JP5938922B2 - 光モジュール、光伝送装置、及び光伝送装置の製造方法 - Google Patents

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、この光モジュールを備えた光伝送装置、及び光伝送装置の製造方法に関する。

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）。

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。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。第１基板とＩＣ基板は、第４基板の上面に設置されている。また、ＩＣ基板は、第１基板の第２基板及び第３基板とは反対側の部位に配置されている。

特開２０１１−９５２９５号公報

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。

特許文献１に記載の光モジュールは、その全長（光ファイバの延伸方向の長さ）を短くしようとした場合、例えば第２基板と第３基板を小型化して挿入ガイド溝を短縮することが考えられる。しかし、挿入ガイド溝を短縮すると、光ファイバの保持剛性が低くなり、光ファイバが抜け出しやすくなってしまう。このため、光モジュールの全長を短縮することに構造上の制約がある。

そこで、本発明は、光ファイバを確実に保持しながら、小型化を図ることが可能な光モジュール、及びそれを備えた光伝送装置、ならびに光伝送装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、可撓性を有する回路基板と、前記回路基板の実装面に実装された光電変換素子と、前記回路基板の前記実装面に実装され、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、光ファイバの端部が押し込まれて収容される溝部を有し、前記光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合する板状の光結合部材と、前記回路基板の前記実装面に対して反対側の面との間に前記光結合部材を挟むように配置された支持部材とを備え、前記溝部は、前記光ファイバが押し込まれる開口を前記支持部材側に有して前記半導体回路素子と前記支持部材との間に形成され、前記半導体回路素子は、前記回路基板の実装面からの高さが前記光電変換素子よりも高く、前記半導体回路素子は、前記回路基板の電極に接続される複数の端子がそれぞれ直線状に配列された第１の端子列及び第２の端子列を有し、前記第１の端子列及び前記第２の端子列の端子が前記溝部を挟むように前記電極に接続され、前記第１の端子列の前記電極への接続箇所と前記第２の端子列の前記電極への接続箇所との間隔が、前記溝部の幅よりも広い、光モジュールを提供する。

また、前記半導体回路素子は、前記第１の端子列と前記第２の端子列の間に、前記回路基板を介して前記溝部に少なくとも一部が対向する少なくとも１つの端子をさらに有するとよい。

また、前記半導体回路素子は、前記第１の端子列と前記第２の端子列の間に、前記回路基板の電極に接続される複数の端子が配列された第３の端子列を有し、前記第３の端子列のうち、前記溝部を挟むように配列された一対の端子の中心間の間隔が、前記溝部の幅以上であるとよい。

また、前記第１の端子列の前記電極への接続箇所と前記第２の端子列の前記電極への接続箇所との中間位置が、前記溝部に対応する位置であるとよい。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、上記の何れかに記載の光モジュールと、当該光モジュールが両端部に接続された光ファイバとを備えた光伝送装置を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、前記光ファイバの端部を前記溝部の前記開口側に配置する工程と、平坦な押し付け面を有する押し付け部材を前記半導体回路素子に接触させて前記半導体回路素子及び前記回路基板を介して前記光結合部材を前記支持部材側に押し付け、前記光ファイバを前記溝部内に押し込む工程とを有する光伝送装置の製造方法を提供する。

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、小型化を図ることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールを示す斜視図である。 光モジュールが電子回路基板に搭載された状態を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 回路基板を示し、（ａ）は実装面の平面図、（ｂ）は非実装面の平面図である。 光結合部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ），（ｄ）は斜視図である。 カバーレイを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。 支持部材及び導電体を示す斜視図である。 半導体回路素子を示す斜視図である。 半導体回路素子の底面側における構成要素を破線で示した光モジュールの平面図である。 図９のＣ−Ｃ線断面図である。 光伝送装置の一構成例を示す斜視図である。 光伝送装置の製造工程の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態に係る光モジュール及び光伝送装置の一構成例を、図１〜図１１を参照して説明する。

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が電子回路基板８に搭載された状態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の軸線に沿って切断した光モジュール１のＡ−Ａ線断面図である。

この光モジュール１は、図２に示すように、電子回路基板８に搭載して使用される。電子回路基板８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８０に複数の銅箔８１を張り付けたガラスエポキシ基板である。また、電子回路基板８は、ポリイミド基板に電気配線を形成したＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）であってもよい。電子回路基板８には、図略の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。

光モジュール１は、可撓性及び透光性を有する回路基板２と、回路基板２の実装面２ａに実装された光電変換素子３１と、光電変換素子３１と光ファイバ９とを光学的に結合する光結合部材４と、回路基板２の実装面２ａに実装され、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、回路基板２との間に光結合部材４を挟むように配置された板状の支持部材５と、支持部材５の厚さ方向に延びるように支持部材５に支持され、回路基板２の非実装面２ｂに設けられた電極２２２に一端が接続された導電体６とを有して構成されている。

また、本実施の形態では、回路基板２の光結合部材４側に絶縁性の樹脂からなるカバーレイ２０（図２，３に示す）が設けられている。そして、カバーレイ２０と回路基板２及び光結合部材４との間、ならびに光結合部材４と支持部材５との間は、接着等の固定手段により相互に固定されている。

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２．０ｍｍであり、この方向に直交する幅方向の寸法が例えば１．０ｍｍである。また、光モジュール１の高さ方向（電子回路基板８に垂直な方向）の寸法は例えば１．０ｍｍである。

光電変換素子３１は、電気エネルギーを光に変換し、又は光を電気エネルギーに変換する素子である。前者の例としては、半導体レーザ素子やＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）が挙げられる。また、後者の例としては、フォトダイオードが挙げられる。光電変換素子３１は、回路基板２との対向面に形成された図略の受発光部から光を出射又は入射するように構成されている。光電変換素子３１と回路基板２との間には、アンダーフィルが充填される。

光電変換素子３１が電気エネルギーを光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８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が受光した光を電気エネルギー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基板８側に出力するプリアンプＩＣである。

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。

また、図２に示すように、半導体回路素子３２の回路基板２の実装面２ａからの高さｈ_２（電極２２１の表面から半導体回路素子３２の上面３２ａまでの距離）は、光電変換素子３１の回路基板２の実装面２ａからの高さｈ_１（電極２２１の表面から光電変換素子３１の上面３１ａまでの距離）よりも高い（ｈ_２＞ｈ_１）。

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４は、回路基板２を示し、（ａ）は実装面２ａの平面図、（ｂ）は非実装面２ｂの平面図である。

回路基板２は、柔軟性及び透光性を有するフィルム状の絶縁体からなる基材２１の表面に、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。回路基板２は、光電変換素子３１と半導体回路素子３２が並ぶ方向（図４の左右方向）が長手方向となる長方形状である。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が設けられている。実装面２ａの裏側の非実装面２ｂには、複数の電極２２２が設けられている。

複数の電極２２２には、複数（本実施の形態では６つ）の導電体６がそれぞれハンダ付けされ、電極２２２と導電体６とは、ハンダ７によって電気的に接続されている（図２，図３参照）。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の電極２２１ａとテスト用の電極２２１ｂとに分類される。接続用の電極２２１ａは、光電変換素子３１の端子３１１又は半導体回路素子３２の端子３２１ａ〜３２１ｄ等の端子（後述）にハンダ付けによって接続される電極である。

テスト用の電極２２１ｂは、光モジュール１が電子回路基板８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電極であり、スルーホール２３によって複数の電極２２２にそれぞれ直接接続されている。テスト用の電極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、複数（６つ）のテスト用の電極２２１ｂが光電変換素子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。

図５は、光結合部材４を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ），（ｄ）は斜視図である。

光結合部材４は、光ファイバ９を保持する保持体４０と、光ファイバ９から出射された出射光を導く導光体４１とを有して構成されている。保持体４０及び導光体４１は共に光ファイバ９を伝搬する伝搬光の波長において透光性を有し、導光体４１は、保持体４０の屈折率よりも高い屈折率を有している。保持体４０及び導光体４１は、例えばポリイミド、アクリル、又はエポキシからなる。

保持体４０は平板状であり、カバーレイ２０に対向する平坦な表（おもて）面４０ａと、表面４０ａに平行で支持部材５に対向する裏面４０ｂとを有している。保持体４０は、支持部材５側に開口して光ファイバ９の先端部を収容する溝部４０１を裏面４０ｂ側に有している。溝部４０１は、半導体回路素子３２と光電変換素子３１との並列方向に沿って延びるように、保持体４０の裏面４０ｂから保持体４０の厚さ方向に表面４０ａに向かって窪むように形成されている。

溝部４０１は、光ファイバ９が押し込まれる帯状の開口４０１ａを裏面４０ｂ側（支持部材５側）に有している。光ファイバ９は、この開口４０１ａから保持体４０の厚さ方向に押し込まれ、溝部４０１に収容される。また、溝部４０１は、図３に示すように、半導体回路素子３２と支持部材５との間に形成され、光ファイバ９の押し込み方向に回路基板２と半導体回路素子３２とが積み重ねられている。

またさらに、保持体４０には、裏面４０ｂ側に切り欠き部４０３が形成されている。切り欠き部４０３は、保持体４０の一方の側面から他方の側面に亘って形成され、その延伸方向は導光体４１の中心軸に直交している。また、切り欠き部４０３は、側面視で三角形状を呈し、その切り欠き面４０３ａによって導光体４１を終端している。切り欠き面４０３ａが裏面４０ｂとなす角度は例えば４５°である。

導光体４１は、溝部４０１側の開口が入出射面４１ａであり、切り欠き部４０３の切り欠き面４０３ａによって終端された斜面が反射面４１ｂである。入出射面４１ａは、溝部４０１に保持された光ファイバ９のクラッド層９１に囲まれたコア９０（図１に示す）に対向する位置に設けられている。反射面４１ｂは、光電変換素子３１から出射された光を入出射面４１ａ側に、又は入出射面４１ａから入射した光を光電変換素子３１側に、反射する。なお、切り欠き部４０３は、切り欠き面４０３ａに金属膜を形成してもよく、さらに切り欠き部４０３を樹脂で埋めてもよい。

本実施の形態では、光モジュール１を実装面２ａ側から見た場合に、入出射面４１ａが、光電変換素子３１と半導体回路素子３２との間に位置している。つまり、溝部４０１は、半導体回路素子３２と支持部材５との間を、回路基板２の長手方向（光ファイバ９の延伸方向）に貫通するように形成されている。

保持体４０の溝部４０１に収容された光ファイバ９の先端部は、図２，３に示すように、保持体４０（溝部４０１の底面）と支持部材５との間に挟持される。

図６は、カバーレイ２０を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。

カバーレイ２０は、例えばポリイミド、アクリル、又はエポキシからなり、光結合部材４の反射面４１ｂに対応する位置に貫通孔２０１が形成された平板状の絶縁体である。カバーレイ２０は、光結合部材４（保持体４０）の表面４０ａの全面を覆う大きさ及び形状に形成されている。本実施の形態では、表面４０ａに対向するカバーレイ２０の一平面が、貫通孔２０１を除き、表面４０ａと合同である。

図７は、支持部材５及び導電体６を示す斜視図である。支持部材５は、例えばポリイミド等の絶縁性の樹脂からなり、直方体状の本体部５０と、光ファイバ９を固定する接着剤を貯留する溜り部５１とを一体に有している。導電体６は、導電性の金属からなり、例えば銅にニッケル及び金メッキを施してなる。

導電体６は、本体部５０の側面５０ｂに支持されている。本実施の形態では、複数（６つ）の導電体６が本体部５０と一体となるようにモールド成型され、導電体６の側面６ｂが本体部５０の側面５０ｂ側に露出している。また、導電体６の一端部は、本体部５０の上面５０ａから回路基板２側に突出している。

上面５０ａから突出した導電体６の端面６ａは、回路基板２の電極２２２に向かい合う。また、上面５０ａから突出した導電体６の一端部は、光モジュール１を組み立てる際の光結合部材４及びカバーレイ２０を位置決めする位置決め部材として機能する。

本体部５０の厚みは例えば０．５ｍｍ以下であり、ある程度の光透過性を有するので、上面５０ａの反対側の裏面から溝部４０１に収容された光ファイバ９を目視することが可能である。これにより、光ファイバ９を装着する作業を、光ファイバ９の位置を確認しながら行うことが可能である。

溜り部５１は、本体部５０の側面に連接して形成されている。この溜り部５１は、本体部５０の上面５０ａ側に開口を有するＵ字状に形成され、底壁５１０と、底壁５１０の両端部から上面５０ａ側に突出した一対の四角柱状の側壁５１１とからなる。一対の側壁５１１の間の空間Ｓは、光ファイバ９を光結合部材４の溝部４０１に挿入した後に固定するための図略の接着剤を受容し、この接着剤が固化するまで貯留する貯留空間である。

図８は、半導体回路素子３２を、上面３２ａ（図１に示す）とは反対側の底面３２ｂ側から見た斜視図である。図９は、半導体回路素子３２の底面３２ｂ側における構成要素を破線で示した光モジュール１の平面図である。図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図である。

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８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。

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。

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複数（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複数（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９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、溝部４０１を挟むように、回路基板２の電極２２１ａに接続される。

より詳細には、第１の端子列３２１及び第２の端子列３２２と溝部４０１とは、図１０に示すように、回路基板２の厚さ方向にずれて配置されているが、回路基板２を透視して実装面２ａ側から溝部４０１を見たとき、溝部４０１が存在する領域の一方（図９の下方）に第１の端子列３２１が、他方（図９の上方）に第２の端子列３２２が、それぞれ配置されている。

図１０に示すように、第１の端子列３２１（端子３２１ａ〜３２１ｄ）と第２の端子列３２２（端子３２２ａ〜３２２ｄ）との間隔ｄ_１は、溝部４０１の幅ｗよりも広い（ｄ_１＞ｗ）。本実施の形態では、間隔ｄ_１が幅ｗの約５．５倍である。

第１の端子列３２１と第２の端子列３２２との中間位置（第１の端子列３２１から第２の端子列３２２側に、もしくは第２の端子列３２２から第１の端子列３２１側に、間隔ｄ_１の２分の１の距離だけ変位した位置）は、溝部４０１に対応する位置である。すなわち、この中間位置を通過して回路基板２に直交する直線Ｓ_Ｌが、溝部４０１に交差する。

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。

端子３２３ａ及び端子３２３ｂは、溝部４０１を挟むように配列されている。また、端子３２４ａ及び端子３２４ｂは、端子３２３ａ及び端子３２３ｂよりも溜り部５１側で、溝部４０１を挟むように配列されている。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が溜り部５１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。

図１０に示すように、第３の端子列３２３の端子３２３ａと端子３２３ｂとの間隔ｄ_２は、溝部４０１の幅ｗよりも狭い（ｄ_２＜ｗ）。本実施の形態では、間隔ｄ_２が幅ｗの約８０％である。また、第３の端子列３２３の端子３２３ａ及び端子３２３ｂの中心間の距離ｄ_３は、溝部４０１の幅ｗ以上である（ｄ_３≧ｗ）。本実施の形態では、距離ｄ_３が幅ｗの約２倍である。第４の端子列３２４の端子３２４ａと端子３２４ｂとの間隔は、端子３２３ａと端子３２３ｂとの間隔ｄ_２と同じである。また、第４の端子列３２４の端子３２４ａ及び端子３２４ｂの中心間の距離は、端子３２３ａ及び端子３２３ｂの中心間の距離ｄ_３と同じである。

また、図９に示すように、端子３２３ａ，３２３ｂ，３２４ａ，３２４ｂは、回路基板２を介して溝部４０１に少なくとも一部が対向する。本実施の形態では、端子３２３ａ，３２３ｂ，３２４ａ，３２４ｂの溝部４０１の中心軸線側の一部が、回路基板２を介して溝部４０１に対向している。

（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。

光モジュール１は、電子回路基板８から動作電源が供給されて動作する。この動作電源は、導電体６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８から導電体６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。

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。

レーザ光は回路基板２の基材２１を透過し、カバーレイ２０の貫通孔２０１を通過して、光結合部材４に入射する。光結合部材４に入射したレーザ光は反射面４１ｂで反射し、導光体４１に導かれて入出射面４１ａから光ファイバ９のコア９０に入射する。

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がプリアンプ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及び導電体６を介して電子回路基板８側に出力する。

（光伝送装置１０の構成）
図１１は、本実施の形態に係る光伝送装置１０の一構成例を示す斜視図である。この光伝送装置１０は、一対の光モジュール１と、この一対の光モジュール１が両端部に接続された光ファイバ９とを備えている。一対の光モジュール１のうち、一方の光モジュール１は送信側であり、他方の光モジュール１は受信側である。以下の説明では、送信側の光モジュール１を送信側光モジュール１Ａとし、受信側の光モジュール１を受信側光モジュール１Ｂとする。

送信側光モジュール１Ａの光電変換素子３１は、例えばＶＣＳＥＬであり、同じく送信側光モジュール１Ａの半導体回路素子３２は、光電変換素子３１にレーザ光を出射させるための電力を供給するドライバＩＣである。

また、受信側光モジュール１Ｂの光電変換素子３１は、例えばフォトダイオードであり、同じく受信側光モジュール１Ｂの半導体回路素子３２は、光電変換素子３１で電気信号に変換された信号を増幅するプリアンプＩＣである。

光伝送装置１０は、送信側光モジュール１Ａが、送信側光モジュール１Ａ側の電子回路基板８（図示せず）から入力された信号を光信号に変換して光ファイバ９に入射し、受信側光モジュール１Ｂがこの光信号を電気信号に変換及び増幅して、受信側光モジュール１Ｂ側の電子回路基板８（図示せず）に出力する。これにより、複数の電子回路基板８，８間での光通信が可能となる。

（光伝送装置１０の製造方法）
図１２は、本実施の形態に係る光伝送装置１０の製造工程の一例を示す説明図である。

光伝送装置１０は、支持部材５と複数の導電体６とが一体化された第１の組立体１１と、光電変換素子３１及び半導体回路素子３２が実装された回路基板２にカバーレイ２０及び光結合部材４が一体化された第２の組立体１２とを、光ファイバ９を径方向に挟んで組み合わせることにより製造される。第１の組立体１１及び第２の組立体１２は、それぞれ周知の方法によって組み立てられるので、以下の説明では、第１の組立体１１と第２の組立体１２とを組み合わせる工程について説明する。

第１の組立体１１と第２の組立体１２とを組み合わせる工程は、図１２に示すように、光ファイバ９の端部を光結合部材４の溝部４０１の開口４０１ａ側に配置する配置工程と、平坦な押し付け面８０１ａを有する押し付け部材８０１を半導体回路素子３２に接触させ、半導体回路素子３２及び回路基板２を介して光結合部材４を支持部材５側に押し付け、光ファイバ９を溝部４０１内に押し込む押込工程とを有している。

配置工程では、支持台８００の載置面８００ａ上に第１の組立体１１を載置し、支持部材５の上面５０ａの上に、開口４０１ａに向かい合うように光ファイバ９を位置決めする。

押込工程では、押し付け部材８０１の押し付け面８０１ａを半導体回路素子３２の上面３２ａに面接触させ、押し付け面８０１ａが支持台８００の載置面８００ａと平行となる姿勢を保ちながら、押し付け部材８０１を支持台８００側に移動する。これにより、押し付け部材８０１の押し付け力により光結合部材４が支持部材５側に押し付けられ、開口４０１ａから溝部４０１内に光ファイバ９が押し込まれる。この際、光結合部材４及び回路基板２は、光ファイバ９からの反力によって溝部４０１を中心に折れ曲がるように変形しようとするが、この変形は半導体回路素子３２によって抑制される。

なお、押込工程の前に、支持部材５の上面５０ａ及び光ファイバ９の外周面に接着剤を塗布してもよい。

（実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態によれば、以下に示す作用及び効果が得られる。

（１）半導体回路素子３２と光ファイバ９とが回路基板２を挟んで回路基板２の厚さ方向に重なるように配置されるので、光モジュール１の全長の拡大を抑制しながら光ファイバ９が収容される溝部４０１の長さを確保することができ、光ファイバの保持剛性を保ったまま、光モジュール１を小型化することができる。

（２）光結合部材４の溝部４０１への光ファイバ９の押し込み方向に回路基板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の溝部４０１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。

（３）第１の端子列３２１と第２の端子列３２２との中間位置は、溝部４０１に対応する位置であるので、回路基板２の変形がバランスよく、すなわち第１の端子列３２１及び第２の端子列３２２の何れか一方に大きく偏ることなく、抑制される。

（４）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を介して溝部４０１に対向しているので、光ファイバ９の溝部４０１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。

（５）第３の端子列３２３の端子３２３ａ及び端子３２３ｂの中心間の距離、及び第４の端子列３２４の端子３２４ａ及び端子３２４ｂの中心間の距離は、溝部４０１の幅以上であるので、回路基板２の変形がよりバランスよく抑制される。

（６）溝部４０１は、半導体回路素子３２と支持部材５との間を回路基板２の長手方向に貫通するように形成されているので、例えば溝部４０１が半導体回路素子３２と支持部材５との間を貫通せず、入出射面４１ａが半導体回路素子３２と支持部材５との間に形成された場合に比較して、光ファイバ９が溝部４０１に保持される長さが長くなり、保持剛性が高くなる。

（７）半導体回路素子３２の回路基板２の実装面２ａからの高さｈ_２は、光電変換素子３１の回路基板２の実装面２ａからの高さｈ_１よりも高いので、押し付け部材８０１を支持台８００側に移動させる際に、押し付け面８０１ａが光電変換素子３１の上面３１ａに接触することなく、押し付け面８０１ａを半導体回路素子３２の上面３２ａに面接触させることができる。これにより、半導体回路素子３２の下側（支持台８００側）に配置された光ファイバ９を溝部４０１内に適切に、傾斜を抑制して押し込むことが可能となる。なお、仮に半導体回路素子３２の高さｈ_２が光電変換素子３１の高さｈ_１より低くても、押し付け部材８０１を高精度に位置決めし、押し付け面８０１ａを半導体回路素子３２の上面３２ａのみに接触させることが不可能ではないが、前述のように光モジュール１はその全長が極めて短い（例えば１．３ｍｍ）ので、このような位置決めは実際上困難である。

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。

また、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。

１…光モジュール、１Ａ…送信側光モジュール、１Ｂ…受信側光モジュール、２…回路基板、２ａ…実装面、２ｂ…非実装面、４…光結合部材、５…支持部材、６…導電体、６ａ…端面、６ｂ…側面、７…ハンダ、８…電子回路基板、９…光ファイバ、１０…光伝送装置、１１…第１の組立体、１２…第２の組立体、２０…カバーレイ、２１…基材、２３…スルーホール、３１…光電変換素子、３２…半導体回路素子、３１ａ，３２ａ…上面、３２ｂ…底面、４０…保持体、４０ａ…表面、４０ｂ…裏面、４１…導光体、４１ａ…入出射面、４１ｂ…反射面、５０…本体部、５０ａ…上面、５０ｂ…側面、５１…溜り部、８０…基材、８１…銅箔、９０…コア、９１…クラッド層、２０１…貫通孔、２２１，２２２…電極、２２１ａ…接続用の電極、２２１ｂ…テスト用の電極、３１１…端子、３２１…第１の端子列、３２１ａ〜３２１ｄ…端子、３２２…第２の端子列、３２２ａ〜３２２ｄ…端子、３２３…第３の端子列、３２３ａ，３２３ｂ…端子、３２４…第４の端子列、３２４ａ，３２４ｂ…端子、４０１…溝部、４０１ａ…開口、４０３…切り欠き部、４０３ａ…切り欠き面、５１０…底壁、５１１…側壁、８００…支持台、８００ａ…載置面、８０１…押し付け部材、８０１ａ…押し付け面、ｄ_１，ｄ_２…間隔、Ｌ…光路、Ｓ…空間、Ｓ_Ｌ…直線、ｗ…幅

Claims (4)

1. 可撓性を有する回路基板と、
   前記回路基板の実装面に実装された光電変換素子と、
   前記回路基板の前記実装面に実装され、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、
   光ファイバの端部が押し込まれて収容される溝部を有し、前記光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合する板状の光結合部材と、
   前記回路基板の前記実装面に対して反対側の面との間に前記光結合部材を挟むように配置された支持部材とを備え、
   前記溝部は、前記光ファイバが押し込まれる開口を前記支持部材側に有して前記半導体回路素子と前記支持部材との間に形成され、
   前記半導体回路素子は、前記回路基板の実装面からの高さが前記光電変換素子よりも高く、
   前記半導体回路素子は、前記回路基板の電極に接続される複数の端子がそれぞれ直線状に配列された第１の端子列及び第２の端子列を有し、前記第１の端子列及び前記第２の端子列の端子が前記溝部を挟むように前記電極に接続され、
   前記第１の端子列の前記電極への接続箇所と前記第２の端子列の前記電極への接続箇所との間隔が、前記溝部の幅よりも広い、
   光モジュールと、
   前記光モジュールが両端部に接続された前記光ファイバと、
   を備えた光伝送装置の製造方法であって、
   前記光ファイバの端部を前記溝部の前記開口側に配置する工程と、平坦な押し付け面を有する押し付け部材を前記半導体回路素子に接触させて前記半導体回路素子及び前記回路基板を介して前記光結合部材を前記支持部材側に押し付け、前記光ファイバを前記溝部内に押し込む工程とを有する、
   光伝送装置の製造方法。
2. 前記半導体回路素子は、前記第１の端子列と前記第２の端子列の間に、前記回路基板を介して前記溝部に少なくとも一部が対向する少なくとも１つの端子をさらに有する、
   請求項１に記載の光伝送装置の製造方法。
3. 前記半導体回路素子は、前記第１の端子列と前記第２の端子列の間に、前記回路基板の電極に接続される複数の端子が配列された第３の端子列を有し、
   前記第３の端子列のうち、前記溝部を挟むように配列された一対の端子の中心間の間隔が、前記溝部の幅以上である、
   請求項１又は２に記載の光伝送装置の製造方法。
4. 前記第１の端子列の前記電極への接続箇所と前記第２の端子列の前記電極への接続箇所との中間位置が、前記溝部に対応する位置である、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の光伝送装置の製造方法。
   

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