WO2018105479A1 - 光レセプタクル、光モジュール、および光レセプタクルの製造方法 - Google Patents

光レセプタクル、光モジュール、および光レセプタクルの製造方法 Download PDF

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optical receptacle
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receptacle
adhesive
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鈴木　康弘
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株式会社エンプラス
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Definitions

  • the present invention relates to an optical receptacle, an optical module having an optical receptacle, and a method for manufacturing the optical receptacle.
  • an optical module including a light emitting element (optical element) such as a surface emitting laser (for example, VCSEL: VerticalVerCavity Surface Emitting Laser) is used for optical communication using an optical transmission body such as an optical fiber or an optical waveguide.
  • a light emitting element such as a surface emitting laser (for example, VCSEL: VerticalVerCavity Surface Emitting Laser)
  • VCSEL VerticalVerCavity Surface Emitting Laser
  • the optical module includes an optical receptacle (optical socket) that allows light including communication information emitted from the light emitting element to enter an end face of an optical transmission body (for example, an optical fiber).
  • Patent Document 1 discloses an optical module that includes a substrate, an optical socket disposed on one surface of the substrate, and an optical element disposed on the other surface of the substrate at a position corresponding to the optical socket. Is described.
  • An optical plug that supports the end of the tape fiber is attached to the optical socket.
  • the optical socket allows the light emitted from the optical element to enter the inside or is emitted from the tape fiber, and is emitted from the tape fiber and the first lens that emits the light traveling inside toward the optical element.
  • the second lens for emitting the incident light to the inside or the light emitted from the optical element and traveling toward the tape fiber, and the light incident on the first lens toward the second lens.
  • an optical element is fixed to one surface of a substrate by wire bonding or the like.
  • the optical socket is fixed to the other surface of the substrate so that the optical axis of the optical element coincides with the central axis of the first lens.
  • an adhesive is applied to at least one of the optical socket and the substrate to bond the optical socket to the substrate.
  • an object of the present invention is to increase the degree of freedom of the optical receptacle body arrangement position, the photoelectric bonding element wire bonding position, the region in which other optical components and electronic components are arranged, and the like as compared with the conventional optical socket. It is to provide an optical receptacle that can be used. Another object of the present invention is to provide an optical module having this optical receptacle. Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical receptacle.
  • An optical receptacle according to the present invention is disposed between a photoelectric conversion device having a photoelectric conversion element disposed on a substrate and an optical transmission body, and optically couples the photoelectric conversion element and an end face of the optical transmission body.
  • An optical receptacle main body, an optical receptacle body, a support member that supports the optical receptacle body, and an adhesive that bonds the optical receptacle body and the support member, the optical receptacle body First, the transmission light emitted from the photoelectric conversion element is incident, or the reception light emitted from the end face of the optical transmission body and passing through the inside of the optical receptacle body is emitted toward the photoelectric conversion element.
  • An optical surface and the transmission light emitted from the photoelectric conversion element and passed through the inside of the optical receptacle main body is emitted toward the optical transmission body, or from the optical transmission body
  • a second optical surface on which the received received light is incident, and the transmission light incident on the first optical surface is reflected toward the second optical surface or incident on the second optical surface.
  • the optical receptacle main body is disposed on the support member side from the installation surface, and the adhesive is disposed on the inner wall surface of the groove portion of the receptacle main body and on the inner side of the support member main body. It is arranged to touch.
  • An optical module according to the present invention includes a substrate, a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion element disposed on the substrate, and an optical receptacle according to the present invention, and the substrate and the optical receptacle body are separated from each other. Yes.
  • the optical receptacle manufacturing method includes a step of applying an adhesive to the groove portion of the optical receptacle body, the first fitting portion of the optical receptacle body coated with the adhesive, and the support member. A step of fitting the second fitting portion and a step of curing the adhesive.
  • an optical receptacle that can increase the degree of freedom of the arrangement position of the optical receptacle body, the wire bonding position of the photoelectric conversion element, the arrangement position of other optical components and electronic components, and the like.
  • an optical module can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical module according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a perspective view of an optical receptacle body according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a plan view
  • FIG. 2C is a rear view
  • FIG. 2D is a front view
  • FIG. 2E is a bottom view
  • FIG. 2F is a side view.
  • 3A is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2B
  • FIG. 3B is a partially enlarged view of a region B surrounded by a broken line shown in FIG. 2C.
  • 4A is a perspective view of a support member 150 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a plan view
  • FIG. 4C is a front view
  • FIG. 4D is a rear view
  • FIG. 4E is a side view
  • 4F is a bottom view
  • FIG. 4G is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4F.
  • 5A is a plan view of an optical receptacle body according to a modification of the present invention
  • FIG. 5B is a rear view
  • FIG. 5C is a partially enlarged view of a region A surrounded by a broken line shown in FIG. 5B
  • 6A is a plan view of an optical receptacle body according to a modification of the present invention
  • FIG. 6B is a rear view
  • FIG. 6C is a partially enlarged view of a region A surrounded by a broken line shown in FIG. 6B.
  • 7A is a plan view of an optical receptacle body according to a modification of the present invention
  • FIG. 7B is a rear view
  • FIG. 7C is a partially enlarged view of a region A surrounded by a broken line shown in FIG. 7B.
  • 8A is a plan view of an optical receptacle body according to a modification of the present invention
  • FIG. 8B is a rear view
  • FIG. 8C is a partially enlarged view of a region A surrounded by a broken line shown in FIG. 8B.
  • 9A is a perspective view of an optical receptacle body according to a modification of the present invention, FIG.
  • FIG. 9B is a plan view
  • FIG. 9C is a rear view
  • 10A is a perspective view of an optical receptacle body according to a modification of the present invention
  • FIG. 10B is a plan view
  • FIG. 10C is a rear view.
  • the optical module 100 of the present invention includes a substrate-mounted photoelectric conversion device 110 such as a light emitting element 111 and a light receiving element 112, and an optical receptacle 120.
  • the optical module 100 is used in a state where the optical transmission body 130 is connected to the optical receptacle 120 via the ferrule 132.
  • the photoelectric conversion device 110 includes a substrate 113 and a photoelectric conversion element.
  • a light emitting element 111 is used as a photoelectric conversion element.
  • a light receiving element 112 is used as a photoelectric conversion element.
  • a light emitting element 111 and a light receiving element 112 are used as photoelectric conversion elements.
  • a transmission / reception optical module 100 including a light emitting element 111 and a light receiving element 112 will be described.
  • the substrate 113 is, for example, a glass composite substrate, a glass epoxy substrate, a flexible sill substrate, or the like.
  • a light emitting element 111 and a light receiving element 112 are arranged on the substrate 113.
  • An alignment mark is formed on the surface of the substrate 113 on which the light emitting element 111 and the light receiving element 112 are arranged as necessary.
  • the light emitting element 111 is disposed on the substrate 113 and emits laser light in a direction perpendicular to the surface of the substrate 113 on which the light emitting element 111 is disposed.
  • the number of the light emitting elements 111 is not particularly limited. In the present embodiment, the number of light emitting elements 111 is four. Further, the position of the light emitting element 111 is not particularly limited. In the present embodiment, the four light emitting elements 111 are arranged along the arrangement direction of the optical transmission bodies 130 at regular intervals.
  • the light emitting element 111 is, for example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the optical transmission bodies 130 are arranged in two or more rows, the light emitting elements 111 may be arranged in the same number of rows.
  • the light receiving element 112 is disposed on the substrate 113 and receives the received light emitted from the optical transmission body 130.
  • the number of light receiving elements 112 is not particularly limited. In the present embodiment, the number of light receiving elements 112 is four. Further, the position of the light receiving element 112 is not particularly limited. In the present embodiment, the four light receiving elements 112 are arranged in a line along the arrangement direction of the optical transmission bodies 130 at regular intervals. Specifically, the four light emitting elements 111 are arranged so as to be positioned on the same straight line.
  • the light receiving element 112 is, for example, a photodiode (PD). When the optical transmission bodies 130 are arranged in two or more rows, the light receiving elements 112 may be arranged in the same number of rows.
  • PD photodiode
  • Alignment marks are used for alignment when manufacturing the optical module 100, and serve as a reference when positioning the optical receptacle 120 with respect to the substrate 113.
  • the alignment mark may be a concave portion formed on the substrate 113, a convex portion, or a pattern applied by painting.
  • the planar view shape of the alignment mark is not particularly limited, and may be a circle or a polygon. Further, the position of the alignment mark is not limited.
  • the type of the optical transmission body 130 is not particularly limited, and examples thereof include an optical fiber and an optical waveguide.
  • the optical transmission body 130 is an optical fiber.
  • the optical fiber may be a single mode method or a multimode method.
  • the number of optical transmission bodies 130 is not particularly limited. In the present embodiment, eight optical fibers are arranged in a row. Note that the optical transmitters 130 may be arranged in two or more rows.
  • the ferrule 132 holds the end of the optical transmission body 130 and positions the end surface of the optical transmission body 130 with respect to the second optical surface 142 (see FIG. 2) of the optical receptacle body 140.
  • the ferrule 132 holds the end of the optical transmission body 130 and is configured to be detachable from the optical receptacle body 140 of the optical receptacle 120.
  • the optical receptacle 120 optically couples the light emitting surfaces of the plurality of light emitting elements 111 and the end surfaces of the plurality of optical transmitters 130 in a state of being disposed between the photoelectric conversion device 110 and the optical transmitter 130.
  • the optical receptacle 120 optically couples the light receiving surfaces of the plurality of light receiving elements 112 and the end surfaces of the plurality of optical transmission bodies 130, respectively.
  • the optical receptacle 120 includes an optical receptacle body 140, a support member 150 that supports the optical receptacle body 140, and an adhesive 170 that bonds the optical receptacle body 140 and the support member 150.
  • the “adhesive” means both a fluidized material before curing and a cured product after curing.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the optical receptacle body 140. 2A is a perspective view of the optical receptacle main body 140, FIG. 2B is a plan view, FIG.
  • FIG. 2C is a rear view
  • FIG. 2D is a front view
  • FIG. 2E is a bottom view
  • FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2B
  • FIG. 3B is a partially enlarged view of a region B surrounded by a broken line shown in FIG. 2C.
  • the optical receptacle body 140 is a substantially rectangular parallelepiped member having translucency, and includes a plurality of first optical surfaces 141, a plurality of second optical surfaces 142, and a reflecting surface 143. And a first fitting portion 144, a ferrule convex portion 145, and a groove portion 146.
  • the optical receptacle main body 140 is formed using a material having translucency with respect to light having a wavelength used for optical communication. Examples of such materials include transparent resins such as polyetherimide (PEI) and cyclic olefin resins.
  • the first optical surface 141 is an optical surface that is disposed on the bottom surface of the optical receptacle main body 140 and is incident on the inside of the optical receptacle main body 140 while refracting the transmission light emitted from the light emitting element 111.
  • the first optical surface 141 is also an optical surface for radiating the received light from the optical transmission body 130 that has traveled inside the optical receptacle 120 toward the light receiving element 112 while refracting it.
  • the shape of the first optical surface 141 is a convex lens surface that is convex toward the light emitting element 111 (light receiving element 112). Further, the planar view shape of the first optical surface 141 is a circle.
  • the first optical surface 141 converts the transmission light emitted from the light emitting element 111 into collimated light. Further, the first optical surface 141 converges the collimated light (received light) that has traveled inside the optical receptacle 120.
  • a plurality (eight) first optical surfaces 141 are arranged in a row so as to face the light emitting surface of the light emitting element 111 and the light receiving surface of the light receiving element 112, respectively.
  • the first optical surfaces 141 are also arranged in the same number of rows.
  • the central axis of the first optical surface 141 is preferably perpendicular to the light emitting surface of the light emitting element 111 and the light receiving surface of the light receiving element 112.
  • the central axis of the first optical surface 141 is preferably coincident with the optical axis of the light emitted from the light emitting element 111 (or the received light incident on the light receiving element 112).
  • the light incident on the first optical surface 141 travels toward the reflecting surface 143.
  • the received light emitted from the first optical surface 141 travels toward the light receiving element 112.
  • the four first optical surfaces 141 on the right side in the drawing are the first optical surfaces 141 on the transmission side, and the four first optical surfaces 141 on the left side are shown.
  • One optical surface 141 is used as the first optical surface 141 on the receiving side. That is, the transmission light from the light emitting element 111 is incident on the four first transmission-side first optical surfaces 141 shown in the figure, and the four reception-side first optical surfaces 141 shown on the left-hand side are those of the optical receptacle body 140.
  • the eight first optical surfaces 141 are equally divided, with one functioning as a transmission-side optical surface and the other functioning as a reception-side optical surface.
  • the second optical surface 142 is an optical device that is disposed on the front surface of the optical receptacle main body 140 and that is incident on the first optical surface 141 and that transmits the transmission light reflected on the reflection surface 143 toward the end surface of the optical transmission body 130.
  • the second optical surface 142 is also an optical surface for making the received light emitted from the end surface of the optical transmission body 130 enter the optical receptacle 120 while refracting it.
  • the shape of the second optical surface 142 is a convex lens surface that is convex toward the end surface of the optical transmission body 130.
  • the planar view shape of the second optical surface 142 is a circle.
  • the second optical surface 142 converges the transmission light traveling inside the optical receptacle main body 140 toward the end surface of the optical transmission body 130 and converts the reception light emitted from the end surface of the optical transmission body 130 into collimated light.
  • a plurality (eight) second optical surfaces 142 are arranged in a row so as to face the end surfaces of the optical transmission body 130, respectively.
  • the second optical surfaces 142 are also arranged in the same number of rows.
  • the central axis of the second optical surface 142 is preferably perpendicular to the end surface of the optical transmission body 130.
  • the central axis of the second optical surface 142 is preferably coincident with the optical axis of the light emitted from the optical transmission body 130.
  • the light incident on the second optical surface 142 travels toward the reflecting surface 143.
  • the transmission light emitted from the second optical surface 142 travels toward the end surface of the optical transmission body 130.
  • the four second optical surfaces 142 on the right side in the drawing are used as the second optical surfaces 142 on the transmission side, and the four second optical surfaces 142 on the left side are illustrated.
  • Two optical surfaces 142 are used as the second optical surface 142 on the receiving side. That is, the transmission light passing through the inside of the optical receptacle 120 is emitted from the four right-side transmitting second optical surfaces 142, and is transmitted to the four left-side receiving second optical surfaces 142.
  • the eight second optical surfaces 142 are equally divided so that one functions as an optical surface on the transmission side and the other as an optical surface on the reception side.
  • the reflection surface 143 is a surface that is disposed on the top surface side of the optical receptacle body 140 and reflects the transmission light incident on the first optical surface 141 toward the second optical surface 142.
  • the reflection surface 143 reflects the reception light incident on the second optical surface 142 toward the first optical surface 141.
  • the reflecting surface 143 is inclined so as to be away from the second optical surface 142 (the optical transmission body 130) as it goes from the top surface to the bottom surface of the optical receptacle 120.
  • the inclination angle of the reflecting surface 143 is 45 ° with respect to the optical axis of the light incident on the first optical surface 141 and the optical axis of the light incident on the second optical surface 142.
  • the first fitting portion 144 is a region for fitting with the second fitting portion 152 (see FIG. 4) of the support member 150 disposed on the top surface of the optical receptacle main body 140.
  • the shape and number of the first fitting portions 144 are not particularly limited as long as the above functions can be exhibited.
  • the first fitting portions 144 are cylindrical concave portions opened on the top surface of the optical receptacle main body 140, and are arranged one by one on both sides of the reflecting surface 143.
  • the ferrule convex portion 145 is a convex portion that is disposed on the front surface of the optical receptacle main body 140 and fits into a concave portion provided in the ferrule 132.
  • the position of the end face of the optical transmission body 130 with respect to the optical receptacle body 140 is determined by fitting the ferrule convex portion 145 and the concave portion provided in the ferrule 132.
  • the shape and number of the ferrule convex portions 145 are not particularly limited. In the present embodiment, one ferrule convex portion 145 is disposed on each side of the second optical surface 142.
  • the groove part 146 is a groove for arranging an adhesive disposed on the top surface of the optical receptacle main body 140.
  • the groove 146 is incident on the second optical surface 142 and is reflected by the reflecting surface 143 or reflected by the reflecting surface 143, and received by the second optical surface 142 (that is, an optical receptacle).
  • the main body 140 is disposed so as to extend along the direction connecting the front surface and the back surface.
  • the shape and number of the groove portions 146 in plan view are not particularly limited as long as they do not affect the optical characteristics of the optical receptacle body 140. In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, one groove portion 146 having a linear shape in plan view is arranged on each side of the reflecting surface 143. Further, the width of the groove 146 is appropriately selected in accordance with a desired adhesive strength (adhesive strength between the optical receptacle main body 140 and the support member 150).
  • the cross-sectional shape of the groove portion 146 is not particularly limited, and may be, for example, a V shape or a trapezoidal shape.
  • the depth is not particularly limited.
  • the cross-sectional shape of the groove portion 146 is the cross-sectional shape of the groove portion 146 in a direction parallel to the front surface of the optical receptacle body 140.
  • the groove 146 does not have an opening on the second optical surface side. That is, the end of the groove 146 on the second optical surface side is disposed in the top surface of the optical receptacle main body 140. Thereby, at the time of manufacturing the optical receptacle 120, it is possible to prevent the adhesive from entering the second optical surface side, and it is possible to suppress the optical characteristics of the optical receptacle 120 from being damaged by the adhesive.
  • the groove 146 has an opening 146 a on the back side of the optical receptacle body 140.
  • the opening 146a of the groove 146 When the opening 146a of the groove 146 is disposed on the back side of the optical receptacle body 140, excess adhesive can be discharged from the opening 146a to the back side of the optical receptacle body 140 when the optical receptacle 120 is manufactured. it can. As a result, the optical receptacle main body 140 and the support member main body 150 can be brought into close contact with each other, and can be firmly bonded.
  • the first fitting portion 144 is disposed in the vicinity of the end portion of the groove portion 146 on the second optical surface 142 side.
  • the position of the first fitting portion 144 and the position of the groove portion 146 are described. These relationships are not particularly limited, and they may be arranged at distant positions.
  • the optical receptacle main body 140 may be provided with an alignment mark.
  • the alignment mark is used for alignment when manufacturing the optical module 100 described above.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the support member 150.
  • 4A is a perspective view of the support member 150
  • FIG. 4B is a plan view
  • FIG. 4C is a front view
  • FIG. 4D is a rear view
  • FIG. 4E is a side view
  • FIG. 4F is a bottom view
  • 4G is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4F.
  • the support member 150 supports the optical receptacle body 140 such that the substrate 113 and the optical receptacle body 140 are separated from each other. As shown in FIGS. 4A to 4G, the support member 150 includes a support member main body 151 and a second fitting portion 152 disposed inside the support member main body 151.
  • the support member 150 may be formed of a light-transmitting material or may be formed of a non-light-transmitting material. In the present embodiment, the support member 150 is formed of a light-transmitting resin such as polycarbonate (PC), polyetherimide (PEI), or polyethersulfone (PES).
  • the shape of the support member main body 151 is not particularly limited as long as the function described above can be exhibited.
  • the support member main body 151 includes a top plate 161, a pair of side plates 162 and 162, a front plate 163 that connects the top plate 161 and the pair of side plates 162 and 162, and the top plate 161 and the pair of side plates 162. , 162 to connect the rear plate 164.
  • the lower surfaces of the side plate 162, the front plate 163, and the rear plate 164 function as an installation surface 162 a for installing the optical receptacle 120 on the substrate 113.
  • the second fitting portion 152 is disposed at a position corresponding to the first fitting portion 144 of the optical receptacle main body 140 inside the top plate 161.
  • the second fitting portion 152 only needs to have a shape that is substantially complementary to the first fitting portion 144 of the optical receptacle main body 140.
  • the second fitting portion 152 has a substantially cylindrical shape.
  • the number of the second fitting portions 152 is the same as the number of the first fitting portions 144, that is, two.
  • the pair of side plates 162 and 162 are arranged so that the height thereof is higher than the height of the optical receptacle main body 140.
  • the optical receptacle main body 140 is arrange
  • an alignment mark may be disposed outside the top plate 161 as necessary.
  • the alignment mark is used for alignment when the optical module 100 is manufactured. More specifically, it becomes a reference when positioning the optical receptacle 120 with respect to the substrate 113.
  • the configuration of the alignment mark is not particularly limited as long as the above function can be exhibited.
  • the alignment mark may be a concave portion formed on the top plate 161, a convex portion, or a pattern applied by painting. Further, the planar view shape of the alignment mark is not particularly limited, and may be a circle or a polygon.
  • the adhesive 170 is disposed between the groove 146 of the optical receptacle main body 140 and the top plate 161 of the support member main body 151. More specifically, the adhesive 170 is disposed so as to contact the inner wall surface of the groove 146 and the inside of the top plate 161 of the support member main body 151. By arranging the adhesive 170 between the optical receptacle main body 140 and the support member 150, the optical receptacle main body 140 and the support member 150 are firmly bonded, and the optical receptacle main body 140 is supported by the support member 150.
  • the adhesive 170 may be further disposed not only between the groove 146 and the top plate 161 of the support member main body 151 but also on the back surface of the optical receptacle main body 140 or the top plate surface of the support member 161.
  • the adhesive 170 protruding from the groove 146 is disposed on (attached to) the top plate 161 or the like of the support member main body 151, so that the optical receptacle main body 140 and the support member 150 are bonded.
  • Strength increases. Therefore, even when a load is applied to the optical receptacle main body 140 when the ferrule 132 is attached or detached, the optical receptacle main body 140 and the support member 150 are more difficult to peel off.
  • the adhesive 170 can be, for example, an epoxy adhesive.
  • the optical receptacle 120 can be manufactured by the following method, for example. First, the optical receptacle body 140 and the support member 150 are each produced by injection molding or the like. Thereafter, the step of applying the adhesive 170 to the groove 146 of the optical receptacle body 140 (adhesive application step), the first fitting portion 144 of the optical receptacle body 140, and the second fitting portion 152 of the support member 150 are fitted. By performing a step of fitting (a fitting step) and a step of curing the adhesive 170 in a state where the first fitting portion 151 and the second fitting portion 152 are fitted (an adhesive curing step). Thus, the optical receptacle 120 described above is obtained.
  • a fitting step a step of curing the adhesive 170 in a state where the first fitting portion 151 and the second fitting portion 152 are fitted
  • the method for applying the adhesive 170 to the groove 146 of the optical receptacle main body 140 is not particularly limited, and can be applied by, for example, a dispenser. At this time, it is preferable to apply the adhesive 170 so that the adhesive 170 does not enter the first fitting portion 144.
  • the amount of the adhesive 170 applied is such that when the adhesive 170 is cured, the adhesive 170 can contact the inner wall of the groove 146 and the inside of the top plate of the support member main body 151. It does not restrict
  • the type of the adhesive 170 to be applied is appropriately selected according to the material constituting the optical receptacle main body 140 and the support member main body 151.
  • the epoxy adhesive 170 can be used.
  • the excess adhesive 170 is discharged from the opening 146a of the groove 146 to the outside of the groove 146. It is possible.
  • the method for fitting the first fitting portion 144 of the optical receptacle main body 140 and the second fitting portion 152 of the support member 150 is not particularly limited, and may be a known method.
  • heating is an example of a method for curing the adhesive 170 in the adhesive curing step.
  • the heating temperature at this time is appropriately selected according to the heat resistant temperature of the optical receptacle 140 and the support member main body 151, the type of the adhesive 170, and the like.
  • the first fitting portion 144 arranged in the optical receptacle main body 140 is a concave portion
  • the second fitting portion 152 arranged in the support base 150 is a convex portion
  • the fitting portion 144 may be a convex portion
  • the second fitting portion 152 may be a concave portion.
  • FIGS. 5 to 8 show modified examples of the optical receptacle body.
  • 5A, 6A, 7A, and 8A are plan views of the optical receptacle bodies 240, 340, 440, and 540
  • FIGS. 5B, 6B, 7B, and 8B are rear views thereof.
  • 5C, FIG. 6C, FIG. 7C, and FIG. 8C show partially enlarged views of a region A surrounded by a broken line shown in FIGS. 5B, 6B, 7B, and 8B.
  • the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment. As shown in FIG.
  • the planar view shape of the groove 546 arranged in the optical receptacle body 540 may be linear, and as shown in FIGS. 5 to 7, it is arranged in the optical receptacle bodies 240, 340, and 440.
  • the planar view shape of the groove portions 246, 346, and 446 may be a zigzag shape, a shape in which a plurality of circles are connected, or another shape.
  • None of the grooves 246, 346, 446, 546 has an opening on the front surface (surface on the second optical surface 142 side) of the optical receptacle body 240, 340, 440, 540, and the optical receptacle body 240, 340, Openings 246a, 346a, 446a, and 546a are provided only on the back side of 440 and 540.
  • the grooves 246, 346, 446, and 546 are all incident on the second optical surface 142, reflected by the optical axis of the transmitted light toward the reflecting surface 143, or reflected by the reflecting surface 143, and directed toward the second optical surface 142.
  • the optical axis namely, direction which connects the front and back of the optical receptacle main body 240,340,440,540
  • positions so that the optical axis (namely, direction which connects the front and back of the optical receptacle main body 240,340,440,540) of received light may be followed.
  • the cross-sectional shape of the groove parts 246, 446, and 546 can also be made trapezoidal.
  • FIG. 9 shows a further modification of the optical receptacle body.
  • 9A is a perspective view of the optical receptacle body 640
  • FIG. 9B is a plan view
  • FIG. 9C is a rear view.
  • the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the optical receptacle body 640 may have an adhesive reservoir 647 connected to the groove 646.
  • the shape of the adhesive reservoir 647 is not particularly limited as long as it is a shape capable of storing excess adhesive applied to the groove 646 and does not affect the optical characteristics of the optical receptacle body 640. For example, as shown in FIG.
  • the optical receptacle main body 640 has the adhesive reservoir portion 647, it is possible to suppress the excessive adhesive applied to the groove portion 646 from entering the first optical surface side and the reflective surface.
  • the adhesive reservoir 647 may be a recess or the like disposed on the top surface of the optical receptacle body. In this case, since excess adhesive accumulates in the adhesive reservoir, the groove does not have to have an opening on the back side of the optical receptacle body.
  • FIG. 10 shows a further modification of the optical receptacle body.
  • 10A is a perspective view of the optical receptacle body 740
  • FIG. 10B is a plan view
  • FIG. 10C is a rear view.
  • the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
  • the optical receptacle body 740 may have a convex portion 748 on the back surface that is arranged so that the adhesive does not flow into the reflecting surface 143 when the adhesive is applied.
  • the shape of the convex part 748 is not particularly limited. For example, as shown in FIG.
  • it may be a linear convex portion arranged on the reflective surface 143 side from the opening 746a of the groove 746, or a curved shape arranged on the reflective surface 143 side from the opening 746a of the groove 746. It is good also as a convex part. Further, it may be a U-shaped convex portion provided so as to surround the opening 746 a of the groove 746.
  • the above-described optical module can be manufactured by fixing the above-described optical receptacle to a substrate on which the light-emitting element and the light-receiving element are mounted.
  • the alignment between the photoelectric conversion device and the optical receptacle is performed based on an alignment mark formed on the substrate, an alignment mark formed on the support member, or the like. After aligning these, the substrate and the optical receptacle (support member) are fixed by, for example, an adhesive.
  • the optical receptacle according to the present invention when the optical receptacle according to the present invention is arranged on a substrate, the optical receptacle body does not contact the substrate, and a space is generated between the substrate and the optical receptacle body. Therefore, the optical receptacle according to the present embodiment can increase the degree of freedom in arranging the wire bonding position of the photoelectric conversion element and other optical components and electronic components. In addition, the position where the optical receptacle is arranged on the substrate is also highly flexible.
  • the optical receptacle body and the support member are firmly bonded with an adhesive.
  • the adhesive is disposed in a direction along the optical axis of the light incident on the second optical surface or the light emitted from the second optical surface (that is, along the direction in which a force is applied when the ferrule is attached / detached).
  • the ferrule is attached to or detached from the optical receptacle body, even if a load is applied to the front surface of the optical receptacle body, the optical receptacle body is unlikely to fall off the support member body. That is, a high-intensity optical receptacle can be obtained.
  • the optical receptacle body and the support member are connected. Even when the adhesive is applied excessively in the groove during assembly, the adhesive is discharged from the opening to the back side of the optical receptacle body, or discharged into the adhesive reservoir. Therefore, the optical receptacle main body and the support member main body can be brought into close contact with each other and can be firmly bonded.
  • the protrusion between the optical receptacle main body and the support member is also provided. Adhesive strength can be increased.
  • optical receptacle and the optical module according to the present invention are useful for optical communication using, for example, an optical transmission body.
  • Optical module 110 Photoelectric conversion apparatus 111 Light emitting element 112 Light receiving element 113 Board
  • Optical receptacle 130 Optical transmission body 132 Ferrule 140, 240, 340, 440, 540, 640, 740
  • Optical receptacle main body 141 1st optical surface 142 2nd optical surface 143 Reflecting surface 144 First fitting portion 145 Ferrule convex portion 146, 246, 346, 446, 546, 646, 746 Groove 150 Support member 151 Support member main body 152 Second fitting portion 161 Top plate 162 Side plate 163 Front plate 164 Back plate 170
  • Adhesive 647 Adhesive reservoir 748 Convex

Landscapes

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Abstract

光レセプタクル本体の配置位置や、ワイヤーボンディング位置、他の光学部品および電子部品の配置位置等の自由度が高い、光レセプタクルを提供することを目的とする。　上記目的を達成するため、光レセプタクルは、基板上に光電変換素子が配置された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、光電変換素子と光伝送体とを光学的に結合する。光レセプタクルは、光レセプタクル本体と、支持部材と、接着剤と、を有する。光レセプタクル本体は、第１光学面と、第２光学面と、反射面と、第１嵌合部と、溝部と、を含む。支持部材は、基板に設置されるための設置面を含む支持部材本体と、第１嵌合部と嵌合された第２嵌合部と、を含む。光レセプタクル本体は、設置面より支持部材側に配置されており、接着剤は、レセプタクル本体の溝部の内壁面、および支持部材本体の内側に接するように配置されている。

Description

光レセプタクル、光モジュール、および光レセプタクルの製造方法
　本発明は、光レセプタクル、光レセプタクルを有する光モジュール、および光レセプタクルの製造方法に関する。
　従来、光ファイバーや光導波路等の光伝送体を用いた光通信には、面発光レーザー（例えば、ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等の発光素子（光素子）を備えた光モジュールが使用されている。光モジュールは、発光素子から出射された通信情報を含む光を、光伝送体（例えば、光ファイバー）の端面に入射させる光レセプタクル（光ソケット）を有する。
　たとえば、特許文献１には、基板と、基板の一方の面に配置された光ソケットと、光ソケットに対応した位置であって、基板の他方の面に配置された光素子とを有する光モジュールが記載されている。光ソケットには、テープファイバーの端部を支持した光プラグが取り付けられる。また、光ソケットは、光素子から出射された光を内部に入射させるか、テープファイバーから出射され、内部を進行した光を光素子に向かって出射させる第１のレンズと、テープファイバーから出射された光を内部に入射させるか、光素子から出射され、内部を進行した光をテープファイバーに向けて出射させる第２のレンズと、第１のレンズで入射した光を第２のレンズに向けて反射させるか、第２のレンズで入射した光を第１のレンズに向けて反射させる反射面と、を有する。
　特許文献１に記載の光モジュールは、基板の一方の面に、ワイヤーボンディング等により光素子を固定する。次いで、光素子の光軸と、第１のレンズの中心軸とが一致するように、基板の他方の面に光ソケットを固定する。このとき、光ソケットと基板との少なくとも一方に接着剤を塗布して、基板に対して光ソケットを接着する。
特開２００４－２４６２７９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の光モジュールでは、基板に光ソケットが直接接着されるため、光素子のワイヤーボンディング位置や、他の光学部品および電子部品等を配置する領域が制限されてしまうという問題があった。また、光ソケットをカバー等で固定し、光ソケットおよび基板を離して配置したとしても、光プラグを光ソケットに着脱する際の応力により、光ソケットとカバーとの接着力が問題となることが想定される。
　そこで、本発明の目的は、従来の光ソケットと比較して、光レセプタクル本体の配置位置や、光電変換素子のワイヤーボンディング位置、他の光学部品および電子部品を配置する領域等の自由度を高くできる光レセプタクルを提供することである。また、本発明の目的は、この光レセプタクルを有する光モジュールを提供することでもある。さらに、本発明の目的は、光レセプタクルの製造方法を提供することでもある。
　本発明に係る光レセプタクルは、基板上に光電変換素子が配置された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記光電変換素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、光レセプタクル本体と、前記光レセプタクル本体を支持する支持部材と、前記光レセプタクル本体と前記支持部材とを接着する接着剤と、を有し、前記光レセプタクル本体は、前記光電変換素子から出射された送信光を入射させるか、または前記光伝送体の端面から出射され、前記光レセプタクル本体の内部を通った受信光を前記光電変換素子に向けて出射させる第１光学面と、前記光電変換素子から出射され、前記光レセプタクル本体の内部を通った前記送信光を前記光伝送体に向けて出射させるか、または前記光伝送体から出射された前記受信光を入射させる第２光学面と、前記第１光学面で入射した前記送信光を前記第２光学面に向けて反射させるか、または前記第２光学面で入射した前記受信光を前記第１光学面に向けて反射させる反射面と、前記第１光学面の反対側の面に配置された第１嵌合部と、前記第１光学面の反対側の面に、前記第２光学面から入射し、前記反射面に向かう前記受信光、または前記反射面で反射し、前記第２光学面に向かう前記送信光の光軸に沿った方向に配置されており、前記第２光学面が配置された面に開口部を有さない溝部と、を含み、前記支持部材は、前記基板に設置されるための設置面を含む支持部材本体と、前記第１嵌合部に対応した位置であって、前記支持部材本体の内側に配置され、前記第１嵌合部に嵌合した第２嵌合部と、を含み、前記光レセプタクル本体は、前記設置面より前記支持部材側に配置されており、前記接着剤は、前記レセプタクル本体の前記溝部の内壁面、および前記支持部材本体の内側に接するように配置されている。
　本発明に係る光モジュールは、基板および前記基板上に配置された光電変換素子を含む光電変換装置と、本発明に係る光レセプタクルと、を有し、前記基板および前記光レセプタクル本体は離間している。
　本発明に係る光レセプタクルの製造方法は、前記光レセプタクル本体の前記溝部に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤が塗布された前記光レセプタクル本体の前記第１嵌合部と、前記支持部材の前記第２嵌合部とを嵌合させる工程と、前記接着剤を硬化させる工程と、を含む。
　本発明によれば、従来の光ソケットと比較して、光レセプタクル本体の配置位置や、光電変換素子のワイヤーボンディング位置、他の光学部品および電子部品の配置位置等の自由度を高くできる光レセプタクル、および光モジュールを提供することができる。
図１は、本発明の実施の形態に係る光モジュールの概略断面図である。 図２Ａは、本発明の実施の形態に係る光レセプタクル本体の斜視図であり、図２Ｂは平面図であり、図２Ｃは背面図であり、図２Ｄは正面図であり、図２Ｅは底面図であり、図２Ｆは側面図である。 図３Ａは、図２Ｂに示すＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｂは、図２Ｃに示す破線で囲まれた領域Ｂの部分拡大図である。 図４Ａは、本発明の実施の形態に係る支持部材１５０の斜視図であり、図４Ｂは平面図であり、図４Ｃは正面図であり、図４Ｄは背面図であり、図４Ｅは側面図であり、図４Ｆは底面図であり、図４Ｇは、図４Ｆに示すＡ－Ａ線の断面図である。 図５Ａは、本発明の変形例に係る光レセプタクル本体の平面図であり、図５Ｂは背面図であり、図５Ｃは、図５Ｂに示す破線で囲まれた領域Ａの部分拡大図である。 図６Ａは、本発明の変形例に係る光レセプタクル本体の平面図であり、図６Ｂは背面図であり、図６Ｃは、図６Ｂに示す破線で囲まれた領域Ａの部分拡大図である。 図７Ａは、本発明の変形例に係る光レセプタクル本体の平面図であり、図７Ｂは背面図であり、図７Ｃは、図７Ｂに示す破線で囲まれた領域Ａの部分拡大図である。 図８Ａは、本発明の変形例に係る光レセプタクル本体の平面図であり、図８Ｂは背面図であり、図８Ｃは図８Ｂに示す破線で囲まれた領域Ａの部分拡大図である。 図９Ａは、本発明の変形例に係る光レセプタクル本体の斜視図であり、図９Ｂは平面図であり、図９Ｃは背面図である。 図１０Ａは、本発明の変形例に係る光レセプタクル本体の斜視図であり、図１０Ｂは平面図であり、図１０Ｃは背面図である。
　以下、本発明に係る一実施の形態に係る光モジュールについて、図面を用いて説明する。
　（光モジュールの構成）
　本発明の光モジュール１００は、図１に示すように、発光素子１１１や受光素子１１２等の基板実装型の光電変換装置１１０と、光レセプタクル１２０と、を有する。光モジュール１００は、光レセプタクル１２０にフェルール１３２を介して光伝送体１３０を接続した状態で使用される。
　光電変換装置１１０は、基板１１３と、光電変換素子とを有する。送信用の光モジュール１００では、光電変換素子として発光素子１１１が使用される。また、受信用の光モジュール１００では、光電変換素子として受光素子１１２が使用される。さらに、送受信用の光モジュール１００では、光電変換素子として発光素子１１１および受光素子１１２が使用される。本実施の形態では、発光素子１１１および受光素子１１２を有する送受信用の光モジュール１００について説明する。
　基板１１３は、例えば、ガラスコンポジット基板やガラスエポキシ基板、フレキブシル基板等である。基板１１３上には、発光素子１１１および受光素子１１２が配置されている。また、基板１１３の発光素子１１１および受光素子１１２が配置されている面には、必要に応じてアライメントマークが形成されている。
　発光素子１１１は、基板１１３上に配置されており、発光素子１１１が配置された基板１１３の表面に対して垂直方向にレーザー光を出射する。発光素子１１１の数は、特に限定されない。本実施の形態では、発光素子１１１の数は、４個である。また、発光素子１１１の位置も特に限定されない。本実施の形態では、４個の発光素子１１１は、一定間隔で光伝送体１３０の配列方向に沿って配列されている。発光素子１１１は、例えば垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）である。なお、光伝送体１３０が２列以上に配列されている場合、発光素子１１１も同じ列数で配列されてもよい。
　受光素子１１２は、基板１１３上に配置されており、光伝送体１３０から出射された受信光を受光する。受光素子１１２の数は、特に限定されない。本実施の形態では、受光素子１１２の数は、４個である。また、受光素子１１２の位置も特に限定されない。本実施の形態では、４個の受光素子１１２は、一定間隔で光伝送体１３０の配列方向に沿って１列に配列されている。具体的には、４個の発光素子１１１と同一直線上に位置するように配列されている。受光素子１１２は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）である。なお、光伝送体１３０が２列以上に配列されている場合、受光素子１１２も同じ列数で配列されてもよい。
　アライメントマーク（図示せず）は、光モジュール１００を製造する際の位置合わせに用いられ、基板１１３に対して光レセプタクル１２０を位置決めする際の基準となる。アライメントマークは、基板１１３上に形成された凹部であってもよいし、凸部であってもよいし、塗装によって付された模様であってもよい。また、アライメントマークの平面視形状は特に限定されず、円であってもよいし、多角形であってもよい。また、アライメントマークの位置も限定されない。
　光伝送体１３０の種類は、特に限定されず、その例には、光ファイバー、光導波路等が含まれる。本実施の形態では、光伝送体１３０は、光ファイバーである。光ファイバーは、シングルモード方式であってもよいし、マルチモード方式であってもよい。光伝送体１３０の数は、特に限定されない。本実施の形態では、８本の光ファイバーが１列に配列されている。なお、光伝送体１３０は、２列以上に配列されていてもよい。
　フェルール１３２は、光伝送体１３０の端部を保持するとともに、光伝送体１３０の端面を光レセプタクル本体１４０の第２光学面１４２（図２参照）に対して位置決めする。フェルール１３２は、光伝送体１３０の端部を保持するとともに、光レセプタクル１２０の光レセプタクル本体１４０に着脱自在に構成されている。
　光レセプタクル１２０は、光電変換装置１１０と光伝送体１３０との間に配置された状態で、複数の発光素子１１１の発光面と複数の光伝送体１３０の端面とをそれぞれ光学的に結合させる。また、光レセプタクル１２０は、複数の受光素子１１２の受光面と複数の光伝送体１３０の端面とをそれぞれ光学的に結合させる。
　（光レセプタクルの構成）
　図１に示すように、光レセプタクル１２０は、光レセプタクル本体１４０と、光レセプタクル本体１４０を支持する支持部材１５０と、光レセプタクル本体１４０および支持部材１５０を接着する接着剤１７０と、を有する。本明細書において、「接着剤」とは、流動性を有する硬化前のものと、硬化後の硬化物との両方を意味する。以下、光レセプタクル１２０の構成について詳細に説明する。図２は、光レセプタクル本体１４０の構成を示す図である。図２Ａは、光レセプタクル本体１４０の斜視図であり、図２Ｂは平面図であり、図２Ｃは背面図であり、図２Ｄは正面図であり、図２Ｅは底面図であり、図２Ｆは側面図である。また、図３Ａに、図２Ｂに示すＡ－Ａ線の断面図、図３Ｂに図２Ｃに示す破線で囲まれた領域Ｂの部分拡大図を示す。
　図２Ａ～Ｆに示されるように、光レセプタクル本体１４０は、透光性を有する略直方体形状の部材であり、複数の第１光学面１４１と、複数の第２光学面１４２と、反射面１４３と、第１嵌合部１４４と、フェルール用凸部１４５と、溝部１４６と、を有する。光レセプタクル本体１４０は、光通信に用いられる波長の光に対して透光性を有する材料を用いて形成される。そのような材料の例には、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）や環状オレフィン樹脂等の透明な樹脂が含まれる。
　第１光学面１４１は、光レセプタクル本体１４０の底面に配置された、発光素子１１１から出射された送信光を屈折させながら光レセプタクル本体１４０の内部に入射させるための光学面である。また、第１光学面１４１は、光レセプタクル１２０の内部を進行してきた光伝送体１３０からの受信光を屈折させながら受光素子１１２に向けて出射させるための光学面でもある。本実施の形態において、第１光学面１４１の形状は、発光素子１１１（受光素子１１２）に向かって凸状の凸レンズ面である。また、第１光学面１４１の平面視形状は、円形である。第１光学面１４１は、発光素子１１１から出射された送信光をコリメート光に変換させる。また、第１光学面１４１は、光レセプタクル１２０の内部を進行してきたコリメート光（受信光）を収束させる。本実施の形態では、複数（８個）の第１光学面１４１が、発光素子１１１の発光面および受光素子１１２の受光面とそれぞれ対向するように、一列に配置されている。なお、発光素子１１１および受光素子１１２が２列以上に配列されている場合は、第１光学面１４１も同じ列数で配列される。第１光学面１４１の中心軸は、発光素子１１１の発光面および受光素子１１２の受光面に対して垂直であることが好ましい。また、第１光学面１４１の中心軸は、発光素子１１１から出射された光（もしくは受光素子１１２に入射する受信光）の光軸と一致することが好ましい。
　ここで、第１光学面１４１で入射した光は、反射面１４３に向かって進行する。また、第１光学面１４１から出射した受信光は、受光素子１１２に向かって進行する。本実施の形態では、図２Ｅに示される８個の第１光学面１４１のうち、図示右側の４個の第１光学面１４１を送信側の第１光学面１４１とし、左側の４個の第１光学面１４１を受信側の第１光学面１４１として使用している。すなわち、図示右側４個の送信側の第１光学面１４１には、発光素子１１１からの送信光が入射し、図示左側４個の受信側の第１光学面１４１からは、光レセプタクル本体１４０の内部を進行してきた受信光が出射する。このように、本実施の形態に係る光レセプタクル本体１４０では、８個の第１光学面１４１を等分し、一方を送信側の光学面、他方を受信側の光学面として機能させている。
　第２光学面１４２は、光レセプタクル本体１４０の正面に配置された、第１光学面１４１で入射し、反射面１４３で反射した送信光を光伝送体１３０の端面に向けて出射させるための光学面である。また、第２光学面１４２は、光伝送体１３０の端面から出射された受信光を屈折させながら光レセプタクル１２０の内部に入射させるための光学面でもある。本実施の形態では、第２光学面１４２の形状は、光伝送体１３０の端面に向かって凸状の凸レンズ面である。また、第２光学面１４２の平面視形状は、円形である。第２光学面１４２は、光レセプタクル本体１４０の内部を進行した送信光を光伝送体１３０の端面に向けて収束させるとともに、光伝送体１３０の端面から出射された受信光をコリメート光に変換させる。また、図２Ｄに示すように、本実施の形態では、複数（８個）の第２光学面１４２が、光伝送体１３０の端面とそれぞれ対向するように、一列に配列されている。なお、光伝送体１３０が２列以上に配列されている場合は、第２光学面１４２も同じ列数で配列される。第２光学面１４２の中心軸は、光伝送体１３０の端面に対して垂直であることが好ましい。また、第２光学面１４２の中心軸は、光伝送体１３０から出射された光の光軸と一致することが好ましい。
　第２光学面１４２で入射した光は、反射面１４３に向かって進行する。また、第２光学面１４２から出射した送信光は、光伝送体１３０の端面に向かって進行する。本実施の形態では、図２Ｄに示される８個の第２光学面１４２のうち、図示右側の４個の第２光学面１４２を送信側の第２光学面１４２とし、左側の４個の第２光学面１４２を受信側の第２光学面１４２として使用している。すなわち、図示右側４個の送信側の第２光学面１４２からは、光レセプタクル１２０の内部を通った送信光が出射し、図示左側４個の受信側の第２光学面１４２には、光伝送体１３０から出射された受信光が入射する。本実施の形態に係る光レセプタクル本体１４０では、８個の第２光学面１４２を等分し、一方を送信側の光学面、他方を受信側の光学面として機能させている。
　反射面１４３は、光レセプタクル本体１４０の天面側に配置された、第１光学面１４１で入射した送信光を第２光学面１４２に向けて反射させるための面である。また、反射面１４３は、第２光学面１４２で入射した受信光を第１光学面１４１に向けて反射させる。本実施の形態では、図２Ｆに示すように、反射面１４３が、光レセプタクル１２０の天面から底面に向かうにつれて第２光学面１４２（光伝送体１３０）から離れるように傾斜している。反射面１４３の傾斜角は、第１光学面１４１で入射した光の光軸および第２光学面１４２で入射した光の光軸に対して４５°である。
　第１嵌合部１４４は、光レセプタクル本体１４０の天面に配置された、支持部材１５０の第２嵌合部１５２（図４参照）と嵌合されるための領域である。第１嵌合部１４４および第２嵌合部１５２が嵌合されることにより、光レセプタクル本体１４０および支持部材１５０が位置決めされ、フェルール１３２の着脱等時にも、これらの位置ずれが生じ難くなる。第１嵌合部１４４の形状および数は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態において、第１嵌合部１４４は、光レセプタクル本体１４０の天面に開口した円柱状の凹部であり、反射面１４３の両側に、１つずつ配置されている。
　フェルール用凸部１４５は、光レセプタクル本体１４０の正面に配置された、フェルール１３２に設けられた凹部に嵌合するための凸部である。フェルール用凸部１４５とフェルール１３２に設けられた凹部とが嵌合することで、光レセプタクル本体１４０に対する光伝送体１３０の端面の位置が決定される。フェルール用凸部１４５の形状および数は特に制限されない。本実施の形態では、第２光学面１４２の両側に、フェルール用凸部１４５が１つずつ配置されている。
　溝部１４６は、光レセプタクル本体１４０の天面に配置された、接着剤を配置するための溝である。溝部１４６は、第２光学面１４２に入射し、反射面１４３側に向かう送信光の光軸、または反射面１４３で反射し、第２光学面１４２に向かう受信光の光軸（つまり、光レセプタクル本体１４０の正面と背面とをつなぐ方向）に沿うように配置されている。溝部１４６の平面視形状および数は、光レセプタクル本体１４０の光学特性に影響を及ぼさない形状であれば特に制限されない。本実施の形態では、図２Ａに示すように、平面視形状が直線状である溝部１４６が、反射面１４３の両側に１つずつ配置されている。また、溝部１４６の幅は、所望の接着強度（光レセプタクル本体１４０および支持部材１５０の接着強度）に合わせて適宜選択される。
　また、溝部１４６の断面形状は特に制限されず、例えばＶ字状や台形状とすることができるが、本実施の形態ではＶ字形状である。またその深さも特に制限されない。なお、本明細書において、溝部１４６の断面形状とは、光レセプタクル本体１４０の正面と平行方向の溝部１４６の断面の形状とする。
　ここで、溝部１４６は、第２光学面側には開口部を有さない。つまり、溝部１４６の第２光学面側の端部は、光レセプタクル本体１４０の天面内に配置される。これにより、光レセプタクル１２０の製造時に、接着剤が第２光学面側に侵入することを防止することができ、接着剤によって光レセプタクル１２０の光学特性が損なわれることを抑制することができる。一方、本実施の形態において、溝部１４６は、光レセプタクル本体１４０の背面側に開口部１４６ａを有している。光レセプタクル本体１４０の背面側に溝部１４６の開口部１４６ａが配置されていると、光レセプタクル１２０の製造時、余剰の接着剤を、開口部１４６ａから光レセプタクル本体１４０の背面側に排出することができる。その結果、光レセプタクル本体１４０と支持部材本体１５０とを密着させることができ、これらを強固に接着することが可能となる。
　なお、本実施の形態では、溝部１４６の第２光学面１４２側の端部近傍に、第１嵌合部１４４が配置されているが、第１嵌合部１４４の位置、および溝部１４６の位置の関係は特に制限されず、これらは離れた位置に配置されていてもよい。
　また特に図示しないが、光レセプタクル本体１４０には、アライメントマークが配置されていてもよい。アライメントマークは、上述の光モジュール１００を製造する際の位置合わせに使用される。
　図４は、支持部材１５０の構成を示す図である。図４Ａは、支持部材１５０の斜視図であり、図４Ｂは平面図であり、図４Ｃは正面図であり、図４Ｄは背面図であり、図４Ｅは側面図であり、図４Ｆは底面図であり、図４Ｇは、図４Ｆに示すＡ－Ａ線の断面図である。
　支持部材１５０は、基板１１３と光レセプタクル本体１４０とが離間するように、光レセプタクル本体１４０を支持する。図４Ａ～Ｇに示されるように、支持部材１５０は、支持部材本体１５１と、支持部材本体１５１の内側に配置された第２嵌合部１５２とを有する。支持部材１５０は、透光性を有する材料で形成されていてもよく、非透光性の材料で形成されていてもよい。本実施の形態において、支持部材１５０は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等の透光性を有する樹脂で形成されている。
　支持部材本体１５１の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態において、支持部材本体１５１は、天板１６１と、一対の側板１６２、１６２と、天板１６１および一対の側板１６２、１６２を繋ぐ前板１６３と、天板１６１および一対の側板１６２、１６２を繋ぐ後板１６４と、を有する。なお、側板１６２、前板１６３、および後板１６４の下面は、基板１１３に光レセプタクル１２０を設置するための設置面１６２ａとして機能する。
　ここで、天板１６１の内側、かつ光レセプタクル本体１４０の第１嵌合部１４４に対応した位置には第２嵌合部１５２が配置されている。第２嵌合部１５２は、光レセプタクル本体１４０の第１嵌合部１４４と略相補的な形状であればよく、本実施の形態において、第２嵌合部１５２は略円柱形状である。また、第２嵌合部１５２の数は、第１嵌合部１４４の数と同一、すなわち２つである。
　ここで、一対の側板１６２、１６２は、その高さが光レセプタクル本体１４０の高さより高くなるように配置される。これにより、光レセプタクル本体１４０は、設置面１６２ａより支持部材１５０側に配置される。つまり、支持部材本体１５１に光レセプタクル本体１４０が支持されると、光レセプタクル本体１４０と基板１１３との間に、空間が形成される。
　なお、支持部材本体１５１には、必要に応じて、天板１６１の外側にアライメントマークが配置されていてもよい。アライメントマークは、光モジュール１００を製造する際の位置合わせに用いられる。より具体的には、基板１１３に対して光レセプタクル１２０を位置決めする際の基準となる。アライメントマークの構成は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。アライメントマークは、天板１６１に形成された凹部であってもよいし、凸部であってもよいし、塗装によって付された模様であってもよい。また、アライメントマークの平面視形状も特に限定されず、円であってもよいし、多角形であってもよい。
　接着剤１７０は、光レセプタクル本体１４０の溝部１４６と支持部材本体１５１の天板１６１の間に配置される。より具体的には、溝部１４６の内壁面および前記支持部材本体１５１の天板１６１の内側に接するように接着剤１７０が配置される。光レセプタクル本体１４０と支持部材１５０との間に接着剤１７０が配置されることで、光レセプタクル本体１４０および支持部材１５０が強固に接着され、支持部材１５０に光レセプタクル本体１４０が支持される。
　なお、接着剤１７０は、溝部１４６と支持部材本体１５１の天板１６１との間だけでなく、光レセプタクル本体１４０の背面や、支持部材１６１の天板表面にさらに配置されていてもよい。光レセプタクル１２０の製造時に、溝部１４６からはみ出した接着剤１７０が、支持部材本体１５１の天板１６１等に配置されている（付着している）と、光レセプタクル本体１４０と支持部材１５０との接着強度が高まる。したがって、フェルール１３２の着脱時に、光レセプタクル本体１４０に荷重がかかったとしても、光レセプタクル本体１４０と支持部材１５０とがさらに剥離し難くなる。なお、接着剤１７０は、例えば、エポキシ系の接着剤等とすることができる。
　（光レセプタクルの製造方法）
　上述の実施の形態に係る光レセプタクル１２０は、例えば、以下の方法で製造できる。まず、光レセプタクル本体１４０、および支持部材１５０を、それぞれ射出成形等により作製する。その後、光レセプタクル本体１４０の溝部１４６に接着剤１７０を塗布する工程（接着剤塗布工程）と、光レセプタクル本体１４０の第１嵌合部１４４と支持部材１５０の第２嵌合部１５２とを嵌合させる工程（嵌合工程）と、第１嵌合部１５１と第２嵌合部１５２とを嵌合させた状態で接着剤１７０を硬化させる工程（接着剤硬化工程）と、を行うことにより、上述の光レセプタクル１２０が得られる。
　接着剤塗布工程において、光レセプタクル本体１４０の溝部１４６に接着剤１７０を塗布する方法は特に制限されず、例えばディスペンサー等で塗布することができる。このとき、第１嵌合部１４４内には接着剤１７０が入り込まないように、接着剤１７０を塗布することが好ましい。また、接着剤１７０の塗布量は、接着剤１７０を硬化させた際に、接着剤１７０が溝部１４６の内壁、および支持部材本体１５１の天板の内側に接触することが可能な程度であれば特に制限されず、溝部１４６の深さや幅に合わせて適宜選択される。また、塗布する接着剤１７０の種類は、光レセプタクル本体１４０や支持部材本体１５１を構成する材料に合わせて適宜選択され、例えばエポキシ系の接着剤１７０とすることができる。なお、本実施の形態では、接着剤塗布工程において、溝部１４６の体積より多く接着剤１７０を塗布したとしても、溝部１４６の開口部１４６ａから溝部１４６の外部に、余剰の接着剤１７０を排出することが可能である。
　また、嵌合工程において、光レセプタクル本体１４０の第１嵌合部１４４と支持部材１５０の第２嵌合部１５２とを嵌合させる方法は特に制限されず、公知の方法とすることができる。
　また、接着剤硬化工程において、接着剤１７０を硬化させる方法の一例として、加熱が挙げられる。このときの加熱温度は、光レセプタクル１４０や支持部材本体１５１の耐熱温度や、接着剤１７０の種類等に合わせて適宜選択される。
　（変形例）
　上述の実施の形態では、光レセプタクル本体１４０に配置された第１嵌合部１４４は凹部であり、支持基材１５０に配置された第２嵌合部１５２は凸部であったが、第１嵌合部１４４が凸部、第２嵌合部１５２が凹部であってもよい。
　ここで、図５～図８に、光レセプタクル本体の変形例を示す。図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、および図８Ａは、光レセプタクル本体２４０、３４０、４４０、５４０の平面図であり、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、および図８Ｂはこれらの背面図であり、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、および図８Ｃは、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、および図８Ｂに示す破線で囲まれた領域Ａの部分拡大図を示す。なお、図５～図８において、上述の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付している。図８に示すように、光レセプタクル本体５４０に配置される溝部５４６の平面視形状は直線状であってもよく、図５～図７に示すように、光レセプタクル本体２４０、３４０、４４０に配置される溝部２４６、３４６、４４６の平面視形状は、ジグザグ形状であってもよく、複数の円が連なった形状であってもよく、その他の形状であってもよい。いずれの溝部２４６、３４６、４４６、５４６も、光レセプタクル本体２４０、３４０、４４０、５４０の正面（第２光学面１４２側の面）には開口部を有さず、光レセプタクル本体２４０、３４０、４４０、５４０の背面側にのみ、開口部２４６ａ、３４６ａ、４４６ａ、５４６ａを有する。なお、溝部２４６、３４６、４４６、５４６はいずれも、第２光学面１４２に入射し、反射面１４３側に向かう送信光の光軸、または反射面１４３で反射し、第２光学面１４２に向かう受信光の光軸（つまり、光レセプタクル本体２４０、３４０、４４０、５４０の正面と背面とをつなぐ方向）に沿うように配置されている。また、図５Ｃ、図７Ｃ、および図８Ｃに示すように、溝部２４６、４４６、５４６の断面形状は、台形状とすることもできる。
　図９に光レセプタクル本体のさらなる変形例を示す。図９Ａは、光レセプタクル本体６４０の斜視図であり、図９Ｂは平面図であり、図９Ｃは背面図である。図９において、上述の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付している。図９に示されるように、光レセプタクル本体６４０は、溝部６４６と接続された接着剤溜まり部６４７を有していてもよい。接着剤溜まり部６４７の形状は、溝部６４６に塗布された余剰の接着剤を溜めることが可能な形状であり、かつ光レセプタクル本体６４０の光学特性に影響を及ぼさない形状であれば特に制限されない。例えば図９Ｂに示すように、光レセプタクル本体６４０の背面に設けられた凹部とすることができる。光レセプタクル本体６４０が接着剤溜まり部６４７を有することで、溝部６４６に塗布された余剰の接着剤が、第１光学面側および反射面に侵入することを抑制することが可能となる。なお、接着剤溜まり部６４７は、光レセプタクル本体の天面に配置された凹部等であってもよい。この場合、余剰の接着剤は、接着剤溜まり部に溜まるため、溝部は、光レセプタクル本体の背面側に開口部を有さなくてもよい。
　図１０に光レセプタクル本体のさらなる変形例を示す。図１０Ａは、光レセプタクル本体７４０の斜視図であり、図１０Ｂは平面図であり、図１０Ｃは背面図である。図１０において、上述の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付している。図１０に示されるように、光レセプタクル本体７４０は、接着剤の塗布時、接着剤が反射面１４３に流れ込まないように配置された凸部７４８を背面に有していてもよい。凸部７４８の形状は特に制限されない。例えば、図１０に示すように、溝部７４６の開口部７４６ａより反射面１４３側に配置された直線状の凸部としてもよく、溝部７４６の開口部７４６ａより反射面１４３側に配置された曲線状の凸部としてもよい。また、溝部７４６の開口部７４６ａを囲むように設けられたＵ字状の凸部等であってもよい。
　（光モジュールの製造方法）
　上述の光レセプタクルを、発光素子および受光素子が実装された基板に固定することで、上述の光モジュールを製造することができる。
　ここで、光電変換装置と光レセプタクルとの位置合わせは、基板に形成されたアライメントマークや、支持部材に形成されたアライメントマーク等に基づいて行われる。これらを位置合わせした後、例えば接着剤により基板と光レセプタクル（支持部材）とを固定する。
　（効果）
　以上のように、本発明に係る光レセプタクルは、基板上に配置した場合に、光レセプタクル本体が基板と接触せず、基板と光レセプタクル本体との間に空間が生じる。よって、本実施の形態に係る光レセプタクルは、光電変換素子のワイヤーボンディング位置や、他の光学部品および電子部品等の配置の自由度を高くすることができる。また、基板上に光レセプタクルを配置する位置についても、自由度が高くなる。
　また、本実施の形態に係る光レセプタクルは、光レセプタクル本体と支持部材とが、接着剤によって強固に接着されている。またさらに、接着剤は、第２光学面に入射する光または第２光学面から出射する光の光軸に沿った方向に（つまり、フェルールの着脱の際に力が加わる方向に沿って）配置されている。したがって、フェルールを光レセプタクル本体に着脱する際、光レセプタクル本体の正面に荷重が加わったとしても、光レセプタクル本体が支持部材本体から脱落し難い。つまり、強度の高い光レセプタクルとすることができる。
　さらに、上述のように、溝部のレセプタクル本体の背面側の端部が、レセプタクル本体の背面側に開口している、もしくは接着剤溜まり部と接続されていると、光レセプタクル本体と支持部材とを組み付ける際、接着剤が溝部内に余剰に塗布されたとしても、開口部から光レセプタクル本体の背面側に排出される、もしくは接着剤溜まり部内に排出される。したがって、光レセプタクル本体と支持部材本体とを密着させることができ、これらを強固に接着することができる。なお、余剰の接着剤が開口部から排出され、接着剤が、溝部から支持部材本体の後板側にはみ出すように配置されている場合、当該はみ出し部分によっても、光レセプタクル本体と支持部材との接着強度を高めることができる。
　本出願は、２０１６年１２月６日出願の特願２０１６－２３６６５０号に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本発明に係る光レセプタクルおよび光モジュールは、例えば光伝送体を用いた光通信に有用である。
　１００　光モジュール
　１１０　光電変換装置
　１１１　発光素子
　１１２　受光素子
　１１３　基板
　１２０　光レセプタクル
　１３０　光伝送体
　１３２　フェルール
　１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０　光レセプタクル本体
　１４１　第１光学面
　１４２　第２光学面
　１４３　反射面
　１４４　第１嵌合部
　１４５　フェルール用凸部
　１４６、２４６、３４６、４４６、５４６、６４６、７４６　溝部
　１５０　支持部材
　１５１　支持部材本体
　１５２　第２嵌合部
　１６１　天板
　１６２　側板
　１６３　前板
　１６４　後板
　１７０　接着剤
　６４７　接着剤溜まり部
　７４８　凸部

Claims (7)

  1. 　基板上に光電変換素子が配置された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記光電変換素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、
    　光レセプタクル本体と、
    　前記光レセプタクル本体を支持する支持部材と、
    　前記光レセプタクル本体と前記支持部材とを接着する接着剤と、を有し、
    　前記光レセプタクル本体は、
    　前記光電変換素子から出射された送信光を入射させるか、または前記光伝送体の端面から出射され、前記光レセプタクル本体の内部を通った受信光を前記光電変換素子に向けて出射させる第１光学面と、
    　前記光電変換素子から出射され、前記光レセプタクル本体の内部を通った前記送信光を前記光伝送体に向けて出射させるか、または前記光伝送体から出射された前記受信光を入射させる第２光学面と、
    　前記第１光学面で入射した前記送信光を前記第２光学面に向けて反射させるか、または前記第２光学面で入射した前記受信光を前記第１光学面に向けて反射させる反射面と、
    　前記第１光学面の反対側の面に配置された第１嵌合部と、
    　前記第１光学面の反対側の面に、前記第２光学面から入射し、前記反射面に向かう前記受信光、または前記反射面で反射し、前記第２光学面に向かう前記送信光の光軸に沿った方向に配置されており、前記第２光学面が配置された面に開口部を有さない溝部と、を含み、
    　前記支持部材は、
    　前記基板に設置されるための設置面を含む支持部材本体と、
    　前記第１嵌合部に対応した位置であって、前記支持部材本体の内側に配置され、前記第１嵌合部に嵌合した第２嵌合部と、を含み、
    　前記光レセプタクル本体は、前記設置面より前記支持部材側に配置されており、
    　前記接着剤は、前記レセプタクル本体の前記溝部の内壁面、および前記支持部材本体の内側に接するように配置されている、
    　光レセプタクル。
  2. 　前記溝部は、前記第２光学面と反対側の面に開口部を有する、請求項１に記載の光レセプタクル。
  3. 　前記溝部と接続された、接着剤溜まり部をさらに有する、請求項１または請求項２に記載の光レセプタクル。
  4. 　前記第２光学面と反対側の面に、前記反射面に前記接着剤が流れ込まないように配置された凸部をさらに有する、請求項２に記載の光レセプタクル。
  5. 　前記溝部の断面形状は、Ｖ字状または台形状である、請求項１～４のいずれか一項に記載の光レセプタクル。
  6. 　基板、および前記基板上に配置された光電変換素子を含む光電変換装置と、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の光レセプタクルと、を有し、
    　前記基板および前記光レセプタクル本体は離間している、
    　光モジュール。
  7. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の光レセプタクルの製造方法であって、
    　前記光レセプタクル本体の前記溝部に接着剤を塗布する工程と、
    　前記接着剤が塗布された前記光レセプタクル本体の前記第１嵌合部と、前記支持部材の前記第２嵌合部とを嵌合させる工程と、
    　前記接着剤を硬化させる工程と、
    　を含む、
    　光レセプタクルの製造方法。
     
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