(57)【要約】【課題】  信頼性を確保しながらも、光電変換素子と組み合わされた光電変換モジュールの光学特性を向上させると同時に、光コネクタの位置決め精度も向上して、光利用効率特性を向上させる光電気変換モジュールを提供すること。【解決手段】  光電気変換素子と光結合を行う光結合素子５を一部に設けた光結合素子支持部材６２が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材６１とからなり、該透明支持部材と基板とで、該不透明支持部材６１とを挟んだ積層構造であること。【選択図】  図１
2007035697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と前記光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、前記光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、
前記光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と前記基板とで、該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項２】
基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と前記光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、前記光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、
光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と前記基板とで該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であり、該透明支持部材および該不透明支持部材の一部に対向する凹凸構造を有することを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項３】
基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と前記光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、前記光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、
光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と該基板とで該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であり、該不透明支持部材が複数の同じまたは異なる光電変換素子部を分離する隔壁を有することを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項４】
基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と前記光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、前記光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、
光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と該基板とで該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であり、該不透明支持部材が隔壁を有し、該隔壁の面の少なくとも一部に導電体層が形成されなることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項５】
前記光結合素子支持部材が光電変換素子側に光結合素子用の凹部を有し、該凹部に微小光結合素子形状が形成さていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光電気変換モジュール。
【請求項６】
基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と前記光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、前記光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、
光結合素子支持部材が光電変換素子側に光結合素子用の凹部を有し、該凹部に微小光結合素子形状が形成され、該光結合素子支持部材の凹部を埋め込みかつ平坦面を有する該光結合素子支持部材と、屈折率の異なる埋め込み部材とを有することを特徴とする光電気変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送、光計測、光メモリ等の各種分野に適用可能で光の入出射を行う光電気変換光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電気変換素子または光電変換素子と電子回路素子とをパッケージ化することによりマルチチップモジュールとなる光電気変換パッケージ、または光電変換パッケージ（“ＯＥ−ＭＣＭ”とも呼ばれる）は、光電気変換素子または光電変換素子、光結合素子、光実装基板、発光光電変換素子用ドライバ電子回路素子、受光光電変換素子用増幅電子回路素子、論理電子回路素子、さらにはこれら全体を封止するパッケージ、端子、ＭＣＭ基板等から構成される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、従来の光電変換素子パッケージの構成例が開示されている。コネクタ構成を有する部品（光ファイバ等）と、これに対して位置調整された光電変換素子（ＬＤチップ等）、電気回路素子（受信用ＰＤ等）および周辺部品（モニタ用ＰＤチップ、光導波路中のＷＤＭフィルタ等）とが不透明で硬化性に優れたエポキシ樹脂等のモールド部材によりモールドされている。
【０００４】
なお、ＬＤチップ及びモニタ用ＰＤチップ周りはＬＤチップからの光をモニタ用ＰＤチップに導光させるためにシリコーン系樹脂等の透明樹脂により覆われている。
【０００５】
これにより、従来の金属のハーメチック封止による光電変換素子パッケージよりも、小型・低価格化が実現可能となる。
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１などに開示される技術では、外部の光ファイバと光電変換素子（ＬＤチップ）とを高効率で光結合させるためには高精度な光実装が必要なため、外部の光ファイバの一部をモールド部材に直接挿入して一体化しており、外部の光ファイバの脱着ができない。
【０００７】
このため、光電変換素子パッケージのプリント基板への実装には、リフロー炉を量産で用いることは困難であり、ロボット半田付けや手半田付け等による少量生産しかできない。
【０００８】
さらには、機器内光伝送におけるボード間光伝送のように機器組み付け作業としてコネクタが必須の装置には用いることができない。
【０００９】
また、この光ファイバの挿入に代えて光コネクタをモールド部材に直接挿入して一体化すれば、光電変換素子パッケージと外部の光ファイバとを脱着ができるようになるが、実際には、光コネクタ自体が部品コストとして高価であり低コスト化できないばかりか、光コネクタという大きい部材に対する高精度の光実装が必要となり、組付けコストが増大する。
【００１０】
ここで、特許文献２には、これらの問題を解決するために、光電変換素子とこの光電変換素子を封止する透明材料とからなるパッケージＡと、光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子とパッケージＡとを封止するパッケージＢとよりなり、パッケージＡの一部がパッケージＢの一部から外部に露出される技術が開示されている。
【００１１】
従って、光電変換素子と電子回路素子とをパッケージして光電変換モジュールを作製する場合に、光電変換素子を予め光学部品と光学実装しておくことにより、マルチチップモジュールの封止において、通常の電気実装パッケージと同様な封止により、光電変換素子パッケージの作製時の光学実装が不要となり、簡単かつ低コストで作製可能な光電変換モジュールを提供できる。
【特許文献１】特開２０００−２２８５５５号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献２における光電変換モジュールでは、光電変換素子を予め光学部品と光学実装しておく必要があるが、光学部品に要求される樹脂は、良好な光結合素子特性を発現するために成形精度が高く、かつ、変形しにくい比較的に硬度の高い材料が好ましのに対して、光電変換素子を光実装する場合の封止材料は、ワイヤボンド実装を用いた場合には、熱衝撃および熱サイクル時のワイヤへの応力がおよびワイヤボンド部への応力が小さくして信頼性を確保するために、ある程度変形しやすい比較的に硬度の低い材料が好ましく、その要求内容が異なる。基本的には信頼性を確保することが優先されるので、軟らかく変形が比較的に生じる材料を用いる結果、光学特性がその運だけ劣化してしまい、通常の光学部品と比較して十分な特性を得ることがでず、光利用効率を大きくできなかった。
【００１３】
さらに、この光電変換モジュールに光コネクタの機能を複合化させる場合に、光コネクタの位置決めに必要な位置決め穴の形状精度に関しても、光学部品と同様に軟らかく変形が比較的に生じる材料のために形状精度が低下しているので、高精度の位置決めができにくく、その分だけさらに光利用効率が低下しやすかった。
【００１４】
本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、信頼性を確保しながらも、光電変換素子と組み合わされた光電変換モジュールの光学特性を向上させると同時に、光コネクタの位置決め精度も向上して、光利用効率特性を向上させる光電気変換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】
【００１５】
請求項１記載の発明は、基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と基板とで、該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であることを特徴とする光電気変換モジュールである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と基板とで該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であり、該透明支持部材および該不透明支持部材の一部に対向する凹凸構造を有することを特徴とする光電気変換モジュールである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と該基板とで該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であり、該不透明支持部材が複数の同じまたは異なる光電変換素子部を分離する隔壁を有することを特徴とする光電気変換モジュールである。
【００１８】
請求項４記載の発明は、基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、光結合素子支持部材が平板構造を有する透明支持部材と、平板構造を有する不透明支持部材とからなり、該透明支持部材と該基板とで該不透明支持部材とを挟んだ積層構造であり、該不透明支持部材が隔壁を有し、該隔壁の面の少なくとも一部に導電体層が形成されなることを特徴とする光電気変換モジュールである。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の光電気変換モジュールにおいて、光結合素子支持部材が光電変換素子側に光結合素子用の凹部を有し、該凹部に微小光結合素子形状が形成さていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明は、基板と、該基板上に設けた光電気変換素子と、該基板上に設けた電気配線と、該電気配線と光電気変換素子との電気接続を行う電気接続手段と、光電気変換素子と光結合を行う光結合素子を一部に設けた光結合素子支持部材とを有する光電気変換モジュールにおいて、光結合素子支持部材が光電変換素子側に光結合素子用の凹部を有し、該凹部に微小光結合素子形状が形成され、該光結合素子支持部材の凹部を埋め込みかつ平坦面を有する該光結合素子支持部材と、屈折率の異なる埋め込み部材とを有することを特徴とする光電気変換モジュールである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、信頼性を確保しながらも、光電変換素子と組み合わされた光電変換モジュールの光学特性を向上させると同時に、光コネクタの位置決め精度も向上して、光利用効率特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
従来の実施の形態を図６に基づいて説明する。図６は、従来の形態の光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。
【００２３】
図６において、１はＭＩＤからなる立体基板であり（Molded Interconnected Device）、２は光電気変換素子であり、この２は実際には紙面に垂直方向に配列された面発光レーザ（VCSEL=Vertical Cavity Surface-Emitting Laser）または単にレーザ半導体（ＬＤ）および面受光型ＰＩＮフォトディテクタ（ＰＤ）であり、３はＭＩＤの上に設けた電気配線であり、４は接合バンプであり、５はマイクロレンズ形状を有する光結合素子であり、９は光結合素子５の支持部材であり、６はＭＩＤ開口へのマイクロレンズ形状を有する充填材料であり、１５は熱インタポポーザであり、１６は隙間充填剤であり、１７はアンダーフィル剤であり、１８および１９は光電変換素子と電気的に接続されたレーザドライバ（ＬＤＤ）および４はトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）であり、１４はＭＩＤの下部電気配線であり、１３はボールアレイであり、２０は上記構成部品より形成される光電気変換モジュールであり、１１は光電変換素子を実装する主基板であり、１２は主基板上の電気配線である。
【００２４】
図６においては、ＭＩＤは、光結合素子の支持部材９と外周外形を画像検出して位置検出をし、ＭＩＤと光結合素子との相対位置精度を確保した組み付けを行っていた。しかしながら、外周外形は接触によるキズ等で画像検出による位置検出の誤差が大きく、高い相対位置精度を確保が難しく、また画像検出に時間を要してしまっていた。
【００２５】
［第１の実施の形態］本発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態の光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。図６と重複する内容に関しては省略する場合がある。
【００２６】
図１において、６１は平板構造を有する不透明部材であり、６２は平板構造を有する透明部材かなる光結合素子支持部材であり、５は光結合素子支持部材６２に設けられた光結合素子であり、５６は封止材料であり、６３は光結合素子支持部材と封止材料間に設けた空気層である。
【００２７】
図１において、不透明部材６１は平板形状の内側をくり貫いて構成した形状を有しておりこのくり貫いた部分に光電気変換素子を内容できるようになっており、この不透明部材６１は平板構造を有するので、同様に平板構造を有する光結合素子支持部材６２と平面の上面を有するインタポーザ基板５１との間に簡単に挟んで組み付けることができる。また、不透明部材の厚さを高精度成形により制御することにより、簡単に光結合素子支持部材のインタポーザ基板に対する高さを制御することができるようになる。これにより、光学支持部材に設けた光結合素子とインタポーザ基板に設けた光電気変換素子との高さを簡単に高精度に位置制御することができるようになる。
【００２８】
図１においては、さらには不透明部材を光結合素子支持体の土台構造として用いるが、この不透明部材は透明部材と異なって簡単にインタポーザ基板の膨張係数と２割程度以内に同じ値に一致させることができ、またフィラーを多量に混合することも可能であり機械的強度を向上できるので、封止信頼性を向上させた光伝送モジュールを提供することができるようになる。
【００２９】
本発明は図１に示すような封止材料や空気層を用いる構成に限定されるわけではなく、封止材料や空気層を用いなくともよい。また、図示した封止材料と空気層の複合構造に限定されるわけではなく基板面内方向に構成を分離してもよいし、また、封止材料のみまたは空気層のみを設けた構成であってでも同様に効果的である。不透明部材６１の内部に未硬化の封止材料を注液して硬化した後に透明部材からなる光結合素子支持体を積層してもよいし、光結合素子支持部材とインタポーザ基板との間に不透明部材６１を挟んだ後に不透明部材６１または光結合素子支持部材に設けた注液孔から封止剤を注入してもよい。
【００３０】
［第２の実施の形態］次に、本発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２は、本実施の形態の光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。図６および図１と重複する内容に関しては省略する場合がある。図１において、６５は平板構造を有する不透明部材に設けたと凸構造であり、６４は平板構造を有する透明部材からなる光結合素子支持部材に設けた凹構造である。
【００３１】
図２においては、光結合素子の支持体６２に設けた凸構造６４と、不透明部材に設けたと凹構造６５とが対向している。これにより凹構造６５と凸構造６４とを画像検出して位置検出をした場合に、対向した位置であるために簡単に高い相対位置精度を得ることができる。これにより、光結合素子と光結合素子の支持体との高い相対位置精度の組み付けを簡単に行うことができるようになる。さらには、凹構造６５と凸構造６４とを勘合構造にしているので、あらかじめ光結合素子支持体を光電気変換素子に対して位置制御しておくことにより、光結合素子支持体と光結合素子とが高い位置精度となるような光結合素子を組み付けることが簡単にできるようになる。また、これにより組み付け工程を大幅に簡略化することができるようになる。
【００３２】
図２において、凹凸構造は図示した四角錐に対応した三角形の断面形状に限定されるわけではなく、直方体や円柱および直方錘や円錐等の鋸歯構造等画像検出が可能であり、さらには位置決めピンとして用いることができる形状であれば同様に効果的である。また、光結合素子の支持体に凹構造を設けることに限定されるわけではなく、光結合素子の支持体に凸構造を設けても同等に効果的であり、さらに光結合素子の支持体に凹凸両方の構造を有する複雑な立体構造を設けることは、同様以上に高い位置精度や簡単な組み付けが可能となりより効果的である。
【００３３】
［第３の実施の形態］次に、本発明の第３の実施の形態を図３に基づいて説明する。図３は、本実施の形態の光電変換モジュールの構成を原理的に示す鳥瞰図である。図６、図１および図２と重複する内容に関しては省略する場合がある。
【００３４】
図３において、６８は平板構造を有する透明部材からなる光結合素子支持部材であり、６９は光結合素子支持部材に設けた光結合素子であり、７０は分離可能な光コネクタ部であり、６７は平板構造を有する不透明部材であり、７１は不透明部材に設けた隔壁構造であり、７２は銅からなるサブマウントであり、７３は受信と発信に対応した光電気変換素子であり、７４は受信と発振に対応した光電気変換素子にそれぞれ対応した受信用ＩＣおよび発信用ＩＣである。実際には、透明部材６８とインタポーザ基板５１とに不透明部材６７が挟まれて一体化して光電気変換モジュールが構成されている。図３では光結合素子支持体６８の周辺に光コネクタと対応した位置決め構造を設けているが、位置決め構造は図３の構造に限定されるわけではなく、通常の位置決めピンや位置決め孔による構造でも他の構造でもよい。
【００３５】
図３においては、不透明材料６７に、受信用の光電気変換素子および送信用の光電気変換素子、そしてそれに対応した受信用のＩＣおよび送信用のＩＣと、受信部と送信部を分離する隔壁構造７１を設けている。これにより、送信部と受信部の光のクロストークを大きく減少することができるようになり、伝送のエラー率を大きく低減させて通話品質を向上することができるようになる。また、電波のクロストークに関しても、隔壁で吸収することにより低減して、この点でも伝送のエラー率を大きく低減させて通話品質を向上することができるようになる。
【００３６】
また、隔壁構造を光伝送モジュール全体または送信および受信の光電気変換素子の中央部に設けることにより、この隔壁部分を透明材料からなる光結合素子支持体の高さ位置制御部材として用いることができ、それぞれの送信および受信の光電気変換素子を両端で制御するよりもより高精度に制御できるようになるのでより好ましい。さらに、図３に示すように隔壁構造の中央部に対して周辺の平板構造を形成した不透明部材に凸構造を設けることも、一層に高精度で高さ位置を制御できるのでより好ましい。
【００３７】
この隔壁構造は、図３に示した形状に限定されるわけではなく、投影形状が直線形状ジグザク直線形状および曲線形状、断面形状が矩形形状、台形形状、ひし形形状、楕円形状等種々の形状を最適化することが好ましい。図３に示した非線対称かつクランク部分を有する１８０度回転対象の隔壁が、中央部に大きな面積を設けることができる、より一層に高精度に光結合素子と光電気変換素子の高さ位置制御を行うことができるようになるのでより好ましい。
【００３８】
また、図３においては、隔壁構造が中央部でサブマウントと交差する構造を設けている。具体的には、サブマウントの形状を平板とし、この部分のみ隔壁構造の下側をザグった構造としている。これにより、サブマウントと隔壁構造との基板面方向との位置合わせを簡単にできると同時に、サブマントと隔壁構造との基板面垂直方向の位置制御をより高精度に行うことができるようになるので、より光利用効率を向上させることができるようになる。また、メカニカルアライン構造であるので接着剤のようなズレが生じにくく、長期的または温度的な信頼性も向上する。
【００３９】
また、図３における隔壁構造は送信部と受信部を分離している隔壁構造であるが、これに限定されるわけではなく、複数の送信部または受信部を互いに隔壁構造で分離したり、受信部の光電気変換素子とこれに対応した受信用ＩＣとを分離したりすることに用いてもよい。
【００４０】
また、図３に示した隔壁構造の片側または両側または両側と上下側の少なくとも一部に導電体層を形成することにより、光および電波のクロストークをより低減することができる。導体層は光の遮光膜として機能すると同時に、電波のシールド材として機能する。また、導電体層により、基板面内および基板面に垂直方向の熱の伝導率を向上させて光伝送モジュールの放熱効果を向上することもできる。これにより、伝送の通話品質をより一層に向上することができるようになる。
【００４１】
導電体層は、塗布または印刷により形成したり、無電解メッキにより形成したり、無電解メッキと電解メッキを組み合わせたり、銅箔を張り合わせたり、ナノ金属粒子をインクジェット方式により形成ししたりすることにより形成することができる。パターニングに関しては、インクジェットのようにオンデマンドで形成する以外に、全面の無電解メッキをレーザやフォトリソでパターングしたり、２色成形品を用いたり、成形用の金型に触媒または導体薄膜をあらかじめ形成しておいてそれを成形時に転写してそのままおよび後処理として無電解または電解メッキを施して形成してもよい。無電解メッキはプラスチックを不透明材料として用いた場合には効果的な構成である。
【００４２】
このような隔壁に設ける導体層を無電解メッキによる導電体層で形成することは、平板からなる透明材料の一部を隔壁構造として形成した場合にも同様に効果的である。
【００４３】
［第４の実施の形態］次に、本発明の第４の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４（ａ）は本実施の形態の光電変換モジュールの構成を原理的に示す構成図である。図６、図１、図２および図３と重複する内容に関しては省略する場合がある。
【００４４】
図４（ａ）において、７５は不透明材料からなる平板と透明材料からな平板を積層させて一体化した光結合素子を含む部材であり、この部材の透明材料部分に凹部を設け、この凹部に光結合素子となるマイクロレンズを設けている。
【００４５】
図４（ａ）においては、凹部に光結合素子を設けているので、コンタミが付着しにくく、また水分飛散の付着もしにくくなり環境信頼性を向上させると同時に、光結合素子と光電気変換素子との距離を小さくしながらも透明部材の厚さを増加することができるので透明部材の機械的強度を向上して応力および熱に対する機械的信頼性を向上させることができる。
【００４６】
図４（ｂ）は本実施の形態の光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。図６、図１、図２および図３と重複する内容に関しては省略する場合がある。
【００４７】
図４（ｂ）においては、７７が空気層であり、７８が封止材料であり、７９が光結合素子を設けた平板構造を有する透明部材であり、８０が平板構造を有する不透明部材である。
【００４８】
図４（ｂ）においては、透明部材７９と封止材料７８を密着させているにもかかわらず、透明部材７８に設けた凹部に確保される空気層７７により、空気界面レンズが形成され、大きな光学パワーを有することができると同時に、微小な空間からなる密閉構造を実現しているので、コンタミが付着しにくく、また水分飛散の付着もしにくくなり環境信頼性を向上させると同時に、光結合素子と光電気変換素子との距離を小さくしながらも透明部材が薄くても封止材料と一体化することにより透明部の機械的強度を向上して応力および熱に対する機械的信頼性を向上させることができる。
【００４９】
［第５の実施の形態］次に、本発明の第５の実施の形態を図５に基づいて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の光電変換モジュールの構成を原理的に示す構成図である。図６、図１、図２、図３および図４と重複する内容に関しては省略する場合がある。
【００５０】
図５（ａ）において、８２は光結合素子を設けた高屈折率の透明材料からなる部材であり、８２は低屈折率の材料からなる封止材料であり、図５（ｂ）において、８７は光結合素子を設けた高屈折率の透明材料からなる部材であり、８３は低屈折率の材料からなる光硬化性材料あり、８３は中屈折率の材料からなる封止材料であり、図５（ｃ）において、８６は光結合素子を設けた低屈折率の透明材料からなる部材であり、８５は高屈折率の材料からなる光硬化性材料あり、８３は中屈折率の材料からなる封止材料である。
【００５１】
ここでの高屈折率材料とは屈折率１．５１以上を示し、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、オーモセア（ドイツ、フラウンフォーファ協会）等の多くの光学用途材料および汎用材料を用いることができる。また、ここでの中屈折率とは、屈折率１．４５以上１．６０以下を示し、多くのプラスチック材料がこの範囲内にある。また、ここでの低屈折率材料とは、屈折率が１．５０以下を示し、フッ素基やシリコーン基を含有する多くの光硬化性材料や封止材料を用いることができる。
【００５２】
図５（ａ）においては、透明部材をインタポーザ基板に実装後に封止材料を充填することにより埋め込み型レンズを簡単に形成することができ、部品点数や形成工程も非常に簡単である。さらに、埋め込み型レンズであるので、コンタミが付着しにくく、また湿気の影響も受けにくくなり環境信頼性を向上させると同時に、透明部材が薄くても封止材料で強度を確保できるので応力および熱に対する機械的信頼性を向上させることができる。
【００５３】
また、光結合素子は、図５に示すように凹部に設けることに限定されるわけではないが、凹部に設けることにより透明部材の実効的な厚さを増加することができるので、さらにその機械的強度を増加できより好ましい。
【００５４】
図５（ｂ）および（ｃ）においては、あらかじめ屈折率の異なる材料により埋め込み型のレンズを構成しており、その埋め込み型のレンズとインタポーザ基板との間を封止材料により封止している。このため、封止材料の屈折率は光結合素子の特性に影響しないので、封止材料形成時の屈折率変動の影響を受けにくく、より信頼性の高い光電気変換モジュールを実現することができるようになる。
【００５５】
埋め込み型レンズは、透明部材の曲面を形成する場合には成形型を用いて光硬化をさせたり、射出成形やトランスファー成形をさせる方式がより好ましい。埋め込み材料部分となる８４または８５部分を形成する場合には、成形型を用いて形成してもよいが、適量の液状原材料を供給することによりレベリング効果を用いて形成してもよい。また、このような埋め込み型の光結合素子は、図５に示すような単一曲面のマイクロレンズに限定されるわけではなく、フレネルレンズ、回折格子、ホログラム等でも同様に効果的であり、さらにこれらの光結合素子を積層したり複合したりしても同様に効果的である。
【００５６】
封止材料は中屈折率の材料としているが、図５（ｂ）および（ｃ）においてはこれに限定されているわけではなく、光学長を大きくしたいときには高屈折率材料を、光学長を小さくしたいときには低屈折率材料を用いることがより好ましい。
【００５７】
また、図１から５においては、透明部材の光結合素子を設けた凹部以外の部分に、導電体層を設けることが好ましい。透明部材のインタポーザ基板側の面に設けることが好ましく、またこの部分以外にも透明部材のコネクタ側の面に設けることも好ましい。この導電体層は、銅により形成することができる。銅は銅板を張り合わせたり、銅を蒸着したり、無電解めきにより容易に良好な導電体層を形成して、光と電磁波のシールド効果を向上することができる。銅以外にも、銀やアルミや金等を用いることも同様に効果的である。無電解メッキとしては金を用いることも効果的である。また、銅の上にニッケルおよび金の積層の無電解メッキをしてもよい。また、銅または金の無電解メッキの上に電解メッキを厚付けして機械的信頼性を向上することもより効果的である。
【００５８】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態における光電変換モジュールの構成を原理的に示す鳥瞰図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態における光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態における光電変換モジュールの構成を原理的に示す断面模式図である。
【図６】従来の実施の形態における光電気変換モジュールでの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
５    光結合素子
５６    封止材料
６１    不透明部材
６２    光結合素子支持部材
６３    空気層
【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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