光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュール
【課題】光ファイバを高精度に固定して光伝送の信頼性を向上させることが可能な光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールを提供する。
【解決手段】ガラスファイバが挿入される光ファイバ挿通孔１３が形成され、ガラスファイバの挿入方向前方側の前端２２ａに電極１４が設けられたフェルール１２を有する光ファイバ保持部材１１であって、フェルール１２は、後端部２３側に対して前端部２２側の厚さが薄く形成されている。
【解決手段】ガラスファイバが挿入される光ファイバ挿通孔１３が形成され、ガラスファイバの挿入方向前方側の前端２２ａに電極１４が設けられたフェルール１２を有する光ファイバ保持部材１１であって、フェルール１２は、後端部２３側に対して前端部２２側の厚さが薄く形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送等に用いられる光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ間信号の高速化に伴い、電気による伝送ではノイズ、消費電力増加を解消することが困難となってきている。そこで、近年、ＬＳＩ間を、電磁障害や周波数依存性損失が殆どない光通信で伝送する試みがなされている。
この光伝送に用いられる光配線部品として、光ファイバ等の光導波体と、該光導波体の光入出力端が素子搭載面から少なくとも一部突出するように該光導波体を保持し位置決めするフェルールと、このフェルールの少なくとも素子搭載面に設けられた電気配線と、前記フェルールの素子搭載面に搭載され且つ前記電気配線に電気接続された面型光素子とを具備したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、光デバイスが接続される一端側に電気回路を有するとともに複数の光ファイバ挿入孔を備え、光ファイバ挿入孔の光デバイス側に短尺ファイバを固定し、光フェルールの一端側に光デバイスが結合される光フェルールも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５９８６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなフェルールでは、光ファイバの固定および受発光素子（例えば面発光素子）とフェルールの接合強度向上のため、アンダーフィル材と呼ばれる樹脂からなる接着材が使用され、この接着材を硬化させるためにフェルールを加熱する熱処理が行われる。
このような熱処理は、フェルールを均等に加熱することが難しいため、光ファイバの挿入位置を精密に制御しても、アンダーフィル材の熱膨張や熱収縮が不均等に生じ、光ファイバの位置が若干動いてしまうことがある。特に、受発光素子と対向する先端部分の位置が動いてずれると、受発光素子と光ファイバとの間での光送受信が不安定となり、光伝送の信頼性が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明の目的は、光ファイバを高精度に固定して光伝送の信頼性を向上させることが可能な光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバ保持部材は、光ファイバが挿入される光ファイバ挿通孔が形成され、前記光ファイバの挿入方向前方側の前端に電極が設けられたフェルールを有する光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールは、後端部側に対して前端部側の厚さが薄いことを特徴とする。
【０００８】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールは、その後端に、光ファイバを保持した光コネクタを位置決めして接続させる位置決めガイドを有することが好ましい。
【０００９】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールの前端部側における厚さ方向の上下面は、何れか一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であることが好ましい。
【００１０】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールの前端部側における上下面は、その一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であり、他方が前端から後端部側へ向かって次第に前記光ファイバ挿通孔から離間する傾斜面であることが好ましい。
【００１１】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールの後端には、前記光ファイバ挿通孔の軸線に対して上下の何れか一方が開放され、前記光ファイバ挿通孔と繋がるガイド溝を有するガイド部が形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の光電気変換モジュール用部品は、上記本発明の何れかに記載の光ファイバ保持部材と、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールに形成された前記光ファイバ挿通孔へ挿入されて接着固定された光ファイバと、前記電極と導通接続された状態に前記フェルールの前端に取り付けられた光デバイスとを備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光電気変換モジュールは、上記本発明の光電気変換モジュール用部品と、前記光電気変換モジュール用部品が固定された回路基板と、前記回路基板に実装された電気デバイスとを備え、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールの前端と前記電気デバイスとが略同一高さとされて、前記電極と前記電気デバイスとがワイヤーボンドにより導通接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フェルールの後端部側に対して前端部側の厚さが薄いので、熱処理して接着材を硬化させて光ファイバ挿通孔へ挿通させた光ファイバを固定させる際に、前端部側から温度が上昇して接着材が前端部側から硬化される。これにより、前端に取り付けられる光デバイスとの良好な光伝送のために最も正確に位置決めして固定することが要求される前端部における光ファイバの位置ずれを確実に防止することができる。したがって、光デバイスと光ファイバとの間での光送受信を安定化させることができ、光伝送の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材の一例を示す図であって、（ａ）は下面側から視た前方側の斜視図、（ｂ）は上面側から視た後方側の斜視図である。
【図２】図１の光ファイバ保持部材を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は上下を逆にした状態の側面図である。
【図３】図１の光ファイバ保持部材の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光電気変換モジュール用部品の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光電気変換モジュールの一例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光電気変換モジュール用部品及び光コネクタの斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材を用いた光電気変換モジュール用部品の製造工程を示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材を用いた光電気変換モジュール用部品の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材を用いた光電気変換モジュール用部品の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、光ファイバ保持部材１１は、フェルール１２からなるものであり、このフェルール１２は、樹脂によって一体成型されている。このフェルール１２は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を主成分とする熱可塑性樹脂から形成されている。ポリフェニレンサルファイドを主成分とする熱可塑性樹脂は、精密成形性に優れた樹脂であり、精密成形を要するフェルール１２に用いるのに好適である。また、このポリフェニレンサルファイドを主成分とする熱可塑性樹脂は、線膨張係数が小さく、耐熱性にも優れた樹脂である。
【００１７】
図３にも示すように、フェルール１２は、前端部２２と後端部２３とから構成されており、後端部２３に対して前端部２２の厚さが薄く、幅寸法も小さくされている。この前端部２２の厚さは、十分な機械的強度が確保可能な範囲で極力薄く形成されている。そして、フェルール１２の前端部２２における上下面は、光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面となるように形成されている。
【００１８】
フェルール１２には、前端部２２の前端２２ａから後端部２３の後端２３ａにわたって複数の光ファイバ挿通孔１３が形成されており、これらの光ファイバ挿通孔１３が、フェルール１２の幅方向に間隔をあけて配列されている。これらの光ファイバ挿通孔１３には、フェルール１２の後端２３ａ側から、それぞれ後述する内蔵のガラスファイバ（光ファイバ）３２が挿入されて固定されるようになっている。
【００１９】
フェルール１２の前端部２２には、その前端２２ａに、厚さ方向へ延在する電極（リードフレーム）１４が複数設けられている。これらの電極１４は、例えば、インサート成型によってフェルール１２の前端２２ａに一体的に設けられている。つまり、このフェルール１２は、複数の電極１４とともに一体成型されている。そして、フェルール１２の前端部２２の上下面には、電極１４の端部が露出されており、この露出された電極１４の一部がパッド面１４ａとして設けられている。また、このフェルール１２の前端２２ａには、その上下の縁部に、幅方向へわたるリブ２０が形成されている。
【００２０】
フェルール１２の前端部２２の後端部２３側の根元部分は、後端部２３側へ向かって次第に厚さ及び幅が広く形成されている。これにより、前端部２２の根元部分における応力集中が抑制される。なお、この前端部２２の根元部分の厚さ方向及び幅方向の断面形状としては、円弧形状であってもよく、テーパ形状であってもよい。
【００２１】
また、フェルール１２には、後端２３ａに、光ファイバ挿通孔１３の軸線に対して上方が開放されたガイド部２４が光ファイバ挿通孔１３の配列に沿って形成されている。このガイド部２４には、光ファイバ挿通孔１３と繋がる複数のガイド溝２４ａが形成されており、これらのガイド溝２４ａの上方が開放されている。なお、光ファイバ挿通孔１３のガイド部２４に繋がる部分は、ガイド部２４へ向かって次第に拡径された挿入ガイド孔１３ｂとされており、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入の円滑化が図られている。
【００２２】
フェルール１２の後端部２３には、その両端部に、位置決め穴（位置決めガイド）２５が形成されている。これらの位置決め穴２５には、後述する光コネクタ５０に装着された位置決めピン（位置決めガイド）４７が挿入可能である。位置決め穴２５に位置決めピン４７を挿入することにより、光コネクタ５０がフェルール１２の後端２３ａに位置決めされた状態で接続される。
【００２３】
次に、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールについて説明する。
図４に示すように、光電気変換モジュール用部品３０は、光ファイバ保持部材１１を構成するフェルール１２の光ファイバ挿通孔１３に、コア及びクラッドを有するガラスファイバ３２が挿通されて固定されている。これらのガラスファイバ３２は、その先端部が略平滑な面に形成され、光デバイス４１に過剰な圧力がかからなければ光デバイス４１に接触しても良いが、好ましくは、フェルール１２の前端２２ａと同一面上または光ファイバ挿通孔１３内へ少し引き込んだ位置に配置されている。
【００２４】
なお、ガラスファイバ３２は、その先端を斜めに切断したものでも良い。ガラスファイバ３２の先端が斜めに切断されていると、光デバイス４１との光伝送時における光の反射を極力少なくすることができる。また、実装トレランスが拡大され、多少の軸ずれを許容することができる。特に、マルチモードファイバの場合には、伝送光のモードスペックルノイズの発生を抑制することができる。
【００２５】
フェルール１２の前端２２ａには、リブ２０の間に光デバイス４１が取り付けられている。この光デバイス４１は、フェルール１２の前端２２ａに取り付けられる取り付け面である素子面に、素子部４２と端子部４３とを有している。
この光デバイス４１は、例えば、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）やフォトダイオードなどの発光素子または受光素子である。光デバイス４１の素子部４２は、光デバイス４１が発光素子である場合は発光部であり、光デバイス４１が受光素子である場合は受光部である。
【００２６】
この光デバイス４１は、その端子部４３が、フェルール１２に設けられた電極１４に対して、例えば、金（Ａｕ）からなるバンプ４０によって導通接続されている。このバンプ４０による接続は、超音波振動または熱によってバンプ４０を介して端子部４３と電極１４とを接続するフリップチップ実装で行われる。あるいは、異方性導電フィルム(ＡＣＦ)を用いて接着することも可能である。このようにフェルール１２に取り付けられた光デバイス４１は、その素子部４２が、フェルール１２の光ファイバ挿通孔１３の対向位置に配置されている。
【００２７】
なお、フェルール１２には、前端２２ａの幅方向半分に発光素子からなる光デバイス４１を取り付け、残りの幅方向半分側に受光素子からなる光デバイス４１を取り付ける場合もある。
ガラスファイバ３２は、接着材として機能するアンダーフィル材３５によって接着されて固定されている。このアンダーフィル材３５は、フェルール１２の前端２２ａと光デバイス４１との間にも充填されており、このアンダーフィル材３５によって光デバイス４１とフェルール１２とが強固に接合されている。このアンダーフィル材３５は、フェルール１２に対して熱処理を施すことにより硬化されている。
【００２８】
上記構造の光電気変換モジュール用部品３０は、光電気変換モジュールとして用いる場合、ガイド部２４が切断される場合がある。この切断箇所では、ガラスファイバ３２の後端部が鏡面加工されている。なお、フェルール１２は、ガイド部２４を切断して鏡面加工を施す際に、前端部２２より幅及び厚さ寸法が大きい後端部２３によって充分な強度を有するので、十分な耐久性を発揮することができる。
【００２９】
上記のような光電気変換モジュール用部品３０は、図５に示すように、回路基板５１に実装されて光電気変換モジュール３１とされる。
この光電気変換モジュール３１では、光電気変換モジュール用部品３０を構成するフェルール１２の前端部２２が回路基板５１の回路面５１ａにボンディング材等によって固定される。
【００３０】
このように、前端部２２を回路面５１ａへ配置させることにより、光電気変換モジュール用部品３０が回路基板５１の所定位置へ実装される。ここで、光ファイバ保持部材１１を構成するフェルール１２の前端部２２における上下面が、光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面であるので、例えば、前端部２２における下面を回路基板５１に配置させることにより、極めて容易かつ円滑にフェルール１２を回路基板５１に取り付けることができる。
【００３１】
回路基板５１には、回路面５１ａに、電気デバイス５５が実装されており、電気デバイス５５の端子５５ａが回路面５１ａに形成された回路パターン（図示省略）と導通されている。なお、電気デバイス５５は、例えば、ドライバ、トランスインピーダンスアンプなどの光素子駆動ＩＣである。
【００３２】
また、この回路基板５１に実装された電気デバイス５５の端子５５ａは、例えば、金（Ａｕ）からなるボンディングワイヤ５６によってフェルール１２の電極１４のパッド面１４ａに導通接続される。
【００３３】
回路基板５１に実装された光電気変換モジュール用部品３０のフェルール１２は、その前端部２２の高さが、回路基板５１に実装された電気デバイス５５の高さと略同一とされている。これにより、電気デバイス５５の端子５５ａとフェルール１２の電極１４のパッド面１４ａとをつなぐボンディングワイヤ５６の長さを極力短くすることができる。よって、ボンディングワイヤ５６における高周波特性を向上させ、電気的ノイズの影響を極力抑えることができる。
【００３４】
光電気変換モジュール用部品３０を回路基板５１に実装してなる光電気変換モジュール３１には、図６に示すように、フェルール１２の後端２３ａ側に、光ファイバテープ心線４８の複数本の光ファイバ心線４９が接続された光コネクタ５０が接続される。この光コネクタ５０は、ポリエステル樹脂、ＰＰＳ樹脂及びエポキシ樹脂の何れかを含む材料で形成されたコネクタフェルール４４を有している。
【００３５】
光ファイバ心線４９は、コア及びクラッドを有するガラスファイバ（光ファイバ）４５を樹脂によって被覆したものであり、光ファイバ心線４９の端部で被覆から露出されたガラスファイバ４５がコネクタフェルール４４に保持されている。そして、コネクタフェルール４４におけるフェルール１２との対向面である光入出面４４ａで、それぞれのガラスファイバ４５の端面が露出されている。
【００３６】
光コネクタ５０には、フェルール１２側の光入出面４４ａの両側部に、フェルール１２側へ突出する位置決めピン（位置決めガイド）４７が設けられている。これらの位置決めピン４７は、フェルール１２に形成された位置決め穴２５へ挿入して嵌合させることが可能である。光コネクタ５０は、位置決めピン４７を位置決め穴２５へ挿入させながら、フェルール１２側へ近接させることにより、ガラスファイバ４５の先端面を、フェルール１２に保持させたガラスファイバ３２の後端面に高精度に配置させることができる。
【００３７】
上記の光電気変換モジュール３１では、光デバイス４１と光コネクタ５０のガラスファイバ４５との間で、光電気変換モジュール３１のガラスファイバ３２を介して光伝送が行われる。
【００３８】
発光素子からなる光デバイス４１からガラスファイバ４５へ光伝送が行われる場合では、光デバイス４１の素子部４２から発光された光が、光電気変換モジュール３１のガラスファイバ３２を介して光コネクタ５０のガラスファイバ４５へ入射することとなる。また、光コネクタ５０のガラスファイバ４５から、受光素子からなる光デバイス４１へ光伝送が行われる場合では、ガラスファイバ４５から出射した光が、光電気変換モジュール３１のガラスファイバ３２を介して光デバイス４１の素子部４２へ入射することとなる。
【００３９】
また、この光電気変換モジュール３１によれば、回路基板５１に実装した後に光コネクタ５０を接続して光伝送を行うことができるので、光コネクタ５０の接続後に、例えば、光ファイバ心線４９側に不具合が生じたとしても、光電気変換モジュール３１を交換する必要がなく、歩留まりの低下によるコスト高を抑えることができる。また、予め光ファイバ心線４９を接続した構造と比較して、回路基板５１等への取り付けの際の、良好な組み立て作業性を確保することができる。
【００４０】
なお、上記の例では、光ファイバ保持部材１１のフェルール１２に位置決め穴２５を形成し、この位置決め穴２５に光コネクタ５０側の位置決めピン４７を挿入させることにより、光ファイバ保持部材１１と光コネクタ５０とを位置決めしたが、光ファイバ保持部材１１のフェルール１２に位置決めピンを形成し、この位置決めピンを光コネクタ５０に形成した位置決め穴へ挿入して位置決めする構造としても良い。
【００４１】
本実施形態の光ファイバ保持部材１１は、フェルール１２が後端部２３側に対して前端部２２側の厚さが薄いので、接着材であるアンダーフィル材３５を熱処理して硬化させることにより、光ファイバ挿通孔１３へ挿通させたガラスファイバ３２を固定させる際に、アンダーフィル材３５の温度が前端部２２側から上昇して硬化する。したがって、光デバイス４１との良好な光伝送のために最も正確に位置決めして固定することが要求される前端部２２におけるガラスファイバ３２の位置ずれを確実に防止することができる。これにより、光デバイス４１とガラスファイバ３２との間での光送受信を安定化させることができ、光伝送の信頼性を高めることができる。
【００４２】
また、フェルール１２には、後端２３ａに、上方側が開放されたガイド部２４が形成されているので、このガイド部２４のガイド溝２４ａにガラスファイバ３２の先端部を載せ、このガラスファイバ３２を光ファイバ挿通孔１３へ極めて容易に挿し込むことができる。これにより、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入作業の容易化を図ることができる。
【００４３】
また、光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んだガラスファイバ３２の先端が光デバイス４１に当接した場合でも、ガイド部２４における開放された上方または側方へガラスファイバ３２が容易に湾曲する。これにより、ガラスファイバ３２は、小さな挿入力で湾曲することによって挿入力が逃がされて、光デバイス４１との当接箇所への過剰な当接力の付与を防止することができる。したがって、ガラスファイバ３２の挿入位置を厳密に管理するような煩雑な管理作業を行うことなく、光デバイス４１とガラスファイバ３２との過剰な当接による光デバイス４１の素子部４２の損傷やガラスファイバ３２の端面損傷などの不具合を防止することができる。特に、光デバイス４１との光伝送時における光の反射戻りを抑えるためにガラスファイバ３２の先端を斜めに切断したとしても、光デバイス４１の素子部４２の剥離やガラスファイバ３２の端面損傷などの不具合を防止することができる。
【００４４】
また、ガラスファイバ３２を固定する接着材であるアンダーフィル材３５を光ファイバ挿通孔１３へ充填する際に、ガイド部２４がアンダーフィル材３５に受け止められる。これにより、アンダーフィル材３５の充填作業の円滑化を図ることができる。
【００４５】
なお、ガイド部２４を長くすることにより、ガラスファイバ３２が光デバイス４１に当接して湾曲する際の挿入力をより小さくすることができるとともに、ガラスファイバ３２の位置決めのさらなる容易化を図ることができる。
【００４６】
また、ガイド部２４に形成されたガイド溝２４ａとしては、Ｖ溝にすることが好ましい。Ｖ溝にすると、ガイド溝２４ａへガラスファイバ３２を配置させる際に、ガラスファイバ３２の先端部のガイド溝２４ａへの干渉を極力抑え、ガラスファイバ３２の損傷を防止することができる。
【００４７】
次に、上記の光ファイバ保持部材１１を用いて図４の光電気変換モジュール用部品３０を製造する方法について、工程ごとに説明する。
【００４８】
まず、内蔵させるガラスファイバ３２を切断し、フェルール１２の全長よりも長い寸法とする。このとき、ガラスファイバ３２は、その先端部を略平滑面としておく。具体的には、ガラスファイバ３２の一部に傷を付け、その傷部分に曲げ力を付与して破断させるへき開による切断、超硬刃切断あるいはレーザー切断によって、ガラスファイバ３２の先端部を略平滑面とする。
【００４９】
次に、図７（ａ）に示すように、前端２２ａに光デバイス４１を超音波フリップチップ実装等によって搭載したフェルール１２を用意し、このフェルール１２の光ファイバ挿通孔１３に接着材であるアンダーフィル材３５を充填する。
【００５０】
そして、図７（ｂ）に示すように、このフェルール１２のガイド部２４で上方側が開放されている光ファイバ挿通孔１３と繋がるガイド溝２４ａにガラスファイバ３２の先端部を載せ、このガラスファイバ３２をガイド溝２４ａに沿わせて光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んで、ガラスファイバ３２の先端面を光デバイス４１の素子部４２と対向させる。このとき、ガラスファイバ３２をフェルール１２に形成されたガイド部２４のガイド溝２４ａへ載置させることにより、容易に光ファイバ挿通孔１３に対して位置決めすることができる。よって、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入作業の容易化を図ることができる。
【００５１】
光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んだガラスファイバ３２は、その先端が光デバイス４１に当接すると、ガイド部２４における開放された上方または側方へ小さな挿入力で湾曲する。これにより、ガラスファイバ３２は、湾曲することによって挿入力が逃がされ、光デバイス４１との当接箇所へ過剰な当接力が加わることが防止される。
【００５２】
なお、アンダーフィル材３５は、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入とともにガラスファイバ３２の外周と光ファイバ挿通孔１３の内周との間の僅かな隙間に充填されるとともに、ガラスファイバ３２の先端に押し出される。
【００５３】
次に、フェルール１２に、１００℃〜１５０℃程度の熱処理を施してアンダーフィル材３５を硬化させる。このとき、フェルール１２は、前端部２２の厚さが後端部２３の厚さよりも薄いので、前端部２２側の温度が先に上昇する。したがって、アンダーフィル材３５は、早く温度が上昇する前端部２２側から硬化し、その後、後端部２３側が硬化する。
【００５４】
このように、アンダーフィル材３５を硬化させる際に、このアンダーフィル材３５が前端部２２側から硬化するので、前端部２２におけるガラスファイバ３２の位置ずれを防止することができる。これにより、光デバイス４１の素子部４２に対してガラスファイバ３２を所定の位置に高精度に配置させることができ、光デバイス４１とガラスファイバ３２との間での光送受信を安定化させることができ、光伝送の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
その後、図７（ｃ）に示すように、フェルール１２のガイド部２４を、ガラスファイバ３２とともに後端部２３側の根元部分から切断し、ガラスファイバ３２の切断面を鏡面加工する。ガイド部２４の切断の仕方としては、高速回転する円形のダイヤモンドブレードで切断するダイシングがあり、このダイシングによってガイド部２４を切断することにより、ガラスファイバ３２の切断面を鏡面仕上げすることができる。
そして、上記の工程によりフェルール１２にガラスファイバ３２が内蔵され、フェルール１２の前端２２ａに光デバイス４１が装着された光電気変換モジュール用部品３０が得られる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、フェルール１２の光ファイバ挿通孔１３にガラスファイバ３２を内蔵させる場合を例示して説明したが、図８に示すように、光ファイバ心線の先端の被覆を除去して露出させたガラスファイバ３３を直接フェルール１２の光ファイバ挿通孔１３へ挿入してアンダーフィル材３５によって接着して固定させても良い。これにより、ピグテール型の光電気変換モジュール用部品が得られる。
【００５７】
また、図９に示すように、前端部２２側における光ファイバ挿通孔１３内に短尺ガラスファイバ３４を固定しておき、その後、光ファイバ心線から露出させたガラスファイバ３３を光ファイバ挿通孔１３へ挿入して短尺ガラスファイバ３４に突き当て、アンダーフィル材３５によって接着して固定させても良い。
【００５８】
これらの構造の場合も、アンダーフィル材３５を硬化させる際に、このアンダーフィル材３５が前端部２２側から硬化するので、前端部２２におけるガラスファイバ３３の位置ずれを防止することができる。
【００５９】
また、光ファイバ挿通孔１３へガラスファイバ３３を挿入する際に、ガラスファイバ３３をガイド部２４のガイド溝２４ａへ載置させることにより、容易に光ファイバ挿通孔１３に対して位置決めすることができ、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３３の挿入作業の容易化を図ることができる。また、光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んだガラスファイバ３３の先端が光デバイス４１または短尺ガラスファイバ３４に当接すると、ガイド部２４における開放された上方または側方へ湾曲する。これにより、ガラスファイバ３３は、湾曲することによって挿し込み力が逃がされ、光デバイス４１または短尺ガラスファイバ３４との当接箇所へ過剰な当接力が加わることが防止される。
【００６０】
また、光ファイバ保持部材１１を構成するフェルール１２は、その前端部２２における上下面の何れか一方が光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面であれば良い。したがって、図１０に示すように、前端部２２の下面を光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面とし、前端部２２の上面を前端２２ａから後端部２３側へ向かって次第に光ファイバ挿通孔１３から離間する傾斜面としても良い。このような傾斜面とすれば、熱処理によってアンダーフィル材３５を硬化させる際に、前端２２ａから後端部２３側へ向かって次第に硬化させやすくすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１１：光ファイバ保持部材、１２：フェルール、１３：光ファイバ挿通孔、１４：電極、２２：前端部、２２ａ：前端、２３：後端部、２３ａ：後端、２４：ガイド部、２５：位置決め穴（位置決めガイド）、３０：光電気変換モジュール用部品、３１：光電気変換モジュール、３２，３３：ガラスファイバ（光ファイバ）、３５：アンダーフィル材、４１：光デバイス、４５：ガラスファイバ（光ファイバ）、５０：光コネクタ、５１：回路基板、５５：電気デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送等に用いられる光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ間信号の高速化に伴い、電気による伝送ではノイズ、消費電力増加を解消することが困難となってきている。そこで、近年、ＬＳＩ間を、電磁障害や周波数依存性損失が殆どない光通信で伝送する試みがなされている。
この光伝送に用いられる光配線部品として、光ファイバ等の光導波体と、該光導波体の光入出力端が素子搭載面から少なくとも一部突出するように該光導波体を保持し位置決めするフェルールと、このフェルールの少なくとも素子搭載面に設けられた電気配線と、前記フェルールの素子搭載面に搭載され且つ前記電気配線に電気接続された面型光素子とを具備したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、光デバイスが接続される一端側に電気回路を有するとともに複数の光ファイバ挿入孔を備え、光ファイバ挿入孔の光デバイス側に短尺ファイバを固定し、光フェルールの一端側に光デバイスが結合される光フェルールも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５９８６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなフェルールでは、光ファイバの固定および受発光素子（例えば面発光素子）とフェルールの接合強度向上のため、アンダーフィル材と呼ばれる樹脂からなる接着材が使用され、この接着材を硬化させるためにフェルールを加熱する熱処理が行われる。
このような熱処理は、フェルールを均等に加熱することが難しいため、光ファイバの挿入位置を精密に制御しても、アンダーフィル材の熱膨張や熱収縮が不均等に生じ、光ファイバの位置が若干動いてしまうことがある。特に、受発光素子と対向する先端部分の位置が動いてずれると、受発光素子と光ファイバとの間での光送受信が不安定となり、光伝送の信頼性が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明の目的は、光ファイバを高精度に固定して光伝送の信頼性を向上させることが可能な光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバ保持部材は、光ファイバが挿入される光ファイバ挿通孔が形成され、前記光ファイバの挿入方向前方側の前端に電極が設けられたフェルールを有する光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールは、後端部側に対して前端部側の厚さが薄いことを特徴とする。
【０００８】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールは、その後端に、光ファイバを保持した光コネクタを位置決めして接続させる位置決めガイドを有することが好ましい。
【０００９】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールの前端部側における厚さ方向の上下面は、何れか一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であることが好ましい。
【００１０】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールの前端部側における上下面は、その一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であり、他方が前端から後端部側へ向かって次第に前記光ファイバ挿通孔から離間する傾斜面であることが好ましい。
【００１１】
本発明の光ファイバ保持部材において、前記フェルールの後端には、前記光ファイバ挿通孔の軸線に対して上下の何れか一方が開放され、前記光ファイバ挿通孔と繋がるガイド溝を有するガイド部が形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の光電気変換モジュール用部品は、上記本発明の何れかに記載の光ファイバ保持部材と、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールに形成された前記光ファイバ挿通孔へ挿入されて接着固定された光ファイバと、前記電極と導通接続された状態に前記フェルールの前端に取り付けられた光デバイスとを備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光電気変換モジュールは、上記本発明の光電気変換モジュール用部品と、前記光電気変換モジュール用部品が固定された回路基板と、前記回路基板に実装された電気デバイスとを備え、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールの前端と前記電気デバイスとが略同一高さとされて、前記電極と前記電気デバイスとがワイヤーボンドにより導通接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フェルールの後端部側に対して前端部側の厚さが薄いので、熱処理して接着材を硬化させて光ファイバ挿通孔へ挿通させた光ファイバを固定させる際に、前端部側から温度が上昇して接着材が前端部側から硬化される。これにより、前端に取り付けられる光デバイスとの良好な光伝送のために最も正確に位置決めして固定することが要求される前端部における光ファイバの位置ずれを確実に防止することができる。したがって、光デバイスと光ファイバとの間での光送受信を安定化させることができ、光伝送の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材の一例を示す図であって、（ａ）は下面側から視た前方側の斜視図、（ｂ）は上面側から視た後方側の斜視図である。
【図２】図１の光ファイバ保持部材を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は上下を逆にした状態の側面図である。
【図３】図１の光ファイバ保持部材の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光電気変換モジュール用部品の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光電気変換モジュールの一例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光電気変換モジュール用部品及び光コネクタの斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材を用いた光電気変換モジュール用部品の製造工程を示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材を用いた光電気変換モジュール用部品の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材を用いた光電気変換モジュール用部品の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る光ファイバ保持部材の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、光ファイバ保持部材１１は、フェルール１２からなるものであり、このフェルール１２は、樹脂によって一体成型されている。このフェルール１２は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を主成分とする熱可塑性樹脂から形成されている。ポリフェニレンサルファイドを主成分とする熱可塑性樹脂は、精密成形性に優れた樹脂であり、精密成形を要するフェルール１２に用いるのに好適である。また、このポリフェニレンサルファイドを主成分とする熱可塑性樹脂は、線膨張係数が小さく、耐熱性にも優れた樹脂である。
【００１７】
図３にも示すように、フェルール１２は、前端部２２と後端部２３とから構成されており、後端部２３に対して前端部２２の厚さが薄く、幅寸法も小さくされている。この前端部２２の厚さは、十分な機械的強度が確保可能な範囲で極力薄く形成されている。そして、フェルール１２の前端部２２における上下面は、光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面となるように形成されている。
【００１８】
フェルール１２には、前端部２２の前端２２ａから後端部２３の後端２３ａにわたって複数の光ファイバ挿通孔１３が形成されており、これらの光ファイバ挿通孔１３が、フェルール１２の幅方向に間隔をあけて配列されている。これらの光ファイバ挿通孔１３には、フェルール１２の後端２３ａ側から、それぞれ後述する内蔵のガラスファイバ（光ファイバ）３２が挿入されて固定されるようになっている。
【００１９】
フェルール１２の前端部２２には、その前端２２ａに、厚さ方向へ延在する電極（リードフレーム）１４が複数設けられている。これらの電極１４は、例えば、インサート成型によってフェルール１２の前端２２ａに一体的に設けられている。つまり、このフェルール１２は、複数の電極１４とともに一体成型されている。そして、フェルール１２の前端部２２の上下面には、電極１４の端部が露出されており、この露出された電極１４の一部がパッド面１４ａとして設けられている。また、このフェルール１２の前端２２ａには、その上下の縁部に、幅方向へわたるリブ２０が形成されている。
【００２０】
フェルール１２の前端部２２の後端部２３側の根元部分は、後端部２３側へ向かって次第に厚さ及び幅が広く形成されている。これにより、前端部２２の根元部分における応力集中が抑制される。なお、この前端部２２の根元部分の厚さ方向及び幅方向の断面形状としては、円弧形状であってもよく、テーパ形状であってもよい。
【００２１】
また、フェルール１２には、後端２３ａに、光ファイバ挿通孔１３の軸線に対して上方が開放されたガイド部２４が光ファイバ挿通孔１３の配列に沿って形成されている。このガイド部２４には、光ファイバ挿通孔１３と繋がる複数のガイド溝２４ａが形成されており、これらのガイド溝２４ａの上方が開放されている。なお、光ファイバ挿通孔１３のガイド部２４に繋がる部分は、ガイド部２４へ向かって次第に拡径された挿入ガイド孔１３ｂとされており、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入の円滑化が図られている。
【００２２】
フェルール１２の後端部２３には、その両端部に、位置決め穴（位置決めガイド）２５が形成されている。これらの位置決め穴２５には、後述する光コネクタ５０に装着された位置決めピン（位置決めガイド）４７が挿入可能である。位置決め穴２５に位置決めピン４７を挿入することにより、光コネクタ５０がフェルール１２の後端２３ａに位置決めされた状態で接続される。
【００２３】
次に、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュールについて説明する。
図４に示すように、光電気変換モジュール用部品３０は、光ファイバ保持部材１１を構成するフェルール１２の光ファイバ挿通孔１３に、コア及びクラッドを有するガラスファイバ３２が挿通されて固定されている。これらのガラスファイバ３２は、その先端部が略平滑な面に形成され、光デバイス４１に過剰な圧力がかからなければ光デバイス４１に接触しても良いが、好ましくは、フェルール１２の前端２２ａと同一面上または光ファイバ挿通孔１３内へ少し引き込んだ位置に配置されている。
【００２４】
なお、ガラスファイバ３２は、その先端を斜めに切断したものでも良い。ガラスファイバ３２の先端が斜めに切断されていると、光デバイス４１との光伝送時における光の反射を極力少なくすることができる。また、実装トレランスが拡大され、多少の軸ずれを許容することができる。特に、マルチモードファイバの場合には、伝送光のモードスペックルノイズの発生を抑制することができる。
【００２５】
フェルール１２の前端２２ａには、リブ２０の間に光デバイス４１が取り付けられている。この光デバイス４１は、フェルール１２の前端２２ａに取り付けられる取り付け面である素子面に、素子部４２と端子部４３とを有している。
この光デバイス４１は、例えば、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）やフォトダイオードなどの発光素子または受光素子である。光デバイス４１の素子部４２は、光デバイス４１が発光素子である場合は発光部であり、光デバイス４１が受光素子である場合は受光部である。
【００２６】
この光デバイス４１は、その端子部４３が、フェルール１２に設けられた電極１４に対して、例えば、金（Ａｕ）からなるバンプ４０によって導通接続されている。このバンプ４０による接続は、超音波振動または熱によってバンプ４０を介して端子部４３と電極１４とを接続するフリップチップ実装で行われる。あるいは、異方性導電フィルム(ＡＣＦ)を用いて接着することも可能である。このようにフェルール１２に取り付けられた光デバイス４１は、その素子部４２が、フェルール１２の光ファイバ挿通孔１３の対向位置に配置されている。
【００２７】
なお、フェルール１２には、前端２２ａの幅方向半分に発光素子からなる光デバイス４１を取り付け、残りの幅方向半分側に受光素子からなる光デバイス４１を取り付ける場合もある。
ガラスファイバ３２は、接着材として機能するアンダーフィル材３５によって接着されて固定されている。このアンダーフィル材３５は、フェルール１２の前端２２ａと光デバイス４１との間にも充填されており、このアンダーフィル材３５によって光デバイス４１とフェルール１２とが強固に接合されている。このアンダーフィル材３５は、フェルール１２に対して熱処理を施すことにより硬化されている。
【００２８】
上記構造の光電気変換モジュール用部品３０は、光電気変換モジュールとして用いる場合、ガイド部２４が切断される場合がある。この切断箇所では、ガラスファイバ３２の後端部が鏡面加工されている。なお、フェルール１２は、ガイド部２４を切断して鏡面加工を施す際に、前端部２２より幅及び厚さ寸法が大きい後端部２３によって充分な強度を有するので、十分な耐久性を発揮することができる。
【００２９】
上記のような光電気変換モジュール用部品３０は、図５に示すように、回路基板５１に実装されて光電気変換モジュール３１とされる。
この光電気変換モジュール３１では、光電気変換モジュール用部品３０を構成するフェルール１２の前端部２２が回路基板５１の回路面５１ａにボンディング材等によって固定される。
【００３０】
このように、前端部２２を回路面５１ａへ配置させることにより、光電気変換モジュール用部品３０が回路基板５１の所定位置へ実装される。ここで、光ファイバ保持部材１１を構成するフェルール１２の前端部２２における上下面が、光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面であるので、例えば、前端部２２における下面を回路基板５１に配置させることにより、極めて容易かつ円滑にフェルール１２を回路基板５１に取り付けることができる。
【００３１】
回路基板５１には、回路面５１ａに、電気デバイス５５が実装されており、電気デバイス５５の端子５５ａが回路面５１ａに形成された回路パターン（図示省略）と導通されている。なお、電気デバイス５５は、例えば、ドライバ、トランスインピーダンスアンプなどの光素子駆動ＩＣである。
【００３２】
また、この回路基板５１に実装された電気デバイス５５の端子５５ａは、例えば、金（Ａｕ）からなるボンディングワイヤ５６によってフェルール１２の電極１４のパッド面１４ａに導通接続される。
【００３３】
回路基板５１に実装された光電気変換モジュール用部品３０のフェルール１２は、その前端部２２の高さが、回路基板５１に実装された電気デバイス５５の高さと略同一とされている。これにより、電気デバイス５５の端子５５ａとフェルール１２の電極１４のパッド面１４ａとをつなぐボンディングワイヤ５６の長さを極力短くすることができる。よって、ボンディングワイヤ５６における高周波特性を向上させ、電気的ノイズの影響を極力抑えることができる。
【００３４】
光電気変換モジュール用部品３０を回路基板５１に実装してなる光電気変換モジュール３１には、図６に示すように、フェルール１２の後端２３ａ側に、光ファイバテープ心線４８の複数本の光ファイバ心線４９が接続された光コネクタ５０が接続される。この光コネクタ５０は、ポリエステル樹脂、ＰＰＳ樹脂及びエポキシ樹脂の何れかを含む材料で形成されたコネクタフェルール４４を有している。
【００３５】
光ファイバ心線４９は、コア及びクラッドを有するガラスファイバ（光ファイバ）４５を樹脂によって被覆したものであり、光ファイバ心線４９の端部で被覆から露出されたガラスファイバ４５がコネクタフェルール４４に保持されている。そして、コネクタフェルール４４におけるフェルール１２との対向面である光入出面４４ａで、それぞれのガラスファイバ４５の端面が露出されている。
【００３６】
光コネクタ５０には、フェルール１２側の光入出面４４ａの両側部に、フェルール１２側へ突出する位置決めピン（位置決めガイド）４７が設けられている。これらの位置決めピン４７は、フェルール１２に形成された位置決め穴２５へ挿入して嵌合させることが可能である。光コネクタ５０は、位置決めピン４７を位置決め穴２５へ挿入させながら、フェルール１２側へ近接させることにより、ガラスファイバ４５の先端面を、フェルール１２に保持させたガラスファイバ３２の後端面に高精度に配置させることができる。
【００３７】
上記の光電気変換モジュール３１では、光デバイス４１と光コネクタ５０のガラスファイバ４５との間で、光電気変換モジュール３１のガラスファイバ３２を介して光伝送が行われる。
【００３８】
発光素子からなる光デバイス４１からガラスファイバ４５へ光伝送が行われる場合では、光デバイス４１の素子部４２から発光された光が、光電気変換モジュール３１のガラスファイバ３２を介して光コネクタ５０のガラスファイバ４５へ入射することとなる。また、光コネクタ５０のガラスファイバ４５から、受光素子からなる光デバイス４１へ光伝送が行われる場合では、ガラスファイバ４５から出射した光が、光電気変換モジュール３１のガラスファイバ３２を介して光デバイス４１の素子部４２へ入射することとなる。
【００３９】
また、この光電気変換モジュール３１によれば、回路基板５１に実装した後に光コネクタ５０を接続して光伝送を行うことができるので、光コネクタ５０の接続後に、例えば、光ファイバ心線４９側に不具合が生じたとしても、光電気変換モジュール３１を交換する必要がなく、歩留まりの低下によるコスト高を抑えることができる。また、予め光ファイバ心線４９を接続した構造と比較して、回路基板５１等への取り付けの際の、良好な組み立て作業性を確保することができる。
【００４０】
なお、上記の例では、光ファイバ保持部材１１のフェルール１２に位置決め穴２５を形成し、この位置決め穴２５に光コネクタ５０側の位置決めピン４７を挿入させることにより、光ファイバ保持部材１１と光コネクタ５０とを位置決めしたが、光ファイバ保持部材１１のフェルール１２に位置決めピンを形成し、この位置決めピンを光コネクタ５０に形成した位置決め穴へ挿入して位置決めする構造としても良い。
【００４１】
本実施形態の光ファイバ保持部材１１は、フェルール１２が後端部２３側に対して前端部２２側の厚さが薄いので、接着材であるアンダーフィル材３５を熱処理して硬化させることにより、光ファイバ挿通孔１３へ挿通させたガラスファイバ３２を固定させる際に、アンダーフィル材３５の温度が前端部２２側から上昇して硬化する。したがって、光デバイス４１との良好な光伝送のために最も正確に位置決めして固定することが要求される前端部２２におけるガラスファイバ３２の位置ずれを確実に防止することができる。これにより、光デバイス４１とガラスファイバ３２との間での光送受信を安定化させることができ、光伝送の信頼性を高めることができる。
【００４２】
また、フェルール１２には、後端２３ａに、上方側が開放されたガイド部２４が形成されているので、このガイド部２４のガイド溝２４ａにガラスファイバ３２の先端部を載せ、このガラスファイバ３２を光ファイバ挿通孔１３へ極めて容易に挿し込むことができる。これにより、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入作業の容易化を図ることができる。
【００４３】
また、光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んだガラスファイバ３２の先端が光デバイス４１に当接した場合でも、ガイド部２４における開放された上方または側方へガラスファイバ３２が容易に湾曲する。これにより、ガラスファイバ３２は、小さな挿入力で湾曲することによって挿入力が逃がされて、光デバイス４１との当接箇所への過剰な当接力の付与を防止することができる。したがって、ガラスファイバ３２の挿入位置を厳密に管理するような煩雑な管理作業を行うことなく、光デバイス４１とガラスファイバ３２との過剰な当接による光デバイス４１の素子部４２の損傷やガラスファイバ３２の端面損傷などの不具合を防止することができる。特に、光デバイス４１との光伝送時における光の反射戻りを抑えるためにガラスファイバ３２の先端を斜めに切断したとしても、光デバイス４１の素子部４２の剥離やガラスファイバ３２の端面損傷などの不具合を防止することができる。
【００４４】
また、ガラスファイバ３２を固定する接着材であるアンダーフィル材３５を光ファイバ挿通孔１３へ充填する際に、ガイド部２４がアンダーフィル材３５に受け止められる。これにより、アンダーフィル材３５の充填作業の円滑化を図ることができる。
【００４５】
なお、ガイド部２４を長くすることにより、ガラスファイバ３２が光デバイス４１に当接して湾曲する際の挿入力をより小さくすることができるとともに、ガラスファイバ３２の位置決めのさらなる容易化を図ることができる。
【００４６】
また、ガイド部２４に形成されたガイド溝２４ａとしては、Ｖ溝にすることが好ましい。Ｖ溝にすると、ガイド溝２４ａへガラスファイバ３２を配置させる際に、ガラスファイバ３２の先端部のガイド溝２４ａへの干渉を極力抑え、ガラスファイバ３２の損傷を防止することができる。
【００４７】
次に、上記の光ファイバ保持部材１１を用いて図４の光電気変換モジュール用部品３０を製造する方法について、工程ごとに説明する。
【００４８】
まず、内蔵させるガラスファイバ３２を切断し、フェルール１２の全長よりも長い寸法とする。このとき、ガラスファイバ３２は、その先端部を略平滑面としておく。具体的には、ガラスファイバ３２の一部に傷を付け、その傷部分に曲げ力を付与して破断させるへき開による切断、超硬刃切断あるいはレーザー切断によって、ガラスファイバ３２の先端部を略平滑面とする。
【００４９】
次に、図７（ａ）に示すように、前端２２ａに光デバイス４１を超音波フリップチップ実装等によって搭載したフェルール１２を用意し、このフェルール１２の光ファイバ挿通孔１３に接着材であるアンダーフィル材３５を充填する。
【００５０】
そして、図７（ｂ）に示すように、このフェルール１２のガイド部２４で上方側が開放されている光ファイバ挿通孔１３と繋がるガイド溝２４ａにガラスファイバ３２の先端部を載せ、このガラスファイバ３２をガイド溝２４ａに沿わせて光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んで、ガラスファイバ３２の先端面を光デバイス４１の素子部４２と対向させる。このとき、ガラスファイバ３２をフェルール１２に形成されたガイド部２４のガイド溝２４ａへ載置させることにより、容易に光ファイバ挿通孔１３に対して位置決めすることができる。よって、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入作業の容易化を図ることができる。
【００５１】
光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んだガラスファイバ３２は、その先端が光デバイス４１に当接すると、ガイド部２４における開放された上方または側方へ小さな挿入力で湾曲する。これにより、ガラスファイバ３２は、湾曲することによって挿入力が逃がされ、光デバイス４１との当接箇所へ過剰な当接力が加わることが防止される。
【００５２】
なお、アンダーフィル材３５は、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３２の挿入とともにガラスファイバ３２の外周と光ファイバ挿通孔１３の内周との間の僅かな隙間に充填されるとともに、ガラスファイバ３２の先端に押し出される。
【００５３】
次に、フェルール１２に、１００℃〜１５０℃程度の熱処理を施してアンダーフィル材３５を硬化させる。このとき、フェルール１２は、前端部２２の厚さが後端部２３の厚さよりも薄いので、前端部２２側の温度が先に上昇する。したがって、アンダーフィル材３５は、早く温度が上昇する前端部２２側から硬化し、その後、後端部２３側が硬化する。
【００５４】
このように、アンダーフィル材３５を硬化させる際に、このアンダーフィル材３５が前端部２２側から硬化するので、前端部２２におけるガラスファイバ３２の位置ずれを防止することができる。これにより、光デバイス４１の素子部４２に対してガラスファイバ３２を所定の位置に高精度に配置させることができ、光デバイス４１とガラスファイバ３２との間での光送受信を安定化させることができ、光伝送の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
その後、図７（ｃ）に示すように、フェルール１２のガイド部２４を、ガラスファイバ３２とともに後端部２３側の根元部分から切断し、ガラスファイバ３２の切断面を鏡面加工する。ガイド部２４の切断の仕方としては、高速回転する円形のダイヤモンドブレードで切断するダイシングがあり、このダイシングによってガイド部２４を切断することにより、ガラスファイバ３２の切断面を鏡面仕上げすることができる。
そして、上記の工程によりフェルール１２にガラスファイバ３２が内蔵され、フェルール１２の前端２２ａに光デバイス４１が装着された光電気変換モジュール用部品３０が得られる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、フェルール１２の光ファイバ挿通孔１３にガラスファイバ３２を内蔵させる場合を例示して説明したが、図８に示すように、光ファイバ心線の先端の被覆を除去して露出させたガラスファイバ３３を直接フェルール１２の光ファイバ挿通孔１３へ挿入してアンダーフィル材３５によって接着して固定させても良い。これにより、ピグテール型の光電気変換モジュール用部品が得られる。
【００５７】
また、図９に示すように、前端部２２側における光ファイバ挿通孔１３内に短尺ガラスファイバ３４を固定しておき、その後、光ファイバ心線から露出させたガラスファイバ３３を光ファイバ挿通孔１３へ挿入して短尺ガラスファイバ３４に突き当て、アンダーフィル材３５によって接着して固定させても良い。
【００５８】
これらの構造の場合も、アンダーフィル材３５を硬化させる際に、このアンダーフィル材３５が前端部２２側から硬化するので、前端部２２におけるガラスファイバ３３の位置ずれを防止することができる。
【００５９】
また、光ファイバ挿通孔１３へガラスファイバ３３を挿入する際に、ガラスファイバ３３をガイド部２４のガイド溝２４ａへ載置させることにより、容易に光ファイバ挿通孔１３に対して位置決めすることができ、光ファイバ挿通孔１３へのガラスファイバ３３の挿入作業の容易化を図ることができる。また、光ファイバ挿通孔１３へ挿し込んだガラスファイバ３３の先端が光デバイス４１または短尺ガラスファイバ３４に当接すると、ガイド部２４における開放された上方または側方へ湾曲する。これにより、ガラスファイバ３３は、湾曲することによって挿し込み力が逃がされ、光デバイス４１または短尺ガラスファイバ３４との当接箇所へ過剰な当接力が加わることが防止される。
【００６０】
また、光ファイバ保持部材１１を構成するフェルール１２は、その前端部２２における上下面の何れか一方が光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面であれば良い。したがって、図１０に示すように、前端部２２の下面を光ファイバ挿通孔１３の軸線と平行な面とし、前端部２２の上面を前端２２ａから後端部２３側へ向かって次第に光ファイバ挿通孔１３から離間する傾斜面としても良い。このような傾斜面とすれば、熱処理によってアンダーフィル材３５を硬化させる際に、前端２２ａから後端部２３側へ向かって次第に硬化させやすくすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１１：光ファイバ保持部材、１２：フェルール、１３：光ファイバ挿通孔、１４：電極、２２：前端部、２２ａ：前端、２３：後端部、２３ａ：後端、２４：ガイド部、２５：位置決め穴（位置決めガイド）、３０：光電気変換モジュール用部品、３１：光電気変換モジュール、３２，３３：ガラスファイバ（光ファイバ）、３５：アンダーフィル材、４１：光デバイス、４５：ガラスファイバ（光ファイバ）、５０：光コネクタ、５１：回路基板、５５：電気デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが挿入される光ファイバ挿通孔が形成され、前記光ファイバの挿入方向前方側の前端に電極が設けられたフェルールを有する光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールは、後端部側に対して前端部側の厚さが薄いことを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールは、その後端に、光ファイバを保持した光コネクタを位置決めして接続させる位置決めガイドを有することを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールの前端部側における厚さ方向の上下面は、何れか一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であることを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールの前端部側における上下面は、その一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であり、他方が前端から後端部側へ向かって次第に前記光ファイバ挿通孔から離間する傾斜面であることを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の光ファイバ保持部材であって、前記フェルールの後端には、前記光ファイバ挿通孔の軸線に対して上下の何れか一方が開放され、前記光ファイバ挿通孔と繋がるガイド溝を有するガイド部が形成されていることを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の光ファイバ保持部材と、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールに形成された前記光ファイバ挿通孔へ挿入されて固定された光ファイバと、前記電極と導通接続された状態に前記フェルールの前端に取り付けられた光デバイスとを備えていることを特徴とする光電気変換モジュール用部品。
【請求項７】
請求項６に記載の光電気変換モジュール用部品と、前記光電気変換モジュール用部品が固定された回路基板と、前記回路基板に実装された電気デバイスとを備え、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールの前端と前記電気デバイスとが略同一高さとされて、前記電極と前記電気デバイスとがワイヤーボンドにより導通接続されていることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項１】
光ファイバが挿入される光ファイバ挿通孔が形成され、前記光ファイバの挿入方向前方側の前端に電極が設けられたフェルールを有する光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールは、後端部側に対して前端部側の厚さが薄いことを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールは、その後端に、光ファイバを保持した光コネクタを位置決めして接続させる位置決めガイドを有することを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールの前端部側における厚さ方向の上下面は、何れか一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であることを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバ保持部材であって、
前記フェルールの前端部側における上下面は、その一方が前記光ファイバ挿通孔の軸線と平行な面であり、他方が前端から後端部側へ向かって次第に前記光ファイバ挿通孔から離間する傾斜面であることを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の光ファイバ保持部材であって、前記フェルールの後端には、前記光ファイバ挿通孔の軸線に対して上下の何れか一方が開放され、前記光ファイバ挿通孔と繋がるガイド溝を有するガイド部が形成されていることを特徴とする光ファイバ保持部材。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の光ファイバ保持部材と、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールに形成された前記光ファイバ挿通孔へ挿入されて固定された光ファイバと、前記電極と導通接続された状態に前記フェルールの前端に取り付けられた光デバイスとを備えていることを特徴とする光電気変換モジュール用部品。
【請求項７】
請求項６に記載の光電気変換モジュール用部品と、前記光電気変換モジュール用部品が固定された回路基板と、前記回路基板に実装された電気デバイスとを備え、前記光ファイバ保持部材の前記フェルールの前端と前記電気デバイスとが略同一高さとされて、前記電極と前記電気デバイスとがワイヤーボンドにより導通接続されていることを特徴とする光電気変換モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２８００５（Ｐ２０１２−１２８００５Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６９００（Ｐ２０１０−２７６９００）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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