JP3794489B2 - 光通信モジュール及びその製造方法、光通信装置、電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに用いて好適な光通信モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいては、電気信号を光信号に変換する発光素子と光信号を電気信号に変換する受光素子相互間を光ファイバで接続する構成が基本となる。このような発光素子や受光素子などの光素子と光ファイバを着脱あるいは挿脱可能とするために、光素子と光ファィバとを光学的に接続するための光通信モジュール（例：コネクタ）が利用されている。このような光通信モジュールは、例えば、特許文献１（特開２０００−３４９３０７号公報）に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４９３０７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の光通信モジュールでは、光ファイバを挿入する貫通孔上に光素子を搭載するためには、貫通孔の周囲に光素子を接続固定するためのバンプを形成する必要がある。この貫通孔は、光ファイバ又は光ファイバを保持するフェルールの径に合わせた孔径となるため、光ファイバ又はフェルールの径よりも大きな光素子が必要となり、光素子が大型化する傾向にあった。したがって、コストが高くなる傾向にあり、また、光通信モジュールの更なる小型化を図ることが困難であった。
また、一般に、光ファイバが挿脱可能な光通信モジュールでは、光学的に無調整、すなわち、光信号出力によらずに機械的な位置決めのみで組立てることは困難であった。したがって、製造工程が複雑化し、コストが高くなる傾向にあった。
【０００４】
そこで、本発明は、光ファイバの挿脱が可能な小型光通信モジュールを安価に提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光通信モジュールは、第１の面と第２の面との間に光ファイバを挿入可能な貫通孔を有する基板と、上記貫通孔内に、上記基板の第１の面側に片寄って配置され、上記基板の第１の面及び上記基板の第２の面間の距離よりも短い軸長の光ファイバ片と、上記基板の第１の面に、上記貫通孔を覆うように配置される透光性樹脂膜と、上記透光性樹脂膜の少なくとも一面に配置される配線膜と、上記透光性樹脂膜を介して上記光ファイバ片の光軸上に位置決めされて上記配線膜に接続される受光素子又は発光素子である光素子と、を含む。
【０００６】
上記構成によれば、光ファイバ片及び挿入される光ファイバが、一の貫通孔を利用して位置決めがなされるので、簡単な構造で、位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。しかも、簡単な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で製造し得る。また、貫通孔上に透光性樹脂膜を有するので、光ファイバを挿脱する貫通孔の孔径よりも小さい光素子を搭載することが可能となる。したがって、挿入する光ファイバの径に依存することなく、使用可能な光素子のサイズを決定し得るので、光通信モジュールのさらなる小型化が図れる。また、透光性樹脂膜により光素子と貫通孔に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性をさらに高めることが可能となる。
【０００７】
上記光ファイバ片は、その周囲がフェルールにより被覆されていることが好ましい。フェルールが装着された光ファイバ片を用いると、光ファイバ片の周囲がフェルールにより保護されるので、取扱いが容易となり、製造効率を向上させることが可能となる。
【０００８】
上記貫通孔は、上記基板の第１の面から第２の面にかけて、孔径が略同一であることが好ましい。これにより、基板に貫通孔を設ける操作が簡単になるので、製造効率を向上させることが可能となる。また、光ファイバ片として、挿入する光ファイバを断片化したものを使用することが可能となるので、製造効率が向上する。なお、挿入する光ファイバはフェルールが装着されたものを使用してもよく、この場合には、光ファイバ片としては、周囲にフェルールが被覆されたものを用いる。
【０００９】
上記貫通孔が、上記基板の第１の面側において、上記光ファイバ片の外径と略同径であり、上記基板の第２の面側において、該貫通孔に挿入する上記光ファイバを被覆するフェルールの外径と略同径であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを備える光ファイバを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、光ファイバの挿脱時の衝撃が、さらに光ファイバ片に伝わり難い。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００１０】
上記光ファイバ片はその一端が上記基板の第１の面側と面一となるように配置され、又は上記第１の面側から該基板外方に突出するように配置されることが好ましい。上記光ファイバ片が、基板の片面と面一であると、光ファイバ片と基板を同時に研磨することが可能となり、作業性が向上し、しかも、光散乱等による光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。また、上記光ファイバ片が基板の片面から突出していることにより、光ファイバ片と光素子との光結合距離を短くすることが可能となり、光損失の一層の低減が可能となる。
【００１１】
更に、上記透光性樹脂膜と上記基板との間に形成された上記配線膜を含む中間層を有し、上記光ファイバ片は、上記基板の第１の面側から該基板外方に突出するように配置され、該光ファイバ片の突出部が上記中間層に設けられた孔部に挿入されることが好ましい。かかる構成によれば、配線膜を含む中間層の孔部に光ファイバ片の突出部を挿入するので、光ファイバ片と光ファイバとの光結合距離を縮めることが可能となり、光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜の変形・加工を要しないので、簡略に製造し得る。
【００１２】
なお、ここで中間層とは、透光性樹脂膜と基板との間に形成される層であって、配線膜の他、接着層（接着シートを含む）、保護膜（例：ソルダーレジスト又はカバーレイフィルム）等を含むものであってもよい。
【００１３】
また、上記光ファイバ片の突出部と上記中間層の膜厚（孔部の長さ）が、略等しいことが好ましい。これにより、光ファイバ片の突出部の先端を透光性樹脂膜に突き当てることが可能となり、光結合損失を一層減少し得る。
【００１４】
上記光素子が、上記光ファイバ片、上記フェルール又は上記貫通孔を基準に位置決めされていることが好ましい。これによれば、光素子の位置決めが機械的な位置決めのみで容易に行え、簡易な工程で精度の良い光通信モジュールを提供し得る。
【００１５】
上記透光性樹脂膜と上記配線膜とからなる積層膜がフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）により構成されることが好ましい。これによれば、簡易に、基板上に配線回路を形成することが可能となり、製造工程を簡略化し得る。
【００１６】
上記配線膜が、上記透光性樹脂膜の両面にそれぞれ配置されて、上記透光性樹脂膜と両配線膜とによってマイクロストリップラインが構成されていることが好ましい。これにより、高周波域での伝送ロスを低減することが可能となり、光素子の高速駆動に適した光通信モジュールの提供が可能となる。
【００１７】
上記透光性樹脂膜が、電気絶縁体かつ誘電体であることが好ましい。このような透光性樹脂膜としては、例えばポリイミド膜を用いることができる。また、上記光素子が面発光レーザであることが好ましい。これによれば、光通信モジュールの一層の小型化が可能となる。
【００１８】
本発明の光通信装置（光トランシーバ）は、上記光通信モジュールを含んで構成されることを特徴としている。かかる構成によれば、上記光通信モジュールを含んで構成されているので、高性能で、安価な光通信装置を提供することが可能となる。また、装置の一層の小型化も図れる。なお、ここで、「光通信装置」とは、光信号の送信にかかる構成（発光素子等）と光信号の受信にかかる構成（受光素子等）の両方を含む装置のみならず、送信に係る構成のみを備える装置（いわゆる光送信モジュール）や受信に係る構成のみを備える装置（いわゆる光受信モジュール）を含む。
【００１９】
本発明の電子機器は、上記光通信モジュールを備えることを特徴としている。かかる構成によれば、上記光通信モジュールを備えているので、高性能で、安価な電子機器を提供することが可能となる。また、電子機器の一層の小型化も図れる。なお、本発明の電子機器は、上記光通信モジュールを含んでなる光通信装置を備えたものであってもよい。ここで、「電子機器」とは、電子回路等を用いて一定の機能を実現する機器一般をいい、その構成には特に限定はないが、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（携帯型情報端末装置）、電子手帳などの光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種機器が挙げられる。
【００２０】
本発明の光通信モジュールの製造方法は、第１の面と第２の面との間に一又は複数の貫通孔を有する基板の各貫通孔内に、上記基板の第１の面及び上記基板の第２の面間の距離よりも短い軸長の一又は複数の光ファイバ片を、その一端が上記基板の第１の面と略面一又は上記基板の第１の面から基板外方に突出するようにそれぞれ配置する第１の工程と、上記基板の第１の面に、透光性樹脂膜と配線膜とからなる積層膜を、少なくとも該透光性樹脂膜が、上記複数の貫通孔を覆うように形成する第２の工程と、上記透光性樹脂膜を介して上記一又は複数の光ファイバ片の光軸上に、一又は複数の光素子をそれぞれ配置し、各光素子を上記配線膜に接続する第３の工程と、を含むことを特徴としている。
【００２１】
これによれば、貫通孔内に光ファイバ片を配置するので、複雑な組立工程を必要とせず、簡易な工程で、精度のよい光通信モジュールを製造し得る。また、光ファイバ片を、貫通孔内に配置することで、光素子の載置時に、透光性樹脂膜を光素子の載置面と反対側の面を光ファイバ片により支えることが可能となるため、光素子搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜が破損することなく、歩留まりよく光通信モジュールを製造し得る。
【００２２】
なお、ここで上記基板は、単位基板であっても、単位基板領域を複数個含むものであってもよい。すなわち、上記製造方法は、一の光通信モジュールを製造する場合にも適用でき、また、後述の小片化工程を含めることで、複数の光通信モジュールの製造にも好適に利用し得る。また、上記製造方法は、単位基板領域に複数の貫通孔を有する多チャンネルシステムに対応した光通信モジュール又は送受信一体型の光通信モジュールの製造にも好適に利用し得る。
【００２３】
上記光ファイバ片が、その周囲をフェルールにより被覆されていることが好ましい。フェルールが装着された光ファイバ片を用いると、光ファイバ片の周囲がフェルールにより保護されるので、取扱いが容易となり、製造効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
上記第２の工程において、上記積層膜を、フレキシブルプリント基板を貼り付けることで形成することが好ましい。特に、当該フレキシブルプリント基板は、マイクロストリップラインを構成するものであることが好ましい。これにより、製造プロセスの簡略化が図れる。
【００２５】
上記第２の工程が、上記基板の第１の面側に、上記貫通孔を覆うように、透光性樹脂膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上に前記配線膜を形成する工程と、を含むものであってもよい。
【００２６】
上記一又は複数の貫通孔は、上記基板の第１の面から第２の面にかけて、孔径が略同一であることが好ましい。これにより、基板に貫通孔を設ける操作が簡単になるので、製造効率を向上させることが可能となる。また、光ファイバ片として、挿入する光ファイバを断片化したものを使用することが可能となるので、製造効率が向上する。なお、挿入する光ファイバはフェルールが装着されたものを使用してもよく、この場合には、光ファイバ片としては、周囲にフェルールが被覆されたものを用いる。
【００２７】
上記一又は複数の貫通孔が、上記基板の第１の面側の孔の孔径が、上記光ファイバ片又は上記光ファイバ片に装着されたフェルールの径と略同径であり、上記第１の工程が、上記基板の第１の面側から上記貫通孔に上記光ファイバ片を圧入又は挿入して接着固定することによって配置する工程であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片又はフェルールを基板に設けられた孔を利用して位置決めするので、簡易な工程で位置決めが可能となる。
【００２８】
上記第１の工程が、上記基板の第１の面側の孔を利用して、上記光ファイバ片を位置決めして配置する工程である、少なくとも２つの孔径の異なる孔から構成されており、一の孔径が、上記光ファイバ片の孔径と略同径であり、一の孔の孔径が、挿入する光ファイバに取付けられたフェルールの孔径と略同径であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、フェルールの挿脱時の衝撃が直接、光ファイバ片に伝わることがない。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００２９】
上記第１の工程が、上記光ファイバ片を、上記基板の第１の面と略面一に配置した後に、さらに、上記第１の面と上記光ファイバ片又は上記フェルールが装着された光ファイバ片の表面を同時に研磨して平坦化する工程を含むことが好ましい。これにより、基板の第１の面と光ファイバ片又はフェルールが装着された光ファイバ片の先端を同時に研磨することが可能となり、作業性が向上し、しかも、光散乱等による光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。
【００３０】
さらに、上記第３の工程の後に、上記基板を光通信モジュールに対応する領域毎に小片化する第４の工程を含んでもよい。複数の光通信モジュールの組立て工程の殆どを一括して行った後、小片化することで製造効率がよく、安価な光通信モジュールを提供し得る。
【００３１】
本発明の他の態様に係る光通信モジュールの製造方法は、第１の面と第２の面との間に一又は複数の貫通孔を有する複数の単位基板を、当該単位基板の第１の面と第２の面との距離よりも短い軸長の凸部を載置面上に複数備えた冶具に、上記凸部を上記貫通孔に上記単位基板の第２の面側から挿通させて配置する第１の工程と、上記単位基板の第１の面側から、上記貫通孔に、上記単位基板の第１の面と第２の面との距離より短軸の光ファイバ片を、上記単位基板の第１の面と略面一又は上記単位基板の第１の面から突出するように配置する第２の工程と、上記治具の複数の凸部に各々の貫通孔をそれぞれ嵌合させてなる複数の単位基板の各第１の面に、透光性樹脂膜と配線膜とからなる積層膜を、少なくとも該透光性樹脂膜が、上記複数の貫通孔を覆うように形成する第３の工程と、上記透光性樹脂膜上の上記貫通孔に対応する部位に受光素子又は発光素子である光素子を配置して、該光素子を上記配線膜に接続する第４の工程と、上記透光性樹脂膜を、上記単位基板に対応する領域ごとに切断する第５の工程と、を含むことを特徴としている。
【００３２】
これによれば、光ファイバ片を、貫通孔内に配置することで、光素子の載置時に、透光性樹脂膜を光素子の載置面と反対側の面を光ファイバ片により支えることが可能となるため、光素子搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜が破損することなく、歩留まりよく光通信モジュールを製造し得る。さらに、光通信モジュールの組立工程の殆どを、一の基板上で行うのと同様に、一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００３３】
上記第１の工程の後に、上記単位基板間の間隙に、該単位基板同士を固定するための固定化剤を充填する第６の工程を含むことが好ましい。これによれば、一の基板と同様に扱えるので、一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００３４】
上記光ファイバ片が、フェルールが装着された光ファイバ片であることが好ましい。フェルールが装着された光ファイバ片を用いると、光ファイバ片の周囲がフェルールにより保護されるので、取扱いが容易となり、製造効率を向上させることが可能となる。
【００３５】
上記第３の工程において、上記積層膜が、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。特に、当該フレキシブルプリント基板は、マイクロストリップラインを構成するものであることが好ましい。これにより、製造プロセスの簡略化が図れる。
【００３６】
上記第３の工程が、上記基板の第１の面側に、上記貫通孔を覆うように、透光性樹脂膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上に前記配線膜を形成する工程と、を含んでいてもよい。
【００３７】
上記一又は複数の貫通孔は、上記基板の第１の面から第２の面にかけて、孔径が略同一であることが好ましい。これにより、基板に貫通孔を設ける操作が簡単になるので、製造効率を向上させることが可能となる。また、光ファイバ片として、挿入する光ファイバを断片化したものを使用することが可能となるので、製造効率が向上する。なお、挿入する光ファイバはフェルールが装着されたものを使用してもよく、この場合には、光ファイバ片としては、周囲にフェルールが被覆されたものを用いる。
【００３８】
上記一又は複数の貫通孔が、上記基板の第１の面側の孔の孔径が、上記光ファイバ片又は上記光ファイバ片に装着されたフェルールの径と略同径であり、上記第２の工程が、上記基板の第１の面側の孔を利用して、上記光ファイバ片を位置決めして配置する工程であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片又はフェルールを基板に設けられた孔を利用して位置決めするので、簡易な工程で位置決めが可能となる。
【００３９】
上記第２の工程が、上記基板の第１の面側の孔を利用して、上記光ファイバ片を位置決めして配置する工程である、少なくとも２つの孔径の異なる孔から構成されており、一の孔径が、上記光ファイバ片の孔径と略同径であり、一の孔の孔径が、挿入する光ファイバに取付けられたフェルールの孔径と略同径であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、フェルールの挿脱時の衝撃が直接、光ファイバ片に伝わることがない。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００４０】
上記第２の工程が、上記光ファイバ片を、上記基板の第１の面と略面一に配置する工程であり、さらに、上記第１の面と上記光ファイバ片又は上記フェルールが装着された光ファイバ片の表面を研磨して平坦化する工程を含むことが好ましい。これにより、基板の第１の面と光ファイバ片又はフェルールが装着された光ファイバ片の先端を同時に研磨することが可能となり、作業性が向上し、しかも、光散乱等による光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。図１に示す光通信モジュール１は、基板１１、光素子１３、光ファイバ片１４、フェルール１５、透光性樹脂膜１６、配線膜１７、封止材１８を含んで構成される。この光通信モジュール１と、さらに電子回路等が配置された外部基板３０及び接続端子３１を含んで、光通信装置が構成される。
【００４３】
基板１１は、光通信モジュール１を構成する各要素を支持するものであり、図示しない光ファイバを挿脱するための貫通孔１２を有する。この基板１１は、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電性材料や、ガラス、樹脂、セラミックス等の非導電性材料など種々のものを用いて構成することができる。例えば本実施形態では、セラミックスを用いて基板１１を構成する。
【００４４】
貫通孔１２は、光ファイバ片及び光ファイバの周囲に設けられたフェルールを挿入した際にフェルールとの間に実質的な隙間が生じない形状に形成される。なお、光ファイバ片及び光ファイバにフェルールが設けられていない場合には、当該光ファイバ片及び光ファイバの形状に対応して貫通孔１２が形成される。
【００４５】
光素子１３は、透光性樹脂膜１６及び配線膜１７を介して貫通孔１２上に配置されており、当該貫通孔１２に挿入される光ファイバへ向けて信号光を発光し、又は光ファイバから出射される信号光を受光する。例えば、光通信モジュール１が情報送信側に用いられる場合には光素子１３としてＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）などの発光素子が用いられる。また、光通信モジュール１が情報受信側に用いられる場合には光素子１３として受光素子が用いられる。本実施形態では、光素子１３の位置決めは、貫通孔１２、光ファイバ片１４又はフェルール１５を基準になされる。したがって、光ファイバを貫通孔１２に挿入した際に、従来の缶パッケージを用いた場合に比べて、位置精度の高い光通信モジュールを提供することが可能となる。
【００４６】
光ファイバ片１４は、光素子１３と光ファイバとの光信号の授受を中継する役割を担う。すなわち、光ファイバ片１４は、光素子１３からの出射光を光ファイバに導き、或いは光ファイバからの出射光を光素子１３に導いて、両者を光結合させるものである。光ファイバ片１４は、基板１１の一方面（第１の面）１９と他方面（第２の面）との間の距離よりも短い軸長の断片であり、基板１１の上面側１９に片寄って配置される。本実施形態では、光ファイバ片１４と、挿入する光ファイバの径は略同径のものが用いられる。光ファイバ片１４は、貫通孔により位置決めされ、貫通孔１２内に圧入又は接着等することにより固定される。また、光ファイバ片１４は、光ファイバを挿脱する際の衝撃が、光素子１３に直接伝わらないようにする役割も担う。これにより、光通信モジュールの寿命を長くすることが可能となる。
【００４７】
透光性樹脂膜１６は、基板１１の片面に貫通孔１２全体を覆うように配置されている。光素子１３と光ファイバとはこの透光性樹脂膜１６を介して光結合している。透光性樹脂膜１６は、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂等の光を透過する樹脂を用いて形成することができる。光透過性が良好であり、可撓性を有し、取扱いが容易であるという点からはポリイミド膜が好適に用いられる。また、透光性樹脂膜１６と光ファイバ片１４及びフェルール１５の接合面には、両者間の隙間を無くし、光ファイバ片１４と透光性樹脂膜１６との間の屈折率の整合を図り、光信号の散乱による光損失を防止するための、屈折率整合材（いわゆるマッチングオイル）を間に浸透させてもよい。これにより、光結合効率を高めることが可能となる。なお、屈折率整合材としては、例えば、後述するアンダーフィル剤と同様の透光性を有するエポキシ樹脂などを用いることができる。また、透光性樹脂膜にＦＰＣを使用したときには、ＦＰＣと基板を接着する接着シートを屈折率整合材として使用してもよい。
【００４８】
配線膜１７は、光素子１３と外部基板３０上に配置された図示しない外部の電子回路（外部回路）等との間の信号伝送を担うものであり、例えば銅などの導電体を用いて透光性樹脂膜１６上に所定の形状（配線パターン）に形成されている。光素子１３の高速動作に対応するためには、透光性樹脂膜１６と配線膜１７とを含んで、高周波信号の伝送に適したマイクロストリップラインを構成することが好ましい。その場合の詳細については後述する。なお、外部回路と配線膜１７は、例えば金属ピン等の接続端子により接続されていてもよい。また、透光性樹脂膜１６の一端を基板１１の外部に張り出して、その張り出し部上に形成された配線膜１７を外部回路との接続部として利用してもよい。なお、配線膜１７は、透光性樹脂膜１６の一方面側にのみ形成されていてもよい。
【００４９】
封止材１８は、光素子１３を保護するために当該光素子１３の全体を覆うようにして透光性樹脂膜１６上に形成されている。このような封止材１８としては、例えばエポキシ樹脂等が用いられる。また、必要に応じて、光素子１３と透光性樹脂膜１６との間における光損失を低減するために、透光性樹脂膜１６と屈折率のほぼ等しいアンダーフィル剤を充填することも好適である。これにより界面反射が抑制され、光結合効率が向上する。アンダーフィル剤としては、例えば、透明なエポキシ樹脂等が用いられる。
【００５０】
次に、透光性樹脂膜１６と配線膜１７とを含んでマイクロストリップラインを構成する場合について詳細に説明する。導電膜には、光素子１３の発光面又は受光面に対応する部分にくり抜き部が設けられる。これは、導電膜による信号光の遮蔽又は透過率の低減を回避するためである。なお、ＩＴＯ膜等の透明導電膜を用いた場合には、上述した信号光を通過させるためのくり抜き部を設けることは不要である。また、基板１１をステンレス等の導電体により構成した場合には、当該基板１１そのものに接地電位を接続することにより、別途接地電位を接続するための導電膜を設ける必要がなくなり、構造の簡素化及び製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５１】
このようにしてマイクロストリップラインを構成する場合に、その特性インピーダンスは以下の計算式に基づいて所望の値に設定することができる。すなわち、マイクロストリップラインの特性インピーダンスＺ0（Ω）は、伝送路（配線膜１７）の線幅をＢ、線厚みをＣ、伝送路とグラウンド（接地電位用の導電膜１７）との間隔をＨ、誘電体層（透光性樹脂膜１６）の比誘電率をεrとすると、以下の計算式によって求められる。
【００５２】
Ｚ0＝（８７／（εr＋１．４１）１／２）×ｌｎ（５．９８Ｈ／（０．８Ｂ＋Ｃ））
ここで、光素子１３の入出力インピーダンスが５０Ωの場合には、マイクロストリップラインの特性インピーダンスを５０Ωとすることにより、インピーダンス整合を図って信号減衰を防ぐことが可能となる。例えば、透光性樹脂膜１６として、比誘電率εr＝３．４のポリイミドを用い、Ｂ＝０．０９ｍｍ、Ｈ＝０．０５ｍｍ、Ｃ＝０．０１２ｍｍとすることにより、マイクロストリップラインの特性インピーダンスＺ0を約５０Ωとすることができる。なお、ポリイミド膜の厚さがこれより薄くなると、導体間の距離が狭くなり、直流抵抗が増加したり、線幅のバラつきによるインピーダンス変動が増加する傾向にある。また、これより厚いと光ファイバと光素子との光結合効率が低下する傾向にある。
【００５３】
本実施形態の光通信モジュール１はこのような構成を有しており、次にその製造方法について説明する。
【００５４】
図２は、第１の実施形態の光通信モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図２（ａ）に示すように、複数の貫通孔１２を有し、各光通信モジュール１の基板１１の母材となるべき母基板１０１を用意する。貫通孔１２は、例えば、ＮＣ加工機等により、フェルール１５の径と略同径（例えばφ１．２５ｍｍ）に形成する。
【００５５】
次に、図２（ｂ）に示すように、貫通孔１２内に、母基板１０１の第１の面１９側と光ファイバ片１４の一端が略面一になるように、光ファイバ片１４を圧入して固定する。光ファイバ片１４としては、周囲にフェルール１５が取り付けられ、かつ、母基板１０１の第１の面１９と第２の面２０との距離より短いものを予め準備して用いる。光ファイバ片１４の図示しない光ファイバと突き当てる側は、機械研磨等により表面が、例えば、球面又は平面状に研磨されていることが好ましい。これにより、光ファイバと光ファイバ片１４との光結合効率を向上させることが可能となる。また、母基板１０１の上面１９と光ファイバ片１４の上面１９側に露出している端面を同時に研磨し、平坦な面とすることが好ましい。なお、フェルール１５付きの光ファイバ片１４は、圧入して固定する代わりに、貫通孔１２内に挿入し、接着剤により固定してもよい。
【００５６】
次に、図２（ｃ）に示すように、母基板１０１の上面に透光性樹脂膜１６及び配線膜１７を形成する。本工程は、一又は複数の光通信モジュールに対応した一又は複数の配線パターンを含むフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：flexible printed circuits）を用意し、当該フレキシブルプリント基板を母基板１０１の上面に貼り付けることにより行うことが好適である。本実施形態では、誘電体の一方面に接地用の導電膜１７が配置され、他方面に信号伝送用の導電膜１７が配置されるマイクロストリップラインを含むフレキシブルプリント基板を用いる。フレキシブルプリント基板と母基板１０１の貼り付けは、例えば接着シートを用いた熱圧着又は接着剤等により好適に行われる。また、透光性樹脂膜１６は、例えば、モノマーやポリマー前駆体を塗布し、光又は加熱により硬化させることで形成してもよい。具体的には、例えば、ジアミンと酸無水物を縮合させ合成したポリイミド前駆体としてのポリアミド酸を塗布し、これを加熱し、脱水閉環することで形成してもよい。この場合には、基板１１上に、スパッタリング法又は銅箔の貼り付け等の方法によって接地用の導電体膜１７を形成した後、上記のように透光性樹脂膜１６を形成し、当該透光性樹脂膜１６上に、再び導電体膜を形成し、その後パターニングすることによって伝送路（配線膜１７）を形成するとよい。
【００５７】
次に、図２（ｄ）に示すように、貫通孔１２の位置に対応して母基板１０１上（透光性樹脂膜１６上）に光素子１３を実装し、その後この光素子１３を保護する封止材１８を形成する。本工程では、例えばフリップチップボンディングにより光素子１３を配線膜１７と接続する。本工程においては、光ファイバ片１４によって透光性樹脂膜１６が下側から支持されるので、光素子１３を実装する際に透光性樹脂膜１６が変形し、或いは破損することを回避しつつ、貫通孔１２上に光素子１３を確実に載置することが可能となる。本工程において光素子１３を実装する際のアラインメント調整は、母基板１０１に設けた貫通孔１２、光ファイバ片１４又はフェルール１５を基準として行う。光ファイバは貫通孔１２に挿入することにより位置合わせがなされるので、貫通孔１２、光ファイバ片１４又はフェルール１５の位置を基準にして光素子１３の実装を行うことにより、光ファイバと光素子１３との光軸調整を容易に行うことが可能となる。また、本工程においては、必要に応じて光素子１３を駆動するための駆動回路を併せて実装してもよい。かかる駆動回路としては、例えば発光素子を駆動するドライバや、受光素子の出力電流を増幅するアンプなどが考えられる。
【００５８】
次に、図２（ｅ）に示すように、複数の光通信モジュール１のそれぞれに対応する所定領域ごとに母基板１０１等を切断して小片化する。本工程における切断は、ダイシングやレーザ切断等の方法によって行うことができる。以上の工程を経て、本実施形態の光通信モジュール１が完成する。
【００５９】
このように、本実施形態の光通信モジュール１は、光ファイバ片及び挿入される光ファイバが、一の貫通孔を利用して位置決めがなされるので、簡単な構造で、安価に、位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。しかも、単純な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で製造し得るので歩留まりが良い。また、貫通孔１２上に透光性樹脂膜１６を有するので、挿入する光ファイバの径に依存することなく、小型の光素子１３を搭載することが可能となり、小型で安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜１６により光素子１３と貫通孔１２に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性を高めることが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態の製造方法では、貫通孔１２を透光性樹脂膜１６で覆い、透光性樹脂膜１６の光素子１３の載置面と反対側の面を光ファイバ片１４及びその周囲に装着されたフェルール１５により支えながら光素子１３を搭載するため、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜１６が破損することがなく、歩留まりよく光通信モジュール１を形成し得る。さらに、光通信モジュール１の組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。図３に示す光通信モジュール１ａは、基板１１、光素子１３、光ファイバ１４、透光性樹脂膜１６、配線膜１７、封止材１８を含んで構成される。また、光通信装置としては、この光通信モジュール１に、さらに電子回路等が配置された外部基板３０及び接続端子３１が含まれ、構成される。なお、本例の光通信モジュール１ａは、基本的に上述した第１の実施形態の光通信モジュール１と同様な構成を備えている。以下では、両者に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略し、主に相違点に着目して説明を行う。
【００６２】
本実施形態では、貫通孔１２ａは、基板１１の第１の面１９側に光ファイバ片１４と略同径の小径部２１を有し、第２の面２０側に図示しない光ファイバを挿入後に支持し得る支持部（大径部）２２を有している。そして、光ファイバ片１４は、この小径部２１に圧入され、固定されている。なお、光ファイバ片１４は、小径部２１への挿入後に、接着剤により固定されていてもよい。
【００６３】
本実施形態の光通信モジュール１ａはこのような構成を備えており、次にその製造方法について説明する。
【００６４】
図４は、第２の実施形態の光通信モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図４（ａ）に示すように、各光通信モジュール１ａの基板１１の母材となるべき母基板１０１を用意する。本実施形態では、母基板１０１の貫通孔１２ａは、小径部２１と支持部（大径部）２２とから構成されるように形成する。具体的には、小径部２１は、光ファイバの径と略同径、支持部２２は、図示しない光ファイバの先端の周囲に取り付けられたフェルールの径と略同径となるようＮＣ加工機等により形成する。
【００６５】
次に、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１２内に、母基板１０１の第１の面１９側と光ファイバ片１４の一端が略面一になるように、光ファイバ片１４を圧入して固定する。
これ以降の工程（図４（ｃ）〜（ｅ））については、上述した第１の実施形態の製造方法と同様にして行うことができる（図２（ｃ）〜（ｅ）参照）。
【００６６】
このように、本実施形態の光通信モジュール１ａによっても、簡単な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。また、貫通孔１２上に透光性樹脂膜１６を有するので、小型で安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜１６により光素子１３と貫通孔１２に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性を高めることが可能となる。更に、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、フェルールの挿脱時の衝撃が、さらに光ファイバ片に伝わり難い。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００６７】
また、本実施形態の製造方法においても、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃による透光性樹脂膜１６の破損を回避し、歩留まりよく光通信モジュール１ａを形成し得る。さらに、光通信モジュール１ａの組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００６８】
なお、上記例においては、貫通孔１２の第１の面１９側を、小径部とし、第２の面２０側を、大径部としたが、貫通孔１２の第１の面１９側を大径部とし、第２の面２０側の支持部を小径部としてもよい。また、光ファイバ片１４と図示しない光ファイバの径は、異なっていてもよく、光ファイバ片１４又は光ファイバに被覆されていてもよいフェルール又はスリーブの径も必ずしも同一でなくてもよい。このような態様をとることにより、光ファイバ片１４又は光ファイバの径、或いはそれらを被覆するフェルール又はスリーブの径に合わせた光通信モジュールの提供が可能となり、設計の自由度が広がる。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。以下、両者に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。光通信モジュール１ｂは、フェルール１５を備えた光ファイバ片１４の一端が、基板１１の第１の面１９から突出しており、透光性樹脂膜１６がフェルール１５を備えた光ファイバ１４の突出部に嵌合する凹部２５を有する以外は、光ファイバ図１に示す光通信モジュール１と同様の構造を有する。
【００７０】
本実施形態の光通信モジュール１ｂはこのような構成を備えており、次にその製造方法について説明する。
【００７１】
図６は、第３の実施形態の光通信モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図６（ａ）の工程は、上述した第１の実施形態と同様にして行うことができる（図２（ａ）参照）。
【００７２】
次に、図６（ｂ）に示すように、貫通孔１２内に、母基板１０１の第１の面１９側からフェルール１５を備えた光ファイバ片１４の一端が突出するように、光ファイバ片１４を圧入して固定する。
【００７３】
次に、図６（ｃ）に示すように、母基板１０１の上面に透光性樹脂膜１６及び配線膜１７を形成する。本工程においても、第１の実施形態で用いたのと同様のフレキシブルプリント基板が好適に用いられるが、対応する位置に、予め、フェルール１５付き光ファイバ片１４の突出部に嵌合し得る凹部２５を形成しておく必要がある。このような凹部２５は、エッチング又は冶具によりプレスすることなどにより形成することができる。
【００７４】
これ以降の工程（図６（ｃ）〜（ｅ））については、上述した第１の実施形態の製造方法と同様にして行うことができる（図２（ｃ）〜（ｅ）参照）。
【００７５】
このように、本実施形態の光通信モジュール１ｂによっても、簡単な構造で、安価に、位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。しかも、単純な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で製造し得るので歩留まりが良い。また、貫通孔１２上に透光性樹脂膜１６を有するので、小型で安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜１６により光素子１３と貫通孔１２に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性を高めることが可能となる。更に、光ファイバ片と光素子との光結合距離を短くすることが可能となり、光損失の一層の低減が可能となる。
【００７６】
また、本実施形態の製造方法においても、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃による透光性樹脂膜１６の破損を回避し、歩留まりよく光通信モジュール１ｂを形成し得る。さらに、光通信モジュール１ｂの組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００７７】
なお、上記例においては、貫通孔１２が略同径である場合について記載したが、第２の実施態様のように、異径の貫通孔１２ａを用いた場合でも、光ファイバ片１４を第１の面１９側から突出させることで、同様の効果が得られることはいうまでもない。
＜第４の実施形態＞
図７は、第４の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。本例の光通信モジュール１ｃは、基本的に上述した第３の実施形態の光通信モジュール１ｂと同様な構成を備えている。以下では、両者に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略し、主に相違点に着目して説明を行う。
【００７８】
第４の実施形態では、透光性樹脂膜１６と基板１１との間に形成された、配線膜１７と接着シート２６から構成される中間層２８に、光ファイバ片１５の突出部が嵌合し得る孔部２７が設けられている。
【００７９】
孔部２７は、中間層２８を透光性樹脂膜１６上に形成し、光ファイバ片１５の突出部が挿入される部分を、エッチング等により中間層２８を除去することで形成してもよい。また、光ファイバ片１５の突出部を避けるように、基板１１上に中間層２８を形成することで、孔部２７を形成してもよい。
【００８０】
本実施形態では、このように、光ファイバ片１５の先端を収容し得る孔部２７を中間層２８に設けることで、光ファイバ片１５と光素子１３との結合距離を短縮し得るので、中間層２８の厚みからくる光結合効率の低下を防止することが可能となる。また、上記光ファイバ片の突出部と上記中間層の膜厚（孔部の長さ）は、略等しいことが好ましい。これにより、光ファイバ片１５の突出部２７の先端を透光性樹脂膜１６に突き当てることが可能となり、光結合損失を一層減少し得る。また、本実施形態では、透光性樹脂膜１６の変形・加工を伴わないので、簡略な工程で、精度のよい光通信モジュールを提供し得る。
なお、本実施形態に係る光通信モジュール１ｃは、第３の実施形態と同様の製造方法により製造し得る。
【００８１】
＜第５の実施形態＞
図８は、第５の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を示す。以下、第１の実施形態に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
まず、図８（ａ）に示すように、載置面上に複数の凸部４０ａを備えた冶具を準備する。凸部４０ａは、基板１１の貫通孔１２において、挿入する光ファイバを支持する部位（支持部）に納まる軸長のものであることを要する。好ましくは、支持部の軸長より短いものである。これによれば、凸部４０ａの先端が光ファイバ片１４の先端と突き当たることがないため、光ファイバ片１４の先端部を傷つけることがない。
【００８３】
次に、図８（ｂ）に示すように、貫通孔１２を有する複数の単位基板１１（一の光通信モジュール１に対応する基板）を、貫通孔１２が、冶具４０の凸部４０ａに嵌合するように配置する。
【００８４】
次に、図８（ｃ）に示すように、単位基板１１の第１の面１９から第２の面２０までの距離より短いフェルール１５付きの光ファイバ片１４を、単位基板１１の第１の面１９と略面一になるように圧入して固定する。次に、各単位基板１１間に、各単位基板１１同士を固定して、一の基板とするための固定化剤４１を充填し、硬化させる。このような固定化剤４１は、後の工程（図８（ｇ）参照）において、各単位基板１１同士を再び分離することから、単位基板１１と剥離性の良い素材であることが好ましい。
【００８５】
これ以降の工程（図８（ｄ）〜（ｅ））については、上述した第１の実施形態と同様に行うことができる（図２（ｃ）〜（ｄ）参照）。
次に、図８（ｆ）に示すように、複数の光通信モジュール１のそれぞれに対応する所定領域ごとに透光性樹脂膜１６を切断する。本工程における切断は、ダイシングやレーザ切断等の方法によって行うことができる。なお、固定化剤４１と単位基板１１とが剥離し難い場合は、同様に切断してもよい。
【００８６】
次に、図８（ｇ）に示すように、単位基板１１ごとに冶具４０から外すことで、本実施形態の光通信モジュール１が完成する。
【００８７】
本実施形態の製造方法によっても、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃による透光性樹脂膜１６の破損を回避し、歩留まりよく光通信モジュール１を形成し得る。さらに、光通信モジュール１の組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００８８】
本実施形態にかかる光通信モジュール１は、光通信装置（光トランシーバ）に用いて好適である。このような本発明にかかる光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータやいわゆるＰＤＡ（携帯型情報端末装置）など、光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種の電子機器に用いることが可能である。
【００８９】
なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態においては光ファイバを挿入するための貫通孔１２（又は１２ａ）は一つであるが、複数の貫通孔を有していてもよい。
【００９０】
図９に、複数の光素子を備えた光通信モジュールの一例を示す。以下、第１の実施形態に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。光通信モジュール１ｄは、基板１１に複数の貫通孔１２とそれに対応する位置に複数の光素子１３を含んで構成されている。
【００９１】
光通信モジュール１ｄは、所定領域内に複数の貫通孔１２が含まれるように、基板１１又は母基板１０１を準備する以外は、上記第１の実施形態と同様の工程により製造することができる。この光通信モジュール１ｄは、第１の実施形態における効果を有すると共に、さらに、このように貫通孔１２を複数有することで、多チャンネルシステムに対応した光通信モジュール又は送受信一体型の光通信モジュールを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図２】 図２は、第１の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図３】 図３は、本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図４】 図４は、第２の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】 図５は、本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図６】 図６は、第３の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図７】 図７は、本発明の第４の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図８】 図８は、第５の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図９】 図９は、複数の貫通孔を有する光通信モジュールの一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・光通信モジュール、１１・・・基板、１２・・・貫通孔、１３・・・光素子、１４・・・光ファイバ片、１５・・・フェルール、１６・・・透光性樹脂膜、１７・・・配線膜、１８・・・封止材、１９・・・第１の面、２０・・・第２の面
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに用いて好適な光通信モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいては、電気信号を光信号に変換する発光素子と光信号を電気信号に変換する受光素子相互間を光ファイバで接続する構成が基本となる。このような発光素子や受光素子などの光素子と光ファイバを着脱あるいは挿脱可能とするために、光素子と光ファィバとを光学的に接続するための光通信モジュール（例：コネクタ）が利用されている。このような光通信モジュールは、例えば、特許文献１（特開２０００−３４９３０７号公報）に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４９３０７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の光通信モジュールでは、光ファイバを挿入する貫通孔上に光素子を搭載するためには、貫通孔の周囲に光素子を接続固定するためのバンプを形成する必要がある。この貫通孔は、光ファイバ又は光ファイバを保持するフェルールの径に合わせた孔径となるため、光ファイバ又はフェルールの径よりも大きな光素子が必要となり、光素子が大型化する傾向にあった。したがって、コストが高くなる傾向にあり、また、光通信モジュールの更なる小型化を図ることが困難であった。
また、一般に、光ファイバが挿脱可能な光通信モジュールでは、光学的に無調整、すなわち、光信号出力によらずに機械的な位置決めのみで組立てることは困難であった。したがって、製造工程が複雑化し、コストが高くなる傾向にあった。
【０００４】
そこで、本発明は、光ファイバの挿脱が可能な小型光通信モジュールを安価に提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光通信モジュールは、第１の面と第２の面との間に光ファイバを挿入可能な貫通孔を有する基板と、上記貫通孔内に、上記基板の第１の面側に片寄って配置され、上記基板の第１の面及び上記基板の第２の面間の距離よりも短い軸長の光ファイバ片と、上記基板の第１の面に、上記貫通孔を覆うように配置される透光性樹脂膜と、上記透光性樹脂膜の少なくとも一面に配置される配線膜と、上記透光性樹脂膜を介して上記光ファイバ片の光軸上に位置決めされて上記配線膜に接続される受光素子又は発光素子である光素子と、を含む。
【０００６】
上記構成によれば、光ファイバ片及び挿入される光ファイバが、一の貫通孔を利用して位置決めがなされるので、簡単な構造で、位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。しかも、簡単な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で製造し得る。また、貫通孔上に透光性樹脂膜を有するので、光ファイバを挿脱する貫通孔の孔径よりも小さい光素子を搭載することが可能となる。したがって、挿入する光ファイバの径に依存することなく、使用可能な光素子のサイズを決定し得るので、光通信モジュールのさらなる小型化が図れる。また、透光性樹脂膜により光素子と貫通孔に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性をさらに高めることが可能となる。
【０００７】
上記光ファイバ片は、その周囲がフェルールにより被覆されていることが好ましい。フェルールが装着された光ファイバ片を用いると、光ファイバ片の周囲がフェルールにより保護されるので、取扱いが容易となり、製造効率を向上させることが可能となる。
【０００８】
上記貫通孔は、上記基板の第１の面から第２の面にかけて、孔径が略同一であることが好ましい。これにより、基板に貫通孔を設ける操作が簡単になるので、製造効率を向上させることが可能となる。また、光ファイバ片として、挿入する光ファイバを断片化したものを使用することが可能となるので、製造効率が向上する。なお、挿入する光ファイバはフェルールが装着されたものを使用してもよく、この場合には、光ファイバ片としては、周囲にフェルールが被覆されたものを用いる。
【０００９】
上記貫通孔が、上記基板の第１の面側において、上記光ファイバ片の外径と略同径であり、上記基板の第２の面側において、該貫通孔に挿入する上記光ファイバを被覆するフェルールの外径と略同径であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを備える光ファイバを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、光ファイバの挿脱時の衝撃が、さらに光ファイバ片に伝わり難い。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００１０】
上記光ファイバ片はその一端が上記基板の第１の面側と面一となるように配置され、又は上記第１の面側から該基板外方に突出するように配置されることが好ましい。上記光ファイバ片が、基板の片面と面一であると、光ファイバ片と基板を同時に研磨することが可能となり、作業性が向上し、しかも、光散乱等による光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。また、上記光ファイバ片が基板の片面から突出していることにより、光ファイバ片と光素子との光結合距離を短くすることが可能となり、光損失の一層の低減が可能となる。
【００１１】
更に、上記透光性樹脂膜と上記基板との間に形成された上記配線膜を含む中間層を有し、上記光ファイバ片は、上記基板の第１の面側から該基板外方に突出するように配置され、該光ファイバ片の突出部が上記中間層に設けられた孔部に挿入されることが好ましい。かかる構成によれば、配線膜を含む中間層の孔部に光ファイバ片の突出部を挿入するので、光ファイバ片と光ファイバとの光結合距離を縮めることが可能となり、光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜の変形・加工を要しないので、簡略に製造し得る。
【００１２】
なお、ここで中間層とは、透光性樹脂膜と基板との間に形成される層であって、配線膜の他、接着層（接着シートを含む）、保護膜（例：ソルダーレジスト又はカバーレイフィルム）等を含むものであってもよい。
【００１３】
また、上記光ファイバ片の突出部と上記中間層の膜厚（孔部の長さ）が、略等しいことが好ましい。これにより、光ファイバ片の突出部の先端を透光性樹脂膜に突き当てることが可能となり、光結合損失を一層減少し得る。
【００１４】
上記光素子が、上記光ファイバ片、上記フェルール又は上記貫通孔を基準に位置決めされていることが好ましい。これによれば、光素子の位置決めが機械的な位置決めのみで容易に行え、簡易な工程で精度の良い光通信モジュールを提供し得る。
【００１５】
上記透光性樹脂膜と上記配線膜とからなる積層膜がフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）により構成されることが好ましい。これによれば、簡易に、基板上に配線回路を形成することが可能となり、製造工程を簡略化し得る。
【００１６】
上記配線膜が、上記透光性樹脂膜の両面にそれぞれ配置されて、上記透光性樹脂膜と両配線膜とによってマイクロストリップラインが構成されていることが好ましい。これにより、高周波域での伝送ロスを低減することが可能となり、光素子の高速駆動に適した光通信モジュールの提供が可能となる。
【００１７】
上記透光性樹脂膜が、電気絶縁体かつ誘電体であることが好ましい。このような透光性樹脂膜としては、例えばポリイミド膜を用いることができる。また、上記光素子が面発光レーザであることが好ましい。これによれば、光通信モジュールの一層の小型化が可能となる。
【００１８】
本発明の光通信装置（光トランシーバ）は、上記光通信モジュールを含んで構成されることを特徴としている。かかる構成によれば、上記光通信モジュールを含んで構成されているので、高性能で、安価な光通信装置を提供することが可能となる。また、装置の一層の小型化も図れる。なお、ここで、「光通信装置」とは、光信号の送信にかかる構成（発光素子等）と光信号の受信にかかる構成（受光素子等）の両方を含む装置のみならず、送信に係る構成のみを備える装置（いわゆる光送信モジュール）や受信に係る構成のみを備える装置（いわゆる光受信モジュール）を含む。
【００１９】
本発明の電子機器は、上記光通信モジュールを備えることを特徴としている。かかる構成によれば、上記光通信モジュールを備えているので、高性能で、安価な電子機器を提供することが可能となる。また、電子機器の一層の小型化も図れる。なお、本発明の電子機器は、上記光通信モジュールを含んでなる光通信装置を備えたものであってもよい。ここで、「電子機器」とは、電子回路等を用いて一定の機能を実現する機器一般をいい、その構成には特に限定はないが、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（携帯型情報端末装置）、電子手帳などの光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種機器が挙げられる。
【００２０】
本発明の光通信モジュールの製造方法は、第１の面と第２の面との間に一又は複数の貫通孔を有する基板の各貫通孔内に、上記基板の第１の面及び上記基板の第２の面間の距離よりも短い軸長の一又は複数の光ファイバ片を、その一端が上記基板の第１の面と略面一又は上記基板の第１の面から基板外方に突出するようにそれぞれ配置する第１の工程と、上記基板の第１の面に、透光性樹脂膜と配線膜とからなる積層膜を、少なくとも該透光性樹脂膜が、上記複数の貫通孔を覆うように形成する第２の工程と、上記透光性樹脂膜を介して上記一又は複数の光ファイバ片の光軸上に、一又は複数の光素子をそれぞれ配置し、各光素子を上記配線膜に接続する第３の工程と、を含むことを特徴としている。
【００２１】
これによれば、貫通孔内に光ファイバ片を配置するので、複雑な組立工程を必要とせず、簡易な工程で、精度のよい光通信モジュールを製造し得る。また、光ファイバ片を、貫通孔内に配置することで、光素子の載置時に、透光性樹脂膜を光素子の載置面と反対側の面を光ファイバ片により支えることが可能となるため、光素子搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜が破損することなく、歩留まりよく光通信モジュールを製造し得る。
【００２２】
なお、ここで上記基板は、単位基板であっても、単位基板領域を複数個含むものであってもよい。すなわち、上記製造方法は、一の光通信モジュールを製造する場合にも適用でき、また、後述の小片化工程を含めることで、複数の光通信モジュールの製造にも好適に利用し得る。また、上記製造方法は、単位基板領域に複数の貫通孔を有する多チャンネルシステムに対応した光通信モジュール又は送受信一体型の光通信モジュールの製造にも好適に利用し得る。
【００２３】
上記光ファイバ片が、その周囲をフェルールにより被覆されていることが好ましい。フェルールが装着された光ファイバ片を用いると、光ファイバ片の周囲がフェルールにより保護されるので、取扱いが容易となり、製造効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
上記第２の工程において、上記積層膜を、フレキシブルプリント基板を貼り付けることで形成することが好ましい。特に、当該フレキシブルプリント基板は、マイクロストリップラインを構成するものであることが好ましい。これにより、製造プロセスの簡略化が図れる。
【００２５】
上記第２の工程が、上記基板の第１の面側に、上記貫通孔を覆うように、透光性樹脂膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上に前記配線膜を形成する工程と、を含むものであってもよい。
【００２６】
上記一又は複数の貫通孔は、上記基板の第１の面から第２の面にかけて、孔径が略同一であることが好ましい。これにより、基板に貫通孔を設ける操作が簡単になるので、製造効率を向上させることが可能となる。また、光ファイバ片として、挿入する光ファイバを断片化したものを使用することが可能となるので、製造効率が向上する。なお、挿入する光ファイバはフェルールが装着されたものを使用してもよく、この場合には、光ファイバ片としては、周囲にフェルールが被覆されたものを用いる。
【００２７】
上記一又は複数の貫通孔が、上記基板の第１の面側の孔の孔径が、上記光ファイバ片又は上記光ファイバ片に装着されたフェルールの径と略同径であり、上記第１の工程が、上記基板の第１の面側から上記貫通孔に上記光ファイバ片を圧入又は挿入して接着固定することによって配置する工程であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片又はフェルールを基板に設けられた孔を利用して位置決めするので、簡易な工程で位置決めが可能となる。
【００２８】
上記第１の工程が、上記基板の第１の面側の孔を利用して、上記光ファイバ片を位置決めして配置する工程である、少なくとも２つの孔径の異なる孔から構成されており、一の孔径が、上記光ファイバ片の孔径と略同径であり、一の孔の孔径が、挿入する光ファイバに取付けられたフェルールの孔径と略同径であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、フェルールの挿脱時の衝撃が直接、光ファイバ片に伝わることがない。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００２９】
上記第１の工程が、上記光ファイバ片を、上記基板の第１の面と略面一に配置した後に、さらに、上記第１の面と上記光ファイバ片又は上記フェルールが装着された光ファイバ片の表面を同時に研磨して平坦化する工程を含むことが好ましい。これにより、基板の第１の面と光ファイバ片又はフェルールが装着された光ファイバ片の先端を同時に研磨することが可能となり、作業性が向上し、しかも、光散乱等による光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。
【００３０】
さらに、上記第３の工程の後に、上記基板を光通信モジュールに対応する領域毎に小片化する第４の工程を含んでもよい。複数の光通信モジュールの組立て工程の殆どを一括して行った後、小片化することで製造効率がよく、安価な光通信モジュールを提供し得る。
【００３１】
本発明の他の態様に係る光通信モジュールの製造方法は、第１の面と第２の面との間に一又は複数の貫通孔を有する複数の単位基板を、当該単位基板の第１の面と第２の面との距離よりも短い軸長の凸部を載置面上に複数備えた冶具に、上記凸部を上記貫通孔に上記単位基板の第２の面側から挿通させて配置する第１の工程と、上記単位基板の第１の面側から、上記貫通孔に、上記単位基板の第１の面と第２の面との距離より短軸の光ファイバ片を、上記単位基板の第１の面と略面一又は上記単位基板の第１の面から突出するように配置する第２の工程と、上記治具の複数の凸部に各々の貫通孔をそれぞれ嵌合させてなる複数の単位基板の各第１の面に、透光性樹脂膜と配線膜とからなる積層膜を、少なくとも該透光性樹脂膜が、上記複数の貫通孔を覆うように形成する第３の工程と、上記透光性樹脂膜上の上記貫通孔に対応する部位に受光素子又は発光素子である光素子を配置して、該光素子を上記配線膜に接続する第４の工程と、上記透光性樹脂膜を、上記単位基板に対応する領域ごとに切断する第５の工程と、を含むことを特徴としている。
【００３２】
これによれば、光ファイバ片を、貫通孔内に配置することで、光素子の載置時に、透光性樹脂膜を光素子の載置面と反対側の面を光ファイバ片により支えることが可能となるため、光素子搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜が破損することなく、歩留まりよく光通信モジュールを製造し得る。さらに、光通信モジュールの組立工程の殆どを、一の基板上で行うのと同様に、一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００３３】
上記第１の工程の後に、上記単位基板間の間隙に、該単位基板同士を固定するための固定化剤を充填する第６の工程を含むことが好ましい。これによれば、一の基板と同様に扱えるので、一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００３４】
上記光ファイバ片が、フェルールが装着された光ファイバ片であることが好ましい。フェルールが装着された光ファイバ片を用いると、光ファイバ片の周囲がフェルールにより保護されるので、取扱いが容易となり、製造効率を向上させることが可能となる。
【００３５】
上記第３の工程において、上記積層膜が、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。特に、当該フレキシブルプリント基板は、マイクロストリップラインを構成するものであることが好ましい。これにより、製造プロセスの簡略化が図れる。
【００３６】
上記第３の工程が、上記基板の第１の面側に、上記貫通孔を覆うように、透光性樹脂膜を形成する工程と、前記透光性樹脂膜上に前記配線膜を形成する工程と、を含んでいてもよい。
【００３７】
上記一又は複数の貫通孔は、上記基板の第１の面から第２の面にかけて、孔径が略同一であることが好ましい。これにより、基板に貫通孔を設ける操作が簡単になるので、製造効率を向上させることが可能となる。また、光ファイバ片として、挿入する光ファイバを断片化したものを使用することが可能となるので、製造効率が向上する。なお、挿入する光ファイバはフェルールが装着されたものを使用してもよく、この場合には、光ファイバ片としては、周囲にフェルールが被覆されたものを用いる。
【００３８】
上記一又は複数の貫通孔が、上記基板の第１の面側の孔の孔径が、上記光ファイバ片又は上記光ファイバ片に装着されたフェルールの径と略同径であり、上記第２の工程が、上記基板の第１の面側の孔を利用して、上記光ファイバ片を位置決めして配置する工程であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片又はフェルールを基板に設けられた孔を利用して位置決めするので、簡易な工程で位置決めが可能となる。
【００３９】
上記第２の工程が、上記基板の第１の面側の孔を利用して、上記光ファイバ片を位置決めして配置する工程である、少なくとも２つの孔径の異なる孔から構成されており、一の孔径が、上記光ファイバ片の孔径と略同径であり、一の孔の孔径が、挿入する光ファイバに取付けられたフェルールの孔径と略同径であることが好ましい。これによれば、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、フェルールの挿脱時の衝撃が直接、光ファイバ片に伝わることがない。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００４０】
上記第２の工程が、上記光ファイバ片を、上記基板の第１の面と略面一に配置する工程であり、さらに、上記第１の面と上記光ファイバ片又は上記フェルールが装着された光ファイバ片の表面を研磨して平坦化する工程を含むことが好ましい。これにより、基板の第１の面と光ファイバ片又はフェルールが装着された光ファイバ片の先端を同時に研磨することが可能となり、作業性が向上し、しかも、光散乱等による光損失の少ない光通信モジュールを提供し得る。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。図１に示す光通信モジュール１は、基板１１、光素子１３、光ファイバ片１４、フェルール１５、透光性樹脂膜１６、配線膜１７、封止材１８を含んで構成される。この光通信モジュール１と、さらに電子回路等が配置された外部基板３０及び接続端子３１を含んで、光通信装置が構成される。
【００４３】
基板１１は、光通信モジュール１を構成する各要素を支持するものであり、図示しない光ファイバを挿脱するための貫通孔１２を有する。この基板１１は、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電性材料や、ガラス、樹脂、セラミックス等の非導電性材料など種々のものを用いて構成することができる。例えば本実施形態では、セラミックスを用いて基板１１を構成する。
【００４４】
貫通孔１２は、光ファイバ片及び光ファイバの周囲に設けられたフェルールを挿入した際にフェルールとの間に実質的な隙間が生じない形状に形成される。なお、光ファイバ片及び光ファイバにフェルールが設けられていない場合には、当該光ファイバ片及び光ファイバの形状に対応して貫通孔１２が形成される。
【００４５】
光素子１３は、透光性樹脂膜１６及び配線膜１７を介して貫通孔１２上に配置されており、当該貫通孔１２に挿入される光ファイバへ向けて信号光を発光し、又は光ファイバから出射される信号光を受光する。例えば、光通信モジュール１が情報送信側に用いられる場合には光素子１３としてＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）などの発光素子が用いられる。また、光通信モジュール１が情報受信側に用いられる場合には光素子１３として受光素子が用いられる。本実施形態では、光素子１３の位置決めは、貫通孔１２、光ファイバ片１４又はフェルール１５を基準になされる。したがって、光ファイバを貫通孔１２に挿入した際に、従来の缶パッケージを用いた場合に比べて、位置精度の高い光通信モジュールを提供することが可能となる。
【００４６】
光ファイバ片１４は、光素子１３と光ファイバとの光信号の授受を中継する役割を担う。すなわち、光ファイバ片１４は、光素子１３からの出射光を光ファイバに導き、或いは光ファイバからの出射光を光素子１３に導いて、両者を光結合させるものである。光ファイバ片１４は、基板１１の一方面（第１の面）１９と他方面（第２の面）との間の距離よりも短い軸長の断片であり、基板１１の上面側１９に片寄って配置される。本実施形態では、光ファイバ片１４と、挿入する光ファイバの径は略同径のものが用いられる。光ファイバ片１４は、貫通孔により位置決めされ、貫通孔１２内に圧入又は接着等することにより固定される。また、光ファイバ片１４は、光ファイバを挿脱する際の衝撃が、光素子１３に直接伝わらないようにする役割も担う。これにより、光通信モジュールの寿命を長くすることが可能となる。
【００４７】
透光性樹脂膜１６は、基板１１の片面に貫通孔１２全体を覆うように配置されている。光素子１３と光ファイバとはこの透光性樹脂膜１６を介して光結合している。透光性樹脂膜１６は、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂等の光を透過する樹脂を用いて形成することができる。光透過性が良好であり、可撓性を有し、取扱いが容易であるという点からはポリイミド膜が好適に用いられる。また、透光性樹脂膜１６と光ファイバ片１４及びフェルール１５の接合面には、両者間の隙間を無くし、光ファイバ片１４と透光性樹脂膜１６との間の屈折率の整合を図り、光信号の散乱による光損失を防止するための、屈折率整合材（いわゆるマッチングオイル）を間に浸透させてもよい。これにより、光結合効率を高めることが可能となる。なお、屈折率整合材としては、例えば、後述するアンダーフィル剤と同様の透光性を有するエポキシ樹脂などを用いることができる。また、透光性樹脂膜にＦＰＣを使用したときには、ＦＰＣと基板を接着する接着シートを屈折率整合材として使用してもよい。
【００４８】
配線膜１７は、光素子１３と外部基板３０上に配置された図示しない外部の電子回路（外部回路）等との間の信号伝送を担うものであり、例えば銅などの導電体を用いて透光性樹脂膜１６上に所定の形状（配線パターン）に形成されている。光素子１３の高速動作に対応するためには、透光性樹脂膜１６と配線膜１７とを含んで、高周波信号の伝送に適したマイクロストリップラインを構成することが好ましい。その場合の詳細については後述する。なお、外部回路と配線膜１７は、例えば金属ピン等の接続端子により接続されていてもよい。また、透光性樹脂膜１６の一端を基板１１の外部に張り出して、その張り出し部上に形成された配線膜１７を外部回路との接続部として利用してもよい。なお、配線膜１７は、透光性樹脂膜１６の一方面側にのみ形成されていてもよい。
【００４９】
封止材１８は、光素子１３を保護するために当該光素子１３の全体を覆うようにして透光性樹脂膜１６上に形成されている。このような封止材１８としては、例えばエポキシ樹脂等が用いられる。また、必要に応じて、光素子１３と透光性樹脂膜１６との間における光損失を低減するために、透光性樹脂膜１６と屈折率のほぼ等しいアンダーフィル剤を充填することも好適である。これにより界面反射が抑制され、光結合効率が向上する。アンダーフィル剤としては、例えば、透明なエポキシ樹脂等が用いられる。
【００５０】
次に、透光性樹脂膜１６と配線膜１７とを含んでマイクロストリップラインを構成する場合について詳細に説明する。導電膜には、光素子１３の発光面又は受光面に対応する部分にくり抜き部が設けられる。これは、導電膜による信号光の遮蔽又は透過率の低減を回避するためである。なお、ＩＴＯ膜等の透明導電膜を用いた場合には、上述した信号光を通過させるためのくり抜き部を設けることは不要である。また、基板１１をステンレス等の導電体により構成した場合には、当該基板１１そのものに接地電位を接続することにより、別途接地電位を接続するための導電膜を設ける必要がなくなり、構造の簡素化及び製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５１】
このようにしてマイクロストリップラインを構成する場合に、その特性インピーダンスは以下の計算式に基づいて所望の値に設定することができる。すなわち、マイクロストリップラインの特性インピーダンスＺ0（Ω）は、伝送路（配線膜１７）の線幅をＢ、線厚みをＣ、伝送路とグラウンド（接地電位用の導電膜１７）との間隔をＨ、誘電体層（透光性樹脂膜１６）の比誘電率をεrとすると、以下の計算式によって求められる。
【００５２】
Ｚ0＝（８７／（εr＋１．４１）１／２）×ｌｎ（５．９８Ｈ／（０．８Ｂ＋Ｃ））
ここで、光素子１３の入出力インピーダンスが５０Ωの場合には、マイクロストリップラインの特性インピーダンスを５０Ωとすることにより、インピーダンス整合を図って信号減衰を防ぐことが可能となる。例えば、透光性樹脂膜１６として、比誘電率εr＝３．４のポリイミドを用い、Ｂ＝０．０９ｍｍ、Ｈ＝０．０５ｍｍ、Ｃ＝０．０１２ｍｍとすることにより、マイクロストリップラインの特性インピーダンスＺ0を約５０Ωとすることができる。なお、ポリイミド膜の厚さがこれより薄くなると、導体間の距離が狭くなり、直流抵抗が増加したり、線幅のバラつきによるインピーダンス変動が増加する傾向にある。また、これより厚いと光ファイバと光素子との光結合効率が低下する傾向にある。
【００５３】
本実施形態の光通信モジュール１はこのような構成を有しており、次にその製造方法について説明する。
【００５４】
図２は、第１の実施形態の光通信モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図２（ａ）に示すように、複数の貫通孔１２を有し、各光通信モジュール１の基板１１の母材となるべき母基板１０１を用意する。貫通孔１２は、例えば、ＮＣ加工機等により、フェルール１５の径と略同径（例えばφ１．２５ｍｍ）に形成する。
【００５５】
次に、図２（ｂ）に示すように、貫通孔１２内に、母基板１０１の第１の面１９側と光ファイバ片１４の一端が略面一になるように、光ファイバ片１４を圧入して固定する。光ファイバ片１４としては、周囲にフェルール１５が取り付けられ、かつ、母基板１０１の第１の面１９と第２の面２０との距離より短いものを予め準備して用いる。光ファイバ片１４の図示しない光ファイバと突き当てる側は、機械研磨等により表面が、例えば、球面又は平面状に研磨されていることが好ましい。これにより、光ファイバと光ファイバ片１４との光結合効率を向上させることが可能となる。また、母基板１０１の上面１９と光ファイバ片１４の上面１９側に露出している端面を同時に研磨し、平坦な面とすることが好ましい。なお、フェルール１５付きの光ファイバ片１４は、圧入して固定する代わりに、貫通孔１２内に挿入し、接着剤により固定してもよい。
【００５６】
次に、図２（ｃ）に示すように、母基板１０１の上面に透光性樹脂膜１６及び配線膜１７を形成する。本工程は、一又は複数の光通信モジュールに対応した一又は複数の配線パターンを含むフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：flexible printed circuits）を用意し、当該フレキシブルプリント基板を母基板１０１の上面に貼り付けることにより行うことが好適である。本実施形態では、誘電体の一方面に接地用の導電膜１７が配置され、他方面に信号伝送用の導電膜１７が配置されるマイクロストリップラインを含むフレキシブルプリント基板を用いる。フレキシブルプリント基板と母基板１０１の貼り付けは、例えば接着シートを用いた熱圧着又は接着剤等により好適に行われる。また、透光性樹脂膜１６は、例えば、モノマーやポリマー前駆体を塗布し、光又は加熱により硬化させることで形成してもよい。具体的には、例えば、ジアミンと酸無水物を縮合させ合成したポリイミド前駆体としてのポリアミド酸を塗布し、これを加熱し、脱水閉環することで形成してもよい。この場合には、基板１１上に、スパッタリング法又は銅箔の貼り付け等の方法によって接地用の導電体膜１７を形成した後、上記のように透光性樹脂膜１６を形成し、当該透光性樹脂膜１６上に、再び導電体膜を形成し、その後パターニングすることによって伝送路（配線膜１７）を形成するとよい。
【００５７】
次に、図２（ｄ）に示すように、貫通孔１２の位置に対応して母基板１０１上（透光性樹脂膜１６上）に光素子１３を実装し、その後この光素子１３を保護する封止材１８を形成する。本工程では、例えばフリップチップボンディングにより光素子１３を配線膜１７と接続する。本工程においては、光ファイバ片１４によって透光性樹脂膜１６が下側から支持されるので、光素子１３を実装する際に透光性樹脂膜１６が変形し、或いは破損することを回避しつつ、貫通孔１２上に光素子１３を確実に載置することが可能となる。本工程において光素子１３を実装する際のアラインメント調整は、母基板１０１に設けた貫通孔１２、光ファイバ片１４又はフェルール１５を基準として行う。光ファイバは貫通孔１２に挿入することにより位置合わせがなされるので、貫通孔１２、光ファイバ片１４又はフェルール１５の位置を基準にして光素子１３の実装を行うことにより、光ファイバと光素子１３との光軸調整を容易に行うことが可能となる。また、本工程においては、必要に応じて光素子１３を駆動するための駆動回路を併せて実装してもよい。かかる駆動回路としては、例えば発光素子を駆動するドライバや、受光素子の出力電流を増幅するアンプなどが考えられる。
【００５８】
次に、図２（ｅ）に示すように、複数の光通信モジュール１のそれぞれに対応する所定領域ごとに母基板１０１等を切断して小片化する。本工程における切断は、ダイシングやレーザ切断等の方法によって行うことができる。以上の工程を経て、本実施形態の光通信モジュール１が完成する。
【００５９】
このように、本実施形態の光通信モジュール１は、光ファイバ片及び挿入される光ファイバが、一の貫通孔を利用して位置決めがなされるので、簡単な構造で、安価に、位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。しかも、単純な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で製造し得るので歩留まりが良い。また、貫通孔１２上に透光性樹脂膜１６を有するので、挿入する光ファイバの径に依存することなく、小型の光素子１３を搭載することが可能となり、小型で安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜１６により光素子１３と貫通孔１２に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性を高めることが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態の製造方法では、貫通孔１２を透光性樹脂膜１６で覆い、透光性樹脂膜１６の光素子１３の載置面と反対側の面を光ファイバ片１４及びその周囲に装着されたフェルール１５により支えながら光素子１３を搭載するため、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃にも透光性樹脂膜１６が破損することがなく、歩留まりよく光通信モジュール１を形成し得る。さらに、光通信モジュール１の組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。図３に示す光通信モジュール１ａは、基板１１、光素子１３、光ファイバ１４、透光性樹脂膜１６、配線膜１７、封止材１８を含んで構成される。また、光通信装置としては、この光通信モジュール１に、さらに電子回路等が配置された外部基板３０及び接続端子３１が含まれ、構成される。なお、本例の光通信モジュール１ａは、基本的に上述した第１の実施形態の光通信モジュール１と同様な構成を備えている。以下では、両者に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略し、主に相違点に着目して説明を行う。
【００６２】
本実施形態では、貫通孔１２ａは、基板１１の第１の面１９側に光ファイバ片１４と略同径の小径部２１を有し、第２の面２０側に図示しない光ファイバを挿入後に支持し得る支持部（大径部）２２を有している。そして、光ファイバ片１４は、この小径部２１に圧入され、固定されている。なお、光ファイバ片１４は、小径部２１への挿入後に、接着剤により固定されていてもよい。
【００６３】
本実施形態の光通信モジュール１ａはこのような構成を備えており、次にその製造方法について説明する。
【００６４】
図４は、第２の実施形態の光通信モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図４（ａ）に示すように、各光通信モジュール１ａの基板１１の母材となるべき母基板１０１を用意する。本実施形態では、母基板１０１の貫通孔１２ａは、小径部２１と支持部（大径部）２２とから構成されるように形成する。具体的には、小径部２１は、光ファイバの径と略同径、支持部２２は、図示しない光ファイバの先端の周囲に取り付けられたフェルールの径と略同径となるようＮＣ加工機等により形成する。
【００６５】
次に、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１２内に、母基板１０１の第１の面１９側と光ファイバ片１４の一端が略面一になるように、光ファイバ片１４を圧入して固定する。
これ以降の工程（図４（ｃ）〜（ｅ））については、上述した第１の実施形態の製造方法と同様にして行うことができる（図２（ｃ）〜（ｅ）参照）。
【００６６】
このように、本実施形態の光通信モジュール１ａによっても、簡単な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。また、貫通孔１２上に透光性樹脂膜１６を有するので、小型で安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜１６により光素子１３と貫通孔１２に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性を高めることが可能となる。更に、光ファイバ片を貫通孔の小径部（光ファイバ片と略同径の部位）内にそのまま固定し得るので、簡易に製造し得る。また、貫通孔には、フェルールを挿入する大径部（フェルールと略同径の部位）も設けられており、小径部と大径部との段差部が、フェルールの突き当て部になることから、フェルールの挿脱時の衝撃が、さらに光ファイバ片に伝わり難い。したがって、挿脱の頻度が多い場合においても、破損し難い光通信モジュールを提供し得る。
【００６７】
また、本実施形態の製造方法においても、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃による透光性樹脂膜１６の破損を回避し、歩留まりよく光通信モジュール１ａを形成し得る。さらに、光通信モジュール１ａの組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００６８】
なお、上記例においては、貫通孔１２の第１の面１９側を、小径部とし、第２の面２０側を、大径部としたが、貫通孔１２の第１の面１９側を大径部とし、第２の面２０側の支持部を小径部としてもよい。また、光ファイバ片１４と図示しない光ファイバの径は、異なっていてもよく、光ファイバ片１４又は光ファイバに被覆されていてもよいフェルール又はスリーブの径も必ずしも同一でなくてもよい。このような態様をとることにより、光ファイバ片１４又は光ファイバの径、或いはそれらを被覆するフェルール又はスリーブの径に合わせた光通信モジュールの提供が可能となり、設計の自由度が広がる。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。以下、両者に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。光通信モジュール１ｂは、フェルール１５を備えた光ファイバ片１４の一端が、基板１１の第１の面１９から突出しており、透光性樹脂膜１６がフェルール１５を備えた光ファイバ１４の突出部に嵌合する凹部２５を有する以外は、光ファイバ図１に示す光通信モジュール１と同様の構造を有する。
【００７０】
本実施形態の光通信モジュール１ｂはこのような構成を備えており、次にその製造方法について説明する。
【００７１】
図６は、第３の実施形態の光通信モジュールの製造方法を説明する図である。まず、図６（ａ）の工程は、上述した第１の実施形態と同様にして行うことができる（図２（ａ）参照）。
【００７２】
次に、図６（ｂ）に示すように、貫通孔１２内に、母基板１０１の第１の面１９側からフェルール１５を備えた光ファイバ片１４の一端が突出するように、光ファイバ片１４を圧入して固定する。
【００７３】
次に、図６（ｃ）に示すように、母基板１０１の上面に透光性樹脂膜１６及び配線膜１７を形成する。本工程においても、第１の実施形態で用いたのと同様のフレキシブルプリント基板が好適に用いられるが、対応する位置に、予め、フェルール１５付き光ファイバ片１４の突出部に嵌合し得る凹部２５を形成しておく必要がある。このような凹部２５は、エッチング又は冶具によりプレスすることなどにより形成することができる。
【００７４】
これ以降の工程（図６（ｃ）〜（ｅ））については、上述した第１の実施形態の製造方法と同様にして行うことができる（図２（ｃ）〜（ｅ）参照）。
【００７５】
このように、本実施形態の光通信モジュール１ｂによっても、簡単な構造で、安価に、位置精度の良い光通信モジュールを提供することが可能となる。しかも、単純な構造なので、組立ても容易であり、簡略な工程で製造し得るので歩留まりが良い。また、貫通孔１２上に透光性樹脂膜１６を有するので、小型で安価な光通信モジュールを提供し得る。また、透光性樹脂膜１６により光素子１３と貫通孔１２に挿入する光ファイバが隔離されるので、光ファイバ挿入側からの外気及び湿気等の影響を防ぎ、光素子の密封性を高めることが可能となる。更に、光ファイバ片と光素子との光結合距離を短くすることが可能となり、光損失の一層の低減が可能となる。
【００７６】
また、本実施形態の製造方法においても、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃による透光性樹脂膜１６の破損を回避し、歩留まりよく光通信モジュール１ｂを形成し得る。さらに、光通信モジュール１ｂの組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００７７】
なお、上記例においては、貫通孔１２が略同径である場合について記載したが、第２の実施態様のように、異径の貫通孔１２ａを用いた場合でも、光ファイバ片１４を第１の面１９側から突出させることで、同様の効果が得られることはいうまでもない。
＜第４の実施形態＞
図７は、第４の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。本例の光通信モジュール１ｃは、基本的に上述した第３の実施形態の光通信モジュール１ｂと同様な構成を備えている。以下では、両者に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略し、主に相違点に着目して説明を行う。
【００７８】
第４の実施形態では、透光性樹脂膜１６と基板１１との間に形成された、配線膜１７と接着シート２６から構成される中間層２８に、光ファイバ片１５の突出部が嵌合し得る孔部２７が設けられている。
【００７９】
孔部２７は、中間層２８を透光性樹脂膜１６上に形成し、光ファイバ片１５の突出部が挿入される部分を、エッチング等により中間層２８を除去することで形成してもよい。また、光ファイバ片１５の突出部を避けるように、基板１１上に中間層２８を形成することで、孔部２７を形成してもよい。
【００８０】
本実施形態では、このように、光ファイバ片１５の先端を収容し得る孔部２７を中間層２８に設けることで、光ファイバ片１５と光素子１３との結合距離を短縮し得るので、中間層２８の厚みからくる光結合効率の低下を防止することが可能となる。また、上記光ファイバ片の突出部と上記中間層の膜厚（孔部の長さ）は、略等しいことが好ましい。これにより、光ファイバ片１５の突出部２７の先端を透光性樹脂膜１６に突き当てることが可能となり、光結合損失を一層減少し得る。また、本実施形態では、透光性樹脂膜１６の変形・加工を伴わないので、簡略な工程で、精度のよい光通信モジュールを提供し得る。
なお、本実施形態に係る光通信モジュール１ｃは、第３の実施形態と同様の製造方法により製造し得る。
【００８１】
＜第５の実施形態＞
図８は、第５の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を示す。以下、第１の実施形態に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
まず、図８（ａ）に示すように、載置面上に複数の凸部４０ａを備えた冶具を準備する。凸部４０ａは、基板１１の貫通孔１２において、挿入する光ファイバを支持する部位（支持部）に納まる軸長のものであることを要する。好ましくは、支持部の軸長より短いものである。これによれば、凸部４０ａの先端が光ファイバ片１４の先端と突き当たることがないため、光ファイバ片１４の先端部を傷つけることがない。
【００８３】
次に、図８（ｂ）に示すように、貫通孔１２を有する複数の単位基板１１（一の光通信モジュール１に対応する基板）を、貫通孔１２が、冶具４０の凸部４０ａに嵌合するように配置する。
【００８４】
次に、図８（ｃ）に示すように、単位基板１１の第１の面１９から第２の面２０までの距離より短いフェルール１５付きの光ファイバ片１４を、単位基板１１の第１の面１９と略面一になるように圧入して固定する。次に、各単位基板１１間に、各単位基板１１同士を固定して、一の基板とするための固定化剤４１を充填し、硬化させる。このような固定化剤４１は、後の工程（図８（ｇ）参照）において、各単位基板１１同士を再び分離することから、単位基板１１と剥離性の良い素材であることが好ましい。
【００８５】
これ以降の工程（図８（ｄ）〜（ｅ））については、上述した第１の実施形態と同様に行うことができる（図２（ｃ）〜（ｄ）参照）。
次に、図８（ｆ）に示すように、複数の光通信モジュール１のそれぞれに対応する所定領域ごとに透光性樹脂膜１６を切断する。本工程における切断は、ダイシングやレーザ切断等の方法によって行うことができる。なお、固定化剤４１と単位基板１１とが剥離し難い場合は、同様に切断してもよい。
【００８６】
次に、図８（ｇ）に示すように、単位基板１１ごとに冶具４０から外すことで、本実施形態の光通信モジュール１が完成する。
【００８７】
本実施形態の製造方法によっても、光素子１３の搭載時の押圧や衝撃による透光性樹脂膜１６の破損を回避し、歩留まりよく光通信モジュール１を形成し得る。さらに、光通信モジュール１の組立工程の殆どを、一の基板上で一括バッチ処理することができるので、歩留まりよく、安価な光通信モジュールを大量に製造することも可能となる。
【００８８】
本実施形態にかかる光通信モジュール１は、光通信装置（光トランシーバ）に用いて好適である。このような本発明にかかる光通信装置は、例えば、パーソナルコンピュータやいわゆるＰＤＡ（携帯型情報端末装置）など、光を伝送媒体として外部装置等との間の情報通信を行う各種の電子機器に用いることが可能である。
【００８９】
なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態においては光ファイバを挿入するための貫通孔１２（又は１２ａ）は一つであるが、複数の貫通孔を有していてもよい。
【００９０】
図９に、複数の光素子を備えた光通信モジュールの一例を示す。以下、第１の実施形態に共通する構成要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。光通信モジュール１ｄは、基板１１に複数の貫通孔１２とそれに対応する位置に複数の光素子１３を含んで構成されている。
【００９１】
光通信モジュール１ｄは、所定領域内に複数の貫通孔１２が含まれるように、基板１１又は母基板１０１を準備する以外は、上記第１の実施形態と同様の工程により製造することができる。この光通信モジュール１ｄは、第１の実施形態における効果を有すると共に、さらに、このように貫通孔１２を複数有することで、多チャンネルシステムに対応した光通信モジュール又は送受信一体型の光通信モジュールを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図２】 図２は、第１の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図３】 図３は、本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図４】 図４は、第２の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】 図５は、本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図６】 図６は、第３の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図７】 図７は、本発明の第４の実施形態に係る光通信モジュールを備えた光通信装置の断面図である。
【図８】 図８は、第５の実施形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する図である。
【図９】 図９は、複数の貫通孔を有する光通信モジュールの一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・光通信モジュール、１１・・・基板、１２・・・貫通孔、１３・・・光素子、１４・・・光ファイバ片、１５・・・フェルール、１６・・・透光性樹脂膜、１７・・・配線膜、１８・・・封止材、１９・・・第１の面、２０・・・第２の面
Claims (17)
- 第１の面と第２の面との間に光ファイバを挿入可能な貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔内に、前記基板の第１の面側に片寄って配置され、前記基板の第１の面及び前記基板の第２の面間の距離よりも短い軸長の光ファイバ片と、
前記基板の第１の面に、前記貫通孔を覆うように配置される透光性樹脂膜と、
前記透光性樹脂膜の少なくとも一面に配置される配線膜と、
前記透光性樹脂膜を介して前記光ファイバ片の光軸上に位置決めされて前記配線膜に接続される受光素子又は発光素子である光素子と、
を含む光通信モジュール。 - 前記光ファイバ片が、その周囲をフェルールにより被覆されている、請求項１に記載の光通信モジュール。
- 前記貫通孔は、前記基板の第１の面側において、前記光ファイバ片の外径と略同径であり、前記基板の第２の面側において、該貫通孔に挿入する前記光ファイバを被覆するフェルールの外径と略同径である、請求項１に記載の光通信モジュール。
- 前記光ファイバ片はその一端が前記基板の第１の面と面一となるように配置され、又は前記基板の第１の面側から該基板外方に突出するように配置される、請求項１乃至３のいずれかに記載の光通信モジュール。
- 更に、前記透光性樹脂膜と前記基板との間に形成された前記配線膜を含む中間層を有し、
前記光ファイバ片は、前記基板の第１の面側から該基板外方に突出するように配置され、該光ファイバ片の突出部が前記中間層に設けられた孔部に挿入される、請求項１乃至３のいずれかに記載の光通信モジュール。 - 前記透光性樹脂膜と前記配線膜とからなる積層膜がフレキシブルプリント基板により構成される、請求項１乃至５のいずれかに記載の光通信モジュール。
- 前記配線膜が、前記透光性樹脂膜の両面にそれぞれ配置されて、前記透光性樹脂膜と両配線膜とによってマイクロストリップラインが構成されている、請求項１乃至６のいずれかに記載の光通信モジュール。
- 請求項１乃至７のいずれかに記載の光通信モジュールを含んで構成される光通信装置。
- 請求項１乃至７のいずれかに記載の光通信モジュールを備える電子機器。
- 第１の面と第２の面との間に一又は複数の貫通孔を有する基板の各貫通孔内に、前記基板の第１の面及び前記基板の第２の面間の距離よりも短い軸長の一又は複数の光ファイバ片を、その一端が前記基板の第１の面と略面一又は前記基板の第１の面から基板外方に突出するようにそれぞれ配置する第１の工程と、
前記基板の第１の面に、透光性樹脂膜と配線膜とからなる積層膜を、少なくとも該透光性樹脂膜が、前記複数の貫通孔を覆うように形成する第２の工程と、
前記透光性樹脂膜を介して前記一又は複数の光ファイバ片の光軸上に、一又は複数の、受光素子又は発光素子である光素子をそれぞれ配置し、各光素子を前記配線膜に接続する第３の工程と、
を含む、光通信モジュールの製造方法。 - 前記光ファイバ片が、その周囲をフェルールにより被覆されている、請求項１０に記載の光通信モジュールの製造方法。
- 前記第２の工程において、前記積層膜が、フレキシブルプリント基板を貼り付けてなるものである、請求項１０又は請求項１１に記載の光通信モジュールの製造方法。
- 前記一又は複数の貫通孔は、前記基板の第１の面側の孔の孔径が、前記光ファイバ片又は前記光ファイバ片に装着されたフェルールの径と略同径であり、
前記第１の工程が、前記基板の第１の面側から前記貫通孔に前記光ファイバ片を圧入又は挿入して接着固定することによって配置する工程である、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の光通信モジュールの製造方法。 - 前記第１の工程が、前記光ファイバ片を、前記基板の第１の面と略面一に配置した後に、前記基板の第１の面と前記光ファイバ片又は前記フェルールが装着された光ファイバ片の表面を同時に研磨して平坦化する工程を含む、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の光通信モジュールの製造方法。
- さらに、前記第３の工程の後に、前記基板を光通信モジュールに対応する領域毎に小片化する第４の工程を含む、請求項１０乃至１４のいずれかに記載の光通信モジュールの製造方法。
- 第１の面と第２の面との間に一又は複数の貫通孔を有する複数の単位基板を、当該単位基板の第１の面と第２の面との距離よりも短い軸長の凸部を載置面上に複数備えた冶具に、前記凸部を前記貫通孔に前記単位基板の第２の面側から挿通させて配置する第１の工程と、
前記単位基板の第１の面側から、前記貫通孔に、前記単位基板の第１の面と第２の面との距離より短軸の光ファイバ片を、前記単位基板の第１の面と略面一又は前記単位基板の第１の面から突出するように配置する第２の工程と、
前記治具の複数の凸部に各々の貫通孔をそれぞれ嵌合させてなる複数の単位基板の各第１の面に、透光性樹脂膜と配線膜とからなる積層膜を、少なくとも該透光性樹脂膜が、前記複数の貫通孔を覆うように形成する第３の工程と、
前記透光性樹脂膜上の前記貫通孔に対応する部位に受光素子又は発光素子である光素子を配置して、該光素子を前記配線膜に接続する第４の工程と、
前記透光性樹脂膜を、前記単位基板に対応する領域ごとに切断する第５の工程と、
を含む光通信モジュールの製造方法。 - 前記第１の工程の後に、前記単位基板間の間隙に、該単位基板同士を固定するための固定化剤を充填する第６の工程を含む、請求項１６に記載の光通信モジュールの製造方法。
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