(57)【要約】【課題】光学素子と光ファイバとの相対位置を容易に調整することができる、光通信モジュールを提供する。【解決手段】光通信モジュール１では、樹脂パッケージ１１に、光学素子配置用の第１凹部１２が形成されている。また、樹脂パッケージ１１に、光ファイバ配置用の溝１４が形成されている。第１凹部１２内に光学素子１６が配置され、溝１４内に光ファイバ１８が配置されることにより、光学素子１６と光ファイバ１８との光学的な接続が達成される。そして、樹脂パッケージ１１には、溝１４の途中部の側面１５において開放される第２凹部２１が形成されている。光ファイバ１８の途中部には、抜け防止部材１９が固定されている。抜け防止部材１９は、第２凹部２１内に配置され、第２凹部２１に対して固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方面を封止するパッケージと、
前記パッケージに形成され、その表面から前記基板の前記一方面まで掘り下がった第１凹部と、
前記パッケージに形成され、前記パッケージの表面から掘り下がり、一端が前記第１凹部の側面において開放され、他端が前記パッケージの側面において開放される溝と、
前記パッケージに形成され、前記パッケージの表面から掘り下がり、前記溝の途中部の側面において開放される第２凹部と、
前記第１凹部内に配置される光学素子と、
前記溝内に配置され、前記光学素子と光学的に接続される光ファイバと、
前記光ファイバの途中部に固定されており、前記第２凹部内に配置され、前記光ファイバが前記溝から抜けるのを防止するための抜け防止部材とを含む、光通信モジュール。
【請求項２】
前記第２凹部の底面側が窄まるように、前記第２凹部の側面が傾斜している、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記第２凹部は、前記溝の両側に形成され、それぞれ平面視四角形状をなし、
前記抜け防止部材は、直方体形状をなし、前記溝の両側の前記第２凹部に跨って配置され、
前記抜け防止部材の側面に、前記第２凹部の側面に当接して変形し、前記抜け防止部材を前記第２凹部に対して固定するための固定用突起が形成されている、請求項１または２に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記溝における前記第１凹部と前記第２凹部との間の部分内に配置され、前記光ファイバを前記溝の底面側から支持するファイバサポートをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記ファイバサポートの前記光ファイバとの接触面が、前記光ファイバの周面に沿った湾曲面である、請求項４に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記溝の開口幅が前記光ファイバの直径よりも大きく、前記溝の底面の幅が前記光ファイバの直径よりも小さく、前記溝の側面が傾斜している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
基板と、
前記基板の一方面を封止するパッケージと、
前記パッケージに形成され、その表面から前記基板の前記一方面まで掘り下がった凹部と、
前記パッケージに形成され、前記パッケージの表面から掘り下がり、一端が前記凹部の側面において開放され、他端が前記パッケージの側面において開放される溝と、
前記凹部内に配置される光学素子と、
前記溝内に配置され、前記光学素子と光学的に接続される光ファイバと、
前記溝内に配置され、前記光ファイバを前記溝の底面側から支持するファイバサポートとを含む、光通信モジュール。
【請求項８】
前記ファイバサポートの前記光ファイバとの接触面が、前記光ファイバの周面に沿った湾曲面である、請求項７に記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、インターネットを利用した動画配信の普及などに伴って、サーバやルータだけでなく、携帯電話機などにおいても、高速で大容量の信号伝送が要求されてきている。しかし、プリント配線板を用いた電気配線では、信号伝送速度が限界に近づいており、システム性能の向上が困難になってきている。
そのため、光インターコネクションが注目を集めている。光インターコネクションは、電気信号を光信号に変換し、光ファイバなどを用いて、高速かつ大容量の信号伝送を可能とする技術である。光インターコネクションでは、データの伝送の高速化を図ることができるだけでなく、電磁干渉（ノイズの発生）などの問題も解決することができる。
【０００３】
光インターコネクションに用いられる光通信モジュールでは、１つのパッケージ内に、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光レーザ）またはＰＤ（Photo Diode）などの光学素子とその制御のためのＩＣチップとが収容されている。光通信モジュールは、マザーボードなどに実装される。そして、光通信モジュールに、光信号伝送のための光ファイバが光学素子に対して位置合わせされながら接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７８５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、光ファイバの接続時に光学素子の位置がすでに固定されているため、光学素子と光ファイバとの相対位置の調整（位置合わせ）が困難である。
そこで、本発明の目的は、光学素子と光ファイバとの相対位置を容易に調整することができる、光通信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための請求項１記載の光通信モジュールは、基板と、前記基板の一方面を封止するパッケージと、前記パッケージに形成され、その表面から前記基板の前記一方面まで掘り下がった第１凹部と、前記パッケージに形成され、前記パッケージの表面から掘り下がり、一端が前記第１凹部の側面において開放され、他端が前記パッケージの側面において開放される溝と、前記パッケージに形成され、前記パッケージの表面から掘り下がり、前記溝の途中部の側面において開放される第２凹部と、前記第１凹部内に配置される光学素子と、前記溝内に配置され、前記光学素子と光学的に接続される光ファイバと、前記光ファイバの途中部に固定されており、前記第２凹部内に配置され、前記光ファイバが前記溝から抜けるのを防止するための抜け防止部材とを備えている。
【０００７】
この光通信モジュールでは、基板の一方面を封止するパッケージに、光学素子配置用の第１凹部が形成されている。また、パッケージに、光ファイバ配置用の溝が形成されている。第１凹部内に光学素子が配置され、溝内に光ファイバが配置されることにより、光学素子と光ファイバとの光学的な接続が達成される。
さらに、パッケージには、溝の途中部の側面において開放される第２凹部が形成されている。光ファイバの途中部には、抜け防止部材が固定されており、この抜け防止部材が第２凹部内に配置されることにより、光ファイバがパッケージに対してその軸方向（抜け方向）に固定される。その結果、光ファイバが溝から抜けるのを防止することができる。
【０００８】
そして、光学素子がパッケージに対して予め固定されている構成とは異なり、第１凹部内において光学素子の位置に自由度がある。そのため、光学素子に対して光ファイバを光学的に接続する際に、光ファイバをパッケージに対してその軸方向に固定（位置決め）した状態で、光学素子の絶対位置（パッケージに対する位置）を調整することにより、光学素子と光ファイバとの相対位置を容易に調整することができる。その結果、光学素子と光ファイバとの良好な光学的接続を達成することができる。
【０００９】
請求項２に記載のように、第２凹部の底面側が窄まるように、第２凹部の側面が傾斜していることが好ましい。これにより、抜け防止部材が第２凹部内に嵌め込まれる過程で、抜け防止部材が第２凹部の側面に当接し、抜け防止部材の位置が第２凹部の深さ方向およびそれと直交する面内において決まる。これにより、光ファイバをパッケージに対して位置決めすることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載のように、第２凹部は、溝の両側に形成され、それぞれ平面視四角形状をなし、抜け防止部材は、直方体形状をなし、溝の両側の第２凹部に跨って配置されていてもよい。抜け防止部材の側面には、抜け防止部材を第２凹部に対して固定するための固定用突起が形成されていることが好ましい。固定用突起が第２凹部の側面に当接して変形することにより、抜け防止部材が第２凹部に対して固定される。これにより、光ファイバをパッケージに対して強固に固定することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載のように、光通信モジュールは、溝における第１凹部と第２凹部との間の部分内に配置され、光ファイバを溝の底面側から支持するファイバサポートをさらに備えていることが好ましい。ファイバサポートにより、光ファイバの光学素子側の端部付近を支持することができる。これにより、光ファイバの光学素子側の端部の絶対位置に高精度を確保することができる。その結果、光学素子と光ファイバとの一層良好な光学的接続を達成することができる。
【００１２】
さらに、請求項５に記載のように、ファイバサポートの光ファイバとの接触面が、光ファイバの周面に沿った湾曲面であることが好ましい。これにより、光ファイバを安定して支持することができる。
また、請求項６に記載のように、溝の開口幅が光ファイバの直径よりも大きく、溝の底面の幅が光ファイバの直径よりも小さく、溝の側面が傾斜していることが好ましい。溝内に光ファイバが配置されるときに、光ファイバが溝内に所定深さまで入り込むと、光ファイバが溝の側面に当接し、その深さ位置で光ファイバが固定される。これにより、光ファイバのパッケージ上に配置される部分をその全長にわたって溝の深さ方向に固定することができる。
【００１３】
請求項７に記載の光通信モジュールは、基板と、前記基板の一方面を封止するパッケージと、前記パッケージに形成され、その表面から前記基板の前記一方面まで掘り下がった凹部と、前記パッケージに形成され、前記パッケージの表面から掘り下がり、一端が前記凹部の側面において開放され、他端が前記パッケージの側面において開放される溝と、前記凹部内に配置される光学素子と、前記溝内に配置され、前記光学素子と光学的に接続される光ファイバと、前記溝内に配置され、前記光ファイバを前記溝の底面側から支持するファイバサポートとを備えている。
【００１４】
この光通信モジュールでは、基板の一方面を封止するパッケージに、光学素子配置用の凹部が形成されている。また、パッケージに、光ファイバ配置用の溝が形成されている。凹部内に光学素子が配置され、溝内に光ファイバが配置されることにより、光学素子と光ファイバとの光学的な接続が達成される。
そして、溝内には、光ファイバを溝の底面側から支持するファイバサポートが配置されている。ファイバサポートにより、光ファイバを支持することができる。これにより、光ファイバを溝の深さ方向に精度よく位置決めすることができる。
【００１５】
光学素子がパッケージに対して予め固定されている構成とは異なり、凹部内において光学素子の位置に自由度がある。そのため、光学素子に対して光ファイバを光学的に接続する際に、光ファイバをパッケージに対して溝の深さ方向に位置決めした状態で、光学素子の絶対位置（パッケージに対する位置）を調整することにより、光学素子と光ファイバとの相対位置を容易に調整することができる。その結果、光学素子と光ファイバとの良好な光学的接続を達成することができる。
【００１６】
請求項７に記載のように、ファイバサポートの光ファイバとの接触面が、光ファイバの周面に沿った湾曲面であることが好ましい。これにより、光ファイバを安定して支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る光通信モジュールの模式的な平面図である。
【図２】図２は、光通信モジュールを図１に示す切断線II−IIで切断したときの模式的な断面図である。
【図３】図３は、光通信モジュールを図１に示す切断線III−IIIで切断したときの模式的な断面図である。
【図４】図４は、光通信モジュールを図１に示す切断線IV−IVで切断したときの模式的な断面図である。
【図５】図５は、光通信モジュールを図１に示す切断線Ｖ−Ｖで切断したときの模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光通信モジュールの模式的な平面図である。図２は、光通信モジュールを図１に示す切断線II−IIで切断したときの模式的な断面図である。図３は、光通信モジュールを図１に示す切断線III−IIIで切断したときの模式的な断面図である。図４は、光通信モジュールを図１に示す切断線IV−IVで切断したときの模式的な断面図である。図５は、光通信モジュールを図１に示す切断線Ｖ−Ｖで切断したときの模式的な断面図である。
【００１９】
光通信モジュール１は、長方形板状のガラスエポキシ基板２を備えている。
ガラスエポキシ基板２の表面上には、配線パターン３が形成されている。配線パターン３は、たとえば、銅からなる。配線パターン３には、アイランド４、複数のリード５および複数の外部端子６などが含まれる。
アイランド４は、ガラスエポキシ基板２の長手方向の中央よりもやや一方側（図１における左側）に片寄った位置に配置されている。リード５は、アイランド４の周囲に配置されている。外部端子６は、ガラスエポキシ基板２の長手方向の一方側端部に配置されている。
【００２０】
アイランド４上には、後述する光学素子１６の制御のためのＩＣチップ７がダイボンディングされている。ＩＣチップ７の表面には、複数のパッド８が形成されている。各パッド８は、ボンディングワイヤ９を介して、リード５および外部端子６などと電気的に接続されている。図１では、パッド８と２つのリード５との接続状態のみが示されている。この２つのリード５は、アイランド４に対して他方側（外部端子６が配置される側と反対側。図１における右側）に配置されている。
【００２１】
また、ガラスエポキシ基板２上には、ソルダレジスト１０が形成されている（図２〜４参照）。ソルダレジスト１０は、ガラスエポキシ基板２の表面を被覆している。アイランド４、リード５の一部および外部端子６などは、ＩＣチップ７やボンディングワイヤ９との接続のために、ソルダレジスト１０から選択的に露出している。
そして、ガラスエポキシ基板２の表面は、外部端子６が配置された一方側端部を除いて、樹脂パッケージ１１によりＩＣチップ７とともに封止されている。
【００２２】
樹脂パッケージ１１には、ＩＣチップ７を被覆する部分に対する他方側に、平面視四角形状の第１凹部１２が形成されている。第１凹部１２は、樹脂パッケージ１１の表面からガラスエポキシ基板２の表面まで掘り下がっており、第１凹部１２内において、ガラスエポキシ基板２の表面が露出している。パッド８と接続された２つのリード５の一部は、第１凹部１２内において、後述する光学素子１６との電気接続のための端子１３として露出している。
【００２３】
また、樹脂パッケージ１１には、第１凹部１２に対する他方側に、ガラスエポキシ基板２の長手方向に延びる中心線に沿って、溝１４が形成されている。溝１４の一端は、第１凹部１２の側面において開放され、その他端は、樹脂パッケージ１１の他方側端面において開放されている。溝１４は、樹脂パッケージ１１の表面からガラスエポキシ基板２の表面まで掘り下がり、断面略Ｖ字状をなしている。具体的には、溝１４の樹脂パッケージ１１の表面における開口幅は、後述する光ファイバ１８の直径よりも大きい。また、溝１４の底面（ガラスエポキシ基板２の溝１４内において露出する部分）の幅は、光ファイバ１８の直径よりも小さい。そして、図２，３に示すように、溝１４の側面１５は、樹脂パッケージ１１の内側に向かって傾斜している。側面１５の底面に対する傾斜角度は、たとえば、４５〜９０°である。
【００２４】
第１凹部１２内には、光学素子１６が配置される。光学素子１６は、その光軸が溝１４内を延び、ガラスエポキシ基板２の表面と平行をなすように横向きに配置されている。光学素子１６の側面（第１凹部１２内に配置された状態でガラスエポキシ基板２と対向する面）には、２つの端子（図示せず）が設けられている。各端子は、ガラスエポキシ基板２上の端子１３と導電ペースト（たとえば、銀ペースト）を介して接合される。
【００２５】
光学素子１６は、発光素子であっても、受光素子であってもよい。光学素子１６が発光素子である場合、光学素子１６として、たとえば、ＶＣＳＥＬなどの面発光レーザやＰＤを用いることができる。光学素子１６が受光素子である場合、光学素子１６として、たとえば、ＰＤを用いることができる。そして、光学素子１６が受光素子である場合、光学素子１６の光受光面には、図１に示すように、集光度を上げるための半球状のレンズ１７が形成される。
【００２６】
溝１４内には、光ファイバ１８の一端が配置される。光ファイバ１８の途中部には、樹脂製の抜け防止部材１９が固定されている。抜け防止部材１９は、直方体形状をなし、光ファイバ１８は、抜け防止部材１９における光ファイバ１８の軸方向の両側面の中央部を貫通している。当該両側面には、光ファイバ１８の両側に、半円柱状の固定用突起２０が抜け防止部材１９の厚さ方向に延びる突条として形成されている。
【００２７】
抜け防止部材１９は、たとえば、金型に光ファイバ１８をセットし、その金型に抜け防止部材１９の材料である樹脂を注入することにより形成することができる。
そして、樹脂パッケージ１１には、抜け防止部材１９に対応して、溝１４の途中部の両側に、平面視四角形状の第２凹部２１が形成されている。各第２凹部２１は、樹脂パッケージ１１の表面からガラスエポキシ基板２の表面まで掘り下がり、溝１４の側面１５において開放されている。また、図４，５に示すように、各第２凹部２１の側面２２は、第２凹部の底面側が窄まるように傾斜している。側面２２の底面に対する傾斜角度は、たとえば、４５〜９０°である。
【００２８】
抜け防止部材１９は、溝１４の両側の２つの第２凹部２１に跨って、溝１４および第２凹部２１からなる空間内に配置される。第２凹部２１の側面２２が傾斜しているので、第２凹部２１内に抜け防止部材１９が嵌め込まれる過程で、抜け防止部材１９の各固定用突起２０が第２凹部２１の側面２２に当接し、抜け防止部材１９の位置が第２凹部２１の深さ方向およびそれと直交する面内において決まる。これにより、樹脂パッケージ１１に対する光ファイバ１８の位置決めが達成される。そして、固定用突起２０が側面２２に当接した後、抜け防止部材１９が第２凹部２１内にさらに押し込まれることにより、抜け防止部材１９の各固定用突起２０は、図５に示すように、第２凹部２１の側面２２に当接して弾性変形する。これにより、抜け防止部材１９が第２凹部２１に対して強固に固定される。
【００２９】
抜け防止部材１９が第２凹部２１内に配置された状態で、光ファイバ１８が溝１４内に配置される。そして、光ファイバ１８の光学素子１６側の端部が第１凹部１２内に配置され、その端面が光学素子１６の光出射面または光受光面と対向する。これにより、光ファイバ１８は、光学素子１６と光学的に接続される。
そして、溝１４における第１凹部１２と第２凹部２１との間の部分には、その底部に、樹脂製のファイバサポート２３が配置されている。ファイバサポート２３は、溝１４の各側面１５に接する側面および光ファイバ１８の周面に沿った湾曲面２４を有するブロック状に形成されている。ファイバサポート２３の湾曲面２４により、光ファイバ１８の光学素子１６側の端部付近が溝１４の底面側から支持されている。
【００３０】
ファイバサポート２３は、樹脂パッケージ１１の成型時に同時に成型され、樹脂パッケージ１１と一体的に形成されていてもよい。また、樹脂パッケージ１１と同一または異なる材料を用いて、樹脂パッケージ１１と別体に形成され、樹脂パッケージ１１の形成後に溝１４内に配置されてもよい。
以上のように、光通信モジュール１では、ガラスエポキシ基板２の一方面を封止する樹脂パッケージ１１に、光学素子配置用の第１凹部１２が形成されている。また、樹脂パッケージ１１に、光ファイバ配置用の溝１４が形成されている。第１凹部１２内に光学素子１６が配置され、溝１４内に光ファイバ１８が配置されることにより、光学素子１６と光ファイバ１８との光学的な接続が達成される。
【００３１】
そして、樹脂パッケージ１１には、溝１４の途中部の側面１５において開放される第２凹部２１が形成されている。光ファイバ１８の途中部には、抜け防止部材１９が固定されている。抜け防止部材１９は、第２凹部２１内に配置され、第２凹部２１に対して固定される。これにより、光ファイバ１８が樹脂パッケージ１１に対してその軸方向（抜け方向）に固定される。その結果、光ファイバ１８が溝１４から抜けるのを防止することができる。
【００３２】
光学素子１６が樹脂パッケージ１１に対して予め固定されている構成とは異なり、第１凹部１２内において光学素子１６の位置に自由度がある。そのため、光学素子１６に対して光ファイバ１８を光学的に接続する際に、光ファイバ１８を樹脂パッケージ１１に対してその軸方向に固定（位置決め）した状態で、光学素子１６の絶対位置（樹脂パッケージ１１に対する位置）を調整することにより、光学素子１６と光ファイバ１８との相対位置を容易に調整することができる。その結果、光学素子１６と光ファイバ１８との良好な光学的接続を達成することができる。
【００３３】
また、光ファイバ１８が溝１４内に配置された状態で、ファイバサポート２３により、光ファイバ１８の光学素子１６側の端部付近が支持される。これにより、光ファイバ１８の光学素子１６側の端部を高精度に位置決めすることができる。その結果、光学素子１６と光ファイバ１８との一層良好な光学的接続を達成することができる。
さらに、ファイバサポート２３の光ファイバ１８との接触面が、光ファイバ１８の周面に沿った湾曲面２４となっている。よって、光ファイバ１８の光学素子１６側の端部付近を安定して支持することができる。
【００３４】
また、溝１４の開口幅は、光ファイバ１８の直径よりも大きく、溝１４の底面の幅は、光ファイバ１８の直径よりも小さい。そして、溝１４の側面１５は、樹脂パッケージ１１の内側に向かって傾斜している。そのため、光ファイバ１８における抜け防止部材１９に対して光学素子１６側と反対側の部分は、溝１４内に所定深さまで入り込むと、光ファイバ１８が溝１４の側面１５に当接し、その深さ位置で固定される。これにより、光ファイバ１８の樹脂パッケージ１１上に配置される部分をその全長にわたって溝１４の深さ方向に固定することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。
たとえば、第２凹部２１は、溝１４の一方側にのみ形成されていてもよい。
また、溝１４における第２凹部２１に対して第１凹部１２側と反対側の部分にも、ファイバサポート２３が設けられてもよい。
【００３６】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１    光通信モジュール
２    ガラスエポキシ基板（基板）
１１  樹脂パッケージ（パッケージ）
１２  第１凹部（凹部）
１４  溝
１５  側面
１６  光学素子
１７  レンズ
１８  光ファイバ
１９  抜け防止部材
２０  固定用突起
２１  第２凹部
２２  側面
２３  ファイバサポート
２４  湾曲面
【図１】
2011137863.tif 000003
【図２】
2011137863.tif 000004
【図３】
2011137863.tif 000005
【図４】
2011137863.tif 000006
【図５】
2011137863.tif 000007