WO2018030261A1 - 光通信モジュール - Google Patents

Abstract

光通信モジュール（１）において、光学素子（２０，２１）は、基板（３０）の主面（３０Ａ）上に設けられる。透明の樹脂ブロック（１０）は、基板（３０）の主面（３０Ａ）上に設けられ、光学素子（２０，２１）を封止する。樹脂ブロック（１０）は、その上面（１０Ａ）から基板（３０）に向かう方向に凹む穴部（１１，１２）を含む。穴部（１１，１２）の底面の少なくとも一部は、基板（３０）と反対方向に突出したレンズ面（１３，１４）を構成する。透明の蓋部（５）は、樹脂ブロック（１０）の上面（１０Ａ）に接続し、穴部（１１，１２）を覆う。中空路（４４，４５）は、樹脂ブロック（１０）に設けられ、穴部（１１，１２）と蓋部（５）とによって囲まれた内部空間と外部空間との間を連通する。

Description

光通信モジュール

　この開示は、発光素子および受光素子の少なくとも一方を備えた光通信モジュールに関する。

　光通信モジュール（赤外線通信モジュールなど）は、たとえば、スマートフォンなどのモバイル機器に搭載され、近距離でのデータ通信モジュールとして用いられる。

　特開２００７－２９４６１６号公報（特許文献１）は、光通信モジュールの構成の一例を開示する。具体的に、この文献の光通信モジュールは、基板と、この基板の一方面に設けられたブロック状の樹脂パッケージとを備えている。基板の一方面には、さらに、受光素子としてフォトダイオードが設けられ、このフォトダイオードは樹脂パッケージによって封止されている。樹脂パッケージの基板と反対側の光入射面には、集光レンズが配置されている。集光レンズは、金型を利用した樹脂成形によって樹脂パッケージと一体的に形成される。

特開２００７－２９４６１６号公報

　上記の特開２００７－２９４６１６号公報（特許文献１）に記載された光通信モジュールの構成では、集光レンズが樹脂パッケージの外表面（光入射面）にむき出しの状態で形成されている。このため、光通信モジュールをモバイル機器などに実装するとき、または光通信モジュールの取扱い中に、集光レンズの表面に傷がついたり、埃または異物が付着したりするリスクがある。

　この発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、光学素子（発光素子または受光素子）の封止樹脂と一体成形されたレンズを有する光通信モジュールにおいて、レンズの表面の傷および汚れを防止することが可能な構成を有する光通信モジュールを提供することである。

　この発明は一局面において、光通信モジュールであって、基板と、第１の光学素子と、樹脂ブロックと、蓋部と、第１の中空路とを備える。基板は、互いに対向する主面および裏面を有する。第１の光学素子は、主面上に設けられ、発光素子または受光素子として機能する。樹脂ブロックは、主面上に設けられ、第１の光学素子を封止し、第１の光学素子で発光または受光する光に対して透明である。樹脂ブロックは、基板と反対側の上面と、第１の穴部とを含む。第１の穴部は、基板に垂直な方向から見て第１の光学素子を覆う位置にあり、上面から基板に向かう方向に凹む。第１の穴部の底面の少なくとも一部は、基板と反対方向に突出した第１のレンズ面を構成する。蓋部は、樹脂ブロックの上面に接続し、第１の穴部を覆い、第１の光学素子で発光または受光する光に対して透明である。第１の中空路は、樹脂ブロックまたは蓋部に設けられ、第１の穴部と蓋部とによって囲まれた第１の内部空間と外部空間との間を連通する。

　上記構成によれば、第１のレンズ面が第１の穴部と蓋部とによって囲まれた第１の内部空間に面しているので、第１のレンズ面に傷がついたり、第１のレンズ面に埃および異物が付着したりするのを防ぐことができる。さらに、第１の内部空間と外部空間とを連通する第１の中空路を設けることによって、半田付け（たとえば、リフロー方式）を用いて光通信モジュールを電子機器のプリント基板上に実装する際に、第１の中空路が、熱膨張した第１の内部空間内の空気を逃すための通気口として用いられる。これにより、蓋部と樹脂ブロックとの剥離を防止することができる。蓋部として例えばガラス板が用いられる。

　好ましくは、基板の裏面に設けられた複数の電極をさらに備える。これらの複数の電極は、光通信モジュールを電子機器のプリント基板に実装する際の半田接続用のランドとして用いられる。

　好ましい一実施形態として、第１の中空路は、樹脂ブロックの上面側に設けられた溝部と、蓋部のうち溝部を覆う部分とによって構成される。

　この構成によれば、比較的簡単な構造であるので、樹脂ブロックの樹脂成形する際の金型の形状が簡単になるという利点がある。ただし、蓋部（ガラス板）と樹脂ブロックの上面との接続には、通常、接着剤が使われるので、接着剤が溝部に流れ込まないように、接着剤の塗布量の厳密な管理が必要になる。接着剤の塗布量を減らしすぎると、蓋部（ガラス板）と樹脂ブロックの上面との間の接着強度の点で問題となる。

　好ましい他の実施形態として、第１の中空路は、樹脂ブロックに設けられた貫通孔である。

　上記のように貫通孔によって第１の中空路を構成する場合には、溝部によって第１の中空路を構成する場合と比較して、蓋部（ガラス板）と樹脂ブロックの上面とを接続するための接着材の塗布量の厳密な管理は不要である。さらに、溝部によって第１の中空路を構成する場合と比較して、蓋部（ガラス板）と樹脂ブロックの上面との間の接触面積をより広げることができるので、両者の接合強度を増すことができる。

　上記の他の実施形態において、貫通孔は、第１の穴部の側面に設けられた第１の開口から樹脂ブロックの外表面に設けられた第２の開口に至る。この場合、好ましくは、第２の開口は、第１の開口よりも基板に近い位置にある。

　上記の構成によって、電子機器のプリント基板上に光通信モジュールを半田付けする場合のように基板が下方となるように光通信モジュールが配置されたときには、第１の中空路を介して第１の内部空間に埃および異物が侵入するのを抑制することができる。

　好ましくは、第１の中空路は、曲がった部分を含む。このように第１の中空路を単純な直線形状ではなく、曲がった部分を含むような複雑な形状とすることによって、外部空間から第１の内部空間へ埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。

　第１の中空路が樹脂ブロックに設けられた場合において、好ましくは、第１の中空路の樹脂ブロックの外表面側の開口は、１個に限られる。

　上記の構成にすることによって、外部空間から第１の内部空間への埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。特に、この光通信モジュールを実装した電子機器の製造時において、光通信モジュールをリフロー方式などによって電子機器のプリント基板上に半田接続した後の洗浄工程において、第１の中空路を介した水の侵入を抑制することができる。

　好ましい一局面において、樹脂ブロックは第２の穴部をさらに含み、光通信モジュールは、第２の光学素子と第２の中空路とをさらに備える。具体的に、第２の光学素子は、基板の主面上に設けられ、樹脂ブロックによって封止される。第１および第２の光学素子の一方は発光素子として機能し、他方は受光素子として機能する。機能ブロックに設けられた第２の穴部は、基板に垂直な方向から見て第２の光学素子を覆う位置にあり、上面から基板に向かう方向に凹んでいる。第２の穴部の底面の少なくとも一部は、基板と反対方向に突出した第２のレンズ面を構成する。蓋部は、第１および第２の穴部の両方を覆う。第２の中空路は、樹脂ブロックまたは蓋部に設けられ、第２の穴部と蓋部とによって囲まれた第２の内部空間と外部空間との間を連通する。

　第１の中空路が樹脂ブロックに設けられた場合、上記の第２の中空路の配置の変形例として、第２の中空路は、第１の中空路の途中から分岐して第２の穴部の側面に達することにより、第２の穴部と前記蓋部とによって囲まれた第２の内部空間と外部空間との間を連通するように構成されていてもよい。他の変形例として、第２の中空路は、第２の穴部と蓋部とによって囲まれた第２の内部空間と第１の内部空間との間を連通するように構成されていてもよい。

　上記の各変形例の構成によれば、光通信モジュール全体での第１および第２の中空路による外表面側の開口は１個に限られる。したがって、外部空間から第１および第２の内部空間への埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。特に、この光通信モジュールを実装した電子機器の製造時において、光通信モジュールをリフロー方式などによって電子機器のプリント基板上に半田接続した後の洗浄工程において、第１の中空路を介した水の侵入を抑制することができる。

　他の局面において好ましくは、光通信モジュールは、主面上に設けられ、樹脂ブロックによって封止された第２の光学素子をさらに備える。第１および第２の光学素子の一方は発光素子として機能し、他方は受光素子として機能する。第１の穴部の底面は、基板に垂直な方向から見て第１の光学素子を覆う位置にあり、基板と反対方向に突出することによって第１のレンズ面を構成する部分と、基板に垂直な方向から見て第２の光学素子を覆う位置にあり、基板と反対方向に突出することによって第２のレンズ面を構成する部分とを含む。

　上記の構成によれば、第１および第２の光学素子ためにそれぞれ用いられる第１および第２のレンズ面は、共通の第１の穴部の底面に設けられる。そしてこの共通の第１の穴部によって構成された内部空間と外部空間とを連通するための第１の中空路が設けられている。このような構成によっても、光通信モジュール全体での中空路による外表面側の開口は１個に限られる。したがって、外部空間から第１および第２の内部空間への埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。特に、この光通信モジュールを実装した電子機器の製造時において、光通信モジュールをリフロー方式などによって電子機器のプリント基板上に半田接続した後の洗浄工程において、第１の中空路を介した水の侵入を抑制することができる。

　したがって、本発明によれば、光学素子（発光素子または受光素子）の封止樹脂と一体成形されたレンズを有する光通信モジュールにおいて、レンズ表面の傷および汚れを防止することができる。

実施の形態１の光通信モジュールの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１の光通信モジュールからガラス板を除いた部分の構成を示す斜視図である。 実施の形態１の光通信モジュールの平面図である。 実施の形態１の光通信モジュールの側面図である。 図１～図４の構成の光通信モジュールの使用例について説明するための図である。 図１～図４の光通信モジュールの製造方法の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２の光通信モジュールの平面図である。 実施の形態２の光通信モジュールの側面図である。 実施の形態３の光通信モジュールの平面図である。 実施の形態３の光通信モジュールの側面図である。 図９の切断線ＸＩ－ＸＩに沿う断面図である。 実施の形態４の光通信モジュールの構成を示す斜視図である。 実施の形態５の光通信モジュールの構成を示す斜視図である。 実施の形態６の光通信モジュールの構成を示す斜視図である。 実施の形態６の光通信モジュールの平面図である。

　以下、実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。以下の各図面では、図解を容易にするために、図面の寸法と実際の光通信モジュールの各部の寸法とは比例関係にない。また、各図面間で同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。

　＜実施の形態１＞
　［光通信モジュールの構成］
　図１は、実施の形態１の光通信モジュールの構成を示す分解斜視図である。図２は、実施の形態１の光通信モジュールからガラス板５を除いた部分の構成を示す斜視図である。図３は、実施の形態１の光通信モジュールの平面図である。図４は、実施の形態１の光通信モジュールの側面図である。図２および図３では、図解を容易にするために、ガラス板５の取り付け位置を二点鎖線で示し、ガラス板５は図示していない。

　図１～図４を参照して、光通信モジュール１は、基板３０と、受光素子としての光検出器２０（ＰＤ：Photo　Detector）と、発光素子としての垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical　Cavity　Surface　Emitting　Laser）素子２１と、集積回路（ＩＣ：Integrated　Circuit）チップ２２と、樹脂ブロック１０と、蓋部としてのガラス板５とを含む。受光素子と発光素子とを総称して光学素子と記載する場合がある。

　基板３０は、たとえば、プリント基板であり、基板３０の主面３０Ａには、プリント配線３１が設けられている。主面３０Ａに対向する基板３０の裏面３０Ｂには、複数の電極３２が設けられる。電極３２は、基板３０を貫通するスルーホールを介してプリント配線３１と電気的に接続されている。電極３２は、光通信モジュール１を電子機器のプリント基板に実装する際に、半田接続用のランドとして用いられる。

　光検出器２０、ＶＣＳＥＬ素子２１、および集積回路チップ２２は、基板３０の主面３０Ａ上に半田等によって固定されている。集積回路チップ２２は、光検出器２０およびＶＣＳＥＬ素子２１を駆動するドライバ回路、および光検出器２０が出力する電流信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Trans-Impedance　Amplifier）などを含む。集積回路チップ２２は、ボンディングワイヤ２５などによってプリント配線３１と接続されている。また、光検出器２０はボンディングワイヤ２３などによって集積回路チップ２２と接続され、ＶＣＳＥＬ素子２１はボンディングワイヤ２４などによって集積回路チップ２２と接続される。

　樹脂ブロック１０は、光検出器２０およびＶＣＳＥＬ素子２１によって受光および発光される光（たとえば、赤外線）を透過する樹脂材料で形成される（すなわち、樹脂ブロック１０はこの光に対して透明である）。樹脂ブロック１０は、基板３０の主面３０Ａ上に形成され、光検出器２０、ＶＣＳＥＬ素子２１、および集積回路チップ２２を封止する。後述するように、樹脂ブロック１０は金型を利用したトランスファー成形によって製造される。なお、図１～図４では、直方体の外形の樹脂ブロック１０が用いられているが、この形状に限定されるものではない。

　より詳細には、樹脂ブロック１０は、基板３０と反対側の上面１０Ａと、上面１０Ａから基板３０に向かう方向に凹んだ穴部１１，１２とを含む。基板３０に垂直な方向から見て、穴部１１は光検出器２０を覆う位置にあり、穴部１２はＶＣＳＥＬ素子２１を覆う位置にある。好ましくは、基板３０に垂直な方向から見て、光検出器２０は後述するレンズ面１３の中心に位置し、ＶＣＳＥＬ素子２１は後述するレンズ面１４の中心に位置する。

　穴部１１の底面１１Ｂの少なくとも一部は、基板から離反する方向に半球状に突出することによってレンズ面１３（受光レンズ）を構成する。同様に、穴部１２に底面１２Ｂの少なくとも一部は、基板から離反する方向に半球状に突出することによってレンズ面１４（発光レンズ）を構成する。レンズ面１３によって構成される受光レンズは、到来した光を光検出器２０の受光面上に集光する。レンズ面１４によって構成される発光レンズは、ＶＣＳＥＬ素子２１から発光された光を平行光線となるようにコリメートする。

　ガラス板５は、樹脂ブロック１０の穴部１１，１２を覆うように樹脂ブロック１０の上面１０Ａと例えば接着剤によって接続される。リフロー半田工程によって光通信モジュール１を電子機器のプリント基板上に実装することを考慮して、接着剤は熱硬化型のものが望ましい。ガラス板５は、光検出器２０およびＶＣＳＥＬ素子２１によって受光および発光される光（たとえば、赤外線）を透過する樹脂材料で形成される（すなわち、ガラス板５はこの光に対して透明である）。また、ガラス板５は、表面に傷が付きにくいように、少なくとも樹脂ブロック１０よりも硬度の高い材料で形成される。

　上記のように、ガラス板５で穴部１１，１２を覆うことによって、レンズ面１３は、ガラス板５と穴部１１によって囲まれた内部空間１７に面するようになる。同様に、レンズ面１４は、ガラス板５と穴部１２とによって囲まれた内部空間１８に面するようになる。

　さらに、樹脂ブロック１０の上面１０Ａ側には溝部１５，１６が形成されている。溝部１５は、穴部１１の側面１１Ａから樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに至り、直線状に形成されている。ガラス板５のうち溝部１５を覆う部分と溝部１５とによって、内部空間１７と外部空間とを連通する中空路４４が構成される（中空路４４の開口４１，４０は穴部１１の側面１１Ａおよび樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂにそれぞれ形成される）。同様に、溝部１６は、穴部１２の側面１２Ａから樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに至り、直線状に形成されている。ガラス板５のうち溝部１６を覆う部分と溝部１６とによって、内部空間１８と外部空間とを連通する中空路４５が構成される（中空路４５の開口４３，４２は穴部１２の側面１２Ａおよび樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂにそれぞれ形成される）。

　溝部１５，１６（中空路４４，４５）の断面の大きさ（穴部１１，１２の側面１１Ａ，１２Ａから樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに至る中空路４４，４５の経路に対して垂直に切断した場合の中空部分の断面積）は、仮に異物が中空路４４，４５を通り抜けてレンズ面１３，１４に付着したとしても、問題にならない程度の大きさ以下（たとえば、レンズ面１３，１４の面積の５％以下）にするのが望ましい。

　［光通信モジュールの構造上の特徴］
　次に、上記の構成の光通信モジュールの構造上の特徴について説明する。特に、樹脂ブロック１０とガラス板５とによって構成されるパッケージの構造上の利点について説明する。

　まず、レンズ面１３は、ガラス板５と穴部１１によって囲まれた内部空間１７に面しており、レンズ面１４は、ガラス板５と穴部１１とによって囲まれた内部空間１８に面している。したがって、レンズ面１３，１４に傷がついたり、レンズ面１３，１４に埃および異物が付着したりするのを抑制することができる。

　さらに、内部空間１７，１８と外部空間とをそれぞれ連通する中空路４４，４５を設けることによって、半田付け（たとえば、リフロー方式）を用いて光通信モジュール１を電子機器のプリント基板上に実装する際に、中空路４４，４５が熱膨張した空気を逃すための通気口として用いられる。この結果、内部空間１７，１８内の圧力が高まることを防ぐことができるので、接着材によって接続されたガラス板５と樹脂ブロック１０の上面１０Ａとの間の剥離を防止することができる。

　また、樹脂ブロック１０の上面１０Ａ側に形成された溝部１５，１６を利用した比較的簡単な構成で中空路４４，４５を形成することによって、樹脂形成に用いる金型の形状が簡単になるという利点がある。

　図４に示すように、樹脂ブロック１０の外表面（外側面１０Ｂ）側に設けられた中空路４４，４５の開口をそれぞれ１個に限ることによって、外部空間から内部空間１７，１８へ埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。特にこの光通信モジュール１を実装した電子機器の製造時において、光通信モジュール１をリフロー方式などによって電子機器のプリント基板上に半田接続した後の洗浄工程において、中空路４４，４５を介した水の侵入を抑制することができる。

　［光通信モジュールの使用例］
　図５は、図１～図４の構成の光通信モジュールの使用例について説明するための図である。図５に示すように、２個の光通信モジュール１Ａ，１Ｂは、ガラス板５側が互いに対向するように配置される。この場合、第１の光通信モジュール１ＡのＶＣＳＥＬ素子２１と第２の光通信モジュール１Ｂの光検出器２０とが互いに対向し、第１の光通信モジュール１Ａの光検出器２０と第２の光通信モジュール１ＢのＶＣＳＥＬ素子２１とが互いに対向する。これによって、第１の光通信モジュール１ＡのＶＣＳＥＬ素子２１（送信部：ＴＸ）から第２の光通信モジュール１Ｂの光検出器２０（受信部：ＲＸ）に至る第１チャネルＣＨ１と、第２の光通信モジュール１ＢのＶＣＳＥＬ素子２１（送信部：ＴＸ）から第１の光通信モジュール１Ａの光検出器２０（受信部：ＲＸ）に至る第２チャネルＣＨ２とが構成される。第１チャネルＣＨ１と第２チャネルＣＨ２とを用いて全二重通信が実現できる。

　図５に示した構成を有する２個の光通信モジュール１Ａ，１Ｂは近距離での高速大容量の赤外線通信に好適に用いることができる。具体的には、光通信モジュール１Ａ，１Ｂはドッキングステーションと称される機能拡張ユニットとノートパソコンとの間の通信に用いることができる。さらに、キーボード部とディスプレイ部とが切り離し可能であるとともにディスプレイ部が単独でタブレット端末として利用可能な、いわゆる２ｉｎ１タイプのノートパソコンにおいて、キーボード部とディスプレイ部との間の通信用に図５の構成の光通信モジュール１Ａ，１Ｂを利用することができる。

　［製造方法］
　図６は、図１～図４の光通信モジュールの製造方法の一例を示すフローチャートである。図１～図４および図６を参照して、まず、プリント基板（基板３０の集合体）が作製される（ステップＳ１０）。プリント基板の主面には複数の光通信モジュール１用の複数のプリント配線３１が配置され、プリント基板の裏面には複数の光通信モジュール１用の電極３２が配置される。

　次に、プリント基板上に、各光通信モジュール１に対応する光検出器２０、ＶＣＳＥＬ素子２１、および集積回路チップ２２などの各種半導体デバイスが半田などによって取り付けられる（ステップＳ２０）。各種半導体デバイス相互間、および各種半導体デバイスとプリント配線３１との間がボンディングワイヤなどによって接続される（ステップＳ３０）。

　次に、金型を利用したトランスファー成形によって樹脂ブロック１０が各基板３０の主面３０Ａ上に作製される（ステップＳ４０）。各樹脂ブロック１０に設けられた穴部１１，１２、レンズ面１３，１４、および溝部１５，１６は、一体成形される。

　次に、プリント基板（基板３０の集合体）がダイシングによって個々の基板に切り分けられる（ステップＳ５０）。

　その後、各樹脂ブロック１０の上面１０Ａに接着剤によってガラス板５が貼り付けられる（ステップＳ６０）。以上によって、図１～図４に示した光通信モジュールが完成する。

　なお、ステップＳ５０のダイシング工程の前に接着剤によってプリント基板サイズのガラス板（ガラス板５の集合体）を各樹脂ブロック１０の上面１０Ａに貼り付け、その後にダイシング工程を行うことによって、プリント基板とともにガラス板を切り分けるようにしてもよい。

　［変形例］
　図１～図４では、穴部１１，１２ごとに中空路４４，４５を１つずつ設けたが、穴部１１，１２ごとに２個以上の中空路４４，４５を設けてもよい。中空路４４，４５の数を増やすことによって、埃および異物が樹脂ブロック１０の内部空間１７，１８に侵入するリスクは増すが、逆に、水洗浄によって埃および異物を取り除きやすくなる。たとえば、穴部１１，１２ごとに２個の中空路を設けることによって、一方の中空路から水が入り、他方の中空路から内部空間１７，１８の空気が抜けやすくなる。また、光通信モジュールを電子機器のプリント基板に半田接続した後の洗浄工程において、水が内部空間１７，１８に入ったとしても、その後の乾燥が容易になるという利点がある。

　同様の理由で、溝部１５，１６を樹脂ブロック１０の上面１０Ａから穴部１１，１２の底面１１Ｂ，１２Ｂまで達するように（すなわち、スリット形状となるように）形成してもよい。

　＜実施の形態２＞
　実施の形態２の光通信モジュールは、中空路４４，４５の形状が実施の形態１の場合と異なる。以下、図面を参照して詳しく説明する。

　図７は、実施の形態２の光通信モジュールの平面図である。図８は、実施の形態２の光通信モジュールの側面図である。図７では、図解を容易にするために、ガラス板５の取り付け位置を二点鎖線で示し、ガラス板５は図示していない。

　図７および図８を参照して、実施の形態２の光通信モジュールは、溝部１５Ａ，１６Ａの形状が実施の形態１の場合と異なる。実施の形態１の場合には溝部１５，１６は直線状に形成されていたのに対し、図７および図８の溝部１５Ａ，１６Ａは曲がった部分を含む。具体的に溝部１５Ａ，１６Ａは、基板３０を平面視してＳ字形状に屈曲している。これによって、ガラス板５のうち溝部１５Ａ，１６Ａを覆う部分と溝部１５Ａ，１６Ａとによって構成される中空路４４，４５も曲がった部分を有する。すなわち、穴部１１の側面１１Ａの開口４１から樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂの開口４０に至る中空路４４の経路は直線状でない。同様に、穴部１２の側面１２Ａの開口４３から樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂの開口４２に至る中空路４５の経路は直線状でない。

　このように、中空路４４，４５を単純な直線形状ではなく、曲がった部分を含むような複雑な形状とすることによって、外部空間から内部空間１７，１８へ埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。溝部１５Ａ，１６Ａ（中空路４４，４５）の断面の大きさ（穴部１１，１２の側面１１Ａ，１２Ａから樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに至る中空路４４，４５の経路に対して垂直に切断した場合の中空部分の断面積）は、仮に異物が中空路４４，４５を通り抜けてレンズ面１３，１４に付着したとしても、問題にならない程度の大きさ以下（たとえば、レンズ面１３，１４の面積の５％以下）にするのが望ましい。

　図７および図８のその他の構成および効果は、図１～図４で説明した実施の形態１の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

　＜実施の形態３＞
　実施の形態３の光通信モジュールは、中空路４４，４５の形状が実施の形態１，２の場合と異なる。以下、図面を参照して詳しく説明する。

　図９は、実施の形態３の光通信モジュールの平面図である。図１０は、実施の形態３の光通信モジュールの側面図である。図１１は、図９の切断線ＸＩ－ＸＩに沿う断面図である。図９では、図解を容易にするために、ガラス板５の取り付け位置を二点鎖線で示し、ガラス板５は図示していない。

　図９～図１１を参照して、実施の形態３の光通信モジュールは、中空路４４，４５が樹脂ブロック１０に設けられた貫通孔１５Ｂ，１６Ｂである点で、実施の形態１，２の光通信モジュールと異なる。具体的に、貫通孔１５Ｂ（中空路４４）は、樹脂ブロック１０の穴部１１の側面１１Ａに設けられた開口４１から樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに設けられた開口４０に至る。同様に、貫通孔１６Ｂ（中空路４５）は、樹脂ブロック１０の穴部１２の側面１２Ａに設けられた開口４３から樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに設けられた開口４２に至る。貫通孔１５Ｂ，１６Ｂの断面の大きさ（穴部１１，１２の側面１１Ａ，１２Ａから樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに至る貫通孔１５Ｂ，１６Ｂの経路に対して垂直に切断した場合の中空部分の断面積）は、仮に異物が貫通孔１５Ｂ，１６Ｂを通り抜けてレンズ面１３，１４に付着したとしても、問題にならない程度の大きさ以下（たとえば、レンズ面１３，１４の面積の５％以下）にするのが望ましい。

　上記のように、貫通孔１５Ｂ，１６Ｂによって中空路４４，４５を構成する場合は、ガラス板５と樹脂ブロック１０の上面１０Ａとを接続するための接着剤の塗布量の厳密な管理が不要になるという利点がある。具体的に、実施の形態１，２のように溝部１５，１６（１５Ａ，１６Ａ）を利用して中空路４４，４５を構成した場合には、接着剤が溝部１５，１６（１５Ａ，１６Ａ）に流れ込まないように、接着剤の塗布量の厳密な管理が必要になる。接着剤の塗布量を減らしすぎると、ガラス板５と樹脂ブロック１０の上面１０Ａとの間の接着強度の点で問題となる。これに対して、貫通孔１５Ｂ，１６Ｂによって中空路４４，４５を形成した場合には、このような問題がなくなる。さらに、溝部１５，１６（１５Ａ，１６Ａ）の場合と比較して、ガラス板５と樹脂ブロック１０の上面１０Ａとの間の接触面積をより広げることができるので、両者の接合強度を増すことができる。

　図１０および図１１に示すように、貫通孔１５Ｂ，１６Ｂ（中空路４４，４５）の外部空間側の開口４０，４２は、内部空間１７，１８側の開口４１，４３よりも基板３０に近い位置にある。この構成によって、例えば電子機器のプリント基板上に光通信モジュールを半田付けする場合のように基板３０が下方となるように光通信モジュールが配置されたときには、中空路を介して内部空間１７，１８に埃および異物が侵入するのを抑制することができる（異物の侵入方向が重力に逆らう方向になるので）。

　図９～図１１のその他の構成および効果は図１～図４で示した実施の形態１の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

　なお、中空路４４，４５を貫通孔１５Ｂ，１６Ｂによって構成した場合も、実施の形態２のように貫通孔１５Ｂ，１６Ｂに曲がった部分を設けてもよい。さらに、穴部１１，１２ごとに２個以上の貫通孔を設けることも可能である。

　＜実施の形態４＞
　実施の形態４の光通信モジュールは、中空路の形状が実施の形態１～３の場合と異なる。実施の形態４の光通信モジュールでは、穴部１１，１２によって構成された内部空間と外部空間とを連通するための中空路について、樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂ側での開口を光通信モジュール全体で１個に限るようにしたものである。以下、図面を参照して詳しく説明する。

　図１２は、実施の形態４の光通信モジュールの構成を示す斜視図である。図１２では、図解を容易にするために、ガラス板５の取り付け位置を二点鎖線で示し、ガラス板５は図示していない。

　図１２の光通信モジュールにおいて、樹脂ブロック１０の上面１０Ａ側には互いに連結されることによってＹ字状の形状を有する溝部５１，５２，５３が設けられている。溝部５１の連結部分と反対側の端部は樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに達している。溝部５２の連結部分と反対側の端部は穴部１１の側面に達している。溝部５３の連結部分と反対側の端部は穴部１２の側面に達している。

　したがって、溝部５２，５２とガラス板５のうち溝部５１，５２を覆う部分とによって、外部空間と穴部１１によって構成された内部空間とを連通する中空路５０が形成される。中空路５０は、樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂの開口５４から穴部１１の側面の開口５５に至る。さらに、溝部５３とガラス板５のうち溝部５３を覆う部分とによって、中空路５０の途中から分岐して穴部１２の側面の開口５６に至る中空路５７が形成される。中空路５７を介して、外部空間と穴部１２によって構成された内部空間とが連通される。

　上記の構成によれば、光通信モジュール全体での中空路５０，５７による外表面の開口は、１個に限られる。この結果、外部空間から穴部１１，１２によって構成された内部空間への埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。特にこの光通信モジュールを実装した電子機器の製造時において、光通信モジュールをリフロー方式などによって電子機器のプリント基板上に半田接続した後の洗浄工程において、中空路５０，５７を介した内部空間への水の侵入を抑制することができる。

　中空路５０，５７の形状は、図７および図８のように屈曲した部分を含むような形状であってもよい。さらに、溝部５０，５１，５２に代えて樹脂ブロック１０に設けられた貫通孔によって中空路５０，５７を構成してもよい。

　図１２のその他の構成および効果は実施の形態１～３の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

　＜実施の形態５＞
　実施の形態５の光通信モジュールにおいても、実施の形態４の場合と同様に、穴部１１，１２によって構成された内部空間と外部空間とを連通するための中空路について、樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂ側における開口を光通信モジュール全体で１個に限るようにしたものである。以下、図面を参照して詳しく説明する。

　図１３は、実施の形態５の光通信モジュールの構成を示す斜視図である。図１３では、図解を容易にするために、ガラス板５の取り付け位置を二点鎖線で示し、ガラス板５は図示していない。

　図１３の光通信モジュールは、穴部１２によって構成された内部空間と外部空間とを連通するための中空路４５に代えて、穴部１２によって構成された内部空間と穴部１１によって構成された内部空間とを連通するための中空路６０が樹脂ブロック１０に設けられている点で、図２～図４に示す実施の形態１の光通信モジュールと異なる。図１３において、中空路６０は、樹脂ブロック１０の上面１０Ａ側に設けられた溝部６１を利用して構成され、溝部６１は穴部１１の側面から穴部１２の側面に達する。溝部６１に代えて、穴部１１，１２との間の樹脂ブロック１０の部分を貫通する貫通孔を設けてもよい。

　上記のように構成された中空路６０を設けることによって、穴部１２によって構成された内部空間は、中空路６０、穴部１１によって構成された内部空間、および中空路４４を順に介して外部空間と連通する。したがって、実施の形態１の場合と同様に、半田付け（たとえば、リフロー方式）を用いて光通信モジュールを電子機器のプリント基板上に実装する際に、中空路４４，６０が熱膨張した空気を逃すための通気口として用いられる。この結果、穴部１１，１２によって構成された内部空間の圧力が高まることを防ぐことができるので、接着材によって接続されたガラス板５と樹脂ブロック１０の上面１０Ａとの間の剥離を防止することができる。

　図１３のその他の構成および効果は実施の形態１～３の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

　＜実施の形態６＞
　実施の形態６の光通信モジュールは、実施の形態１～５で説明した穴部１１，１２が一体化されることによって共通の穴部７０が樹脂ブロック１０に設けられている点に特徴がある。以下、図面を参照して具体的に説明する。

　図１４は、実施の形態６の光通信のジュールの構成を示す斜視図である。図１５は、実施の形態６の光通信モジュールの平面図である。図１４および図１５では、図解を容易にするために、ガラス板５の取り付け位置を二点鎖線で示し、ガラス板５は図示していない。

　図１４および図１５を参照して、樹脂ブロック１０には、上面１０Ａから基板３０に向かう方向に凹んだ穴部７０が設けられている。基板３０に垂直な方向から見て、穴部７０は光検出器２０およびＶＣＳＥＬ素子２１を覆う位置に設けられる。穴部７０の底面７０Ｂは、レンズ面１３を構成する部分とレンズ面１４を構成する部分とを含む。レンズ面１３を構成する部分は、基板３０に垂直な方向から見て光検出器２０を覆う位置にあり、基板３０と反対方向に突出している。レンズ面１４を構成する部分は、基板３０に垂直な方向から見てＶＣＳＥＬ素子２１を覆う位置にあり、基板３０と反対方向に突出している。

　樹脂ブロック１０には、さらに、上面１０Ａ側に溝部１５が設けられている。溝部１５の一方の端部は樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂに達し、溝部１５の他方の端部は穴部７０の側面７０Ａに達する。溝部１５とガラス板５の溝部１５を覆う部分とによって中空路４４が構成される。中空路４４は、樹脂ブロック１０の外側面１０Ｂの開口４０から穴部７０の側面７０Ａの開口４１に至り、これによって、穴部７０およびガラス板５によって囲まれた内部空間７１と外部空間とを連通する。

　上記の構成によれば、光通信モジュール全体での中空路４４による外表面側の開口は、１個に限られる。この結果、外部空間から穴部７０によって構成された内部空間７１への埃および異物などが侵入するリスクを低減することができる。特にこの光通信モジュールを実装した電子機器の製造時において、光通信モジュールをリフロー方式などによって電子機器のプリント基板上に半田接続した後の洗浄工程において、中空路４４を介した内部空間への水の侵入を抑制することができる。

　中空路４４の形状は、図７および図８のように曲がった部分を含むような形状であってもよい。さらに、溝部１５に代えて樹脂ブロック１０に設けられた貫通孔によって中空路４４を構成してもよい。

　図１４および図１５のその他の構成および効果は実施の形態１～３の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

　＜変形例＞
　穴部１１，１２を覆う蓋部として、ガラス板５に代えて透明の樹脂を用いることも可能である。この場合、蓋部として用いる樹脂材料は、樹脂ブロック１０の材料よりも硬度が高いことが望ましい。さらに、透明樹脂によって蓋部を構成する場合には、蓋部に中空路を設けることも可能である。

　具体的に、実施の形態１～３の場合、中空路４４，４５のいずれか一方または両方を蓋部に設けられた貫通孔によって構成することができる。実施の形態５，６の場合、中空路４４を蓋部に設けられた貫通孔によって構成することができる。

　上記の実施の形態１～３では、光通信モジュールは、受光素子としての光検出器２０と発光素子としてのＶＣＳＥＬ素子２１との両方を備えていたが、いずれか一方のみを備える構成としてもよい。この場合、穴部１１，１２および中空路４４，４５も対応する１個のみが設けられる。もしくは、光通信モジュールは、３個以上の光学素子を備えていてもよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ　光通信モジュール、５　ガラス板（蓋部）、１０　樹脂ブロック、１１，１２，７０　穴部、１３，１４　レンズ面、１５，１５Ａ，１６，１６Ａ，５１～５３，６１　溝部、１５Ｂ，１６Ｂ　貫通孔、１７，１８，７１　内部空間、２０　光検出器、２１　垂直共振器面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ素子）、２２　集積回路チップ、３０　基板、３０Ａ　主面、３０Ｂ　裏面、３１　プリント配線、３２　電極、４０～４３，５４～５６　開口、４４，４５，５０，５７，６０　中空路。

Claims (11)

1. 　光通信モジュールであって、
   　互いに対向する主面および裏面を有する基板と、
   　前記主面上に設けられ、発光素子または受光素子として機能する第１の光学素子と、
   　前記主面上に設けられ、前記第１の光学素子を封止し、前記第１の光学素子で発光または受光する光に対して透明である樹脂ブロックとを備え、
   　前記樹脂ブロックは、
   　前記基板と反対側の上面と、
   　前記基板に垂直な方向から見て前記第１の光学素子を覆う位置にあり、前記上面から前記基板に向かう方向に凹む第１の穴部とを含み、
   　前記第１の穴部の底面の少なくとも一部は、前記基板と反対方向に突出した第１のレンズ面を構成し、
   　さらに、前記光通信モジュールは、
   　前記樹脂ブロックの前記上面に接続し、前記第１の穴部を覆い、前記第１の光学素子で発光または受光する光に対して透明である蓋部と、
   　前記樹脂ブロックまたは前記蓋部に設けられ、前記第１の穴部と前記蓋部とによって囲まれた第１の内部空間と外部空間との間を連通する第１の中空路とを備える、光通信モジュール。
2. 　前記基板の前記裏面に設けられた複数の電極をさらに備える、請求項１に記載の光通信モジュール。
3. 　前記第１の中空路は、前記樹脂ブロックの前記上面側に設けられた溝部と、前記蓋部のうち前記溝部を覆う部分とによって構成される、請求項１または２に記載の光通信モジュール。
4. 　前記第１の中空路は、前記樹脂ブロックに設けられた貫通孔である、請求項１または２に記載の光通信モジュール。
5. 　前記貫通孔は、前記第１の穴部の側面に設けられた第１の開口から前記樹脂ブロックの外表面に設けられた第２の開口に至り、
   　前記第２の開口は、前記第１の開口よりも前記基板に近い位置にある、請求項４に記載の光通信モジュール。
6. 　前記第１の中空路は、曲がった部分を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
7. 　前記第１の中空路は、前記樹脂ブロックに設けられ、
   　前記第１の中空路の前記樹脂ブロックの外表面側の開口は、１個に限られる、請求項１～６のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
8. 　前記光通信モジュールは、前記主面上に設けられ、前記樹脂ブロックによって封止された第２の光学素子をさらに備え、
   　前記第１および第２の光学素子の一方は発光素子として機能し、他方は受光素子として機能し、
   　前記樹脂ブロックは、前記基板に垂直な方向から見て前記第２の光学素子を覆う位置にあり、前記上面から前記基板に向かう方向に凹む第２の穴部をさらに含み、
   　前記第２の穴部の底面の少なくとも一部は、前記基板と反対方向に突出した第２のレンズ面を構成し、
   　前記蓋部は、前記第１および第２の穴部の両方を覆い、
   　前記光通信モジュールは、前記樹脂ブロックまたは前記蓋部に設けられ、前記第２の穴部と前記蓋部とによって囲まれた第２の内部空間と前記外部空間との間を連通する第２の中空路をさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
9. 　前記光通信モジュールは、前記主面上に設けられ、前記樹脂ブロックによって封止された第２の光学素子をさらに備え、
   　前記第１および第２の光学素子の一方は発光素子として機能し、他方は受光素子として機能し、
   　前記樹脂ブロックは、前記基板に垂直な方向から見て前記第２の光学素子を覆う位置にあり、前記上面から前記基板に向かう方向に凹む第２の穴部をさらに含み、
   　前記第２の穴部の底面の少なくとも一部は、前記基板と反対方向に突出した第２のレンズ面を構成し、
   　前記蓋部は、前記第１および第２の穴部の両方を覆い、
   　前記第１の中空路は前記樹脂ブロックに設けられ、
   　前記光通信モジュールは、前記第１の中空路の途中から分岐して前記第２の穴部の側面に達することにより、前記第２の穴部と前記蓋部とによって囲まれた第２の内部空間と前記外部空間との間を連通する第２の中空路をさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
10. 　前記光通信モジュールは、前記主面上に設けられ、前記樹脂ブロックによって封止された第２の光学素子をさらに備え、
    　前記第１および第２の光学素子の一方は発光素子として機能し、他方は受光素子として機能し、
    　前記樹脂ブロックは、前記基板に垂直な方向から見て前記第２の光学素子を覆う位置にあり、前記上面から前記基板に向かう方向に凹む第２の穴部をさらに含み、
    　前記第２の穴部の底面の少なくとも一部は、前記基板と反対方向に突出した第２のレンズ面を構成し、
    　前記蓋部は、前記第１および第２の穴部の両方を覆い、
    　前記光通信モジュールは、前記樹脂ブロックに設けられ、前記第２の穴部と前記蓋部とによって囲まれた第２の内部空間と前記第１の内部空間との間を連通する第２の中空路をさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
11. 　前記光通信モジュールは、前記主面上に設けられ、前記樹脂ブロックによって封止された第２の光学素子をさらに備え、
    　前記第１および第２の光学素子の一方は発光素子として機能し、他方は受光素子として機能し、
    　前記第１の穴部の底面は、
    　前記基板に垂直な方向から見て前記第１の光学素子を覆う位置にあり、前記基板と反対方向に突出することによって前記第１のレンズ面を構成する部分と、
    　前記基板に垂直な方向から見て前記第２の光学素子を覆う位置にあり、前記基板と反対方向に突出することによって第２のレンズ面を構成する部分とを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の光通信モジュール。

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