KR20150143444A

KR20150143444A - 광전기 혼재 모듈

Info

Publication number: KR20150143444A
Application number: KR1020157025759A
Authority: KR
Inventors: 유이치 츠지타; 나오키 시바타; 나오유키 다나카; 쇼타로 마스다
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-12-23
Also published as: CN105103023B; WO2014171218A1; TW201441695A; US10120146B2; CN105103023A; EP2966485A1; JP2014211510A; US20160070075A1; TWI612350B; JP6319759B2

Abstract

본 발명은 광소자 유닛의 광소자와 광전기 혼재(混載) 유닛의 광도파로의 코어와의 위치 맞춤이 간단하고 또한 정확하게 되어 있는 광전기 혼재 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 광전기 혼재 모듈은, 광소자(13)를 구비한 커넥터(광소자 유닛)(1)와, 전기 회로 기판(E)과 광도파로(W)가 적층된 광전기 혼재 유닛(2)을 구비한 광전기 혼재 모듈로서, 커넥터(1)가, 광소자(13)에 대해 소정 위치에 위치 결정 형성된 위치 맞춤용의 볼록부(1a)를 구비하고, 광전기 혼재 유닛(2)이, 광도파로(W)의 코어(25)의 단부면에 대해 소정 위치에 위치 결정 형성된, 위치 맞춤용의 볼록부(1a)를 감합(嵌合)하기 위한 오목부(2a)를 구비하며, 커넥터(1)와 광전기 혼재 유닛(2)의 결합이, 커넥터(1)의 위치 맞춤용의 볼록부(1a)와 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)를 감합시킨 상태에서 이루어지고, 그 결합에 의해, 광소자(13)와 코어(25)가 광전파 가능하게 위치 맞춤된 상태로 되어 있다.

Description

광전기 혼재 모듈{OPTO-ELECTRIC HYBRID MODULE}

본 발명은 전기 회로 기판과 광도파로가 적층된 광전기 혼재(混載) 유닛과, 광소자를 구비한 광소자 유닛이, 광전파 가능하게 결합된 광전기 혼재 모듈에 관한 것이다.

최근의 전자 기기 등에서는, 전송 정보량의 증가에 따라, 전기 배선에 더하여, 광신호를 전송하는 광배선이 채용되고 있다. 즉, 전기 배선이 형성된 전기 회로 기판에, 광배선으로서 광도파로가 적층된 광전기 혼재 유닛과, 전기 신호를 광신호로 변환하는 발광 소자나 광신호를 전기 신호로 변환하는 수광 소자 등의 광소자가 실장된 광소자 유닛을 구비한 광전기 혼재 모듈이, 상기 전자 기기 등에 편입되어 있다.

상기 광전기 혼재 모듈에서는, 상기 발광 소자로부터 발광된 광을, 상기 광도파로의 코어(광배선)의 일단면(광 입구)에 입사시키고, 또한, 상기 코어의 타단면(광 출구)으로부터 출사한 광을, 상기 수광 소자에 수광시킬 필요가 있다. 그 때문에, 상기 광소자(발광 소자, 수광 소자)와 코어를 광전파 가능하게 위치 맞춤시킬 필요가 있다.

그래서, 상기 광소자와 코어와의 위치 맞춤을 간단히 할 수 있는 방법이, 종래부터 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 그 방법은, 위치 맞춤용의 구멍부가 형성된 위치 맞춤 부재를, 광도파로의 단부에 부착하고, 상기 구멍부에 감합(嵌合)되는 위치 맞춤용의 핀을, 광소자 유닛에 형성하며, 상기 위치 맞춤 부재의 구멍부와 상기 광소자 유닛의 핀을 감합함으로써, 광도파로의 코어와 광소자를 자동적으로 광전파 가능하게 위치 맞춤시키는 방법이다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2009-223063호 공보

그러나, 상기 방법은, 위치 맞춤을 간단히 할 수 있으나, 광전파가 적정하게 되지 않는 경우가 있었다. 즉, 상기 방법에서는, 위치 맞춤 부재를 광도파로에 부착할 필요가 있으며, 그때에, 이들 위치 맞춤 부재와 광도파로 사이에 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 이 위치 어긋남이 발생하고 있으면, 가령, 상기 위치 맞춤 부재의 구멍부와 상기 광소자 유닛의 핀을 감합했다고 해도, 광도파로의 코어와, 상기 광소자 유닛의 광소자는 위치 맞춤되어 있지 않게 되어, 적정한 광전파를 할 수 없다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 광전기 혼재 유닛의 광도파로의 코어와 광소자 유닛의 광소자와의 위치 맞춤이 간단하고 또한 정확하게 되어 있는 광전기 혼재 모듈의 제공을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광전기 혼재 모듈은, 광소자를 구비한 광소자 유닛과, 전기 회로 기판과 광도파로가 적층된 광전기 혼재 유닛이, 광전파 가능하게 결합된 광전기 혼재 모듈로서, 상기 광소자 유닛이, 상기 광소자에 대해 소정 위치에 위치 결정 형성된 위치 맞춤용의 감합부를 구비하고, 상기 광전기 혼재 유닛이, 상기 광도파로의 광로용 코어의 단부면에 대해 소정 위치에 위치 결정 형성된 피감합부를 구비하며, 상기 광소자 유닛과 상기 광전기 혼재 유닛의 결합이, 상기 광소자 유닛의 상기 감합부와 상기 광전기 혼재 유닛의 상기 피감합부를 감합시킨 상태에서 이루어지고, 그 결합에 의해, 상기 광소자와 상기 광로용 코어가 광전파 가능하게 위치 맞춤된 상태로 되어 있다고 하는 구성을 취한다.

본 발명의 광전기 혼재 모듈은, 광소자 유닛의 위치 맞춤용의 감합부와 광전기 혼재 유닛의 피감합부를 감합시킨 상태에서, 이들 광소자 유닛과 광전기 혼재 유닛을 결합시킨 것으로 되어 있다. 여기서, 상기 광소자 유닛에서는, 광소자와 위치 맞춤용의 상기 감합부가, 서로 위치 결정된 위치 관계로 되어 있다. 또한, 상기 광전기 혼재 유닛에서는, 코어의 단부면과 상기 피감합부가, 서로 위치 결정된 위치 관계로 되어 있다. 그 때문에, 상기 광소자 유닛과 상기 광전기 혼재 유닛이 결합한 상태에서는, 상기 감합부와 상기 피감합부가 감합되어 있기 때문에, 상기 광소자 유닛의 광소자와, 상기 광전기 혼재 유닛의 코어가, 자동적으로 광전파 가능하게 위치 맞춤된 상태가 된다. 즉, 본 발명의 광전기 혼재 모듈은, 광소자 유닛의 위치 맞춤용의 감합부와 광전기 혼재 유닛의 피감합부를 감합시킨다고 하는 간단한 작업에 의해, 코어와 광소자가 정확하게 위치 맞춤되어, 적정한 광전파가 가능해지는 구조로 되어 있다.

특히, 상기 피감합부가, 상기 광전기 혼재 유닛의 외주 측면에 형성된 오목부 또는 볼록부이고, 상기 광소자 유닛의 상기 감합부가, 상기 광전기 혼재 유닛의 오목부와 감합되는 볼록부 또는 상기 광전기 혼재 유닛의 볼록부와 감합되는 오목부인 경우에는, 상기 감합부와 상기 피감합부의 감합 구조를 간단한 구조로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제1 실시형태를 모식적으로 도시하며, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 종단면도이다.
도 2는 상기 광전기 혼재 모듈을 구성하는 커넥터를 모식적으로 도시하며, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 종단면도이다.
도 3은 상기 광전기 혼재 모듈을 구성하는 광전기 혼재 유닛을 모식적으로 도시하며, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 종단면도이다.
도 4는 상기 광전기 혼재 모듈을 구성하는 보드를 모식적으로 도시한 종단면도이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (b)는 상기 커넥터의 제작 공정을 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (f)는 상기 광전기 혼재 유닛의 제작 공정을 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (b)는 상기 보드의 제작 공정을 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 8은 상기 커넥터와 상기 광전기 혼재 유닛의 결합 공정을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제2 실시형태를 모식적으로 도시한 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제3 실시형태를 모식적으로 도시한 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제4 실시형태를 모식적으로 도시하며, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제5 실시형태를 모식적으로 도시한 종단면도이다.
도 13은 상기 광전기 혼재 유닛의 피감합부의 제1 변형예를 모식적으로 도시한 확대 종단면도이다.
도 14는 상기 광전기 혼재 유닛의 피감합부의 제2 변형예를 모식적으로 도시한 확대 종단면도이다.
도 15의 (a)는 상기 광전기 혼재 유닛의 피감합부의 제3 변형예를 모식적으로 도시한 확대 종단면도이고, 도 15의 (b)는 상기 광전기 혼재 유닛의 피감합부의 제4 변형예를 모식적으로 도시한 확대 종단면도이다.

다음으로, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1의 (a)는 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제1 실시형태를 모식적으로 도시한 평면도이고, 도 1의 (b)는 그 종단면도이다. 한편, 도 1의 (a)에서는, 구성 요소의 배치 등을 알기 쉽게 하기 위해서, 일부의 구성만을 도시하고 있다. 이 실시형태의 광전기 혼재 모듈은, 위치 맞춤용의 볼록부(감합부)(1a)를 갖는 커넥터(광소자 유닛)(1)와, 그 위치 맞춤용의 볼록부(1a)를 감합하기 위한 오목부(피감합부)(2a)를 갖는 광전기 혼재 유닛(2)과, 상기 커넥터(1)를 부착하는 보드(3)를, 개별적으로 제작하고, 상기 커넥터(1)의 위치 맞춤용의 볼록부(1a)와, 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)를 감합하며, 그 상태로, 상기 커넥터(1)를 상기 보드(3)에 부착함으로써, 상기 커넥터(1)와 상기 광전기 혼재 유닛(2)과 상기 보드(3)를 결합하여 일체화한 것으로 되어 있다. 한편, 이 실시형태에서는, 상기 커넥터(1)의 바닥부와 상기 광전기 혼재 유닛(2) 사이의 간극에, 스페이서(5)를 끼워 넣고, 상기 커넥터(1)에 대해 상기 광전기 혼재 유닛(2)을 고정하고 있다. 또한, 상기 광전기 혼재 모듈의 사용시에는, 그 광전기 혼재 모듈의 방향(상하 좌우)은, 도 1의 (b)에 도시한 것뿐만이 아니라, 도 1의 (b)의 상하를 반대로 하거나 가로로 눕히거나, 도 1의 (b)의 좌우를 상하로 하거나 등 해도 좋다.

여기서, 상기 커넥터(1)에는, 광소자(13)가, 위치 맞춤용의 볼록부(1a)에 대해 소정 위치에 위치 결정 실장되어 있다. 또한, 상기 광전기 혼재 유닛(2)에는, 광도파로(W)의 코어(25)의 일단면[광 반사면(25a)]이, 오목부(2a)에 대해 소정 위치에 위치 결정 형성되어 있다. 이 때문에, 상기 광전기 혼재 모듈에서는, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a)와 상기 오목부(2a)와의 감합[상기 커넥터(1)와 상기 광전기 혼재 유닛(2)과의 결합]에 의해, 광소자(13)와 코어(25)의 일단면[광 반사면(25a)]이, 자동적으로 정확하게 위치 맞춤되어, 광전파 가능하게 배치되도록 되어 있다. 한편, 상기 보드(3)와 상기 커넥터(1)와의 위치 맞춤은, 고도의 정밀도는 요하지 않는다.

보다 상세히 설명하면, 상기 커넥터(1)는, 그 평면도를 도 2의 (a)에, 그 종단면도를 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 커넥터 본체(11)와, 이 커넥터 본체(11)에 형성된 전기 배선(12)과, 이 전기 배선(12)과 전기적으로 접속된 광소자(13)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 커넥터 본체(11)는, 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 일단부를 삽입하는 삽입 오목부(11b)를 구비하고, 그 삽입 오목부(11b)의 안쪽벽면의 하부에, 광소자(13)가 실장되며, 그 삽입 오목부(11b)의 마주 보는 2개의 측벽면〔도 2의 (a)에서는 상하면〕의 상부에, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a)가 형성되어 있다. 이 실시형태에서는, 상기 볼록부(1a)는, 평면에서 보아 사각형 형상으로 형성되어 있다. 또한, 전기 배선(12)은, 커넥터 본체(11)의 바닥부를 관통하는 것과, 바닥부로부터 측벽 내부를 지나 천장부에 이르는 것이 형성되어 있고, 그 중, 바닥부를 관통하는 전기 배선(12)에, 상기 광소자(13)가 전기적으로 접속되어 있다.

상기 광전기 혼재 유닛(2)은, 그 평면도를 도 3의 (a)에, 그 종단면도를 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 전기 회로 기판(E)〔도 3의 (b)에서는 상측 부분〕과 광도파로(W)〔도 3의 (b)에서는 하측 부분〕가 적층되고, 일단부가, 코어(25)의 축 방향에 대해 45°경사진 경사면으로 형성된 것으로 되어 있다. 그 중, 전기 회로 기판(E)은, 절연성 시트(절연층)(21)와, 이 절연성 시트(21)의 상면에 형성된 전기 배선(22) 및 오목 형상의 오목부 위치 결정용 배선(23)을 구비하고 있다. 한편, 광도파로(W)는, 상기 전기 회로 기판(E)의 절연성 시트(21)의 하면에 형성된 언더클래드층(24)과, 이 언더클래드층(24)의 하면에 소정 패턴의 선형으로 형성된 광로용의 코어(25)와, 이 코어(25)를 피복한 상태로 상기 언더클래드층(24)의 하면에 형성된 오버클래드층(26)을 구비하고 있다. 그리고, 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 양측〔도 3의 (a)에서는 상측 및 하측〕에, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a)와 감합되는 상기 오목부(2a)가 형성되어 있다. 이들 오목부(2a)는, 상기 커넥터(1)에 형성된 위치 맞춤용의 볼록부(1a)〔도 2의 (a) 및 도 2의 (b) 참조〕에 대응한 위치에 형성되고, 그 폭은, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a)의 폭보다 약간 크게 형성되어 있다. 이 실시형태에서는, 상기 오목부(2a)는, 평면에서 보아 사각형 형상으로 형성되어 있다. 또한, 상기 광전기 혼재 유닛(2)이 상기 커넥터(1)에 결합한 상태〔도 1의 (a) 및 도 1의 (b) 참조〕에서, 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 전기 배선(22)의 일부는, 상기 커넥터(1)의 천장부의 전기 배선(12)과 전기적으로 접속되도록 되어 있다.

상기 보드(3)는, 그 종단면도를 도 4에 도시한 바와 같이, 절연성 기판(31)과, 이 절연성 기판(31)의 표면에 형성된 전기 배선(32)을 구비하고 있다. 그리고, 상기 광전기 혼재 유닛(2)을 결합한 상기 커넥터(1)가 상기 보드(3)에 부착된 상태〔도 1의 (a) 및 도 1의 (b) 참조〕에서, 상기 보드(3)의 전기 배선(32)의 일부는, 상기 커넥터(1)의 바닥부의 전기 배선(12)과 전기적으로 접속되도록 되어 있다.

상기 광전기 혼재 모듈은, 하기의 (1)∼(4)의 공정을 거쳐 제조된다.

(1) 상기 커넥터(1)를 제작하는 공정〔도 5의 (a) 내지 도 5의 (b) 참조〕.

(2) 상기 광전기 혼재 유닛(2)을 제작하는 공정〔도 6의 (a) 내지 도 6의 (f) 참조〕.

(3) 상기 보드(3)를 제작하는 공정〔도 7의 (a) 내지 도 7의 (b) 참조〕.

(4) 상기 커넥터(1)에 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 일단부를 결합한 후(도 8 참조), 그 상태로, 그 커넥터(1)를 상기 보드(3)에 부착하는 공정.

〔(1) 커넥터(1)의 제작 공정〕

상기 (1)의 커넥터(1)의 제작 공정에 대해 설명한다. 먼저, 금속판을 펀칭한 후, 그 금속판을 절곡하는 등 하여, 전기 배선(12)〔도 5의 (a) 참조〕을 형성한다. 이어서, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 전기 배선(12)을 매립하도록 하여, 몰드 성형에 의해, 수지제의 커넥터 본체(11)를 형성한다. 이 커넥터 본체(11)에는, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a)가 일체적으로 형성되어 있다. 그리고, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a)를 기준으로 한 적정한 위치에, 광소자(13)를 실장한다. 이렇게 해서, 커넥터(1)가 제작된다.

〔(2) 광전기 혼재 유닛(2)의 제작 공정〕

상기 (2)의 광전기 혼재 유닛(2)의 제작 공정에 대해 설명한다. 먼저, 폴리이미드 수지 등의 절연성 재료로 이루어지는 절연성 시트(21)〔도 6의 (a) 참조〕를 준비한다. 이 절연성 시트(21)의 두께는, 예컨대, 5 ㎛∼15 ㎛의 범위 내로 설정된다.

이어서, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 절연성 시트(21)의 한 면〔도 6의 (a)에서는 상면〕에, 전기 배선(22)과, 오목 형상의 오목부 위치 결정용 배선(23)을, 동시에 형성한다. 이들 전기 배선(22) 및 오목부 위치 결정용 배선(23)의 형성은, 예컨대, 세미애디티브법에 의해 행해진다.

즉, 상기 세미애디티브법에서는, 먼저, 상기 절연성 시트(21)의 한 면에, 스퍼터링 또는 무전해 도금 등에 의해 금속층(두께 60 ㎚∼260 ㎚ 정도)을 형성한다. 이 금속층은, 이후의 전해 도금을 행할 때의 시드층(전해 도금층 형성의 바탕이 되는 층)이 된다. 이어서, 상기 절연성 시트(21) 및 시드층으로 이루어지는 적층체의 양면에, 감광성 레지스트를 라미네이트한 후, 상기 시드층이 형성되어 있는 측의 감광성 레지스트에, 포토리소그래피법에 의해 상기 전기 배선(22) 및 오목부 위치 결정용 배선(23)의 패턴의 구멍부를 동시에 형성하고, 그 구멍부의 바닥에 상기 시드층의 표면 부분을 노출시킨다. 다음으로, 전해 도금에 의해, 상기 구멍부의 바닥에 노출된 상기 시드층의 표면 부분에, 전해 도금층(두께 5 ㎛∼20 ㎛ 정도)을 적층 형성한다. 그리고, 상기 감광성 레지스트를 수산화나트륨 수용액 등에 의해 박리한다. 그 후, 상기 전해 도금층이 형성되어 있지 않은 시드층 부분을 소프트 에칭에 의해 제거하여, 잔존한 시드층과 전해 도금층으로 이루어지는 적층 부분을 상기 전기 배선(22) 및 오목 형상의 오목부 위치 결정용 배선(23)으로 형성한다.

그리고, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 오목 형상의 오목부 위치 결정용 배선(23)의 오목부(오목부 형성 예정부)의 절연성 시트(21)의 부분을, 케미컬 에칭액을 이용해서 에칭함으로써 제거하여, 상기 오목부(2a)의 일부분이 되는 제1 오목부(21a)를 형성한다. 이 제1 오목부(21a)의 형성 방법은, 예컨대, 노광기의 카메라로, 전기 배선(22)측의 면과, 절연성 시트(21)측의 면을 촬영하고, 그 화상을 기초로, 상기 전기 배선(22)측의 오목 형상의 오목부 위치 결정용 배선(23)을 안표(眼標)로 하여, 오목부 형성 예정부의 이면측의 위치를 적정히 위치 결정한다. 이어서, 그 절연성 시트(21)측 중, 상기 오목부 형성 예정부를 제외한 부분을, 드라이 필름 레지스트(도시하지 않음)로 덮는다. 다음으로, 노출되어 있는 상기 오목부 형성 예정부의 절연성 시트(21)의 부분을, 케미컬 에칭액을 이용하여 에칭함으로써 제거한다. 그 제거 부분이 상기 제1 오목부(21a)로 형성된다. 그 후, 상기 드라이 필름 레지스트를 수산화나트륨 수용액 등에 의해 박리한다. 이렇게 해서, 전기 회로 기판(E)을 얻는다.

다음으로, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 절연성 시트(21)의, 전기 배선 형성면과 반대측의 면〔도 6의 (c)에서는 하면〕에, 포토리소그래피법에 의해, 언더클래드층(24)을 형성한다. 이때, 언더클래드층(24)에, 상기 제1 오목부(21a)와 동축적으로 제2 오목부(24a)가 형성되도록 한다. 이 언더클래드층(24)의 형성 재료로서는, 감광성 에폭시 수지 등의 감광성 수지가 이용된다. 언더클래드층(24)의 두께는, 예컨대, 5 ㎛∼50 ㎛의 범위 내로 설정된다.

이어서, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 상기 언더클래드층(24)의 표면에, 포토리소그래피법에 의해, 소정 패턴의 코어(25)를 형성한다. 이때, 코어(25)의 형성에 이용하는 포토마스크는, 상기 오목부 위치 결정용 배선(23)과 동시에 형성한 얼라인먼트 마크를 기준으로 하여 위치 결정하도록 형성되어 있다. 즉, 상기 포토마스크를 이용하여 형성된 코어(25)는, 상기 제1 오목부(21a)에 대해 적정한 위치에 형성된다. 또한, 코어(25)는, 상기 언더클래드층(24)의 제2 오목부(24a)를 피하여 형성된다. 코어(25)의 치수는, 예컨대, 높이가 20 ㎛∼100 ㎛의 범위 내로 설정되고, 폭이 20 ㎛∼100 ㎛의 범위 내로 설정된다.

그리고, 도 6의 (e)에 도시한 바와 같이, 상기 코어(25)를 피복하도록, 상기 언더클래드층(24)의 표면에, 포토리소그래피법에 의해, 오버클래드층(26)을 형성한다. 이때, 오버클래드층(26)에, 상기 제1 및 제2 오목부(21a, 24a)와 동축적으로 제3 오목부(26a)가 형성되도록 한다. 이들 제1∼제3 오목부(21a, 24a, 26a)의 연속 오목부가 상기 오목부(2a)이다. 이 오버클래드층(26)의 두께[언더클래드층(24)의 표면으로부터의 두께]는, 예컨대, 코어(25)의 두께를 상회하며 1000 ㎛ 이하의 범위 내로 설정된다. 이렇게 해서, 광도파로(W)가 형성된다.

그 후, 도 6의 (f)에 도시한 바와 같이, 상기 전기 회로 기판(E)과 상기 광도파로(W)로 이루어지는 적층체의 일단부를, 상기 얼라인먼트 마크를 기준으로 하여, 레이저 또는 날 등을 이용하여, 코어(25)의 축 방향에 대해 45°경사진 경사면이 되도록 절단한다. 그 경사면에 위치하는 코어(25)의 일단면이 광 반사면(25a)으로 형성된다. 이 광 반사면(25a)은, 상기 오목부 위치 결정용 배선(23)과 동시에 형성한 얼라인먼트 마크를 기준으로 하여 형성되어 있기 때문에, 상기 제1 오목부(21a)에 대해 적정한 위치에 형성된다. 이렇게 해서, 상기 오목부(2a)에 대해 코어(25)의 광 반사면(25a)이 소정 위치에 형성된 광전기 혼재 유닛(2)이 제작된다.

〔(3) 보드(3)의 제작 공정〕

상기 (3)의 보드(3)의 제작 공정에 대해 설명한다. 먼저, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 절연성 기판(31)을 준비한다. 이어서, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 그 절연성 기판(31)의 표면에, 전기 배선(32)을 형성한다. 이렇게 해서, 절연성 기판(31)과 전기 배선(32)을 구비한 보드(3)가 제작된다.

〔(4) 커넥터(1)와 광전기 혼재 유닛(2)의 결합 공정, 및 그 후의 커넥터(1)의 보드(3)에의 부착 공정〕

다음으로, 커넥터(1)와 광전기 혼재 유닛(2)을 결합한다. 이 결합은, 도 8에 도시한 바와 같이, 커넥터(1)의 삽입 오목부(11b)에, 광전기 혼재 유닛(2)의 경사면으로 형성된 일단부를 삽입한 후(화살표 D1 참조), 그 삽입 오목부(11b)의 천장부측으로 이동시켜(화살표 D2 참조), 그 삽입 오목부(11b) 내에 형성된 위치 맞춤용의 볼록부(1a)와, 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)를 감합시킴으로써 행한다. 그 후, 상기 커넥터(1)와 상기 광전기 혼재 유닛(2) 사이의 간극에, 스페이서(5)를 끼워 넣는다〔도 1의 (b) 참조〕. 그리고, 상기 커넥터(1)를 상기 보드(3)〔도 1의 (b) 참조〕에 부착한다. 이렇게 해서, 목적으로 하는 광전기 혼재 모듈〔도 1의 (a) 및 도 1의 (b) 참조〕이 제작된다.

여기서, 앞서 서술한 바와 같이, 상기 커넥터(1)에서는, 광소자(13)와 위치 맞춤용의 볼록부(1a)가 서로 위치 결정된 위치 관계로 되어 있다. 또한, 상기 광전기 혼재 유닛(2)에서는, 코어(25)의 일단면[광 반사면(25a)]과 오목부(2a)가 서로 위치 결정된 위치 관계로 되어 있다. 그 때문에, 상기한 바와 같이, 상기 커넥터(1)의 위치 맞춤용의 볼록부(1a)와 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)를 감합시켜, 상기 커넥터(1)와 상기 광전기 혼재 유닛(2)을 결합하면, 광소자(13)와 코어(25)의 일단면[광 반사면(25a)]이, 자동적으로 정확하게 위치 맞춤되어, 광전파 가능해진다.

그리고, 이와 같이, 상기 커넥터(1)의 위치 맞춤용의 볼록부(1a)와 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)를 감합시킨다고 하는 간단한 작업에 의해, 상기 커넥터(1)와 상기 광전기 혼재 유닛(2)을 광전파 가능하게 결합할 수 있기 때문에, 상기 광전기 혼재 모듈은, 생산성이 우수한 것으로 되어 있다.

도 9는 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제2 실시형태를 모식적으로 도시한 종단면도이다. 이 실시형태의 광전기 혼재 모듈은, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시한 상기 제1 실시형태에 있어서, 커넥터(1)에 형성되어 있는 위치 맞춤용의 볼록부(1a)가, 측벽면의 하부에 형성되어 있다. 그 때문에, 광전기 혼재 유닛(2)이, 그 상하 방향을, 상기 제1 실시형태〔도 1의 (b) 참조〕와 반대로 한 상태[전기 회로 기판(E)이 아래, 상기 광도파로(W)가 위]로, 커넥터(1)에 감합되어 있다. 그 때문에, 광로가 되는 전기 회로 기판(E)의 절연성 시트(21)의 부분에, 광로용의 관통 구멍(21b)이 형성되어 있다. 또한, 커넥터(1)의 전기 배선(12)은, 커넥터 본체(11)의 바닥부를 관통하여 형성되어 있고, 그 전기 배선(12)에, 광전기 혼재 유닛(2)의 전기 배선(22)의 일부가 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 커넥터(1)의 천장부와 상기 광전기 혼재 유닛(2) 사이의 간극에, 스페이서(5)를 끼워 넣고, 상기 커넥터(1)에 대해 상기 광전기 혼재 유닛(2)을 고정하고 있다. 그 이외의 부분은, 상기 제1 실시형태와 동일하며, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그리고, 상기 제1 실시형태와 동일한 작용·효과를 나타낸다.

도 10은 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제3 실시형태를 모식적으로 도시한 종단면도이다. 이 실시형태의 광전기 혼재 모듈은, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시한 상기 제1 실시형태에 있어서, 커넥터(1)에 형성되어 있는 위치 맞춤용의 볼록부(1a)가, 측벽면의 하부에 형성되어 있고, 커넥터(1)의 천판부(天板部)가, 개폐 가능 또는 착탈 가능하게 되어 있다. 그리고, 커넥터(1)에의 광전기 혼재 유닛(2)의 결합은, 상기 커넥터(1)의 천판부를 개방한 상태 또는 떼어낸 상태에서, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a)에, 도 10의 상방으로부터, 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)를, 광도파로(W)측으로부터 감합시키고, 그 후, 상기 커넥터(1)의 천판부를 폐쇄하거나 또는 부착하도록 하여 행해진다. 그 이외의 부분은, 상기 제1 실시형태와 동일하며, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그리고, 상기 제1 실시형태와 동일한 작용·효과를 나타낸다.

한편, 상기 제1 및 제2 실시형태에서는, 커넥터(1)에 광전기 혼재 유닛(2)을 결합한 후에, 그 커넥터(1)를 보드(3)에 부착하였으나, 순서는 그 반대여도 좋으며, 커넥터(1)를 보드(3)에 부착한 후에, 그 커넥터(1)에 광전기 혼재 유닛(2)을 결합해도 좋다.

도 11의 (a)는 본 발명의 광전기 혼재 모듈의 제4 실시형태를 모식적으로 도시한 평면도이고, 도 11의 (b)는 그 종단면도이다. 한편, 도 11의 (a)에서는, 구성 요소의 배치 등을 알기 쉽게 하기 위해서, 일부의 구성만을 도시하고 있다. 이 실시형태의 광전기 혼재 모듈은, 도 9에 도시한 상기 제2 실시형태에 있어서, 커넥터(1)(도 9 참조)가 구성되어 있지 않고, 광소자(13)가 보드(광소자 유닛)(3)에 실장되어 있다. 그리고, 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)에 감합시키는 위치 맞춤용의 볼록부(4a)는, 상기 광소자(13)를 밀봉하는 투명 밀봉 수지부(4)의 양측에 위로 돌출된 상태로 형성되어 있다. 그 때문에, 광소자(13)와 코어(25)의 일단면[광 반사면(25a)]과의 광전파 가능한 위치 맞춤은, 상기 투명 밀봉 수지부(4)에 형성된 위치 맞춤용의 볼록부(4a)와, 상기 광전기 혼재 유닛(2)의 오목부(2a)와의 감합에 의해 행한다. 또한, 보드(3)의 전기 배선(32)의 일부와 광전기 혼재 유닛(2)의 전기 배선(22)의 일부가 전기적으로 접속되도록, 이들 전기 배선(32, 22) 사이에, 금속 등의 도전성 재료로 이루어지는 도전성 부재(6)가 설치되어 있다. 그 이외의 부분은, 상기 제2 실시형태와 동일하며, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그리고, 상기 제2 실시형태와 동일한 작용·효과를 나타낸다.

상기 위치 맞춤용의 볼록부(4a)를 갖는 투명 밀봉 수지부(4)의 형성은, 예컨대, 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 먼저, 상기 투명 밀봉 수지부(4)의 형상의 몰드면을 갖는 투광성의 성형 몰드를, 보드(3)에 실장된 광소자(13)를 이용하여[광소자(13)를 위치 결정 기준으로 하여], 위치 결정한 상태에서, 그 보드(3)의 표면에 밀착시킨다. 이어서, 상기 성형 몰드의 몰드면과 상기 보드(3)의 표면으로 둘러싸인 성형 공간에, 광경화성의 밀봉 수지를 주입한다. 그리고, 상기 성형 몰드를 통해 자외선을 상기 밀봉 수지에 조사하여, 그 밀봉 수지를 경화시킨다. 그 후, 몰드를 제거하여, 상기 투명 밀봉 수지부(4)를 얻는다. 이렇게 해서 형성된 투명 밀봉 수지부(4)에서는, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(4a)는, 상기 광소자(13)에 대해 소정 위치에 위치 결정 형성되어 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 코어(25)의 일단면을 광반사면(25a)으로 형성했지만, 그 광반사면(25a)이 형성되는 코어(25)는 광로용이며, 광로에 사용되지 않는 코어는 아니다 . 따라서 예를 들어, 도 12에 나타낸 바와 같은 단부에 광로로 사용되지 않는 코어가 형성되어 있는 형태(제5 실시예)에서도 광반사면(25a)은 광로의 코어(25)의 일단면에 형성되어 있는 것이 된다. 즉, 그러한 도 12에 도시한 형태도 본 발명에 포함된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)와, 그 볼록부(1a, 4a)와 감합되는 오목부(2a)를 2세트 형성하였으나, 1세트여도 좋고, 3세트 이상이어도 좋다. 또한, 상기 각 실시형태를 도시한 도면에서는, 상기 볼록부(1a, 4a)와 상기 오목부(2a)를 대략 동일한 높이로 도시하고 있으나, 상기 볼록부(1a, 4a)의 높이는, 상기 오목부(2a)의 높이에 대해, 높아도 좋고, 낮아도 좋다. 또한, 상기 각 실시형태에서는, 상기 볼록부(1a, 4a) 및 상기 오목부(2a)의 평면에서 본 형상을 사각형 형상으로 하였으나, 삼각형 형상 등의 다른 다각형이어도 좋고, 원호 형상 등이어도 좋다.

그리고, 상기 각 실시형태에서는, 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)를 커넥터(1)(제1∼제3 실시형태) 또는 투명 밀봉 수지부(4)(제4 실시형태)에 형성하고, 그 볼록부(1a, 4a)와 감합되는 오목부(2a)를 광전기 혼재 유닛(2)에 형성하였으나, 상기 볼록부(1a, 4a)와 오목부(2a)는 반대여도 좋다. 즉, 위치 맞춤용의 볼록부를 광전기 혼재 유닛(2)에 형성하고, 그 볼록부와 감합되는 오목부를 커넥터(1) 또는 투명 밀봉 수지부(4)에 형성해도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 오목부(2a)의 폭을, 거기에 감합되는 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)의 폭보다 약간 크게 형성하였으나, 도 13에 도시한 바와 같이, 전기 회로 기판(E)의 절연성 시트(21)를, 오목부(2a)의 내측으로 약간 돌출하도록 형성해도 좋다. 이렇게 하면, 그 오목부(2a)에 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)[볼록부(4a)는 도 13에서는 도시하지 않음]를 감합시킬 때에(도 10에 도시한 제3 실시형태에서는 감합 방향이 도 13과 반대로 광도파로(W)측으로부터 감합시킨다. 이후의 도면에서도 동일함.), 상기 돌출한 절연성 시트(21)의 부분이, 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)의 외주면과, 오목부(2a)의 내주면 사이의 약간의 간극을 메워, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)의 감합을 안정시킬 수 있다.

특히, 제1 및 제3 실시형태에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 오목부 위치 결정용 배선(23)의 표면측 부분을, 절삭이나 연마 등에 의해, 표면으로부터 깊어짐에 따라 서서히 간극이 좁아지는 것과 같은 경사면으로 형성해도 좋다. 이렇게 하면, 오목부(2a)에 볼록부(1a, 4a)[볼록부(4a)는 도 14에서는 도시하지 않음]를 감합시킬 때에, 그 볼록부(1a, 4a)의 축을, 오목부(2a)의 중심축에 맞추기 쉬워져, 고도의 정밀도로 위치 맞춤시키기 쉬워진다.

또한, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이, 코어(25)〔도 6의 (d) 참조〕 형성과 동시에, 광로로서 이용되지 않는 더미 코어(27)를, 오목부(2a)의 둘레 가장자리부 및 내주면을 따른 상태로 형성하거나, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 언더클래드층(24)과 더미 코어(27)를, 오목부(2a)의 내주면을 따른 상태로 형성해도 좋다. 이렇게 해도, 각 오목부(2a)의 내주면을 따른 상태로 형성한 부분이, 상기와 마찬가지로, 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)〔볼록부(4a)는 도 15의 (a) 및 도 15의 (b)에서는 도시하지 않음〕의 외주면과, 오목부(2a)의 내주면 사이의 약간의 간극을 메워, 상기 위치 맞춤용의 볼록부(1a, 4a)의 감합을 안정시킬 수 있다.

다음으로, 실시예에 대해 비교예와 함께 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

상기 제1 실시형태〔도 1의 (a) 및 도 1의 (b) 참조〕와 동일하게 하여, 발광 소자를 구비한 커넥터와 광전기 혼재 유닛을 개별적으로 제작한 후, 이들 커넥터와 광전기 혼재 유닛을 결합하였다. 여기서, 위치 맞춤용의 볼록부의 치수는, 폭 1.5 ㎜, 깊이 1.5 ㎜, 높이 2.0 ㎜로 하고, 오목부의 치수는, 폭 1.55 ㎜, 깊이 1.55 ㎜, 높이 0.2 ㎜로 하였다.

〔비교예〕

상기 실시예에 있어서, 위치 맞춤용의 볼록부가 없는 커넥터와, 오목부가 없는 광전기 혼재 유닛을 개별적으로 제작한 후, 커넥터의 발광 소자로부터의 광을, 광전기 혼재 유닛의 코어를 통해 측정하고, 그 광의 강도가 가장 높은 위치에서, 광전기 혼재 유닛을 커넥터에 결합하였다.

상기 실시예에서는, 커넥터와 광전기 혼재 유닛을 결합함과 동시에, 발광 소자와 코어 사이에서 광전파 가능해지고 있었다. 그에 비해, 비교예에서는, 그 광전파를 가능하게 하는 데 시간을 요하였다.

상기 실시예에서는, 본 발명에서의 구체적인 형태에 대해 나타내었으나, 상기 실시예는 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석되는 것은 아니다. 당업자에게 명백한 여러 가지 변형은, 본 발명의 범위 내인 것이 기도되고 있다.

본 발명의 광전기 혼재 모듈은, 광소자 유닛과 광전기 혼재 유닛과의 광전파 가능한 결합을 단시간에 행하는 경우에 이용 가능하다.

E: 전기 회로 기판 W: 광도파로
1: 커넥터 1a: 볼록부
2: 광전기 혼재 유닛 2a: 오목부
13: 광소자 25: 코어

Claims

광소자를 구비한 광소자 유닛과, 전기 회로 기판과 광도파로가 적층된 광전기 혼재(混載) 유닛이, 광전파 가능하게 결합된 광전기 혼재 모듈로서, 상기 광소자 유닛이, 상기 광소자에 대해 미리 정해진 위치에 위치 결정 형성된 위치 맞춤용의 감합부(嵌合部)를 구비하고, 상기 광전기 혼재 유닛이, 상기 광도파로의 광로용 코어의 단부면에 대해 미리 정해진 위치에 위치 결정 형성된 피감합부를 구비하며, 상기 광소자 유닛과 상기 광전기 혼재 유닛의 결합이, 상기 광소자 유닛의 상기 감합부와 상기 광전기 혼재 유닛의 상기 피감합부를 감합시킨 상태에서 이루어지고, 그 결합에 의해, 상기 광소자와 상기 광로용 코어가 광전파 가능하게 위치 맞춤된 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광전기 혼재 모듈.
제1항에 있어서, 상기 피감합부가, 상기 광전기 혼재 유닛의 외주 측면에 형성된 오목부 또는 볼록부이고, 상기 광소자 유닛의 상기 감합부가, 상기 광전기 혼재 유닛의 오목부와 감합되는 볼록부 또는 상기 광전기 혼재 유닛의 볼록부와 감합되는 오목부인 광전기 혼재 모듈.