モジュールにおいて、光伝送路は高い柔軟性を有しているため、光伝送路 の光軸方向に引張力が生じた場合、該光伝送路には該引張力による変形が生じや すい。一方で、光伝送路が接着される基板は剛性が高く変形が生じにくいため、光 伝送路と基板の界面には大きなせん断力が作用する。
[0017] 上記の構成によれば、前記基板と前記光伝送路の間に空間が設けられ、該空間に 接着剤が充填されることによって、該接着剤は光伝送路と基板との変形量の差を接 着剤の変形によって吸収できるため、光伝送路の剥がれ、光伝送路の破壊が生じに くくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される。また、光素子と光伝送路を直接ァ ライメント接合できるため、成形部品等の安価な部材を使用し、大幅にコストダウンす ること力 Sできる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の実施形態を示すものであり、 （a)は光モジュールの要部構成を示す平 面図、（b)は光モジュールの要部構成を示す断面図である。
[図 2]図 1の（b)の B— B断面図である。
園 3]本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図 である。
園 4] (a)， (b)は、本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を 示す平面図である。
園 5]本発明の実施形態を示すものであり、 (a)は光モジュールの要部構成を示す平 面図、（b)は光モジュールの要部構成を示す断面図である。
園 6]本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図 である。
園 7]本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図 である。
園 8]本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図 である。
園 9]本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図 である。
園 10]本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図 である。
園 11]本実施形態に係る光伝送モジュールの概略構成を示す図である。
[図 12] (a)は、本実施形態に係る光伝送モジュールを備えた折り畳み式携帯電話の 外観を示す斜視図であり、（b)は、（a)に示した折り畳み式携帯電話における、上記 光伝送路が適用されている部分のブロック図であり、 （c)は、 （a)に示した折り畳み式 携帯電話における、ヒンジ部の透視平面図である。
[図 13] (a)は、本実施形態に係る光伝送モジュールを備えた印刷装置の外観を示す 斜視図であり、（b)は、（a)に示した印刷装置の主要部を示すブロック図であり、 (c) および (d)は、印刷装置においてプリンタヘッドが移動（駆動）した場合の、光伝送路 の湾曲状態を示す斜視図である。
園 14]本実施形態に係る光伝送モジュールを備えたハードディスク記録再生装置の 外観を示す斜視図である。
[図 15]従来の光モジュールを示すものであり、（a)は光モジュールの要部構成を示す 平面図、（b)は光モジュールの要部構成を示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 本発明の一実施形態について、図 1〜図 14を用いて以下に説明する。先ず、本実 施の形態に係る光モジュールの一構造例を図 1の（a)， （b)を参照して説明する。図 1の（a)は光モジュール 1の概略構成を示す平面図であり、 (b)は（a)の A— A断面図 である。
[0020] 光モジュール 1は、その端部付近において、大略的に、光導波路（光伝送路） 10、 受発光素子 (光素子） 11、パッケージ (基板） 12を備えて構成されている。光導波路 10は、ポリマー導波路であることが好ましぐさらには、フレキシブル性を有することが 好ましレ、。光導波路 10の端部はパッケージ 12に対して接着剤 13によって接着固定 されており、光導波路 10の端部と受発光素子 11との相対的な位置関係は固定され た状態にある。さらに、光モジュール 1は、受発光素子 11が出力する電気信号の取り 出しを容易にするため、電気配線や電気接続部を備えていてもよい。また、受発光素 子 11は、光導波路 10への光入射側ではレーザダイオード等の発光素子であり、光 導波路 10からの光出射側ではフォトダイオード等の受光素子である。
[0021] 光導波路 10は、屈折率の大きい材料からなるコア部 10aと、該コア部 10aの周囲に 接して設けられ、屈折率の小さい材料からなるクラッド部 10bとにより形成される。光 導波路 10では、コア部 10aに入射した光信号は、コア部 10aとクラッド部 10bとの境 界で全反射を繰り返しながら伝搬される。コア部 10aおよびクラッド部 10bは、柔軟性 を有する高分子材料からなるものであるため、光導波路 10は柔軟性を有している。 尚、以下の説明では、光導波路 10の端部付近において、光導波路 10の長手方向（ 光軸方向）を X軸方向とし、パッケージ 12における受発光素子 11の搭載面の法線方 向を Y軸方向とする。
[0022] 光導波路 10における端面は光軸 (X軸）に対して垂直とならず、斜めに切断されて 光路変換ミラーを形成している。具体的には、光導波路 10の端面は、 XY平面に対し て垂直であり、かつ、 X軸に対しては角度 θ ( Θく 90° )をなすように傾斜されている [0023] これにより、光導波路 10における光の出射側では、コア部 10aを伝達されてきた信 号光は、光路変換ミラーにて反射され、その進行方向を変えて受光素子 11に向けて 出射される。また、光導波路 10における光の入射側では、発光素子 11から出射され た信号が光路変換ミラーにて反射され、その進行方向を変えてコア部 10aを伝達さ れる。
[0024] 光モジュール 1は、パッケージ 12上に受発光素子 11を実装した後、該受発光素子 11と光導波路 10の端部とが光学的に結合されるように、受発光素子 11と光導波路 1 0との間に空間を設けて配置させ、前記空間に接着剤 13を充填し、該接着剤 13を硬 化させることによって製造される。
[0025] 光モジュール 1において、光導波路 10はパッケージ 12の面 12aに搭載され、接着 剤 13によってパッケージ 12に接着固定される。ここで、図 15 (b)に示すような従来構 造であれば、光導波路 201とパッケージ 203とを接着する接着層 204はごく薄レ、もの である。これは、光導波路 201の下面（接着面）をパッケージ 203上面とほぼ一致さ せることで、光導波路 201の Y軸方向の位置決めを行うためである。
[0026] これに対し、本実施の形態に係る光モジュール 1では、接着剤 13の役割は、光導 波路 10はパッケージ 12に接着固定することにとどまらない。すなわち、光モジュール 1では、パッケージ 12と光導波路 10との間に、光導波路 10が少なくともその光軸に 対して垂直な方向に可動できる空間が設けられており、該空間において接着剤 13が 充填されることを特徴とする。このように、光モジュール 1では、パッケージ 12と光導 波路 10との間に従来よりも大きな空間を設け、該空間を接着剤 13で充填することに よって、柔軟性の高い光導波路 10をパッケージ 13に対して安定して接合することが できるが、その理由を説明すると以下の通りである。
[0027] 光モジュール 1において、光導波路 10は高い柔軟性を有しているため、光導波路 1 0の光軸 (X軸)方向に引張力が生じた場合、該光導波路 10には該引張力による変 形が生じやすい。一方で、光導波路 10が接着されるパッケージ 12は剛性が高く変 形が生じにくいため、接着剤 13には大きなせん断力が作用する。この時、従来構成 のように接着層の層厚が薄レ、場合には、上記せん断力が作用する接着層におレ、て 変形は殆ど見込めないため、光導波路とパッケージとの変形量の差を接着層が吸収 できず剥がれや光導波路の破壊が生じやすい。これに対し、パッケージ 12と光導波 路 10との間の空間を接着剤 13で充填する場合、該接着剤 13は光導波路 10とパッ ケージ 12との変形量の差を接着剤 13自身の変形によって吸収できるため、光導波 路 10の剥がれが生じに《なり、光導波路 10とパッケージ 12とが安定して接合される
[0028] 接着剤 13が光導波路 10とパッケージ 12との変形量の差を吸収するためには、該 接着剤 13はパッケージ 12よりも弾性係数の低い樹脂である必要があるが、光導波路 10 (特にクラッド層）と同等もしくはより低い弾性係数とすることが好ましい。このため、 接着剤 13には、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、ブチル系等の樹 脂が好適に使用できる。また、接着剤 13が光導波路 10とパッケージ 12との変形量の 差を吸収できる十分な層厚を有するように、パッケージ 12と光導波路 10との間の空 間の間隔が 50 /i m以上であることが好ましい。
[0029] 尚、接着剤 13は、通常、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、または熱硬化型 樹脂が用いられる力 生産性を上げるためには紫外線硬化型樹脂または可視光硬 化型樹脂を用いることが好ましい。また、硬化前の接着剤 13によって光導波路 10と パッケージ 12とが仮接着された状態で光導波路 10がァライメントされ、ァライメント完 了後に接着剤 13が硬化させられる。
[0030] また、パッケージ 12における光導波路 10の搭載面 12aには、光導波路 10をはめ 込むための溝部 12bが設けられている。この溝部は、従来では光導波路の幅とほぼ 同じ (若干のクリアランスを有する）であり、該溝部に光導波路をはめ込むことで、光 導波路の幅方向（XY平面に直交する方向）の位置決めがされるようになつている。
[0031] 一方、本実施の形態に力、かる光モジュール 1では、溝部 12bの幅方向においても、 光導波路 10とパッケージ 12との間に空間が設けられており、光導波路 10とパッケ一 ジ 12との幅方向（XY平面に直交する方向）のクリアランスは、ァライメント時の可動量 よりも大きくなつている。そして、図 2に示すように、このクリアランス部分においても接 着剤 13が充填されるため、光導波路 10とパッケージ 12とのより安定した接合が得ら れる。尚、図 2は、図 1の（b)におけ B— B断面図である。 [0032] 光モジュール 1においては、光導波路 10は、パッケージ 12と固定される部分に、光 導波路 10の光軸 (X軸)方向の応力に対して該光導波路 10を保持できる構造を有し ていてもよい。
[0033] 例えば、図 3に示すように、切り欠け等の位置決め部を光導波路 10に設け、パッケ ージ 12の光導波路 10を固定する部分には該光導波路 10に向かって凸部が形成さ れ、該切り欠け部をパッケージ 12側の凸部と係合させて X軸方向の応力に対して該 光導波路 10を保持しても良い。
[0034] あるいは、接着剤 13が充填される空間部において、パッケージ 12の光導波路 10を 固定する部分が該光導波路 10の光軸方向に対してテーパ状に形成されている構成 (図 4の（a)参照）としても良い。または、接着剤 13が充填される空間部において、光 導波路 10のパッケージ 12に固定される部分が該光導波路 10の光軸方向に対して テーパ状に形成されている構成（図 4の（b)参照）としても良い。さらにパッケージ及 び光導波路両方をテーパ状にして組み合わせてもよレ、（図 4の（c)参照）。
[0035] 上記説明における光モジュール 1では、接着剤 13の層厚を厚くし、かつ、接着剤 1 3の弾性係数をパッケージ 12よりも低くすることによって、光導波路 10とパッケージ 1 2との剥がれを防止する。し力 ながら、本発明はこれに限定されるものではなぐ他 の様々な変形例も考えられる。以下に、本発明に係る光モジュールの変形例を示す
[0036] 図 5の（a) , (b)に示す光モジュール 2は、光導波路 10、受発光素子 11、パッケ一 ジ 22を備えて構成されており、光導波路 10はパッケージ 22に対して接着剤 23によ つて接着固定されている。ここで、光モジュール 2では、パッケージ 22における光導 波路 10との接触部分 22aが、柔軟性の高い材料で構成されている。接触部分 22aの 弾性係数は、パッケージ 12の弾性係数以下が好ましぐさらには光導波路 10の弾性 係数以下ならなおよい。
[0037] したがって、図 5の（a) , (b)に示す光モジュール 2では、光導波路 10の光軸（X軸） 方向に引張力が生じた場合、該光導波路 10に生じる変形に伴って、パッケージ 22 の接触部分 22aにおいて変形が生じやすレ、。すなわち、光導波路 10とパッケージ 2 2との変形量の差が発生せず、剥がれが生じにくくなるため、光導波路 10とパッケ一 ジ 22とが安定して接合される。
[0038] 図 6に示す光モジュール 3は、光導波路 30、受発光素子 1 1、パッケージ 12を備え て構成されており、光導波路 30はパッケージ 12に対して接着剤 13によって接着固 定されている。モジュール 3では、光導波路 30は、その幅方向（XY平面に直交する 方向）における両側を伸縮性の小さい補強材料 30aによって挟まれている。これによ り、光導波路 30の光軸 (X軸)方向に引張力が生じたとしても、該光導波路 10自体変 形が生じに《なるため、光導波路 10の剥がれが生じに《なり、光導波路 30とパッ ケージ 12とが安定して接合される。
[0039] 尚、補強材料 30aは、少なくとも光導波路 30とパッケージ 12との接触領域において 光導波路 30を挟んでいれば良レ、。また、図 6の構成では、補強材料 30aは、光導波 路 30の幅方向における両側を挟んでいる力 S、本発明はこれに限定されるものではな ぐ光導波路 10は、その幅方向における少なくとも一つの面に伸縮性の小さい補強 材料を有している構成であってもよい。
[0040] また、図示は省略するが、光導波路とパッケージとの接着部分に界面処理、 UV洗 浄、コロナ放電、プラズマ処理、プライマ塗布等を施し、接着強度を上げることも、光 導波路の剥がれが生じにくくするための有効な手段である。
[0041] 図 7に示す光モジュール 4は、光導波路 10、受発光素子 1 1、パッケージ 42を備え て構成されており、光導波路 10はパッケージ 42に対して接着剤 13によって接着固 定されている。光モジュール 4では、光導波路 10がパッケージ 42に対して 2つの接 着面 42a, 42bにおいて接着されている。ここで、接着面 42aは受発光素子 11との結 合端部に近い側の接着面であり、接着面 42bは受発光素子 11との結合端部から遠 い側の接着面である。尚、図 7では、接着面 42a， 42bは、同一のパッケージ 42に形 成されている力 接着面 42bは、該光モジュールとは別の部位に設けられていても良 レ、。
[0042] この場合、光導波路 10の引張力が作用しても、接着面 42b側にのみ作用し、接着 面 42a側には殆ど作用しなレ、。これにより、光導波路 10の光軸 (X軸)方向に引張力 が生じたとしても、該光導波路 10は少なくとも接着面 42a側において剥がれが生じに くくなり、光導波路 10とパッケージ 42とが安定して接合される。 [0043] 図 8に示す光モジュール 5は、光導波路 10、受発光素子 1 1、パッケージ 12を備え て構成されており、光導波路 10はパッケージ 12に対して接着剤 53によって接着固 定されている。光モジュール 5では、接着剤 53において、パッケージ 12と光導波路 1 0との境界部にフィレットが設けられている。尚、ここでいぅフィレットとは、塗布された 硬化前の接着剤が光導波路 10との界面において表面張力によって盛り上がつてい る部分を指す。
[0044] ここで、光導波路 10に引張力が作用した場合の該光導波路 10の剥がれは、光導 波路 10と受発光素子 11との結合側との反対側における応力集中によって発生する と考えられる。これに対して、図 8に示す光モジュール 5では、光導波路 10の剥がれ 開始箇所となりやすい光導波路 10と受発光素子 11との結合側との反対側において 、接着剤 53にフィレットを形成し、その部分での接着強度を上げることによって、光導 波路 10の剥がれが生じに《なり、光導波路 10とパッケージ 22とが安定して接合さ れる。
[0045] また、図 9に示す光モジュール 6は、光導波路 10、受発光素子 11、パッケージ 62を 備えて構成されており、光導波路 10はパッケージ 62に対して接着剤 13によって接 着固定されている。光モジュール 6では、パッケージ 62において、光導波路 10と受 発光素子 11との結合側との反対側で、パッケージ 62と接着剤 13との界面を形成す る部分で該パッケージ 62の縁が光導波路 10の光軸の外側に伸ばして形成されてい る。この構成によっては、光導波路 10と接着剤 13との接触面積を大きくすることがで き、接着強度が上げられるため、光導波路 10の剥がれが生じに《なり、光導波路 1 0とパッケージ 62とが安定して接合される。
[0046] また、図 10に示す光モジュール 7は、光導波路 70、受発光素子 11、パッケージ 12 を備えて構成されており、光導波路 70はパッケージ 12に対して接着剤 13によって接 着固定されている。光モジュール 7では、光導波路 70において開口部 70aが設けら れており、接着剤 13をなす接着剤は、該開口部 70a内をも充填する。この時、開口 部 70aは、クラッド部にのみ形成され、コア部にはかからない箇所に形成される。
[0047] このように、光導波路 70において開口部 70aを形成し、該開口部 70a内を接着剤 1 3で充填することで、光導波路 70の引張力が作用しても、開口部 70a内に充填される 接着剤 13が該引張力に対する抗カとなるため、該光導波路 70の剥がれが生じに《 なり、光導波路 70とパッケージ 12とが安定して接合される。
[0048] 上記説明における光モジュールは、光伝送路である光導波路の両端に受光素子 および発光素子を備えることで、光伝送モジュールとして機能できる。図 11は、本実 施形態に係る光伝送モジュールの概略構成を示している。同図に示すように、光伝 送モジュールは、光送信処理部 81、光受信処理部 82、および光導波路 83を備えて いる。
[0049] 光送信処理部 81は、発光駆動部 85および発光部 86を備えた構成となっている。
発光駆動部 85は、外部から入力された電気信号に基づいて発光部 86の発光を駆 動する。この発光駆動部 85は、例えば発光駆動用の IC (Integrated Circuit)によって 構成される。なお、図示はしていないが、発光駆動部 85には、外部からの電気信号 を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。
[0050] 発光部 86は、発光駆動部 85による駆動制御に基づいて発光する。この発光部 86 は、例えば VCSEL (Vertical Cavity-Surface Emitting Laser)などの発光素子によつ て構成される。発光部 86から発せられた光は、光信号として光導波路 83の光入射側 端部に照射される。
[0051] 光受信処理部 82は、増幅部 87および受光部 88を備えた構成となっている。受光 部 88は、光導波路 83の光出射側端部から出射された光信号としての光を受光し、 光電変換によって電気信号を出力する。この受光部 88は、例えば PD (Photo-Diode )などの受光素子によって構成される。
[0052] 増幅部 87は、受光部 88から出力された電気信号を増幅して外部に出力する。この 増幅部 87は、例えば増幅用の ICによって構成される。なお、図示はしていないが、 増幅部 87には、外部へ電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられて いる。
[0053] 光導波路 83は、上述したように発光部 86から出射された光を受光部 88まで伝送 する媒体である。
[0054] 本発明の光伝送モジュールは、例えば以下のような応用例に適用することが可能 である。尚、以下に説明する応用例では、本発明の光伝送モジュールにおいて、光 導波路 10のみを図示しており、他の部分は図示を省略している。
[0055] まず、第一の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式 PHS (Personal Hand yphone System) ,折り畳み式 PDA (Personal Digital Assistant) ,折り畳み式ノートパ ソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。
[0056] 図 12の（a)〜（c)は、光導波路 10を含む光伝送モジュールを折り畳み式携帯電話
100に適用した例を示している。すなわち、図 12の（a)は光導波路 10を内蔵した折 り畳み式携帯電話 100の外観を示す斜視図である。
[0057] 図 12の（b)は、 （a)に示した折り畳み式携帯電話 100における、光導波路 10が適 用されている部分のブロック図である。この図に示すように、折り畳み式携帯電話 10 0における本体 100a側に設けられた制御部 101と、本体の一端にヒンジ部を軸とし て回転可能に備えられる蓋 (駆動部） 100b側に設けられた外部メモリ 102，カメラ部（ デジタルカメラ） 103，表示部（液晶ディスプレイ表示） 104とが、それぞれ光導波路 1 0によって接続されている。
[0058] 図 12の（c)は、 （a)におけるヒンジ部 (破線で囲んだ部分）の透視平面図である。こ の図に示すように、光導波路 10は、ヒンジ部における支持棒に巻きつけて屈曲させ ることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メモリ 102,力 メラ部 103,表示部 104とをそれぞれ接続している。
[0059] 光導波路 10を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限られた空間 で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示装置 などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特 に好適である。
[0060] 第 2の応用例として、光導波路 10を含む光伝送モジュールは、印刷装置（電子機 器）におけるプリンタヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、 駆動部を有する装置に適用できる。
[0061] 図 13の（a)〜（c)は、光導波路 10を印刷装置 110に適用した例を示している。図 1 3の（a)は、印刷装置 110の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷装 置 110は、用紙 112の幅方向に移動しながら用紙 112に対して印刷を行うプリンタへ ッド 111を備えており、このプリンタヘッド 1 11に光導波路 10の一端が接続されてレ、る [0062] 図 13の（b)は、印刷装置 110における、光導波路 10が適用されている部分のプロ ック図である。この図に示すように、光導波路 10の一端部はプリンタヘッド 111に接 続されており、他端部は印刷装置 110における本体側基板に接続されている。なお 、この本体側基板には、印刷装置 110の各部の動作を制御する制御手段などが備え られる。
[0063] 図 13の（c)および（d)は、印刷装置 110におレ、てプリンタヘッド 111が移動（駆動） した場合の、光導波路 10の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示すように、光 導波路 10をプリンタヘッド 111のような駆動部に適用する場合、プリンタヘッド 111の 駆動によって光導波路 10の湾曲状態が変化するとともに、光導波路 10の各位置が 繰り返し湾曲される。
[0064] したがって、本実施形態にかかる光導波路 10は、これらの駆動部に好適である。ま た、光導波路 10をこれらの駆動部に適用することにより、駆動部を用いた高速、大容 量通信を実現できる。
[0065] 図 14は、光導波路 10をハードディスク記録再生装置 120に適用した例を示してい る。
[0066] この図に示すように、ハードディスク記録再生装置 120は、ディスク (ハードディスク） 121、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド） 122、基板導入部 123、駆動部（駆動モ ータ） 124、光導波路 10を備えている。
[0067] 駆動部 124は、ヘッド 122をディスク 121の半径方向に沿って駆動させるものである 。ヘッド 122は、ディスク 121上に記録された情報を読み取り、また、ディスク 121上に 情報を書き込むものである。なお、ヘッド 122は、光導波路 10を介して基板導入部 1 23に接続されており、ディスク 121から読み取った情報を光信号として基板導入部 1 23に伝搬させ、また、基板導入部 123から伝搬された、ディスク 121に書き込む情報 の光信号を受け取る。
[0068] このように、光導波路 10をハードディスク記録再生装置 120におけるヘッド 122のよ うな駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。
[0069] 以上のように、本発明に係る光モジュールは、光信号を送信または受信する光素 子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路にお ける光信号の入出射口を含む少なくとも一方の端部および該光素子が固定される基 板とを備える光モジュールにおいて、前記基板と前記光伝送路の間に、前記光伝送 路が少なくとも前記光素子の光軸に対して垂直な方向に可動できる空間が設けられ ており、前記空間に接着剤が充填されている構成である。
[0070] 前記光モジュールにおいて、光伝送路は高い柔軟性を有しているため、光伝送路 の光軸方向に引張力が生じた場合、該光伝送路には該引張力による変形が生じや すい。一方で、光伝送路が接着される基板は剛性が高く変形が生じにくいため、光 伝送路と基板の界面には大きなせん断力が作用する。
[0071] 上記の構成によれば、前記基板と前記光伝送路の間に空間が設けられ、該空間に 接着剤が充填されることによって、該接着剤は光伝送路と基板との変形量の差を接 着剤の変形によって吸収できるため、光伝送路の剥がれ、光伝送路の破壊が生じに くくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される。
[0072] また、前記光モジュールでは、前記空間の間隔が、 50 μ m以上であることが好まし レ、。上記の構成によれば、上記接着剤は、光伝送路と基板との変形量の差を吸収す るための十分な層厚を有することができる。
[0073] また、前記光モジュールでは、前記接着剤は、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型 樹脂、熱硬化型樹脂の何れかを使用することが好ましい。特に、紫外線硬化型樹脂 または可視光硬化型樹脂を使用すれば、上記の構成によれば、前記光伝送路を前 記基板に搭載する工程において、安定した光学結合が実現でき、さらにその生産性 を向上させることができる。
[0074] また、前記光モジュールでは、前記接着剤は、前記基板よりも弾性係数の低い樹 脂であることが好ましい。上記の構成によれば、光伝送路と基板との変形量の差を接 着剤の変形によって吸収しやすくなるため、光伝送路と基板とがより安定して接合さ れる。
[0075] また、前記光モジュールでは、前記光伝送路は、前記基板と固定される部分に、前 記光伝送路の光軸方向の応力に対して前記光伝送路を保持できる構造を有してい る構成とすることができる。 [0076] 例えば、前記光伝送路を保持できる構造は、前記基板の前記光伝送路を固定する 部分に前記光伝送路に向かって凸部が形成されている構成、前記基板の前記光伝 送路を固定する部分が前記光伝送路の光軸方向に対してテーパ状に形成されてい る構成、または、前記光伝送路の前記基板に固定する部分が前記光伝送路の光軸 方向に対してテーパ状に形成されている構成とすることができる。
[0077] 上記の構成によれば、光伝送路がその光軸方向の引張力に抗するように保持され るため、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される
[0078] また、前記光モジュールでは、前記接着剤は、フィレット形状を有してレ、る構成とす ること力 Sできる。
[0079] 上記の構成によれば、光伝送路の剥がれ開始箇所となりやすい光伝送路と光素子 との結合側との反対側において、接着層にフィレットを形成し、その部分での接着強 度を上げることによって、光伝送路の剥がれが生じに《なり、光伝送路と基板とが安 定して接合される。
[0080] また、前記光モジュールでは、前記光伝送路と前記接着剤との接触面積が大きい 構成とすることができる。上記の構成によれば、光伝送路と接着剤との接触面積を大 きくすることで接着強度が上げられるため、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝 送路と基板とが安定して接合される。
[0081] 尚、前記光伝送路と前記接着剤との接触面積を大きくする具体的構造としては、例 えば、基板と光伝送路との境界部において、接着剤にフィレットを形成させる構造（図 8参照）や、基板において、光伝送路と光素子との結合側との反対側の縁を伸ばして 形成する構造（図 9参照）等が考えられる。
[0082] また、前記光モジュールでは、前記光伝送路は、その幅方向における少なくとも一 つの面に伸縮性の小さい補強材料を有している構成とすることができる。
[0083] 上記の構成によれば、前記光伝送路の光軸方向に引張力が生じたとしても、該光 伝送路は補強材料によってその変形が阻まれるため、該光伝送路自体に変形が生 じにくい。このため、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定し て接合される。 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範囲で種 々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段 を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

Claims

請求の範囲
[I] 光信号を送信または受信する光素子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝 送する光伝送路と、該光伝送路における光信号の入出射口を含む少なくとも一方の 端部および該光素子が固定される基板とを備える光モジュールにおいて、
前記基板と前記光伝送路の間に、前記光伝送路が少なくとも前記光素子の光軸に 対して垂直な方向に可動できる空間が設けられており、
前記空間に接着剤が充填されていることを特徴とする光モジュール。
[2] 前記空間の間隔が、 50 β m以上であることを特徴とする請求項 1に記載の光モジュ 一ノレ。
[3] 前記接着剤は、紫外線硬化型樹脂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。
[4] 前記接着剤は、可視光硬化型樹脂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。
[5] 前記接着剤は、熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項 1に記載の光モジユー ノレ。
[6] 前記接着剤は、前記基板よりも弾性係数の低い樹脂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。
[7] 前記光伝送路は、ポリマー導波路であることを特徴とする請求項 1に記載の光モジ ユーノレ。
[8] 前記ポリマー導波路は、フレキシブル性を有することを特徴とする請求項 7に記載 の光モジユーノレ。
[9] 前記光伝送路は、前記基板と固定される部分に、前記光伝送路の光軸方向の応 力に対して前記光伝送路を保持できる構造を有していることを特徴とする請求項 1に 記載の光モジュール。
[10] 前記光伝送路を保持できる構造は、前記基板の前記光伝送路を固定する部分に 前記光伝送路に向かって凸部が形成されていることを特徴とする請求項 9に記載の 光モジュール。
[II] 前記光伝送路を保持できる構造は、前記基板の前記光伝送路を固定する部分が 前記光伝送路の光軸方向に対してテーパ状に形成されていることを特徴とする請求 項 9に記載の光モジュール。
[12] 前記光伝送路を保持できる構造は、前記光伝送路の前記基板に固定する部分が 前記光伝送路の光軸方向に対してテーパ状に形成されていることを特徴とする請求 項 9に記載の光モジュール。
[13] 前記接着剤は、前記基板と前記光伝送路との境界部にフィレット形状を有している ことを特徴とする請求項 1に記載の光モジュール。
[14] 前記光伝送路と前記接着剤との接触面積が大きいことを特徴とする請求項 1に記 載の光モジュール。
[15] 前記光伝送路は、その幅方向における少なくとも一つの面に伸縮性の小さい補強 材料を有してレ、ることを特徴とする請求項 1に記載の光モジュール。
[16] 光伝送路の端部の一方に発光機能を備えた光素子を備えた請求項 1ないし 15に 記載の光モジュールを備え、他方の端部に受光機能を備えた光素子を備えた請求 項 1ないし 15に記載の光モジュールを備えたことを特徴とする光伝送モジュール。
[17] 請求項 16に記載の光伝送モジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
[18] 光信号を送信または受信する光素子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝 送する光伝送路と、該光伝送路における光信号の入出射口を含む少なくとも一方の 端部および該光素子が固定される基板とを備える光モジュールの製造方法において 前記基板上に前記光素子を実装する工程と、
前記基板上に実装された前記光素子と前記光伝送路の端部を光学的に結合させ 、前記光素子と前記光伝送路の間に空間を設けて配置させる工程と、
前記空間に接着剤を充填し、硬化させる工程と、
を含む光モジュールの製造方法。
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