(57)【要約】【課題】低コスト化が可能となる光モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】光ファイバ（２）を挿脱可能に構成される光モジュール（１）であって、光ファイバ（２）が挿入されるべき孔（１１）を有する基板（１０）と、孔（１１）と対向する位置に開口部（２０）が設けられたベース材（１４）、当該ベース材（１４）の少なくとも一方面に設けられた配線膜（１５）、開口部（２０）に配線膜（１５）の一部を露出させるようにして設けられた接続部（２１）を含み、基板（１０）の一方面側に配置されるフレキシブルプリント基板（１３）と、フレキシブルプリント基板（１３）の開口部（２０）内に配置されると共に接続部（２１）と接続され、光ファイバ（２）との間で光信号の送信又は受信を行う光素子（１２）と、を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを挿脱可能に構成される光モジュールであって、
前記光ファイバが挿入されるべき孔を有する基板と、
前記孔と対向する位置に開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部に前記配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含み、前記基板の一方面側に配置されるフレキシブルプリント基板と、
前記フレキシブルプリント基板の前記開口部内に配置されると共に前記接続部と接続され、前記光ファイバとの間で光信号の送信又は受信を行う光素子と、
を含む光モジュール。
【請求項２】
前記孔と前記光素子との相互間に介在し、前記光信号の散乱を抑制する整合材を更に含む、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光素子を密封する封止材を更に含む、請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記封止材と前記整合材を同一材料によって構成する、請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記フレキシブルプリント基板はマイクロストリップラインを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項６】
素子配置用の孔を有する基板と、
前記孔と対向する位置に開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部に前記配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含み、前記基板の一方面側に配置されるフレキシブルプリント基板と、
前記孔の内側であって前記フレキシブルプリント基板の前記開口部内に配置されると共に前記接続部と接続され、前記フレキシブルプリント基板を介して光信号の送信又は受信を行う光素子と、
を含む、光モジュール。
【請求項７】
透光性の基板と、
開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部に前記配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含み、前記基板の一方面側に配置されるフレキシブルプリント基板と、
前記フレキシブルプリント基板の前記開口部内に配置されると共に前記接続部と接続され、前記フレキシブルプリント基板及び前記基板を介して光信号の送信又は受信を行う光素子と、
を含む、光モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光モジュールを備える光通信装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光モジュールを備える電子機器。
【請求項１０】
光ファイバを挿脱可能に構成される光モジュールの製造方法であって、
基板に前記光ファイバが挿入されるべき孔を形成する工程と、
開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部に前記配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含んでなるフレキシブルプリント基板を、前記基板の一方面側に前記開口部が前記孔と対向するようにして取り付ける工程と、
前記光ファイバとの間で光信号の送信又は受信を行う光素子を、前記フレキシブルプリント基板の前記開口部内に配置し、前記接続部と接続する工程と、
を含む、光モジュールの製造方法。
【請求項１１】
光ファイバを挿脱可能に構成される光モジュールの製造方法であって、
基板に前記光ファイバが挿入されるべき孔を複数形成する工程と、
複数の開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部のそれぞれに前記配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含むフレキシブルプリント基板を、前記基板の一方面側に前記開口部のそれぞれが前記孔のそれぞれと対向するようにして取り付ける工程と、
前記光ファイバとの間で光信号の送信又は受信を行う光素子を、前記フレキシブルプリント基板の前記開口部のそれぞれに配置し、前記接続部と接続する工程と、
前記基板を前記孔のそれぞれに対応する所定領域ごとに分割する工程と、
を含む、光モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記孔と前記光素子との相互間に、前記光信号の散乱を抑制する整合材を形成する工程を更に含む、請求項１０又は１１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記光素子を覆うように封止材を形成する封止材形成工程を更に含む、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１４】
基板に素子配置用の孔を形成する工程と、
開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部に前記配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含むフレキシブルプリント基板を、前記基板の一方面側に前記開口部が前記孔と対向するようにして取り付ける工程と、
光信号の送信又は受信を行う光素子を、前記孔の内側であって前記フレキシブルプリント基板側の前記開口部内に、当該フレキシブルプリント基板に発光面又は受光面を向けて配置し、前記接続部と接続する工程と、
を含む、光モジュールの製造方法。
【請求項１５】
透光性の基板を用意する工程と、
開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部に前記配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含むフレキシブルプリント基板を、前記基板の一方面側に取り付ける工程と、
光信号の送信又は受信を行う光素子を、前記フレキシブルプリント基板の前記開口部内に、当該フレキシブルプリント基板側に発光面又は受光面を向けて配置し、前記接続部と接続する工程と、
を含む、光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに用いて好適な光モジュールとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいては、電気信号を光信号に変換する発光素子と光信号を電気信号に変換する受光素子相互間を光ファイバで接続する構成が基本となる。このような発光素子や受光素子などの光素子と光ファイバを着脱可能とするために、光素子と光ファィバとを光学的に接続するための光モジュールが用いられている。このような光モジュールは、例えば、特開２０００−３４９３０７号公報（特許文献１）などの文献に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４９３０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した光モジュールでは、光素子と光ファイバの間に基板を介在させる構造としているので、光素子と光ファイバの相互間が少なくとも基板の厚みの分だけ離れてしまう。このため、光素子と光ファイバとの間の光結合損失（カップリングロス）が生じやすく、また位置合わせ（アライメント）に高い精度が要求される。また、基板上に導電膜を形成してこれをパターニングすることによって、光素子に対する信号伝送を担う配線膜を設けているが、このような立体形状に対する導電体のパターニングはそれほど簡単なプロセスではなく、一般的に製造コストが高い。
【０００５】
そこで、本発明は、光結合効率を高めることが可能となる光モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、低コスト化が可能となる光モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の光モジュールは、光ファイバを挿脱可能に構成される光モジュールであって、光ファイバが挿入されるべき孔を有する基板と、孔と対向する位置に開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、開口部に配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含み、基板の一方面側に配置されるフレキシブルプリント基板と、このフレキシブルプリント基板の開口部内に配置されると共に接続部と接続され、光ファイバとの間で光信号の送信又は受信を行う光素子と、を含んで構成される。
【０００８】
配線膜を有するフレキシブルプリント基板を用いていることにより、基板上に配線膜をパターニングする必要がなく、製造コストを削減し、光モジュールの低コスト化を図ることが可能となる。また、フレキシブルプリント基板に設けられた開口部に露出させた接続部（いわゆるフライングリード）に光素子を配置しているので、光ファイバと光素子との相互間距離を短くし、光結合効率（カップリング効率）を高めることが可能となる。このように光結合効率が高くなると、アライメントマージンが広がるため都合がよい。
【０００９】
また、基板に設けられる上記孔と光素子との相互間に介在し、光信号の散乱を抑制する整合材（アンダーフィル材）を更に含むことが好ましい。これにより界面反射が抑制され、光結合効率が更に向上する。
【００１０】
また、光素子を密封する封止材を更に含むことが好ましい。これにより、光素子の密封性、保護性を高めることができる。
【００１１】
また、上述した封止材と整合材は、同一材料によって構成することが好ましい。これにより、整合材と封止材との密着性が向上する。また、整合材と封止材とを一括形成して製造プロセスの簡略化を図ることも可能となる。
【００１２】
また、フレキシブルプリント基板はマイクロストリップラインを含むものを用いることが好ましい。これにより、高周波域での伝送ロスを低減することが可能となり、光素子の高速駆動に適した光モジュールの提供が可能となる。
【００１３】
また、フレキシブルプリント基板上に、光素子と共に電気回路を構成する電子部品を更に備えることも好ましい。ここで「電子部品」とは、例えば、光素子としての発光素子を駆動するドライバ、光素子としての受光素子の出力信号を増幅するアンプ、その他各種の回路チップ、或いは抵抗、コンデンサ等の受動素子、その他各種の能動素子、受動素子などをいう。このように、光素子の動作に関わる各種の電子部品を備えることにより、外付けの駆動回路等を省略し又は簡略化することが可能となる。また、ドライバ等の回路チップと光素子との間の配線長が短くなるため、信号遅延や雑音の混入などの不都合を回避しやすくなる効果も期待できる。
【００１４】
本発明の第２の態様の光モジュールは、素子配置用の孔を有する基板と、当該孔と対向する位置に開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、開口部に配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含み、基板の一方面側に配置されるフレキシブルプリント基板と、素子配置用の孔の内側であってフレキシブルプリント基板の開口部内に配置されると共に接続部と接続され、フレキシブルプリント基板を介して光信号の送信又は受信を行う光素子と、を含んで構成される。
【００１５】
かかる構成によっても、製造コストを削減して光モジュールの低コスト化を図ることが可能となると共に、光ファイバと光素子との相互間距離を短くし、光結合効率（カップリング効率）を高めることが可能となる。また、素子配置用の孔によって確保される空間に光素子を配置し、当該孔を覆うようにして配置されるフレキシブルプリント基板によって光素子を支持する構造を採用することにより、光モジュールの更なる小型化を図ることが可能となる。
【００１６】
上記第２の態様の光モジュールは、フレキシブルプリント基板の他方面側（基板と反対側）に、光素子に対する光信号の送受を担う光導波路を設けることも好適である。ここで「光導波路」とは、光信号を所望の方向に伝送し得るものであればその構造に限定はないが、例えば、光ファイバ等と同様に屈折率の異なる２つの媒体を用いたコア／クラッド構造を有するものや、フォトニック結晶を利用したものなどが考えられる。また、光導波路は、その延在方向が基板の一方面と略平行となるように配置されるもの（平面型光導波路）を採用することが好ましい。
【００１７】
なお、第２の態様の光モジュールの更なる好適な条件については、基本的に上述した第１の態様の光モジュールの場合と同様である。ここでは詳細な説明は省略するが、整合材、封止材、電子部品等について同様な条件を採用し得る。
【００１８】
本発明の第３の態様の光モジュールは、透光性の基板と、開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、開口部に配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含み、基板の一方面側に配置されるフレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリント基板の開口部内に配置されると共に接続部と接続され、フレキシブルプリント基板及び基板を介して光信号の送信又は受信を行う光素子と、を含んで構成される。
【００１９】
かかる構成によっても、製造コストを削減して光モジュールの低コスト化を図ることが可能となると共に、光ファイバと光素子との相互間距離を短くし、光結合効率（カップリング効率）を高めることが可能となる。
【００２０】
上記第３の態様の光モジュールは、透光性の基板の他方面側に、光素子に対する光信号の送受を担う光導波路を設けることも好適である。また、光ファイバを支持するスリーブ等を設けることも好適である。また、第３の態様の光モジュールの更なる好適な条件についても、基本的に上述した第１の態様の光モジュールの場合と同様である。ここでは詳細な説明は省略するが、整合材、封止材、電子部品等について同様な条件を採用し得る。
【００２１】
また、本発明は、上述した光モジュールを備える光通信装置（光トランシーバ）でもある。このような本発明にかかる光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータやいわゆるＰＤＡ（携帯型情報端末装置）など、光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種の電子機器に用いることが可能である。なお、本明細書において「光通信装置」とは、光信号の送信にかかる構成（発光素子等）と光信号の受信にかかる構成（受光素子等）の両方を含む装置のみならず、送信にかかる構成のみを備える装置（いわゆる光送信モジュール）や受信にかかる構成のみを備える装置（いわゆる光受信モジュール）を含む。
【００２２】
また、本発明は、上述した光モジュールを備える電子機器でもある。より詳細には、本発明の電子機器は、上述した光モジュールそのものを備える場合の他に、当該光モジュールを含んでなる上述した光通信装置を備える場合も含む。ここで本明細書において「電子機器」とは、電子回路等を用いて一定の機能を実現する機器一般をいい、その構成には特に限定がないが、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（携帯型情報端末）、電子手帳など各種機器が挙げられる。
【００２３】
本発明は、光ファイバを挿脱可能に構成される光モジュールの製造方法であって、基板に光ファイバが挿入されるべき孔を形成する工程と、開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、前記開口部に配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含んでなるフレキシブルプリント基板を、基板の一方面側に開口部が孔と対向するようにして取り付ける工程と、光ファイバとの間で光信号の送信又は受信を行う光素子を、フレキシブルプリント基板の開口部内に配置し、接続部と接続する工程と、を含む。
【００２４】
かかる製造方法により、上述した本発明の第１の態様の光モジュールを製造し得る。なお、フレキシブルプリント基板としては、マイクロストリップラインを含むものを用いると更に好適である。
【００２５】
また、一の基板上の複数の箇所で並行して上記製造方法を実行することにより、多数の光モジュールを一括形成することも可能である。具体的には、本発明の光モジュールの製造方法は、光ファイバを挿脱可能に構成される光モジュールの製造方法であって、基板に光ファイバが挿入されるべき孔を複数形成する工程と、複数の開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、開口部のそれぞれに配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含むフレキシブルプリント基板を、基板の一方面側に開口部のそれぞれが孔のそれぞれと対向するようにして取り付ける工程と、光ファイバとの間で光信号の送信又は受信を行う光素子を、フレキシブルプリント基板の開口部のそれぞれに配置し、接続部と接続する工程と、基板を孔のそれぞれに対応する所定領域ごとに分割する工程と、を含む。
【００２６】
かかる製造方法により、上述した本発明の第１の態様の光モジュールを製造し得る。また、光モジュールの組立工程の殆どを一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光モジュールを大量に製造することが可能となる。
【００２７】
また、上記基板に設けられる孔と光素子との相互間に、光信号の散乱を抑制する整合材を形成する工程を更に含むことが好ましい。
【００２８】
また、光素子を覆うように封止材を形成する封止材形成工程を更に含むことが好ましい。
【００２９】
また、光素子と共に電気回路を構成する電子部品を光素子のそれぞれに対応して、フレキシブルプリント基板上に形成する工程を含むことも好ましい。
【００３０】
また、本発明の光モジュールの製造方法は、基板に素子配置用の孔を形成する工程と、開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、開口部に配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含むフレキシブルプリント基板を、基板の一方面側に開口部が孔と対向するようにして取り付ける工程と、光信号の送信又は受信を行う光素子を、孔の内側であってフレキシブルプリント基板側の開口部内に、当該フレキシブルプリント基板に発光面又は受光面を向けて配置し、接続部と接続する工程と、を含む。
【００３１】
かかる製造方法により、上述した本発明の第２の態様の光モジュールを製造し得る。なお、フレキシブルプリント基板としては、マイクロストリップラインを含むものを用いると更に好適である。また、一の基板上の複数の箇所で並行して上記製造方法を実行し、その後分割することにより、多数の光モジュールを一括形成することも可能である。更に、整合材、封止材或いは電子部品を形成する工程を含むことも好ましい。これらの場合の詳細については上述した通りである。
【００３２】
また、本発明の光モジュールの製造方法は、透光性の基板を用意する工程と、開口部が設けられたベース材、当該ベース材の少なくとも一方面に設けられた配線膜、開口部に配線膜の一部を露出させるようにして設けられた接続部を含むフレキシブルプリント基板を、基板の一方面側に取り付ける工程と、光信号の送信又は受信を行う光素子を、フレキシブルプリント基板の開口部内に、当該フレキシブルプリント基板側に発光面又は受光面を向けて配置し、接続部と接続する工程と、を含む。
【００３３】
かかる製造方法により、上述した本発明の第３の態様の光モジュールを製造し得る。なお、フレキシブルプリント基板としては、マイクロストリップラインを含むものを用いると更に好適である。また、一の基板上の複数の箇所で並行して上記製造方法を実行し、その後分割することにより、多数の光モジュールを一括形成することも可能である。更に、整合材、封止材或いは電子部品を形成する工程を含むことも好ましい。これらの場合の詳細については上述した通りである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光モジュールの構成を説明する図である。同図では、本実施形態にかかる光モジュールの断面図が示されている。図１に示す光モジュール１は、基板１０、光素子１２、フレキシブルプリント基板１３、アンダーフィル材１７、封止材１８を含んで構成される。この光モジュール１は、図示のように、基板１０に設けられる孔１１に光ファイバ２を着脱可能に構成されている。
【００３６】
基板１０は、光モジュール１を構成する各要素を支持するものであり、上記光ファイバ２が挿入されるべき孔１１を備えている。この基板１０は、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電性材料や、ガラス、樹脂、セラミックス等の非導電性材料など種々のものを用いて構成することができる。例えば本実施形態では、セラミックスを用いて基板１０を構成する。
【００３７】
光素子１２は、孔１１の上側であって、フレキシブルプリント基板１３に設けられた開口部２０の内側に配置されており、当該フレキシブルプリント基板１３を介して、光ファイバ２へ向けて光信号を送信（発光）し、又は光ファイバ２から出射される光信号を受信（受光）する。例えば、光モジュール１が情報送信側に用いられる場合には光素子１２としてＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）などの発光素子が用いられる。また、光モジュール１が情報受信側に用いられる場合には光素子１２として受光素子が用いられる。
【００３８】
フレキシブルプリント基板１３は、孔１１と対向する位置に開口部２０が設けられたベース材１４と、当該ベース材１４の一方面（基板１０側）に設けられた第１配線膜１５と、ベース材１４の他方面に設けられた第２配線膜１６と、を含んで構成されており、基板１０の一方面（上面）側に配置される。更に、フレキシブルプリント基板１３は、図示のように、開口部２０に第１配線膜１５の一部を露出させるようにして設けられた接続部２１を含む。当該接続部２１において、第１配線膜１５と光素子１２との電気的接続が図られる。このような接続部２１は一般に「フライングリード」と称される。
【００３９】
ベース材１４は、フレキシブルプリント基板１３の基台（ベース）となるものであり、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂等の樹脂膜が用いられる。可撓性を有し、取扱いが容易であるという点からはポリイミド膜が好適に用いられる。
【００４０】
第１配線膜１５は、接続部２１において接続される光素子１２と図示しない回路チップ等の電子部品との間の信号伝送を担うものであり、ベース材１４の一方面に設けられている。この第１配線膜１５は、例えば銅などの導電体を用いて所定の形状（配線パターン）に形成されている。
【００４１】
第２配線膜１６は、光素子１２と図示しない回路チップ等の電子部品との間の信号伝送を担うものであり、例えば銅などの導電体を用いてベース材１４の他方面上に所定の形状（配線パターン）に形成されている。
【００４２】
なお、光素子１２の高速動作に対応するためには、ベース材１４、第１配線膜１５及び第２配線膜１６を含んで、高周波信号の伝送に適したマイクロストリップラインを構成することが好ましい。その場合の詳細については後述する。
【００４３】
アンダーフィル材（整合材）１７は、光素子１２と孔１１との相互間に介在し、当該部位における光信号の反射、散乱を抑制し、光損失を低減する役割を担うものである。これにより不要な反射が抑制されて光結合効率が向上する。本実施形態におけるアンダーフィル材１７は、孔１１に嵌合されるべき光ファイバ２のコアと屈折率の近い（より好ましくは略等しい）ものが用いられる。製造プロセス上は、熱硬化性又は光硬化性のエポキシ樹脂など、充填後の後処理によって硬化するものを用いてアンダーフィル材１７を形成することが好ましい。
【００４４】
封止材１８は、光素子１２を保護するためのものであり、光素子１２の全体を密封するようにしてフレキシブルプリント基板１３上に配置されている。図示の例では、フレキシブルプリント基板１３の略全面を覆うように封止材１８が設けられているが、必ずしもこのような形態である必要はなく、少なくとも光素子１２が封止されるように部分的に設けられてもよい。この封止材（ポッティング材）１８は、熱硬化性又は光硬化性のエポキシ樹脂など、充填後の後処理によって硬化する樹脂を用いて形成することが好ましい。また、封止材１８は、上述したアンダーフィル材１７と同一の材料によって形成することも好適である。これにより、アンダーフィル材１７と封止材１８との密着性が向上する。また、この場合には、アンダーフィル材１７と封止材１８とを一括形成することも可能となる。
【００４５】
次に、ベース材１４、第１配線膜１５及び第２配線膜１６を含んでマイクロストリップラインを構成する場合について詳細に説明する。このようにしてマイクロストリップラインを構成する場合に、その特性インピーダンスは以下の計算式に基づいて所望の値に設定することができる。すなわち、マイクロストリップラインの特性インピーダンスＺ０（Ω）は、伝送路（第１配線膜１５）の線幅をＢ、線厚みをＣ、伝送路とグラウンド（接地電位用の第２配線膜１６）との間隔をＨ、誘電体層（ベース材１４）の比誘電率をεｒとすると、以下の計算式によって求められる。
【００４６】
Ｚ０＝（８７／（εｒ＋１．４１）１／２）×ｌｎ（５．９８Ｈ／（０．８Ｂ＋Ｃ））
ここで、光素子１２の入出力インピーダンスが５０Ωの場合には、マイクロストリップラインの特性インピーダンスを５０Ωとすることにより、インピーダンス整合を図って信号減衰を防ぐことが可能となる。例えば、ベース材１４として、比誘電率εｒ＝３．４のポリイミド膜を用い、Ｂ＝０．０９ｍｍ、Ｈ＝０．０５ｍｍ、Ｃ＝０．０１２ｍｍとすることにより、マイクロストリップラインの特性インピーダンスＺ０を約５０Ωとすることができる。ベース材１４の厚さは０．０５ｍｍとなるが、これより薄いと導体幅が狭くなり、直流抵抗分が増加したり線幅のばらつきによるインピーダンス値の変動が大きくなる場合がある。
【００４７】
本実施形態の光モジュール１はこのような構成を有しており、次にその製造方法について説明する。
【００４８】
図２は、本実施形態の光モジュールの製造方法を説明する図である。本実施形態では、１つの母基板上に多数の光モジュール１を一括形成し、その後に分割することによって各光モジュール１を得る。以下、その詳細について説明する。
【００４９】
まず、図２（ａ）に示すように、各光モジュール１の基板１０の母材となるべき母基板１００を用意する。そして、各光モジュール１の形成領域のそれぞれに対応して、母基板１００に光ファイバ２が挿入されるべき孔１１を複数形成する。このとき、孔１１は、光ファイバ２にフェルールが取り付けられる場合には当該フェルールの径に対応する大きさ（孔径）に形成される。
【００５０】
次に、図２（ｂ）に示すように、孔１１のそれぞれに治具としてのピン（支持部材）１０１を挿入する。このピン１０１は、後の工程における光素子１２の実装時に接続部２１を裏面側から補助する役割を担うものであり、その材質は問わないが金属等が好適に用いられる。また、本実施形態では、ピン１０１の一端の面と母基板１００の一方面とを同時に研磨して平坦な平面を確保する。なお、ピン１０１の一端の面（母基板１００の一方面側に露出する側の面）を略平坦としておき、当該平坦面を母基板１００の一方面と略面一となるように位置調整して挿入するようにしてもよい。また、図示のように本実施形態では、ピン１０１の他端を母基板１００から突出させて当該突出部分を樹脂１０２によって固定している。ピン１０１を孔１１に圧入する場合など、ピン１０１の固定強度が必要十分に確保される場合には、樹脂１０２を用いなくてもよい。
【００５１】
次に、図２（ｃ）に示すようにフレキシブルプリント基板１３の開口部２０のそれぞれを母基板１００の孔１１のそれぞれと位置合わせした後に、図２（ｄ）に示すように、当該フレキシブルプリント基板１３を母基板１００上に取り付ける。当該取り付けは、例えば、エポキシ系接着剤を用いて行われる。本実施形態では、フレキシブルプリント基板１３としてマイクロストリップラインを含むものを用いる。
【００５２】
次に、図２（ｅ）に示すように、複数の光素子１２のそれぞれを、フレキシブルプリント基板１３の開口部２０のそれぞれに配置し、接続部２１と接続する。このとき、各光素子１２は、それぞれの発光面を孔１１の側に向けて接続部２１上に実装される。本工程では、例えばフリップチップボンディングにより光素子１２と接続部２１とを接続する。このとき、フリップチップボンディングに必要なハンダバンプは、光素子１２側あるいは接続部２１側のいずれに形成してもよいが、接続部２１側に形成した方が光素子１２のハンドリング（組立用ロボット等による吸着などの作業）が容易となる。
【００５３】
本工程では、ベース材１４の開口部２０が光素子１２よりも大面積に開口されているため、光素子１２は当該開口部２０の内側に挿入される状態となる。また本工程では、上述したピン１０１によって接続部２１が下側から支持されるので、光素子１２を実装する際に接続部２１が変形し、或いは破損することを回避しつつ、光素子１２を容易かつ確実に載置することが可能となる。なお、本工程においては、必要に応じて他の電子部品（例えば光素子１２を駆動するドライバ等）をフレキシブルプリント基板１３上に実装してもよい。
【００５４】
次に、図２（ｅ）に示すように、光素子１２と孔１１との間に光損失を低減するためのアンダーフィル材１７を充填する。本工程は、例えば透明なエポキシ樹脂からなるアンダーフィル材１７を光素子１２（より詳細には光素子１２の発光面）と孔１１との間に浸透させ、熱硬化させることにより行う。
【００５５】
次に、図２（ｆ）に示すように、光素子１２の全体を密封するようにして封止材１８を形成する。封止材１８としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂を用いることができる。この封止材１８と上述したアンダーフィル材１７と同一の材料によって一括して形成してもよく、この場合には製造プロセスが簡略化される。なお、上述したように、封止材１８は各光素子１２の近傍のみに選択的に形成するようにしてもよい。本実施形態のように、封止材１８を母基板１００の一方面側の略全面に一括形成した場合には製造プロセスがより簡略化されるため好ましい。
【００５６】
次に、図２（ｇ）に示すように、複数の光モジュール１のそれぞれに対応する所定領域ごとに母基板１００等を分割する。本工程における分割は、ダイシングやレーザ切断等の方法によって行うことができる。その後、ピン１０１及び樹脂１０２を取り外すことにより複数の光モジュール１を得る。
【００５７】
このように、本実施形態の光モジュール１は、配線膜１５、１６を有するフレキシブルプリント基板１３を用いていることにより、基板１０上に配線膜をパターニングする必要がなく、製造コストを削減し、光モジュールの低コスト化を図ることが可能となる。また、フレキシブルプリント基板１３に設けられた開口部２０に露出させた接続部２１（いわゆるフライングリード）に光素子１２を配置しているので、光ファイバ２と光素子１２との相互間距離を短くし、光結合効率（カップリング効率）を高めることが可能となる。このように光結合効率が高くなると、アライメントマージンが広がるため都合がよい。
【００５８】
本実施形態にかかる光モジュール１は、光通信装置（光トランシーバ）に用いて好適である。このような本発明にかかる光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（携帯型情報端末装置）、電子手帳、その他各種の電子機器に用いることが可能である。
【００５９】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態の光モジュールの構成を説明する図である。同図では、本実施形態にかかる光モジュールの断面図が示されている。同図に示す光モジュール１ａは、上述した第１の実施形態にかかる光モジュール１と共通する構成要素については同符号を付している。なお、第１の実施形態と共通する構成要素については詳細な説明を省略する。
【００６０】
図３（ａ）に示す光モジュール１ａは、基板１０ａ、光素子１２、フレキシブルプリント基板１３、アンダーフィル材１７、封止材１８ａを含んで構成される。この光モジュール１ａは、例えば、図３（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板１３の他方面側に設けられる光導波路３を介して外部との間で光信号の送信又は受信を行うものである。また、光モジュール１ａは、光導波路を備える光電気混載基板と組み合わせて用いることもできる。
【００６１】
基板１０ａは、光モジュール１ａを構成する各要素を支持するものであり、光素子１２を配置する空間を確保するための孔１１ａを備えている。この孔１１ａは、図示の例では基板１０ａを貫通する孔となっているが、必ずしも貫通孔である必要はなく、凹状の孔であってもよい。基板１０ａとして好適な材質は上述した第１の実施形態と同様であり、例えば本実施形態ではセラミックスを用いる。
【００６２】
光素子１２は、孔１１ａの内側であって、フレキシブルプリント基板１３に設けられた開口部２０の内側に配置されており、当該フレキシブルプリント基板１３を介して光信号の送信又受信を行う。
【００６３】
フレキシブルプリント基板１３は、孔１１ａと対向する位置に開口部２０が設けられたベース材１４と、当該ベース材１４の一方面（基板１０と反対側）に設けられた第１配線膜１５と、ベース材１４の他方面（基板１０側）に設けられた第２配線膜１６と、を含んで構成されており、基板１０の一方面（下面）側に配置される。更に、フレキシブルプリント基板１３は、図示のように、開口部２０に第１配線膜１５の一部を露出させるようにして設けられた接続部２１を含む。当該接続部２１において、第１配線膜１５と光素子１２との電気的接続が図られる。
【００６４】
封止材１８ａは、光素子１２を保護するためのものであり、光素子１２の全体を密封するようにして、孔１１ａの内側であってフレキシブルプリント基板１３上に配置されている。
【００６５】
次に、本実施形態の光モジュール１ａの製造方法について説明する。本実施形態にかかる製造方法は、基本的に上述した第１の実施形態の製造方法と同様である。以下、主に相違点に着目して説明する。
【００６６】
図４は、第２の実施形態の光モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図４（ａ）に示すように、各光モジュール１の基板１０の母材となるべき母基板１００を用意する。そして、各光モジュール１の形成領域のそれぞれに対応して、母基板１００に素子配置用の孔１１ａを複数形成する。
【００６７】
次に、図４（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板１３の開口部２０のそれぞれを母基板１００の孔１１ａのそれぞれと対向させるように位置合わせした後に、図４（ｃ）に示すように、当該フレキシブルプリント基板１３を母基板１００上に取り付ける。本実施形態では、フレキシブルプリント基板１３としてマイクロストリップラインを含むものを用いる。
【００６８】
また、図４（ｃ）に示すように、フレキシブルプリント基板１３の他面側（母基板１００と反対側）に、治具としてのダミー基板１０３を配置する。このダミー基板１０３は、少なくとも一面が略平坦であり、次工程における光素子１３の実装時にフレキシブルプリント基板１３を裏面側から補助する役割を担うものであり、その材質は問わないが、例えば金属やガラスなどの材質が好適に用いられる。本実施形態では、ＳＵＳ（ステンレス）の基板をダミー基板１０３として用いる。また、ダミー基板１０３は、母基板１００とねじ止め等の方法によって固定すると更に好ましい。なお、本工程では、少なくとも接続部２１が平坦な面によって支持されればよく、必ずしもダミー基板１０３を用いる必要はないが、ダミー基板１０３を用いることにより光素子１２の実装がより容易になる。
【００６９】
次に、図４（ｄ）に示すように、複数の光素子１２のそれぞれを、フレキシブルプリント基板１３の開口部２０のそれぞれに配置し、接続部２１と接続する。その後、光素子１２と接続部２１との間に光損失を低減するためのアンダーフィル材１７を充填する。このとき、各光素子１２は、それぞれの発光面を基板１０ａの外側に向けて接続部２１上に実装される。本工程では、例えばフリップチップボンディングにより光素子１２を第１配線膜１５の接続部２１と接続する。
【００７０】
本工程では、ベース材１４の開口部２０が光素子１２よりも大面積に開口されているため、光素子１２は当該開口部２０の内側に挿入される状態となる。また本工程では、上述したダミー基板１０３によって接続部２１が下側から支持されるので、光素子１２を実装する際に接続部２１が変形し、或いは破損することを回避しつつ、光素子１２を容易かつ確実に載置することが可能となる。なお、本工程においては、必要に応じて他の電子部品（例えば光素子１２を駆動するドライバ等）をフレキシブルプリント基板１３上に実装してもよい。
【００７１】
次に、図４（ｅ）に示すように、光素子１２の全体を密封するようにして封止材１８ａを形成する。封止材１８としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂を用いることができる。この封止材１８と上述したアンダーフィル材１７と同一の材料によって一括して形成してもよい。
【００７２】
次に、図４（ｆ）に示すように、ダミー基板１０３を取り外した後に、複数の光モジュール１ａのそれぞれに対応する所定領域ごとに母基板１００等を分割する。本工程における分割は、ダイシングやレーザ切断等の方法によって行うことができる。これにより、複数の光モジュール１ａを得る。
【００７３】
このように、第２の実施形態の光モジュール１ａは、第１の実施形態の場合と同様に、製造コストを削減して光モジュールの低コスト化を図ることと、光ファイバと光素子との相互間距離を短くして光結合効率（カップリング効率）を高めることが可能となる。更に、素子配置用の孔１１ａによって確保される空間に光素子１２を配置し、当該孔１１ａを覆うようにして配置されるフレキシブルプリント基板１３によって光素子１２を支持する構造を採用することにより、光モジュール１ａの更なる小型化を図ることが可能となる。本実施形態にかかる光モジュール１ａについても、光トランシーバや各種の電子機器に用いることが可能である。
【００７４】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態の光モジュールの構成を説明する図である。同図では、本実施形態にかかる光モジュールの断面図が示されている。同図に示す光モジュール１ｂは、上述した第１の実施形態にかかる光モジュール１と共通する構成要素については同符号を付している。なお、第１の実施形態と共通する構成要素については詳細な説明を省略する。
【００７５】
同図に示す光モジュール１ｂは、基本的に上述した第１の実施形態にかかる光モジュール１と同様の構成を備えており、光ファイバ２が挿入されるべき孔１１が省略された点が主に異なっている。具体的には、図５に示す光モジュール１ｂは、透光性の基板１０ｂ、フレキシブルプリント基板１３、アンダーフィル材１７、封止材１８ｂを含んで構成される。この光モジュール１ｂは、透光性の基板１０ｂの他方面側に、レンズ、ミラーなどの光学部品を設けると共に光素子に対する光信号の送受を担う光導波路を設け、あるいはそのような光導波路を備える光電気混載基板と組み合わせて用いられる。また、基板１０ｂの他方面側に光ファイバを支持するスリーブ等を設け、更に必要に応じて基板１０ｂの他方面側又はスリーブ側にレンズを設けて用いることもできる。
【００７６】
基板１０ｂは、光モジュール１ｂを構成する各要素を支持するものであり、光信号を通過し得る透光性の材料を用いて構成される。この基板１０ｂは、使用される光信号の波長に対する透過率が高いものであればよく、例えば、ガラス基板やプラスチック基板などが用いられる。
【００７７】
光素子１２は、フレキシブルプリント基板１３に設けられた開口部２０の内側に配置されており、当該フレキシブルプリント基板１３及び基板１０ｂを介して外部へ光信号を送信（発光）し、又は外部からの光信号を受信（受光）する。より詳細には、光素子１２は、第１配線膜１５の一部を開口部２０に露出させるようにして設けられた接続部２１と接続されている。
【００７８】
封止材１８ｂは、光素子１２を保護するためのものであり、光素子１２の全体を密封するようにしてフレキシブルプリント基板１３上に配置されている。なお、第１の実施形態の場合と同様に、基板１０ｂの一方面上の略全面に封止材１８ｂを形成してもよい。
【００７９】
次に、本実施形態の光モジュール１ｂの製造方法について説明する。本実施形態にかかる製造方法は、基本的に上述した第１の実施形態の製造方法と同様である。以下、主に相違点に着目して説明する。
【００８０】
図６は、第３の実施形態の光モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図６（ａ）に示すように、各光モジュール１ｂの基板１０ｂの母材となるべき透光性の母基板１００と、フレキシブルプリント基板１３とを用意する。そして、図６（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板１３を母基板１００上に取り付ける。本実施形態では、フレキシブルプリント基板１３としてマイクロストリップラインを含むものを用いる。
【００８１】
次に、図６（ｃ）に示すように、複数の光素子１２のそれぞれを、フレキシブルプリント基板１３の開口部２０のそれぞれに配置し、接続部２１と接続する。その後、光素子１２と接続部２１との間に光損失を低減するためのアンダーフィル材１７を充填する。このとき、各光素子１２は、それぞれの発光面を基板１０ｂに向けて接続部２１上に実装される。本工程では、例えばフリップチップボンディングにより光素子１２と接続部２１とを接続する。本工程では、ベース材１４の開口部２０が光素子１２よりも大面積に開口されているため、光素子１２は当該開口部２０の内側に挿入される状態となる。なお、本工程においては、必要に応じて他の電子部品（例えば光素子１２を駆動するドライバ等）をフレキシブルプリント基板１３上に実装してもよい。
【００８２】
次に、図６（ｄ）に示すように、光素子１２の全体を密封するようにして封止材１８ｂを形成する。封止材１８としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂を用いることができる。この封止材１８と上述したアンダーフィル材１７と同一の材料によって一括して形成してもよい。
【００８３】
次に、図６（ｆ）に示すように、複数の光モジュール１ｂのそれぞれに対応する所定領域ごとに母基板１００等を分割する。本工程における分割は、ダイシングやレーザ切断等の方法によって行うことができる。これにより、複数の光モジュール１ｂを得る。
【００８４】
このように、第３の実施形態の光モジュール１ｂは、第１の実施形態の場合と同様に、製造コストを削減して光モジュールの低コスト化を図ることが可能となる。また、ベース材１４の厚みの分、光ファイバと光素子との相互間距離を短くして光結合効率（カップリング効率）を高めることが可能となる。本実施形態にかかる光モジュール１ｂについても、光トランシーバや各種の電子機器に用いることが可能である。
【００８５】
以上、本発明にかかる光モジュールの各種実施態様について説明したが、本発明の適用範囲は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
【００８６】
図７は、光モジュールの他の構成例について説明する図である。同図に示す光モジュール１ｃは、上述した第３の実施形態の光モジュール１ｂにおいて、接続部の配置を変更したものである。具体的には、図７に示す光モジュール１ｃでは、フレキシブルプリント基板１３の基板１０ｂと接しない側の第２配線膜１６ａの一部を開口部２０に露出させるようにして接続部２３が構成されている。そして、かかる接続部２３に光素子１２が接続されている。なお、上述した第１及び第２の実施形態の光モジュールにおいても同様な構成を採用し得る。
【００８７】
また、上述した各実施形態における光素子として、複数の光源を含むもの（例えばＶＣＳＥＬアレイ）又は複数の受光素子を含むもの（例えばフォトダイオードアレイ）を用い、光ファイバとして多チャンネル（多芯）のテープファイバ等を用いることにより、パラレル伝送用の光モジュールとして使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の光モジュールの構成を説明する図である。
【図２】第１の実施形態の光モジュールの製造方法を説明する図である。
【図３】第２の実施形態の光モジュールの構成を説明する図である。
【図４】第２の実施形態の光モジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】第３の実施形態の光モジュールの構成を説明する図である。
【図６】第３の実施形態の光モジュールの製造方法を説明する図である。
【図７】光モジュールの他の構成例を説明する図である。
【符号の説明】
１…光モジュール、  ２…光ファイバ、  １０…基板、  １１…孔、１２…光素子、  １３…フレキシブルプリント基板、  １４…ベース材（基材）、  １５…第１配線膜、  １６…第２配線膜、  １７…整合材（アンダーフィル材）、  １８…封止材、  ２０…開口部、  ２１…接続部
【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】
2004354532.tif 000007
【図６】
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【図７】
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