(57)【要約】【課題】設計の自由度が高く、光結合率の高い光ケーブルを提供する。【解決手段】コネクタ３の送受信サブアセンブリ３ａではそのサブ基板３２上において、光電変換素子３１はバンプ３４を介して実装面と間に空間を設けて設置され、その空間に光導波路ケーブル２が配置される。光電変換素子３１の実装面に対する高さは光導波路ケーブル２の厚みに応じて決定されており、その高さ位置はバンプ３４の大きさを調整することにより制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ガイド用のコアがクラッド内に光ガイド方向に延在された光導波路ケーブルと、前記光導波路ケーブルの端部において前記コアと光結合する光電変換素子と、が同一基板上に実装された光ケーブルであって、
前記基板の実装面と前記光電変換素子との間に前記光導波路ケーブルが配置され、前記光導波路ケーブルの前記実装面からの高さに応じて前記光電変換素子の高さ位置が調整されていることを特徴とする光ケーブル。
【請求項２】
前記光導波路ケーブルは、可撓性を有するフィルム状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル。
【請求項３】
前記光導波路ケーブルは、そのフィルム面と前記基板とが当接されて配設されていることを特徴とする請求項２に記載の光ケーブル。
【請求項４】
前記光電変換素子の高さ位置は、前記光電変換素子と前記基板との間にバンプを介在させて調整されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光ケーブル。
【請求項５】
前記バンプは、導電体からなることを特徴とする請求項４に記載の光ケーブル。
【請求項６】
前記バンプを介して前記光電変換素子の電極の電気的接続が行われていることを特徴とする請求項４又は５に記載の光ケーブル。
【請求項７】
前記光電変換素子と前記光導波路ケーブルとの間に、光路形成材が充填されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の光ケーブル。
【請求項８】
前記光路形成材は光屈折媒質からなり、その屈折率は前記クラッドの屈折率と略同等となるように選択されていることを特徴とする請求項７に記載の光ケーブル。
【請求項９】
前記光電変換素子は、発光素子又は受光素子であることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の光ケーブル。
【請求項１０】
前記発光素子は、面発光素子であることを特徴とする請求項９に記載の光ケーブル。
【請求項１１】
光ガイド用のコアがクラッド内に光ガイド方向に延在された光導波路ケーブルの端部と、前記光導波路ケーブルの端部において前記コアと光結合する光電変換素子と、が同一基板上に実装された送受信サブアセンブリであって、
前記基板の実装面と前記光電変換素子との間に前記光導波路ケーブルが配置され、前記光導波路ケーブルの前記実装面からの高さに応じて前記光電変換素子の高さ位置が調整されていることを特徴とする送受信サブアセンブリ。
【請求項１２】
前記光導波路ケーブルは、可撓性を有するフィルム状に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項１３】
前記光導波路ケーブルは、そのフィルム面と前記基板とが当接されて配設されていることを特徴とする請求項１２に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項１４】
前記光電変換素子の高さ位置は、前記光電変換素子と前記基板との間にバンプを介在させて調整されていることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか一項に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項１５】
前記バンプは、導電体からなることを特徴とする請求項１４に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項１６】
前記バンプを介して前記光電変換素子の電極の電気的接続が行われていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項１７】
前記光電変換素子と前記光導波路ケーブルとの間に、光路形成材が充填されていることを特徴とする請求項１１〜１６の何れか一項に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項１８】
前記光路形成材は光屈折媒質からなり、その屈折率は前記クラッドの屈折率と略同等となるように選択されていることを特徴とする請求項１７に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項１９】
前記光電変換素子は、発光素子又は受光素子であることを特徴とする請求項１１〜１８の何れか一項に記載の送受信サブアセンブリ。
【請求項２０】
前記発光素子は、面発光素子であることを特徴とする請求項１９に記載の送受信サブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路を介して光伝送を行う光ケーブル及び送受信サブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィルム状のケーブルに光導波路を形成した光ケーブルの開発が進められている（例えば、特許文献１、２参照）。このような光ケーブルのソケットに装着されたコネクタ部分には、消費電力の低減や多チャンネル化という観点から面型の発光素子（以下、ＶＣＳＥＬ；Vertical Cavity Emitting Laserという）やＰＤ（Photo Diode）等の光電変換素子が搭載されている。
【０００３】
図７及び図８に、ＶＣＳＥＬ、ＰＤの光電変換素子及びフィルム状の光導波路ケーブルが実装されたコネクタ内の送受信サブアセンブリの従来の構成を示す。図７は斜視図であり、図８は図７のII−II線における断面図である。
図７及び図８に示すように、従来の送受信サブアセンブリ３０ではサブ基板３２上に光電変換素子３１、ＩＣ（Integrated Circuit）３３等が搭載されており、光導波路ケーブル２の端部が光電変換素子３１の上部を被覆して光導波路ケーブル２のコアと光電変換素子３１の受発光部３１ｃとの位置が対応するように設計されている。また、光電変換素子３１には金属ワイヤＰが配設されており、ワイヤボンディング方式によってサブ基板３２内の電極と電気的に接続されている。
【０００４】
従来は、送受信サブアセンブリ３０のサブ基板３２上に光電変換素子３１を配置し、ワイヤボンディングを行った後に、その光電変換素子３１の受発光部３１ｃと光導波路ケーブル２のコア間を結合する光路の光軸が一致するよう、光導波路ケーブル２のサブ基板３２の実装面における位置を調整していた。また、光導波路ケーブル２とサブ基板３２との間には、光導波路ケーブル２の高さ位置を先に設置されている光電変換素子３１の高さと合わせるため、スペーサＳを介在させていた。
【特許文献１】特開２００１−１６６１６７号
【特許文献２】特開２００４−３６１８５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の構成において、光導波路ケーブル２の高さはスペーサＳにより決まるため、スペーサＳの役割は重要である。光導波路ケーブル２は可撓性を有するフィルム状であるため、スペーサＳの高さが光電変換素子３１と合わない場合には光導波路ケーブル２の端部に反りや曲がりが生じ、光導波路ケーブル２と光電変換素子３１の光軸がずれてしまう。
【０００６】
このように、光導波路ケーブル２の実装面上の位置だけでなく、スペーサＳの大きさが光軸合わせに影響するため、個々の部品による光軸ズレの積み重ねによりその公差が大きくなると、光導波路ケーブル２と光電変換素子３１間の光路結合率が低下する。そのため、スペーサＳの形成や光導波路ケーブル２の位置合わせには非常に高度な微細加工が要求され、これが原因となって光ケーブルの生産性の低下を招いていた。
【０００７】
また、光導波路ケーブル２の特徴となる柔軟性を出すために基材として高分子材料が用いられるが、高分子材料は環境の熱変化によって膨張又は収縮することがある。光導波路ケーブル２の先端部は固定されているわけではなく、光電変換素子３１により支持される形で取り付けられるため、光ケーブルを搭載した機器の使用温度の変化により、光導波路ケーブル２の先端部が湾曲したり反りを生じたりすることがある。その結果、光軸が合ったりずれたりといった状況が発生し、安定した光伝送が行えなくなってしまう。
【０００８】
また、光電変換素子３１や光導波路ケーブル２の他、スペーサＳやワイヤＰ等、サブ基板３２上に設置される部品が増えると、設置スペースの関係から設計の自由度が低くなるとともに、多くの部品について位置や大きさ等の高精度な調整が必要となり、生産効率が悪い。
【０００９】
さらに、光路結合を行う際には光導波路ケーブル２と光電変換素子３１間で光の伝搬損失が最も少なくなるような位置関係があるが、光導波路ケーブル２の先端部は光電変換素子３１により支持されているため、スペーサＳによりその高さを可変するだけでは、光導波路ケーブル２及び光電変換素子３１間の光路距離を意図的に調整することができない。
【００１０】
また、光導波路ケーブル２と光電変換素子３１間は密接状態となるが、実際には空気が媒質として介在している。空気層の屈折率は光導波路ケーブル２のクラッドの屈折率に比して小さいため、光導波路ケーブル２から出射された光は、その出射径が広がることとなる。そのため、結合光路における光伝搬の損失が少なからず生じるという問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、設計の自由度が高く、光結合率の高い光ケーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
光ガイド用のコアがクラッド内に光ガイド方向に延在された光導波路ケーブルと、前記光導波路ケーブルの端部において前記コアと光結合する光電変換素子と、が同一基板上に実装された光ケーブルであって、
前記基板の実装面と前記光電変換素子との間に前記光導波路ケーブルが配置され、前記光導波路ケーブルの前記実装面からの高さに応じて前記光電変換素子の高さ位置が調整されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ケーブルにおいて、
前記光導波路ケーブルは、可撓性を有するフィルム状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光ケーブルにおいて、
前記光導波路ケーブルは、そのフィルム面と前記基板とが当接されて配設されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の光ケーブルにおいて、
前記光電変換素子の高さ位置は、前記光電変換素子と前記基板との間にバンプを介在させて調整されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光ケーブルにおいて、
前記バンプは、導電体からなることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の光ケーブルにおいて、
前記バンプを介して前記光電変換素子の電極の電気的接続が行われていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の光ケーブルにおいて、
前記光電変換素子と前記光導波路ケーブルとの間に、光路形成材が充填されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光ケーブルにおいて、
前記光路形成材は光屈折媒質からなり、その屈折率は前記クラッドの屈折率と略同等となるように選択されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の光ケーブルにおいて、
前記光電変換素子は、発光素子又は受光素子であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光ケーブルにおいて、
前記発光素子は、面発光素子であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、
光ガイド用のコアがクラッド内に光ガイド方向に延在された光導波路ケーブルの端部と、前記光導波路ケーブルの端部において前記コアと光結合する光電変換素子と、が同一基板上に実装された送受信サブアセンブリであって、
前記基板の実装面と前記光電変換素子との間に前記光導波路ケーブルが配置され、前記光導波路ケーブルの前記実装面からの高さに応じて前記光電変換素子の高さ位置が調整されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記光導波路ケーブルは、可撓性を有するフィルム状に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記光導波路ケーブルは、そのフィルム面と前記基板とが当接されて配設されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１〜１３の何れか一項に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記光電変換素子の高さ位置は、前記光電変換素子と前記基板との間にバンプを介在させて調整されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記バンプは、導電体からなることを特徴とする。
【００２７】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記バンプを介して前記光電変換素子の電極の電気的接続が行われていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１７に記載の発明は、請求項１１〜１６の何れか一項に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記光電変換素子と前記光導波路ケーブルとの間に、光路形成材が充填されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記光路形成材は光屈折媒質からなり、その屈折率は前記クラッドの屈折率と略同等となるように選択されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１９に記載の発明は、請求項１１〜１８の何れか一項に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記光電変換素子は、発光素子又は受光素子であることを特徴とする。
【００３１】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の送受信サブアセンブリにおいて、
前記発光素子は、面発光素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、基板の実装面と光電変換素子との間に光導波路ケーブルを設置し、光導波路ケーブルを基準に光電変換素子との光結合を行うため、光導波路ケーブルの高さ調整に用いていたスペーサを取り除くことができ、光結合の光軸ズレの要因を排除して光結合効率を向上させるとともに、スペーサの微細加工が不要となり生産効率を向上させることができる。また、部品点数の削減により、設計の自由度が向上するとともに製品の小型化、高密度実装が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
〈光ケーブル及びコネクタ部分の構成〉
図１に、本実施形態における光ケーブル１の構成を示す。
図１に示すように、光ケーブル１は２つのプリント配線基板５を接続するものであり、光導波路ケーブル２の両端にコネクタ３を備えて構成されている。コネクタ３はプリント配線基板５上に搭載されたソケット６に装着され、プリント配線基板５上には他にＩＣ４が搭載されている。
【００３４】
光導波路ケーブル２はフィルム状に形成されており、その内部に有する光導波路は両端に設けられたコネクタ３間でやりとりされる光の伝送路として作用する。コネクタ３は、光電変換を行う送受信サブアセンブリを備えており、この送受信サブアセンブリによりプリント配線基板５から入力される電気信号を光に変換し、光導波路ケーブル２を介して他端側に位置するコネクタ３に光を送出する。或いは、光導波路ケーブル２を介して他端のコネクタ３から送出された光を受光し、電気信号に変換してプリント配線基板５に出力する。
【００３５】
図２に光導波路ケーブル２とコネクタ３内の送受信サブアセンブリ３ａとの接続部分の斜視図を示し、図３に図２のI-I線における断面図を示す。
図２及び図３に示すように、光導波路ケーブル２はその先端部分が、サブ基板３２の実装面と発光素子３１ａ又は受光素子３１ｂとの間に配置されている。また、光導波路ケーブル２は、クラッド２１側のフィルム面がサブ基板３２と当接するように実装面に沿って接着されている。
【００３６】
光導波路ケーブル２は、図３に示すように、クラッド２１、２２及びコア２３から形成されており、その端部には反射面２５が設けられている。また、その外周面は図示しない樹脂フィルムにより覆われている。樹脂フィルムは、機材、カバーとして作用するものであり、例えばポリイミド、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terepthalate）等の可撓性を有する材料から構成されている。
【００３７】
クラッド２１、２２及びコア２３は、ポリイミド系、ポリシラン系、エポキシ系、アクリル系の樹脂等から構成されている。
【００３８】
コア２３は、クラッド２１、２２間に直線状に形成され、光導波路を構成する。具体的には、クラッド２１上に塗布されたコア層がエッチング等によって所定の経路となるように成形され、その上面にクラッド２２の層が塗布されてなるものである。コア２３は、クラッド２１、２２とは異なる屈折率となるように材料が調整されている。このように、コア２３の周囲が屈折率の異なるクラッド２１、２２により囲まれることによって、コア２３内に送出された光を損なうことなくある一方向へ伝搬させることができる。
【００３９】
反射面２５は、コア２３を介して伝送された光を反射して光導波路ケーブル２の上部に位置する受光素子３１ｂに導く、或いは発光素子３１ａから出射された光を反射してコア２３に導く光路変換手段である。光導波路ケーブル２の光導波路とは、コア２３及びこの反射面２５により導かれる光路２４を含めた光の伝送路をいう。反射面２５は、光導波路ケーブル２の端面をブレードやレーザ等により４５度等の傾斜角度で切断することにより形成される。
【００４０】
送受信サブアセンブリ３ａは、図２に示すように、サブ基板３２上に発光素子３１ａ及び受光素子３１ｂ、ＩＣ３３が搭載されてなるものであり、プリント配線基板５から入出力される電気信号と光導波路ケーブル２を介して入出力される光の相互変換を行う。
【００４１】
発光素子３１ａは、例えばＶＣＳＥＬ等の面発光型の光電変換素子が用いられ、図３に示すように、プリント配線基板５から入力される電気信号に応じた光をＺ→Ｙ方向に向けて発光する。発光素子３１ａから発光された光は、反射面２５で光路を変換され、Ｗ→Ｘ方向へ伝送される。
【００４２】
受光素子３１ｂは、例えばＰＤ等の光電変換素子が用いられ、光導波路ケーブル２のコア２３においてＸ→Ｗ方向に伝送され、反射面２５を介してＹ→Ｚ方向に光路変換された光を受光し、その受光量に応じた電気信号を生成する。
以下、発光素子３１ａ及び受光素子３１ｂを光電変換素子３１と総称し、その発光部及び受光部を受発光部３１ｃという。
【００４３】
なお、本実施形態では、１つの送受信サブアセンブリ３ａにおいて発光素子３１ａ及び受光素子３１ｂをそれぞれ１素子づつ備えて双方向の光伝送を行う例を説明するが、発光素子３１ａ及び受光素子３１ｂを複数素子づつ備えて双方向の伝送を複数路で行う構成であってもよいし、光ケーブル１の一端の送受信サブアセンブリ３ａに発光素子３１ａのみ、他端の送受信サブアセンブリ３ａに受光素子３１ｂのみを備えて一方向の光伝送を行う構成としてもよい。
【００４４】
光電変換素子３１の高さ位置は、光導波路ケーブル２の実装面からの高さに応じて決定されている。すなわち、光電変換素子３１はバンプ３４を介してサブ基板３２の実装面との間に空間を設けて配置されているものであるが、その光電変換素子３１の高さが光導波路ケーブル２の厚み分の高さより高くなるように調整されている。また、光電変換素子３１の基板実装面における位置は、光導波路ケーブル２のサブ基板３２の実装面における設置位置を基準に、光導波路ケーブル２の光導波路と光電変換素子３１の受発光部３１ｃ間で伝送される光の光軸がそれぞれ一致するように決定されている。
【００４５】
光電変換素子３１の高さ位置は、バンプ３４の大きさを可変することにより調整が可能である。すなわち、バンプ３４を調整することにより、光導波路ケーブル２と光電変換素子３１間の光路距離を制御することが可能となり、光導波路ケーブル２と光電変換素子３１間の光結合効率が最大となるようにその距離を決定することができる。
【００４６】
バンプ３４は、導電体から形成され、光電変換素子３１の電極とサブ基板３２に設けられている電極（各電極は図示せず）とを電気的に接続している。バンプ３４としては、例えばＡｕ等の金属を適用可能である。
【００４７】
光導波路ケーブル２と光電変換素子３１との界面に生じる間隙には、光路形成材３５が充填されている。光路形成材３５は、例えば光硬化樹脂等の光屈折媒質からなり、光導波路ケーブル２のクラッド２２と同程度の屈折率等、空気に対して比較的大きい屈折率となるように材料が選択されている。この光路形成材３５により、光導波路ケーブル２と光電変換素子３１間の光路を通る光の出射径の広がりを抑えるよう制御が可能である。
【００４８】
〈コネクタ部分の製造方法〉
光ケーブル１のコネクタ３部分を上述した構成とするためには、先に光導波路ケーブル２をコネクタ３のサブ基板３２上に固定する方法の他、光電変換素子３１を取り付けた後に光導波路ケーブル２を設けることも可能である。
【００４９】
何れの方法においても、光導波路ケーブル２の光導波路と光電変換素子３１間でやりとりされる光の光軸が一致するように光導波路ケーブル２及び光電変換素子３１のサブ基板３２の実装面における設置位置が予め決定されている。また、光導波路ケーブル２の厚み、光導波路から光電変換素子３１の受発光部３１ｃまでの距離等に応じて、光電変換素子３１を設置する高さ位置が予め決定され、その高さに応じてバンプ３４が形成される。
【００５０】
光導波路ケーブル２を先に設置する場合、図４（ａ）に示すように、サブ基板３２に光導波路ケーブル２のフィルム面を当接させて予め決められた位置に配置し、接着してその位置を固定する。このとき、サブ基板３２と光導波路ケーブル２の離接部分には光導波路ケーブル２を支持する補強材３６が設けられる。
【００５１】
次いで、図４（ｂ）に示すように、光導波路ケーブル２に隣接してサブ基板３２上にバンプ３４をはんだ接合し、そのバンプ３４の上部に光電変換素子３１をはんだ接合する。バンプ３４は、上述したように予め決定された光電変換素子３１の高さ位置に応じて大きさが調整されている。また、光電変換素子３１は、光導波路ケーブル２の光導波路との光軸が一致するように予め決定された位置に配置され、バンプ３４とはんだ接合される。なお、光電変換素子３１とバンプ３４は予め接合しておき、光電変換素子３１の位置調整を行った後、バンプ３４とサブ基板３２を接合することとしてもよい。
【００５２】
次いで、図４（ｃ）に示すように、前記配置された光導波路ケーブル２及び光電変換素子３１間に生じた間隙ｇに光路形成材３５を充填する。間隙ｇは挟隙であるので、光路形成材３５は毛細管現象により吸入され、間隙ｇ内を満たすこととなる。また、毛細管現象により密接した界面にのみ光路形成材３５が保持されるため、開口している光路２４部分への滲出はない。
【００５３】
これに対し、光導波路ケーブル２を後から取り付けることも可能である。
この場合、図５（ａ）に示すように、まずバンプ３４及び光電変換素子３１をサブ基板３２上にはんだ接合により取り付ける。バンプ３４の大きさが調整されていること、光電変換素子３１が予め決定されている位置に配置されることは前述の場合と同様である。
【００５４】
次いで、図５（ｂ）に示すように、光電変換素子３１とサブ基板３２間に光導波路ケーブル２を挿入し、規定の位置まで光導波路ケーブル２を差し込むとサブ基板３２と光導波路ケーブル２のフィルム面を接着し、その位置を固定する。その後、図４（ｃ）に示したように、光導波路ケーブル２と光電変換素子３１間の間隙ｇを光路形成材３５で満たすとコネクタ３が完成する。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、光導波路ケーブル２をサブ基板３２の実装面と光電変換素子３１間に配置し、その光導波路ケーブル２の設置位置を基準に光電変換素子３１の実装面からの高さ位置及び実装面における設置位置を調整する。すなわち、スペーサ等を介さずに光導波路ケーブル２と光電変換素子３１とを光結合するので、光軸ズレの要因を取り除くことができ、光結合率を向上させることができる。
【００５６】
従来は、図７及び図８に示すように、光電変換素子３１の設置位置を基準に光導波路ケーブル２を設置していたため、光導波路ケーブル２とサブ基板３２間にスペーサＳを介在させなくてはならなかった。このスペーサＳの介在は、光導波路ケーブル２の光導波路と光電変換素子３１間の光路の光軸ズレを生じさせる要因の一つとなっていたが、本実施形態によれば、スペーサＳが不要となるため、光軸の位置合わせ精度を向上させることができる。
【００５７】
また、光導波路ケーブル２のフィルム面をサブ基板３２と当接させて接着するので、光導波路ケーブル２を広い面積で支持することができ、安定に実装することができる。また、接着により環境温度の変化による光導波路ケーブル２の膨張又は縮小を抑える作用が得られる。これにより、光導波路ケーブル２自体の動きを安定化させることができ、光軸ズレの防止を図ることができる。従って、環境変化に拘わらず光伝送を安定に行うことが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、光軸ズレの要因は光導波路ケーブル２と光電変換素子３１の実装面に対する位置関係のみとなるので、光導波路ケーブル２、光電変換素子３１間の光路の光軸が一致するようにサブ基板３２の実装面に対する配置位置を予め設計しておき、製造工程ではその設計により決められた位置に各部材を正確に配置するだけで光導波路ケーブル２及び光電変換素子３１間の光軸を一致させることができる。すなわち、パッシブアライメントによる光路結合が可能となり、光ケーブル１の生産効率を向上させることができる。
【００５９】
従来の構成では、スペーサＳによる光軸ズレの公差を含めて、光電変換素子３１を基準に個体差のある光導波路ケーブル２の位置合わせをパッシブアライメントで行うことは難しく、最終的にはアクティブアライメントにより位置合わせを行わなければならなかった。しかし、本実施形態によれば、スペーサＳに起因する光軸ズレの要因を排除することができるので、サブ基板３２上での光導波路ケーブル２及び光電変換素子３１の配置さえ正確に行えば、パッシブアライメントによる光軸合わせが可能である。また、光電変換素子３１の高さ位置が正確ではなかったとしても、光軸合わせには影響が無いため、バンプ３４の成形にスペーサＳのような高精度は要求されず、光ケーブル１の生産性を向上させることができる。
【００６０】
さらに、設計により光導波路ケーブル２の位置さえ決定しておけば、光導波路ケーブル２を最初に実装することもできるし、光電変換素子３１を実装面との間に空間を設けるように設置した後からその空間に光導波路ケーブル２を挿入することもでき、製造工程が限定されない。
【００６１】
また、バンプ３４の大きさを調整することにより、光導波路ケーブル２の光導波路と光電変換素子３１の受発光部３１ｃ間の距離を容易に制御することができる。これにより、光伝搬効率の最も良い距離を設定することができ、光結合の最適化を図ることができる。
【００６２】
また、バンプ３４を導電体で形成し、フリップチップ方式により光電変換素子３１の電極を電気的に接続することにより、従来のように電極を接続するためのワイヤＰ（図８参照）を設ける必要がなくなった。ワイヤＰは光導波路ケーブル２をサブ基板３２上に搭載する際に、光導波路ケーブル２の先端部と抵触することがあり、光路結合の妨げとなる場合があった。また、ワイヤＰが形成するループがアンテナとなってノイズを受けやすくなるため、光電変換素子３１部分のシールドが必須であったが、本実施形態では、ワイヤＰを不要としたことによりそのような問題を解消することができる。また、バンプ３４による電気的接続を行うため、電極間の距離を短縮することができ、簡易なシールドで済む。
【００６３】
また、光導波路ケーブル２及び光電変換素子３１間を、光路形成材３５で満たすことにより結合光路における光の光径を制御することができる。すなわち、光導波路ケーブル２のクラッド２２の屈折率と略同等の屈折率となるように光路形成材３５の材料を選択することにより、光径の広がりを抑えることができ、結合光路における光伝搬の損失を抑えることができる。
【００６４】
さらに、ワイヤＰやスペーサＳを排除したことにより、回路構成を簡素化することができ、送受信サブアセンブリ３ａの小型化、軽量化を実現することができる。また、電気接続用のパッド面積が素子サイズ以下となるため、図６に示すように２つの送受信サブアセンブリ３ａをそのサブ基板３２の背面を合わせて両面実装することが可能となり、高密度実装が実現できる。さらに、サブ基板３２を電気的回路基板に替えることも可能となる。この場合、非常に小型で高密度な光ケーブルを提供することが可能となる。
【００６５】
また、発光素子３１ａ、受光素子３１ｂが一体となったアレイ素子を使用することも可能とである。この場合、サブ基板３２上に複数の光電変換素子３１を各々取り付ける必要がなく、１個のアレイ素子をサブ基板３２上に実装するだけで済むとともに、個々の光電変換素子３１についてバンプ３４を調整する必要がなくなり、生産効率が良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態における光ケーブルを示す図である。
【図２】図１のコネクタ内の送受信サブアセンブリの構成を示す斜視図である。
【図３】図２の断面図である。
【図４】送受信サブアセンブリの製造方法の一例を示す図である。
【図５】送受信サブアセンブリの製造方法の一例を示す図である。
【図６】図３の送受信サブアセンブリを両面実装した例を示す図である。
【図７】従来の光ケーブルの送受信サブアセンブリの構成を示す斜視図である。
【図８】図７の断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    光ケーブル
２    光導波路ケーブル
２１、２２    クラッド
２３    コア
２４    反射面
３    コネクタ
３ａ    送受信サブアセンブリ
３１    光電変換素子
３２    サブ基板
３４    バンプ
３５    光路形成材
【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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