JP2013020080A - 光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブ、リジッド配線基板及びフレキシブル配線基板を備える光モジュールにおいて、これらの結合部分の信頼性が高く、電子部品の実装面積を狭めることを回避でき、且つ光通信装置の小型化を可能とする。
【解決手段】光モジュール２０は、半導体光素子２１を搭載するリジッド配線基板３０と、樹脂製のスリーブ４０と、フレキシブル配線基板５０とを備える。更に、光モジュール２０は、リジッド配線基板３０及びフレキシブル配線基板５０に形成された各スルーホールに挿通され、リジッド配線基板３０及びフレキシブル配線基板５０の各信号配線に電気的に接続されたリードピン２６を備える。スリーブ４０は、半導体光素子２１を収容する素子収容孔４２を所定方向Ａ１の一端に有している。リードピン２６は、所定方向Ａ１に沿った素子収容孔４２の側壁４３，４５に埋め込まれている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光モジュール及びその製造方法に関するものである。

特許文献１には、光トランシーバの製造方法が記載されている。この製造方法では、ガラス基板の一方の面上に半導体光素子を実装する。そして、光ファイバの一端を保持する光プラグを装着するための孔を有する光ソケット（スリーブ）と、ガラス基板の他方の面とを、接着剤を用いて相互に接合する。

特許文献２には、光通信装置に用いられる光モジュールの製造方法が記載されている。この製造方法では、透光性樹脂膜の一方の面上に半導体光素子を実装する。そして、光ファイバの一端が挿入される貫通孔を有するスリーブと、透光性樹脂膜の他方の面との間に熱硬化性の接着シートを挟んで熱圧着することにより、スリーブと透光性樹脂膜とを相互に接合する。

特開２００４−８６１３６号公報 特開２００５−２０８１０７号公報

光通信装置に用いられる光モジュールには、光通信装置における他の配線基板との電気的な接続を確保するために、フレキシブル配線基板を備えるものがある。図６〜図９は、そのような光モジュールにおいて本発明者が新たに考えた構成例を示す断面図である。

例えば、図６に示された光トランシーバ１００Ａは、スリーブ１０１と、リジッドフレキシブル配線基板１０２とを備えている。スリーブ１０１は、光ファイバの一端に設けられたフェルールが挿入される挿入孔１０１ａと、半導体光素子１０４を収容する素子収容孔１０１ｂとを有する。リジッドフレキシブル配線基板１０２は、リジッド部分１０２ａとフレキシブル部分１０２ｂとを有しており、リジッド部分１０２ａの主面１０２ｃ上には、半導体光素子１０４、並びに半導体光素子１０４に接続されるＩＣチップ１０５及びキャパシタ１１２が実装されている。スリーブ１０１の素子収容孔１０１ｂ側の端面と、リジッドフレキシブル配線基板１０２のリジッド部分１０２ａとは、例えば樹脂接着剤を介して相互に接合される。

また、図７に示された光トランシーバ１００Ｂは、スリーブ１０１と、リジッド配線基板１０６と、フレキシブル配線基板１０７とを備えている。リジッド配線基板１０６の主面１０６ａ上には、半導体光素子１０４、ＩＣチップ１０５及びキャパシタ１１２が実装されている。リジッド配線基板１０６とフレキシブル配線基板１０７とは、例えば半田１０８を用いて相互に固定される。また、スリーブ１０１の素子収容孔１０１ｂ側の端面と、リジッド配線基板１０６とは、例えば樹脂接着剤を介して相互に接合される。

また、図８に示された光トランシーバ１００Ｃは、スリーブ１０１と、リジッド配線基板１０６と、フレキシブル配線基板１０７とを備えている。リジッド配線基板１０６の主面１０６ａ上には、半導体光素子１０４、ＩＣチップ１０５及びキャパシタ１１２が実装されている。リジッド配線基板１０６とフレキシブル配線基板１０７とは、リジッド配線基板１０６上に実装されたソケット１１６にフレキシブル配線基板１０７の一端が差し込まれることによって相互に固定される。また、スリーブ１０１の素子収容孔１０１ｂ側の端面と、リジッド配線基板１０６とは、例えば樹脂接着剤を介して相互に接合される。

また、図９に示された光トランシーバ１００Ｄは、スリーブ１０１と、リジッド配線基板１０９と、フレキシブル配線基板１１０とを備えている。リジッド配線基板１０９の主面１０９ａ上には、半導体光素子１０４、ＩＣチップ１０５及びキャパシタ１１２が実装されている。リジッド配線基板１０９とフレキシブル配線基板１１０とは、複数本のリードピン１１４を介して相互に固定される。すなわち、複数本のリードピン１１４は、リジッド配線基板１０９を貫通して固定されており、フレキシブル配線基板１１０に形成されたスルーホールを貫通し、半田１１８によってフレキシブル配線基板１１０に接合される。これにより、リジッド配線基板１０９の配線とフレキシブル配線基板１１０の配線とが電気的に接続されるとともに、リジッド配線基板１０９とフレキシブル配線基板１１０とが機械的に固定される。また、スリーブ１０１の素子収容孔１０１ｂ側の端面と、リジッド配線基板１０９とは、例えば樹脂接着剤を介して相互に接合される。

上述した光トランシーバ１００Ａ〜１００Ｄでは、スリーブとリジッド配線基板とが樹脂等によって接着されている。また、前述した特許文献１，２に記載された方法においては、スリーブと基板との間に樹脂を介在させて、これらを接着（若しくは熱圧着）している。しかしながら、これらのようにスリーブと基板とを接着により固定した場合、光モジュールの使用時に接着部分が剥離するおそれがある。したがって、スリーブと基板とを接着する方法は、高い信頼性が要求される用途の光モジュールには適用し難い。

また、図６に示された光トランシーバ１００Ａは、リジッドフレキシブル配線基板１０２を備えている。リジッドフレキシブル配線基板１０２は、個別のリジッド配線基板及びフレキシブル配線基板を使用する場合と比較して製造工数が多く、高コストとなる。また、リジッド部分１０２ａとフレキシブル部分１０２ｂとの境界部分においてこれらを貼り合わせるための接着層がはみ出してしまい（図中のＢ部分）、その部分ではフレキシブル部分１０２ｂの屈曲が抑えられるので、光通信装置の小型化を妨げる場合がある。

また、図７に示された光トランシーバ１００Ｂや図８に示された光トランシーバ１００Ｃでは、例えば自動車のような振動環境下において当該光モジュールが使用される場合に、リジッド配線基板１０６とフレキシブル配線基板１０７との接合部分（半田１０８またはソケット１１６）の接合強度に関する信頼性が低くなるおそれがある。

また、図９に示された光トランシーバ１００Ｄでは、リードピン１１４とフレキシブル配線基板１１０との半田による接合状態を容易に確認でき、またフレキシブル配線基板１１０の剥離がリードピン１１４によって防止されるので、接合強度に関する信頼性は優れている。しかしながら、リジッド配線基板１０９の主面１０９ａのうちリードピン１１４が配置される領域には、電子部品を配置することができない。したがって、主面１０９ａ上における電子部品の配置領域が狭くなってしまう（或いは、リジッド配線基板１０９の大型化を招く）という問題点がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、スリーブ、リジッド配線基板及びフレキシブル配線基板を備える光モジュールにおいて、これらの結合部分の信頼性が高く、電子部品の実装面積を狭めることを回避でき、且つ光通信装置の小型化が可能な光モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールであって、（１）主面上に半導体光素子を搭載するリジッド配線基板と、（２）光ファイバの光軸方向に沿った所定方向に延在し、該所定方向における一端がリジッド配線基板の主面上に固定された樹脂製のスリーブと、（３）リジッド配線基板の裏面に沿って設けられたフレキシブル配線基板と、（４）リジッド配線基板に形成されたスルーホール、及びフレキシブル配線基板に形成されたスルーホールに挿通され、リジッド配線基板の信号配線とフレキシブル配線基板の信号配線とに電気的に接続された信号伝達用の一又は複数のリードピンと、を備えており、スリーブが、光ファイバが挿入される光ファイバ挿入孔を所定方向における他端に有しており、半導体光素子を収容する素子収容孔を所定方向の一端に有しており、リードピンが、所定方向に沿った素子収容孔の側壁に埋め込まれていることを特徴とする。

この光モジュールでは、リードピンが、樹脂製のスリーブに形成された素子収容孔の側壁に埋め込まれている。リジッド配線基板の主面において、スリーブの素子収容孔の側壁が配置される領域には、そもそも電子部品の配置は不可能である。そこで、上記光モジュールでは、このように電子部品の配置が不可能な領域へのリードピンの配置が、リードピンがスリーブに埋め込まれることによって可能とされている。このような構成によれば、リジッド配線基板の主面において電子部品の実装面積を狭めることを好適に回避できる。また、スリーブ、リジッド配線基板、及びフレキシブル配線基板が、リードピンを介して相互に固定されるので、これらが分離することを強固に防ぎ、結合部分の信頼性を高めることができる。更に、図６に示された光トランシーバ１００Ａのように接着層Ｂがはみ出すこともなく、フレキシブル配線基板が好適に屈曲できるので、光通信装置の小型化を可能にできる。

また、光モジュールは、リードピンが、素子収容孔の側壁に埋め込まれたのち、リジッド配線基板及びフレキシブル配線基板の各スルーホールに挿通されたことを特徴としてもよい。これにより、上述した光モジュールを容易に構成することができる。

また、上述した光モジュールは、リードピンと素子収容孔の側壁とがインサートモールドにより一体成型されていることを特徴としてもよい。或いは、光モジュールは、リードピンが、素子収容孔の側壁に圧入されていることを特徴としてもよい。これらのうち何れかによって、リードピンが素子収容孔の側壁に埋め込まれた構成を好適に実現できる。

また、上述した光モジュールは、素子収容孔の側壁が、所定方向から見て四角形状を呈しており、複数のリードピンが、四角形における対向する一対の辺に沿って配置されていることを特徴としてもよい。このように、所定方向から見た素子収容孔の側壁が四角形状を呈していることにより、リジッド配線基板の主面上における電子部品の配置領域が四角形状となり、電子部品の配置効率を高めることができる。

また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールを製造する方法であって、（１）光ファイバの光軸方向に沿った所定方向に延在し、半導体光素子を収容する素子収容孔を所定方向の一端に有し、光ファイバが挿入される光ファイバ挿入孔を所定方向の他端に有する樹脂製のスリーブを作製する第１工程と、（２）所定方向におけるスリーブの一端を、主面上に半導体光素子を搭載するリジッド配線基板の主面上に配置するとともに、リジッド配線基板の裏面に沿ってフレキシブル配線基板を配置し、リジッド配線基板に形成されたスルーホール、及びフレキシブル配線基板に形成されたスルーホールに一又は複数のリードピンを挿通し、リジッド配線基板の信号配線とフレキシブル配線基板の信号配線とを電気的に接続する第２工程とを備え、第１工程において、リードピンを、所定方向に沿った素子収容孔の側壁に埋め込まれた状態で固定し、第２工程において、リードピンをリジッド配線基板及びフレキシブル配線基板の各スルーホールに挿通して半田等により導電接着することにより、スリーブ、リジッド配線基板およびフレキシブル配線基板を相互に固定することを特徴とする。

この光モジュールの製造方法では、第１工程において、リードピンを、樹脂製のスリーブに形成された素子収容孔の側壁に埋め込まれた状態で固定する。そして、第２工程において、リードピンをリジッド配線基板及びフレキシブル配線基板の各スルーホールに挿通して導電接着を行う。リジッド配線基板の主面において、スリーブの素子収容孔の側壁が配置される領域には、電子部品の配置は不可能である。そこで、上記製造方法では、このように電子部品の配置が不可能な領域へのリードピンの配置が、リードピンがスリーブに埋め込まれることによって可能とされている。このような方法によれば、リジッド配線基板の主面において電子部品の実装面積を狭めることを好適に回避できる。また、スリーブ、リジッド配線基板、及びフレキシブル配線基板が、リードピンを介して相互に固定されるので、これらが分離することを強固に防ぎ、結合部分の信頼性を高めることができる。更に、図６に示された光トランシーバ１００Ａのように接着層Ｂがはみ出すこともなく、フレキシブル配線基板が好適に屈曲できるので、光通信装置の小型化を可能にできる。

また、上述した光モジュールの製造方法は、第１工程において、リードピンと素子収容孔の側壁とをインサートモールドにより一体成型することを特徴としてもよい。或いは、光モジュールの製造方法は、第１工程において、リードピンを素子収容孔の側壁に圧入することを特徴としてもよい。これらのうち何れかによって、リードピンを、素子収容孔の側壁に埋め込まれた状態で容易に固定することができる。

また、上述した光モジュールの製造方法は、第２工程において、リードピンをリジッド配線基板及びフレキシブル配線基板の各スルーホールに挿通した状態で光ファイバ挿入孔と半導体光素子とを光軸調整したのち、リードピンをリジッド配線基板に半田等により導電接着することが好ましい。

本発明によれば、スリーブ、リジッド配線基板及びフレキシブル配線基板を備える光モジュールにおいて、これらの結合部分の信頼性が高く、電子部品の実装面積を狭めることを回避でき、且つ光通信装置の小型化が可能な光モジュール及びその製造方法を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る光モジュールを備える光通信装置として、光トランシーバの構成を示す部分断面図である。 図２は、一実施形態における光モジュールの構成を詳細に示す図であって、光モジュールの斜視図を示しており、 図３は、一実施形態における光モジュールの構成を詳細に示す図であって、図２に示されたＩ−Ｉ線に沿った断面を示している。 図４は、一実施形態における光モジュールの構成を詳細に示す図であって、図２に示されたII−II線に沿った断面を示している。 図５は、一実施形態に係る光モジュールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 図６は、光モジュールの構成例を示す断面図である。 図７は、光モジュールの構成例を示す断面図である。 図８は、光モジュールの構成例を示す断面図である。 図９は、光モジュールの構成例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明による光モジュール及びその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光モジュールを備える光通信装置として、光トランシーバ１０の構成を示す部分断面図である。本実施形態の光トランシーバ１０は、光通信装置の一部を成す。図１を参照すると、光トランシーバ１０は、或る所定方向Ａ１を長手方向とする略直方体状を呈しており、光モジュール２０、配線基板６０、及びこれらを収容する筐体７０を備えている。

筐体７０は、所定方向Ａ１に沿って延びる内部空間７１を有しており、内部空間７１は、光モジュール収容部７３を所定方向Ａ１における一端に含む。また、筐体７０は、所定方向Ａ１における内部空間７１の前方に、レセプタクル部７５を有している。レセプタクル部７５は、光ファイバと接続された光コネクタが収容される収容穴７５ａを有している。筐体７０は、例えば成型された樹脂から成ることができる。

光モジュール２０は、例えば電気的な送信信号を光信号に変換して光トランシーバ１０の外部へ送信する光送信器、或いは、光トランシーバ１０へ送られてきた光信号を電気的な受信信号に変換する光受信器のいずれか、もしくは双方を含んでいる。光モジュール２０の主要部分は、筐体７０の光モジュール収容部７３に配置される。

光モジュール２０は、リジッド配線基板３０、スリーブ４０、及びフレキシブル配線基板５０を備えている。リジッド配線基板３０は、外形が略長方形状をなす樹脂多層プリント配線基板である。リジッド配線基板３０は、レーザダイオード（好ましくは面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER；ＶＥＣＳＥＬ））等の発光素子、若しくはフォトダイオード等の受光素子といった半導体光素子を主面３０ａ上に搭載し、その主面３０ａは、所定方向Ａ１に垂直な平面に沿って配置されている。

スリーブ４０は、光を案内するための略円筒状の樹脂製の部材である。スリーブ４０は、所定方向Ａ１に沿って延在しており、所定方向Ａ１におけるその一端が、リジッド配線基板３０の主面３０ａ上に固定されている。スリーブ４０は、光ファイバ挿入孔４１を所定方向Ａ１における他端側に有している。スリーブ４０のうち光ファイバ挿入孔４１を含む部分は光モジュール収容部７３から収容穴７５ａの内部へ突出しており、光ファイバ挿入孔４１には、光ファイバの先端に取り付けられたフェルールが挿入される。また、スリーブ４０は、素子収容孔４２を所定方向Ａ１の一端側に有している。素子収容孔４２は、半導体光素子を収容するための空間をリジッド配線基板３０との間に画成する。

フレキシブル配線基板５０は、可撓性を有する配線基板である。フレキシブル配線基板５０の一端部は、リジッド配線基板３０の裏面３０ｂに沿って配置されており、リジッド配線基板３０が有する信号配線等と電気的に接続されている。また、フレキシブル配線基板５０の他端部は、配線基板６０の裏面６０ｂに沿って配置されており、配線基板６０が有する信号配線等と電気的に接続されている。配線基板６０の裏面６０ｂがリジッド配線基板３０の裏面３０ｂに対して垂直に設けられているので、フレキシブル配線基板５０の一端部と他端部との間の部分は湾曲している。

配線基板６０は、樹脂多層プリント配線基板であり、所定方向Ａ１を長手方向として筐体７０の上部に配置されている。この配線基板６０の主面６０ａ上には、光送信器としての光モジュール２０が有する発光素子の駆動制御を行うドライバＩＣや、光受信器としての光モジュール２０が有する受光素子から受け取った信号の処理を行うＩＣなどを含む複数の電子部品が搭載される。配線基板６０は、筐体７０を貫通するように固定されたリードピン７７が挿通されるためのスルーホールを有している。配線基板６０は、このスルーホールに挿通されて導電接着されたリードピン７７を介して、光トランシーバ１０の外部回路と電気的に接続される。また、配線基板６０は、このリードピン７７を介して筐体７０に機械的に支持される。

ここで、図２〜図４は、本実施形態における光モジュール２０の構成を詳細に示す図である。図２は、光モジュール２０の斜視図を示しており、図３は、図２に示されたＩ−Ｉ線に沿った断面（すなわち所定方向Ａ１と平行な断面）を示しており、図４は、図２に示されたII−II線に沿った断面（すなわち所定方向Ａ１に垂直な断面）を示している。

前述したように、光モジュール２０は、リジッド配線基板３０、スリーブ４０、及びフレキシブル配線基板５０を備えている。図３に示されるように、リジッド配線基板３０の主面３０ａ上には、発光素子や受光素子といった半導体光素子２１のほか、半導体光素子２１に電気的に接続されるＩＣチップ２２及びキャパシタ（チップコンデンサ）２３が搭載されている。半導体光素子２１が発光素子である場合、ＩＣチップ２２は例えばドライバＩＣである。また、半導体光素子２１が受光素子である場合、ＩＣチップ２２は例えばトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）である。

半導体光素子２１及びＩＣチップ２２の裏面電極は、リジッド配線基板３０の主面３０ａ上に設けられた配線パターン上に、Ａｇペースト等の導電性接着剤を介して固定されている。また、半導体光素子２１及びＩＣチップ２２の表面電極は、例えばＡｕから成るボンディングワイヤ２４を介して互いに電気的に接続されている。なお、ＩＣチップ２２の別の表面電極は、別のボンディングワイヤ２５を介してリジッド配線基板３０の信号配線パターンに電気的に接続されている。また、リジッド配線基板３０には、信号伝達用の複数のリードピン２６を挿通させるための複数のスルーホール３１が形成されている。複数のスルーホール３１は、リジッド配線基板３０の主面３０ａと裏面３０ｂとの間を貫通している。更に、リジッド配線基板３０は、ＩＣチップ２２と複数のリードピン２６とを互いに電気的に接続するための金属製の複数の信号配線を有している。これらの信号配線は、リジッド配線基板３０の内層に設けられてもよく、或いは主面３０ａ上や裏面３０ｂ上に設けられてもよい。

スリーブ４０は、所定方向Ａ１に沿って延びる部材であり、半導体光素子２１から出射される光若しくは半導体光素子２１へ入射される光を透過する樹脂（例えばウルテム（登録商標））から成る。スリーブ４０は、所定方向Ａ１における一端４０ａ（図３参照）が、リジッド配線基板３０の主面３０ａ上に固定されている。

スリーブ４０の光ファイバ挿入孔４１は、所定方向Ａ１に沿った中心軸線を有する略円筒形状を呈しており、所定方向Ａ１における一端側に開口４１ａを有する。フェルールに保持された光ファイバの先端部は、この開口４１ａから光ファイバ挿入孔４１に挿入される。光ファイバ挿入孔４１の内径は、例えば直径１．２５ｍｍのフェルールと嵌合できる大きさに設定される。所定方向Ａ１における光ファイバ挿入孔４１の他端側は閉じられており、光ファイバの端面との接触を避ける為の凹部４１ｂが形成されている。凹部４１ｂの平面形状は円形であり、その直径は光ファイバの直径よりも長く、フェルールの直径よりも短い。

スリーブ４０の素子収容孔４２は、所定方向Ａ１に沿った中心軸線を有する略四角筒形状を呈しており、図４に示されるように、該中心軸線を囲む側壁４３〜４６によって構成されている。換言すれば、側壁４３〜４６は、所定方向Ａ１から見て四角形状を呈しており、素子収容孔４２の四角形の各辺を構成している。具体的には、側壁４３及び４５は、図４に示される第１方向Ａ２に沿って延びており、第２方向Ａ３に並んで互いに対向している。側壁４４及び４６は、図４に示される第２方向Ａ３に沿って延びており、第１方向Ａ２に並んで互いに対向している。なお、第１方向Ａ２及び第２方向Ａ３は、互いに直交する方向であり、共に所定方向Ａ１と直交している。所定方向Ａ１における側壁４３〜４６の一端面４０ａ（図３参照）は、リジッド配線基板３０の主面３０ａに対向している。側壁４３〜４６の厚さは、例えば７００μｍである。

素子収容孔４２は、半導体光素子２１、ＩＣチップ２２及びキャパシタ２３を収容するための空間４７を、リジッド配線基板３０との間に画成する。素子収容孔４２の光ファイバ挿入孔４１側の端部は閉じられており、光ファイバ挿入孔４１との間には、半導体光素子２１から出射された光（若しくは半導体光素子２１へ入射する光）を集光する為のレンズ４８が、スリーブ４０との一体成型により形成されている。半導体光素子２１は、この空間４７において光ファイバ挿入孔４１の中心軸線の延長線上に配置される。半導体光素子２１が発光素子である場合、半導体光素子２１は光ファイバ挿入孔４１へ向けて光を出射する。この光は、レンズ４８によって集光されたのち、光ファイバ挿入孔４１に挿入された光ファイバの端面に入射する。また、半導体光素子２１が受光素子である場合、半導体光素子２１は、光ファイバ挿入孔４１に挿入された光ファイバの端面から出射されてレンズ４８によって集光された光を受光する。

素子収容孔４２の側壁４３〜４６のうち対向する一対の側壁４３及び４５には、複数のリードピン２６が埋め込まれている。本実施形態では、一方の側壁４３に４本のリードピン２６が埋め込まれ、他方の側壁４３に別の４本のリードピン２６が埋め込まれている。これらのリードピン２６は、所定方向Ａ１に沿って延びる細長形状を呈しており、側壁４３及び４５の端面４０ａからリジッド配線基板３０に向けて突出している。リードピン２６は、例えば黄銅や鉄系の合金であるコバールといった金属から成り、半田付けを容易にする為に、その表面にはニッケル／スズめっきが施されている。側壁４３に埋め込まれた４本のリードピン２６は、第１方向Ａ２に沿って並んで配置されている。同様に、側壁４５に埋め込まれた別の４本のリードピン２６もまた、第１方向Ａ２に沿って並んで配置されている。すなわち、これらのリードピン２６は、素子収容孔４２を構成する四角形における対向する一対の辺に沿って配置されている。なお、後述するように、リードピン２６は、側壁４３及び４５に対してインサートモールドにより一体成型されるとよい。或いは、リードピン２６は、側壁４３及び４５に圧入されてもよい。

リードピン２６は、リジッド配線基板３０のスルーホール３１を貫通し、リジッド配線基板３０の裏面３０ｂから突出している。リードピン２６は、リジッド配線基板３０の裏面３０ｂ側において、半田等の導電性接着剤３３によってリジッド配線基板３０の信号配線に固定され、該信号配線と電気的に接続される。こうして、リードピン２６がリジッド配線基板３０に固定されることによって、リジッド配線基板３０とスリーブ４０とが互いに固定される。

なお、スリーブ４０の端面４０ａとリジッド配線基板３０の主面３０ａとの間には、スリーブ４０とリジッド配線基板３０とを更に強固に固定する為に接着剤が注入され、隙間が完全に埋められていることが好ましい。ここで使用される接着剤としては、例えば熱硬化性のものや、紫外線硬化性のもの等が好適である。

フレキシブル配線基板５０は、第１方向Ａ２に延びており、その一端部５１は、リジッド配線基板３０の裏面３０ｂに沿って配置されている。フレキシブル配線基板５０の一端部５１には、リードピン２６を挿通させる為の複数のスルーホールが形成されている。リードピン２６は、フレキシブル配線基板５０の裏面５０ｂ側において、半田等の導電性接着剤５３によってフレキシブル配線基板５０の信号配線に固定され、該信号配線と電気的に接続される。こうして、リードピン２６がフレキシブル配線基板５０に固定されることによって、リジッド配線基板３０とフレキシブル配線基板５０とが互いに固定される。フレキシブル配線基板５０が有する信号配線は、一定の特性インピーダンスでもって高周波信号を伝達する為に、例えば２層の配線パターンがマイクロストリップラインを構成するように配設されて成ることが好ましい。

なお、本実施形態のリードピン２６は、後述する製造方法において示されるように、まず素子収容孔４２の側壁４３及び４５に埋め込まれ、その後に、リジッド配線基板３０及びフレキシブル配線基板５０の各スルーホールに挿通される。

続いて、本実施形態に係る光モジュール２０の製造方法について説明する。図５は、この製造方法の各工程を示すフローチャートである。

まず、スリーブ４０を作製する（第１工程、Ｓ１）。スリーブ４０は、所定の形状を有する金型を用いて樹脂をモールドすることにより、好適に形成される。また、このとき、複数のリードピン２６を、素子収容孔４２の側壁４３及び４５に埋め込まれた状態で固定する。一例では、スリーブ４０をモールド成型する金型の内部に複数のリードピン２６をセットし、インサートモールドによる一体成型を行うことによって、このようなリードピン２６の固定を容易に行うことができる。また、他の例では、樹脂をモールドすることによりスリーブ４０を作製したのち、このスリーブ４０の側壁４３及び４５の端面４０ａへリードピン２６を圧入することによっても、このようなリードピン２６の固定を容易に行うことができる。

続いて、スリーブ４０、リジッド配線基板３０、及びフレキシブル配線基板５０を互いに組み立てる（第２工程、Ｓ２）。具体的には、まず、半導体光素子２１等が実装されたリジッド配線基板３０の主面３０ａ上に、スリーブ４０の一端４０ａを固定する。すなわち、リードピン２６をリジッド配線基板３０のスルーホールに挿通して導電接着することにより、スリーブ４０とリジッド配線基板３０とを相互に固定する。次いで、リジッド配線基板３０の裏面３０ｂに沿ってフレキシブル配線基板５０を配置し、フレキシブル配線基板５０に形成されたスルーホールにリードピン２６を挿通する。そして、リードピン２６をフレキシブル配線基板５０に導電接着することにより、リジッド配線基板３０とフレキシブル配線基板５０とを相互に固定する。また、これにより、リジッド配線基板３０の信号配線とフレキシブル配線基板５０の信号配線とを電気的に接続する。こうして、本実施形態に係る光モジュール２０が作製される。

なお、上述した第２工程では、リードピン２６をリジッド配線基板３０のスルーホールに挿通した状態で、光ファイバ挿入孔４１と半導体光素子２１とを光軸調整した後に、リードピン２６をリジッド配線基板３０に導電接着することが好ましい。具体的には、光ファイバ挿入孔４１の開口４１ａから、レンズ４８を介して半導体光素子２１の位置を顕微鏡やＣＣＤカメラ等を用いて視認する。そして、光ファイバ挿入孔４１の中心に半導体光素子２１が配置されるように、リジッド配線基板３０とスリーブ４０との相対位置を調整する。その後、これらの相対位置が決定した段階において、リードピン２６をリジッド配線基板３０に導電接着するとよい。

以上に説明した光モジュール２０及びその製造方法によって得られる効果について説明する。本実施形態に係る光モジュール２０及びその製造方法では、リードピン２６が、樹脂製のスリーブ４０に形成された素子収容孔４２の側壁４３及び４５に埋め込まれている。リジッド配線基板３０の主面３０ａにおいて、スリーブ４０の素子収容孔４２の側壁４３〜４６が配置される領域には、そもそも電子部品の配置は不可能である。そこで、上記光モジュール２０では、このように電子部品の配置が不可能な領域へのリードピン２６の配置が、リードピン２６がスリーブ４０に埋め込まれることによって可能とされている。このような構成によれば、リジッド配線基板３０の主面３０ａにおいて電子部品の実装面積を狭めることを好適に回避できる。また、スリーブ４０、リジッド配線基板３０、及びフレキシブル配線基板５０が、リードピン２６を介して相互に固定されるので、これらが分離することを強固に防ぎ、結合部分の信頼性を高めることができる。更に、図６に示された光トランシーバ１００Ａのように接着層Ｂがはみ出すこともなく、フレキシブル配線基板５０が好適に屈曲できるので、光トランシーバ１０の小型化を可能にできる。

また、本実施形態のように、リードピン２６は、素子収容孔４２の側壁に埋め込まれたのち、リジッド配線基板３０及びフレキシブル配線基板５０の各スルーホールに挿通されることが好ましい。これにより、本実施形態の光モジュール２０を容易に作製することができる。

また、本実施形態のように、リードピン２６と素子収容孔４２の側壁４３及び４５とはインサートモールドにより一体成型されることが好ましい。或いは、リードピン２６は、素子収容孔４２の側壁に圧入されることが好ましい。これらのうち何れかによって、リードピン２６が素子収容孔４２の側壁４３及び４５に埋め込まれた構成を好適に実現できる。

また、本実施形態のように、素子収容孔４２の側壁４３〜４６は、所定方向Ａ１から見て四角形状を呈しており、複数のリードピン２６が、この四角形における対向する一対の辺に沿って配置されていることが好ましい。このように、所定方向Ａ１から見た素子収容孔４２の側壁４３〜４６が四角形状を呈していることにより、リジッド配線基板３０の主面３０ａ上における電子部品の配置領域が四角形状となり、電子部品の配置効率を高めることができる。また、リードピン２６の並び方向がフレキシブル配線基板５０の長手方向（曲げ方向）に沿っていることにより、リードピン２６がフレキシブル配線基板５０上の配線パターンの経路を妨げることを回避することができる。

本発明による光モジュール及びその製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態ではリードピン２６が素子収容孔４２の側壁４３及び４５に埋め込まれているが、リードピン２６は側壁４３〜４６のいずれに埋め込まれてもよい。また、上述した実施形態では８本のリードピン２６が設けられているが、リードピンの本数はこれに限られず、任意のＮ本（Ｎは１以上の整数）のリードピンが設けられることができる。

また、リードピンと各配線基板との導電接着には、一般的には半田が用いられるが、樹脂製の導電性接着剤などを用いることも可能である。

また、上述した実施形態では素子収容孔４２の側壁４３〜４６が所定方向Ａ１から見て四角形状を呈しているが、素子収容孔の側壁は、例えば円形や他の形状を呈しても良い。

１０…光トランシーバ、２０…光モジュール、２１…半導体光素子、２２…ＩＣチップ、２３…キャパシタ、２４，２５…ボンディングワイヤ、２６…リードピン、３０…リジッド配線基板、３１…スルーホール、３３…導電性接着剤（半田）、４０…スリーブ、４１…光ファイバ挿入孔、４２…素子収容孔、４３〜４６…側壁、４７…空間、４８…レンズ、５０…フレキシブル配線基板、５３…導電性接着剤（半田）、６０…配線基板、７０…筐体、７１…内部空間、７３…光モジュール収容部、７５…レセプタクル部、７７…リードピン、１００Ａ〜１００Ｄ…光トランシーバ、Ａ１…所定方向、Ａ２…第１方向、Ａ３…第２方向。

Claims (9)

1. 半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールであって、
   主面上に半導体光素子を搭載するリジッド配線基板と、
   前記光ファイバの光軸方向に沿った所定方向に延在し、該所定方向における一端が前記リジッド配線基板の前記主面上に固定された樹脂製のスリーブと、
   前記リジッド配線基板の裏面に沿って設けられたフレキシブル配線基板と、
   前記リジッド配線基板に形成されたスルーホール、及び前記フレキシブル配線基板に形成されたスルーホールに挿通され、前記リジッド配線基板の信号配線と前記フレキシブル配線基板の信号配線とに電気的に接続された信号伝達用の一又は複数のリードピンと
   を備え、
   前記スリーブが、前記光ファイバが挿入される光ファイバ挿入孔を前記所定方向における他端に有しており、前記半導体光素子を収容する素子収容孔を前記所定方向の一端に有しており、
   前記リードピンが、前記所定方向に沿った前記素子収容孔の側壁に埋め込まれていることを特徴とする、光モジュール。
2. 前記リードピンが、前記素子収容孔の前記側壁に埋め込まれたのち、前記リジッド配線基板及び前記フレキシブル配線基板の各スルーホールに挿通されたことを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記リードピンと前記素子収容孔の前記側壁とがインサートモールドにより一体成型されていることを特徴とする、請求項２に記載の光モジュール。
4. 前記リードピンが、前記素子収容孔の前記側壁に圧入されていることを特徴とする、請求項２に記載の光モジュール。
5. 前記素子収容孔の前記側壁が、前記所定方向から見て四角形状を呈しており、
   前記複数のリードピンが、前記四角形における対向する一対の辺に沿って配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
6. 半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールを製造する方法であって、
   前記光ファイバの光軸方向に沿った所定方向に延在し、前記半導体光素子を収容する素子収容孔を前記所定方向の一端に有し、前記光ファイバが挿入される光ファイバ挿入孔を前記所定方向の他端に有する樹脂製のスリーブを作製する第１工程と、
   前記所定方向における前記スリーブの一端を、主面上に半導体光素子を搭載するリジッド配線基板の前記主面上に配置するとともに、前記リジッド配線基板の裏面に沿ってフレキシブル配線基板を配置し、前記リジッド配線基板に形成されたスルーホール、及び前記フレキシブル配線基板に形成されたスルーホールに一又は複数のリードピンを挿通し、前記リジッド配線基板の信号配線と前記フレキシブル配線基板の信号配線とを電気的に接続する第２工程と
   を備え、
   前記第１工程において、前記リードピンを、前記所定方向に沿った前記素子収容孔の側壁に埋め込まれた状態で固定し、
   前記第２工程において、前記リードピンを前記リジッド配線基板及び前記フレキシブル配線基板の各スルーホールに挿通して導電接着することにより、前記スリーブ、前記リジッド配線基板および前記フレキシブル配線基板を相互に固定することを特徴とする、光モジュールの製造方法。
7. 前記第１工程において、前記リードピンと前記素子収容孔の前記側壁とをインサートモールドにより一体成型することを特徴とする、請求項６に記載の光モジュールの製造方法。
8. 前記第１工程において、前記リードピンを前記素子収容孔の前記側壁に圧入することを特徴とする、請求項６に記載の光モジュールの製造方法。
9. 前記第２工程において、前記リードピンを前記リジッド配線基板及び前記フレキシブル配線基板の各スルーホールに挿通した状態で前記光ファイバ挿入孔と前記半導体光素子とを光軸調整したのち、前記リードピンを前記リジッド配線基板に導電接着することを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の光モジュールの製造方法。

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