(57)【要約】【課題】  生産性及び組立性の向上を図ることができ、製造コストの低減が可能な電気・光変換モジュールを提供する。【解決手段】  下から順に下基板１０、中基板２０及び上基板３０が積層され、下基板１０は、その上面に実装された受発光素子５０と、受発光素子５０と外部とを導通するための導体パターン４１，４２等と、板厚方向に形成され位置決めピン６０が挿通された挿通孔１２とを有し、中基板２０は、受発光素子５０が収容された収容孔２１と、板厚方向に形成され位置決めピン６０が挿通された挿通孔２２とを有し、上基板３０は、板厚方向に形成され光ファイバ７０が挿通された透孔３１と、板厚方向に形成され位置決めピン６０が挿通された挿通孔３２とを有し、光ファイバ７０の先端面７１が受発光素子５０に対向配置されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下から順に下基板、中基板及び上基板が積層され、
前記下基板は、その上面に実装された受発光素子と、該受発光素子と外部とを導通するための導体パターンと、板厚方向に形成され位置決めピンが挿通された挿通孔とを有し、
前記中基板は、前記受発光素子が収容された収容孔と、板厚方向に形成され前記位置決めピンが挿通された挿通孔とを有し、
前記上基板は、板厚方向に形成され光ファイバが挿通された透孔と、板厚方向に形成され前記位置決めピンが挿通された挿通孔とを有し、
前記光ファイバの先端面が前記受発光素子に対向配置されていることを特徴とする電気・光変換モジュール。
【請求項２】
前記下基板、中基板及び上基板は、各々同じ板厚であることを特徴とする請求項１に記載の電気・光変換モジュール。
【請求項３】
前記板厚は、前記下基板に実装される受発光素子及びそのワイヤが前記上基板に干渉することがない、空間を中基板に形成し得る中基板の最小の厚さに設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電気・光変換モジュール。
【請求項４】
前記下基板には板厚方向にスルーホールが形成され、該スルーホール内面にメッキが施されており、前記下基板の上面に形成された導体パターンと前記下基板の下面に形成された導体パターンは前記スルーホール内面のメッキ部分を介して導通されていることを特徴とする請求項１に記載の電気・光変換モジュール。
【請求項５】
前記下基板は前記中基板よりも外側へ突出し、その突出部分に外側スルーホールが形成され、かつ前記突出部分の上面に外側導体パターンが形成されて、該外側導体パターンは、前記外側スルーホール内面のメッキ部分を介して、下基板の下面に形成された導体パターンに導通されていることを特徴とする請求項４に記載の電気・光変換モジュール。
【請求項６】
前記上基板は、複数積層されてい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電気・光変換モジュール。
【請求項７】
ベース基板上に、下基板、中基板及び上基板となる各部分をあらかじめ設定し、
下基板となる部分に位置決めピン挿通用の挿通孔を、中基板となる部分に受発光素子収容用の収容孔と位置決めピン挿通用の挿通孔を、上基板となる部分に光ファイバ挿通用の透孔と位置決めピン挿通用の挿通孔をそれぞれ板厚方向に一括形成しておき、
下基板となる部分、中基板となる部分及び上基板となる部分を、前記ベース基板から割り取りすることにより、下基板、中基板及び上基板をそれぞれ製造することを特徴とする電気・光変換モジュール用の基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバと受発光素子とを結合するための電気・光変換モジュール、及び該モジュール用の基板製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信においては、電気を光に、もしくは光を電気に変換する電気・光変換モジュールが用いられている。この電気・光変換モジュールでの出力損失を最小限に抑えることは極めて重要なことであり、そのためには、送信媒体である光ファイバと、電気・光変換媒体の受発光素子との光軸を精密に一致させる必要がある。
【０００３】
例えば、板厚方向に挿通孔が形成された２枚の平板を平行に配置し、前記挿通孔に光ファイバを挿通させて光ファイバを所定の方向に向けて保持するとともに、前記平板を貫通して設けられた位置合わせピンを、上面に受発光素子が載置された受発光素子保持部材に接合することにより、光ファイバの先端面を受発光素子に一致させるよう構成された電気・光変換モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１の電気・光変換モジュールでは、光ファイバ挿通用の挿通孔と位置合せピン貫通用の貫通孔がフォトリソグラフィの精度（約０．１μｍ程度）で形成され、また、受発光素子保持部材には、受発光素子及び前記位置合せピンを受ける凹部も同じくフォトリソグラフィの精度で形成されている。
【０００５】
このため、特許文献１の電気・光変換モジュールにおいては、２枚の平板と受発光素子保持部材とを充分な精度で接合することができ、また、接合が嵌め込み式であるため、取り外しも容易となっている。
【特許文献１】特開２０００‐２６６９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の電気・光変換モジュールにあっては、２枚の平板の間にスペーサが設けられ、また、受発光素子保持部材の上部に半導体基板が設けられ、この半導体基板上に、位置合せピンを受ける凹部が形成されているので、多くの形状を異にする各部品が必要となり、生産性及び組立性の向上を図ることが難しい。
【０００７】
また、従来の電気・光変換モジュールにあっては、フォトリソグラフィの工法を駆使して各部品を形成するため、その精度は極めて高くすることができる反面、モジュールの製造コストが嵩む。
【０００８】
本発明の課題は、生産性及び組立性の向上を図ることができ、製造コストの低減が可能な電気・光変換モジュール、及び該モジュール用の基板製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、下から順に下基板、中基板及び上基板が積層され、
前記下基板は、その上面に実装された受発光素子と、該受発光素子と外部とを導通するための導体パターンと、板厚方向に形成され位置決めピンが挿通された挿通孔とを有し、
前記中基板は、前記受発光素子が収容された収容孔と、板厚方向に形成され前記位置決めピンが挿通された挿通孔とを有し、
前記上基板は、板厚方向に形成され光ファイバが挿通された透孔と、板厚方向に形成され前記位置決めピンが挿通された挿通孔とを有し、
前記光ファイバの先端面が前記受発光素子に対向配置されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、下基板、中基板及び上基板を一つのベース基板から製造することができる。例えば、ベース基板上に、下基板、中基板及び上基板となる各部分をあらかじめ設定し、下基板となる部分に位置決めピン挿通用の挿通孔を、中基板となる部分に受発光素子収容用の収容孔と位置決めピン挿通用の挿通孔を、上基板となる部分に光ファイバ挿通用の透孔と位置決めピン挿通用の挿通孔をそれぞれ板厚方向に形成しておき、下基板となる部分、中基板となる部分及び上基板となる部分を、ベース基板から割り取りすることにより、下基板、中基板及び上基板をそれぞれ製造することができる。その結果、電気・光変換モジュールの生産性及び組立性の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記下基板、中基板及び上基板は、各々同じ板厚であることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記板厚は、前記下基板に実装される受発光素子及びそのワイヤが前記上基板に干渉することがない、空間を中基板に形成し得る中基板の最小の厚さに設定されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記下基板には板厚方向にスルーホールが形成され、該スルーホール内面にメッキが施されており、前記下基板の上面に形成された導体パターンと前記下基板の下面に形成された導体パターンは前記スルーホール内面のメッキ部分を介して導通されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記下基板は前記中基板よりも外側へ突出し、その突出部分に外側スルーホールが形成され、かつ前記突出部分の上面に外側導体パターンが形成されて、該外側導体パターンは、前記外側スルーホール内面のメッキ部分を介して、下基板の下面に形成された導体パターンに導通されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項において、前記上基板は、複数積層されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、電気・光変換モジュール用の基板製造方法の発明であり、ベース基板上に、下基板、中基板及び上基板となる各部分をあらかじめ設定し、下基板となる部分に位置決めピン挿通用の挿通孔を、中基板となる部分に受発光素子収容用の収容孔と位置決めピン挿通用の挿通孔を、上基板となる部分に光ファイバ挿通用の透孔と位置決めピン挿通用の挿通孔をそれぞれ板厚方向に一括形成しておき、下基板となる部分、中基板となる部分及び上基板となる部分を、前記ベース基板から割り取りすることにより、下基板、中基板及び上基板をそれぞれ製造することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気・光変換モジュールの生産性及び組立性の向上を図ることができ、その結果、電気・光変換モジュールの製造コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面に従って説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明に係る電気・光変換モジュールの縦断面図である。この電気・光変換モジュール１は、下から順に下基板１０、中基板２０及び上基板３０が積層されている。
【００２０】
下基板１０には、その上面中央に矩形で表わされた導体パターン４０（図３参照：通常、受発光素子５０の形状に合わせ形状とする）が形成され、この導体パターン４０の上に受発光素子５０が実装されている。また下基板１０には、導体パターン４０の両側部分に、当該下基板１０の板厚方向に沿ってスルーホール１１，１１が形成されている。そして、下基板１０の上面にはスルーホール１１，１１の上部開口端の周囲にリング状の導体パターン４１，４１（図３参照）が形成され、このうち一方の導体パターン４１と受発光素子５０とはワイヤ５１で接続されている。なお、他方の導体パターン４１は連結パターン４０Ａを介して導体パターン４０に接続されている。
【００２１】
下基板１０の下面にはスルーホール１１の下部開口端の周囲にリング状の導体パターン４２，４２が形成され、これら導体パターン４２，４２と導体パターン４１，４１とは、スルーホール１１，１１の各内面に施されたメッキ部分４３，４３を介して導通されている。
【００２２】
また、下基板１０には、スルーホール１１，１１より外側部分に挿通孔１２，１２が形成され、これら挿通孔１２，１２には位置決めピン６０，６０がそれぞれ挿通されている。
【００２３】
中基板２０には、その中央部分に例えば円形の収容孔２１が形成されている。また中基板２０には、収容孔２１よりも外側部分に挿通孔２２，２２が形成され、これら挿通孔２２，２２にも位置決めピン６０，６０がそれぞれ挿通されている。なお、挿通孔２２，２２の内径は下基板１０の挿通孔１２，１２の内径よりも若干大きく設定されており、位置決めピン６０，６０は挿通孔２２，２２に遊嵌状態で挿通されている。
【００２４】
上基板３０には、その中央部分に透孔３１が形成され、この透孔３１には上方より光ファイバ７０が挿入されている。光ファイバ７０の先端面７１は上基板３０の下面と面一になるよう調整されている。また上基板３０には、透孔３１よりも外側部分に挿通孔３２，３２が形成され、これら挿通孔３２，３２にも位置決めピン６０，６０がそれぞれ挿通されている。なお、挿通孔３２，３２の内径は下基板１０の挿通孔１２，１２と同じに設定されている。
【００２５】
下基板１０、中基板２０及び上基板３０が積層されることにより、中基板２０の収容孔２１の上下が塞がれて、収容孔２１の内部には空間２３が形成され、受発光素子５０やワイヤ５１は空間２３に配置されている。
【００２６】
ここで、下基板１０、中基板２０及び上基板３０は、次のようにして製造される。先ず、図２に示すように、ガラスエポキシ樹脂からなる縦長矩形状のベース基板８０を用意し、このベース基板８０上に破線で示すような３等分した領域を考え、下基板１０となる部分１０’、中基板２０となる部分２０’、及び上基板３０となる部分３０’を設定する。そして、下基板１０となる部分１０’に対して、公知のプリント配線板の製造工法などにより、図示せぬ基準マークに合わせて、銅箔製の導体パターン４０，４１、さらには下面の同パターン４２を正確に形成する。
【００２７】
次に、ベース基板８０に対し、図示せぬプレス金型等によって、スルーホール１１，１１、挿通孔１２，１２、収容孔２１、挿通孔２２，２２、透孔３１、及び挿通孔３２，３２を一挙に形成する。このときも、勿論、図示せぬ基準マークに合わせて、上記各孔の加工が正確になされ、導体パターン４０，４１，４２と上記各孔との相対位置関係は極めて高い精度に維持される。また、上記各孔は一挙に形成されるから、各孔の相対位置関係は狂いようがない。
【００２８】
続いて、メッキ部分４３をスルーホール１１の内面に形成するため、ベース基板８０に対して公知のメッキ処理を施す。最後に、これらの加工を施されたベース基板８０を、図２中の破線で示すカットラインで割り取ることにより、下基板１０、中基板２０及び上基板３０を得ることができる。
【００２９】
下基板１０、中基板２０及び上基板３０が得られたら、あらかじめ下基板１０の導体パターン４０の所定の位置に、公知の手段によって受発光素子５０を正確に位置決めして面実装し、さらにそのワイヤ５１を導体パターン４１上に接続しておく。また、上基板３０の透孔３１内に光ファイバ７０を嵌入し、その先端面７１を上基板３０の下面に合致させてから、光ファイバ７０を接着剤を用いて下基板３０に固着しておく。
【００３０】
そして、上基板３０の挿通孔３２に位置決めピン６０を嵌合し、さらに上基板３０の下に中基板２０を配して、その挿通孔２２に上記位置決めピン６０を挿通し、引き続いて、中基板２０の下に下基板１０を配して、その挿通孔１２に上記位置決めピン６０を嵌合する。
【００３１】
最後に、下基板１０と中基板２０とを接着剤で、並びに中基板２０と上基板３０とを接着剤でそれぞれ接着することにより、光ファイバ７０の光軸と受発光素子５０の光軸とが精密に一致した電気・光変換モジュール１が完成する。
【００３２】
なお、本実施例では、ベース基板８０は、下基板１０となる部分１０’、中基板２０となる部分２０’、上基板３０となる部分３０’の各々を一つづつ備えた例をもって説明したが、これら各部分１０’，２０’，３０’をそれぞれ、数十、数百ずつ備えた大きなものとし、一挙に各孔の加工を施して、各部分１０’，２０’，３０’を多量生産することも可能である。
【００３３】
また、製造手順として、導体パターン４０，４１，４２の形成後、各孔１１，１２，２１，２２，３１，３２等を設けるものとして説明したが、上記のように大きなベース基板に対して、上記各孔を先に一挙に形成し、当該ベース基板から部分２０’（中基板２０となる部分）及び部分３０’（上基板３０となる部分）だけを割り取りし、すなわち、部分１０’（下基板１０となる部分）同士は連続したままとしておいて、その連続した部分１０’に対して公知の手段で導体パターン４０，４１，４２やメッキ部分４３を形成し、その後、部分１０’を一つひとつの下基板１０に割り切るようにしてもよい。
【００３４】
さらに、本実施例では、ベース基板８０に、下基板１０となる部分１０’、中基板２０となる部分２０’、上基板３０となる部分３０’の各々を同数（一つずつ）形成したが、これに限らず、例えば上基板３０となる部分３０’だけを他の部分１０’，２０’の２倍又は５倍とか用意しておいてもよい。そして、下基板１０の上に中基板２０を積層したとき、その中基板２０の上に上基板３０を２層又は５層積層させる。
【００３５】
このようにすれば、実質的に透孔３１の長さを増大させることができ、光ファイバ７０の取付をより安定化させることが可能となる。
【００３６】
加えて、ベース基板８０の板厚、換言すれば中基板２０の厚さＴを、次のように選定するとよい。すなわち、図１に示すように、下基板１０に実装された受発光素子５０の頂面５２と、透孔３１にセットされた光ファイバ７０の先端７１とのクリアランスＣが、光エネルギーの授受に最適なものとなるように、つまり受発光素子５０の高さと、ワイヤ５１の取り回しに要する高さを適正に確保した上で、このクリアランスＣがミニマムとなる厚さＴに選定する。
【００３７】
そうすれば、図１のように３つの基板１０，２０，３０を積層するだけで、電気・光モジュール１を簡単に組み立てることができ、上記クリアランスＣの調整を要しない。
【００３８】
また、本実施例では、導体パターン４０，４１，４２の形成手段として公知のプリント配線板の製造技術を、また孔加工にはプレス金型を利用するものとして説明したが、これらはフォトリソグラフィーなどの工法によっても可能である。
【００３９】
以上説明したように、本実施例によれば、下基板１０のスルーホール１１と挿通孔１２、中基板２０の収容孔２１と挿通孔２２、及び上基板３０の透孔３１と挿通孔３２が一挙に形成されるため、各孔の相対位置関係が厳密に保持されており、位置決めピン６０を挿通孔１２，２２，３２に挿通することによって、各基板１０，２０，３０の間のずれは簡単に消滅せしめることができる。同時に、下基板１０に用意された導体パターン４０が厳密な位置決めをなされており、且つそこに正確に位置決めされて受発光素子５０が実装されているので、各基板１０，２０，３０を積層するだけで、自動的に、受発光素子５０と光ファイバ７０との光軸合せが厳密にできる。その結果、出力損失の少ない電気・光変換モジュールを実現することができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、電気・光変換モジュールを構成する部材が極めて少なく、且つ単純であるから、安価な電気・光変換モジュールを提供することができる。
【００４１】
さらに、導体パターンや各孔加工に対し、高度な工法を用いなくとも良いので、生産性及び組立性が向上して製造コストを抑えることもできる。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２について、図４及び図５を用いて説明する。本実施例では、下基板１０の一側が中基板２０よりも側方に突出し、その突出部分１５に外側スルーホール１６が形成されている。この外側スルーホール１６の上部開放端の周囲にはリング状の外側導体パターン４５が、スルーホール１６の下部開放端の周囲にはリング状の外側導体パターン４６がそれぞれ形成され、外側導体パターン４５と外側導体パターン４６とは、外側スルーホール１６の内面に施されたメッキ部分４７によって導通されている。また、外側導体パターン４６は、下基板１０の下面に形成された連結パターン４８を介して導体パターン４２に導通されている。
【００４３】
本実施例によれば、連結パターン４８、外側導体パターン４６、メッキ部分４７及び外側導体パターン４５を介して電気信号を下基板１０の上面から取り出すことができる。また、下基板１０に突出部分１５が設けられているので、この突出部分１５の上にＩＣなどの電子部品を塔載することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１による電気・光変換モジュールの縦断面図である。
【図２】図１の電気・光変換モジュールに用いられるベース基板の平面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の実施例２による電気・光変換モジュールの縦断面図である。
【図５】図４の電気・光変換モジュールに用いられるベース基板の平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  電気・光変換モジュール
１０  下基板
１１  スルーホール
１２，２２，３２  挿通孔
１５  突出部分
１６  外側スルーホール
２０  中基板
２１  収容孔
３０  上基板
３１  透孔
４０，４１，４２  導体パターン
４３，４７  メッキ部分
４５，４６  外側導体パターン
４８  連結パターン
５０  受発光素子
６０  位置決めピン
７０  光ファイバ
【図１】
2006317598.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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