光モジュール及びその製造方法
【課題】簡易な方法によって正確なマイクロホールを備えたマイクロホールアレイを製造することができ、しかもマイクロホールと光デバイスとの調心作業を行うことなく信頼性能高い光接続を可能とする光モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｎ本の光ファイバ２０からなる多心光ファイバ２の端部とＶＣＳＥＬ、ＰＤ等の複数の光デバイス１１との間で光伝送を行う光モジュール１は、複数の光デバイス１１を搭載した光デバイスモジュール１２と、複数のマイクロホール１３が穿設されたマイクロホールアレイ１４と、端部がマイクロホール１３に挿入された光ファイバ２０とを有する。Ｎ本の光ファイバ２０をマイクロホール１３に挿入するのみで、光ファイバ２０は無調整で光デバイスモジュール１２の光デバイス１１に同心に位置決めされて効率の良い光伝送が行われる。
【解決手段】Ｎ本の光ファイバ２０からなる多心光ファイバ２の端部とＶＣＳＥＬ、ＰＤ等の複数の光デバイス１１との間で光伝送を行う光モジュール１は、複数の光デバイス１１を搭載した光デバイスモジュール１２と、複数のマイクロホール１３が穿設されたマイクロホールアレイ１４と、端部がマイクロホール１３に挿入された光ファイバ２０とを有する。Ｎ本の光ファイバ２０をマイクロホール１３に挿入するのみで、光ファイバ２０は無調整で光デバイスモジュール１２の光デバイス１１に同心に位置決めされて効率の良い光伝送が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及びその製造方法に関し、特に、多心光ファイバと光デバイスとの位置合わせ及び光結合をマイクロホールを備えたマイクロホールアレイ（ＭＨＡ）を用いて簡単かつ確実に行うことが可能な光モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル機器では、膨大なデータを高速に処理する必要から、データ等の伝送をメタルワイヤによるメタル伝送に代えて光導波路や光ファイバ等を用いた光伝送で行うようになってきた。その一例を示せば図１３に示す如くであり、電子機器１００の図示しない筐体内には複数のカード（ここでは、カード１０１Ａ，１０１Ｂの２枚）が収納され、そのデータ伝送には多心光ファイバが用いられている。カード１０１Ａについて説明すると、カード１０１Ａは、所定の配線パターンが設けられているプリント基板１０２と、プリント基板１０２に実装されている複数のＬＳＩ１０３と、このＬＳＩ１０３に接続された状態でプリント基板１０２に実装されている複数の多チャンネル光モジュール１０４と、カード１０１Ａのフレーム１０５に取り付けられた複数の光コネクタ１０６とを備えて構成されている。尚、カード１０Ｂも同様にして構成されている。
【０００３】
カード１０１Ａの各光コネクタ１０６と各多チャンネル光モジュール１０４とは、多心光ファイバ１０７Ａ，１０７Ｂによって接続されている。また、カード１０１Ａとカード１０１Ｂとのデータ伝送は多心光ファイバ１０８Ａ〜１０８Ｄによって行われるようになっている。また、電子機器１００と他の電子機器２００とのデータ伝送は、多心光ファイバ１０９Ａ，１０９Ｂを介して行われるようになっている。尚、多心光ファイバ１０７Ａ，１０７Ｂ，１０８Ａ〜１０８Ｄ，１０９Ａ，１０９Ｂが２本１組になっているのは、送信（ＴＸ）用と受信（ＲＸ）用に分けられているためである。
【０００４】
多心光ファイバ１０７Ａ，１０７Ｂの多チャンネル光モジュール１０４に接続される側には、ＳＦ（Sagged Fiber：「座屈ファイバ」）光コネクタ１１０が取り付けられている。ここで、ＳＦ光コネクタとは、光ファイバの所定箇所を撓ませることによって光ファイバ自身の座屈力を利用して他方の光ファイバを接触させて確実に接続を行うコネクタのことである。このＳＦ光コネクタ１１０の採用は、光インターフェースの小型化を図ることはでき、光ファイバとの光結合効率の向上及び低消費電力化を図ることができることに理由がある。
【０００５】
ＳＦ光コネクタ１１０は、図１４に示すように、概略として、樹脂成型によって形成されたプラグ１１１を備えており、このプラグ１１１によって多心光ファイバ１０７Ａ（或いは１０７Ｂ）の端部が保持されている。多心光ファイバ１０７Ａ（１０７Ｂ）はＮ本のマルチモード（ＭＭ）ファイバ１１２を一体にして構成されており、各ＭＭファイバ１１２の端面には、コア１１３が臨んでいる。
【０００６】
一方、プラグ１１１を受け入れる多チャンネル光モジュール１０４は、角筒状のレセプタクル１１４を有し、その底部にはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直共振器面発光レーザ）や、ＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）等といった複数の光デバイス１１５を実装した光デバイスモジュール１１６が配置されている。光デバイスモジュール１１６の上部には、レセプタクル１１４に保持された２層（光デバイスモジュール１１６側が液晶ポリマ基板、後述するマイクロホールアレイ１１９側がガラス薄板）構成のボード１１７と、このボード１１７に搭載されると共に、ＭＭファイバ１１２のＮ本のコア１１３を挿入可能な内径を有するＮ本のマイクロホール１１８を備えたマイクロホールアレイ１１９が配置されている。そして、多心光ファイバ１０７Ａを構成する複数の光ファイバ１１２のコア１１３がマイクロホールアレイ１１９のマイクロホール１１８に挿入することによって光デバイスモジュール１１６の各光デバイス１１５に対して対向するようにして配置される。
【０００７】
ＳＦ光コネクタ１１０を多チャンネル光モジュール１０４に装着するには、まず、ＳＦ光コネクタ１１０のプラグ１１１に取り付けられた多心光ファイバ１０７Ａを、図１４（ａ）に示すように、プラグ１１１をレセプタクル１１４に挿入することにより多心光ファイバ１０７ＡのＮ本のコア１１３をＮ本のマイクロホール１１８に挿入し、さらにマイクロホール１１８内を降下させることによって最終的には図１４（ｂ）に示すように挿入状態とする。この状態において、光デバイス１１５がＶＣＳＥＬの場合であれば、ＬＳＩ１０３から多チャンネル光モジュール１０４へ伝送された電気信号がＶＣＳＥＬによって光信号に変換され、この光信号がコア１１３へ送出され光ファイバ１１２を介して伝送される。また、光デバイス１１５がＰＤの場合であれば、光ファイバ１１２を介して伝送されてきた光信号がコア１１３からＰＤへ送出され、ＰＤによって光信号から電気信号に変換され、多チャンネル光モジュール１０４からＬＳＩ１０３へ伝送される。
【０００８】
上述したＳＦ光コネクタの構成の具体例については、例えば、非特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】日本電信電話株式会社、ＮＴＴフォトニクス研究所「光モジュール化技術及び光コネクタ技術−３」２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の光モジュールにあっては、多心光ファイバを構成する複数の光ファイバを挿入するためのマイクロホール備えたマイクロホールアレイをＶＣＳＥＬやＰＤ等の光デバイスの配列や多心光ファイバを構成する複数の光ファイバの配列に合致するようにして穿設する必要がある。これをドリルなどによって直接加工するには極めて精密な加工作業が要求されると共に、光デバイスと光ファイバとの調心作業も必要となる。
【００１１】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、簡易な方法によって正確なマイクロホールを備えたマイクロホールアレイを製造することができ、マイクロホールと光デバイスとの調心作業を行うことなく信頼性能高い光接続を可能にする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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持し、複数の光ファイバのそれぞれと光学的に接続された１又は複数の光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールにおいて、基板上に実装された光デバイスを光硬化性樹脂で覆い、当該光硬化性樹脂に対して選択的に光を照射することによって光デバイスに至る長さの複数の長孔状のマイクロホールが形成されたマイクロホールアレイを備え、複数の長孔状のマイクロホールに複数の光ファイバのそれぞれを挿入することにより複数の光ファイバと光デバイスとの間の光伝送を可能としたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、複数の長孔状のマイクロホールは、各光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、複数の長孔状のマイクロホールを備え、長孔状のマイクロホールに多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持するマイクロホールアレイと、マイクロホールアレイに保持された光ファイバの端面に光学的に接続される１又は複数の光デバイスとを備え、複数の光ファイバと光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールの製造方法において、基板上に実装された光デバイスを取り囲むようにしてモールド型を配置する工程と、モールド型内に光硬化性樹脂を充填する工程と、モールド型内に充填された光硬化性樹脂に複数の光ファイバの端部の形状及び配列に合致させた遮光パターンを有するフォトマスクを配置して、光硬化性樹脂に対して光を照射することによって光が照射された部分を硬化させると共に、光が照射されなかった部分を複数の光ファイバを挿入可能な複数の長孔状のマイクロホールとしてマイクロホールアレイを形成する工程とを備えて構成されたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の光モジュールの製造方法において、光が照射されず複数の光ファイバを挿入可能な複数の長孔状のマイクロホールとされた部分の光硬化性樹脂を除去することなく複数の光ファイバの端部を挿入する工程をさらに備えて構成されたことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項３又は４のいずれか１項に記載のモジュールの製造方法において、照射する光の強度及び／又は照射する光の時間を調整することにより、長孔状のマイクロホールを各光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る光モジュールによれば、マイクロホールとＶＣＳＥＬやＰＤ等の光デバイスとの調心作業を行うことなく信頼性能高い光接続を可能にすると共に、光モジュールの小型化、光ファイバとの光結合効率の向上及び低消費電力化の実現を容易に図ることができるという効果がある。
【００１８】
本発明に係る光モジュールの製造方法によれば、ドリル等による精密な穴開け加工を行うことなく極めて簡単な方法によって調心も不要で精密なマイクロホールアレイを製造することができ、しかも信頼性能の高い光接続を可能とする光モジュールを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る光モジュールの好ましい一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係る光モジュールの第一の製造方法を示す工程図である。
【図３】図２に示す工程に続く工程を示す工程図である。
【図４】本発明に係る光モジュールの第二の製造方法を示す工程図である。
【図５】他の遮光パターンによる製造方法を示す図である
【図６】さらに別の遮光パターンによる製造方法を示す図である。
【図７】モールド型を用いない場合のフォトマスクを示す平面図である。
【図８】光の回折を示すグラフである。
【図９】光の回り込みを示す図である。
【図１０】光の強度とテーパの角度との関係を示すグラフである。
【図１１】基板の側端縁部に設けた光モジュールを示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す光モジュールの横断面図である。
【図１３】データの伝送に電気−光変換及び光−電気変換の光インターフェースを用いた電子機器の構成例を示す図である。
【図１４】図１３に示す多チャンネル光モジュール及びこれに接続されるＳＦ光コネクタの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［光モジュールの構成］
以下、本発明に係る光モジュールについて、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る光モジュールの一実施形態を示す断面図である。図示された光モジュール１は、例えば、電子機器のボードに搭載されたＬＳＩと他のボード或いは他の機器とのデータ伝送に伴う電気−光変換、光−電気変換を行う部位に配置される。光モジュール１は、概略として、所定の配線パターンが形成されている絶縁基板１０と、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直共振器面発光レーザ）や、ＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）等の複数の光デバイス１１を搭載して絶縁基板１０上の所定の位置に実装されている光デバイスモジュール１２と、長孔状の複数のマイクロホール１３が形成されており、下部に設けられた凹部１５に光デバイスモジュール１２を収容するようにして絶縁基板１０上に設置された樹脂製のマイクロホールアレイ１４を備えている。尚、「マイクロホール」とは、光ファイバが挿入される直径の小さな長孔のことであり、「マイクロホールアレイ」とは、複数のマイクロホールを配列した構造のことである。
【００２１】
絶縁基板１０には、上記した光デバイス１１の他、各種の電子部品やスロットを介してＬＳＩを搭載した各種の電子機器のボードなどが実装される。そして、絶縁基板１０は、光デバイス１１や各種の電子部品及び電子機器のボードとの間で電気的な接続を行うための図示しないプリント配線パターンを備えている。
【００２２】
光デバイス１１を内部に収容するようにして絶縁基板１０上に配置されたマイクロホールアレイ１４は、光硬化性樹脂、例えば紫外線によって硬化する紫外線硬化樹脂等を用いて成形されており、このマイクロホールアレイ１４には後述する方法によってマイクロホール１３が複数形成されており、この複数のマイクロホール１３のそれぞれには、プラグ３に端部が固定された多心光ファイバ２の複数のＭＭファイバ２０のそれぞれの端面から所定の長さ（例えば、１ｍｍ）が挿入される。尚、プラグ３の端面（図１ではプラグ３の底面）はマイクロホールアレイ１４と当接することによってストッパとして機能するようになっている。また、複数の長孔状のマイクロホール１３は、複数のＭＭファイバ２０がそれぞれ挿入される挿入側の開口部の大きさが光デバイス１１側に近づくほど次第に狭くなったテーパー状に形成されている。これにより、複数のＭＭファイバ２０のそれぞれをマイクロホール１３内に容易に挿入することができると共に、光デバイス１１のそれぞれと確実に光接続することが可能となる。
【００２３】
マイクロホールアレイ１４のマイクロホール１３に挿入される各ＭＭファイバ２０は、コア２１とクラッド２２を備えており、これによって光デバイスモジュール１２のＶＣＳＥＬの発光によって生じた光信号はＭＭファイバ２０によって伝送され、一方、ＭＭファイバ２０から送られてくる光信号は光デバイスモジュール１２のＰＤに入射されて電気信号に変換される。
【００２４】
［光モジュールの製造方法（１）］
次に、上述した光モジュール１の第一の製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る光モジュールの第一の製造方法を示す工程図、図３は図２に示す工程に続く工程を示す図である。まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板１０に実装された複数の光デバイス１１を搭載した光デバイスモジュール１２に対して、図２（ｂ）に示すように、マイクロホールアレイ１４の外形を形成するためのモールド型３０を光デバイスモジュール１２を囲うようにして絶縁基板１０上に配置する。次に、図２（ｃ）に示すように、モールド型３０内に光を照射することによって硬化する光硬化性樹脂３１を流し込む。使用する光硬化樹脂３１については特に限定するものではないが、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化樹脂を簡便に使用することができる。次に、図２（ｄ）に示すように、フォトマスク３２を光硬化性樹脂３１の上面に配置する。フォトマスク３２は、遮光領域が複数の光デバイス１１の配列、すなわちそれに対応する複数のＭＭファイバ２０の配列に合致した間隔及び大きさの遮光パターンを有している。具体的には、光を透過させない遮光領域に相当する部分がマイクロホール１３となり、光が照射されて硬化する部分がマイクロホールアレイ１４の本体となる。そして、図２（ｅ）に示すように、光硬化性樹脂３１を硬化させるための光、例えば紫外線硬化樹脂の場合には紫外光（ＵＶ）がフォトマスク３２の上方から下方に向けて所定時間照射される。尚、フォトマスク３２を使用した光デバイス１１との位置合わせにおいては極めて高い精度を実現できることは、ＬＳＩ等の従来の電子デバイスの製作プロセスですでに実証されている。
【００２５】
光硬化性樹脂３１に所定時間光が照射されて硬化したら、図３（ｆ）に示すように、光硬化性樹脂３１の上部に配置したフォトマスク３２を除去すると共にモールド型３０を除去する。さらに、フォトマスク３２の遮光部分によって光が照射されなかった部分である非照射部３３を洗浄によって除去又は専用の治具等を用いて抜き取ることによって複数のマイクロホール１３が形成される。これにより、図３（ｇ）に示すようなマイクロホールアレイ１４が完成する。尚、ここではフォトマスク３２の遮光パターンをマイクロホール１３に相当する位置のみに有するものとしたために、マイクロホールアレイ１４の本体の外周はモールド型３０の内壁に沿って形成されるが、図５に示すように、モールド型３０の内壁の位置より内側に向かって適当な幅を持った遮光パターン３５，３５を更に設けることにより、マイクロホールアレイ１４の本体の外周を任意な形状にすることが可能である。さらに、図６に示すように、モールド型３０を用いずに光硬化性樹脂３１の粘性を利用してフォトマスク３２と遮光パターン３５，３５を配置することによってマイクロホールアレイ１４を形成することも可能である。図６に示す方法による場合には、図７に示すようなフォトマスク３２を用いる。すなわち、図示されたフォトマスク３２は、透明のガラスやアクリル樹脂のような平板の中央部に四角形状の透明部３７を設けると共に、それ以外の部分を遮光し、この透明部３７の内側に所定間隔で一列に円形状の遮光部３８を設けて形成されている。尚、この場合、絶縁基板１０とフォトマスク３２及び遮光パターン３５，３５との間隔を適宜に保つ必要があるので図示しないスペーサーを設けることが好ましい。
【００２６】
次に、図３（ｇ）に示すように、プラグ３に装着された多心光ファイバ２を完成したマイクロホールアレイ１４に相対させ、図３（ｈ）に示すように、多心光ファイバ２の複数のＭＭファイバ２０の先端（コア２１＋クラッド２２）をマイクロホールアレイ１４の各のマイクロホール１３のそれぞれに挿入されるようにして取り付けることにより、図１に示した光モジュール１が完成する。このとき、プラグ３の先端面はストッパとして働いてマイクロホールアレイ１４に当接する。
【００２７】
ここで、照射する光の照射光強度を上げると、遮光パターンの周りの明部からの照射光はフォトマスク３２の円形状の開口部の直径よりも内側に回り込む性質があり、これを利用することによって、下側（光デバイスモジュール１２側）に行くに従って次第に径が狭くなるテーパ状のマイクロホール１３を形成することができる。図８は、フォトマスク３２に紫外光を照射したときの光強度分布の測定結果である。縦軸はフォトマスク３２の円形状の遮光部３８（図７参照）の中心からの距離（ｍｍ）、横軸がフォトマスク３２からの距離（μｍ）である。Ａ〜Ｄの部分は光の強度を示しており、Ａの領域が光の強度が強く、以下Ｂ，Ｃ，Ｄの順に光の強度が弱くなっている。そして、フォトマスク３２からの距離が約２００μｍ以上の箇所では、光の回折のため紫外光が遮光部３８の下側に回り込んでいることがわかる。このことから、次のことがわかる。
（１）光の照射強度を強くするか、あるいは照射時間を長くするとフォトマスク３２の遮光部３８の下側に光が回り込んでフォトマスク３２の下側の光硬化性樹脂３１を硬化する。従って、下側に向かって裾拡がりの硬化パターンが形成される。すなわち、これを光が照射されない部分（マイクロホール１３に相当）についてみれば、先窄まりのテーパ形状の長孔が形成されることになる（図９参照）。
（２）これに対して、光の照射強度を弱く、あるいは照射時間を短くするとフォトマスク３２における光の回り込みの影響が少なくなるので直線状、あるいは先拡がりのテーパ形状の硬化部が形成されることになる。これを光が照射されない部分（マイクロホール１３に相当）についてみてみれば、先拡がりのテーパ形状の長孔が形成されることになる。
【００２８】
光の照射強度を変化させた場合の図９における角度θについての角度の変化を
図１０に示す。図１０は照射時間は５秒で固定し、光の照射強度を０．１８，０．３４，０．５４Ｗ／ｃｍ２と変化させた場合の角度θのグラフである。照射強度を強くするに従って角度θもそれぞれ０．４°，１．４°，１．６°と次第に大きくなっていることが確認された。このように、マイクロホール１３をＭＭファイバ２０の挿入側の径が大きく光デバイス１１側に行くにつれて次第に径が狭くなるようなテーパ形状に形成すれば各ＭＭファイバ２０はマイクロホールアレイ１４の各マイクロホール１３内により円滑に挿入させることができ、従って、ＭＭファイバ２０のアライメントが容易になる。
【００２９】
［光モジュールの製造方法（２）］
次に、上述した光モジュール１の第二の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る光モジュールの第二の製造方法を示す工程図である。この製造方法では図２（ａ）〜（ｅ）の工程は共通であるので、図４ではその部分の図示を省略すると共に、これに関する説明を省略する。まず、図２（ａ）〜（ｅ）に示す工程を終了した後、図４（ａ）に示すように、光硬化性樹脂３１からフォトマスク３２及びモールド型３０を除去する。この第二の製造方法では、非照射部３３の未硬化の光硬化性樹脂３１を除去する処理は行わない。従って、このマイクロホールアレイ１４においては、非照射部３３の光硬化樹脂３１は硬化されることなく残されている。そして、図４（ｂ）に示すように、多心光ファイバ２を備えたプラグ３をマイクロホールアレイ１４に相対させる。このとき、各ＭＭファイバ２０は、未硬化の光硬化性樹脂３１が残された各非照射部３３と対面している。そして、多心光ファイバ２の端部をマイクロホールアレイ１４に接近させ、未硬化の光硬化性樹脂３１が残されている非照射部３３内に対応するＭＭファイバ２０を挿入する。非照射部３３内の光硬化性樹脂３１は未硬化であるため、非照射部３３の光硬化性樹脂３１はＭＭファイバ２０の挿入によって一部マイクロホールアレイ１４の外へ押し出されるが、残された光硬化性樹脂３１を硬化させることによって、図４（ｃ）に示すように、ＭＭファイバ２０を着脱不能に固定した状態で取り付けることができる。これにより、図１に示した光モジュール１が完成する。
【００３０】
［光モジュールの製造方法（３）］
次に、上述した光モジュール１の第三の製造方法について説明する。図１０は本発明に係る光モジュールの製造方法を絶縁基板内に配設された光配線と接続した状態を示す図、図１１はその横断面図である。上述した光モジュール１の第一の製造方法又は第二の製造方法を利用して、絶縁基板１０内に配設された光配線４０，４０と接続する際のコネクタとして利用することができる。すなわち、近年ではデータの伝送をメタルワイヤによるメタル伝送に代えて光導波路や光ファイバ等の光配線を用いた光伝送で行うようになってきている。この場合、絶縁基板１０の内部に光導波路や光ファイバを埋め込んだ電気光混合基板が用いられるが光導波路や光ファイバ等の光配線の接続端部は絶縁基板１０の縁端面に設けられることが多い。図１０は光配線４０の接続端部４１が絶縁基板１０の側縁端面に設けられており、この接続端部４１に上述した光モジュール１の第一の製造方法又は第二の製造方法を利用してマイクロホールアレイ１４を形成したものである。尚、製造の工程は上述の通りであるので詳しい説明は省略する。尚、モールド型３０としては絶縁基板１０の側縁端面を内側に収納可能な凹部を備えた枠体を備えたものを利用することができる。
【００３１】
［実施形態の効果］
このように、本発明に係る光モジュールによれば、ＳＦ光コネクタとして機能させることができるため、光モジュールの小型化、光ファイバとの光結合効率の向上及び光結合効率の向上によって光ファイバを位置決めできるようにしたため、低消費電力化が図れるという効果がある。
【００３２】
本実施形態に係る光モジュールの製造方法によれば、絶縁基板１０上に実装した光デバイスモジュール１２上に直接光硬化性樹脂３１を流し込んでフォトマスク３２を用いて所定部分だけを選択的に硬化させることによって複数のマイクロホール１３を有するマイクロホールアレイ１４を形成し、形成されたマイクロホール１３に多心光ファイバ２のＭＭファイバ２０を挿入して光デバイスモジュール１２との光結合を行うことにより、簡略な構成でありながら光デバイスモジュール１２に対する多心光ファイバ２の調心処理を不要にすることができるという効果がある。
【００３３】
さらに、本実施形態に係る光モジュールの製造方法によれば、絶縁基板１０に実装した光デバイスモジュール１２上で紫外線硬化性樹脂３１を選択的に硬化させて複数のマイクロホール１３を有するマイクロホールアレイ１４を形成し、マイクロホール１３によって光ファイバを位置決めできるようにしたため、ドリル等による穴開け加工を不要にできると共に端末処理及び調心処理を不要にした高信頼で簡略な製造方法を提供できるという効果がある。
【００３４】
尚、上述した各実施形態において、光デバイス１１及び光デバイスモジュール１２に代えて、多心光ファイバ２と同様の構成を備えた多の多心光ファイバとすることもできる。また、光デバイス１１及び光デバイスモジュール１２に代えて、例えば、４５°反射ミラー、プリズム、レンズ等に配設することも可能である。
【００３５】
以上のように、好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る光モジュール及びその製造方法は、光デバイスモジュールに対する光ファイバの接続以外、例えば、カード間及び装置間における光−電気変換、電気−光変換、光ファイバ同士の接続等、光インターフェースの全般に採用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 光モジュール
２ 多心光ファイバ
３ プラグ
１０ 絶縁基板
１１ 光デバイス
１２ 光デバイスモジュール
１３ マイクロホール
１４ マイクロホールアレイ
１５ 凹部
２０ ＭＭファイバ
２１ コア
２２ クラッド
３０ モールド型
３１ 紫外線硬化性樹脂
３２ フォトマスク
３３ 非照射部
４０ 光配線
４１ 接続端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及びその製造方法に関し、特に、多心光ファイバと光デバイスとの位置合わせ及び光結合をマイクロホールを備えたマイクロホールアレイ（ＭＨＡ）を用いて簡単かつ確実に行うことが可能な光モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル機器では、膨大なデータを高速に処理する必要から、データ等の伝送をメタルワイヤによるメタル伝送に代えて光導波路や光ファイバ等を用いた光伝送で行うようになってきた。その一例を示せば図１３に示す如くであり、電子機器１００の図示しない筐体内には複数のカード（ここでは、カード１０１Ａ，１０１Ｂの２枚）が収納され、そのデータ伝送には多心光ファイバが用いられている。カード１０１Ａについて説明すると、カード１０１Ａは、所定の配線パターンが設けられているプリント基板１０２と、プリント基板１０２に実装されている複数のＬＳＩ１０３と、このＬＳＩ１０３に接続された状態でプリント基板１０２に実装されている複数の多チャンネル光モジュール１０４と、カード１０１Ａのフレーム１０５に取り付けられた複数の光コネクタ１０６とを備えて構成されている。尚、カード１０Ｂも同様にして構成されている。
【０００３】
カード１０１Ａの各光コネクタ１０６と各多チャンネル光モジュール１０４とは、多心光ファイバ１０７Ａ，１０７Ｂによって接続されている。また、カード１０１Ａとカード１０１Ｂとのデータ伝送は多心光ファイバ１０８Ａ〜１０８Ｄによって行われるようになっている。また、電子機器１００と他の電子機器２００とのデータ伝送は、多心光ファイバ１０９Ａ，１０９Ｂを介して行われるようになっている。尚、多心光ファイバ１０７Ａ，１０７Ｂ，１０８Ａ〜１０８Ｄ，１０９Ａ，１０９Ｂが２本１組になっているのは、送信（ＴＸ）用と受信（ＲＸ）用に分けられているためである。
【０００４】
多心光ファイバ１０７Ａ，１０７Ｂの多チャンネル光モジュール１０４に接続される側には、ＳＦ（Sagged Fiber：「座屈ファイバ」）光コネクタ１１０が取り付けられている。ここで、ＳＦ光コネクタとは、光ファイバの所定箇所を撓ませることによって光ファイバ自身の座屈力を利用して他方の光ファイバを接触させて確実に接続を行うコネクタのことである。このＳＦ光コネクタ１１０の採用は、光インターフェースの小型化を図ることはでき、光ファイバとの光結合効率の向上及び低消費電力化を図ることができることに理由がある。
【０００５】
ＳＦ光コネクタ１１０は、図１４に示すように、概略として、樹脂成型によって形成されたプラグ１１１を備えており、このプラグ１１１によって多心光ファイバ１０７Ａ（或いは１０７Ｂ）の端部が保持されている。多心光ファイバ１０７Ａ（１０７Ｂ）はＮ本のマルチモード（ＭＭ）ファイバ１１２を一体にして構成されており、各ＭＭファイバ１１２の端面には、コア１１３が臨んでいる。
【０００６】
一方、プラグ１１１を受け入れる多チャンネル光モジュール１０４は、角筒状のレセプタクル１１４を有し、その底部にはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直共振器面発光レーザ）や、ＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）等といった複数の光デバイス１１５を実装した光デバイスモジュール１１６が配置されている。光デバイスモジュール１１６の上部には、レセプタクル１１４に保持された２層（光デバイスモジュール１１６側が液晶ポリマ基板、後述するマイクロホールアレイ１１９側がガラス薄板）構成のボード１１７と、このボード１１７に搭載されると共に、ＭＭファイバ１１２のＮ本のコア１１３を挿入可能な内径を有するＮ本のマイクロホール１１８を備えたマイクロホールアレイ１１９が配置されている。そして、多心光ファイバ１０７Ａを構成する複数の光ファイバ１１２のコア１１３がマイクロホールアレイ１１９のマイクロホール１１８に挿入することによって光デバイスモジュール１１６の各光デバイス１１５に対して対向するようにして配置される。
【０００７】
ＳＦ光コネクタ１１０を多チャンネル光モジュール１０４に装着するには、まず、ＳＦ光コネクタ１１０のプラグ１１１に取り付けられた多心光ファイバ１０７Ａを、図１４（ａ）に示すように、プラグ１１１をレセプタクル１１４に挿入することにより多心光ファイバ１０７ＡのＮ本のコア１１３をＮ本のマイクロホール１１８に挿入し、さらにマイクロホール１１８内を降下させることによって最終的には図１４（ｂ）に示すように挿入状態とする。この状態において、光デバイス１１５がＶＣＳＥＬの場合であれば、ＬＳＩ１０３から多チャンネル光モジュール１０４へ伝送された電気信号がＶＣＳＥＬによって光信号に変換され、この光信号がコア１１３へ送出され光ファイバ１１２を介して伝送される。また、光デバイス１１５がＰＤの場合であれば、光ファイバ１１２を介して伝送されてきた光信号がコア１１３からＰＤへ送出され、ＰＤによって光信号から電気信号に変換され、多チャンネル光モジュール１０４からＬＳＩ１０３へ伝送される。
【０００８】
上述したＳＦ光コネクタの構成の具体例については、例えば、非特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】日本電信電話株式会社、ＮＴＴフォトニクス研究所「光モジュール化技術及び光コネクタ技術−３」２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の光モジュールにあっては、多心光ファイバを構成する複数の光ファイバを挿入するためのマイクロホール備えたマイクロホールアレイをＶＣＳＥＬやＰＤ等の光デバイスの配列や多心光ファイバを構成する複数の光ファイバの配列に合致するようにして穿設する必要がある。これをドリルなどによって直接加工するには極めて精密な加工作業が要求されると共に、光デバイスと光ファイバとの調心作業も必要となる。
【００１１】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、簡易な方法によって正確なマイクロホールを備えたマイクロホールアレイを製造することができ、マイクロホールと光デバイスとの調心作業を行うことなく信頼性能高い光接続を可能にする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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持し、複数の光ファイバのそれぞれと光学的に接続された１又は複数の光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールにおいて、基板上に実装された光デバイスを光硬化性樹脂で覆い、当該光硬化性樹脂に対して選択的に光を照射することによって光デバイスに至る長さの複数の長孔状のマイクロホールが形成されたマイクロホールアレイを備え、複数の長孔状のマイクロホールに複数の光ファイバのそれぞれを挿入することにより複数の光ファイバと光デバイスとの間の光伝送を可能としたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、複数の長孔状のマイクロホールは、各光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、複数の長孔状のマイクロホールを備え、長孔状のマイクロホールに多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持するマイクロホールアレイと、マイクロホールアレイに保持された光ファイバの端面に光学的に接続される１又は複数の光デバイスとを備え、複数の光ファイバと光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールの製造方法において、基板上に実装された光デバイスを取り囲むようにしてモールド型を配置する工程と、モールド型内に光硬化性樹脂を充填する工程と、モールド型内に充填された光硬化性樹脂に複数の光ファイバの端部の形状及び配列に合致させた遮光パターンを有するフォトマスクを配置して、光硬化性樹脂に対して光を照射することによって光が照射された部分を硬化させると共に、光が照射されなかった部分を複数の光ファイバを挿入可能な複数の長孔状のマイクロホールとしてマイクロホールアレイを形成する工程とを備えて構成されたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の光モジュールの製造方法において、光が照射されず複数の光ファイバを挿入可能な複数の長孔状のマイクロホールとされた部分の光硬化性樹脂を除去することなく複数の光ファイバの端部を挿入する工程をさらに備えて構成されたことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項３又は４のいずれか１項に記載のモジュールの製造方法において、照射する光の強度及び／又は照射する光の時間を調整することにより、長孔状のマイクロホールを各光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る光モジュールによれば、マイクロホールとＶＣＳＥＬやＰＤ等の光デバイスとの調心作業を行うことなく信頼性能高い光接続を可能にすると共に、光モジュールの小型化、光ファイバとの光結合効率の向上及び低消費電力化の実現を容易に図ることができるという効果がある。
【００１８】
本発明に係る光モジュールの製造方法によれば、ドリル等による精密な穴開け加工を行うことなく極めて簡単な方法によって調心も不要で精密なマイクロホールアレイを製造することができ、しかも信頼性能の高い光接続を可能とする光モジュールを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る光モジュールの好ましい一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係る光モジュールの第一の製造方法を示す工程図である。
【図３】図２に示す工程に続く工程を示す工程図である。
【図４】本発明に係る光モジュールの第二の製造方法を示す工程図である。
【図５】他の遮光パターンによる製造方法を示す図である
【図６】さらに別の遮光パターンによる製造方法を示す図である。
【図７】モールド型を用いない場合のフォトマスクを示す平面図である。
【図８】光の回折を示すグラフである。
【図９】光の回り込みを示す図である。
【図１０】光の強度とテーパの角度との関係を示すグラフである。
【図１１】基板の側端縁部に設けた光モジュールを示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す光モジュールの横断面図である。
【図１３】データの伝送に電気−光変換及び光−電気変換の光インターフェースを用いた電子機器の構成例を示す図である。
【図１４】図１３に示す多チャンネル光モジュール及びこれに接続されるＳＦ光コネクタの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［光モジュールの構成］
以下、本発明に係る光モジュールについて、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る光モジュールの一実施形態を示す断面図である。図示された光モジュール１は、例えば、電子機器のボードに搭載されたＬＳＩと他のボード或いは他の機器とのデータ伝送に伴う電気−光変換、光−電気変換を行う部位に配置される。光モジュール１は、概略として、所定の配線パターンが形成されている絶縁基板１０と、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直共振器面発光レーザ）や、ＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）等の複数の光デバイス１１を搭載して絶縁基板１０上の所定の位置に実装されている光デバイスモジュール１２と、長孔状の複数のマイクロホール１３が形成されており、下部に設けられた凹部１５に光デバイスモジュール１２を収容するようにして絶縁基板１０上に設置された樹脂製のマイクロホールアレイ１４を備えている。尚、「マイクロホール」とは、光ファイバが挿入される直径の小さな長孔のことであり、「マイクロホールアレイ」とは、複数のマイクロホールを配列した構造のことである。
【００２１】
絶縁基板１０には、上記した光デバイス１１の他、各種の電子部品やスロットを介してＬＳＩを搭載した各種の電子機器のボードなどが実装される。そして、絶縁基板１０は、光デバイス１１や各種の電子部品及び電子機器のボードとの間で電気的な接続を行うための図示しないプリント配線パターンを備えている。
【００２２】
光デバイス１１を内部に収容するようにして絶縁基板１０上に配置されたマイクロホールアレイ１４は、光硬化性樹脂、例えば紫外線によって硬化する紫外線硬化樹脂等を用いて成形されており、このマイクロホールアレイ１４には後述する方法によってマイクロホール１３が複数形成されており、この複数のマイクロホール１３のそれぞれには、プラグ３に端部が固定された多心光ファイバ２の複数のＭＭファイバ２０のそれぞれの端面から所定の長さ（例えば、１ｍｍ）が挿入される。尚、プラグ３の端面（図１ではプラグ３の底面）はマイクロホールアレイ１４と当接することによってストッパとして機能するようになっている。また、複数の長孔状のマイクロホール１３は、複数のＭＭファイバ２０がそれぞれ挿入される挿入側の開口部の大きさが光デバイス１１側に近づくほど次第に狭くなったテーパー状に形成されている。これにより、複数のＭＭファイバ２０のそれぞれをマイクロホール１３内に容易に挿入することができると共に、光デバイス１１のそれぞれと確実に光接続することが可能となる。
【００２３】
マイクロホールアレイ１４のマイクロホール１３に挿入される各ＭＭファイバ２０は、コア２１とクラッド２２を備えており、これによって光デバイスモジュール１２のＶＣＳＥＬの発光によって生じた光信号はＭＭファイバ２０によって伝送され、一方、ＭＭファイバ２０から送られてくる光信号は光デバイスモジュール１２のＰＤに入射されて電気信号に変換される。
【００２４】
［光モジュールの製造方法（１）］
次に、上述した光モジュール１の第一の製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る光モジュールの第一の製造方法を示す工程図、図３は図２に示す工程に続く工程を示す図である。まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板１０に実装された複数の光デバイス１１を搭載した光デバイスモジュール１２に対して、図２（ｂ）に示すように、マイクロホールアレイ１４の外形を形成するためのモールド型３０を光デバイスモジュール１２を囲うようにして絶縁基板１０上に配置する。次に、図２（ｃ）に示すように、モールド型３０内に光を照射することによって硬化する光硬化性樹脂３１を流し込む。使用する光硬化樹脂３１については特に限定するものではないが、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化樹脂を簡便に使用することができる。次に、図２（ｄ）に示すように、フォトマスク３２を光硬化性樹脂３１の上面に配置する。フォトマスク３２は、遮光領域が複数の光デバイス１１の配列、すなわちそれに対応する複数のＭＭファイバ２０の配列に合致した間隔及び大きさの遮光パターンを有している。具体的には、光を透過させない遮光領域に相当する部分がマイクロホール１３となり、光が照射されて硬化する部分がマイクロホールアレイ１４の本体となる。そして、図２（ｅ）に示すように、光硬化性樹脂３１を硬化させるための光、例えば紫外線硬化樹脂の場合には紫外光（ＵＶ）がフォトマスク３２の上方から下方に向けて所定時間照射される。尚、フォトマスク３２を使用した光デバイス１１との位置合わせにおいては極めて高い精度を実現できることは、ＬＳＩ等の従来の電子デバイスの製作プロセスですでに実証されている。
【００２５】
光硬化性樹脂３１に所定時間光が照射されて硬化したら、図３（ｆ）に示すように、光硬化性樹脂３１の上部に配置したフォトマスク３２を除去すると共にモールド型３０を除去する。さらに、フォトマスク３２の遮光部分によって光が照射されなかった部分である非照射部３３を洗浄によって除去又は専用の治具等を用いて抜き取ることによって複数のマイクロホール１３が形成される。これにより、図３（ｇ）に示すようなマイクロホールアレイ１４が完成する。尚、ここではフォトマスク３２の遮光パターンをマイクロホール１３に相当する位置のみに有するものとしたために、マイクロホールアレイ１４の本体の外周はモールド型３０の内壁に沿って形成されるが、図５に示すように、モールド型３０の内壁の位置より内側に向かって適当な幅を持った遮光パターン３５，３５を更に設けることにより、マイクロホールアレイ１４の本体の外周を任意な形状にすることが可能である。さらに、図６に示すように、モールド型３０を用いずに光硬化性樹脂３１の粘性を利用してフォトマスク３２と遮光パターン３５，３５を配置することによってマイクロホールアレイ１４を形成することも可能である。図６に示す方法による場合には、図７に示すようなフォトマスク３２を用いる。すなわち、図示されたフォトマスク３２は、透明のガラスやアクリル樹脂のような平板の中央部に四角形状の透明部３７を設けると共に、それ以外の部分を遮光し、この透明部３７の内側に所定間隔で一列に円形状の遮光部３８を設けて形成されている。尚、この場合、絶縁基板１０とフォトマスク３２及び遮光パターン３５，３５との間隔を適宜に保つ必要があるので図示しないスペーサーを設けることが好ましい。
【００２６】
次に、図３（ｇ）に示すように、プラグ３に装着された多心光ファイバ２を完成したマイクロホールアレイ１４に相対させ、図３（ｈ）に示すように、多心光ファイバ２の複数のＭＭファイバ２０の先端（コア２１＋クラッド２２）をマイクロホールアレイ１４の各のマイクロホール１３のそれぞれに挿入されるようにして取り付けることにより、図１に示した光モジュール１が完成する。このとき、プラグ３の先端面はストッパとして働いてマイクロホールアレイ１４に当接する。
【００２７】
ここで、照射する光の照射光強度を上げると、遮光パターンの周りの明部からの照射光はフォトマスク３２の円形状の開口部の直径よりも内側に回り込む性質があり、これを利用することによって、下側（光デバイスモジュール１２側）に行くに従って次第に径が狭くなるテーパ状のマイクロホール１３を形成することができる。図８は、フォトマスク３２に紫外光を照射したときの光強度分布の測定結果である。縦軸はフォトマスク３２の円形状の遮光部３８（図７参照）の中心からの距離（ｍｍ）、横軸がフォトマスク３２からの距離（μｍ）である。Ａ〜Ｄの部分は光の強度を示しており、Ａの領域が光の強度が強く、以下Ｂ，Ｃ，Ｄの順に光の強度が弱くなっている。そして、フォトマスク３２からの距離が約２００μｍ以上の箇所では、光の回折のため紫外光が遮光部３８の下側に回り込んでいることがわかる。このことから、次のことがわかる。
（１）光の照射強度を強くするか、あるいは照射時間を長くするとフォトマスク３２の遮光部３８の下側に光が回り込んでフォトマスク３２の下側の光硬化性樹脂３１を硬化する。従って、下側に向かって裾拡がりの硬化パターンが形成される。すなわち、これを光が照射されない部分（マイクロホール１３に相当）についてみれば、先窄まりのテーパ形状の長孔が形成されることになる（図９参照）。
（２）これに対して、光の照射強度を弱く、あるいは照射時間を短くするとフォトマスク３２における光の回り込みの影響が少なくなるので直線状、あるいは先拡がりのテーパ形状の硬化部が形成されることになる。これを光が照射されない部分（マイクロホール１３に相当）についてみてみれば、先拡がりのテーパ形状の長孔が形成されることになる。
【００２８】
光の照射強度を変化させた場合の図９における角度θについての角度の変化を
図１０に示す。図１０は照射時間は５秒で固定し、光の照射強度を０．１８，０．３４，０．５４Ｗ／ｃｍ２と変化させた場合の角度θのグラフである。照射強度を強くするに従って角度θもそれぞれ０．４°，１．４°，１．６°と次第に大きくなっていることが確認された。このように、マイクロホール１３をＭＭファイバ２０の挿入側の径が大きく光デバイス１１側に行くにつれて次第に径が狭くなるようなテーパ形状に形成すれば各ＭＭファイバ２０はマイクロホールアレイ１４の各マイクロホール１３内により円滑に挿入させることができ、従って、ＭＭファイバ２０のアライメントが容易になる。
【００２９】
［光モジュールの製造方法（２）］
次に、上述した光モジュール１の第二の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る光モジュールの第二の製造方法を示す工程図である。この製造方法では図２（ａ）〜（ｅ）の工程は共通であるので、図４ではその部分の図示を省略すると共に、これに関する説明を省略する。まず、図２（ａ）〜（ｅ）に示す工程を終了した後、図４（ａ）に示すように、光硬化性樹脂３１からフォトマスク３２及びモールド型３０を除去する。この第二の製造方法では、非照射部３３の未硬化の光硬化性樹脂３１を除去する処理は行わない。従って、このマイクロホールアレイ１４においては、非照射部３３の光硬化樹脂３１は硬化されることなく残されている。そして、図４（ｂ）に示すように、多心光ファイバ２を備えたプラグ３をマイクロホールアレイ１４に相対させる。このとき、各ＭＭファイバ２０は、未硬化の光硬化性樹脂３１が残された各非照射部３３と対面している。そして、多心光ファイバ２の端部をマイクロホールアレイ１４に接近させ、未硬化の光硬化性樹脂３１が残されている非照射部３３内に対応するＭＭファイバ２０を挿入する。非照射部３３内の光硬化性樹脂３１は未硬化であるため、非照射部３３の光硬化性樹脂３１はＭＭファイバ２０の挿入によって一部マイクロホールアレイ１４の外へ押し出されるが、残された光硬化性樹脂３１を硬化させることによって、図４（ｃ）に示すように、ＭＭファイバ２０を着脱不能に固定した状態で取り付けることができる。これにより、図１に示した光モジュール１が完成する。
【００３０】
［光モジュールの製造方法（３）］
次に、上述した光モジュール１の第三の製造方法について説明する。図１０は本発明に係る光モジュールの製造方法を絶縁基板内に配設された光配線と接続した状態を示す図、図１１はその横断面図である。上述した光モジュール１の第一の製造方法又は第二の製造方法を利用して、絶縁基板１０内に配設された光配線４０，４０と接続する際のコネクタとして利用することができる。すなわち、近年ではデータの伝送をメタルワイヤによるメタル伝送に代えて光導波路や光ファイバ等の光配線を用いた光伝送で行うようになってきている。この場合、絶縁基板１０の内部に光導波路や光ファイバを埋め込んだ電気光混合基板が用いられるが光導波路や光ファイバ等の光配線の接続端部は絶縁基板１０の縁端面に設けられることが多い。図１０は光配線４０の接続端部４１が絶縁基板１０の側縁端面に設けられており、この接続端部４１に上述した光モジュール１の第一の製造方法又は第二の製造方法を利用してマイクロホールアレイ１４を形成したものである。尚、製造の工程は上述の通りであるので詳しい説明は省略する。尚、モールド型３０としては絶縁基板１０の側縁端面を内側に収納可能な凹部を備えた枠体を備えたものを利用することができる。
【００３１】
［実施形態の効果］
このように、本発明に係る光モジュールによれば、ＳＦ光コネクタとして機能させることができるため、光モジュールの小型化、光ファイバとの光結合効率の向上及び光結合効率の向上によって光ファイバを位置決めできるようにしたため、低消費電力化が図れるという効果がある。
【００３２】
本実施形態に係る光モジュールの製造方法によれば、絶縁基板１０上に実装した光デバイスモジュール１２上に直接光硬化性樹脂３１を流し込んでフォトマスク３２を用いて所定部分だけを選択的に硬化させることによって複数のマイクロホール１３を有するマイクロホールアレイ１４を形成し、形成されたマイクロホール１３に多心光ファイバ２のＭＭファイバ２０を挿入して光デバイスモジュール１２との光結合を行うことにより、簡略な構成でありながら光デバイスモジュール１２に対する多心光ファイバ２の調心処理を不要にすることができるという効果がある。
【００３３】
さらに、本実施形態に係る光モジュールの製造方法によれば、絶縁基板１０に実装した光デバイスモジュール１２上で紫外線硬化性樹脂３１を選択的に硬化させて複数のマイクロホール１３を有するマイクロホールアレイ１４を形成し、マイクロホール１３によって光ファイバを位置決めできるようにしたため、ドリル等による穴開け加工を不要にできると共に端末処理及び調心処理を不要にした高信頼で簡略な製造方法を提供できるという効果がある。
【００３４】
尚、上述した各実施形態において、光デバイス１１及び光デバイスモジュール１２に代えて、多心光ファイバ２と同様の構成を備えた多の多心光ファイバとすることもできる。また、光デバイス１１及び光デバイスモジュール１２に代えて、例えば、４５°反射ミラー、プリズム、レンズ等に配設することも可能である。
【００３５】
以上のように、好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る光モジュール及びその製造方法は、光デバイスモジュールに対する光ファイバの接続以外、例えば、カード間及び装置間における光−電気変換、電気−光変換、光ファイバ同士の接続等、光インターフェースの全般に採用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 光モジュール
２ 多心光ファイバ
３ プラグ
１０ 絶縁基板
１１ 光デバイス
１２ 光デバイスモジュール
１３ マイクロホール
１４ マイクロホールアレイ
１５ 凹部
２０ ＭＭファイバ
２１ コア
２２ クラッド
３０ モールド型
３１ 紫外線硬化性樹脂
３２ フォトマスク
３３ 非照射部
４０ 光配線
４１ 接続端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持し、前記複数の光ファイバのそれぞれと光学的に接続された１又は複数の光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールにおいて、
基板上に実装された前記光デバイスを光硬化性樹脂で覆い、当該光硬化性樹脂に対して選択的に光を照射することによって前記光デバイスに至る長さの複数の長孔状のマイクロホールが形成されたマイクロホールアレイを備え、複数の前記長孔状のマイクロホールに前記複数の光ファイバのそれぞれを挿入することにより前記複数の光ファイバと前記光デバイスとの間の光伝送を可能としたことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
複数の前記長孔状のマイクロホールは、各前記光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが前記光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
複数の長孔状のマイクロホールを備え、前記長孔状のマイクロホールに多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持するマイクロホールアレイと、前記マイクロホールアレイに保持された前記光ファイバの端面に光学的に接続される１又は複数の光デバイスとを備え、前記複数の光ファイバと前記光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールの製造方法において、
基板上に実装された前記光デバイスを取り囲むようにしてモールド型を配置する工程と、
前記モールド型内に光硬化性樹脂を充填する工程と、
前記モールド型内に充填された前記光硬化性樹脂に前記複数の光ファイバの端部の形状及び配列に合致させた遮光パターンを有するフォトマスクを配置して、前記光硬化性樹脂に対して光を照射することによって前記光が照射された部分を硬化させると共に、前記光が照射されなかった部分を前記複数の光ファイバを挿入可能な複数の前記長孔状のマイクロホールとして前記マイクロホールアレイを形成する工程と、
を備えて構成されたことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光モジュールの製造方法において、
前記光が照射されず前記複数の光ファイバを挿入可能な複数の前記長孔状のマイクロホールとされた部分の前記光硬化性樹脂を除去することなく前記複数の光ファイバの端部を挿入する工程をさらに備えて構成されたことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４のいずれか１項に記載のモジュールの製造方法において、
照射する光の強度及び／又は照射する光の時間を調整することにより、前記長孔状のマイクロホールを各前記光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが前記光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１】
多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持し、前記複数の光ファイバのそれぞれと光学的に接続された１又は複数の光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールにおいて、
基板上に実装された前記光デバイスを光硬化性樹脂で覆い、当該光硬化性樹脂に対して選択的に光を照射することによって前記光デバイスに至る長さの複数の長孔状のマイクロホールが形成されたマイクロホールアレイを備え、複数の前記長孔状のマイクロホールに前記複数の光ファイバのそれぞれを挿入することにより前記複数の光ファイバと前記光デバイスとの間の光伝送を可能としたことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
複数の前記長孔状のマイクロホールは、各前記光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが前記光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
複数の長孔状のマイクロホールを備え、前記長孔状のマイクロホールに多心光ファイバを構成する複数の光ファイバのそれぞれの一端を保持するマイクロホールアレイと、前記マイクロホールアレイに保持された前記光ファイバの端面に光学的に接続される１又は複数の光デバイスとを備え、前記複数の光ファイバと前記光デバイスとの間で光伝送を行う光モジュールの製造方法において、
基板上に実装された前記光デバイスを取り囲むようにしてモールド型を配置する工程と、
前記モールド型内に光硬化性樹脂を充填する工程と、
前記モールド型内に充填された前記光硬化性樹脂に前記複数の光ファイバの端部の形状及び配列に合致させた遮光パターンを有するフォトマスクを配置して、前記光硬化性樹脂に対して光を照射することによって前記光が照射された部分を硬化させると共に、前記光が照射されなかった部分を前記複数の光ファイバを挿入可能な複数の前記長孔状のマイクロホールとして前記マイクロホールアレイを形成する工程と、
を備えて構成されたことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光モジュールの製造方法において、
前記光が照射されず前記複数の光ファイバを挿入可能な複数の前記長孔状のマイクロホールとされた部分の前記光硬化性樹脂を除去することなく前記複数の光ファイバの端部を挿入する工程をさらに備えて構成されたことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４のいずれか１項に記載のモジュールの製造方法において、
照射する光の強度及び／又は照射する光の時間を調整することにより、前記長孔状のマイクロホールを各前記光ファイバが挿入される挿入側の開口部の大きさが前記光デバイス側に近づくほど狭くなった先窄まりのテーパー状に形成することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−３２７３３（Ｐ２０１２−３２７３３Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４２２７（Ｐ２０１０−１７４２２７）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
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