(57)【要約】【課題】低い製造コストで信頼性に優れた光学モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバと樹脂製フェルールを備えた光学モジュールの製造方法であって、金型の内部に光ファイバを配置し、金型内に樹脂を注入して硬化させて光ファイバとフェルールとを一体化する光学モジュールの製造方法によって上記課題が解決される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと樹脂製フェルールを備えた光学モジュールの製造方法であって、
金型の内部に光ファイバを配置し、
前記金型内に樹脂を注入して硬化させて前記光ファイバとフェルールとを一体化する光学モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記光ファイバは、前記金型とは独立に設けられ、前記ファイバを把持または開放する動作を行うファイバ把持部で把持されて前記金型内に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記光ファイバをその光軸方向に沿って少なくとも２カ所で前記ファイバ把持部により把持することを特徴とする請求項２に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記ファイバ把持部の前記光ファイバとの当接面は前記光軸に直交する面においてＶ溝形状であることを特徴とする請求項２または３に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記金型は、型開き方向に分離する第１金型と第２金型とを備え、
前記第１金型と前記第２金型とを分離させた後に、前記光ファイバの光軸が前記型開き方向と交差するように、前記第１金型と前記第２金型との間に前記光ファイバを配置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記光ファイバを、前記第１金型と前記第２金型との型合わせ面で把持することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記光ファイバは、その先端面を前記金型の内壁に当接させて前記金型内に位置決めすることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記光ファイバは、その光軸が平行となるように複数本が並列に前記金型内に配列され、
複数の前記ファイバ把持部は、前記光軸に対して交差する方向に互いに連結されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項９】
光電変換素子と、貫通孔を備えた基板と、光ファイバと、フェルールとを備えた光学モジュールの製造方法であって、
光電変換素子の受発光面が基板の貫通孔を介して光ファイバの先端面に対向するように、前記光電変換素子と前記基板と前記光ファイバとを金型内に配置し、
前記金型内に樹脂を注入して硬化させて、前記基板と前記光ファイバと前記光電変換素子とをフェルールと一体化する光学モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記光ファイバはファイバ把持部で把持されて前記金型内に位置決めされることを特徴とする請求項９に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記光電変換素子は素子把持部で把持されて前記前記金型内に位置決めされることを特徴とする請求項９または１０に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に押圧した状態で、前記金型内に配置することを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に固定し、
前記光電変換素子と前記基板とを前記金型内に配置することを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記基板は、金属板であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１５】
光電変換素子と、貫通孔を備えた基板と、光ファイバと、フェルールとを備えた光学モジュールの製造方法であって、
光ファイバの先端面が基板の貫通孔に臨むように、前記基板と前記光ファイバとを金型内に配置し、
前記金型内に樹脂を注入して硬化させて、前記基板と前記光ファイバと前記光電変換素子とをフェルールと一体化させ、
光電変換素子を受発光面が前記先端面に対向するように前記フェルールに取り付けることを特徴とする光学モジュールの製造方法。
【請求項１６】
前記光ファイバはファイバ把持部で把持されて前記金型内に位置決めされることを特徴とする請求項１５に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記光電変換素子は素子把持部で把持されて前記前記金型内に位置決めされることを特徴とする請求項１５または１６に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に押圧した状態で、前記金型内に配置することを特徴とする請求項１５から１７のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項１９】
前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に固定し、
前記光電変換素子と前記基板とを前記金型内に配置することを特徴とする請求項１５から１７のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【請求項２０】
前記基板は、金属板であることを特徴とする請求項１８または１９に記載の光学モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子等の光学部品を備えた光学モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信ネットワークの大容量化・高速化やスーパーコンピュータの処理能力の向上に伴って、伝送速度の向上が要請され、光インターコネクション技術が注目されている。光インターコネクションを実現するために、特許文献１に記載のような光学モジュールが知られている。この光学モジュールは、光電変換素子と光ファイバ及び電気配線を有し、ＬＳＩ等の信号処理装置との接続、あるいは信号処理装置とルータ等の外部インターフェイスとの接続等において、機器間の電気信号を光信号に置き換えてその伝送速度を向上させようとするものである。
【０００３】
このような光学モジュールは、光信号と電気信号とを変換する光電変換素子と、外部から光電変換素子へ光信号を伝送するあるいは外部へ光電変換素子の光信号を伝送する光ファイバと、これら光電変換素子と光ファイバとが取り付けられたフェルールとから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-59867号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的にこのような光学モジュールは、特許文献１に記載のように、貫通孔を備えたフェルールを作成し、フェルールの貫通孔に光ファイバを挿入し、光電変換素子を画像認識させて機械的にフェルールに位置合わせして取り付ける工程を経て製造される。
【０００６】
ところでこのような光学モジュールでは、光ファイバと光電変換素子との位置合わせに高い精度が要求される。このため、フェルールに貫通孔を形成したり、光電変換素子を所定位置に搭載したり、光ファイバを所定位置まで貫通孔に挿入するといった組立工程には、高い精度が要求される。このように、光学モジュールを製造する際には、高い精度が要求される工程を複数回実施する必要があり、光学モジュールの製造コストを低減できない要因となっていた。
【０００７】
また、特許文献１に記載の製造方法では、光電変換素子は金属バンプを介してフェルールに搭載され、光ファイバは接着剤によってフェルールに固定されている。したがって、光学モジュールにはバンプとしての金属や接着剤としての樹脂が混在している。これら金属と樹脂の熱膨張係数が大きく異なることに起因して、温度変化等の環境変化に伴い光電変換素子と光ファイバとの離間距離が変動したりすることで、光学モジュールの光結合効率が変動してしまい、光学モジュールの信頼性を損ねる虞があった。
【０００８】
そこで本発明は、低い製造コストで信頼性に優れた光学モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明によれば以下が提供される。
（１）  光ファイバと樹脂製フェルールを備えた光学モジュールの製造方法であって、
金型の内部に光ファイバを配置し、
前記金型内に樹脂を注入して硬化させて前記光ファイバとフェルールとを一体化する光学モジュールの製造方法。
（２）  前記光ファイバは、前記金型とは独立に設けられ、前記ファイバを把持または開放する動作を行うファイバ把持部で把持されて前記金型内に位置決めされることを特徴とする（１）に記載の光学モジュールの製造方法。
（３）  前記光ファイバをその光軸方向に沿って少なくとも２カ所で前記ファイバ把持部により把持することを特徴とする（２）に記載の光学モジュールの製造方法。
（４）  前記ファイバ把持部の前記光ファイバとの当接面は前記光軸に直交する面においてＶ溝形状であることを特徴とする（２）または（３）に記載の光学モジュールの製造方法。
（５）  前記金型は、型開き方向に分離する第１金型と第２金型とを備え、
前記第１金型と前記第２金型とを分離させた後に、前記光ファイバの光軸が前記型開き方向と交差するように、前記第１金型と前記第２金型との間に前記光ファイバを配置することを特徴とする（１）から（４）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
（６）  前記光ファイバを、前記第１金型と前記第２金型との型合わせ面で把持することを特徴とする（１）から（５）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
（７）  前記光ファイバは、その先端面を前記金型の内壁に当接させて前記金型内に位置決めすることを特徴とする（１）から（６）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
（８）  前記光ファイバは、その光軸が平行となるように複数本が並列に前記金型内に配列され、
複数の前記ファイバ把持部は、前記光軸に対して交差する方向に互いに連結されていることを特徴とする（１）から（７）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
【００１０】
（９）  光電変換素子と、貫通孔を備えた基板と、光ファイバと、フェルールとを備えた光学モジュールの製造方法であって、
光電変換素子の受発光面が基板の貫通孔を介して光ファイバの先端面に対向するように、前記光電変換素子と前記基板と前記光ファイバとを金型内に配置し、
前記金型内に樹脂を注入して硬化させて、前記基板と前記光ファイバと前記光電変換素子とをフェルールと一体化する光学モジュールの製造方法。
（１０）  前記光ファイバはファイバ把持部で把持されて前記金型内に位置決めされることを特徴とする（９）に記載の光学モジュールの製造方法。
（１１）  前記光電変換素子は素子把持部で把持されて前記前記金型内に位置決めされることを特徴とする（９）または（１０）に記載の光学モジュールの製造方法。
（１２）  前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に押圧した状態で、前記金型内に配置することを特徴とする（９）から（１１）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
（１３）  前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に固定し、
前記光電変換素子と前記基板とを前記金型内に配置することを特徴とする（９）から（１１）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
（１４）  前記基板は、金属板であることを特徴とする（１２）または（１３）に記載の光学モジュールの製造方法。
【００１１】
（１５）  光電変換素子と、貫通孔を備えた基板と、光ファイバと、フェルールとを備えた光学モジュールの製造方法であって、
光ファイバの先端面が基板の貫通孔に臨むように、前記基板と前記光ファイバとを金型内に配置し、
前記金型内に樹脂を注入して硬化させて、前記基板と前記光ファイバと前記光電変換素子とをフェルールと一体化させ、
光電変換素子を受発光面が前記先端面に対向するように前記フェルールに取り付けることを特徴とする光学モジュールの製造方法。
（１６）  前記光ファイバはファイバ把持部で把持されて前記金型内に位置決めされることを特徴とする（１５）に記載の光学モジュールの製造方法。
（１７）  前記光電変換素子は素子把持部で把持されて前記前記金型内に位置決めされることを特徴とする（１５）または（１６）に記載の光学モジュールの製造方法。
（１８）  前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に押圧した状態で、前記金型内に配置することを特徴とする（１５）から（１７）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
（１９）  前記基板を前記金型内に配置する前に、前記基板に電気配線を形成し、
前記光電変換素子の電極端子を前記電気配線に固定し、
前記光電変換素子と前記基板とを前記金型内に配置することを特徴とする（１５）から（１７）のいずれか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
（２０）  前記基板は、金属板であることを特徴とする（１８）または（１９）に記載の光学モジュールの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る光学モジュールの製造方法によれば、フェルールと光ファイバを一体的に形成するので、貫通孔を形成し貫通孔に光ファイバを挿入する必要がない。したがって、これらの工程が不要になって低コストで光学モジュールを提供できる。また、光ファイバをフェルールに固定するための接着剤が不要なので、温度変化による光ファイバのフェルールに対する位置が変化しにくく、環境変化に対して変動しにくい光結合効率を有する信頼性の高い光結合効率を有する光学モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図６】ファイバ把持部の正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る光学モジュールの斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る光学モジュールの製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る光学モジュールの製造方法を、図面を参照して説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る光学モジュール１を示す斜視図である。光学モジュール１は、複数本（図示の例では４本）の光ファイバ１２が束ねられて被覆層１１に覆われたテープ心線１０と、光ファイバ１２の先端側を覆う直方体状の樹脂製フェルール２０とを備えている。
【００１６】
フェルール２０の一側面からは光ファイバ１２の先端面１３が露出されて、外部機器との接続面である光接続面２１とされている。例えば、図示せぬ光ファイバを備えた光コネクタの接続面を光接続面２１と対向配置することで、光コネクタの光ファイバを光学モジュール１の光ファイバ１２と光接続することができる。
【００１７】
また、フェルール２０の上面２２（光接続面２１に隣接する一側面）には、フェルール２０内部に埋設された光ファイバ１２まで陥没された凹部２４が、１本の光ファイバ１２について複数カ所（図示の例では２カ所）に形成されている。なお、図示していないがフェルール２０の下面２３にも同様の凹部２４が形成されている。
【００１８】
次に、図１に示す光学モジュール１の製造方法を図２から図５を用いて説明する。
まず、図２に示すように、テープ心線１０をその先端側から所定長さだけ被覆層１１を除去して所定長さの光ファイバ１２を露出させた後、金型３０内にテープ心線１０を配置する。
【００１９】
本製造方法に用いる金型３０は、垂直方向に型開きする上金型３１と下金型３２とを備えている。また、上金型３１及び下金型３２はそれぞれ、光ファイバ１２を把持可能なファイバ把持部４１，４２を備えている。上金型３１及び下金型３２の内壁はフェルール２０の外形に沿う形状とされており、上金型３１と下金型３２とを組み合わせたときにフェルール２０の外形と一致する内部空間Ａが画成される。また金型３０の一部には、内部空間Ａに樹脂を注入できる注入孔３５が形成されている。
【００２０】
テープ心線１０は、上金型３１と下金型３２とを分離した状態で、上金型３１と下金型３２との間の内部空間Ａに配置する。テープ心線１０は、その光軸が金型３０の型開き方向と直交する方向から金型３０内に配置すると、金型３０とテープ心線１０が干渉することがないので好ましい。
【００２１】
また、テープ心線１０は、光ファイバ１２の先端面１３が金型３０の内壁３６に当接するように配置することが好ましい。このような構成とすれば、光ファイバ１２の位置決め作業が容易になるとともに位置決め精度が向上する。また、後述する樹脂成形工程時に先端面１３がフェルール２０の光接続面２１に露出した状態で光学モジュール１が形成されるので、先端面１３を露出させるためにフェルール２０を切断したり研磨したりする工程を不要とできる。
【００２２】
次に、図３に示すように、上金型３１と下金型３２とを移動させずに、ファイバ把持部４１，４２のみを金型３０の内部空間Ａに向けて駆動し、その先端面に形成された把持面４１ａ，４２ａで光ファイバ１２の外周面を把持させる。このように、ファイバ把持部４１，４２はそれぞれ上金型３１及び下金型３２とは独立して動作させるため、上金型３１と下金型３２にはファイバ把持部４１，４２が貫通する貫通孔３３，３４が形成されている。
【００２３】
なお、ファイバ把持部４１，４２の駆動源は、上金型３１，下金型３２と別々としてもよいし、スライドコア方式のように１つの駆動源で両者を駆動しても良い。また、本実施形態のように光ファイバ１２がその光軸方向に対して直交する方向に複数本並べて配列されている場合は、光ファイバ１２間の距離を均等に維持するために、光軸に対して直交する方向に配列させたファイバ把持部４１，４２を互いに連結させてもよい。
【００２４】
また、ファイバ把持部４１，４２は図６に示すように、その把持面４１ａ，４２ａが、光ファイバ１２の光軸に直交する面においてＶ溝形状とされている。
把持面４１ａ，４２ａをＶ溝形状とすることにより、把持面４１ａ，４２ａで光ファイバを把持した時に断面円形の光ファイバ１２をその中心の谷部Ｂに移動させることができるので、光ファイバ１２を金型３０内の所定位置に位置させやすい。
【００２５】
更に、ファイバ把持部４１，４２で光ファイバ１２を把持する際は、被覆層１１に近い側から順に光ファイバ１２を把持することが好ましい。光ファイバ１２が被覆層１１から先端面１３に向けて曲がっている場合でも、光ファイバ１２の被覆層１１に近い側の曲がり量は少ないので、ファイバ把持部４１，４２で光ファイバ１２を把持しやすいからである。
【００２６】
次に、図４に示すように上金型３１と下金型３２とを組み合わせる。ここで、上金型３１及び下金型３２の向かい合う対向面には、テープ心線１０の被覆層１１に密着してテープ心線１０を把持する被覆層把持部３７が設けられていることが好ましい。金型３０に貫通孔を形成してこの貫通孔から内部空間Ａにテープ心線１０を挿入する場合と比べて、テープ心線１０を金型３０内に配置しやすくできる。
【００２７】
上金型３１と下金型３２とを組み合わせたら、注入孔３５から内部空間Ａへ樹脂Ｃを注入し、テープ心線１０と共にフェルール２０を一体成型する。このとき、ファイバ把持部４１，４２により光ファイバ１２の位置が保持されているので、樹脂Ｃが注入されてもその位置がずれることがない。
【００２８】
金型３０内に注入する樹脂Ｃは、熱可塑性のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いることができる。ＰＰＳは流動性が良いので射出成形による精密成形に適しており、また、はんだよりも融点が高いので、耐熱性が高いので電子部品を取り付ける際にはんだ付けを用いることができる。
【００２９】
また、樹脂Ｃを注入する注入孔３５は、ゲート痕をフェルール２０の光接続面２１に残さないために、光接続面２１が形成されない面を形成する金型３０の部位に設けることが好ましい。接続相手である光コネクタ等の部材と付き合わせるためには、光接続面２１は平坦面とされていることが好ましいからである。
【００３０】
次に、図５に示すように金型３０内に注入された樹脂Ｃが硬化した後に、上金型３１と下金型３２とを分離させ、また、ファイバ把持部４１，４２をフェルール２０から離間させて光学モジュール１を金型３０から取り出す。このとき、フェルール２０の上面２２及び下面２３には、ファイバ把持部４１，４２が光ファイバ１２を把持した跡として凹部２４が形成される。なお、この凹部２４は、後の工程で樹脂等を充填して埋めてもよい。
【００３１】
以上のような本発明の第１実施形態に係る光学モジュール１の製造方法によれば、光ファイバ１２をフェルール２０と一体的に形成することができる。したがって、特許文献１に記載の製造方法と比べて、フェルール２０に形成する貫通孔の形成工程や貫通孔への光ファイバ１２の挿入工程など、高い位置決め精度が要求される工程を減らすことができる。したがって、製造コストを低減することができる。
【００３２】
また、光ファイバ１２はフェルール２０と一体とされており、接着剤等で固定する必要がないので、熱や湿度によって光ファイバ１２とフェルール２０との相対位置の変化が少ない。よって、環境の変化によっても光結合効率が変動しにくい、信頼性の高い光学モジュールを提供することができる。
【００３３】
更に、貫通孔の寸法精度によって光結合効率が低下したり、貫通孔への光ファイバ１２の位置決め精度によって光結合効率が低下したりする虞がない。また、光ファイバ１２を貫通孔に挿入する際に光ファイバ１２の先端面１３が貫通孔の内壁を削って生じる削りカスが光ファイバ１２の先端面１３に付着し、光結合効率を低下させる虞もない。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、高い光結合効率を有する光学モジュールを提供することができる。
【００３４】
なお、上述の説明ではファイバ把持部４１，４２は上金型３１と下金型３２のそれぞれに対して独立に駆動されるとして説明したが、上方のファイバ把持部４１を上金型３１に対して独立して駆動し、下方のファイバ把持部４２は下金型３２と一体としてもよい。下金型３２と一体のファイバ把持部４２に光ファイバ１２を載置し位置合わせしてから、上方のファイバ把持部４１を駆動して光ファイバ１２を把持することができる。下方のファイバ把持部４２の駆動機構を設ける必要がなく、また、テープ心線１０を金型３０内に位置決めしやすくなる。
【００３５】
なお、上述の説明ではファイバ把持部４１，４２で光ファイバ１２を把持した後に上金型３１と下金型３２とを組み合わせる例を挙げて説明したが、上金型３１と下金型３２とを組み合わせた後に光ファイバ１２をファイバ把持部４１，４２で把持してもよい。
【００３６】
また上述の例では、先端側の被覆層１１を除去したテープ心線１０がフェルール２０内に配置された光学モジュール１の製造方法を例に挙げて説明したが、テープ心線１０を用いず個々に独立した光ファイバ１２がフェルール２０内に配置された光学モジュール１を作成してもよいことはもちろんである。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る光学モジュールの一種である光電変換モジュール１ａ及びその製造方法を説明する。本発明の第２実施形態に係る光電変換モジュール１ａは、光ファイバ１２の先端側に電気配線５０、基板６０、光電変換素子７０及び保護層８０を備えた点が上記第１実施形態と異なる他は、上記第１実施形態と同様の構成である。以下の説明では上記第１実施形態と同様の構成については、上記第１実施形態と同様の符号を用いてその詳細な説明を省略する。
【００３８】
図７は、本発明の第２実施形態に係る光電変換モジュール１ａの斜視図である。光電変換モジュール１ａは、光ファイバ１２を備えたフェルール２０と、電気配線５０が設けられた基板６０と、保護層８０に覆われた光電変換素子７０とを備えている。
【００３９】
電気配線５０は保護層８０に覆われた光電変換素子７０から、保護層８０に覆われていない領域まで延びて基板６０上に設けられている。また、保護層８０に覆われていない領域には外部機器と電気的に接続される外部端子５１が基板６０上に形成されている。電気配線５０を介して光電変換素子７０は外部機器と電気的に接続される。
【００４０】
基板６０には裏面から表面に貫通する貫通孔６１が形成されており、この貫通孔６１を介して光ファイバ１２の先端面１３が光電変換素子７０の受発光面と対向して配置されている。基板６０はガラスエポキシ基板としてもよいし、銅板等のリードフレームであってもよい。
【００４１】
光電変換素子７０は電気配線５０と電気接続され、また、光ファイバ１２と光接続されるＶＣＳＥＬ等の発光素子あるいはフォトダイオード等の受光素子である。また、光電変換素子７０は樹脂製の素子保護層８０により覆われて外部から保護されている。特に素子保護層８０が基板６０と一体的に形成されていることから、光電変換素子７０と電気配線５０との電極の接触部を外部から効果的に保護することができる。
【００４２】
この光電変換素子７０が発光素子の場合は、外部端子５１から入力された電気信号に応じて光電変換素子７０が光信号を発生させ、光ファイバ１２に伝送する。また、光電変換素子７０が受光素子の場合は、光ファイバ１２から入力された光信号に応じて光電変換素子７０が電気信号を発生させ、外部端子５１から外部機器へ電気信号を伝送する。
【００４３】
次に、光電変換モジュール１ａの製造方法を図８から図１０を参照して説明する。
まず、図８に示すように開いた状態の金型３０ａ内に、テープ心線１０、電気配線５０が形成された基板６０、光電変換素子７０を配置する。
【００４４】
本実施形態に用いる金型３０ａは、第１実施形態と同様に垂直方向に型開きする上金型３１ａと下金型３２ａの他に、上金型３１ａ及び下金型３２ａの型開き方向と交差する方向に型開きする横金型３８を備えている。この横金型３８の内壁３９は保護層８０を形成可能な形状とされており、光電変換素子７０を把持可能な素子把持部４３，４４が上下に取り付けられている。
【００４５】
光ファイバ１２は、下方に位置するファイバ把持部４２に載置して金型３０ａ内に配置する。また、金型３０ａ内に配置する基板６０には、光ファイバ１２の径より大径の貫通孔６１を裏面から表面に貫通するように設け、またその表面に電気配線５０を設けておく。基板６０は電気配線５０が光ファイバ１２とは反対側を向く姿勢で下金型３２ａに載置する。また、光電変換素子７０は、その受発光面が光ファイバ１２側を向いた姿勢で下方の素子把持部４４に載置する。
【００４６】
次に図９に示すように、横金型３８を上金型３１ａ及び下金型３２ａに当接させた後、ファイバ把持部４２及び素子把持部４３を駆動して、光ファイバ１２と光電変換素子７０が基板６０の貫通孔６１を介して対向するように、光ファイバ１２及び光電変換素子７０を位置決めする。更に、ファイバ把持部４１，４２により光ファイバ１２を把持し、素子把持部４３，４４により光電変換素子７０を把持した後、上金型３１ａと下金型３２ａとを組み合わせる。
【００４７】
具体的には、横金型３８を上金型３１ａ及び下金型３２ａに当接させた後、基板６０の貫通孔６１に光ファイバ１２の先端面１３が臨むように、ファイバ把持部４２を駆動して光ファイバ１２の位置を定める。次に、光電変換素子７０が載置された素子把持部４４を駆動し、光電変換素子７０の受発光面が基板６０の貫通孔を臨む位置に位置決めする。光ファイバ１２及び光電変換素子７０が位置決めされた後に、上方のファイバ把持部４１及び素子把持部４３を下降させて、光ファイバ１２及び光電変換素子７０の位置を保持する。
【００４８】
なお、横金型３８に光電変換素子７０を基板６０に押圧できる素子押圧部４５を設け、光電変換素子７０の位置決めが完了した後に、素子押圧部４５により光電変換素子７０を基板６０に押圧してもよい。これにより、光電変換素子７０に設けた電極と基板６０上の電気配線５０とを密着できるので、光電変換素子７０を電気配線５０と確実に電気接続することができる。
【００４９】
基板６０，光ファイバ１２及び光電変換素子７０が所定位置に位置決めされたら、上金型３１ａ及び下金型３２ａを閉じ、注入孔３５から内部空間Ａに樹脂Ｃを注入し、フェルール２０と保護層８０を基板６０，光ファイバ１２及び光電変換素子７０と一体成形する。このとき、ファイバ把持部４１，４２及び素子把持部４３，４４により光ファイバ１２及び光電変換素子７０の位置が保持されているので、樹脂Ｃが注入されてもその位置がずれることがない。
【００５０】
なお、基板６０に貫通孔６１の他に基板６０の表面と裏面とを貫通する孔を設け、金型３０ａの内部空間Ａのうちテープ心線１０側と光電変換素子７０側とで樹脂Ｃの移動をしやすくしてもよい。また、樹脂はテープ心線１０側と光電変換素子７０側の両方から注入してもよいし、どちらか他方側からのみ注入してもよい。
【００５１】
樹脂Ｃが硬化したら図１０に示すように金型３０ａを開き、光電変換モジュール１ａを取り出す。このとき、フェルール２０の上面２２及び下面２３には、ファイバ把持部４１，４２の痕跡として凹部２４が形成される。また、素子保護層８０の上面及び下面にも素子把持部４３，４４の痕跡として凹部８１が形成される（図７参照）。この凹部２４，８１は、後に樹脂等を充填して埋めてもよい。
【００５２】
なお、上述の説明では、フェルール２０と保護層８０とともに光電変換素子７０を基板６０に一体的に取り付ける例を説明したが、はんだ接続や熱圧着、バンプ接続などにより光電変換素子７０を電気配線５０を介して基板６０に予め取り付け、この基板６０を金型３０ａ内に配置してもよい。この場合は素子把持部４３，４４や素子押圧部４５が不要である。また、金型３０ａ内で光電変換素子７０を所定位置に位置決めしなくてもよいので、光ファイバ１２に対する光電変換素子７０の位置決め精度のばらつきを抑えることができる。
【００５３】
また、上述の例では電気配線５０を設けた基板６０をテープ心線１０やフェルール２０と一体的に形成した例を示したが、電気配線５０をある程度の剛性を有する金属板を電極パターンに対応する形状に形成したリードフレームとすれば、基板６０の代わりにリードフレームを金型３０ａ内に配置して基板６０を備えない光電変換モジュール１ａを形成してもよい。
【００５４】
＜第３実施形態＞
上述の第２実施形態の例では光電変換素子７０が樹脂製の素子保護層８０で覆われ、光電変換素子７０と基板６０と光ファイバ１２とフェルール２０と保護層８０とが一体化された光学モジュール１ａを形成する例を示したが、光電変換素子７０を保護層８０で覆わず、光電変換素子７０をフェルール２０と一体成形しなくてもよい。
【００５５】
図１１は、本発明の第３実施形態に係る光学モジュールの一種である光電変換モジュール１ｂの斜視図である。光電変換モジュール１ｂは、光電変換素子７０が保護層８０で覆われず露出された状態で基板６０に取り付けられている点が上記第２実施形態と異なる他は、上記第２実施形態と同様の構成である。
【００５６】
この光電変換モジュール１ｂの製造方法を図１２，１３を参照して説明する。
まず図１２に示すように、上述の第１，２実施形態と同様に、基板６０の貫通孔６１に光ファイバ１２の先端面１３が臨むように基板６０と光ファイバ１２を金型３０ｂ内に配置する。次に、ファイバ把持部４１，４２により光ファイバ１２を把持した後、上金型３１ｂと下金型３２ｂと横金型３８ｂとを組合せる。その後、注入孔３５から樹脂Ｃを注入して硬化させ、基板６０と光ファイバ１２がフェルール２０と一体化された光電変換モジュール部品１ｃを作成する。
【００５７】
なお基板６０を金型３０ｂ内に配置する際には、基板６０の電気配線５０に樹脂Ｃが回り込まないように、横金型３８ｂを基板６０の表面に密着させることが好ましい。電気配線５０をフェルール２０の表面に露出させることで、光電変換素子７０を確実に電気配線５０と導通させることができる。
【００５８】
次に、図１３に示すように光電変換モジュール部品１ｃを金型３０ｂから取り出した後に、受発光面が貫通孔６１を介して光ファイバ１２の先端面１３と対向するように、光電変換素子７０を基板６０に取り付けて光電変換モジュール１ｂを作成する。金型３０ｂ内部で光電変換素子７０を位置決めする必要がないので、光電変換素子７０を取り付けやすい。
【００５９】
以上、本発明をその実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【００６０】
１：光学モジュール、１０：テープ心線、１１：被覆層、１２：光ファイバ、１３：先端面、２０：フェルール、２１：光接続面、２２：上面、２３：下面、２４：凹部、３０，３０ａ，３０ｂ：金型、３１，３１ａ，３１ｂ：上金型、３２，３２ａ，３２ｂ：下金型、３３，３４：貫通孔、３５：注入孔、３６，３９：内壁、３７：被覆層把持部、３８，３８ｂ：横金型、４１，４２：ファイバ把持部、４１ａ，４１ｂ：把持面、４３，４４：素子把持部、４５：素子押圧部、５０：電気配線、５１：外部端子、６０：基板、６１：貫通孔、７０：光電変換素子、８０：保護層、８１：凹部、Ａ：内部空間、Ｂ：谷部、Ｃ：樹脂
【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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