JP2004347811A

JP2004347811A - 光結合構造及び光結合方法、光結合素子、光配線基板

Info

Publication number: JP2004347811A
Application number: JP2003144012A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yagyu; 博之柳生
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】光配線基板の表面に備えられた光入出力部との光結合を効率よく正確に行なうことができる光結合構造を提供する。
【解決手段】表面に光入出力部を有する光配線基板と、端面に光入出力部３を有する光結合素子４とを、光入出力部３間で光学的に結合する光結合構造に関する。光配線基板の表面の光入出力部の近傍にハンダ接続用金属膜を、光結合素子４の端面の光入出力部３の近傍にハンダ接続用金属膜６を備える。このとき光配線基板の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係と、光結合素子４の光入出力部３とハンダ接続用金属膜６の位置関係とが対応するよう、光配線基板と光結合素子４の各ハンダ接続用金属膜６を形成する。そして光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６をハンダ接合することによって、光配線基板の光入出力部と光結合素子４の光入出力部３を光学的に結合する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速信号伝送等の用途に用いられる光配線基板の光入出力部において光結合を行なうための光結合構造及び光結合方法、および光結合に用いる光結合素子あるいは光配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信インフラの急速な広帯域化、コンピュータ等の情報処理能力の飛躍的な増大に伴ない、非常に高速な情報伝送路を有する情報処理回路へのニーズが高まっている。この背景の下、電気信号の伝送速度限界を突破する手段の一つとして、光信号による伝送が考えられており、例えば、従来から使用されてきた電気配線基板の電気配線に光配線を複合させた光配線基板が種々提案されている。
【０００３】
この電気配線と光配線を複合させた光配線基板は、従来の電気配線基板（電気プリント基板）に光導波路等からなる光配線を設けて形成されるものであり、例えば、電気信号を一旦レーザーダイオード等の発光素子によって光信号に変換し、これを光導波路に入射させて所定の距離伝播させた後、光導波路から光信号を出射させ、フォトダイオード等の受光素子で受光して再び電気信号に変換するというのが、光配線の一般的な使用形態である。またこの他に、光導波路の入射側もしくは出射側あるいは両方を、光ファイバーと光学的に結合することによって、光配線に光信号を入出力させることも提案されている（例えば特許文献１等参照）。
【０００４】
ここで、プリント基板などと呼ばれている電気配線基板は平面状の板として形成されており、搭載される電子部品やコネクタ等は殆どがその基板の平面上に実装されている。これはリフロー等のハンダによる一括実装が量産に向くためであり、電気配線と光配線を複合させた光配線基板においても同様に、光信号を平面上から出し入れできるように光配線の光入出力部を平面上に形成することが、プリント基板の利点をそのまま活かすうえで好ましい。このため、光配線を形成する光導波路の端部には光入出力部に入出力される光信号を偏向させる偏向素子が設けられており、この偏向素子としては通常、波長、偏波及びモード等の依存性がない反射ミラーが用いられている。そして、光導波路内を伝播される光信号を反射ミラーで偏向させて光配線基板の表面に取り出したり、反射ミラーで偏向させて光導波路内に伝播させる光信号を取り入れたりする、光入出力部を光配線基板の表面に形成する構造が多く提案されている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３１３７５８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８８１５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように反射ミラー等の偏向素子を介して光信号を光配線基板の表面から入出力させる場合、光配線基板に搭載される受発光素子等と光配線の光導波路とを光学的に結合するにあたって、光配線基板の側に具備される光導波路や反射ミラーなどが高精度に位置決めして形成されていることが必要なのは勿論であるが、受発光素子等が光配線基板に高精度に搭載されることが必要である。しかしこの場合、効率の良い結合のためには、光の収束発散を最適化するためにレンズ等の光学部品を介在させることが必要であるが、光学部品は高精度に位置決めする必要があり、このような部品数の増加によって受発光素子等の搭載にかかる手間が大きくなり、効率のよい光結合が困難であるという問題があった。
【０００７】
また、光配線基板の光導波路と光結合させるのは、光配線基板に搭載される受発光素子等だけではなく、光配線基板の光導波路と光ファイバーとを光結合したり、さらには他の光配線基板とも光結合させたいというニーズもある。しかしこの場合には、例えば特許文献１のように、光配線基板の端面を切断・研磨等して光導波路の端面を露出させ、光導波路の露出端面に光ファイバーやコネクタなどを接続する構造にしており、光配線基板の端面を切断や研磨する加工の手間が必要となり、光配線基板の表面に光入出力部が形成されていることの利点が活かされていないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、光配線基板の表面に備えられた光入出力部と光結合素子との光結合を効率よく正確に行なうことができる光結合構造及び光結合方法、さらに光結合素子、光配線基板を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る光結合構造は、表面に光入出力部１を有する光配線基板２と、端面に光入出力部３を有する光結合素子４とを、それぞれの光入出力部１，３間で光学的に結合する光結合構造であって、光配線基板２の表面の光入出力部１の近傍にハンダ接続用金属膜５を備えると共に、光結合素子４の端面の光入出力部３の近傍にハンダ接続用金属膜６を備え、光配線基板２の光入出力部１とハンダ接続用金属膜５の位置関係と、光結合素子４の光入出力部３とハンダ接続用金属膜６の位置関係とが対応するように、光配線基板２と光結合素子４の各ハンダ接続用金属膜５，６の形成位置を設定し、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６とをハンダ接合することによって、光配線基板２の光入出力部１と光結合素子４の光入出力部３を光学的に結合して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
この請求項１の発明によれば、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６とをハンダ接合する際に、光配線基板２や光結合素子４の表面に対するハンダの表面張力とハンダ接続用金属膜５，６に対するハンダの表面張力の差で、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６とを位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜５，６と位置関係が対応している光配線基板２の光入出力部１と光結合素子４の光入出力部３とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板２に光結合素子４を搭載することができるものであり、光配線基板２の表面に備えられた光入出力部１に光結合素子４の光入出力部３を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【００１１】
また請求項２の発明は、請求項１において、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と、光結合素子４のハンダ接続用金属膜６を、それぞれ光入出力部１，３を挟む複数箇所において、光配線基板２の表面と、光結合素子４の端面に備えて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
この請求項２の発明によれば、光配線基板２と光結合素子４の複数箇所のハンダ接続用金属膜５，６で、ハンダの表面張力の方向のバランスをとることができ、光配線基板２の光入出力部１と光結合素子４の光入出力部３とを高精度に位置合わせすることができるものである。
【００１３】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、光結合素子４の光入出力部３を設けた端面と対向する端部に、光ファイバーを物理的・光学的に結合するためのコネクタ部７を有することを特徴とするものである。
【００１４】
この請求項３の発明によれば、光結合素子４のコネクタ部７によって、光ファイバーを光配線基板２に簡易に接続することができるものである。
【００１５】
本発明の請求項４に係る光結合方法は、表面に光入出力部１を有する光配線基板２と、端面に光入出力部３を有する光結合素子４とを、それぞれの光入出力部１，３間で光学的に結合する光結合方法であって、光配線基板２の表面の光入出力部１の近傍にハンダ接続用金属膜５を設けると共に、光結合素子４の端面の光入出力部３の近傍にハンダ接続用金属膜６を設け、光配線基板２の光入出力部１とハンダ接続用金属膜５の位置関係と、光結合素子４の光入出力部３とハンダ接続用金属膜６の位置関係とが対応するように、光配線基板２と光結合素子４の各ハンダ接続用金属膜１，３の形成位置を設定し、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６の間に液状のハンダを供給して、各ハンダ接続用金属膜５，６に対するハンダの表面張力で光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６とを位置合わせし、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６をハンダ接合することによって、光配線基板２の光入出力部１と光結合素子４の光入出力部３を光学的に結合することを特徴とするものである。
【００１６】
この請求項４の発明によれば、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６とをハンダ接合する際に、光配線基板２や光結合素子４の表面に対するハンダの表面張力とハンダ接続用金属膜５，６に対するハンダの表面張力の差で、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６とを位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜５，６と位置関係が対応している光配線基板２の光入出力部１と光結合素子４の光入出力部３とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板２に光結合素子４を搭載することができるものであり、光配線基板２の表面に備えられた光入出力部１に光結合素子４の光入出力部３を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【００１７】
また請求項５の発明は、請求項４において、ハンダの表面張力で光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と光結合素子４のハンダ接続用金属膜６を位置合わせした後、光配線基板２と光結合素子４とを機械的に接続することを特徴とするものである。
【００１８】
この請求項５の発明によれば、ハンダ接合だけでなく、機械的手段で光配線基板２と光結合素子４とを強固に接続することができるものである。
【００１９】
本発明の請求項６に係る光結合素子は、光配線基板２の表面に設けられた光入出力部１と光学的に結合される光入出力部３を端面に備えると共に、光配線基板２の表面の光入出力部１の近傍に設けられたハンダ接続用金属膜５とハンダ接合されるハンダ接続用金属膜６を光入出力部３の近傍に備える光結合素子４であって、光配線基板２の光入出力部１とハンダ接続用金属膜５の位置関係と、光結合素子４の光入出力部３とハンダ接続用金属膜６の位置関係とが対応するように、光結合素子４に形成するハンダ接続用金属膜６の位置を設定して成ることを特徴とするものである。
【００２０】
この請求項６の発明によれば、ハンダに対する光配線基板２や光結合素子４の表面とハンダ接続用金属膜５，６との濡れの差による表面張力で、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５に光結合素子４のハンダ接続用金属膜６を位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜５，６と位置関係が対応している光配線基板２の光入出力部１と光結合素子４の光入出力部３とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板２に光結合素子４を搭載して、光配線基板２の表面に備えられた光入出力部１に光結合素子４の光入出力部３を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【００２１】
本発明の請求項７に係る光配線基板は、光結合素子４に設けられた光入出力部３と光学的に結合される光入出力部１を表面に備えると共に、光結合素子４の光入出力部３の近傍に設けられたハンダ接続用金属膜６とハンダ接合されるハンダ接続用金属膜５を光入出力部１の近傍に備える光配線基板２であって、光結合素子４の光入出力部３とハンダ接続用金属膜６の位置関係と、光配線基板２の光入出力部１とハンダ接続用金属膜５の位置関係とが対応するように、光配線基板２に形成するハンダ接続用金属膜５の位置を設定して成ることを特徴とするものである。
【００２２】
この請求項７の発明によれば、ハンダに対する光配線基板２や光結合素子４の表面とハンダ接続用金属膜５，６との濡れの差による表面張力で、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５に光結合素子４のハンダ接続用金属膜６を位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜５，６と位置関係が対応している光配線基板２の光入出力部１と光結合素子４の光入出力部３とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板２に光結合素子４を搭載して、光配線基板２の表面に備えられた光入出力部１に光結合素子４の光入出力部３を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
光配線基板２としては、特に限定されるものではないが、電気配線基板の電気配線に光配線を複合させた光電気複合配線基板を用いることができる。この光配線基板２にあって、図２の実施の形態では、透明樹脂のコア１１と、コア１１を囲む透明樹脂のクラッド層１２によって基板を形成するようにしてあり、コア１１による光導波路１３を光配線基板２の表面と平行に形成し、この光導波路１３で光配線が構成されるようにしてある。光導波路１３は、例えばコア１１の径が４０μｍ□のものとして形成することができる。図２の実施の形態にあって、光配線基板２の表面に形成した金属導体の回路パターン１５で電気配線が構成されるようにしてあり、また光配線基板２には表裏に貫通して複数箇所に固定用孔２０が設けてある。
【００２５】
また光導波路１３の端部には光路偏向ミラー１４を設けて光偏向部が形成してある。このミラー１４は金の蒸着膜などで形成してあり、光導波路１３の長手方向及び光配線基板２の表面に対して４５°の角度で傾斜するように形成してある。このミラー１４に対して４５°の角度で対向する光配線基板２のクラッド層１２の表面部分が光入出力部１となるものである。
【００２６】
光配線基板２の表面には図２（ｂ）（ｃ）に示すように、光入出力部１を囲むように金属層１７が積層してあり、金属層１７の表面の全面はソルダーレジストなど有機材料の保護膜１８で被覆してある。この金属層１７は光配線基板２の表面に回路パターン１５を形成するために積層した銅箔等で形成することができる。そして光入出力部１の周囲の複数箇所において保護膜１８をレーザで開口させることによって、この開口内に金属層１７の一部を露出させ、金属層１７の露出させた部分でハンダ接続用金属膜５が形成されるようにしてある。各ハンダ接続用金属膜５は例えば直径２５０μｍφに形成されるものであり、光入出力部１から所定の距離の円周上において、所定の一定間隔で設けられるものである。ハンダ接続用金属膜５の形成は、光入出力部１を中心としてレーザ照射の位置決めをし、保護膜１８にレーザを照射して開口させることによって行なうことができるものであり、ハンダ接続用金属膜５の位置精度はレーザ加工機によるレーザ照射の位置決め精度で決まり、±１μｍ以下の精度で各ハンダ接続用金属膜５を形成することができるものである。
【００２７】
光結合素子４は、図１に示すように、一端部（下端部）にフランジ片２２を張り出して設けると共に他端部（上部）にコネクタ部７を設けたハウジング２３を具備して形成されるものであり、ハウジング２３の中央部に下端から上端部へと貫通する孔部２４が設けてある。コネクタ部７には係合爪２９等が設けてあり、ＳＣ形などの光コネクタプラグに係合爪２９を係合させることによって、コネクタ部７に光コネクタプラグを接続することができるようにしてある。またフランジ片２２には複数箇所において固定用孔３０が設けてある。
【００２８】
ハウジング２３の孔部２４の上端部内にはフェルール２５が取り付けてあり、フェルール２５の中心に光ファイバー２６の一端部を挿入すると共に光ファイバー２６の他端部が結合用筒体２７に挿入してあり、この結合用筒体２７は孔部２４の下端部内に配設してある。光ファイバー２６としては例えば外径１２５μｍφ、コア径６２．５μｍφの多モードガラス光ファイバーを用いることができるものであり、フェルール２５及び結合用筒体２７は直径２．５ｍｍφのものを用いることができる。フェルール２５は端面を研磨仕上げをして、孔部２４の上端部に固定してある。また結合用筒体２７は樹脂あるいはガラスなどで形成してあり、その直径は孔部２４の下端部の内径よりも小さく形成されている。従って結合用筒体２７は、光ファイバー２６で吊り下げられた状態で孔部２４の下端部内に支持されているものであり、結合用筒体２７の外周と孔部２４の内周の間のクリアランス分、結合用筒体２７は左右に自由に移動することができるようになっている。また結合用筒体２７の下端面はハウジング２３の下端面とほぼ面一になるようにしてある。光ファイバー２６の端部は結合用筒体２７の中心に挿入してあり、結合用筒体２７の下端面に光ファイバー２６の端面を露出させると共に研磨仕上げすることによって、結合用筒体２７の下端面と光ファイバー２６の端面を揃えてあり、結合用筒体２７の下端面に露出する光ファイバー２６の端面が光入出力部３となるものである。
【００２９】
また、結合用筒体２７の下端面には図１（ｃ）に示すように、光入出力部３の周囲の複数箇所に銅箔や銅メッキなどでハンダ接続用金属膜６が設けてある。各ハンダ接続用金属膜６は例えば直径３００μｍφに形成されるものであり、光入出力部３から所定の距離の円周上において、所定の一定間隔で設けられるものである。この結合用筒体２７に設けられる各ハンダ接続用金属膜６の位置は、上記の光配線基板２における光入出力部１とハンダ接続用金属膜５の位置関係と対応するように設定されるものである。すなわち、光入出力部３と各ハンダ接続用金属膜６との間の寸法を、光配線基板２における光入出力部１と各ハンダ接続用金属膜５との間の寸法と等しく設定すると共に、各ハンダ接続用金属膜６の間隔寸法を、光配線基板２における各ハンダ接続用金属膜５の間隔寸法と等しく設定するようにしてあり、±１μｍ以下の精度で各ハンダ接続用金属膜６を形成するようにしてある。
【００３０】
上記のように表面に光入出力部１を有する光配線基板２に、下端面に光入出力部３を有する光結合素子４を搭載して、光入出力部１に光入出力部３を光学的に結合するにあたっては、まず光配線基板２の各ハンダ接続用金属膜５の表面にハンダペーストをスクリーン印刷などの方法で微量塗布し、これを加熱することによってハンダバンプを形成する。そして光配線基板２の表面上に光結合素子４を載置して重ね、光配線基板２の固定用孔２０と光結合素子４の固定用孔３０にネジ３２を通して軽くナット３３を螺合することによって、光配線基板２に光結合素子４を軽く仮固定する。このとき、光配線基板２の固定用孔２０と光結合素子４の固定用孔３０は相互に対応する位置に設けてあり、固定用孔２０，３０同士を合致させた状態では、光配線基板２の表面の光入出力部１と光結合素子４の結合用筒体２７の端面の光入出力部３が大略対向するようになっていると共に、結合用筒体２７の下端面の各ハンダ接続用金属膜６は光配線基板２の表面の各ハンダ接続用金属膜５と大略対向し、結合用筒体２７の各ハンダ接続用金属膜６は光配線基板２の各ハンダ接続用金属膜５のハンダボールに接触している。
【００３１】
この後に、これをリフロー炉に通して加熱し、ハンダボールを溶融させると、光配線基板２や光結合素子４の結合用筒体２７は有機物やガラスなど非金属材料で形成されているので、光配線基板２や結合用筒体２７に対する液状のハンダの表面張力と、ハンダ接続用金属膜５，６に対する液状のハンダの表面張力の差で、ハンダ接続用金属膜５とハンダ接続用金属膜６が相互に引き寄せられて位置が合うように結合用筒体２７が移動し、光配線基板２のハンダ接続用金属膜５と結合用筒体２７のハンダ接続用金属膜６とを正確に位置合わせした状態でハンダ接合をすることができる。そして光配線基板２の光入出力部１に対するハンダ接続用金属膜５の位置関係と、光結合素子４の結合用筒体２７の光入出力部３に対するハンダ接続用金属膜６の位置関係とが対応するように設定してあるので、このように光配線基板２と光結合素子４の結合用筒体２７をハンダ３４で接合すると、光配線基板２の表面の光入出力部１と光結合素子４の結合用筒体２７の端面の光入出力部３とは高精度に位置合わせされた状態で近接対向し、光学的に結合させることができるものである。
【００３２】
この後に、ネジ３２とナット３３を締めて光配線基板２に光結合素子４を物理的にしっかり固定することによって、図３に示すように、光配線基板２に光結合素子４を搭載することができるものであり、光配線基板２の表面に備えられた光入出力部１に光結合素子４の光入出力部３を効率よく正確に光結合することができるものである。そして光結合素子４のコネクタ部７にＳＣ形コネクタプラグを嵌め込んで、図示しない光ファイバーをフェルール２５に光学的に接続することができるものである。このものにあって、光配線基板２の光導波路１３を伝播する光信号をミラー１４で偏向させ、光結合した光配線基板２の光入出力部３と光結合素子４の光入出力部３から、光ファイバー２６及びフェルール２５を通して図示しない光ファイバーに光信号を出力することができるものである。またこれと逆の経路で、図示しない光ファイバーから光信号を光導波路１３に入力させることができるものである。
【００３３】
尚、上記の実施の形態では、光結合素子４に設けられる各ハンダ接続用金属膜６を、光配線基板２における光入出力部１とハンダ接続用金属膜５の位置関係と対応する位置に形成するようにしたが、これとは逆に、光配線基板２の光入出力部１と各ハンダ接続用金属膜５との間の寸法を、光結合素子４における光入出力部３と各ハンダ接続用金属膜６との間の寸法と等しく設定すると共に、光配線基板２の各ハンダ接続用金属膜５の間隔寸法を、光結合素子４における各ハンダ接続用金属膜６の間隔寸法と等しく設定するようにして、光配線基板２に設けられる各ハンダ接続用金属膜５を、光結合素子４における光入出力部３とハンダ接続用金属膜６の位置関係と対応する位置に形成するようにしてもよい。
【００３４】
また、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、先端面にレンズ加工をした光ファイバー２６を用い、結合用筒体２７の下端面にこの光ファイバー２６の先端面を合わせることによって、光結合の効率を高めるようにすることができる。また光ファイバー２６として、光配線基板２の光導波路１３に合わせて、異なるコア径や外径のものを変更できるようにしたものであってもよい。さらに、結合用筒体２７とフェルール２５の間の光ファイバー２６の長さを長く形成して、緩く折り曲げることによってコネクタ部７を９０°の角度で屈曲させた、折り曲げ接続型に光結合素子４を形成することも可能である。また、光結合素子４にコネクタ部７の代わりに、ベアチップ搭載やパッケージ品（ベアチップ素子と封止パッケージ、ときにはレンズなどが一体化されたものをいう）搭載などの態様で受発光素子をマウントした構造に形成することによって、光配線基板２への光結合素子４の搭載で受発光素子を光配線基板２に簡便に搭載することができるものである。この場合、光結合素子４にも電気接続端子を設けることによって、光配線基板２の側の電気的接続と、光結合素子４の側の電気的接続とを同時に行なうことができるものである。また、一つのハウジングの中に、光入出力部３とその近傍のハンダ接続用金属膜６とを設けた複数の結合用筒体２７を備えて光結合素子を形成すると共に、これと対応するように光配線基板２の表面にハンダ接続用金属膜５を近傍に備えた複数の光入出力部１を形成しておき、対となる各結合用筒体２７の光入出力部３と、光配線基板２の各光入出力部１との間の位置合わせを、対となる光入出力部１，３の近傍に形成されたハンダ接続用金属膜５，６の間にハンダを供給することによって行なうようにしてもよい。この場合は、一度のハンダの供給で複数対の光入出力部１，３の光結合を同時に行なうことができるものである。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る光結合構造によれば、光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜とをハンダ接合する際に、光配線基板や光結合素子の表面に対するハンダの表面張力とハンダ接続用金属膜に対するハンダの表面張力の差で、光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜とを位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜と位置関係が対応している光配線基板の光入出力部と光結合素子の光入出力部とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板に光結合素子を搭載することができるものであり、光配線基板の表面に備えられた光入出力部に光結合素子の光入出力部を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【００３６】
また請求項２の発明によれば、光配線基板と光結合素子の複数箇所のハンダ接続用金属膜で、ハンダの表面張力の方向のバランスをとることができ、光配線基板の光入出力部と光結合素子の光入出力部とを高精度に位置合わせすることができるものである。
【００３７】
また請求項３の発明によれば、光結合素子のコネクタ部によって、光ファイバを光配線基板に簡易に接続することができるものである。
【００３８】
本発明の請求項４に係る光結合方法によれば、光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜とをハンダ接合する際に、光配線基板や光結合素子の表面に対するハンダの表面張力とハンダ接続用金属膜に対するハンダの表面張力の差で、光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜とを位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜と位置関係が対応している光配線基板の光入出力部と光結合素子の光入出力部とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板に光結合素子を搭載することができるものであり、光配線基板の表面に備えられた光入出力部に光結合素子の光入出力部を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【００３９】
また請求項５の発明によれば、ハンダ接合だけでなく、機械的手段で光配線基板と光結合素子とを強固に接続することができるものである。
【００４０】
本発明の請求項６に係る光結合素子によれば、ハンダに対する光配線基板や光結合素子の表面とハンダ接続用金属膜との濡れの差による表面張力で、光配線基板のハンダ接続用金属膜に光結合素子のハンダ接続用金属膜を位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜と位置関係が対応している光配線基板の光入出力部と光結合素子の光入出力部とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板に光結合素子を搭載して、光配線基板の表面に備えられた光入出力部に光結合素子の光入出力部を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【００４１】
本発明の請求項７に係る光配線基板によれば、ハンダに対する光配線基板や光結合素子の表面とハンダ接続用金属膜との濡れの差による表面張力で、光配線基板のハンダ接続用金属膜に光結合素子のハンダ接続用金属膜を位置合わせさせた状態でハンダ接合をすることができ、ハンダ接続用金属膜と位置関係が対応している光配線基板の光入出力部と光結合素子の光入出力部とを高精度に位置合わせした状態で、光配線基板に光結合素子を搭載して、光配線基板の表面に備えられた光入出力部に光結合素子の光入出力部を効率よく正確に光結合させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は光結合素子の正面断面図、（ｂ）は同上の底面図、（ｃ）は同上の結合用筒体の端面の拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は光配線基板の一部の正面断面図、（ｂ）は同上の一部の拡大した断面図、（ｃ）は同上の一部の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、光配線基板に光結合素子を搭載した状態の断面図である。
【符号の説明】
１光入出力部
２光配線基板
３光入出力部
４光結合素子
５ハンダ接続用金属膜
６ハンダ接続用金属膜
７コネクタ部

Claims

表面に光入出力部を有する光配線基板と、端面に光入出力部を有する光結合素子とを、それぞれの光入出力部間で光学的に結合する光結合構造であって、光配線基板の表面の光入出力部の近傍にハンダ接続用金属膜を備えると共に、光結合素子の端面の光入出力部の近傍にハンダ接続用金属膜を備え、光配線基板の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係と、光結合素子の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係とが対応するように、光配線基板と光結合素子の各ハンダ接続用金属膜の形成位置を設定し、光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜とをハンダ接合することによって、光配線基板の光入出力部と光結合素子の光入出力部を光学的に結合して成ることを特徴とする光結合構造。
光配線基板のハンダ接続用金属膜と、光結合素子のハンダ接続用金属膜を、それぞれ光入出力部を挟む複数箇所において、光配線基板の表面と、光結合素子の端面に備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の光結合構造。
光結合素子の光入出力部を設けた端面と対向する端部に、光ファイバーを物理的・光学的に結合するためのコネクタ部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光結合構造。
表面に光入出力部を有する光配線基板と、端面に光入出力部を有する光結合素子とを、それぞれの光入出力部間で光学的に結合する光結合方法であって、光配線基板の表面の光入出力部の近傍にハンダ接続用金属膜を設けると共に、光結合素子の端面の光入出力部の近傍にハンダ接続用金属膜を設け、光配線基板の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係と、光結合素子の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係とが対応するように、光配線基板と光結合素子の各ハンダ接続用金属膜の形成位置を設定し、光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜の間に液状のハンダを供給して、各ハンダ接続用金属膜に対するハンダの表面張力で光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜を位置合わせし、光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜とをハンダ接合することによって、光配線基板の光入出力部と光結合素子の光入出力部を光学的に結合することを特徴とする光結合方法。
ハンダの表面張力で光配線基板のハンダ接続用金属膜と光結合素子のハンダ接続用金属膜を位置合わせした後、光配線基板と光結合素子とを機械的に接続することを特徴とする請求項４に記載の光結合方法。
光配線基板の表面に設けられた光入出力部と光学的に結合される光入出力部を端面に備えると共に、光配線基板の表面の光入出力部の近傍に設けられたハンダ接続用金属膜とハンダ接合されるハンダ接続用金属膜を光入出力部の近傍に備える光結合素子であって、光配線基板の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係と、光結合素子の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係とが対応するように、光結合素子に形成するハンダ接続用金属膜の位置を設定して成ることを特徴とする光結合素子。
光結合素子に設けられた光入出力部と光学的に結合される光入出力部を表面に備えると共に、光結合素子の光入出力部の近傍に設けられたハンダ接続用金属膜とハンダ接合されるハンダ接続用金属膜を光入出力部の近傍に備える光配線基板であって、光結合素子の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係と、光配線基板の光入出力部とハンダ接続用金属膜の位置関係とが対応するように、光配線基板に形成するハンダ接続用金属膜の位置を設定して成ることを特徴とする光配線基板。