(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部または受光部を有する光素子と、この光素子と光学的に結合する光導波路基板と、前記光素子が実装され、前記光導波路基板と接合される配線基板とを備えた光モジュールであって、
前記光素子は、四角形状であり、配線基板上に実装され、前記光導波路基板は、コアと、コアを内部に構成するクラッドとを備え、
コアの延在方向の一端部のクラッドの端部は、４５度でカットして、９０度反射のミラー部を形成して、
前記光導波路基板は、光素子の発光部または受光部の光軸中心と、ミラー部で９０度反射されたコアの光軸中心とを一致させるように、光素子の上にセットするとともに、前記光導波路基板のクラッドの下部に、四角形状である光素子の対向する端部に直接嵌合して係合する凹部である位置決め部を一体形成して、この位置決め部により、光素子が発光または受光する方向と直交する一方向で位置決めを行うことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記コアは、光入出力部を備え、この光入出力部から光素子の近傍まで延在する延在コアを設けたことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光素子と光導波路基板とは、光素子を封止する封止剤を利用して直接接合することを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光導波路基板は、フレキシブルなフィルム状であ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。
【請求項５】
前記光導波路基板の光素子と反対側の端部に、他の光導波路基板を接続するときに、この反対側の端部にコネクタ部を一体成形するとともに、他の光導波路基板の端部にコネクタ部を一体成形して、両光導波路基板のコアの光軸中心が一致するように各コネクタを結合するようにした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。
【請求項６】
前記光導波路基板の光素子と反対側の端部に、他の光素子を接続するときに、前記光導波路基板に、前記他の光素子と直接係合する位置決め部を一体形成するとともに、光素子と他の光素子との間を少なくとも１本のコアで接続するようにした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。
【請求項７】
前記位置決め部は、前記光素子が発光または受光する方向と直交する一方向で位置決めを行うものであり、前記コアを、前記光素子に近づくに連れて前記一方向と略直交する方向の寸法が大きくなるような形状にしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１８に示すように、光モジュール８は、光素子５と、この光素子５と光学的に結合する光導波路基板３と、光素子５と光導波路基板３とを実装する配線基板７とを備えている。光導波路基板３は、光を導波するコア２がクラッド１ａ，１ｂの内部に構成されている。光導波路基板３を支持する基板４には、光素子５と光導波路基板３とを低損失で光学的に結合させるために、ヒートシンク６に埋め込まれた光素子５の位置決めを行うための段差または溝からなる位置決め部４ａが設けられている。具体的には、位置決め部４ａは、光素子５の光軸中心と光入出力部２ａにおけるコア２の光軸中心とが一致する位置に、基板４を介して光導波路基板３を位置決めするものである（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３３６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記背景技術では、光導波路基板３と光素子５との位置決めは、光素子５が埋め込まれたヒートシンク６と基板４の位置決め部４ａとの間で行うために、光素子５をヒートシンク６に埋め込む際に位置ずれが生じると、光素子５とコア２との光軸中心にずれが発生する。
【０００４】
また、基板４の位置決め部４ａは、後加工で形成されるので、位置決めの精度は加工精度が大きく影響するため、高精度の位置決めが期待できない。
【０００５】
さらに、基板４の位置決め部４ａは、段差または溝であるために、光素子５の発熱あるいは周辺温度変化に対して位置ずれが生じやすい。特に、光素子５がガラス等のヒートシンク６に埋め込まれているので、温度変化に対して、線膨張係数の差から位置ずれが生じやすい。
【０００６】
本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、光素子と光導波路基板のコアとの光軸中心を高精度で位置決めできる光モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の光モジュールは、発光部または受光部を有する光素子と、この光素子と光学的に結合する光導波路基板と、前記光素子が実装され、前記光導波路基板と接合される配線基板とを備えた光モジュールであって、前記光素子は、四角形状であり、配線基板上に実装され、前記光導波路基板は、コアと、コアを内部に構成するクラッドとを備え、コアの延在方向の一端部のクラッドの端部は、４５度でカットして、９０度反射のミラー部を形成して、前記光導波路基板は、光素子の発光部または受光部の光軸中心と、ミラー部で９０度反射されたコアの光軸中心とを一致させるように、光素子の上にセットするとともに、前記光導波路基板のクラッドの下部に、四角形状である光素子の対向する端部に直接嵌合して係合する凹部である位置決め部を一体形成して、この位置決め部により、光素子が発光または受光する方向と直交する一方向で位置決めを行うことを特徴とするものである。
【０００９】
光素子と光導波路基板との光結合効率を向上させるために、前記コアは、光入出力部を備え、この光入出力部から光素子の近傍まで延在する延在コアを設けた構成とすることが好ましい。
【００１０】
光素子と光導波路基板との光結合効率を向上させるために、前記光素子と光導波路基板とは、光素子を封止する封止剤を利用して直接接合する構成とすることが好ましい。
【００１１】
光導波路基板の取り扱いを容易にするために、前記光導波路基板は、フレキシブルなフィルム状である構成とすることが好ましい。
【００１４】
光結合効率を向上させるために、前記光導波路基板の光素子と反対側の端部に、他の光導波路基板を接続するときに、この反対側の端部にコネクタ部を一体成形するとともに、他の光導波路基板の端部にコネクタ部を一体成形して、両光導波路基板のコアの光軸中心が一致するように各コネクタを結合する構成とすることが好ましい。
【００１５】
光結合効率を向上させるために、前記光導波路基板の光素子と反対側の端部に、他の光素子を接続するときに、前記光導波路基板に、前記他の光素子と直接係合する位置決め部を一体形成するとともに、光素子と他の光素子との間を少なくとも１本のコアで接続する構成とすることが好ましい。
【００１６】
位置ずれが発生しても光結合効率の低下を抑制するために、前記位置決め部は、前記光素子が発光または受光する方向と直交する一方向で位置決めを行うものであり、前記コアを、前記光素子に近づくに連れて前記一方向と略直交する方向の寸法が大きくなるような形状にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光導波路基板のクラッドの凹部である位置決め部を、配線基板上に実装された四角形状の光素子の対向する端部に直接係合（嵌合）させるようにセットするだけで、この位置決め部により、光素子が発光または受光する方向と直交する一方向で位置決めを行うことができるから、光素子の発光部または受光部の光軸中心とコアの光軸中心とを一致させて、高精度で位置決めできるようになるので、光素子と光導波路基板との光結合効率が向上するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、第１実施形態の光モジュール１０Ａであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。図２は、光素子１２と光導波路基板１５であり、（ａ）は分解状態の斜視図、（ｂ）は結合状態の斜視図である。
【００２０】
光モジュール１０Ａは、光素子１２と光導波路基板１５とプリント配線基板１１とを備えて構成されている（後述の実施形態に係る各光モジュールでも同様。）。
【００２１】
プリント配線基板１１上の所定位置に実装される光素子１２は、例えば、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）である。このＶＣＳＥＬは、例えば、外径寸法が０．２７×０．２２ｍｍ、高さ０．１８５ｍｍ、発光エリアが１５μｍφで、発振波長が８５０ｎｍである。
【００２２】
光素子１２のボンディングパッド１２ａは、プリント配線基板１１上の電気配線１１ａにワイヤーボンディング１３で電気的に接続されている。
【００２３】
光導波路基板１５は、コア１６とクラッド１７とを備え、ミラー部１５ａと位置決め部１５ｂとが形成されている。光を導波するコア１６は、クラッド１７の内部に構成されている。コア１６の屈折率は、例えば１．５３、クラッド１７の屈折率は、例えば１．５１である。
【００２４】
コア１６は、例えば４０μｍ□である。クラッド１７の厚みは、例えば光素子１２に近い下部分が２０μｍ、上部分が４０μｍである。光導波路基板１５の幅は例えば２００μｍである。このように、光導波路基板１５の厚みが薄いと、フレキシブルなフィルム状になるので、曲げることも可能となる。
【００２５】
コア１６の延在方向の一端部（図１では左端部）のクラッド１７の端部は、４５度でカットして、９０度反射のミラー部１５ａを形成している。このカット面に金属膜や誘電体膜をコートして反射率を向上させている。
【００２６】
光素子１２の発光部１２ｂ〔図２（ａ）参照〕の光軸中心と、ミラー部１５ａで９０度反射されたコア１６の光軸中心とを一致させるように、光素子１２の上に光導波路基板１５をセットすると、光素子１２と光導波路基板１５とが光学的に結合されるようになる。そして、発光部１２ｂから真上に発光された光は、矢印で示すように、ミラー部１５ａで９０度方向に反射されて、コア１６内をコア１６の延在方向の他端部（図１では右端部）の方向に伝搬されるようになる。
【００２７】
ここで、発光部１２ｂの光軸中心とコア１６の光軸中心とを一致させるために、クラッド１７の下部には、光素子１２と直接係合する位置決め部１５ｂを一体形成している。この位置決め部１５ｂは、四角形状の光素子１２の対向する端部１２ｃ，１２ｄに直接係合（嵌合）する凹部である。すなわち、位置決め部１５ｂは、光素子１２が発光する方向と直交する一方向（本実施形態ではコア１６の延在方向）で位置決めを行うものである。
【００２８】
そして、光導波路基板１５のクラッド１７の凹部である位置決め部１５ｂを、プリント配線基板１１上に実装された四角形状の光素子１２の対向する端部１２ｃ，１２ｄに直接係合（嵌合）させるようにセットするだけで、この位置決め部１５ｂにより、光素子１２が発光する方向と直交する一方向で位置決めを行うことができるから、光素子１２の発光部１２ｂの光軸中心とコア１６の光軸中心とを一致させて、高精度で位置決めできるようになるので、光素子１２と光導波路基板１５との光結合効率が向上するようになる。
【００３０】
光導波路基板１５は、フレキシブルなフィルム状であるので、光導波路基板１５の取り扱いが容易になる。すなわち、プリント配線基板１１上にある他の実装部品と干渉することなく光導波路基板１５を光素子１２に実装することが可能となる。
【００３１】
図３は、第１実施形態の変形例の光モジュール１０Ａ´の側面図であり、光導波路基板１５の上下を逆にしてプリント配線基板１１上にセットしたものである。この場合、光素子１２は、プリント配線基板１１上の電気配線１１ａにバンプ１８等で電気的に接続すれば良い。
【００３２】
各光モジュール１０Ａ，１０Ａ´において、光素子１２は、プリント配線基板１１に実装した後に、信頼性を確保する目的で封止剤で封止するのが一般的である（後述の実施形態に係る光モジュールでも同様。）。この封止剤は、光学的特性も求められるが、光が伝搬される距離は数百μｍレベルであるので、光学特性が極端に悪くなければ、この封止剤を利用して、光素子１２と光導波路基板１５とを直接接合すると、光素子１２と光導波路基板１５との光結合効率が向上するようになる。
【００３３】
次に、第１実施形態の光モジュール１０Ａの製造方法を図４および図５を用いて説明する。なお、クラッド１７に使用する樹脂（例えば、エポキシ系樹脂やフッ素ポリイミド樹脂）によって、用いるベース基板２０（Ａ，Ｂ）が異なるので、光硬化性樹脂使用の場合と、熱硬化性樹脂使用の場合とに分けて説明する。
【００３４】
（光硬化性樹脂使用の場合）
ベース基板２０（Ａ，Ｂ）には平面性と透明性とが要求されるので、鏡面加工した石英ガラスを用いるのが好ましい。また、クラッド１７の樹脂の種類は、制御する光信号の波長により選択する必要があり、例えば６００〜１０００μｍの波長では、エポキシ樹脂を用い、例えば１３００〜１６００μｍでは、シロキサン樹脂を用いることが好ましい。
【００３５】
（１）図４（ａ）のように、下ベース基板２０Ａ上に下部のクラッド１７用の樹脂を塗布する。
【００３６】
（２）図４（ｂ）のように、コア１６の溝パターン２１ａが形成された成形用型２１を下部のクラッド１７用の樹脂に押付けて、この状態で下ベース基板２０Ａ側から紫外線を例えば３０ｍＷ／ｃｍ２の強度で１０分間照射して、下部のクラッド１７用の樹脂を硬化させ、その後、成形用型２１を離型させる。なお、使用する樹脂によっては、下部のクラッド１７とコア１６と上部のクラッド１７の各層間で密着性が問題となることがある。この層間での剥離発生を抑制するために、各樹脂の硬化後にプラズマ処理を行って、各層間の密着性を向上させる方法をとることが好ましい。プラズマの条件として、例えば、樹脂表面を荒らさない程度で、例えばＡｒ雰囲気中、１０Ｐａ、１００Ｗ、９０秒の条件が適当である。
【００３７】
（３）図４（ｃ）のように、下部のクラッド１７に形成されたコア１６の溝パターン内に、コア１６用の樹脂を充填して、ブレード２２で過剰樹脂をスキージングにより排出した後に、前記（２）の工程と同条件で下ベース基板２０Ａ側から紫外線を照射して、コア１６用の樹脂を硬化させる。
【００３８】
（４）図４（ｄ）のように、下部のクラッド１７の上に、上部のクラッド１７用の樹脂を塗布した後に、上部のクラッド１７用の樹脂に上ベース基板２０Ｂを押し当てた状態で、前記（２）の工程と同条件で上ベース基板２０Ｂ側から紫外線を照射して、上部のクラッド１７用の樹脂を硬化させる。
【００３９】
（５）図５（ａ）のように、上下のベース基板２０Ａ，２０Ｂを下部のクラッド１７と上部のクラッド１７とから剥離させて、ミラー部１５ａや位置決め部１５ｂ等の形状を切削加工と研磨により機械加工する。また、ミラー部１５ａに金属膜や誘電体膜をコートする。
【００４０】
（６）図５（ｂ）のように、プリント配線基板１１に光素子１２を実装する。実装は、例えばダイボンディングとワイヤーボンディングとで行う。
【００４１】
（７）図５（ｃ）のように、プリント配線基板１１に実装された光素子１２に、前記（５）の工程で製造した光導波路基板１５をセットする。この光素子１２と光導波路基板１５とは、光学接着剤を用いて接着するか、前述した光素子１２の封止剤を兼ねた樹脂を接着剤代わりとして接着する。なお、光学接着剤もエポキシ樹脂の光硬化性接着剤を使用することが好ましく、その屈折率をクラッド樹脂に合わせることが好ましい。
【００４２】
（熱硬化性樹脂使用の場合）
ベース基板には、透明性が要求されないので、鏡面加工したシリコン基板を用いるのが好ましい。なお、樹脂材料や光導波路基板の厚み等は、前記光硬化性樹脂使用の場合と同じである。前記（１）の工程は同じである。前記（２）の工程において、コア１６の溝パターンが形成された成形用型２１を下部のクラッド１７用の樹脂に押付けた状態で、例えば１００℃、１時間オーブン中で加熱して、下部のクラッド１７用の樹脂を硬化させ、その後、成形用型２１を離型させる。
【００４３】
前記（３）の工程において、下部のクラッド１７に形成されたコア１６の溝パターン内に、コア１６用の樹脂を充填して、ブレード２２で過剰樹脂をスキージングにより排出した後に、例えば１００℃、１時間オーブン中で加熱して、コア１６用の樹脂を硬化させる。
【００４４】
前記（４）の工程において、下部のクラッド１７の上に、上部のクラッド１７用の樹脂を塗布した後に、上部のクラッド１７用の樹脂に上ベース基板２０Ｂを押し当てた状態で、例えば１００℃、１時間オーブン中で加熱して、上部のクラッド１７用の樹脂を硬化させる。前記（５）〜（７）の工程は同じである。
【００４５】
光素子１２と光導波路基板１５とを光学的に結合させる光モジュール１０Ａの製造方法をまとめると、成形用型２１を用いて下部のクラッド１７とともに、下部のクラッド１７にコア１６用の溝を形成する工程と、このコア１６用の溝でコア１６を形成する工程と、コア１６の上に上部のクラッド１７を形成する工程と、端面加工をしてミラー部１５ａを形成する工程と、下部のクラッド１７を加工して位置決め部１５ｂを形成する工程と、位置決め部１５ｂに光素子１２を接合するように、光素子１２と光導波路基板１５とプリント配線基板１１とを接合する工程とを含むものである。
【００４６】
なお、最後の工程は、光導波路基板１５と光素子１２とを予め接合した後に、プリント配線基板１１と接合する方法、光導波路基板１５とプリント配線基板１１とを予め接合した後に、光素子１２を接合する方法、光素子１２とプリント配線基板１１とを予め接合した後に、光導波路基板１５を接合する方法のいずれであっても良い。
【００４７】
図６は、第２実施形態の光モジュール１０Ｂの側面図である。第１実施形態の光モジュール１０Ａと相違するのは、光入出力部１６ａから光素子１２の近傍まで延在する延在コア１６´を設けたことである。
【００４８】
すなわち、第１実施形態の光モジュール１０Ａのように、ミラー部１５ａと光素子１２との間が下部のクラッド１７だけであると、下部のクラッド１７中で光が広がって、光結合効率が低下する。そこで、光入出力部１６ａから光素子１２の近傍まで延在する延在コア１６´を設けることで、下部のクラッド１７中で光が広がらないので、光素子１２と光導波路基板１５との光結合効率が向上するようになる。
【００４９】
第２実施形態の光モジュール１０Ｂの製造方法は、第１実施形態の光モジュール１０Ａの製造方法と同じであるが、前記（２）の工程の成形用型２１には、図８（ａ）のように、コア１６の溝パターン２１ａと延在コア１６´の穴パターン２１ｂとがそれぞれ形成されている。
【００５０】
また、前記（３）の工程で、特に延在コア１６´の穴パターンに樹脂を充填する際は、気泡が入らないように時間をかけることが好ましい〔図８（ｂ）参照〕。場合によっては、樹脂を塗布した後、真空チャンバー内で脱泡しても良い。前記（４）の工程は、図８（ｃ）に示し、前記（５）の工程は、図８（ｄ）に示す。前記（６）（７）の工程は同じである。
【００５１】
図７は、第２実施形態の変形例の光モジュール１０Ｂ´の側面図であり、光導波路基板１５を光素子１２と垂直となるように配置して、コア１６，１６´とともに略９０度で曲げたものである。なお、光素子１２の発光方向とコア１６，１６´の光伝搬方向とが一致する場合には、二点鎖線ａで示すように、光導波路基板１５を曲げる必要は無い。
【００５２】
この場合、第１実施形態の光モジュール１０Ａで説明したように、光導波路基板１５の厚みが薄いと、フレキシブルなフィルム状になるので、曲げることが可能であるが、曲げる場合は、コア１６，１６´とクラッド１７との屈折率の差によっては光が漏洩することがあるので、例えばコア１６，１６´の屈折率は、１．５６、クラッド１７の屈折率は、１．５１として、屈折率の差を大きくすることが好ましい。この屈折率の差によって、例えば曲げ半径Ｒ＝１０ｍｍでも光の漏洩が無く、良好な光伝搬特性を得ることができる。
【００５３】
この光モジュール１０Ｂ´であれば、光入出力部１６ａにミラー部１５ａが不要であるために、ミラー部１５ａが有る場合に生じる光損失が無いため、高効率に光を取り出すことが可能となる。
【００５４】
ここで第１、第２実施形態の光モジュール１０Ａ，１０Ｂの製造方法では、前記（５）の工程において、位置決め部１５ｂの形状を切削加工と研磨により機械加工するものであったが、図９に示すように、前記（１）の工程において、下ベース基板２０Ａ上に下部のクラッド１７用の樹脂を塗布する際に、位置決め部１５ｂを同時に形成することができる。
【００５５】
すなわち、図９（ａ）のように、下ベース基板２０Ａの上に位置決め部１５ｂを成形する凹凸部２０ａを予め形成しておく。この凹凸部２０ａは、機械加工で施す方法や下ベース基板２０Ａ上にレジストを塗布して、パターンを露光・現像する方法で形成することができる。
【００５６】
そして、前記（１）の工程のように、下ベース基板２０Ａ上に下部のクラッド１７用の樹脂を塗布する。特に凹凸部２０ａに樹脂を充填する際は、気泡が入らないように時間をかけることが好ましい。場合によっては、樹脂を塗布した後、真空チャンバー内で脱泡しても良い。
【００５７】
ついで、図９（ｂ）に示すように、前記（２）の工程のように、コア１６の溝パターン２１ａが形成された成形用型２１を下部のクラッド１７用の樹脂に押付ける。この場合、クラッド１７の厚みは、成形用型２１と下ベース基板２０Ａとの間の隙間を管理して、一定になるように制御する。この隙間の管理は、成形用型２１の周囲のスペーサ部２１ｃを用いた管理でも良いし、成形用型２１の昇降位置を検出する方法でも良い。
【００５８】
前記（３）の工程は、図９（ｃ）に示し、前記（４）の工程は、図９（ｄ）に示し、前記（５）の工程は、図９（ｅ）に示す。前記（６）（７）の工程は同じである。
【００５９】
このように、下ベース基板２０Ａ上に下部のクラッド１７用の樹脂を塗布する際に、位置決め部１５ｂを同時に形成することで、製造工程を削減することができる。
【００６０】
ここで第１、第２実施形態の光モジュール１０Ａ，１０Ｂの製造方法では、前記（５）の工程において、ミラー部１５ａの形状を切削加工と研磨により機械加工するものであったが、図１０に示すように、前記（１）の工程において、成形用型２１を下部のクラッド１７用の樹脂に押付ける際に、ミラー部１５ａを同時に形成することができる。
【００６１】
すなわち、図１０（ａ）のように、成形用型２１にミラー部１５ａを成形するミラー用傾斜部２１ｄを予め形成しておく。そして、前記（２）の工程のように、コア１６の溝パターン２１ａとミラー用傾斜部２１ｄとが形成された成形用型２１を下部のクラッド１７用の樹脂に押付ける。
【００６２】
前記（３）の工程は、図１０（ｂ）に示し、前記（４）の工程は、図１０（ｃ）に示す。前記（５）〜（７）の工程は同じである。
【００６３】
このように、成形用型２１を下部のクラッド１７用の樹脂に押付ける際に、ミラー部１５ａを同時に形成することで、製造工程を削減することができる。
【００６４】
なお、図１０（ｄ）に、ミラー部１５ａとコア１６との関係を拡大して示すように、成形の都合からコア１６の端部とミラー部１５ａとの間にクラッド１７の樹脂ｂがある状態となるが、矢印、つまりＡ部拡大図で示すように、コア１６を伝搬してきた光は、クラッド１７の樹脂ｂで僅かに反射されるが、大部分はクラッド１７に伝搬してミラー部１５ａで反射されるので問題とならない。
【００６５】
図１１（ａ）は、第１実施形態の光モジュール１０Ａの光導波路基板１５に、他の光導波路基板を接続した〔光素子／光導波路基板／光導波路基板（光ファイバー）〕第３実施形態の光モジュール１０Ｃであり、図１１（ｂ）は、第１実施形態の光モジュール１０Ａの光導波路基板１５に、他の光素子を接続した（光素子／光導波路基板／光素子）第４実施形態の光モジュール１０Ｄであって、これらの接続では、他の部分との光結合効率が問題となる。
【００６６】
図１１（ａ）の第３実施形態の光モジュール１０Ｃでは、コア１６の延在方向の他端部（右端部）に、クラッド１７と同じ材質でコネクタ部１５Ａを一体成形して、コア１６をコネクタ部１５Ａの右端部まで延在させるとともに、光ファイバー２４の端部に、クラッド１７と同じ材質でコネクタ部２４Ａを一体成形して、ファイバー２５をコネクタ部２４Ａの左端部まで延在させる。
【００６７】
各コネクタ部１５Ａ，２４Ａには、ガイド穴１５ｃ，２４ａをそれぞれ形成して、各ガイド穴１５ｃ，２４ａにガイドピン２６を差し込みながら、各コネクタ部１５Ａ，２４Ａを接近させることで、各コネクタ部１５Ａ，２４Ａを結合することができる。このコネクタ結合部では、コア１６とファイバー２５との光軸中心を高精度で位置決めすることができる。
【００６８】
図１１（ｂ）の第４実施形態の光モジュール１０Ｄでは、プリント配線基板１１を光導波路基板１５のコア１６の延在方向に長くして、プリント配線基板１１の一側（左側）に光素子（例えば発光素子であるＶＣＳＥＬ）１２を配置するとともに、他側（右側）に光素子〔例えば受光素子であるＰＤ（フォトダイオード）〕１２´を配置して、この間を少なくとも１本のコア１６で接続する。この光導波路基板１５では、コア１６が少なくとも１本であるから、光軸中心の不一致の問題が生じない。なお、１つの信号を分岐して２つ以上のディテクタに信号を送る場合には、コア１６が２本以上の場合がある。
【００６９】
図１２（ａ）は、第５実施形態の光モジュール１０Ｅの平面図であり、図１２（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、本実施形態では、図１２（ａ）の左右方向を前後方向、上下方向を左右方向と称して説明する。
【００７０】
この光モジュール１０Ｅにおいては、光導波路基板１５が配線基板１１を保持するようになっている。具体的には、光導波路基板１５には、上面から平面視で略矩形状で窪む窪み部１５ｈが形成されており、この窪み部１５ｈに配線基板１１が嵌り込んでいる。
【００７１】
配線基板１１は、図１３に示すように、３ｍｍ□程度の断面形状で左右方向に延びる直方体状をなしており、前面（図１３では右側面）には、光素子１２，１２´が左右に並んで実装されている。なお、配線基板１１の上面には、ＰＤ用のアンプ３１とＶＣＳＥＬ用のＩＣ３２が実装されており、これらの各々が電気配線１１ａによって光素子１２，１２´に電気的に接続されている。また、配線基板１１の下面には、前面から後方に所定長さで延びるとともに下方に開口する溝状の凹部１１ｂが左右に並んで設けられている。
【００７２】
窪み部１５ｈの左右方向の寸法は、配線基板１１の左右方向の寸法よりも僅かに大きく設定されているが、前後方向の寸法は、配線基板１１の前後方向の寸法に対して大きめの程度に設定されている。そして、窪み部１５ｈの前側の縁部には、光素子１２，１２´に対応する位置に一対の突出部１５ｊが設けられていて、この突出部１５ｊに位置決め部１５ｂが形成されている。
【００７３】
位置決め部１５ｂは、光素子１２，１２´の上端部および下端部に直接係合（嵌合）する凹部であって、上下方向の位置決めを行うものである。そして、この位置決め部１５ｂからコア１６が前方に延在している。なお、位置決め部１５ｂの上側突部および下側突部の突出量は僅かであり、配線基板１１を上方から窪み部１５ｈに無理嵌めすれば、光素子１２，１２´が位置決め部１５ｂの上側突部を通過して、当該位置決め部１５ｂに光素子１２，１２´が直接係合（嵌合）するようになる。
【００７４】
コア１６は、上下方向の寸法（高さ寸法）は一定であるが、光素子１２，１２´の近傍では光素子１２，１２´に近づくに連れて左右方向の寸法（幅寸法）が大きくなるテーパー状に形成されている。具体的には、コア１６の高さ寸法およびテーパー部分以外の部分の幅寸法は、約１００μｍに設定されており、テーパー部分の長さは約１ｍｍ、最大幅寸法は約２００μｍに設定されている。
【００７５】
また、窪み部１５ｈの底面には、配線基板１１の凹部１１ｂに対応する位置に、前後方向に延びる突条の配線基板係合用位置決め部１５ｉが設けられている。この配線基板係合用位置決め部１５ｉは、凹部１１ｂに嵌り込んで係合するようになっており、これにより配線基板１１と光導波路基板１５とが、換言すれば、光素子１２，１２´とコア１６とが左右方向で位置決めされることになる。
【００７６】
このように、本実施形態の光モジュール１０Ｅでは、位置決め部１５ｂと配線基板係合用位置決め部１５ｉにより、光素子１２，１２´と光導波路基板１５とを前後方向および左右方向で位置決めすることができるので、光素子１２，１２´とコア１６との光軸中心をさらに高精度で位置決めできるようになる。
【００７７】
また、コア１６を光素子１２，１２´に近づくに連れて幅寸法が大きくなるテーパー状にしたから、たとえ光素子１２，１２´と光導波路基板１５とが左右方向に位置ずれしたとしても、そのテーパー部分によって光素子１２，１２´から発光される光の大部分がコア１６内に導かれるため、位置ずれによる光結合効率の低下を抑制することができる。
【００７８】
なお、光モジュール１０Ｅでは、配線基板１１を窪み部１５ｈに無理嵌めするようにしているが、図１４に示す変形例の光モジュール１０Ｅ´のように、突出部１５ｊが上下方向にフレキシブルになっていれば、光素子１２，１２´と位置決め部１５ｂとを予め直接係合しておき、その状態のまま窪み部１５ｈに嵌め込むことができる。
【００７９】
このように、突出部１５ｊを上下方向にフレキシブルとするには、図１４に示すように突出部１５ｊの下側に前方に延びる切り込みを入れればよい。あるいは導波路基板１５を、窪み部１５ｈが形成された本体部と、コア１６を有するフレシキブルなフィルム状の導波路部との２分割構造として、この導波路部を窪み部１５ｈの縁から突出するように本体部に接合してもよい。
【００８０】
また、前記実施形態では、配線基板係合用位置決め部１５ｉが突条となっているが、配線基板１１の下面に凸部が設けられていて、配線基板係合用位置決め部１５ｉはこの凸部に係合可能な凹状となっていてもよい。
【００８１】
図１５は、第６実施形態の光モジュール１０Ｆの分解斜視図であり、図１６（ａ）は、平面図、（ｂ）は側面図である。この光モジュール１０Ｆでは、光導波路基板１５が光素子１２と他の光導波路基板３４とを接続するコネクタの役割を果している。
【００８２】
具体的には、光導波路基板１５の外形寸法は、長さ５ｍｍ、幅２ｍｍ、厚み１５０μｍとなっている。そして、コア１６の延在方向の中央部は幅１ｍｍに設定されたくびれ部となっていて、くびれ部よりも一方（左側）の端部に位置決め部１５ｂが形成され、他方（右側）の端部がコネクタ部１５Ａとなっている。位置決め部１５ｂは、コア１６の延在する方向と直交する方向で位置決めするようにその方向に延びる溝状の凹部となっており、コネクタ部１５Ａのコア１６の延在方向と直交する方向の断面形状は、底辺が上辺よりも短い台形状となっている。
【００８３】
光導波路基板３４は、光導波路基板１５と同様に、コア３５とクラッド３６とで構成されている。この光導波路基板３４の一端部（左端部）には、当該一端部が切り欠かれてコネクタ部３４Ａが形成されている。このコネクタ部３４Ａの両側面は傾斜面となっていて、コネクタ部３４Ａに光導波路基板１５のコネクタ部１５Ａが上方から嵌り込んで係合することが可能となっており、その係合状態では、コア１６，３５の光軸中心が一致するようになっている。
【００８４】
そして、配線基板１１と光導波路基板３４とを並列配置した状態で、その上に光導波路基板１５を配置して、位置決め部１５ｂを光素子１２に直接係合させるとともに、コネクタ部１５Ａをコネクタ部３４Ａに嵌め込むことにより、光導波路基板１５を介して光導波路基板３４と光素子１２とが光結合されるようになる。なお、光導波路基板１５，３４同士は、光導波路基板１５を配置した後に、アクリレート系の光学接着剤を用いて固定する。この光学接着剤としては、コア１６と同じ屈折率のものを用いる。
【００８５】
くびれ部は、フレキシブルなフィルム状になっており、光素子１２や光導波路基板３４との結合のための位置合わせを容易にする構造となっている。すなわち、光素子１２や光導波路基板３４との位置ズレが発生しても、くびれ部が可動することで、全体的な位置ズレが生じない構造となっている。
【００８６】
このようにすれば、コネクタやガイドピンを用いることなく、光導波路基板１５，３４同士を安価に光学的に結合することができる。また、光導波路基板１５，３４のコネクタ部１５Ａ，３４Ａ同士の嵌合により高精度で位置決めできるため、それらの結合においても光結合効率を向上させることができる。なお、第６実施形態では、光導波路基板１５のコア１６は、ストレート状になっているが、第５実施形態の光モジュール１０Ｅ等と同様に、テーパー状としても良い。
【００８７】
図１７は、第６実施形態の変形例の光モジュール１０Ｆ´の側面図であり、光導波路基板３４の他端部（右端部）にもコネクタ部３４Ａが形成されており、このコネクタ部３４Ａに、光素子１２´に光学的に結合された光導波路基板１５のコネクタ部１５Ａが嵌め込まれている。このように、他の光導波路基板３４の両端部にコネクタ部３４Ａを形成することにより、光素子１２，１２´同士の間を光導波路基板１５および光導波路基板３４で接続することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光モジュールであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】光素子と光導波路基板であり、（ａ）は分解状態の斜視図、（ｂ）は結合状態の斜視図である。
【図３】第１実施形態の変形例の光モジュールの側面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態に係る光モジュールの製造方法の前半工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る光モジュールの製造方法の後半工程図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光モジュールの側面図である。
【図７】第２実施形態の変形例の光モジュールの側面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態に係る光モジュールの製造方法の要部工程図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は、光導波路基板の位置決め部を同時に形成する工程図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、光導波路基板のミラー部を同時に形成する工程図、（ｄ）は（ｃ）のＡ部拡大図である。
【図１１】（ａ）は、第３実施形態の光モジュールの側面図、（ｂ）は、第４実施形態の光モジュールの側面図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の第５実施形態に係る光モジュールの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】配線基板を概略的に示した斜視図である。
【図１４】第５実施形態の変形例の光モジュールの分解断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る光モジュールの分解斜視図である。
【図１６】（ａ）は、第６実施形態の光モジュールの平面図、（ｂ）は第６実施形態の光モジュールの側面図である。
【図１７】第６実施形態の変形例の光モジュールの側面図である。
【図１８】従来の光モジュールの側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０Ａ，１０Ａ´，１０Ｂ，１０Ｂ´，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｅ´，１０Ｆ，１０Ｆ´  光モジュール
１１    プリント配線基板
１１ｂ  凹部
１２    光素子（ＶＣＳＥＬ）
１２´  光素子〔ＰＤ（フォトダイオード）〕
１５    光導波路基板
１５ａ  ミラー部
１５ｂ  位置決め部
１５Ａ  コネクタ部
１５ｈ  窪み部
１５ｉ  配線基板係合用位置決め部
１６    コア
１６´  延在コア
１６ａ  光入出力部
１７    クラッド
２４    光ファイバー
２４Ａ  コネクタ部
３４    光導波路基板
３４Ａ  コネクタ部
【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】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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