JP5853934B2 - Optical module - Google Patents
Optical module Download PDFInfo
- Publication number
- JP5853934B2 JP5853934B2 JP2012242478A JP2012242478A JP5853934B2 JP 5853934 B2 JP5853934 B2 JP 5853934B2 JP 2012242478 A JP2012242478 A JP 2012242478A JP 2012242478 A JP2012242478 A JP 2012242478A JP 5853934 B2 JP5853934 B2 JP 5853934B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit board
- optical fiber
- photoelectric conversion
- conversion element
- optical module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 70
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 79
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 58
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 49
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 49
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 20
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
本発明は、光ファイバを介して信号の伝送を行う光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module that transmits a signal via an optical fiber.
従来、電気エネルギーを光エネルギーに、又は光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子を備え、光ファイバを介して信号の送信又は受信を行う光モジュールが知られている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical module that includes a photoelectric conversion element that converts electrical energy into optical energy or optical energy into electrical energy and transmits or receives signals via an optical fiber is known (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の光モジュールは、板状の第1〜第4基板と、IC基板と、光モジュールを他の回路装置に電気的に接続するためのコネクタとを有している。第1基板には、発光素子又は受光素子が実装されている。また、第1基板の上面には、発光素子と光学的に結合する内部導波路が導波路形成用溝内に配設されている。IC基板には、発光素子に電気信号を送信する回路、又は受光素子の電気信号を増幅する回路が形成されている。第2基板には、光ファイバが挿入される挿入ガイド溝が形成され、この挿入ガイド溝に挿入された光ファイバが第2基板と第3基板との間に挟持されている。IC基板は、光ファイバの延伸方向に沿って、第3基板との間に第1基板を挟むように設置されている。つまり、第3基板,第1基板,及びIC基板が、光ファイバの延伸方向に沿って、この順序で並んでいる。また、第1基板,第3基板,及びIC基板は、これらの各基板よりも大型の第4基板の上面に設置され、コネクタは第4基板の下面に取り付けられている。 The optical module described in Patent Document 1 includes plate-like first to fourth substrates, an IC substrate, and a connector for electrically connecting the optical module to another circuit device. A light emitting element or a light receiving element is mounted on the first substrate. An internal waveguide that is optically coupled to the light emitting element is disposed in the waveguide forming groove on the upper surface of the first substrate. A circuit for transmitting an electric signal to the light emitting element or a circuit for amplifying the electric signal of the light receiving element is formed on the IC substrate. An insertion guide groove into which the optical fiber is inserted is formed in the second substrate, and the optical fiber inserted into the insertion guide groove is sandwiched between the second substrate and the third substrate. The IC substrate is installed so that the first substrate is sandwiched between the IC substrate and the third substrate along the extending direction of the optical fiber. That is, the third substrate, the first substrate, and the IC substrate are arranged in this order along the extending direction of the optical fiber. The first substrate, the third substrate, and the IC substrate are installed on the upper surface of the fourth substrate that is larger than each of these substrates, and the connector is attached to the lower surface of the fourth substrate.
近年、光通信の普及により、様々な装置に光モジュールが搭載されるようになっている。そして、装置によっては、光モジュールの小型化及び軽量化が強く望まれる場合がある。このような光モジュールの用途としては、例えば折り畳み式又はスライド式の携帯電話の操作部(キーボード搭載部)と表示部(ディスプレイ搭載部)との間の通信が挙げられる。 In recent years, with the widespread use of optical communication, optical modules have been mounted on various devices. Depending on the device, there are cases where it is strongly desired to reduce the size and weight of the optical module. As an application of such an optical module, for example, communication between an operation unit (keyboard mounting unit) and a display unit (display mounting unit) of a foldable or slide type mobile phone can be cited.
特許文献1に記載の光モジュールは、第4基板の上面に第1基板及び第3基板が設置され、さらに第3基板の上に第2基板が設置されているので、コネクタの上に3つの基板が積層された構造となっている。このため、光モジュールの厚さ方向の寸法が増大する。 In the optical module described in Patent Document 1, the first substrate and the third substrate are installed on the upper surface of the fourth substrate, and the second substrate is installed on the third substrate. It has a structure in which substrates are stacked. For this reason, the dimension of the thickness direction of an optical module increases.
また、特許文献1に記載の光モジュールの第1基板には、光ファイバが突き当てられる端面から光を反射させるミラー部にかけて内部導波路が形成されている。このため、光ファイバの延伸方向における全長が長くなってしまう。 In addition, an internal waveguide is formed on the first substrate of the optical module described in Patent Document 1 from an end face against which the optical fiber is abutted to a mirror portion that reflects light. For this reason, the full length in the extending | stretching direction of an optical fiber will become long.
そこで、本発明の目的は、光ファイバを確実に保持しながら、小型化することが可能な光モジュールを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical module that can be downsized while securely holding an optical fiber.
本発明は、上記課題を解決することを目的として、光電変換素子と、前記光電変換素子に電気的に接続された半導体回路素子と、前記光電変換素子及び前記半導体回路素子が一方の面に実装された板状の樹脂からなる回路基板と、前記回路基板の他方の面に対向し、前記光電変換素子と光学的に結合される光ファイバを挟むように配置された支持基板とを備え、前記回路基板には、前記光ファイバを収容する収容溝が前記他方の面から前記一方の面に向かって窪むように形成されると共に、前記光ファイバを伝搬する光を反射する反射面が前記一方の面に対して傾斜して前記収容溝の終端に形成された光モジュールを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a photoelectric conversion element, a semiconductor circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element, and the photoelectric conversion element and the semiconductor circuit element mounted on one surface. A circuit board made of a plate-shaped resin, and a support substrate that is disposed so as to sandwich an optical fiber that opposes the other surface of the circuit board and is optically coupled to the photoelectric conversion element, In the circuit board, an accommodation groove for accommodating the optical fiber is formed so as to be recessed from the other surface toward the one surface, and a reflection surface for reflecting light propagating through the optical fiber is formed on the one surface. And an optical module formed at the end of the receiving groove.
本発明に係る光モジュールによれば、光ファイバを確実に保持しながら、小型化することが可能である。 According to the optical module of the present invention, it is possible to reduce the size while securely holding the optical fiber.
[実施の形態]
図1は、本実施の形態に係る光モジュール1を示す斜視図である。図2は、光モジュール1を示す側面図である。図3は、光モジュール1に装着された光ファイバ9の延伸方向に沿って切断した光モジュール1のA−A断面図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing an optical module 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view showing the optical module 1. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the optical module 1 cut along the extending direction of the
(光モジュール1の構成)
この光モジュール1は、図略の電子回路基板に搭載して使用される。電子回路基板は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませて熱硬化処理を施した板状の基材に複数の銅箔を張り付けたガラスエポキシ基板である。電子回路基板には、CPU(Central Processing Unit)や記憶素子等の電子部品が搭載され、光モジュール1に装着される光ファイバ9を伝送媒体とする光通信により、他の電子回路基板又は電子装置との間で信号を送信又は受信する。
(Configuration of optical module 1)
The optical module 1 is used by being mounted on an electronic circuit board (not shown). The electronic circuit board is, for example, a glass epoxy board in which a plurality of copper foils are attached to a plate-like base material obtained by impregnating glass fiber with an epoxy resin and performing a thermosetting process. The electronic circuit board is mounted with electronic components such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage element, and another electronic circuit board or electronic device is obtained by optical communication using the
光モジュール1は、光電変換素子31と、光電変換素子31に電気的に接続された半導体回路素子32と、光電変換素子31及び半導体回路素子32が一方の面としての実装面2aに実装された板状の樹脂からなる回路基板2と、回路基板2の他方の面としての裏面2bに対向し、光電変換素子31と光学的に結合される光ファイバ9を挟むように配置された支持基板5と、固定部材4とを備えている。
The optical module 1 has a
光電変換素子31は、図1に示すように、フィルム状の接着フィルム33により電極221(221a)上に接着されている。本実施の形態では、接着フィルム33は、例えばNCF(Non-conductive Film)等の熱圧着用樹脂が用いられている。
As shown in FIG. 1, the
支持基板5は、直方体状の絶縁性の材料からなる本体部50と、本体部50の側面に形成された複数(本実施の形態では6つ)の導体としての金属箔51とを一体に有している。本体部50の長手方向における互いに平行かつ対向する側面には、それぞれ3つの金属箔51が形成されている。なお、図1及び図2では、6つの金属箔51のうち一方の側面に形成された3つの金属箔51のみ示されている。
The support substrate 5 integrally has a
金属箔51は、回路基板2の裏面2bに向かい合う表(おもて)面50aの端部から、その裏側の裏面50bの端部に至るまで、支持基板5の厚さ方向(表面50a及び裏面50bに垂直な方向)に沿って延びるように形成されている。金属箔51の表面50a側の一端は、回路基板2の裏面2bに設けられた電極222に接続されている。
The
本実施の形態では、本体部50がガラスを含有する素材から形成されている。より具体的には、本体部50は、ガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませて熱硬化処理を施したガラスエポキシからなり、本実施の形態では、本体部50の素材が所謂FR4(Flame Retardant Type 4)である。また、金属箔51は、銅を主体とし、この銅の表面に金メッキが施されている。
In the present embodiment,
本体部50は、その厚みが例えば0.5mm以下であり、表面50aとは反対側の裏面50bから、回路基板2に収容された光ファイバ9の先端部を視認可能な透光性を有している。これにより、裏面50b側から光ファイバ9の先端部の位置を確認することができる。
The
また、支持基板5には、ステンレス等の金属を屈曲して形成された固定部材4が固定されている。固定部材4は、光モジュール1に接続される光ファイバ9の外周を三方向から囲むように形成されている。光ファイバ9は、固定部材4に充填された接着剤により、固定部材4に固定されている。
Further, a
光モジュール1は、光ファイバ9の延伸方向に沿った全長が例えば3.0mmであり、この方向に直交する幅方向の寸法が例えば2.0mmである。また、光モジュール1の高さ方向の寸法は例えば0.8mmである。
The total length of the optical module 1 along the extending direction of the
光電変換素子31は、電気信号を光信号に変換し、又は光信号を電気信号に変換する素子である。前者の発光素子としては、例えばレーザーダイオードやVCSEL(Vertical Cavity Surface Emmitting LASER)等が挙げられる。また、後者の受光素子としては、例えばフォトダイオードが挙げられる。光電変換素子31は、光ファイバ9に向けて光を出射又は光ファイバ9からの光を入射するように構成されている。
The
光電変換素子31が電気信号を光信号に変換する素子である場合、半導体回路素子32は、電子回路基板側から入力される電気信号に基づいて光電変換素子31を駆動するドライバICである。また、光電変換素子31が受光した光信号を電気信号に変換する素子である場合、半導体回路素子32は、光電変換素子31から入力される電気信号を増幅して電子回路側に出力する受信ICである。
When the
なお、本実施の形態では、光電変換素子31及び半導体回路素子32がそれぞれ一つである場合について説明するが、回路基板2に複数の光電変換素子31及び半導体回路素子32が実装されていてもよい。図3に示すように、半導体回路素子32は、収容溝20の底部200の少なくとも一部を覆うように回路基板2の実装面2aに実装され、光電変換素子31は、回路基板2の実装面2aにおける収容溝20の終端側に実装されている。
In this embodiment, the case where there is one
図1に示すように、半導体回路素子32の実装面積(実装面2aに垂直な方向から見た場合の半導体回路素子32の投影面積)は、光電変換素子31の実装面積よりも大きい。すなわち、半導体回路素子32の上面32aの面積は、光電変換素子31の上面31aの面積よりも大きい。本実施の形態では、半導体回路素子32の実装面積が光電変換素子31の実装面積の6.5倍である。また、半導体回路素子32は、回路基板2よりも厚く、回路基板2の剛性よりも高い剛性を有している。
As shown in FIG. 1, the mounting area of the semiconductor circuit element 32 (the projected area of the
図4は、回路基板2を示し、裏面2bから見た斜視図である。図5は、収容される光ファイバ9の延伸方向に沿って切断した回路基板2のB−B断面図である。なお、図5では、複数の電極221及び電極222は図示を省略している。図6は、回路基板2を示し、実装面2aから見た斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the
(回路基板2の構成)
回路基板2は、例えばPI(ポリイミド)等の高耐熱性の樹脂からなり、導電性の金属箔からなる複数の電極221,222が設けられたフレキシブル基板である。光電変換素子31及び半導体回路素子32が実装される実装面2aには、複数の電極221(221a,221b)が設けられている。実装面2aの裏側の裏面2bには、複数の電極222が設けられている。複数の電極221及び複数の電極222のそれぞれは、光電変換素子31又は半導体回路素子32に電気的に接続されている。
(Configuration of circuit board 2)
The
複数の電極222には、支持基板5の金属箔51がそれぞれハンダ付けされ、電気的に接続される。本実施の形態に係る光モジュール1では、電極222及び金属箔51が共に6つである。電極222は、裏面2bの周縁部に設けられている。
The
実装面2aにおける複数の電極221は、その機能によって接続用電極221aとテスト用電極221bとに分類される。接続用電極221aは、半導体回路素子32の端子321a〜321d,323b,324b又は光電変換素子31(図2,図3参照)にハンダ付けによって接続される電極である。
The plurality of
テスト用電極221bは、光モジュール1が電子回路基板に搭載されていない単体の状態で、光モジュール1の動作試験を行うためのテスト用の電極であり、テスト用電極221bには、動作試験用のプローブが接触し、このプローブを介して電源の供給やテスト信号の入出力が行われる。本実施の形態では、4つのテスト用電極221bが、半導体回路素子32よりも実装面積の小さい光電変換素子31の周辺に配置されている。テスト用の電極221bは、図略の配線電極によって、接続用の電極221aの何れかに電気的に接続されている。
The
図4に示すように、回路基板2には、光ファイバ9を収容する収容溝20が裏面2bから実装面2aに向かって窪むように形成されている。収容溝20は、光ファイバ9が押し込まれる開口201を支持基板5側(回路基板2の裏面2b側)に有する。開口201の反対側(回路基板2の実装面2a側)には、底部200が形成されている。つまり、光ファイバ9は、支持基板5側(回路基板2の裏面2b側)から収容溝20に挿入され、底部200と支持基板5の表面50aとの間に保持される。収容溝20の深さ(回路基板2の厚み方向の寸法)は、光ファイバ9の外径よりも小さく形成されている。
As shown in FIG. 4, in the
図5に示すように、収容溝20の光ファイバ9の延伸方向における終端には、光ファイバ9を伝搬する光を反射する反射面21、及び反射面21に連続し、光ファイバ9の端面9aに当接して光ファイバ9の位置を規制する壁部22が収容溝20と共に形成されている。
As shown in FIG. 5, at the end of the
反射面21は、回路基板2の裏面2b(支持基板5の表面50a)に対して傾斜している。反射面21が回路基板2の裏面2bとなす角度は、例えば45°である。また、本実施の形態では、反射面21の表面は金(Au)によりメッキされている。
The
図5に示すように、壁部22は、回路基板2の裏面2bに対して垂直な方向に立設している。光ファイバ9は端面9a(図3に示す)が壁部22に当接し、収容溝20における光ファイバ9の延伸方向の位置が一意に決まる。より具体的には、光ファイバ9のクラッド層91の端面91a(図3に示す)が、壁部22に当接している。これにより、光ファイバ9のコア90が、反射面21との良好な反射位置に配置される。なお、本実施の形態に係る回路基板2には、回路基板2の素材の屈折率と異なる屈折率を有して光ファイバ9を伝搬する光を導く部材(導波路)が設けられていない。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、回路基板2の実装面2aには、光ファイバ9を伝搬する光を通過させるための窓部23が開口している。本実施の形態では、窓部23の開口形状が四角形からなる。窓部23は、底部200の反射面21側の端面200aと反射面21との間に形成された空間である。
As shown in FIG. 6, a
図7は、半導体回路素子32を示し、上面32a(図1に示す)と反対側の底面32b側から見た斜視図である。図8は、光モジュール1に装着された光ファイバ9の延伸方向と垂直な方向に沿って切断した光モジュール1のC−C断面図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the
半導体回路素子32は、底面32b側に10個の端子321a〜321d,322a〜322d,323a,323b,324a,324bを有している。図7に示す例では、これらの各端子が四角形状であるが、円形でもよく、半球状であってもよい。また、各端子が半導体回路素子32の側面に設けられ、回路基板2側に向かうように屈曲して形成された形状であってもよい。また、半導体回路素子32と回路基板2との間には、アンダーフィルが充填される。
The
なお、本実施の形態では、各端子の表面の全体が電極221aに接続される接続箇所となるが、半球状の場合には、その先端部が電極221aとの接続箇所となる。また、各端子が半導体回路素子32の側面から回路基板2側に向かうように屈曲された形状である場合には、その先端部が電極221aとの接続箇所となる。
In the present embodiment, the entire surface of each terminal is a connection location connected to the
半導体回路素子32の底面32bにおいて、直線状に配列された4つの端子321a〜321dは、第1の端子列321を構成する。また、同じく直線状に配列された4つの端子322a〜322dは、第2の端子列322を構成する。第1の端子列321と第2の端子列322の端子列は互いに平行である。半導体回路素子32は、図8に示すように、第1の端子列321の端子321a〜321d及び第2の端子列322の端子322a〜322dが、収容溝20を挟むように、回路基板2の電極221aに接続される。
On the
また、第1の端子列321と第2の端子列322との間の端子323a及び端子323bは、第3の端子列323を構成する。同じく第1の端子列321と第2の端子列322との間の端子324a及び端子324bは、第4の端子列324を構成する。すなわち、第3の端子列323は、第1の端子列321と第2の端子列322との間に、端子323a及び端子323bが配列されている。また同様に、第4の端子列324は、第1の端子列321と第2の端子列322との間に、端子324a及び端子324bが配列されている。
Further, the
第3の端子列323を構成する端子323a及び端子323bは光電変換素子31側に、第4の端子列324を構成する端子324a及び端子324bは固定部材4(図1に示す)側にそれぞれ位置している。なお、第3の端子列323と第4の端子列324との位置関係は、互いに逆でもよい。つまり、端子323a及び端子323bが固定部材4側に、端子324a及び端子324bが光電変換素子31側に、それぞれ位置していてもよい。端子323a,323b,324a,425bは、回路基板2を介して収容溝20に少なくとも一部が対向している。
The
(光モジュール1の動作)
次に、図3を参照して光モジュール1の動作について説明する。ここでは、光電変換素子31がVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ)であり、半導体回路素子32がこの光電変換素子31を駆動するドライバICである場合を中心に説明する。
(Operation of optical module 1)
Next, the operation of the optical module 1 will be described with reference to FIG. Here, the case where the
光モジュール1は、電子回路基板から動作電源が供給されて動作する。この動作電源は、金属箔51及び回路基板2を介して光電変換素子31及び半導体回路素子32に入力される。また、半導体回路素子32には、電子回路基板から金属箔51及び回路基板2を介して、光ファイバ9を伝送媒体として送信すべき信号が入力される。半導体回路素子32は、入力された信号に基づいて光電変換素子31を駆動する。
The optical module 1 is operated by operating power supplied from the electronic circuit board. This operating power is input to the
光電変換素子31は、回路基板2との対向面に形成された受発光部から、回路基板2の実装面2aに向かって、実装面2aに垂直な方向にレーザ光を出射する。図3では、このレーザ光の光路Lを二点鎖線で示している。
The
レーザ光は実装面2aに形成された窓部23を通過し、反射面21で反射し、光ファイバ9のコア90に入射して光ファイバ9を伝搬する。なお、光電変換素子31が例えばフォトダイオードであり、半導体回路素子32が受信ICである場合には、光の進行方向が上記とは逆となり、光電変換素子31が受信した光信号を電気信号に変換して半導体回路素子32に出力する。半導体回路素子32は、この電気信号を増幅し、回路基板2及び金属箔51を介して電子回路基板側に出力する。
The laser light passes through the
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
(Operation and effect of the embodiment)
According to the embodiment described above, the following operations and effects can be obtained.
(1)光ファイバ9は、回路基板2の収容溝20内に収容され、回路基板2の底部200と支持基板5の表面50aとの間に挟まれて保持される。つまり、収容溝20の開口201が支持基板5に対向して形成された構造であるため、光ファイバ9を保持するための押え部材等を回路基板2の実装面2a側に設ける必要はなく、光ファイバ9を確実に保持しながらも、光モジュール1を小型化することが可能である。
(1) The
(2)本実施の形態に係る回路基板2は、樹脂のうち耐熱性の良好なPI(ポリイミド)を使用しているため、光電変換素子31及び半導体回路素子32等の電子部品を実装する際、例えばハンダフリーや鉛フリー等の実装方法を利用することができ、実装方法の選択の自由度が広がる。
(2) Since the
(3)光ファイバ9は、その端面9aが反射面21に直接対向するため、特許文献1に記載の光モジュールのように、導波路を設ける必要がない。したがって、光ファイバ9の延伸方向における光モジュール1の全長を短くすることができる。また、回路基板2と支持基板5との間に導波路が介在しない構成であるため、回路基板2と支持基板5との間における隙間が小さくなり、回路基板2の裏面2bに設けられた電極222と支持基板5に形成された金属箔51とを、ハンダ等によって容易に接続することが可能である。
(3) Since the end surface 9a of the
(4)光電変換素子31は、回路基板2の実装面2aにおける収容溝20の終端側(反射面21が形成されている側)に実装されているため、支持基板5によって支持される光ファイバ9の面積が増え、光ファイバ9の保持力向上につながる。
(4) Since the
(5)収容溝20への光ファイバ9の挿入方向に回路基板2と半導体回路素子32とが積み重ねられているので、光ファイバ9の収容溝20内への押し込みによる回路基板2の変形が半導体回路素子32によって抑制される。つまり、光ファイバ9の押し込みによって回路基板2が半導体回路素子32側に突き上げられても、回路基板2の電極221aには、半導体回路素子32の第1及び第2の端子列321,322の各端子が接続されているので、これらの端子による張力によって回路基板2の変形が抑制される。
(5) Since the
(6)第3の端子列323の端子323a,323b、及び第4の端子列324の端子324a,324bは、その一部が回路基板2を介して収容溝20に対向しているので、光ファイバ9の収容溝20への押し込みによる回路基板2の変形が、端子323a,323b,324a,324bに押し返されることによって、さらに抑制される。
(6) Since the
(7)回路基板2の実装面2aには窓部23が開口しているため、窓部23が実装面2aに開口していない場合(反射面21の実装面2a側が底部200で覆われている場合)と比較して、反射面21で反射した光が光電変換素子31に入射する際、又は反射面21で反射した光が光ファイバ9のコア90に入射する際の光の透過率が向上する。
(7) Since the
(8)反射面21は、その表面が金メッキされているため、腐食による反射率の低下を抑制することができると共に、光ファイバ9と光電変換素子31との光学接続が良好となる。
(8) Since the surface of the reflecting
(9)光ファイバ9は、クラッド層91の端面91aが回路基板2に形成された壁部22に当接するため、延伸方向における収容位置にずれが抑制される。したがって、コア90を反射面21との良好な反射位置に配置させることができる。
(9) Since the
(10)光電変換素子31は、接着フィルム33を用いて電極221(221a)上に接着するため、例えばアンダーフィル等の液状の接着剤のように窓部23の開口から収容溝20内に流れ込み、収容溝20内を塞ぐおそれがない。
(10) Since the
(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of embodiment)
Next, the technical idea grasped from the embodiment described above will be described with reference to the reference numerals in the embodiment. However, the reference numerals and the like in the following description are not intended to limit the constituent elements in the claims to the members and the like specifically shown in the embodiments.
[1]光電変換素子(31)と、前記光電変換素子(31)に電気的に接続された半導体回路素子(32)と、前記光電変換素子(31)及び前記半導体回路素子(32)が実装面(2a)に実装された板状の回路基板(2)と、前記回路基板(2)の裏面(2b)に対向し、前記光電変換素子(31)と光学的に結合される光ファイバ(9)を挟むように配置された支持基板(5)とを備え、前記回路基板(2)には、前記光ファイバ(9)を収容する収容溝(20)が前記裏面(2b)から前記実装面(2a)に向かって窪むように形成されると共に、前記光ファイバ(9)を伝搬する光を反射する反射面(21)が前記実装面(2a)に対して傾斜して前記収容溝(20)の終端に形成された、光モジュール(1)。 [1] A photoelectric conversion element (31), a semiconductor circuit element (32) electrically connected to the photoelectric conversion element (31), the photoelectric conversion element (31), and the semiconductor circuit element (32) are mounted. A plate-like circuit board (2) mounted on the surface (2a) and an optical fiber (opposite the back surface (2b) of the circuit board (2) and optically coupled to the photoelectric conversion element (31)) 9) and a support substrate (5) disposed so as to sandwich the circuit board (2), and a housing groove (20) for housing the optical fiber (9) is mounted on the circuit board (2) from the back surface (2b). A reflection surface (21) that reflects the light propagating through the optical fiber (9) is inclined with respect to the mounting surface (2a) and is formed to be recessed toward the surface (2a). ) Optical module (1) formed at the end of.
[2]前記回路基板(2)は、樹脂からなる、[1]に記載の光モジュール(1)。 [2] The optical module (1) according to [1], wherein the circuit board (2) is made of resin.
[3]前記回路基板(2)は、前記裏面(2b)に前記光電変換素子(31)又は前記半導体回路素子(32)に電気的に接続された複数の電極(222)を備え、前記支持基板(5)には、前記複数の電極(222)と電気的に接続される複数の導体としての金属箔(51)が設けられた、[1]又は[2]に記載の光モジュール(1)。 [3] The circuit board (2) includes a plurality of electrodes (222) electrically connected to the photoelectric conversion element (31) or the semiconductor circuit element (32) on the back surface (2b), and the support The optical module (1) according to [1] or [2], wherein the substrate (5) is provided with a metal foil (51) as a plurality of conductors electrically connected to the plurality of electrodes (222). ).
[4]前記半導体回路素子(32)は、前記収容溝(20)の底部(200)の少なくとも一部を覆うように実装され、前記光電変換素子(31)は、前記収容溝(20)の前記終端側に実装されている、[1]乃至[3]の何れか1項に記載の光モジュール(1)。 [4] The semiconductor circuit element (32) is mounted so as to cover at least a part of the bottom part (200) of the accommodation groove (20), and the photoelectric conversion element (31) is provided in the accommodation groove (20). The optical module (1) according to any one of [1] to [3], which is mounted on the termination side.
[5]前記半導体回路素子(32)は、前記回路基板(2)の電極(221)に接続される複数の端子(321a〜321d,322a〜322d)がそれぞれ直線状に配列された第1及び第2の端子列(321,322)を有し、前記第1及び第2の端子列(321,322)が前記収容溝(20)を挟むように前記電極(221)に接続された、[1]乃至[4]の何れか1項に記載の光モジュール(1)。 [5] In the semiconductor circuit element (32), a plurality of terminals (321a to 321d, 322a to 322d) connected to the electrodes (221) of the circuit board (2) are arranged in a straight line. A second terminal row (321, 322), and the first and second terminal rows (321, 322) are connected to the electrode (221) so as to sandwich the receiving groove (20), The optical module (1) according to any one of [1] to [4].
[6]前記回路基板(2)の前記実装面(2a)には、前記光ファイバ(9)を伝搬する光を通過させるための窓部(23)が開口している、[1]乃至[5]の何れか1項に記載の光モジュール(1)。 [6] The mounting surface (2a) of the circuit board (2) has an opening (23) for allowing the light propagating through the optical fiber (9) to pass therethrough. 5] The optical module (1) described in any one of [1].
[7]前記反射面(21)は、その表面が金(Au)によりメッキされている、[1]乃至[6]の何れか1項に記載の光モジュール(1)。 [7] The optical module (1) according to any one of [1] to [6], wherein the reflective surface (21) has a surface plated with gold (Au).
[8]前記回路基板(2)には、前記収容溝(20)の終端に、前記反射面(21)に連続し、前記光ファイバ(9)の端面(9a)に当接して前記光ファイバ(9)の位置を規制する壁部(22)が形成されている、[1]乃至[7]の何れか1項に記載の光モジュール(1)。 [8] In the circuit board (2), the optical fiber is in contact with the end surface (9a) of the optical fiber (9) at the end of the receiving groove (20), continuing to the reflective surface (21). The optical module (1) according to any one of [1] to [7], wherein a wall portion (22) for regulating the position of (9) is formed.
[9]前記光電変換素子(31)は、フィルム状の接着剤(33)を用いて前記実装面(2a)に接着されている、[1]乃至[8]の何れか1項に記載の光モジュール(1)。 [9] The photoelectric conversion element (31) according to any one of [1] to [8], wherein the photoelectric conversion element (31) is bonded to the mounting surface (2a) using a film-like adhesive (33). Optical module (1).
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、光モジュール1に一本の光ファイバ9が装着された場合について説明したが、これに限らず、複数の光ファイバ9が装着されるように光モジュールを構成してもよい。
The present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where one
また、光モジュール1を構成する各部材の材質も、上記実施の形態に記載したものに限らない。 Moreover, the material of each member which comprises the optical module 1 is not restricted to what was described in the said embodiment.
また、上記実施の形態では、収容溝20の深さは光ファイバ9の外径よりも小さく形成されていたが、これに限らず、収容溝20の深さが光ファイバ9の外径よりも大きく形成されていてもよい。収容溝20の深さが光ファイバ9の外径よりも小さく形成されている場合、収容溝20からはみ出た光ファイバ9が支持基板5と干渉することにより、回路基板2が傾き、光モジュール1が大型化する要因となるおそれがある。一方、収容溝20の深さが光ファイバ9の外径よりも大きく形成されている場合、光ファイバ9が収容溝20内に完全に収まるため、光ファイバ9が支持基板5と干渉する可能性がなくなり、光モジュール1の大型化を抑制することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the depth of the accommodation groove |
また、収容溝20の形状に制限はなく、例えばU溝やV溝でもよい。U溝の場合、V溝に比べて収容溝20の開口201における光ファイバ9の径方向の幅を小さくすることができ、光モジュール1の小型化が図れる。
Moreover, there is no restriction | limiting in the shape of the accommodation groove |
1…光モジュール、2…回路基板、2a…実装面(一方の面)、2b…裏面(他方の面)、4…固定部材、5…支持基板、9…光ファイバ、9a…端面、20…収容溝、21…反射面、22…壁部、23…窓部、31…光電変換素子、31a…上面、32…半導体回路素子、32a…上面、32b…底面、33…接着フィルム、50…本体部、50a…表面、50b…裏面、51…金属箔(導体)、90…コア、91…クラッド層、91a…端面、200…底部、200a…端面、201…開口、221,222…電極、221a…接続用電極、221b…テスト用電極、321…第1の端子列、322…第2の端子列、323…第3の端子列、324…第4の端子列、321a〜321d,322a〜322d…端子、323a,323b,324a,324b…端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical module, 2 ... Circuit board, 2a ... Mounting surface (one surface), 2b ... Back surface (the other surface), 4 ... Fixing member, 5 ... Support substrate, 9 ... Optical fiber, 9a ... End surface, 20 ... Housing groove, 21 ... reflective surface, 22 ... wall, 23 ... window, 31 ... photoelectric conversion element, 31a ... upper surface, 32 ... semiconductor circuit element, 32a ... upper surface, 32b ... bottom surface, 33 ... adhesive film, 50 ... main body 50a ... front surface, 50b ... back surface, 51 ... metal foil (conductor), 90 ... core, 91 ... clad layer, 91a ... end face, 200 ... bottom, 200a ... end face, 201 ... opening, 221, 222 ... electrode, 221a ... Connection electrode, 221b ... Test electrode, 321 ... First terminal row, 322 ... Second terminal row, 323 ... Third terminal row, 324 ... Fourth terminal row, 321a to 321d, 322a to 322d ... Terminal, 323a, 323b 324a, 324b ... terminal
Claims (7)
前記光電変換素子に電気的に接続された半導体回路素子と、
前記光電変換素子及び前記半導体回路素子が一方の面に実装された板状の回路基板と、
前記回路基板の他方の面に対向し、前記光電変換素子と光学的に結合される光ファイバを挟むように配置された支持基板とを備え、
前記回路基板には、前記光ファイバを収容する収容溝が前記他方の面から前記一方の面に向かって窪むように形成されると共に、前記光ファイバを伝搬する光を反射する反射面が前記一方の面に対して傾斜して前記収容溝の終端に形成され、
前記回路基板の前記一方の面には、前記光ファイバを伝搬する光を通過させるための窓部が開口し、
前記光電変換素子は、前記窓部に対向し、フィルム状の接着剤を用いて前記実装面に接着されている、
光モジュール。 A photoelectric conversion element;
A semiconductor circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element;
A plate-like circuit board on which the photoelectric conversion element and the semiconductor circuit element are mounted on one surface;
A support substrate disposed opposite to the other surface of the circuit board and sandwiching an optical fiber optically coupled with the photoelectric conversion element;
The circuit board is formed with a housing groove for housing the optical fiber so as to be recessed from the other surface toward the one surface, and a reflective surface for reflecting light propagating through the optical fiber Formed at the end of the receiving groove inclined with respect to the surface ,
On the one surface of the circuit board, a window portion for allowing light propagating through the optical fiber to open is opened,
The photoelectric conversion element is opposed to the window portion and is adhered to the mounting surface using a film-like adhesive.
Optical module.
請求項1に記載の光モジュール。 The circuit board is made of resin.
The optical module according to claim 1.
前記支持基板には、前記複数の電極と電気的に接続される複数の導体が設けられた、
請求項1又は2に記載の光モジュール。 The circuit board includes a plurality of electrodes electrically connected to the photoelectric conversion element or the semiconductor circuit element on the other surface,
The support substrate is provided with a plurality of conductors electrically connected to the plurality of electrodes.
The optical module according to claim 1 or 2.
前記光電変換素子は、前記収容溝の前記終端側に実装されている、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の光モジュール。 The semiconductor circuit element is mounted so as to cover at least a part of the bottom of the receiving groove,
The photoelectric conversion element is mounted on the terminal side of the accommodation groove.
The optical module according to claim 1.
請求項1乃至4の何れか1項に記載の光モジュール。 The semiconductor circuit element has first and second terminal rows in which a plurality of terminals connected to the electrodes of the circuit board are linearly arranged, and the first and second terminal rows are housed in the housing. Connected to the electrode so as to sandwich the groove,
The optical module according to claim 1.
請求項1乃至5の何れか1項に記載の光モジュール。 The reflective surface is plated with gold (Au) on the surface,
Light module according to any one of claims 1 to 5.
請求項1乃至6の何れか1項に記載の光モジュール。
In the circuit board, a wall portion is formed at the end of the housing groove, which is continuous with the reflection surface and abuts against the end surface of the optical fiber to regulate the position of the optical fiber.
Light module according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012242478A JP5853934B2 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Optical module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012242478A JP5853934B2 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Optical module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014092653A JP2014092653A (en) | 2014-05-19 |
JP5853934B2 true JP5853934B2 (en) | 2016-02-09 |
Family
ID=50936769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012242478A Expired - Fee Related JP5853934B2 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Optical module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5853934B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7359579B2 (en) * | 2019-07-05 | 2023-10-11 | 日東電工株式会社 | Optical and electrical composite transmission module |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6187515B1 (en) * | 1998-05-07 | 2001-02-13 | Trw Inc. | Optical integrated circuit microbench system |
JP2008041770A (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Nec Corp | Optical module |
JP5664905B2 (en) * | 2011-01-18 | 2015-02-04 | 日立金属株式会社 | Photoelectric conversion module |
JP5610156B2 (en) * | 2011-01-31 | 2014-10-22 | 日立金属株式会社 | Photoelectric conversion module and method for manufacturing photoelectric conversion module |
-
2012
- 2012-11-02 JP JP2012242478A patent/JP5853934B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014092653A (en) | 2014-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5834964B2 (en) | Optical module | |
JP3960330B2 (en) | Optical device connection structure, optical device, electronic equipment | |
US9477038B2 (en) | Photoelectric composite wiring module | |
US9470864B1 (en) | Photoelectric conversion module | |
US9581772B2 (en) | Optical electrical module used for optical communication | |
CN203037899U (en) | Optical module and optical transmission apparatus | |
JP5246136B2 (en) | Optical transceiver | |
JP5376617B2 (en) | Photoelectric conversion module | |
JP2006147878A (en) | Optical module | |
JP4103894B2 (en) | Optical module, electronic equipment | |
JP5834963B2 (en) | Optical module | |
JP5853934B2 (en) | Optical module | |
JP2007101571A (en) | Optical cable and transceiver subassembly | |
JP5899925B2 (en) | Lens parts | |
JP2010062087A (en) | Optoelectrical module | |
US20140211435A1 (en) | Conductive member connection structure, conductive member connection method and optical module | |
JP2007178537A (en) | Optical module and optical transmission system | |
KR101419502B1 (en) | ultra-thin micro form factor optical and electric transceiver of electonic device for interfacing to external device | |
JP6102652B2 (en) | Photoelectric conversion module | |
JP2013156377A (en) | Optical module and method for assembling the same | |
JP2005222003A (en) | Mount, optical component, optical transmission/reception module, and bidirectional optical communication module | |
JP2007073664A (en) | Optical transceiver module and optical communication device | |
JP5258414B2 (en) | Optical module socket and optical connector | |
JP2012150222A (en) | Photoelectric conversion module | |
JP2012194207A (en) | Connector and electric substrate with connector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150826 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151023 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151123 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5853934 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |