WO2015137413A1 - 光伝送モジュールおよび光伝送モジュールの製造方法 - Google Patents

光伝送モジュールおよび光伝送モジュールの製造方法 Download PDF

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秀治 宮原
寛幸 本原
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オリンパス株式会社
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    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission module including an optical element and an optical fiber that transmits light of an optical signal output from a light emitting unit of the optical element, and a method for manufacturing the optical transmission module.
  • an optical transmission module including an optical element and an optical fiber that transmits light of an optical signal output from the light emitting unit of the optical element
  • accurate positioning of the light emitting unit and the optical fiber is important.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-025092 discloses an optical fiber holding member having an optical element, a substrate on which the optical element is mounted, and an optical fiber insertion through hole for transmitting an optical signal output from the optical element (A optical transmission module comprising a ferrule) is disclosed. By positioning the optical fiber into the through hole of the optical fiber holding member, the light emitting portion of the optical element and the optical fiber are positioned.
  • the inner diameter of the through hole is preferably the same as the outer diameter of the optical fiber, but it is not easy to form the through hole with high accuracy. Also, it is not easy to efficiently dissipate the heat generated by the optical element.
  • Embodiments of the present invention provide an optical transmission module with high positioning accuracy between a light emitting portion of an optical element and an optical fiber, and a method for manufacturing an optical transmission module that facilitates positioning between the light emitting portion of the optical element and the optical fiber. With the goal.
  • An optical transmission module includes an optical element having a light emitting unit that outputs light of an optical signal, A hollow cylindrical body perpendicularly bonded to the light output surface of the optical element, and a hole penetrating the first main surface and the second main surface, and the optical element is mounted on the first main surface A wiring board through which the hollow cylindrical body is inserted, and an optical fiber for transmitting the optical signal, the outer diameter of which is the same as the inner diameter of the hollow cylindrical body. And.
  • a method of manufacturing a light transmission module comprising: a hollow cylindrical body joining step that joins a hollow cylindrical body perpendicularly to a light output surface that outputs light of an optical signal of an optical element; A mounting step in which the hollow cylindrical body is inserted into the hole of the wiring board having a hole penetrating through the main surface, and the optical element is mounted on the first main surface; An optical fiber inserting step of transmitting a signal and inserting an optical fiber tip portion having the same outer diameter as the inner diameter of the hollow cylindrical body.
  • an optical transmission module with high positioning accuracy between the light emitting portion of the optical element and the optical fiber and a method for manufacturing the optical transmission module that facilitates positioning between the light emitting portion of the optical element and the optical fiber are provided. it can.
  • the optical transmission module 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the optical transmission module 1 of the present embodiment is a so-called E / O module that converts an electrical signal into an optical signal and transmits the optical signal.
  • the optical transmission module 1 includes an optical element 10, a wiring board 20, a hollow cylindrical body 30, and an optical fiber 50.
  • the optical element 10 is a light emitting element having a light emitting unit 11 that outputs light of an optical signal.
  • the hollow cylindrical body 30 is joined perpendicularly to the light output surface 10SA of the optical element 10.
  • the wiring board 20 has a hole 20H penetrating the first main surface 20SA and the second main surface 20SB, the optical element 10 is mounted on the first main surface 20SA, and the hollow cylindrical body 30 has the hole 20H. It is inserted.
  • the optical fiber 50 that transmits an optical signal has a distal end inserted into the hollow cylindrical body 30 and has an outer diameter D50 that is the same as the inner diameter D30 of the hollow cylindrical body 30.
  • the optical element 10 is, for example, a rectangular parallelepiped surface emitting laser chip having a light output surface 10SA with dimensions of 250 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m, and supplies a light emitting unit 11 having a diameter of 20 ⁇ m to the light output surface 10SA and a drive signal to the light emitting unit 11.
  • a donut-shaped metal film 13 for soldering the hollow cylindrical body 30 is disposed around the light emitting unit 11.
  • the metal film 13 formed simultaneously with the formation of the electrode 12 is a multilayer film made of, for example, Ti / Ni / Cu.
  • the distal end portion of the optical fiber 50 is inserted into the hollow cylindrical body 30 that is vertically bonded and upright on the light output surface 10SA of the optical element 10 and is an important component of the present embodiment.
  • the hollow cylindrical body 30 is joined to the metal film 13 of the optical element 10 via the solder 35.
  • the joining position of the hollow cylindrical body 30 is uniquely determined by the position of the metal film 13.
  • the metal film 13 is accurately positioned relative to the light emitting unit 11 by, for example, a photolithography process.
  • the optical fiber 50 inserted into the hollow cylindrical body 30 whose relative position with respect to the light emitting part 11 is accurate is arranged with respect to the light emitting part 11 accurately.
  • the inner diameter D30 of the hollow cylindrical body 30 is equal to or larger than the outer diameter D50 of the optical fiber 50 (D30 ⁇ D50), the optical fiber 50 can be inserted into the hollow cylindrical body 30.
  • the inner diameter D30 of the hollow cylindrical body 30 is significantly larger than the outer diameter D50 of the optical fiber 50 (D30 >> D50)
  • the positioning accuracy of the optical fiber 50 is lowered.
  • the inner diameter D30 of the hollow cylindrical body 30 is substantially equal to the outer diameter D50 of the optical fiber 50, for example, preferably (D50 + 10 ⁇ m) ⁇ D30 ⁇ D50, and particularly preferably (D50 + 2 ⁇ m) ⁇ D30 ⁇ D50. preferable.
  • the hollow cylindrical body 30 is, for example, an optical output surface of the optical element 10 in which the hollow cylindrical body 30 having an outer diameter of 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less from the inner diameter D30 and a length of 1 mm or more and 10 mm or less and having the optical fiber 50 inserted therein. What is necessary is just to be able to maintain an upright state with respect to 10 SA.
  • the wiring board 20 has a connection electrode 21 and the like joined to the electrode 12 of the optical element 10 on the first main surface 20SA.
  • the optical element 10 is flip-chip mounted with the hollow cylindrical body 30 inserted through the hole 20H.
  • the size and shape thereof are not particularly limited.
  • the distal end portion of the optical fiber 50 is inserted into the hollow cylindrical body 30 that is accurately bonded to a predetermined position of the optical element 10, positioning of the light emitting portion 11 of the optical element 10 and the optical fiber 50 is performed. High accuracy.
  • the hollow cylindrical body 30 having a predetermined inner diameter D30 with high dimensional accuracy is easily available.
  • the optical transmission module 1 is small.
  • a hollow cylindrical body 30 made of a metal having high thermal conductivity is joined to the metal film 13 of the optical element 10 by solder 35.
  • the light transmission module 1 has a stable operation and high reliability because the heat generated by the optical element 10 is efficiently transferred through the hollow cylindrical body 30.
  • Step S Optical Device Manufacturing Step
  • the optical device 10 is manufactured from one wafer by separating the chips into a number of chips.
  • various AlGaAs-based semiconductor layers are stacked on a semiconductor wafer made of p-type GaAs.
  • an electrode 12 made of a gold bump or the like and a donut-shaped metal film 13 surrounding the light emitting portion 11 are disposed on the light output surface 10SA of each optical element 10.
  • the pattern shape of the metal film 13 is not limited to a donut shape as long as the hollow cylindrical body 30 can be joined in an upright state at a predetermined position.
  • a hollow cylinder 30 having a predetermined specification is prepared.
  • the hollow cylindrical body 30 is preferably made of, for example, a metal that can be easily soldered, such as nickel or copper, particularly a metal having a thermal conductivity of 50 W ⁇ m ⁇ 1 ⁇ K ⁇ 1 or more.
  • the inner diameter D30, outer diameter, and length of the hollow cylinder 30 are determined according to the specifications of the optical transmission module 1, but the hollow cylinder 30 with high dimensional accuracy can be easily obtained.
  • one end of the hollow cylindrical body 30 is joined to the metal film 13 of the light output surface 10SA of the optical element 10 by the solder 35.
  • the joined hollow cylindrical body 30 is in an upright state perpendicular to the light output surface 10SA.
  • a wiring board 20 having a hole 20H penetrating the first main surface 20SA and the second main surface 20SB is prepared.
  • a connection electrode 21 is disposed on the first main surface 20SA of the wiring board 20 at a position corresponding to the electrode 12 of the optical element 10.
  • the connection electrode 21 is connected to the external connection electrode via a wiring.
  • the wiring board 20 may include a processing circuit for converting an electrical signal into a drive signal for the optical element 10.
  • the hollow cylindrical body 30 is inserted into the hole 20H of the wiring board 20, and the optical element 10 is flip-chip mounted on the first main surface 20SA.
  • An Au bump which is the electrode 12 of the optical element 10
  • an adhesive such as an underfill material or a side fill material is injected into the joint portion.
  • the solder paste or the like is printed on the wiring board 20 and the optical element 10 is disposed, the solder may be melted and mounted by reflow or the like.
  • the light emitting unit 11 of the optical element 10 emits light.
  • the optical element 10 When the hollow cylindrical body 30 is soldered to the optical element 10, the optical element 10 may be simultaneously mounted on the wiring board 20 via solder bumps (electrodes 12). That is, the hollow cylindrical body joining step and the mounting step may be performed simultaneously.
  • the tip of the optical fiber 50 is inserted into the hollow cylindrical body 30.
  • the optical fiber 50 having an outer diameter D50 of 80 ⁇ m includes a core that transmits light and an outer diameter of 50 ⁇ m, and a clad that covers the outer periphery of the core.
  • the optical fiber 50 may be fixed to the hollow cylindrical body 30 with a resin or the like.
  • a transparent resin may be inserted between the tip of the optical fiber 50 and the light output surface 10SA of the optical element 10.
  • the light emitting unit 11 of the optical element 10 and the optical fiber 50 are easily positioned.
  • optical transmission module 1A and the manufacturing method of the optical transmission module 1A of the second embodiment are similar to the optical transmission module 1 and the like, only different configurations and the like will be described.
  • the optical element 10 includes a lens 40 that collects light disposed on the light emitting unit 11.
  • the convex lens 40 has a circular bottom and an outer diameter D40 that is substantially the same as the inner diameter D30 of the hollow cylindrical body 30, and is housed inside the hollow cylindrical body 30.
  • the lens 40 is made of a transparent material having a high refractive index, for example, glass or resin.
  • the lens 40 is bonded by a transparent adhesive (not shown).
  • the lens 40 may be simultaneously disposed on a plurality of optical elements using a known microlens manufacturing process.
  • a transparent resin is applied to a wafer, patterned, and then subjected to a predetermined heat treatment, whereby a plurality of convex lenses having a desired shape can be simultaneously formed.
  • the light transmission module 1 ⁇ / b> A has the effects of the light transmission module 1, and further includes the lens 40, so that the light generated by the light emitting unit 11 can be easily guided to the optical fiber 50.
  • the lens 40 that condenses light on the light emitting unit 11 of the optical element 10 is provided before the hollow cylinder joining step (step S ⁇ b> 20).
  • a lens disposing step (S15) is disposed (FIG. 6A).
  • the hollow cylindrical body joining step the hollow cylindrical body 30 having the same inner diameter D30 as the outer diameter of the lens 40 is joined to the optical element 10 so as to accommodate the lens 40 (FIG. 6B).
  • the mounting process shown in FIG. 6C and the optical fiber insertion process shown in FIG. 6D are the same as the manufacturing method of the optical transmission module 1.
  • the inner diameter D30 of the hollow cylindrical body 30 is substantially the same as the outer diameter D50 of the optical fiber 50.
  • the outer diameter D40 of the lens 40 is preferably (D50 + 10 ⁇ m) ⁇ D40 ⁇ D50, and (D50 + 2 ⁇ m) ⁇ D40 ⁇ D50 is particularly preferable, similar to the outer diameter D50 of the optical fiber 50.
  • the lens 40 has a function of an arrangement positioning member for the hollow cylindrical body 30, and therefore the donut-shaped metal film 13 surrounding the light emitting unit 11 is not an essential component.
  • a hollow cylindrical body made of resin may be joined to the optical element 10 with a resin adhesive.
  • the manufacturing method of the optical transmission module 1A has the effect of the manufacturing method of the optical transmission module 1, and is easy to manufacture because the hollow cylinder 30 is positioned by the lens 40.
  • the optical transmission module 1 ⁇ / b> B includes a holding member 60.
  • the holding member 60 has a through hole 60H, and the optical fiber 50 inserted into the hollow cylindrical body 30 is inserted through the through hole 60H.
  • Holding member 60 is joined to second main surface 20SB of wiring board 20 via an adhesive layer (not shown).
  • the inner diameter D60 of the through hole 60H is not particularly limited as long as the hollow cylindrical body 30 can be inserted, and the through hole 60H may have a prismatic shape in addition to a columnar shape.
  • the material of the holding member 60 is a metal member such as ceramic, Si, glass, or SUS.
  • the holding member 60 may be a substantially columnar shape or a substantially conical shape instead of a substantially rectangular parallelepiped.
  • the hollow cylindrical body 30 is inserted into the through hole 60 ⁇ / b> H of the holding member 60 having the through hole 60 ⁇ / b> H.
  • the holding member joining process joined to 2nd main surface 20SB is comprised.
  • the optical transmission module 1B and the like have the effects of the optical transmission module 1 and the like, and furthermore, the bonding reliability of the optical fiber 50 is high.
  • optical transmission modules 1 and 1A of the embodiment are small, particularly small in diameter. For this reason, it can be particularly preferably used for the distal end portion of the endoscope.
  • the endoscope having the light transmission modules 1 and 1A has a small distal end and is minimally invasive.

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Abstract

　光伝送モジュール１は、光信号の光を出力する発光部１１を有する光素子１０と、光素子１０の光出力面１０ＳＡに垂直に接合された中空円筒体３０と、第１の主面２０ＳＡに光素子１０が実装され、孔２０Ｈを中空円筒体３０が挿通している配線板２０と、中空円筒体３０に先端部が挿入されている光信号を伝送する光ファイバ５０と、を具備する。

Description

光伝送モジュールおよび光伝送モジュールの製造方法
　本発明は、光素子と、前記光素子の発光部が出力する光信号の光を伝送する光ファイバと、を具備する光伝送モジュール、および前記光伝送モジュールの製造方法に関する。
　光素子と光素子の発光部が出力する光信号の光を伝送する光ファイバとを具備する光伝送モジュールにおいては、発光部と光ファイバとの正確な位置決めが重要である。
　例えば、特開２０１３－０２５０９２号公報には、光素子と、光素子が実装される基板と、光素子から出力される光信号を伝送する光ファイバ挿入用の貫通孔を有する光ファイバ保持部材（フェルール）と、を備える光伝送モジュールが開示されている。光ファイバ保持部材の貫通孔に光ファイバを挿入することで光素子の発光部と光ファイバとの位置決めが行われる。
　しかし、比較的大きな光ファイバ保持部材を、その貫通孔が正確に発光部の直上になるように配置することは容易ではない。また、貫通孔の内径は光ファイバの外径と同じであることが好ましいが、貫通孔を精度良く形成することは容易ではない。また、光素子が発生する熱を効率的に放熱することは容易ではない。
　本発明の実施形態は、光素子の発光部と光ファイバとの位置決め精度が高い光伝送モジュール、および光素子の発光部と光ファイバとの位置決めが容易な光伝送モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の実施形態の光伝送モジュールは、光信号の光を出力する発光部を有する光素子と、
　前記光素子の光出力面に垂直に接合された中空円筒体と、第１の主面と第２の主面とを貫通する孔を有し、前記第１の主面に前記光素子が実装され、前記孔を前記中空円筒体が挿通している配線板と、前記中空円筒体に先端部が挿入されている、外径が前記中空円筒体の内径と同じ前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備する。
　また別の実施形態の光伝送モジュールの製造方法は、光素子の光信号の光を出力する光出力面に垂直に中空円筒体を接合する中空円筒体接合工程と、第１の主面と第２の主面とを貫通する孔を有する配線板の前記孔に前記中空円筒体を挿通し、前記第１の主面に前記光素子を実装する実装工程と、前記中空円筒体に、前記光信号を伝送する、外径が前記中空円筒体の内径と同じ光ファイバの先端部を挿入する光ファイバ挿入工程と、を具備する。
　本発明の実施形態によれば、光素子の発光部と光ファイバとの位置決め精度が高い光伝送モジュール、および光素子の発光部と光ファイバとの位置決めが容易な光伝送モジュールの製造方法を提供できる。
第１実施形態の光伝送モジュールの断面図である。 第１実施形態の光伝送モジュールの分解図である。 第１実施形態の光伝送モジュールの製造方法のフローチャートである。 第２実施形態の光伝送モジュールの断面図である。 第２実施形態の光伝送モジュールの製造方法のフローチャートである。 第２実施形態の光伝送モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第２実施形態の光伝送モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第２実施形態の光伝送モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第２実施形態の光伝送モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第３実施形態の光伝送モジュールの断面図である。 第３実施形態の光伝送モジュールの製造方法のフローチャートである。
＜第１実施形態＞
　図１および図２を用いて、第１実施形態の光伝送モジュール１について説明する。本実施形態の光伝送モジュール１は、電気信号を光信号に変換し光信号を伝送する、いわゆるＥ／Ｏモジュールである。
　光伝送モジュール１は、光素子１０と、配線板２０と、中空円筒体３０と、光ファイバ５０と、を具備する。光素子１０は光信号の光を出力する発光部１１を有する発光素子である。中空円筒体３０は光素子１０の光出力面１０ＳＡに垂直に接合されている。配線板２０は、第１の主面２０ＳＡと第２の主面２０ＳＢとを貫通する孔２０Ｈを有し、第１の主面２０ＳＡに光素子１０が実装され、中空円筒体３０が孔２０Ｈを挿通している。光信号を伝送する光ファイバ５０は、中空円筒体３０に先端部が挿入されており、その外径Ｄ５０が中空円筒体３０の内径Ｄ３０と同じである。
　光素子１０は、例えば、光出力面１０ＳＡの寸法が２５０μｍ×３００μｍの直方体の面発光レーザチップであり、光出力面１０ＳＡに直径が２０μｍの発光部１１と、発光部１１に駆動信号を供給する電極１２とを有する。また、発光部１１の周囲には中空円筒体３０を半田接合するためのドーナツ状の金属膜１３が配設されている。電極１２を形成するときに同時に形成される金属膜１３は、例えば、Ｔｉ／Ｎｉ／Ｃｕからなる多層膜である。
　そして、光素子１０の光出力面１０ＳＡの上に垂直に接合され直立している、本実施形態の重要構成要素である中空円筒体３０には、光ファイバ５０の先端部が挿入されている。中空円筒体３０は光素子１０の金属膜１３に半田３５を介して接合されている。中空円筒体３０の接合位置は金属膜１３の位置により一義的に決まる。そして、金属膜１３は、例えばフォトリソグラフィプロセスにより、発光部１１との相対位置が正確に配設されている。発光部１１との相対位置が正確な中空円筒体３０に挿入された光ファイバ５０は、発光部１１との相対位置が正確に配置されている。
　なお、中空円筒体３０の内径Ｄ３０が、光ファイバ５０の外径Ｄ５０以上（Ｄ３０≧Ｄ５０）であれば、中空円筒体３０に光ファイバ５０を挿入できる。しかし、中空円筒体３０の内径Ｄ３０が、光ファイバ５０の外径Ｄ５０よりも大幅に大きい（Ｄ３０＞＞Ｄ５０）場合には、光ファイバ５０の位置決め精度が低下する。このため、中空円筒体３０の内径Ｄ３０は、光ファイバ５０の外径Ｄ５０と略同等、例えば、（Ｄ５０＋１０μｍ）≧Ｄ３０≧Ｄ５０であることが好ましく、（Ｄ５０＋２μｍ）≧Ｄ３０≧Ｄ５０であることが特に好ましい。
　なお、中空円筒体３０は、例えば、外径が内径Ｄ３０より１μｍ以上２０μｍ以下で、長さが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下で、光ファイバ５０が挿入された中空円筒体３０が光素子１０の光出力面１０ＳＡに対して直立状態を維持できればよい。
　そして、配線板２０は光素子１０の電極１２と接合された接続電極２１等を第１の主面２０ＳＡに有する。配線板２０は孔２０Ｈに中空円筒体３０が挿通した状態で、光素子１０がフリップチップ実装されている。孔２０Ｈは中空円筒体３０が挿通可能であれば、その大きさ、および形状は特に限定されない。
　光伝送モジュール１は、光素子１０の所定位置に正確に接合された中空円筒体３０に光ファイバ５０の先端部が挿入されているため、光素子１０の発光部１１と光ファイバ５０との位置決め精度が高い。なお、寸法精度の高い所定の内径Ｄ３０の中空円筒体３０は、容易に入手可能である。
　また、比較的大きな光ファイバ保持部材を有していないため、光伝送モジュール１は、小型である。
　さらに、光伝送モジュール１は、熱伝導率の高い金属からなる中空円筒体３０が、光素子１０の金属膜１３に半田３５により接合されている。光伝送モジュール１は、光素子１０が発生する熱が中空円筒体３０を介して効率的に伝熱されるため、動作が安定しており信頼性が高い。
＜光伝送モジュール１の製造方法＞
　次に、図３のフローチャートに沿って、光伝送モジュール１の製造方法について説明する。
＜ステップＳ１０＞光素子作製工程
　半導体ウエハ上に各層が積層された後に多数のチップに分離することで、１枚のウエハから多数の光素子１０が作製される。光素子作製工程では、例えば、ｐ型ＧａＡｓからなる半導体ウエハに、各種のＡｌＧａＡｓ系半導体層等が積層される。
　このとき、ウエハ状態で、それぞれの光素子１０の光出力面１０ＳＡには、金バンプ等からなる電極１２と、発光部１１を取り囲むドーナツ状の金属膜１３が配設される。なお、金属膜１３のパターン形状は、中空円筒体３０を所定位置に直立状態に接合可能であれば、ドーナツ状に限られるものではない。
＜ステップＳ２０＞中空円筒体接合工程
　所定の仕様の中空円筒体３０が準備される。中空円筒体３０は、例えば、ニッケルまたは銅等の半田付けが容易な金属、特に熱伝導率が、５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属からなることが好ましい。中空円筒体３０の内径Ｄ３０、外径、および長さは光伝送モジュール１の仕様に応じて決定されるが、寸法精度の高い中空円筒体３０は容易に入手できる。
　そして、光素子１０の光出力面１０ＳＡの金属膜１３に、半田３５により中空円筒体３０の一端部が接合される。接合された中空円筒体３０は、光出力面１０ＳＡに垂直に直立した状態である。
＜ステップＳ３０＞実装工程
　第１の主面２０ＳＡと第２の主面２０ＳＢとを貫通する孔２０Ｈをする配線板２０が準備される。配線板２０の第１の主面２０ＳＡには光素子１０の電極１２と対応する位置に接続電極２１が配設されている。図示しないが、接続電極２１は配線を介して外部接続電極と接続されている。配線板２０の基体には、ＦＰＣ基板、セラミック基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、シリコン基板等が使用される。配線板２０に、例えば電気信号を光素子１０の駆動信号に変換するための処理回路が含まれていても良い。
　配線板２０の孔２０Ｈに中空円筒体３０を挿通し、第１の主面２０ＳＡに光素子１０がフリップチップ実装される。光素子１０の電極１２であるＡｕバンプが、配線板２０の接続電極２１と例えば、超音波接合される。接合部には、図示しないが、アンダーフィル材やサイドフィル材等の接着剤が注入される。配線板２０に半田ペースト等を印刷し、光素子１０を配置した後、リフロー等で半田を溶融して実装してもよい。外部接続電極に駆動信号が印加されると、光素子１０の発光部１１が発光する。
　なお、光素子１０に中空円筒体３０を半田接合するときに、同時に光素子１０を配線板２０に半田バンプ（電極１２）を介して実装してもよい。すなわち、中空円筒体接合工程と実装工程とが同時に行われてもよい。
＜ステップＳ４０＞光ファイバ挿入工程
　中空円筒体３０に、光ファイバ５０の先端部が挿入される。例えば、外径Ｄ５０が８０μｍの光ファイバ５０は、光を伝送する外径が５０μｍのコアと、コアの外周を覆うクラッドとからなる。挿入後に、光ファイバ５０を樹脂等で中空円筒体３０に固定してもよい。また、光ファイバ５０の先端と光素子１０の光出力面１０ＳＡとの間に透明樹脂が挿入されてもよい。
　すでに説明したように、光伝送モジュール１の製造方法は、光素子１０の発光部１１と光ファイバ５０との位置決めが容易である。
＜第２実施形態＞
　第２実施形態の光伝送モジュール１Ａおよび光伝送モジュール１Ａの製造方法は、光伝送モジュール１等と類似しているので、異なる構成等についてのみ説明する。
　図４に示すように、光伝送モジュール１Ａでは、光素子１０が発光部１１の上に配設された光を集光するレンズ４０を有する。凸形状のレンズ４０は、底辺が円形で、その外径Ｄ４０が中空円筒体３０の内径Ｄ３０と略同じで、中空円筒体３０の内部に収容されている。
　レンズ４０は、屈折率の高い透明材料、例えば、ガラスまたは樹脂からなる。レンズ４０は透明接着剤（不図示）により接着されている。なお、光素子作製のウエハプロセスにおいて、公知のマイクロレンズ製造プロセスを用いて、レンズ４０を複数の光素子に同時に配設してもよい。マイクロレンズ製造プロセスでは、例えば、透明樹脂をウエハに塗布し、パターニングした後、所定の熱処理を行うことにより複数の所望の形状の凸レンズを同時に形成することができる。
　光素子１０の発光部１１の中心と、レンズ４０の中心、すなわち、光ファイバ５０の中心とが、多少ずれて配置された場合においても、発光部１１が発生した光は、レンズ４０の中央部に集光され、光ファイバ５０に導光される。
　光伝送モジュール１Ａは、光伝送モジュール１の効果を有し、さらにレンズ４０を有するため、発光部１１が発生した光を、光ファイバ５０に導光しやすい。
　図５のフローチャートに示すように、光伝送モジュール１Ａの製造方法においては、中空円筒体接合工程（ステップＳ２０）の前に、光素子１０の発光部１１の上に光を集光するレンズ４０を配設するレンズ配設工程（Ｓ１５）を具備する（図６Ａ）。そして、中空円筒体接合工程において、内径Ｄ３０がレンズ４０の外径と同じ中空円筒体３０が、レンズ４０を収容するように光素子１０に接合される（図６Ｂ）。図６Ｃに示す実装工程および図６Ｄに示す光ファイバ挿入工程は、光伝送モジュール１の製造方法と同じである。
　すでに説明したように中空円筒体３０の内径Ｄ３０は光ファイバ５０の外径Ｄ５０と略同じである。そして、レンズ４０の外径Ｄ４０は光ファイバ５０の外径Ｄ５０と同じように、（Ｄ５０＋１０μｍ）≧Ｄ４０≧Ｄ５０であることが好ましく、（Ｄ５０＋２μｍ）≧Ｄ４０≧Ｄ５０であることが特に好ましい。
　なお、光伝送モジュール１Ａではレンズ４０が中空円筒体３０の配設位置決め部材の機能を有しているので、発光部１１を取り囲むドーナツ状の金属膜１３は必須の構成要素ではない。例えば、中空円筒体接合工程（ステップＳ２０）において、樹脂からなる中空円筒体が、樹脂接着剤により光素子１０に接合されてもよい。
　光伝送モジュール１Ａの製造方法は、光伝送モジュール１の製造方法の効果を有し、さらにレンズ４０により中空円筒体３０の位置決めが行われるため製造が容易である。
＜第３実施形態＞
　第３実施形態の光伝送モジュール１Ｂおよび光伝送モジュール１Ｂの製造方法は、光伝送モジュール１、１Ａ等と類似しているので、異なる構成等についてのみ説明する。
　図７に示すように、光伝送モジュール１Ｂは、保持部材６０を具備する。保持部材６０は、貫通孔６０Ｈを有し、貫通孔６０Ｈに中空円筒体３０に挿入された光ファイバ５０が挿通している。保持部材６０は、配線板２０の第２の主面２０ＳＢと接着層（不図示）を介して接合されている。
　貫通孔６０Ｈの内径Ｄ６０は、中空円筒体３０が挿通可能であれば、特に限定されるものではなく、貫通孔６０Ｈは、円柱状のほか、角柱状であってもよい。保持部材６０の材質はセラミック、Ｓｉ、ガラス、またはＳＵＳ等の金属部材等である。なお、保持部材６０は略直方体ではなく、略円柱状または略円錐状であってもよい。
　そして、図８のフローチャートに示すように、光伝送モジュール１Ｂの製造方法においては、貫通孔６０Ｈを有する保持部材６０の貫通孔６０Ｈに中空円筒体３０を挿入し、保持部材６０を配線板２０の第２の主面２０ＳＢに接合する保持部材接合工程を具備する。
　光伝送モジュール１Ｂ等は、光伝送モジュール１等の効果を有し、さらに、光ファイバ５０の接合信頼性が高い。
　なお、実施形態の光伝送モジュール１、１Ａは、小型、特に細径である。このため、内視鏡の先端部に特に好ましく用いることができる。光伝送モジュール１、１Ａを有する内視鏡は先端部が細径で低侵襲である。
　本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせ、および応用が可能である。
　本出願は、２０１４年３月１３日に日本国に出願された特願２０１４－０５０５７４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (8)

  1. 　光信号の光を出力する発光部を有する光素子と、
    　前記光素子の光出力面に垂直に接合された中空円筒体と、
    　第１の主面と第２の主面とを貫通する孔を有し、前記第１の主面に前記光素子が実装され、前記孔を前記中空円筒体が挿通している配線板と、
    　前記中空円筒体に先端部が挿入されている、外径が前記中空円筒体の内径と同じ前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備することを特徴とする光伝送モジュール。
  2. 　前記光素子が発光部の上に配設された前記光を集光するレンズを有し、
    　外径が前記中空円筒体の内径と同じ前記レンズが、前記中空円筒体の内部に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送モジュール。
  3. 　金属からなる前記中空円筒体が、前記発光部の周囲に配設された金属膜に半田接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光伝送モジュール。
  4. 　前記中空円筒体に挿入された前記光ファイバが挿通している貫通孔を有し、前記配線板の前記第２の主面と接合された保持部材を具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光伝送モジュール。
  5. 　光素子の光信号の光を出力する光出力面に垂直に中空円筒体を接合する中空円筒体接合工程と、
    　第１の主面と第２の主面とを貫通する孔を有する配線板の前記孔に前記中空円筒体を挿通し、前記第１の主面に前記光素子を実装する実装工程と、
    　前記中空円筒体に、前記光信号を伝送する、外径が前記中空円筒体の内径と同じ光ファイバの先端部を挿入する光ファイバ挿入工程と、を具備することを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
  6. 　前記中空円筒体接合工程の前に、前記光素子の発光部の上に前記光を集光する、外径が前記中空円筒体の内径と同じレンズを配設するレンズ配設工程を具備し、
    　前記中空円筒体接合工程において、前記レンズを収容するように接合することを特徴とする請求項５に記載の光伝送モジュールの製造方法。
  7. 　前記中空円筒体接合工程において、金属からなる前記中空円筒体が、前記発光部の周囲に配設された金属膜に半田接合されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光伝送モジュールの製造方法。
  8. 　貫通孔を有する保持部材の前記貫通孔に前記中空円筒体を挿入し、前記保持部材を前記配線板の前記第２の主面に接合する保持部材接合工程を具備することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の光伝送モジュールの製造方法。
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