(57)【要約】      （修正有）【課題】高度な光結合効率を有し、より簡易な方法で製造できる光伝送モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバケーブルの外径よりも予め定められた第一許容値以内で大きい内径を有するケーブル挿入孔が形成された外周器に、光素子を内蔵した透明樹脂パッケージを収容しS01、パッケージとは別体に構成されたレンズにおけるパッケージとの接触面、又はパッケージにおけるレンズとの接触面に、レンズ及びパッケージを固定するための固定材を付着させS12、ケーブル挿入孔の内径よりも、予め定められた第二許容値以内で小さい外径を有するレンズ取付部材の先端に、レンズを着脱自在に配置するS13。レンズ取付部材をケーブル挿入孔から挿入しS21、レンズ取付部材の先端に配置されたレンズをパッケージに接触させS22、レンズをパッケージに固定させるS25。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバケーブルの外径よりも光結合効率を確保するために予め定められた第一許容値以内で大きい内径を有するケーブル挿入孔が形成された外周器に、光素子を内蔵した透明樹脂パッケージを収容する第一工程と、
前記透明樹脂パッケージとは別体に構成されたレンズにおける前記透明樹脂パッケージとの接触面、又は前記透明樹脂パッケージにおける前記レンズとの接触面に、前記レンズ及び前記透明樹脂パッケージを固定するための固定材を付着させる第二工程と、
前記ケーブル挿入孔の内径よりも、光結合効率を確保するために予め定められた第二許容値以内で小さい外径を有するレンズ取付部材の先端に、前記レンズを着脱自在に配置する第三工程と、
前記レンズ取付部材を前記ケーブル挿入孔から挿入し、前記レンズ取付部材の先端に配置されたレンズを前記透明樹脂パッケージに接触させる第四工程と、
前記レンズを前記透明樹脂パッケージに固定させる第五工程と、
を含むことを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記レンズ取付部材は、その内側に当該レンズ取付部材の外側と連通する連通孔を有し、前記レンズを吸引または吸引停止して、前記レンズを着脱自在に配置するレンズ吸引ノズルであって、
前記第三工程において、前記レンズ吸引ノズルの先端に前記レンズを吸引して配置し、
前記第四工程で前記レンズを前記透明樹脂パッケージに接触させて設置した後、前記レンズの吸引を停止して前記レンズ吸引ノズルから前記レンズを取り外す工程を更に含む、
ことを特徴する請求項１に記載の光伝送モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記固定材は、熱硬化性樹脂であって、
前記第四工程の後に、前記外周器と前記透明樹脂パッケージとの隙間に流動性を有する熱硬化性樹脂を流し込む工程と、
前記流し込んだ熱硬化性樹脂に加熱処理を施して硬化させる工程と、
を含み、
前記第五工程において、前記加熱処理時の熱を用いて前記レンズと前記透明樹脂パッケージとを接着固定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送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、光伝送モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送モジュールは、金属製のリードフレーム上に電気信号を光信号に変換する発光素子、光信号を電気信号に変換する受光素子のいずれかが実装され、透明樹脂パッケージにてそれらをパッケージングしている。透明樹脂パッケージは透明樹脂で形成されたレンズが配置され、光ファイバケーブルを挿入固定する孔を設けた外周器に挿入、封止されている。
【０００３】
光伝送モジュールは、その機能により光送信モジュールと光受信モジュールに分けられる。光送信モジュールは、電流が流れると発光する発光素子（レーザーダイオード、LED）が用いられる、この発光素子はリードフレームから入力される電気信号を光信号に変換する。変換された光信号は、レンズを介して外周器に設けられた挿入ケーブル挿入孔に固定された光ファイバへ送出される。光受信モジュールは、受光素子（フォトダイオード）が用いられる。受光素子は、外周器に設けられた挿入ケーブル挿入孔に挿入された光ファイバからレンズを介して光信号を受光し、光電効果にて光信号を電気信号に変換する。変換された電気信号はリードフレームから出力される。
【０００４】
光伝送モジュールは、近年、高速化、長距離伝送化への要求が高まる中、広帯域で使用でき、伝送損失の少ない口径の細い光ファイバを用いた光伝送を求める動きがある。広帯域、低伝送損失である口径の細い光ファイバを使用するためには、光伝送モジュールの構成要素である、光素子、レンズ、ケーブル挿入孔の中心軸のそれぞれがずれのないように配置し、素子との適切な光結合をする必要がある。例えば、CANパッケージと呼ばれる従来の光素子は、レンズが別工程で製造され、光素子、レンズ、ケーブル挿入孔の光軸調整を行い、光結合効率を高めている。
【０００５】
しかし、光伝送モジュールの小型化により、CANパッケージを用いずに、上述のような光素子を透明樹脂パッケージによってパッケージングし、外周器に挿入した光伝送モジュールが登場した。そのような光伝送モジュールにおいて、レンズは透明樹脂パッケージと一体で金型成形により製造されている。レンズ一体の透明樹脂パッケージは、ケーブル挿入孔を有する外周器とは別工程で製造され、後工程にて、外周器に挿入実装される。
【０００６】
この製造方法では、レンズの中心とケーブル挿入孔の光軸調整を行わないため、光軸のずれが懸念される。そのため、口径の細い光ファイバでは光結合効率が低下するおそれがある。故に小型光伝送モジュールにおいて、光結合効率を高める製造方法が提案されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2003-279809号公報
【０００８】
特許文献1は、光ファイバケーブルを挿入するケーブル挿入孔と、光素子及びレンズを備えた内部ユニットを含む光伝送モジュールの製造方法において、吹出しノズルから流動性を有する樹脂（レンズ形成材）を内部ユニットに滴下することで、ケーブル挿入孔を機械的基準面として自己整合的にレンズを形成する技術を開示している。
【０００９】
更に特許文献１は、他の手法として、光素子を内封した内部ユニットに透明ガラスレンズを一体形成しておき、ケーブル挿入孔から円筒形で先がレンズ形状に対応した凹型ヤスリ（研磨具）を挿入し、透明ガラスの一部をレンズ状に回転切削加工することによって、透明樹脂レンズを形成する手法を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では以下の問題が生じる。第一に、流動性のレンズ形成材を滴下してレンズ面を形成した場合に、光伝送モジュールに求められる高度の光結合効率を保障するほどの精度では、レンズ球面が形成されない恐れがあるという問題点がある。
【００１１】
また第二に、内部ユニットと一体形成された透明ガラスレンズをヤスリで研磨すると、レンズ形成用の凹型ヤスリの目に樹脂が付着し、数十μmの微細なレンズ構造を正確に形成することができなくなってしまったり、研磨後にレンズ材の樹脂残留物が付着し、満足な性能を得られない可能性があったりするという問題点がある。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高度な光結合効率を有する光伝送モジュールをより簡易な方法で製造できる光伝送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】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係る光伝送モジュールの製造方法は、光ファイバケーブルの外径よりも光結合効率を確保するために予め定められた第一許容値以内で大きい内径を有するケーブル挿入孔が形成された外周器に、光素子を内蔵した透明樹脂パッケージを収容する第一工程と、前記透明樹脂パッケージとは別体に構成されたレンズにおける前記透明樹脂パッケージとの接触面、又は前記透明樹脂パッケージにおける前記レンズとの接触面に、前記レンズ及び前記透明樹脂パッケージを固定するための固定材を付着させる第二工程と、前記ケーブル挿入孔の内径よりも、光結合効率を確保するために予め定められた第二許容値以内で小さい外径を有するレンズ取付部材の先端に、前記レンズを着脱自在に配置する第三工程と、前記レンズ取付部材を前記ケーブル挿入孔から挿入し、前記レンズ取付部材の先端に配置されたレンズを前記透明樹脂パッケージに接触させる第四工程と、前記レンズを前記透明樹脂パッケージに固定させる第五工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高度な光結合効率を有する光伝送モジュールをより簡易な方法で製造できる光伝送モジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る光伝送モジュールの断面図
【図２】本実施形態に係る光伝送モジュールの製造方法の流れを示すフローチャート
【図３】本実施形態に係る光伝送モジュールの製造中の一過程（レンズ取付部材をケーブル挿入孔に挿入した状態）における断面図
【図４】本実施形態に係る光伝送モジュールの製造中の一過程（レンズ取付部材をケーブル挿入孔から抜去した状態）における断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。全図を通じて同一の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００１７】
図１に本実施形態に係る光伝送モジュールの断面図を示す。光伝送モジュール１０は、光ファイバ１１を挿入するためのケーブル挿入孔６を設けた外周器１と、外周器１内に収容さえる透明樹脂パッケージ２とを含む。透明樹脂パッケージ２は、金属製のリードフレーム３、及びリードフレーム３上に実装され、電気信号を光信号に変換、または光信号を電気信号に変換する光素子４を透明樹脂パッケージでパッケージングしている。更に透明樹脂パッケージ２におけるケーブル挿入孔６と対向する面には凹部８が形成される。凹部８の底面（ケーブル挿入孔６と対向する面）には、ケーブル挿入孔６に挿入される光ファイバケーブル１１内の光ファイバと光素子４との光結合性を高めるためのレンズ５が配置・固定される。レンズ５は、光結合性を高める観点から、透明樹脂パッケージ２と同一素材で形成されることが望ましい。
【００１８】
ケーブル挿入孔６の内径は、光ファイバケーブル１１の外径よりも光結合効率を確保するために予め定められた第一許容値以内で大きく形成される。ここでいう第一許容値とは、ケーブル挿入孔６に光ファイバケーブル１１を挿入した状態で、光ファイバケーブル１１の中心軸とケーブル挿入孔６の中心軸とが一致する（図１における中心軸１２）と見做せる範囲の誤差である。
【００１９】
次に図２乃至図４を参照して、光伝送モジュールの製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係る光伝送モジュールの製造方法の流れを示すフローチャートである。図３は、本実施形態に係る光伝送モジュールの製造中の一過程（レンズ取付部材をケーブル挿入孔に挿入した状態）における断面図である。図４は、本実施形態に係る光伝送モジュールの製造中の一過程（レンズ取付部材をケーブル挿入孔から抜去した状態）における断面図である。
【００２０】
図２に示すように、まず、透明樹脂パッケージ２（光素子４とリードフレーム３は透明樹脂により封止されているものとする。）を外周器１内に収容する（Ｓ０１）。透明樹脂パッケージ２を外周器１に収容した状態において、透明樹脂パッケージ２に内蔵される光素子４は、ケーブル挿入孔６に対向する位置に、透明樹脂パッケージ２内に配置・封止される。
【００２１】
次に透明樹脂パッケージ２とは別体にレンズ５を金型で成形（製造）する（Ｓ１１）。製造したレンズ５の裏面、レンズ５における透明樹脂パッケージ２との接触面５ａに、固定材としてレンズ５同等の透明度を有する熱硬化性樹脂を塗布する（付着させる）（Ｓ１２）。又は、凹部８におけるレンズ５との接触部分に上記固定材を塗布してもよい。
【００２２】
次にレンズ５の接触面５ａとは反対側からレンズ吸引ノズル７（レンズ取付部材）にてレンズ５を吸引する（Ｓ１３）。レンズ吸引ノズル７は、その先端部７ａを円筒状に形成され、レンズ吸引ノズル７の内部に当該基体の外側と連通する連通孔７ｂを有する。先端部７ａの外径は、ケーブル挿入孔６の内径よりも、光結合効率を確保するために予め定められた第二許容値以内で小さく形成される。ここでいう第二許容値内とは、ケーブル挿入孔６に先端部７ａを挿入した際に、ケーブル挿入孔６の中心軸と先端部７ａの中心軸とが一致していると見做せる誤差範囲であり、前述の第一許容値と同じでも、違ってもよい。先端部７ａは、レンズ５の球面と同じ曲率の曲面７ｃ（図４参照）を有して形成される。曲面７ｃの中心点は、先端部７ａの中心軸上に設けられる。
【００２３】
ステップ０１と、ステップ１１〜１３までの処理は、独立して実行される。すなわち、これらが並列処理で進められてもよいし、ステップ０１の後にステップ１１〜１３、またはその逆順でもよく、ステップ０２の前に、ステップ０１及びステップ１１〜１３が終了していれば、実行順序を問わない。
【００２４】
次にケーブル挿入孔６にレンズ５を吸引したレンズ吸引ノズル７を挿入し（Ｓ２１）（図３参照）、透明樹脂パッケージ２の凹部８におけるケーブル挿入孔６の対向面にレンズ５を接触配置する（Ｓ２２）。
【００２５】
レンズ５の配置が完了すると、レンズ吸引ノズル７による吸引を停止し、レンズ吸引ノズル７をケーブル挿入孔６より引き抜く（Ｓ２３）（図４参照）。
【００２６】
外周器１と透明樹脂パッケージ２との隙間を塞ぐための部材、例えば流動性を有する熱硬化性樹脂を流し入れ（Ｓ２４）、加熱して熱硬化性樹脂を硬化させる（Ｓ２５）。この加熱処理時の熱により、レンズ５と透明樹脂パッケージ２との接触面に塗布された透明熱硬化性樹脂も硬化し、レンズ５が透明樹脂パッケージ２に接着固定される。
【００２７】
本実施形態によれば、レンズ吸引ノズル７の先端部７ａがレンズ５の球面と同形状の曲面７ｃを有し、その中心点が先端部７ａの中心軸と一致する。更に、先端部７ａをケーブル挿入孔６に挿入した状態において先端部７ａの中心軸とケーブル挿入孔６の中心軸とが一致する。これにより、ケーブル挿入孔６を機械的基準として、ケーブル挿入孔６の中心軸上にレンズ５の中心軸を位置合わせした状態で透明樹脂パッケージ２に接着固定することができる。そのため、ケーブル挿入孔６に光ファイバケーブル１１を挿入すると、光ファイバケーブル１１の中心軸とケーブル挿入孔６の中心軸とが一致するので、光ファイバケーブル１１の中心軸とレンズ５の中心軸とが一致し、光結合効率の高い光伝送モジュールが製造可能となる。
【００２８】
また本実施形態によれば、透明樹脂パッケージ２とは別工程でレンズ５を製造するため、レンズ５の球面加工が高精度に、かつ不純物の付着を抑止して行うことができる。
【００２９】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での様々な変更態様は、本発明の技術的範囲に属するものである。例えば、レンズを透明樹脂パッケージに接着させる部材として熱硬化性樹脂に代わり、光（紫外線）硬化性樹脂を用いてもよい。この場合、レンズ吸引ノズルを抜去後、ケーブル挿入孔から光（紫外線）を照射して光（紫外線）硬化性樹脂を硬化させ、レンズを透明樹脂パッケージに接着固定させることができる。
【００３０】
また、レンズ取付部材は、レンズを着脱自在に取り付けられるものであればよく、レンズ吸引ノズルに限定されない。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・外周器
２・・・透明樹脂パッケージ
３・・・リードフレーム
４・・・光素子
５・・・レンズ
６・・・ケーブル挿入孔
７・・・吸引ノズル（レンズ取付部材）
８・・・凹部
１０・・・光伝送モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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