(57)【要約】【課題】光電変換素子モジュールは、光電変換素子と外部の光学系とを効率よく光結合させる必要がある。光電変換素子モジュールの一部に光ファイバを組み込んだパッケージが提案されているが、光ファイバの脱着ができないため、半田リフロー方式が使えず、量産性に難がある。また、光ファイバ用のコネクタは高価な部品であり、コスト高になる。【解決手段】面発光レーザ１の発光部２の正面に成形レンズ３ａを有する成形体３を設け、出射光を平行ビームＬとして取り出す。成形体３の面発光レーザ１に面した裏面には電気配線４を設け、電気パッド５、７の間をバンプ６で接続し、さらに電気パッド１０で中間基板９、レーザ駆動回路８と電気的接続をする。成形体３は半田バンプ１２でプリント基板に高精度位置決めされ、固定される。発光部２の面から、成形レンズ３上部までの距離Ｈ１に比べて、モジュール上面３ｅまでの距離Ｈ２を十分大きくして強度を保証する。【選択図】  図１
2006202998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子と、該光電変換素子の電極と接合する電気配線と、光電変換素子との光結合を行う光結合素子を有する高分子含有材料からなる成形体と、電気接合部分とからなる光電変換モジュールにおいて、前記光結合素子はレンズであり、該レンズの出射面がモジュール上面より前記光電変換素子に近く、かつ、前記光電変換素子からほぼレンズ径に等しい距離以上に離れて設定されており、前記モジュール上面と前記レンズ出射面間はレンズ孔が形成されていることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換モジュールにおいて、前記成形体の少なくとも前記レンズ部分は前記光電変換素子に用いられる光の波長に対して透明な材料で構成されていることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光電変換モジュールにおいて、前記レンズは前記モジュール上面に向けて凸であることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光電変換モジュールにおいて、前記モジュール上面と前記レンズ出射面の間に形成されたレンズ孔に、前記光電変換素子に用いられる光の波長に対して、ほぼ透明な樹脂材料が充填されていることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の光電変換モジュールにおいて、前記レンズは前記モジュール上面に向けて凸であり、前記レンズ孔に充填される樹脂材料の屈折率は前記成形体の屈折率より小であることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項６】
請求項４に記載の光電変換モジュールにおいて、前記レンズは前記モジュール上面に向けて凹であり、前記レンズ孔に充填される樹脂材料の屈折率は前記成形体の屈折率より大であることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、該光電変換モジュールの最上面は透明なカバー部材が配置されていることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、前記成形体は、第１および第２の成形体が一体化された複合成形体であり、第１の成形体は耐熱性が高く、熱膨張の小さい高分子含有材料から成り、前記光電変換素子に対向する部分に貫通孔となる孔構造を設けてあり、第２の成形体は第１成形体と一体化された透明材料からなり、前記レンズが一体形成されていることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の光電変換モジュールにおいて、第１の成形体は前記光電変換素子に用いられる光の波長に対して不透明な材料からなることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の光電変換モジュールの前記複合成形体の作製方法において、第１または第２の成形体のうち、先に成形された一方の成形体が、後から成形される他方の成形体に対して型の一部を兼ねることを特徴とする複合成形体の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送に用いる光の入出射を行う光電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子と電子回路素子、さらには光結合素子をパッケージした光電変換素子モジュール、もしくはマルチチップモジュールとなる光電変換素子パッケージ（ＯＥ−ＭＣＭとも呼ばれる）は、光電変換素子、光結合素子、光実装基板、発光光電変換素子用ドライバ電子回路素子、受光光電変換素子用増幅電子回路素子、論理電子回路素子、さらにはこれら全体を封止するパッケージ、端子、ＭＣＭ基板等から構成される。
従来の光電変換素子パッケージの構成は、光電変換素子、電気回路素子、および周辺部品とが同一部品に実装されている（例えば、特許文献１  参照。）。同文献によれば、光電変換素子パッケージは、コネクタ構成を有する部品と、これに対して位置調整された光電変換素子、電気回路素子、および周辺部品とがモールド部材によりモールドされている。これにより、従来の金属のハーメチック封止による光電変換素子パッケージよりも、小型低価格化を実現している。
なお、本発明において光電変換素子とは、光の信号を電気の信号に変える素子、および電気の信号を光の信号に変える素子の双方を意味するものとする。
【０００３】
しかしながら、特許文献１において、外部の光ファイバと光電変換素子とを高効率で光結合させるためには高精度の光実装が必要なため、外部の光ファイバの一部をモールド部材に直接に挿入して一体化しており、外部の光ファイバの脱着ができない。このため、この光電変換素子パッケージのプリント基板への実装には、電気接合のための半田リフロー炉を量産で用いることは困難であり、ロボット半田付けや手半田付け等による少量生産しかできない。さらには、機器内光伝送におけるボード間光伝送のように機器内組み付けのときにコネクタによる接続作業が必須の装置には用いることができない。
また、この光ファイバの挿入のかわりに、光コネクタをモールド部材に直接に挿入して一体化することにより、光電変換素子パッケージと外部の光ファイバとを脱着ができるようになるが、実際には、光コネクタ自体が部品コストとして高価であり低コスト化できないばかりか、光コネクタという大きい部材に対する高精度の光実装が必要となり、組み付けコストが増大する。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２８５５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は従来の上記問題を鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、光電変換素子と光結合素子とをパッケージした光電変換素子モジュールに関し、経済性の非常に優れた光電変換素子モジュールを提供することである。
より具体的には、本発明の第１の課題は、材料および成形コストとして経済性に優れる材料を用いながらも、要求精度や組み付け工程を低減して経済性に優れる実装を実現することができる光電変換素子モジュールを実現することにある。
本発明の第２の課題は、光電変換素子と電気配線を有する成形体の間での電気的接続のための半田バンプ実装時の高温に耐えられる光電変換素子モジュールを実現することである。
本発明の第３の課題は、機械的強度が高く、信頼性のある光電変換モジュールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、光電変換素子と、該光電変換素子の電極と接合する電気配線と、光電変換素子との光結合を行う光結合素子を有する高分子含有材料からなる成形体と、電気接合部分とからなる光電変換モジュールにおいて、前記光結合素子はレンズであり、該レンズの出射面がモジュール上面より前記光電変換素子に近く、かつ、前記光電変換素子からほぼレンズ径に等しい距離以上に離れて設定されており、前記モジュール上面と前記レンズ出射面間はレンズ孔が形成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光電変換モジュールにおいて、前記成形体の少なくとも前記レンズ部分は前記光電変換素子に用いられる光の波長に対して透明な材料で構成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の光電変換モジュールにおいて、前記レンズは前記モジュール上面に向けて凸であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の光電変換モジュールにおいて、前記モジュール上面と前記レンズ出射面の間に形成されたレンズ孔に、前記光電変換素子に用いられる光の波長に対して、ほぼ透明な樹脂材料が充填されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の光電変換モジュールにおいて、前記レンズは前記モジュール上面に向けて凸であり、前記レンズ孔に充填される樹脂材料の屈折率は前記成形体の屈折率より小であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項４に記載の光電変換モジュールにおいて、前記モジュール上面に向けて凹であり、前記レンズ孔に充填される樹脂材料の屈折率は前記成形体の屈折率より大であることを特徴とする。
【０００９】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、該光電変換モジュールの最上面は透明なカバー部材が配置されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、前記成形体は、第１および第２の成形体が一体化された複合成形体であり、第１の成形体は前記光電変換素子に用いられる光の波長に対して不透明で耐熱性が高く、熱膨張の小さい高分子含有材料から成り、前記光電変換素子に対向する部分に貫通孔となる孔構造を設けてあり、第２の成形体は第１成形体と一体化された透明材料からなり、前記レンズが一体形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の光電変換モジュールにおいて、第１の成形体は前記光電変換素子に用いられる光の波長に対して不透明な材料からなることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明では、請求項８または９に記載の光電変換モジュールの前記複合成形体の作製方法において、第１または第２の成形体のうち、先に成形された一方の成形体が、後から成形される他方の成形体に対して型の一部を兼ねることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、材料および成形コストとして経済性に優れる材料を用いながらも、精度の高精度化や組み付け工程を低減して経済性に優れる実装ができる光電変換素子モジュールを実現することができ、成形技術をベースにしているので、大量に低コストで製造できる。
また成形体に一体成形したレンズの位置にかかわらず、成形体の厚さを任意に設定することができ、光電変換モジュール成形体の機械的強度を高くすることができ、モジュールの信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の第１の実施形態を説明するための図である。
同図において符号０は光電変換モジュール、１は光電変換素子、２は発光部、３は高分子含有材料からなる成形体、４は電気配線、５は電極パッド、６はハンダ、金等のバンプ、７は電極パッド、８はレーザ駆動回路、９は中間基板、１０は電極パッド、１１はバンプ、１２はバンプ、１３はプリント基板、１４は伝熱部材、１５はレンズ孔、Ｈ１は発光面からレンズ上面までの距離、Ｈ２は発光面から成形体上面までの距離をそれぞれ示す。
光電変換素子１として面発光レーザ（＝ＶＣＳＥＬ）の場合を示しており、面発光レーザの発光部２は素子中央の領域である。同図は面発光レーザ１が紙面に垂直な方向に所定ピッチでアレイ状に配列されている中の一部を断面したものとして示されている。
成形体３は面発光レーザ１の上部を覆っている。成形体３には内側表面に設けた電気配線４、光結合素子である成形レンズ３ａ、および面発光レーザ素子上面の電極パッド５とハンダ、金等のバンプ６を介して成形体上電気配線４との接続をおこなうための突起３ｂとその上に電極パッド７が一体的に設けられている。成形レンズ３ａも面発光レーザ１のアレイ状配列に対応して同じピッチでアレイ状に同数配列される。
面発光レーザ１は成形体突起部３ｂと小径バンプ６により接合されている。またレーザ駆動回路８は別の場所にある突起部３ｃで中間基板９上の電極パッド１０とバンプ１１で接続され、レーザ駆動回路８と電気的に接続されている。
中間基板９はバンプ１２を介してプリント基板１３と接続され、信号処理回路と信号のやりとりをする。成形体３も突起部３ｄにおいてやはりバンプ１２でプリント基板１３と物理的に固定されている。また、必要に応じ面発光レーザ１の放熱をスムーズにおこなうために、面発光レーザ１の素子裏面と中間基板９間に伝熱部材１４を必要に応じ挿入してレーザ素子からの発熱を中間基板９に放熱することもある。
面発光レーザ１からの出射ビームは成形体３に一体化された成形レンズ３ａでコリメートされ、平行ビームＬとなって出射する。平行ビームＬは図示しないレンズ付きの光ファイバコネクタを成形体３に密接コネクトし、コネクタ中のレンズで光ファイバに結合されて外部に伝送される。
【００１３】
通常の成形であれば、成形レンズ３ａの上面と、成形体３のその他の表面３ｅとはほぼ同じ高さに成形するところであるが、本発明ではその両者を著しく異ならせている。
光電変換素子と光結合する光ファイバアレイが通常２５０μｍピッチであることから、ピッチ変換素子などの余分な素子を用いずに光ファイバアレイと光電変換素子を光結合させるため、１次元方向に配列されたアレイ中の成形レンズ３ａと各光電変換素子の配列ピッチは通常２５０μｍに設定される。成形レンズ３ａは配列方向に密接して並べた場合、個々のレンズ径も光ファイバアレイの配列ピッチとほぼ同じになる。
アレイの配列ピッチが決まると光電変換素子とレンズ面までの寸法は自ずからおおよそ決まってしまい、光電変換素子である面発光レーザ１の発光面とレンズ面の距離Ｈ１はおよそ５００μｍ前後になる。したがって、レンズ３ａの上面と成形体３の上面３ｅをほぼ同一（Ｈ１≒Ｈ２）にすると、成形体の厚さはおよそ５００μｍ（０．５ｍｍ）前後となる。成形体３として高分子含有材料を使っても、このように厚さが薄いと機械的強度が確保されず、光電変換モジュールに光コネクタを機械的に結合して光ファイバとの送光、あるいは受光をおこなうとき、光電変換モジュールの変形が起きて光学配置がずれ、光結合効率の劣化が起きてしまう。
【００１４】
そのような理由から、本発明ではＨ２＞Ｈ１としているが、Ｈ２としては上記のような機械的強度を確保するため数ｍｍに設定する。この構造をとることにより、レンズ出射面が光電変換素子から０．５ｍｍ程度しかなくても成形体上面は数ｍｍ以上、任意の寸法を取れて成形体厚さＨ２は厚くすることができ、成形体の機械的強度を十分確保することができる。
具体的に幾らの厚さにすべきかは、成形体の幅や長さとの兼ね合いで定まるので、設計上の問題となる。機械的強度のためには厚く構成した方がよいが、逆にこの厚さを厚くしすぎると、樹脂成形の場合、冷却時のいわゆる「ひけ」が無視できなくなり、レンズ位置の変動を引き起こす原因になる。
また、成形レンズ３ａのレンズ径は、光電変換素子の発光角もしくは受光角をカバーできる大きさであればよいので、必ずしも配列ピッチと同じでなくともよい。その場合、発光面とレンズ面の距離Ｈ１は５００μｍより小さくなることもある。
半導体レーザの出射角は半値全角で３０°位であり、この角度の光束を全部通すためには、開口数ＮＡがおよそ０．２６あれば足りる。この場合、Ｈ１はレンズ径のおよそ１．８倍程度になる。実際には光量確保のため、それより広い角度の光束を取り込むようにしているので、Ｈ１はレンズ径と同程度までは小さくしてもよい。
このようにすると、必然的に上面３ｅとレンズ面との間に大きな段差ができるので、その間の部分は図示のようにテーパ面を形成して中空のレンズ孔１５を形成する。孔の側面をテーパにする理由は、発光点からの出射光の一部が側面にあたって反射をし、出射平行ビームＬに迷光として紛れ込むことを防ぐ意味がある。
成形体が光電変換素子で使用する光の波長に対して透明な高分子含有材料で成形することにより直接、成形により光学素子形成ができるので、成形体には光結合素子の一体形成と、光電変換素子の実装基板構造体の役割と、光結合素子と光電変換素子の相互位置出しの機能を同時に持たせることができる。
【００１５】
図２は本発明の第２の実施形態を説明するための図である。
同図において符号１６は充填樹脂を示す。なお、煩雑さを避けるため、その他の符号は主要部のみを付してある。以下の図においても同様である。
レンズ孔１５を中空のままにしておくと、塵埃の多い環境で使ったり、あるいは結露が生じる環境で使用する場合、レンズ面に汚れその他が付着したときに簡単に清掃ができず、光の透過率減少などの不具合が発生する。そこで同図に示すようにレンズ孔１５を樹脂で充填し孔部とその他の面を少なくともほぼ同一面にする。これにより、信頼性の高い光電変換モジュールを提供できる。なお、発光部からの迷光の心配が無い場合には、同図に示すようにレンズ孔の形状を単なる筒状にしても構わない。ただし、実際には、レンズ孔に限らず成形の際の型抜きの関係で或る程度の面の傾斜（抜き勾配）は必要になる。
充填樹脂１６はＵＶ硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂など任意の樹脂が使える。未硬化の樹脂をレンズ孔１５へ注入してＵＶ照射または加熱をおこない硬化させれば良い。ただし、充填樹脂の屈折率と成形体の屈折率とは屈折率差ができるだけ大きいことが望ましい。屈折率差が小さいとレンズの曲率半径が極めて小さな形状が必要となり、成形が困難になるからである。同図に示すように、成形レンズ３ａがモジュール上面に向けて凸の形状をした凸レンズの場合には、充填樹脂の屈折率は成形体３の材料の屈折率よりも小さくなければならない。逆に充填樹脂１６の屈折率の方が大きい場合は、図示しないが、成形レンズをモジュール上面に向けて凹形状の凹レンズに形成しておく必要がある。
【００１６】
図３は本発明の第３の実施形態を説明するための図である。
同図において符号１７は透明なカバー部材を示す。
第２の実施形態において、レンズ孔１５に樹脂を充填しても充填樹脂１６の表面を平面性良く平滑にして、出射する平行ビームに不要な収差が生じないようにする必要がある。しかし、表面を平滑にするにはそれなりの平滑化技術が必要であり、容易とは言えない。
そこで本実施形態では、レンズ孔に未硬化樹脂充填後、平面性の良い透明カバー部材１７を成形体上面に装荷して、これにＵＶ照射あるいは加熱をおこなって充填樹脂の硬化とカバー部材の接着を同時におこなわせる。ただし、未硬化樹脂の充填量は誤差を伴うものなので、成形体３のレンズ孔上部近辺に樹脂の逃げ部３ｆを形成しておくとよい。樹脂の充填量をレンズ孔１５の内容積より若干多めにしておけば、余分な樹脂は逃げ部３ｆに流れ、光束の透過部分の平面性を損なうことがない。逃げ部３ｆは樹脂の流れを阻害しない程度の断面を有する溝とし、成形体外部に連通させておく。
この方法により、平行ビーム出射面の平面性を容易に良好にすることができ、出射ビームの光ファイバへの結合効率の劣化、あるいは入射ビームの光受光素子への結合効率の劣化を抑えることができる。
第１の実施形態においても、成形体上面にカバー部材１７を接着装荷をすることにより、中空のレンズ孔１５が外気に露出して外気からの塵埃、あるいは結露がレンズ孔内に生じることを防ぐこともできる。同様のことは以下の実施形態においても言える。
【００１７】
図４は本発明の第４の実施形態を説明するための図である。
同図において符号３１は第１成形体、３２は第２成形体を示す。
本実施形態では、成形体は２つの部分、第１成形体３１および第２成形体３２から構成されていて、光電変換素子１が実装されている第１成形体３１は光電変換素子１の使用光波長に対して不透明な高分子含有材料から成形され、光結合素子（成形レンズ）３２ａを含む第２成形体３２は透明な高分子含有材料から成形された複合一体化成形体となっている。他の部分は図１と同じである。したがって、レンズ孔に樹脂を充填する第２の実施形態の適用も可能である。
ここでも光電変換素子と第１成形体の実装は不透明成形体に設けられた接続位置決め用の突起部を介してバンプで高位置精度に電気接続される。
第１成形体の不透明な高分子含有材料は、半導体封止材料として用いたられているエポキシ材料、ポリイミド材料や、エンジニアリングプラスチックとして用いられているポリカーボネート材料、ポリフェニレンスルフィド材料、液晶ポリマー材料等、およびこれらと無機フィラー物質との複合材料を用いることができるので、耐熱性が高く、また熱膨張率も光電変換素子などの半導体材料と比較的近く、光電変換素子をバンプで接続するときの熱処理（リフロー工程）における耐熱性、および熱膨張差による応力発生が抑えられ高精度で高信頼の実装が可能となる。
【００１８】
光結合素子である成形レンズ３２ａは、あらかじめ不透明材料の成形体３１の貫通孔部分３１ａに、不透明材料の成形体３１と一体化した透明材料で形状作製してあるので、光電変換素子１と不透明成形体からなる第１成形体３１とを１回のバンプ実装をするのみで、光結合素子と光電変換素子１との間の光実装工程を不要にすることができ、実装工程を簡略化することができる。また、耐熱性に優れる不透明成形材料を使用した第１成形体と一体化しているので、バンプ実装時の熱による変形による位置ずれを低減することができ、プリント基板との電気的接続をおこなう後工程としてリフロー工程を伴うバンプ実装を行うことができる。
従来技術では成形レンズを透明高分子材料で別途作製する場合は、不透明材料を用いた成形体にあらかじめ、光電変換素子をバンプ実装した後、成形レンズを形成した透明高分子基板や、またはこれらの成形レンズ形成した基板を接着せしめた別の透明高分子基板を、光実装として高精度の位置合わせをした後に、接着により張り合わせたり、組み付けにより勘合しており、非常に高い実装コストとなっていた。
【００１９】
図５ないし図９は第４の実施形態の複合成形体の作製方法を示す図である。
各図において符号４０は複合成形体、４１は下側金型、４２は第１の上側金型、４３は第２の上側金型、４４は第１成形体、４５は第２成形体をそれぞれ示す。
図５は第１成形体用の金型を示す図である。下側金型４１の側面には注入口４１ａがあり、型の中央部付近には上下の金型から伸びる柱により成型物に貫通穴が形成されるようになっている。第１の上側金型４２から伸びる柱４２ａは先細りの円錐台状にしておくとよい。その理由は、後の工程でレンズ部分を形成するときに極端に肉厚の薄い部分が発生しないようにするためである。樹脂成形においては、肉厚の急変部分があると、その位置で成型品の歪みが起きやすくなるので、それを防ぐ意味がある。
図６において、射出成形またはトランスファ成形により、成形注入口４１ａから不透明な高分子複合材料を注入し、第１成形体４４を形成する。
図７において、第１の上側金型４２を除去して、その位置に第２の上側金型４３を設置する。第２の上側金型４３の側面には注入口４３ａが設けてあり、ほぼ中央部には、先端が凹面をなす円錐台状の柱が垂下しており、先端部は第１成形体上面より下まで伸びている。
図８において注入口４３ａから透明材料を注入して光結合素子である成形レンズを含む透明な第２成形体４５を成形する。第１成形体４４は型の一部としての役割を果たし、その上面と密着している部分は注入された材料と一体化する。
図９はすべての金型を除去し、注入口部の不要な突起を切除した状態の複合成形体４０を示す。このような手順で形成された複合成形体を連続成形体とも呼ぶ。これを光電変換モジュールに実装するときは成形レンズが光電変換素子に正面に位置するように配置される。
【００２０】
図７において、第２の上部金型４２は、下部金型４１と型同士の精度で高精度に位置決めすることができるので、光電変換素子の実装基板となり、接合位置決め用の突起が形成されている不透明な第１成形体と光結合素子を一体成形した透明な第２成形体とを、光結合素子の装荷工程なしに高精度に位置決めすることができるようになる。
これにより、実装基板となる不透明な第一成形体と光電変換素子とをバンプを用いた実装で接続位置決めするだけで、光電変換素子と光結合素子の相互位置を高精度に位置決めすることができる。バンプ実装は高精度なセルフアライン効果があり、通常の電気実装をするのみで（アクティブアライメント等を行わずに）簡単に位置決めをすることができる。また、一つの型から複数の成形体を成形することもできるので、成形体および光結合素子を量産することも容易であり、材料のみならず、作製工程として経済性に非常にすぐれる。成形は、熱可塑性樹脂等による射出成形に限定されるわけではなく、光硬化樹脂、熱硬化樹脂等を用いてもよい。
なお、自明のことなので図示は省略したが、第２の上側金型を下側金型として全体を上下逆さまにした成形手順でも同等の複合成形体を形成することが可能である。ただし、この場合の第１の上側金型は図示とは異なり、図示の下側金型４１と第１成形体４４を一緒にした形状になり、第２の上側金型は同図に示した下側金型と同形になる。いずれの場合も、先に成形された成形体が、後から成形される樹脂に対して型の一部としての役割を兼ねている。
【００２１】
図１０はアレイ状に配列された発光素子の一例を説明するための図である。
複数の発光体２は等間隔で１列に並んでいる。同図は発光体２が５個の例を示しているが、必要に応じて数百個並べることもある。
成形レンズ３ａのピッチおよびレンズ径は、発光体２の配列ピッチとほぼ同じにしてある。したがって、成形レンズ３ａはその配列方向に密接して並んでおり、レンズ孔１５も同様である。ただし、レンズ孔１５は同図における上方にむかって拡開しているため、レンズ孔相互間には隔壁が存在しない。
隔壁は透明材料で形成されていても、発光体２からの光線の、隔壁面の法線に対する入射角が非常に大きいため、実質全反射となり、クロストークを防ぐ効果が期待できる。
成形レンズ３ａのレンズ径を配列ピッチより小さく構成する場合は、レンズ孔相互間に隔壁を形成することも可能になる。その場合、隔壁の厚さは配列ピッチとレンズ径との差に相当する大きさになるため、あまりその差が小さいときは樹脂成形上の限界によって、隔壁を設けることができない場合もある。
【００２２】
以上の実施形態では光結合素子として成形レンズを例に説明したが、これに限定されず、成形で形成できる回折レンズ、マイクロフレネルレンズなどでも良い。
また光電変換素子（面発光レーザ、光受光素子）は単一の素子についても、複数個の素子が同一基板にアレイ状に配列されたアレイ素子についても同様に適用できる。
アレイ素子を適用する場合のアレイ配列方向は、図１ないし図９の各図において紙面と垂直方向となる。
またレーザとして面発光レーザを例にとっての説明であったが、これに限定されず、端面発光の半導体レーザ、あるいは面発光、端面発光のＬＥＤでも良い。
複合成形体においては、光電変換素子が発光体の場合などで、周囲からの迷光を遮断する必要が無い場合なら、第１成形体の材料を透明体で形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するための図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を説明するための図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を説明するための図である。
【図４】本発明の第４の実施形態を説明するための図である。
【図５】第４の実施形態の複合成形体の作製方法を示す図である。
【図６】第４の実施形態の複合成形体の作製方法を示す図である。
【図７】第４の実施形態の複合成形体の作製方法を示す図である。
【図８】第４の実施形態の複合成形体の作製方法を示す図である。
【図９】第４の実施形態の複合成形体の作製方法を示す図である。
【図１０】アレイ状に配列された発光素子の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      光電変換素子
２      発光部
３      成形体
４      電気配線
８      レーザ駆動回路
９      中間基板
１３      プリント基板
１６      充填樹脂
１７      カバー部
【図１】
2006202998.tif 000003
【図２】
2006202998.tif 000004
【図３】
2006202998.tif 000005
【図４】
2006202998.tif 000006
【図５】
2006202998.tif 000007
【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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