(57)【要約】【課題】光モジュールのサイズを小型化できるようにすると共に再現性良く製造できるようにする。【解決手段】基板１にフリップチップ実装されたＬＤ素子２Ａが、当該基板１のスルーホール１ａに固定された光ファイバ４に向けて光λ１を射出するものである。この例で、光ファイバ４は、当該光ファイバ４と基板１との接合部に凸状に塗布された接着剤３により基板１に垂直に接着固定される。このとき、光ファイバ４は、スルーホール１ａにより発光部２ａに向けて案内されている。【選択図】  図２
2009047937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換して光ファイバに光を射出する光送信モジュールであって、
前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した基板と、
前記基板のスルーホールに位置合わせされて、当該基板に実装された発光素子とを備え、
前記発光素子は、
前記スルーホールに固定された光ファイバに向けて光を射出することを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
前記光ファイバは、
接着剤により前記スルーホールに接着固定されると共に、光を射出する発光部に向けて当該スルーホールにより案内されることを特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項３】
前記光ファイバを案内する所定形状の案内部材を備え、
前記光ファイバは、
光を射出する発光部に向けて前記案内部材により案内されることを特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記案内部材は、
基台と、
前記基台に設けられた筒形状の案内部とを備え、
前記案内部は、
前記光ファイバを前記発光部に案内することを特徴とする請求項３に記載の光送信モジュール。
【請求項５】
前記基板は複数の基板が積層された多層基板であって、
前記多層基板は、
所定形状に開口された凹部を有し、
前記発光素子は、
前記多層基板の凹部に収容されて実装されることを特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項６】
前記発光素子は、前記基板にフリップチップ（Flipchip）実装されることを特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項７】
光ファイバから入射した光信号を電気信号に変換する光受信モジュールであって、
前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した基板と、
前記基板のスルーホールに位置合わせされて、当該基板に実装された受光素子とを備え、
前記受光素子は、
前記スルーホールに固定された前記光ファイバから光を入射することを特徴とする光受信モジュール。
【請求項８】
前記光ファイバは、
接着剤により前記スルーホールに接着固定されると共に、光を入射する受光部に向けて当該スルーホールにより案内されることを特徴とする請求項７に記載の光受信モジュール。
【請求項９】
前記光ファイバを案内する所定形状の案内部材を備え、
前記光ファイバは、
光を入射する受光部に向けて前記案内部材により案内されることを特徴とする請求項７に記載の光受信モジュール。
【請求項１０】
前記案内部材は、
基台と、
前記基台に設けられた筒形状の案内部とを備え、
前記案内部は、
前記光ファイバを前記受光部に案内することを特徴とする請求項９に記載の光受信モジュール。
【請求項１１】
前記基板は複数の基板が積層された多層基板であって、
前記多層基板は、
所定形状に開口された凹部を有し、
前記受光素子は、
前記多層基板の凹部に収容されて実装されることを特徴とする請求項７に記載の光受信モジュール。
【請求項１２】
光モジュールを製造する方法であって、
基板にスルーホールを形成する工程と、
前記基板に形成された前記スルーホールに光学素子を位置合わせする工程と、
位置合わせされた前記光学素子を前記基板に実装する工程と、
前記光学素子が実装された前記基板のスルーホールに光ファイバを挿入する工程と、
前記スルーホールに挿入された前記光ファイバを固定する工程と
を有することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１３】
電気信号を光信号に変換する光送信モジュールと、光信号を電気信号に変換する光受信モジュールとを光ファイバで接続した光通信モジュールであって、
前記光送信モジュールは、
前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した第１基板と、前記第１基板に設けられ、電気信号を入力する電気入力コネクタと、前記第１基板のスルーホールに位置合わせされて当該第１基板に実装され、前記電気入力コネクタから入力した前記電気信号を光信号に変換して当該光信号を前記光ファイバに射出する発光素子とを有し、
前記光受信モジュールは、
前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した第２基板と、前記第２基板のスルーホールに位置合わせされて当該第２基板に実装され、前記光ファイバから入射した光信号を電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子により変換された前記電気信号を出力する電気出力コネクタとを有し、
前記光ファイバは、
一端が前記光送信モジュールのスルーホールに固定され、他端が前記光受信モジュールのスルーホールに固定されていることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１４】
前記光送信モジュールは、
前記第１基板を収容する所定形状の第１ケースを有し、
前記光受信モジュールは、
前記第２基板を収容する所定形状の第２ケースを有することを特徴とする請求項１３に記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換して光ファイバに光を射出するＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）、光ファイバから入射した光信号を電気信号に変換するＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）などに適用可能な光送信／光受信モジュール及び光モジュールの製造方法並びに光通信モジュールに関するものである。
【０００２】
詳しくは、基板に実装された発光素子が、当該基板のスルーホールに固定された光ファイバに向けて光を射出することで、光ファイバを支持する部品を不要にできるようにすると共に、当該モジュールのサイズを小型化したものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、取り扱う情報量の増加に伴い、情報伝送路として光ファイバが使用される場合が多くなっている。この場合、例えば光ファイバの一端には、光送信モジュールを介して情報処理装置に接続される。この光送信モジュールは、情報処理装置から出力される電気信号を光信号に変換して光ファイバに光を射出する。また、この光ファイバの他端には、光受信モジュールが接続される。この光受信モジュールは、光ケーブルを伝播した光信号を電気信号に変換する。
【０００４】
例えば、図１２Ａ及びＢは、光送信デバイス（以下、Laser Diode;ＬＤという）２Ａの構成例を示す説明図である。図１２Ａは、ＬＤ素子２Ａの構成例を示す上面図であり、図１２Ｂは、ＬＤ素子２Ａの構成例を示す正面図である。図１２Ａに示すＬＤ素子２Ａの発光面には、発光部２ａ、パッド２ｂ及び電極２ｃ、２ｄが備えられている。図１２Ｂに示すように、発光部２ａは、パッド２ｂから電気信号を入力すると二点鎖線の矢印方向に発光する。
【０００５】
図１３Ａ及びＢは、光受信デバイス（以下、Photo Diode;ＰＤという）２Ｂの構成例を示す説明図である。図１３Ａは、ＰＤ素子２Ｂの構成例を示す上面図であり、図１３Ｂは、ＰＤ素子２Ｂの構成例を示す正面図である。図１３Ａに示すＰＤ素子２Ｂの受光面には、受光部２ｅ及びパッド２ｂが備えられている。図１３Ｂに示すように、受光部２ｅは、二点鎖線の矢印方向から光を入射して電気信号を出力する。
【０００６】
これらのＬＤ素子２Ａ及びＰＤ素子２Ｂは、それぞれ発光面、受光面と配線の為のパッド２ｂが同一面に実装されており、ワイヤーボンディングによりパッド２ｂが電気接続される。
【０００７】
図１４は、光送信モジュールの一例として機能するＣＡＮパッケージ３０３の構成例を示す断面図である。図１４に示すＣＡＮパッケージ３０３は、ステム３０３ｃ上に、ＬＤ素子２Ａがマウントされている。このＬＤ素子２Ａは、ワイヤー３０３ｄによりボンディングされている。また、ＣＡＮパッケージ３０３は、ステム３０３ｃ上に、ハーフミラー３０３ａを支持するキャップ３０３ｂが溶接されている。
【０００８】
このＣＡＮパッケージ３０３と光ファイバ４との光学結合を実現するには、図１５に示すスリーブ３０２を用いる。図１５は、従来例に係るＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）４００の構成例を示す断面図である。図１５に示すレンズ一体型のスリーブ３０２には、フェルール３０１により光ファイバ４が保持固定されている。ＴＯＳＡ４００は、光ファイバ４のコアにＬＤ素子２Ａからのレーザ光が集光するように位置調整されて、ＣＡＮパッケージ３０３に、レンズ一体型のスリーブ３０２が接着剤等によって固定されている（特許文献１参照）。
【０００９】
また、図１６は、従来例に係るＲＯＳＡ５００の構成例を示す断面図である。図１６に示すＲＯＳＡ５００は、光ファイバ４のコアにＰＤ素子２Ｂからのレーザ光が集光するように位置調整されて、別体のレンズ４０１が固定されたスリーブ４０２が、ＣＡＮパッケージ３０３に接着剤等によって固定されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１２１９２０号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１に記載の光モジュールや、従来例に係るＴＯＳＡ４００及びＲＯＳＡ５００を製造する場合、図１５に示した光ファイバ４が保持されたレンズ一体型のスリーブ３０２を、ＣＡＮパッケージ３０３に対して光学調芯して固定する必要がある。この光学調芯にはミクロンオーダーの高い精度が要求され、３Ｄ空間で最適な位置をサーチする為に、作業に時間がかかるという問題がある。
【００１２】
また、ＣＡＮパッケージ３０３においては、ワイヤー３０３ｄのループとハーフミラー３０３ａ等が干渉しないようにする為、ＬＤ素子２Ａとハーフミラー３０３ａとの間にスペースが必要となり、ＣＡＮパッケージ３０３の薄型の制約となっている。
【００１３】
そこで、本発明はこのような従来例に係る課題を解決したものであって、光モジュールのサイズを小型化できるようにすると共に再現性良く製造できるようにした光送信／光受信モジュール及び光モジュールの製造方法並びに光通信モジュール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】
【００１４】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光送信モジュールは、電気信号を光信号に変換して光ファイバに光を射出する光送信モジュールであって、前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した基板と、前記基板のスルーホールに位置合わせされて、当該基板に実装された発光素子とを備え、前記発光素子は、前記スルーホールに固定された光ファイバに向けて光を射出することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明に係る光送信モジュールによれば、発光素子は、基板のスルーホールに位置合わせされてフリップチップ実装されている。光ファイバの先端は、このスルーホールに挿入されて固定されている。発光素子は、スルーホールに固定された光ファイバに向けて光を射出する。これにより、光ファイバを支持する部品（スリーブ）を不要とすることができる。また、ボンディング用のワイヤーも不要とすることができる。従って、部品点数を減らすことができると共に当該モジュールのサイズを小型化することができる。
【００１６】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光受信モジュールは、光ファイバから入射した光信号を電気信号に変換する光受信モジュールであって、前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した基板と、前記基板のスルーホールに位置合わせされて、当該基板に実装された受光素子とを備え、前記受光素子は、前記スルーホールに固定された前記光ファイバから光を入射することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る光受信モジュールによれば、受光素子は、基板のスルーホールに位置合わせされてフリップチップ実装されている。光ファイバの先端は、このスルーホールに挿入されて固定されている。受光素子は、スルーホールに固定された光ファイバから光を入射する。これにより、光ファイバを支持する部品（スリーブ）を不要とすることができる。また、ボンディング用のワイヤーも不要とすることができる。従って、部品点数を減らすことができると共に当該モジュールのサイズを小型化することができる。
【００１８】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光モジュールの製造方法は、光モジュールを製造する方法であって、基板にスルーホールを形成する工程と、前記基板に形成された前記スルーホールに光学素子を位置合わせする工程と、位置合わせされた前記光学素子を前記基板に実装する工程と、前記光学素子が実装された前記基板のスルーホールに光ファイバを挿入する工程と、前記スルーホールに挿入された前記光ファイバを固定する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る光モジュールの製造方法によれば、製造工程における光学的な位置合わせにおいて、集光用レンズのアライメントが不要となり、光学素子のマウント精度のみで足りるので再現性良く製造できる。
【００２０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光通信モジュールは、電気信号を光信号に変換する光送信モジュールと、光信号を電気信号に変換する光受信モジュールとを光ファイバで接続した光通信モジュールであって、前記光送信モジュールは、前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した第１基板と、前記第１基板に設けられ、電気信号を入力する電気入力コネクタと、前記第１基板のスルーホールに位置合わせされて当該第１基板に実装され、前記電気入力コネクタから入力した前記電気信号を光信号に変換して当該光信号を前記光ファイバに射出する発光素子とを有し、前記光受信モジュールは、前記光ファイバ固定用のスルーホールを有した第２基板と、前記第２基板のスルーホールに位置合わせされて当該第２基板に実装され、前記光ファイバから入射した光信号を電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子により変換された前記電気信号を出力する電気出力コネクタとを有し、前記光ファイバは、一端が前記光送信モジュールのスルーホールに固定され、他端が前記光受信モジュールのスルーホールに固定されていることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明に係る光通信モジュールによれば、光送信モジュールと光受信モジュールとを光ファイバで接続した場合に、光ファイバは、一端が光送信モジュールのスルーホールに固定され、他端が光受信モジュールのスルーホールに固定されている。これにより、光通信する場合に、光ファイバを支持する部品を不要とすることができると共にモジュールのサイズを小型化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る光送信モジュールによれば、基板に実装された発光素子が、当該基板のスルーホールに固定された光ファイバに向けて光を射出するものである。また、本発明に係る光受信モジュールによれば、基板に実装された受光素子が、当該基板のスルーホールに固定された光ファイバから光を入射するものである。また、本発明に係る光通信モジュールによれば、光ファイバは、一端が光送信モジュールのスルーホールに固定され、他端が光受信モジュールのスルーホールに固定されている。
【００２３】
この構成によって、光ファイバを支持する部品を不要とすることができる。これにより、部品点数を減らすことができると共に、当該モジュールのサイズを小型化することができる。
【００２４】
本発明に係る光モジュールの製造方法によれば、基板のスルーホールに光学素子を位置合わせして実装し、このスルーホールに光ファイバを挿入して固定するものである。
【００２５】
この方法によって、光ファイバを支持する部品を不要とすることができる。これにより、部品点数を減らすことができると共に、当該モジュールのサイズを小型化することができる。また、製造工程における光学的な位置合わせにおいて、集光用レンズのアライメントが不要となり、光学素子のマウント精度のみで足りるので再現性良く製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
続いて、本発明に係る光送信／光受信モジュール及び光モジュールの製造方法並びに光通信モジュールの実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【００２７】
＜第１の実施の形態＞
図１は、光送信モジュール１００Ａの構成例を示す斜視図である。図２Ａは、光送信モジュール１００Ａの構成例を示す上面図であり、図２Ｂは光送信モジュール１００Ａの構成例を示すＸ−Ｘ矢視断面図である。図１に示す光送信モジュール１００Ａは、電気信号を光信号に変換して光ファイバ４に光を射出するモジュールである。
【００２８】
この光送信モジュール１００Ａは、基板１、ＬＤ素子２Ａ及び光ファイバ４を備える。図２Ｂに示すように、基板１はスルーホール１ａを有している。ＬＤ素子２Ａは発光素子の一例として機能し、基板１のスルーホール１ａに位置合わせされて、当該基板１に実装されている。例えば、ＬＤ素子２Ａは、発光部２ａが基板１の裏面Ｑにおけるスルーホール１ａの中心に位置合わせされて、フリップチップ（Flipchip）実装されている。この例で、ＬＤ素子２Ａのパッド２ｂ及び電極２ｃ、２ｄ上に形成されたバンプ２ｆが、基板１の裏面Ｑに形成された不図示の電極に接合されている。
【００２９】
また、スルーホール１ａには、光ファイバ４が固定されている。この例で、光ファイバ４は、基板１の表面Ｐからスルーホール１ａに先端が挿入され、光ファイバ４と基板１との接合部に凸状に塗布された接着剤３により当該基板１に垂直に接着固定される。また、光ファイバ４は、スルーホール１ａにより発光部２ａに向けて案内（ガイド）されている。光ファイバ４のコア４ａは、ＬＤ素子２Ａの発光部２ａの見上げる位置に設定されている。発光部２ａは、コア４ａに向けて光λ１を射出（発光）する。なお、コア４ａはクラッド４ｂにより被覆されている。
【００３０】
このように、光送信モジュール１００Ａを構成することにより、ワイヤボンディング用のワイヤー３０３ｄ（図１５参照）を不要とすることができる。また、基板１のスルーホール１ａにより光ファイバ４をガイドしているので、例えば、光ファイバ４を支持するためのスリーブ３０２（図１５参照）を不要とすることができる。これにより、当該モジュール１００Ａを薄型に構成することができる。また、光ファイバ４の先端とＬＤ素子２Ａの発光部２ａとの距離を近づけることができるので、発光部２ａから射出された光λ１が広がる前に、コア４ａに光λ１を入射（入光）することができる。これにより、発光部２ａから射出された光λ１を集光するレンズ４０１（図１６参照）を不要とすることができる。これにより、部品点数を激減することができる。
【００３１】
続いて、光送信モジュール１００Ａの製造方法を説明する。図３Ａ〜Ｄは、光送信モジュール（光モジュールの一例）１００Ａの製造例を示す断面図である。先ず、図３Ａに示すように、基板１にスルーホール（貫通孔）１ａを形成する。例えば、ドリルやパンチ、レーザ等を用いて基板１を貫通してスルーホール１ａを形成する。このスルーホール１ａの直径は、およそ１５０μｍ〜２００μｍ程度である。
【００３２】
次に、図３Ｂに示すように、スルーホール１ａをターゲットにしてＬＤ素子２Ａを位置合わせして、位置合わせされたＬＤ素子２Ａを基板１に実装する。例えば、不図示のマウンター（電子部品実装機）により、バンプ２ｆが形成されたＬＤ素子２Ａの発光部２ａを、基板１の裏面Ｑにおけるスルーホール１ａの中心に位置を合わせ、このＬＤ素子２Ａのバンプ２ｆを基板１の背面Ｑに設けられた不図示の電極に搭載する。その後、ＬＤ素子２Ａが基板１に搭載された状態でリフロー処理を行って、基板１にＬＤ素子２Ａを接合する（フリップチップ実装）。なお、ＬＤ素子２Ａのパッド２ｂ及び電極２ｃ、２ｄ上には、スクリーン印刷機により、バンプ２ｆを形成する。また、リフロー処理は、例えば設定温度１８０℃〜２２０℃で、３０秒〜６０秒間実施する。
【００３３】
次に、図３Ｃに示すように、ＬＤ素子２Ａが実装された基板１のスルーホール１ａに光ファイバ４の先端を、不図示の光ファイバ実装機により、基板１の表面Ｐに対して垂直に挿入する。挿入後、図３Ｄに示す接着剤３により、光ファイバ４と基板１と接着固定する。例えば、この接着剤３にはＵＶ硬化型接着剤を使用し、基板１のスルーホール１ａと光ファイバ４の接合部に、このＵＶ硬化型の接着剤３を塗布する。塗布後、このＵＶ硬化型の接着剤３に、ＵＶ光を照射する。これにより、ＵＶ硬化型の接着剤３は、数十秒で初期硬化を始めて、数分後には適度の弾性を持って完全硬化して、光ファイバ４が基板１のスルーホール１ａに接着固定される。このようにして、光送信モジュール１００Ａを製造する。
【００３４】
図４は、光受信モジュール１００Ｂの構成例を示す斜視図である。図４に示す光受信モジュール１００Ｂは、光ファイバ４から入射した光信号を電気信号に変換するモジュールである。なお、光送信モジュール１００Ａと同じ構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
光受信モジュール１００Ｂは、図１に示したＬＤ素子２Ａを、受光部２ｅを有したＰＤ素子２Ｂに置き換えたモジュールである。すなわち、光受信モジュール１００Ｂは、基板１、ＰＤ素子２Ｂ及び光ファイバ４を備える。ＰＤ素子２Ｂは受光素子の一例として機能し、基板１のスルーホール１ａに位置合わせされて、当該基板１に実装されている。例えば、ＰＤ素子２Ｂは、受光部２ｅが基板１の裏面Ｑにおけるスルーホール１ａ（図２Ｂ参照）の中心に位置合わせされて、フリップチップ実装されている。この例で、ＰＤ素子２Ｂのパッド２ｂ上に形成された不図示のバンプが、基板１の裏面に形成された不図示の電極に接合されている。
【００３６】
また、スルーホール１ａには、光ファイバ４が接着剤３により接着固定されている。この例で、光ファイバ４は、基板１の表面Ｐからスルーホール１ａに先端が挿入され、光ファイバ４と基板１との接合部に凸状に塗布された接着剤３により当該基板１に垂直に接着固定される。また、光ファイバ４は、受光部２ｅに向けてスルーホール１ａにより案内されている。光ファイバ４のコア４ａは、ＰＤ素子２Ｂの受光部２ｅの見上げる位置に設定されている。受光部２ｅは、コア４ａから光を入射する。これにより、光ファイバ４から出射した光が広がる前に、ＰＤ素子２Ｂに入光させることができる。
【００３７】
このように、光受信モジュール１００Ｂを構成することにより、ワイヤボンディング用の電線を不要とすることができると共に、当該モジュール１００Ｂを薄型に構成することができ、上述した光送信モジュール１００Ａと同様の効果を得ることができる。
【００３８】
また、上述の製造工程図３Ｂにおいて、ＬＤ素子２Ａの替わりにＰＤ素子２Ｂを、スルーホール１ａに位置合わせして実装すれば、図３Ａ〜Ｄに示した光送信モジュール１００Ａの製造方法と同一の製造方法により、光受信モジュール１００Ｂを製造することができる。
【００３９】
このように、本発明に係る第１の実施形態としての光送信モジュール１００Ａによれば、基板１に実装されたＬＤ素子２Ａが、当該基板１のスルーホール１ａに固定された光ファイバ４に向けて光を射出するものである。また、本発明に係る第１の実施形態としての光受信モジュール１００Ｂによれば、基板１に実装されたＰＤ素子２Ｂが、当該基板１のスルーホール１ａに固定された光ファイバ４から光を入射するものである。
【００４０】
従って、光ファイバ４を支持する部品を不要とすることができる。これにより、部品点数を減らすことができると共に、当該モジュール１００Ａ、１００Ｂのサイズを小型化することができる。
【００４１】
光送信モジュール１００Ａの製造方法によれば、基板１のスルーホール１ａにＬＤ素子２Ａを位置合わせして実装し、このスルーホール１ａに光ファイバ４を挿入して固定するものである。また、光受信モジュール１００Ｂの製造方法によれば、基板１のスルーホール１ａにＰＤ素子２Ｂを位置合わせして実装し、このスルーホール１ａに光ファイバ４を挿入して固定するものである。
【００４２】
従って、光ファイバ４を支持する部品を不要とすることができる。これにより、部品点数を減らすことができると共に、当該モジュール１００Ａ、１００Ｂのサイズを小型化することができる。また、製造工程における光学的な位置合わせにおいて、集光用レンズのアライメントが不要となり、ＬＤ素子２Ａ、ＰＤ素子２Ｂのマウント精度のみで足りるので再現性良く製造できる。
【００４３】
＜第２の実施の形態＞
続いて、本発明に係る第２の実施の形態としての光送信モジュール２００を説明する。図５は、光送信モジュール２００の構成例を示す斜視図である。図６Ａは、光送信モジュール２００の構成例を示す上面図であり、図６Ｂは光送信モジュール２００の構成例を示すＸ１−Ｘ１矢視断面図である。第１の実施の形態で示した光送信モジュール１００Ａと同じ構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
図５に示す光送信モジュール２００は、基板１、ＬＤ素子２Ａ、光ファイバ４及びフォルダー７を備える。図６Ｂに示すように、基板１はスルーホール１ａを有している。このスルーホール１ａに位置合わせされて、ＬＤ素子２Ａが基板１の裏面Ｑにフリップチップ実装されている。この例で、ＬＤ素子２Ａのパッド２ｂ及び電極２ｃ、２ｄ上に形成されたバンプ２ｆが、基板１の裏面Ｑに形成された不図示の電極に接合されている。
【００４５】
また、スルーホール１ａには、光ファイバ４が固定されている。この例で、光ファイバ４は、案内部材の一例であるフォルダー７により案内されてスルーホール１ａに固定されている。例えば、このフォルダー７は、円盤形状の基台７ａと、この基台７ａに垂直に設けられた筒形状の案内部７ｂから構成されている。光ファイバ４は、この筒形状の案内部７ｂの内部に挿入されて接着剤８により案内部７ｂに接着固定されている。また、フォルダー７の基台７ａは、基板１の表面Ｐに接着剤９により接着固定されている。このとき、光ファイバ４のコア４ａは、ＬＤ素子２Ａの発光部２ａの見上げる位置に設定されている。発光部２ａは、コア４ａに向けて光を射出する。
【００４６】
このように、光ファイバ４をフォルダー７により案内することにより、図１に示した凸状に塗布された接着剤３により固定する場合と比較して、光ファイバ４を基板１に確実に垂直状態を維持して固定することができる。なお、光送信モジュール２００のＬＤ素子２ＡをＰＤ素子２Ｂに置き換えることにより、フォルダー７を有した不図示の光受信モジュールを構成することができる。
【００４７】
続いて、光送信モジュール２００の製造方法を説明する。図７Ａ及びＢは、光送信モジュール２００の製造例（その１）を示す断面図であり、図８Ｃ及びＤは、光送信モジュール２００の製造例（その２）を示す断面図である。先ず、図７Ａに示すように、フォルダー７の案内部７ｂの内部に光ファイバ４を挿入する。このとき、図６Ｂに示したスルーホール１ａに挿入された光ファイバ４の先端が、基板１の裏面Ｑに略到達する位置まで光ファイバ４を案内部７ｂに挿入する。
【００４８】
次に、図７Ｂに示すように、光ファイバ４とフォルダー７の案内部７ｂとの間に接着剤８を塗布（噴射）して、光ファイバ４にフォルダー７を接着固定する。なお、先に接着剤８をフォルダー７の案内部７ｂの内部に塗布し、次に接着剤８が塗布されたフォルダー７の案内部７ｂに、光ファイバ４を瞬時に挿入して接着固定するようにしてもよい。
【００４９】
次に、図８Ｃに示すように、フォルダー７が接着固定された光ファイバ４の先端を、ＬＤ素子２Ａが接合された基板１のスルーホール１ａに挿入する。この例で、先に基板１のスルーホール１ａの周囲に接着剤９を塗布する。塗布後、フォルダー７が固定された光ファイバ４の先端を、スルーホール１ａに挿入すると共に、フォルダー７の基台７ａと基板１とを接着剤９により接着固定する。これにより、図８Ｄに示すように、光送信モジュール２００を製造できるようになる。なお、基板１には、図３Ｂに示したマウント処理及びリフロー処理により、ＬＤ素子２Ａが接合されている。
【００５０】
このように、本発明に係る第２の実施形態としての光送信モジュール２００によれば、基板１に実装されたＬＤ素子２Ａが、当該基板１のスルーホール１ａに固定された光ファイバ４に向けて光を射出するものである。この例で、光ファイバ４は、フォルダー７により案内されている。
【００５１】
従って、図１に示した光送信モジュール１００の凸状に塗布された接着剤３により固定する場合と比較して、光ファイバ４を基板１に確実に垂直姿勢を維持して固定することができる。
【００５２】
＜第３の実施の形態＞
続いて、本発明に係る第３の実施の形態としての光送信モジュール３００を説明する。図９Ａ及びＢは、光送信モジュール３００’、３００の構成例を示す断面図である。なお、第１の実施の形態で示した光送信モジュール１００Ａと同じ構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
図９Ａに示す光送信モジュール３００’は、ＬＤ素子２Ａのパッド２ｂ及び電極２ｃ、２ｄ上に形成されたバンプ２ｆが、多層基板１Ｃの裏面Ｑに形成されたメッキスルーホール５の電極に接合されている。また、多層基板１Ｃのスルーホール１ａに光ファイバ４が挿入されて接着剤３により固定されている。このとき、光ファイバ４のコア４ａは、ＬＤ素子２Ａの発光部２ａの見上げる位置に設定されている。発光部２ａは、コア４ａに向けて光を射出する。
【００５４】
また、図９Ｂに示す光送信モジュール３００は、ＬＤ素子２Ａのパッド２ｂ及び電極２ｃ、２ｄ上に形成されたバンプ２ｆが、多層基板１Ｄの裏面Ｑに形成されたメッキスルーホール５’の電極に接合されている。この例で、多層基板１Ｄは、凹部６が設けられている。この凹部６は、ＬＤ素子２Ａの形状に開口された積層基板１Ｄ−１〜１Ｄ−３が積層されて形成されている。ＬＤ素子２Ａは、この凹部６に収容されると共に、凹部６に延在されたメッキスルーホール５’にＬＤ素子２Ａのバンプ２ｆが接合されて実装されている。
【００５５】
また、多層基板１Ｄのスルーホール１ａに光ファイバ４が挿入されて接着剤３により固定されている。このとき、光ファイバ４のコア４ａは、ＬＤ素子２Ａの発光部２ａの見上げる位置に設定されている。発光部２ａは、このコア４ａに向けて光を射出する。
【００５６】
このように、本発明に係る第３の実施形態としての光送信モジュール３００によれば、多層基板１Ｄの凹部６にＬＤ素子２Ａを収容して接合することにより、光送信モジュール３００’と比較してモジュール本体のサイズを薄くすることができると共に小型化を実現できる。特に、基板が厚くなりがちな多層基板において、凹部６を有した構成を採用することは有効である。
【００５７】
なお、光送信モジュール３００のＬＤ素子２ＡをＰＤ素子２Ｂに置き換えることにより、ＰＤ素子２Ｂが凹部６に収容された不図示の光受信モジュールを構成することができる。
【００５８】
＜応用例＞
続いて、光送信モジュール１００Ａと光受信モジュール１００Ｂとを光ファイバ４で接続した第１の光通信モジュール５０を説明する。この光通信モジュール５０は、電気信号を光信号に変換して送信する。なお、光送信モジュール１００Ａには、上述した光送信モジュール２００、３００も適用可能である。また、光受信モジュール１００Ｂには、これらの光送信モジュール２００、３００のＬＤ素子２ＡをＰＤ素子２Ｂに置き換えた光受信モジュールも適用可能である。
【００５９】
電気では高速になると長い距離を伝送することが難しいが、光では長い距離を伝送することが容易であり、また電気では輻射が起きるが光では輻射が起きないという利点を光通信モジュール５０は有している。
【００６０】
図１０は、光通信モジュール５０の構成例を示す斜視図である。図１０に示す光通信モジュール５０の光送信モジュール１００Ａは、基板１Ａ、電気入力コネクタ１０Ａ、ＬＤ素子２Ａ、各種電子部品を備える。基板１Ａは、図２Ｂに示した光ファイバ固定用のスルーホール１ａを有している。電気入力コネクタ１０Ａは、この基板１Ａの先端に設けられ、電気信号を入力する。ＬＤ素子２Ａは、基板１Ａのスルーホール１ａに位置合わせされて当該基板１Ａに実装され、電気入力コネクタ１０Ａから入力した電気信号を光信号に変換して当該光信号を光ファイバ４に射出する。
【００６１】
また光受信モジュール１００Ｂは、基板１Ｂ、電気出力コネクタ１０Ｂ、ＰＤ素子２Ｂ、各種電子部品を備える。基板１Ｂは、図２Ｂに示した光ファイバ固定用のスルーホール１ａを有している。ＰＤ素子２Ｂは、この基板１Ｂのスルーホール１ａに位置合わせされて当該基板１Ｂに実装され、光ファイバ４から入射した光信号を電気信号に変換する。電気出力コネクタ１０Ｂは、ＰＤ素子２Ｂにより変換された電気信号を出力する。
【００６２】
このような構成において、光ファイバ４は、一端が光送信モジュール１００Ａのスルーホール１ａに固定され、他端が光受信モジュール１００Ｂのスルーホール１ａに固定されている。これにより、光通信する場合に、光ファイバ４を支持する部品を不要とした小型化の光通信モジュール５０により光通信することができる。
【００６３】
図１１は、第２の光通信モジュール５１の構成例を示す斜視図である。図１１に示す光通信モジュール５１は、図１０に示した光通信モジュール５０と同様の構成を有しており、基板１Ａがケース１１Ａに収容され、基板１Ｂがケース１１Ｂに収容されて持ち運び可能な形態となっている。光通信モジュール５１は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）のコネクタとしての使用が想定される。
【００６４】
光通信モジュール５１は、光送信モジュール１００Ａの電気入力コネクタ１０Ａが不図示の送信機器の接続口に差し込まれて、この電気入力コネクタ１０Ａから電気信号を入力する。ＬＤ素子２Ａは、電気入力コネクタ１０Ａから入力した電気信号を光信号に変換して当該光信号を光ファイバ４に射出する。
【００６５】
光受信モジュール１００ＢのＰＤ素子２Ｂは、光ファイバ４を伝播した光信号を入射して電気信号に変換する。電気出力コネクタ１０Ｂは、ＰＤ素子２Ｂにより変換された電気信号を、当該電気出力コネクタ１０Ｂが差し込まれた不図示の受信機器に出力する。これにより、送受信機器の間で光通信する場合に、光ファイバ４を支持する部品を不要とし、持ち運びに便利な小型化の光通信モジュール５１により光通信することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
電気信号を光信号に変換して光ファイバに光を射出するＴＯＳＡ、光ファイバから入射した光信号を電気信号に変換するＲＯＳＡなどに適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】光送信モジュール１００Ａの構成例（その１）を示す斜視図である。
【図２】Ａ及びＢは、光送信モジュール１００Ａの構成例（その２）を示す説明図である。
【図３】Ａ〜Ｄは、光送信モジュール１００Ａの製造例を示す断面図である。
【図４】光受信モジュール１００Ｂの構成例を示す斜視図である。
【図５】光送信モジュール２００の構成例（その１）を示す斜視図である。
【図６】Ａ及びＢは、光送信モジュール２００の構成例（その２）を示す説明図である。
【図７】Ａ及びＢは、光送信モジュール２００の製造例（その１）を示す断面図である。
【図８】Ｃ及びＤは、光送信モジュール２００の製造例（その２）を示す断面図である。
【図９】Ａ及びＢは、光送信モジュール３００’、３００の構成例を示す断面図である。
【図１０】応用例としての第１の光通信モジュール５０の構成例を示す斜視図である。
【図１１】応用例としての第２の光通信モジュール５１の構成例を示す斜視図である。
【図１２】Ａ及びＢは、ＬＤ素子２Ａの構成例を示す説明図である。
【図１３】Ａ及びＢは、ＰＤ素子２Ｂの構成例を示す説明図である。
【図１４】従来例に係るＣＡＮパッケージ３０３の構成例を示す断面図である。
【図１５】従来例に係るＴＯＳＡ４００の構成例を示す断面図である。
【図１６】従来例に係るＲＯＳＡ５００の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・基板、１Ｄ・・・多層基板、１ａ・・・スルーホール、２Ａ・・・ＬＤ素子（発光素子、光学素子）、２Ｂ・・・ＰＤ素子（受光素子、光学素子）、２ａ・・発光部、２ｆ・・・バンプ、２ｅ・・・受光部、３、８、９・・・接着剤、４・・・光ファイバ、６・・・凹部、７・・・フォルダー（案内部材）、７ａ・・・基台、７ｂ・・・案内部、１０Ａ・・・電気入力コネクタ、１０Ｂ・・・電気出力コネクタ、１１Ａ，１１Ｂ・・・ケース（第１及び第２ケース）、５０・・・第１の光通信モジュール、５１・・・第２の光通信モジュール、１００Ａ、２００、３００・・・光送信モジュール、１００Ｂ・・・光受信モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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