(57)【要約】【課題】光伝送路と光半導体素子とを光路変換用光導波路を用いて光結合させる際に、光軸の調整にかかる手間を低減し、かつ、少ない構成部品数で信頼性が高く、ローコストに製造が可能な光モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】光半導体素子２１に未硬化の透明樹脂３１を盛り付ける工程と、盛り付けた透明樹脂３１に光伝送路２２を差し込む工程と、透明樹脂３１に差し込んだ光伝送路２２を光半導体素子２１から遠ざけ、透明樹脂３１を引き伸ばす工程と、透明樹脂３１を硬化させて、光伝送路２２と光半導体素子２１との間で光を伝送させる光路誘導部３３を形成する工程とを備えたことを特徴とする光モジュールの製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子に未硬化の透明樹脂を盛り付ける工程と、盛り付けた透明樹脂に光伝送路を差し込む工程と、前記透明樹脂に差し込んだ光伝送路を前記光半導体素子から遠ざけ、前記透明樹脂を引き伸ばす工程と、前記透明樹脂を硬化させて、前記光伝送路と前記光半導体素子との間で光を伝送させる光路誘導部を形成する工程とを備えたことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記透明樹脂を引き伸ばす工程において、前記透明樹脂に差し込んだ光伝送路を前記光半導体素子から略放物線形状に遠ざけ、その後、前記透明樹脂を硬化させることで、前記光伝送路と前記光半導体素子との間で光を導波させつつ伝送させる光路誘導部を形成することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記透明樹脂を引き伸ばす工程において、前記透明樹脂に差し込んだ光伝送路を前記光半導体素子から斜め上方向に引き上げ、その後、前記透明樹脂を硬化させることで、前記光伝送路と前記光半導体素子との間で光を反射させて光結合させる光路誘導部を形成することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記光路誘導部を形成する工程において、前記光伝送路と前記光半導体素子とを、互いの光軸が所定の角度で交わるように配することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記光路誘導部を形成する工程において、前記光路誘導部を、前記光伝送路と前記光半導体素子にそれぞれ密着させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記光路誘導部を形成する工程において、前記光路誘導部を、単一の透明樹脂のみから形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体素子と、この光半導体素子に対して光学的に接続された光伝送路とを有する光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールは、基板に搭載された光半導体素子と、端部がこの基板に対して一定の角度になるように設置された光伝送路とを備えている。従来、この光半導体素子の受発光部と光伝送路の端部とを光学的に結合させるために、例えば、光路変換用のミラーと集光レンズとを組み合わせることで、光学的に接続（光結合）させる構造が一般に用いられている。
【０００３】
しかしながら、こうした光路変換用のミラーや集光レンズは、製造コストが高く、また、光結合のために必要な部品点数も多いため、光モジュールのコストアップの主要因となっていた。こうした光モジュールの製造コストを低減し、よりローコストに光モジュールを提供するため、例えば、特許文献１には、一方の面から入射された複数の入射光を、進行方向を変えて他方の面から出射させる光路変換用光導波路を用いて、アレイ状面型光素子とアレイ状光ファイバとを光結合させた光モジュールが開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載された光モジュールによれば、光路変換用光導波路は、光の進行方向に沿って表裏両面に溝が設けられた第１クラッドと、この第１クラッドの屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料とからなり、溝に埋設されるコアと、このコアの表出面を含む面を覆い、第１クラッドと一体化された状態でこの第１クラッドの表裏面上にそれぞれ設けられた第２クラッドおよび第３クラッドとを有している。このような構成によって、光結合部の部品数を低減して、光モジュールの低コスト化が実現可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９１６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された従来の光モジュールでは、光路変換用光導波路を通る光を、正確にアレイ状面型光素子の受発光面に入射させるためには、光路変換用光導波路をＸＹＺの３方向に対して全て正確に位置決めしなければならない。さらに、光路変換用光導波路を、ＸＹＺ軸を中心とする回転方向（以下θφψ方向と称する）についても正確に位置決めしなければならない。
【０００７】
よって、この位置決めのために光路変換用光導波路から光を常に出射させてアレイ状面型光素子の受光信号をモニタし、光のパワーが最大となるように光路変換用光導波路をＸＹＺ方向およびθφψ方向について調芯しなければならない。このため、光モジュールの組立作業にあたって、こうした光軸の調整に多大な時間がかかり、光モジュールの製造コストが高くなるという課題があった。
【０００８】
また、こうした特許文献１に記載された従来の光モジュールでは、光路変換用光導波路のコアを形成するためにクラッドが必要となり、光路変換用光導波路の製造コストが高くなるとともに、こうしたクラッドの成形には金型が必要なため、光路変換用光導波路の製造コストが高くなるという課題もあった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光伝送路と光半導体素子とを光路変換用光導波路を用いて光結合させる際に、光軸の調整にかかる手間を低減し、かつ、少ない構成部品数で信頼性が高く、ローコストに製造が可能な光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光モジュールの製造方法は、光半導体素子に未硬化の透明樹脂を盛り付ける工程と、盛り付けた透明樹脂に光伝送路を差し込む工程と、前記透明樹脂に差し込んだ光伝送路を前記光半導体素子から遠ざけ、前記透明樹脂を引き伸ばす工程と、前記透明樹脂を硬化させて、前記光伝送路と前記光半導体素子との間で光を伝送させる光路誘導部を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
前記透明樹脂を引き伸ばす工程において、前記透明樹脂に差し込んだ光伝送路を前記光半導体素子から略放物線形状に遠ざけ、その後、前記透明樹脂を硬化させることで、前記光伝送路と前記光半導体素子との間で光を徐々に曲げながら導波させつつ伝送させる光路誘導部を形成することができる。
また、前記透明樹脂を引き伸ばす工程において、前記透明樹脂に差し込んだ光伝送路を前記光半導体素子から斜め上方向に引き上げ、その後、前記透明樹脂を硬化させることで、前記光伝送路と前記光半導体素子との間で光を反射させて光結合させる光路誘導部を形成することができる。
【００１１】
前記光路誘導部を形成する工程において、前記光伝送路と前記光半導体素子とを、互いの光軸が所定の角度で交わるように配することが好ましい。
また、前記光路誘導部を、前記光伝送路と前記光半導体素子にそれぞれ密着させることが好ましい。
また、前記光路誘導部を、単一の透明樹脂のみから形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光モジュールの製造方法によれば、光半導体素子に透明樹脂を盛り付けて、この透明樹脂に光伝送路を差し込んで引き上げた後、透明樹脂を硬化させるだけで、光半導体素子と光伝送路とを光学的に接続する（光結合する）光路誘導部を形成することが可能になる。このため、光路誘導部の形成に際して、樹脂を象る金型等も必要なく、少ない工程、かつ少ない構成部品で極めてローコストに光モジュールを製造することが可能になる。
【００１３】
本発明により得られる光モジュールは、光伝送路と光半導体素子とを光結合させるために、光路誘導部でこれら光伝送路と光半導体素子とを接続するだけでよいので、簡易な構成で光伝送路と光半導体素子との間で光を伝播させることが可能になる。
【００１４】
しかも、この光路誘導部は、透明樹脂だけで構成されているので、極めてローコストに、しかも簡易な工程で光モジュールが製造可能である。光路誘導部に透明樹脂を用いることによって、透明樹脂と外気との屈折率差によって、光路誘導部に入射した光を透明樹脂内に封じつつ伝播できるので、透明樹脂の周面に更にクラッドなどの被覆層を形成する必要がなく、光モジュールの製造コストを一層低減できる。
【００１５】
さらに、こうした光路誘導部は、光伝送路と光半導体素子との間で、内部に光を封じつつ伝播させるので、光伝送路と光半導体素子とを光結合させる際に、調心のトレランスが大きくパッシブ調心が可能であるので、少ない工程で、かつ短時間に光モジュールを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光モジュールの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の光モジュールの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の光モジュールの別な実施形態を示す斜視図である。
【図６】光路誘導部の具体的な形状の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の光モジュールの具体例を示す断面図である。
【図８】本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。
【図９】図８の光モジュールの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１０】図８の光モジュールの要部を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明の光モジュールの別な実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る光モジュールの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１８】
図１は、光半導体素子の一例として発光素子を用いた、本発明の光モジュールの構成を示す側面断面図および俯瞰図である。光モジュール１０は、発光素子（光半導体素子）１１、光伝送路１２、および光路誘導部（光路変換用光導波路）１３とを有している。発光素子１１は、例えば、基板１４の一面に配されている。
【００１９】
光伝送路１２は、発光素子１１から出射された光Ｒ１を透過させる部材、例えば、光ファイバであればよい。光路誘導部１３は、光伝送路１２の端部１２ａと、発光素子１１の受発光部１１ａとを光学的に接続する（光結合させる）ものであり、全体が透明樹脂によって形成されている。なお、ここでいう透明樹脂とは、発光素子１１と光伝送路１２との間を伝播する光を透過させることが可能なものを指している。従って、必ずしも可視光下で無色透明な色調のものに限定されるものではない。
【００２０】
光伝送路１２と発光素子（光半導体素子）１１とは、互いに一定の角度で配されていればよい。ここでいう一定の角度とは、図１に示す光伝送路１２の光軸Ｌ１と発光素子（光半導体素子）１１の光軸Ｌ２との成す角度θであればよい。また、光伝送路１２の端部１２ａや発光素子１１の発光部１１ａが平面である場合には、この端部１２ａと発光部１１ａとの成す角度であってもよい。更に、光伝送路１２の端部１２ａにおける光の進行方向と、発光素子１１の発光部１１ａにおける光の進行方向との成す角度であってもよい。
【００２１】
光路誘導部１３は、光伝送路１２と発光素子１１との間で、光を伝送させる。光路誘導部１３の端部の幅は、発光素子１１の発光部１１ａの幅よりも大きくなるように形成されていればよい。
このような光モジュール１０は、発光素子１１の発光部１１ａから出射した光Ｒ１が光路誘導部１３に入射する。そして、光路誘導部１３を構成する透明樹脂と外気との屈折率差によって、入射した光Ｒ１は透明樹脂に閉じ込められながら透明樹脂に沿って導波する。そして、光Ｒ１は光伝送路１２の端部１２ａから光伝送路１２内に入射され、光伝送路１２内を伝播する。
【００２２】
このような構成の本発明の光モジュール１０によれば、光伝送路１２と発光素子（光半導体素子）１１とを光結合させるために、光路誘導部１３でこれら光伝送路１２と光半導体素子１１とを接続するだけでよいので、簡易な構成で光伝送路１２と発光素子１１との間で光を伝播させることが可能になる。これにより、少ない部品数でローコストに光モジュールを提供することが可能になる。
【００２３】
しかも、この光路誘導部１３は、透明樹脂だけで構成されているので極めてローコストで、しかも簡易な工程で光モジュールが製造可能である。光路誘導部１３に透明樹脂を用いることによって、透明樹脂と外気との屈折率差によって、光路誘導部１３に入射した光を透明樹脂内に封じつつ伝播できるので、透明樹脂の周面に更にクラッドなどの被覆層を形成する必要がなく、光モジュール１０の製造コストを一層低減できる。
【００２４】
さらに、こうした光路誘導部１３は、光伝送路１２と発光素子１１との間で、内部に光を封じつつ伝播させるので、光伝送路１２と発光素子１１とを光結合させる際に、調心のトレランスが大きく、パッシブ調心が可能であるので、少ない工程で、かつ短時間に光モジュール１０を製造することが可能である。
【００２５】
光モジュール１０を構成する基板１４上には、更に回路配線１６が形成されている。また、こうした回路配線１６と光半導体素子１１とを電気的に接続するため、発光素子１１に電力を供給するワイヤ配線（給電用配線）１７が形成されるとともに、光半導体素子１１の下面（裏面）と回路配線１６とが、導電性接着剤（図示せず）により、電気的に接続されている。
【００２６】
発光素子１１は、例えば、ＶＣＳＥＬ，ＬＥＤなどの発光素子であればよい。光伝送路１２は、例えば、光ファイバ、ＰＯＦ、石英光導波路、高分子光導波路などが挙げられる。
【００２７】
光路誘導部１３を構成する透明樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができる。なお、この光路誘導部１３は、光軸に沿った断面の輪郭（外面）が放物線を描くように形成されているのが好ましい。こうした光路誘導部１３の外面形状は、後述する光モジュールの製造方法によって形成される。
【００２８】
なお、光路誘導部１３は、単一の透明樹脂から形成されている。ここでいう単一の透明樹脂とは、成分（組成）が均一（単一）、特定の波長の光に対する透過率が均一、物理的に２層以上ではない（界面がない）など、いずれの意味も包含するものである。
【００２９】
基板１４は、例えは、ガラスエポキシ基板、セラミック基板など一般的な各種絶縁基板を使用することができる。ワイヤ配線（給電用配線）１７としては、例えば、金ワイヤ、アルミワイヤ、銅ワイヤなどが好ましく挙げられる。
【００３０】
図２は、光半導体素子として受光素子を用いた光モジュールの構成を示す側面断面図および俯瞰図である。光モジュール７０は、受光素子（光半導体素子）７１、光伝送路７２、および光路誘導部（光路変換用光導波路）７３とを有している。受光素子７１は、例えば、基板７４の一面に配されている。
【００３１】
光路誘導部７３は、光伝送路７２の端部７２ａと、受光素子７１の受光部７１ａとを光学的に接続する（光結合させる）ものであり、全体が透明樹脂によって形成されている。
光伝送路７２と受光素子７１とは、互いに一定の角度で配されていればよい。そして、光路誘導部７３は、こうした配置の光伝送路７２と受光素子７１との間で、光Ｒ２を伝送させる。
【００３２】
このような構成の本発明の光モジュール７０によれば、光伝送路７２中を伝播して光伝送路７２の端部７２ａに達した光Ｒ２は、そのまま光路誘導部７３に入射する。そして、光路誘導部７３を構成する透明樹脂と外気との屈折率差によって、入射した光Ｒ２は透明樹脂に閉じ込められながら透明樹脂に沿って導波する。そして、光Ｒ２は受光素子７１の受光部７１ａに入射する。なお、受光素子７１は、例えば、ＰＤなどの受光素子であればよい。
【００３３】
次に、本発明の光モジュールの製造方法について説明する。説明にあたって、前述した図１に示す構成の光モジュールの製造方法を例示する。図３は、本発明の光モジュールの製造工程を段階的に示した説明図である。図３（ａ）に示すように、予め配線回路２６が形成され、光半導体素子２１が実装された基板２４を用意する。そして、この光半導体素子２１の受発光部２１ａに対して、樹脂ディップ装置２９を用いて、未硬化の透明樹脂３１、例えば、ＵＶ硬化性樹脂を盛り付ける（光半導体素子に未硬化の透明樹脂を盛り付ける工程）。ここで、未硬化の透明樹脂を盛りつける工程と、光伝送路を方向Ｌに動かす工程の順序は、反対でも良い。ただし、順序を反対にすると、実装の最適条件は変わる。
【００３４】
続いて、図３（ｂ）に示すように、光伝送路２２を基板２４に沿う方向Ｌに動かし、光半導体素子２１に対して光伝送路２２の端部２２ａを、盛り付けた透明樹脂３１に向けて差し込む（透明樹脂に光伝送路を差し込む工程）。
【００３５】
そして、透明樹脂３１に差し込んだ光伝送路２２を光半導体素子２１から遠ざけるように移動させる（透明樹脂を引き伸ばす工程）。この時、光伝送路２２は光半導体素子２１から略放物線形状を描く方向Ｒに遠ざける。即ち、光伝送路２２を略放物線形状を描く方向Ｒに向けてゆっくりと引き上げる。これによって、粘性のある透明樹脂３１は、外形が略放物線形状を成して引き伸ばされる（図３（ｃ）参照）。
【００３６】
この後、図３（ｃ）に示すように、透明樹脂３１が略放物線形状に引き伸ばされた状態で、透明樹脂３１に対して、例えばＵＶ（紫外線）を照射し、透明樹脂３１を硬化させる（光路誘導部を形成する工程）。これにより、光半導体素子２１と光伝送路２２とを光学的に接続する（光結合する）光路誘導部３３が形成され、光モジュール３０が完成する。
【００３７】
なお、光伝送路２２の引き上げ量は、光モジュール３０を構成する光伝送路２２や光半導体素子２１の構造、透明樹脂の塗布量などに応じて最適値が存在する。予めこうした最適値を調べておけば、上述した作製工程を全て自動化することが可能になり、より一層の省力化を実現できる。
【００３８】
このように、本発明の光モジュールの製造方法によれば、光半導体素子２１に透明樹脂３１を盛り付けて、この透明樹脂３１に光伝送路２２を差し込んで引き上げた後、透明樹脂３１を硬化させるだけで、あるいは、光伝送路２２の先端を光半導体素子２１上に配置してから光半導体素子２１上に透明樹脂３１を盛り付けた後、光半導体素子２１と光伝送路２２とを光学的に接続する（光結合する）光路誘導部１３を形成することが可能になる。このため、光路誘導部１３の形成に際して、樹脂を象る金型等も必要なく、少ない工程、かつ少ない構成部品で極めてローコストに光モジュールを製造することが可能になる。
【００３９】
図４は、本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。この実施形態における光モジュール４０は、基板４４上に形成された光半導体素子４１、光伝送路４２、およびこの光半導体素子４１と光伝送路４２とを光結合する光路誘導部４３が、保護部４９によって覆われている。
【００４０】
この保護部４９は、光路誘導部４３を構成する透明樹脂よりも屈折率の低い樹脂で形成されていれば良い。また、保護部４９は、基板４４上に形成された回路配線４６と光半導体素子４１とを電気的に接続し、光半導体素子４１に電力を供給するワイヤ配線（給電用配線）４７全体を封止する構成であってもよい。
【００４１】
このような保護部４９を形成することによって、光伝送路４２の端部４２ａ、光半導体素子４１、および光伝送路４２を外部の応力から保護することができる。これにより、光モジュール４０の物理的な耐久性を向上させることが可能になる。また、外部の応力によって破損しやすいワイヤ配線（給電用配線）４７も、確実に保護することが可能になる。
そして、保護部４９を光路誘導部４３を構成する透明樹脂よりも屈折率の低い樹脂で形成することで、光路誘導部４３の中を伝播する光が保護部４９の方に入射してしまい、光が散乱することを防止できる。
【００４２】
図５は、本発明の光モジュールの別な実施形態を示す斜視図である。この実施形態における光モジュール５０は、基板５４上に、それぞれ複数並列して形成された光半導体素子５１ａ，５１ｂ、光伝送路５２ａ，５２ｂ、およびこの光半導体素子５１ａ，５１ｂと光伝送路５２ａ，５２ｂとをそれぞれ光結合する光路誘導部５３ａ，５３ｂが、単一の保護部５９によって覆われている。このうち、例えば光半導体素子５１ａは受光素子、光半導体素子５１ｂは発光素子であればよい。また、光伝送路５２ａ，５２ｂは、クラッドの役割を果たす被覆材５８によって一体に覆われている。
【００４３】
この保護部５９は、光路誘導部５３ａ，５３ｂを構成する透明樹脂よりも屈折率の低い樹脂で形成されていれば良い。また、保護部５９は、基板５４上に形成された回路配線５６と光半導体素子５１ａ，５１ｂとをそれぞれ独立して電気的に接続し、光半導体素子５１ａ，５１ｂに電力を供給するワイヤ配線（給電用配線）５７ａ，５７ｂ全体を封止する構成であってもよい。
【００４４】
このような保護部５９を形成することによって、被覆材５８で一体にされた光伝送路５２ａ，５２ｂの端部、光半導体素子５１ａ，５１ｂ、および光伝送路５２ａ，５２ｂを外部の応力から確実に保護することができる。これにより、光モジュール５０の物理的な耐久性を向上させることが可能になる。また、外部の応力によって破損しやすいワイヤ配線（給電用配線）５７ａ，５７ｂも、確実に保護することが可能になる。そして、保護部５９を光路誘導部５３ａ，５３ｂを構成する透明樹脂よりも屈折率の低い樹脂で形成することで、光路誘導部５３ａ，５３ｂの中を伝播する光が保護部５９の方に入射してしまい、光が散乱することを防止できる。
【００４５】
図６は、本発明の光モジュールにおける、光路誘導部の形状の具体例を示す断面図である。光路誘導部６３の形状は、例えば、光伝送路６２の端部６２ａから光半導体素子６１の受発光部６１ａに向けて、周面が湾曲面を成すように形成されていれば良い。
【００４６】
また、光路誘導部６３と光半導体素子６１の受発光部６１ａとの接合部分においては、光路誘導部６３の接合面の大きさと、光半導体素子６１の受発光部６１ａの大きさが、略同一であることが好ましい。これによって、光伝送の際の光損失を最小限に抑え、光伝送路６２の端部６２ａと光半導体素子６１の受発光部６１ａとの間で光伝送効率の高い光路誘導部６３を形成することができる。
【００４７】
図７は、本発明の光モジュールの具体例を示す断面図である。この実施形態における光モジュール８０は、光伝送路８１と、これに接続される光路誘導部８２、光半導体素子８３などを備えている。光伝送路８１は、光ファイバ８１ａを金属被覆８１ｂで覆ったものが用いられている。この光伝送路８１は、基板８４に形成されたパッケージ８５に、はんだ８６で固定されている。
【００４８】
こうした、金属被覆８１ｂで覆われた光伝送路８１は、光ファイバ８１ａの外側に、スパッタリング、無電解メッキ、あるいは電解メッキ等によって、金属をコートすることで得られる。こうした金属コートは、光ファイバ素線に直接形成しても、また、光ファイバ素線を保護する樹脂コートに重ねて形成しても良い。コートする金属としては、例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｚｎ、またはこれら金属を複数種用いた多層コート、あるいはこれら金属の合金などが挙げられる。
【００４９】
このように、光ファイバ８１ａを金属被覆８１ｂで覆った光伝送路８１は、形状の維持力が高く、組立工程において光ファイバの振動を抑制できるので、光伝送路８１の組み込み位置での位置決めを容易にすることができる。また、製造工程における製造時間の短縮といった効果が得られる。更に、金属被覆８１ｂで覆うことによって、光伝送路８１を基板８４やパッケージ８５に対して、はんだによって固定することが可能になり、光ファイバの固定強度を高めることができる。
【００５０】
また、金属被覆８１ｂを電気回路と接続すれば、この金属被覆８１ｂを電気回路の一部として使用することも可能になり、光電気複合配線を実現することができる。こうした金属被覆８１ｂを備えた光伝送路８１は、データ通信用に用いることで光と電気による片側二重通信や、双方向通信が実現可能となる。また、光半導体素子８３への電源供給ラインとして用いることもできる。
【００５１】
図８は、本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。
図８に示す光モジュール５は、基板４の上面である実装面４ａに実装された光半導体素子１と、基板４の実装面４ａに沿い、かつ基板４の実装面４ａから離間して配置された光伝送路２と、光伝送路２と光半導体素子１との間を光学的に結合する光路誘導部３とを備えている。
【００５２】
光半導体素子１は、光信号を出射または入射させる部分として受発光部１ａを有する。光半導体素子１が受光素子である場合は、受発光部１ａは受光部である。光半導体素子１が発光素子である場合は、受発光部１ａは発光部である。
【００５３】
光半導体素子１は、基板４の実装面４ａに形成された回路配線６に対して、接合材により電気的に接続されている。例えば、本形態例の場合は、光半導体素子１の上部（表面）に形成された電極（図示せず）とワイヤ配線７などからなる給電用配線により、回路配線６と電気的に接続されている。また、光半導体素子１の下面（裏面）と回路配線６とが、導電性接着剤（図示せず）により、電気的に接続されている。
【００５４】
光半導体素子１は、その光軸１ｂが光伝送路２の光軸２ｂ（特に端部２ａ付近における光軸２ｂ）に所定の角度θで交差するように配置されている。光半導体素子１および光伝送路２の光軸１ｂ，２ｂが互いに垂直（または略垂直）に配置されることが好ましい。
光伝送路２は、光路誘導部３に対する光の出入射の方向が一定となるように、少なくとも端部２ａ付近では、光軸２ｂが直線状であることが好ましい。
【００５５】
光路誘導部３は、伝送される光に対して透明な樹脂からなる。光路誘導部３を構成する樹脂は、光半導体素子１の受発光部１ａの少なくとも一部および光伝送路２の端部２ａの少なくとも一部にそれぞれ密着している。
ここでいう透明樹脂とは、光半導体素子１と光伝送路２との間を伝送する光を透過させることが可能なものを指している。従って、必ずしも可視光下で無色透明な色調のものに限定されるものではない。また、光が伝送する樹脂内の光路長が短いため、ある程度透明性があれば良い。
透明樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いることができる。透明樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
【００５６】
本形態例の光路誘導部３は、光路誘導部３の外面３ａが外部の気体との界面を形成しており、光路誘導部３を構成する透明樹脂は、光伝送路２の光軸２ｂと光半導体素子１の光軸１ｂとが交差する交点Ｐの位置には存在せず、光路誘導部３の外面３ａ（光路誘導部３と外部の気体との界面）が、光半導体素子１の受発光部１ａおよび光伝送路２の端部２ａの側に凹んだ形状となっている。また、図１０に示すように、光路誘導部３内を進行する光Ｒ３は、界面３ａで反射する。
【００５７】
光半導体素子１が受光素子の場合には、光伝送路２から光路誘導部３に入射した光は、光路誘導部３を構成する透明樹脂とその外部の気体（例えば空気や乾燥窒素ガスなど）との界面３ａとの屈折率差により反射されて光半導体素子１に入射する。
また、光半導体素子１が発光素子の場合には、光半導体素子１から光路誘導部３に入射した光は、光路誘導部３を構成する透明樹脂と外部の気体との界面３ａとの屈折率差により反射されて光伝送路２に入射する。
【００５８】
光路誘導部３の形状は、図８に示すように、光伝送路２の端部２ａの一部が光路誘導部３の外側に露出されてもよい。この場合、光路誘導部３を構成する透明樹脂は、図１０に示すように、光伝送路２の端面２ａの上端２ｃの高さ２ｄより下側の範囲内に収まることが好ましい。これにより、光半導体素子１の受発光部１ａから光路誘導部３の外面３ａまでの距離や、光伝送路２の端面２ａから光路誘導部３の外面３ａまでの距離がより短くなる。光伝送路２のコア（図示せず）の全断面積が光路誘導部３に覆われることが好ましい。
なお、上端２ｃの高さ２ｄは、基板４の実装面４ａを基準とした高さ（実装面４ａに垂直な方向の距離）である。
【００５９】
光路誘導部３の外面３ａは、それぞれ光半導体素子１の受発光部１ａおよび光伝送路２の端部２ａの位置に近い方が、透明樹脂の界面３ａにおける反射によって光半導体素子１と光伝送路２との間を光結合する際に、光が拡散する範囲が狭くなり、損失を低減することができる。このため、光路誘導部３は、光半導体素子１の光軸１ｂと光伝送路２の光軸２ｂとが交差する交点Ｐの位置には前記樹脂が存在せず、樹脂の外面３ａが受発光部１ａに対向する位置が交点Ｐと受発光部１ａとの間にあり、かつ、樹脂の外面３ａが光伝送路２の端部２ａに対向する位置が交点Ｐと光伝送路２の端部２ａとの間にあることが好ましい。
【００６０】
さらに本形態例の光路誘導部３は、透明樹脂の周囲が気体で覆われているため、透明樹脂との屈折率差が大きくなり、界面における光の反射率を高めることができる。これにより、光の結合効率をより向上することができる。
【００６１】
基板４の実装面４ａにおいて、光半導体素子１を受発光部１ａが基板４の実装面４ａの反対側（図８では上側）となるように実装することができるので、ダイボンディングやワイヤボンディングによる実装が可能になる。これにより、伝送特性に重要な配線を最短の線路長でつなぐことができ、ノイズが乗りにくく、良好な伝送特性が得られる。また、ボンディングの外観検査が容易であり、接続不良を発見するのが容易になる。
【００６２】
図８に示す光モジュールを製造するには、図３に示す製造方法と同様である。ただし、図３（ｂ）において光伝送路２２を引き上げる方向Ｒが略放物線形状を描く方向であるのに対して、図９に示すように、光伝送路２は、光半導体素子１からゆっくりと斜め上方向（矢印Ｒの方向）に引き上げる。これにより、光路誘導部３が図８や図１０に示すように凹んだ形状となる。
【００６３】
この後、透明樹脂３１の種類に応じて、必要に応じて例えばＵＶ（紫外線）の照射や加熱を行い、透明樹脂３１を硬化させる。これにより、光半導体素子１と光伝送路２とを光学的に接続する（光結合する）光路誘導部３が形成され、光モジュール５が完成する。
【００６４】
図３において光伝送路２を斜め方向に引き上げた後の透明樹脂３１の形状は、（１）透明樹脂３１と光半導体素子１との間の界面張力、（２）透明樹脂３１と光伝送路２との間の界面張力、および（３）透明樹脂３１と外部の気体との間の表面張力で決定される。つまり、（Ａ）光半導体素子１、光伝送路２、透明樹脂３１の部材と、（Ｂ）光半導体素子１および光伝送路２の表面状態や透明樹脂３１の粘度などの部材の状態と、（Ｃ）光半導体素子１の上面１ｃへの透明樹脂３１の塗布量や図９における光伝送路２の差込量および引き上げ量などの実装条件などに依存する。これら（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の条件が同じであれば、自ずと透明樹脂３１の形状は同じになる。
【００６５】
光伝送路２のＲ方向への引き上げ量は、用いる光伝送路２や光半導体素子１の構造、透明樹脂３１の塗布量などに応じて最適値が存在する。こうした最適値を予め調べておけば、上述した作製工程を全て自動化することが可能になり、より一層の省力化を実現できる。また、光路誘導部３を作製する際に光半導体素子１と光伝送路２との間に光を伝送させる必要はなく、パッシブ調心が可能である。樹脂の塗布量の変化などによってパッシブ調心の位置が最適位置から多少ずれても、光半導体素子１と光伝送路２との間が透明樹脂３１でつながれているので、透明樹脂３１の表面が光伝送路２と一緒に変形するため、光路誘導部３の結合効率が低下しにくく、位置合わせのトレランスが大きい。光を伝送しながら行うアクティブ調心では、光硬化性樹脂を用いると光ファイバの位置合わせ中に樹脂が硬化するおそれがあるが、パッシブ調心によれば、途中で樹脂が硬化するおそれがない。
【００６６】
このように、本形態例の光モジュールの製造方法によれば、光半導体素子１に透明樹脂３１を盛り付けて、この透明樹脂３１に光伝送路２を差し込んで斜め方向に引き上げた後、透明樹脂３１を硬化させるだけで、光半導体素子１と光伝送路２とを光学的に接続する（光結合する）光路誘導部３を形成することが可能になる。このため、光路誘導部３の形成に際して、樹脂を象る金型等も必要なく、少ない工程かつ少ない構成部品で極めて低コストに光モジュールを製造することが可能になる。
【００６７】
本形態例の光モジュールの製造方法は、透明樹脂を基板に付着させる必要がないので、光路誘導部３の形成に際して、基板４の加工工程（Ｖ溝や段差など）を追加する必要がないので、シリコン基板のように面異方性エッチングが利用可能な基板に限らず、ガラスエポキシ基板等のように加工性の低い基板であっても、低コストに基板作製が可能である。
【００６８】
図１１は、本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。
図１１に示す光モジュール９は、図８に示す光モジュール５において、光路誘導部３の周囲を覆うクラッド樹脂層８を設けた構成である。光半導体素子１、光伝送路２、基板４、回路配線６、ワイヤ配線７等は、図８に示す光モジュール５と同様に構成することができる。
【００６９】
クラッド樹脂層８は、光路誘導部３を構成する透明樹脂よりも屈折率の低い樹脂で形成されているので、光路誘導部３の中を伝送する光がクラッド樹脂層８の方に入射し散乱してしまうことを抑制することができる。さらに、クラッド樹脂層８の周囲を、光路誘導部３よりも高い屈折率を有する樹脂（図示せず）で封止することも可能になる。
【００７０】
ここでいう屈折率とは、光半導体素子１と光伝送路２との間を伝送する光の波長における屈折率を指している。第２の樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いることができる。第２の樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
クラッド樹脂層８は、光路誘導部３を形成した後に、第２の樹脂を塗布して硬化することにより形成することができる。
【００７１】
さらに図１１に示す例では、光伝送路２がクラッド樹脂層８によって基板４の実装面４ａに固定されている。これにより、光伝送路２の端部２ａ付近の光軸２ｂの方向が動きにくく、光伝送路２に外力が作用しても光結合の悪化を抑制することができる。
また、ワイヤ配線７はクラッド樹脂層８に覆われ、保護されているので、外部の応力によって破損しやすいワイヤ配線７（給電用配線）の断線を防止することができる。
また、光伝送路２の端部２ａ、光路誘導部３、および光半導体素子１がクラッド樹脂層８により覆われているので、外部の応力から保護することができる。光半導体素子１と光伝送路２との光結合構造全体の機械的強度を高くすることができる。
このように、クラッド樹脂層８がワイヤ配線７の保護層、あるいは光結合構造の保護層として機能するように設けられた場合、簡便に保護層を形成することができる。
【００７２】
図１２は、本発明の光モジュールの別な実施形態を示す断面図である。
図１２に示す光モジュール５０Ａは、図５に示す光モジュール５０において、光路誘導部３の形状が、図８、図１０、図１１に示すように、凹んだ形状となっているものである。第１の光半導体素子５１ａが受光素子であり、第２の光半導体素子５１ｂが発光素子であることにより、光送受信モジュール５０Ａを構成している。
【００７３】
本形態例の光送受信モジュール５０Ａは、同一の基板５４の実装面５４ａに実装された受光素子である第１の光半導体素子５１ａおよび発光素子である第２の光半導体素子５１ｂと、基板５４の実装面５４ａから離間して配置された第１の光伝送路５２ａおよび第２の光伝送路５２ｂと、第１の光半導体素子５１ａと第１の光伝送路５２ａとの間を光学的に結合する第１の光路誘導部５３ａと、第２の光半導体素子５１ｂと第２の光伝送路５２ｂとの間を光学的に結合する第２の光路誘導部５３ｂとを備えている。
【００７４】
本発明の光モジュールの製造方法によれば、図３（ａ）および図９と同様の方法によって光路誘導部５３ａ，５３ｂを形成することができる。つまり、第１の光伝送路５２ａから受光素子である第１の光半導体素子５１ａへの光結合においても、発光素子である第２の光半導体素子５１ｂから第２の光伝送路５２ｂへの光結合においても、各光路誘導部５３ａ，５３ｂを、低コストに、かつ簡易な工程で作製することが可能である。
各光路誘導部５３ａ，５３ｂは、図１０に示す光路誘導部３と同様に、界面における反射によって光伝送路と光半導体素子とを光結合させることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１，１１，２１，４１，５１ａ，５１ｂ，６１，７１，８３…光半導体素子、
２，１２，２２，４２，５２ａ，５２ｂ，６２，７２，８１…光伝送路、
３，１３，３３，４３，５３ａ，５３ｂ，６３，７３，８２…光路誘導部、
５，９，１０，３０，４０，５０，５０Ａ，７０，８０…光モジュール、
３１…透明樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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