光モジュール及びその製造方法
【課題】加工コストの高い研磨工程を導入することなく、且つ精密な位置合わせ装置を必要とせずに、光ファイバ端面の光軸方向の位置合わせを可能にする。
【解決手段】光ファイバと面型光素子の光結合に用いられる光モジュールであって、面型光素子１００と、光ファイバ２００と、電気配線３０１及びガイド穴３０２を有するフェルール３００と、光ファイバ２００の保持部４０１及びフェルール３００の突き当て部４０３を有するスリーブ４００とを備えている。光ファイバ２００は、スリーブ４００の一端側から突出した状態でスリーブ４００に固定され、且つスリーブ４００の一端を基準として端面が形成されている。フェルール３００のガイド穴３０２に光ファイバ２００が挿入され、スリーブ４００の突き当て部４０３にフェルール３００が固定されることにより、光ファイバ２００の端面が面型発光素子１００に対して光軸方向に位置決めされる。
【解決手段】光ファイバと面型光素子の光結合に用いられる光モジュールであって、面型光素子１００と、光ファイバ２００と、電気配線３０１及びガイド穴３０２を有するフェルール３００と、光ファイバ２００の保持部４０１及びフェルール３００の突き当て部４０３を有するスリーブ４００とを備えている。光ファイバ２００は、スリーブ４００の一端側から突出した状態でスリーブ４００に固定され、且つスリーブ４００の一端を基準として端面が形成されている。フェルール３００のガイド穴３０２に光ファイバ２００が挿入され、スリーブ４００の突き当て部４０３にフェルール３００が固定されることにより、光ファイバ２００の端面が面型発光素子１００に対して光軸方向に位置決めされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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、光ファイバ等の光導波路を用いた光配線システム向けの光モジュールが提案されている。
【０００３】
この種の光モジュールにおいて、面型光素子と光ファイバとの光結合を行うために、光ファイバはフェルールによって位置決めされることが多い。光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めは、フェルールのガイド穴によって行うことが可能である。一方、光軸方向に対する位置決めでは、フェルールに挿入した光ファイバの端面を所定の場所に形成する必要があり、光ファイバの反りや封止時の変形による光軸ずれを抑制するために、光ファイバ端面をフェルール端面に一致させることが多い。しかし、この場合、光ファイバクリーバやレーザ切断機等の簡便に光ファイバの端面形成が可能な装置を使用することができないため、タクトタイムが長く、加工コストの比較的高い研磨加工により端面形成を行う必要がある。
【０００４】
また、面型光素子が搭載されたフェルールの場合、光ファイバの端面をフェルール内の所定の位置に設置する必要がある。通常は、光ファイバの接触による面型光素子の破壊を防止するため、光ファイバ端面は面型光素子から離して設置するが、離しすぎると面型光素子と光ファイバ間の光結合効率が低下するため、光ファイバの端面を面型光素子から僅かに離した位置に設置する。しかし、光ファイバの端面と面型光素子の距離は数［μｍ］〜数１００［μｍ］と微小量であるため、光ファイバの端面の所定位置への設置には高精度な位置決め装置を用意する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３５１９６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９７８１７号公報
【特許文献３】特開平７−２８７１４８号公報
【特許文献４】特許第４０９１０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明が解決しようとする課題は、加工コストの高い研磨加工を要することなく、且つ精密な位置合わせ装置を必要とせずに、光ファイバ端面の光軸方向の位置合わせが可能な光モジュール及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の光モジュールは、光ファイバと、前記光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めを行うためのガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の一方の開口が位置する面に電気配線が形成されたフェルールと、前記フェルールの電気配線に接続され、該フェルールに搭載された面型光素子と、前記光ファイバを保持するための保持部と前記フェルールの一端に接触させるための突き当て部を有し、前記光ファイバ及び前記フェルールが固定されたスリーブとを具備してなる。そして、前記光ファイバは、前記スリーブの一端側から突出した状態で前記スリーブに固定され、且つ前記スリーブの一端を基準として端面が形成される。さらに、前記フェルールのガイド穴に前記端面が形成された前記光ファイバが挿入され、前記スリーブの突き当て部に前記フェルールの一端が接触した状態で前記フェルールが前記スリーブに固定されることにより、前記光ファイバの前記端面が前記面型発光素子に対して光軸方向に位置決めされている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す平面図。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ’断面図。
【図３】第１の実施形態の光モジュールの製造方法を説明するためのもので、フェルールの概略構成を示す断面図。
【図４】第１の実施形態の光モジュールの製造方法を説明するためのもので、スリーブの概略構成を示す断面図。
【図５】アレイ状にフェルールを作製した例を示す斜視図。
【図６】第１の実施形態の効果を説明するためのもので、フェルール内装部がない場合の例を示す平面図。
【図７】フェルール及びスリーブの構造を示す断面図。
【図８】フェルールの光素子搭載面が光ファイバの光軸に対し傾いている例を示す断面図。
【図９】第２の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図。
【図１０】第３の実施形態に係わる光モジュールを説明するためのもので、フェルールの構成を示す断面図。
【図１１】第４の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図。
【図１２】第５の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図と平面図。
【図１３】第６の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図と平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施の形態を説明する。図面の記載において、同一或いは類似の部分には、同一又は類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係わる光モジュール１０の概略構成を説明するためのもので、図１は平面図、図２は図１の矢視Ａ−Ａ’断面図である。
【００１１】
本実施形態の光モジュール１０は、面型光素子１００、光ファイバ２００、電気配線３０１とガイド穴３０２が形成されたフェルール３００、更にはファィバ保持部４０１とフェルール内装部４０２が形成されたスリーブ４００等から構成されている。
【００１２】
面型光素子１００は、例えば垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）であり、面型光素子１００の光出射口の中心がフェルール３００に形成されたガイド穴３０２の中心に略一致するようにフェルール３００に搭載されている。具体的には、Ａｕバンプで構成される光素子搭載用バンプ５０３を介してフェルール３００に形成された電気配線３０１に接続されている。そのため、ガイド穴３０２に挿入された光ファイバ２００の芯線２０１の略中心に面型光素子１００から出射する光を結合することができると共に、面型光素子１００は電気配線３０１を介して駆動することができるようになっている。
【００１３】
光ファイバ２００は、芯線２０１が石英系マルチモードＧＩ（Graded Index）ファイバ（コア径５０μｍ、外径１２５μｍ）で、被覆２０２により４チャンネルリボン化されている。また、光ファイバ２００の先端部は、スリーブ４００への固定、及びフェルール３００に形成されたガイド穴３０２への挿入のため、被覆２０２がリムーブされ、芯線２０１が露出した状態となっている。
【００１４】
フェルール３００は、３０μｍ程度のガラスフィラーを８０％程度混入したエポキシ樹脂からなり、金型による樹脂成形で直方体形状に形成されている。フェルール３００に形成されたガイド穴３０２は、光ファイバ２００の芯線２０１の外形と略同じ形状の円形であり、光ファイバ２００の光軸に対して垂直方向の芯線２０１の端面２０１ａの位置決めを行うようになっている。また、フェルール３００の一つの面、即ちガイド穴３０２の一方の開口が位置する素子搭載面には、メタルマスクとスパッタ等によるパターンメタライズを行って電気配線３０１が形成されている。さらに、フェルール３００の素子搭載面に対向する面には、スリーブ突き当て部３０３が形成されている。
【００１５】
スリーブ４００は、フェルール３００と同様に３０μｍ程度のガラスフィラーを８０％程度混入したエポキシ樹脂からなり、金型による樹脂成形で形成されている。スリーブ４００には、光ファイバ保持用のファイバ保持部４０１が形成されている。光ファイバ２００は、その被覆２０２が熱硬化型エポキシ系の第１の接着剤５０１を介してファイバ保持部４０１に保持される。また、スリーブ４００にはフェルール３００を内装、即ちフェルール３００の一部を挿入するためのフェルール内装部４０２が形成されており、フェルール内装部４０２にはフェルール突き当て部４０３が形成されている。
【００１６】
フェルール３００はフェルール内装部４０２に内装される際、ガイド穴３０２に光ファイバ２００の芯線２０１が挿入される。これにより、芯線２０１の端面２０１ａは、ファイバ２００の光軸に対して垂直な方向の位置決めが行われる。また、フェルール３００のフェルール内装部４０２に内装される領域とフェルール内装部４０２の断面形状は、内装時にフェルール３００が不用意にずれないような形状となっている。これにより、フェルール３００の光軸に対して垂直な方向の位置決めが行われる。さらに、内装時にフェルール突き当て部４０３とスリーブ突き当て部３０３が突き合うことで、フェルール３００の光軸方向の位置決めが行われる。
【００１７】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係わる光モジュール１０の製造方法について説明する。
【００１８】
図３（ａ）は、フェルール３００の概略断面図を示している。前述の通り、光素子搭載面には電気配線３０１が形成され、素子搭載面と対向する面にはスリーブ突き当て面３０３が形成されている。また、素子搭載面からスリーブ突き当て面３０３に貫通するガイド穴３０２が形成されている。
【００１９】
図３（ｂ）は、フェルール３００に面型光素子１００を搭載した状態を示している。面型光素子１００は熱圧着により光素子搭載用バンプ５０３を介してフェルール３００の電気配線３０１上に搭載される。
【００２０】
なお、フェルール３００の樹脂成形は一方向からの金型取り付けにより行うことが可能である。そのため、図５に示すように、アレイ状にフェルール３００を作製することができると共に、アレイ状のフェルール３００の状態で面型光素子１００を搭載することも可能である。即ち、フェルール３００の多数個取り、及び面型光素子１００の連続搭載が可能となり、これにより製造時間を大幅に短縮できる。なお、フェルール３００の個片化は所定の切断位置３０５をダイシング等により切断することで行うことができる。
【００２１】
図４（ａ）は、スリーブ４００の概略断面図を示している。前述の通り、スリーブ４００にはファイバ保持部４０１及びフェルール内装部４０２が形成されている。さらに、フェルール内装部４０２にはフェルール突き当て部４０３が形成されている。
【００２２】
図４（ｂ）は、スリーブ４００のファイバ保持部４０１に光ファイバ２００を保持した状態を示している。先端部分の被覆２０２をリムーブした光ファイバ２００を、リムーブした領域の一部がスリーブ４００から突出するようにスリーブ４００に差し込む。その後、ファイバ保持部４０１と光ファイバ２００を第１の接着剤５０１で接着することで、光ファイバ２００をスリーブ４００に保持する。
【００２３】
図４（ｃ）は、スリーブ４００に保持された光ファイバ２００の端面２０１ａを形成するステップを示している。端面２０１ａはスリーブ４００の基準端面４０５を基準として距離Ｌ１離れた位置で形成される。ここで、端面２０１ａは、光ファイバクリーバ或いはレーザ切断機を用いて形成される。このように光ファイバ２００の芯線２０１をスリーブ４００に固定した後に、基準端面４０５を利用して端面形成が行われるため、端面２０１ａの形成される位置は一意に決定される。ここで、芯線２０１の一部はスリーブ４００から突出しているため、加工コストの高い研磨加工を用いる必要はなく、上記のような低コストで短タクトタイムの端面形成方法を用いることが可能である。
【００２４】
前記図２は、フェルール３００をスリーブ４００のフェルール内装部４０２に内装した状態を示している。まず、芯線２０１をフェルール３００のガイド穴３０２に挿入し、芯線２０１をガイドしながらフェルール２００をフェルール内装部４０２に内装し、最終的にはスリーブ突き当て部３０３がフェルール突き当て部４０３に突き当たるようにする。こうすることで、端面２０１ａの光ファイバ２００の光軸に対して垂直方向の位置合わせがガイド穴２０２によって行われる。さらに、フェルール２００の光軸方向の位置合わせはスリーブ突き当て部３０３とフェルール突き当て部４０３の突き当てにより行われる。前述の通り、端面２０１ａは基準端面４０５から距離Ｌ１離れた位置で形成されているため、結果として、フェルール３００に挿入された端面２０１ａの位置は、特段精密な位置合わせ装置を使用しなくとも一意に決めることが可能となる。
【００２５】
最後に、光ファイバ２００の芯線２０１とフェルール３００、及びフェルール３００とスリーブ４００のそれぞれが第２の接着剤５０２によって固定される。なお、第２の接着剤５０２は芯線２０１のガイド穴３０２への挿入、及びフェルール３００のフェルール内装部４０２への内装前に塗布しても問題はない。
【００２６】
以上述べたように、本実施形態の光モジュール１０は、光ファイバ２００の端面２０１ａの光軸方向の位置合わせを、加工コストの高い研磨工程を導入することなく、且つ精密な位置合わせ装置を必要とせず行うことができ、その工業的価値は極めて大きい。
【００２７】
ここで、フェルール３００がフェルール内装部４０２に内装されている理由について説明する。端面２０１ａの光ファイバ２００の光軸方向の位置合わせのみ行うだけであるなら、本来はフェルール突き当て部４０３のみあればよく、フェルール内装部４０２は必要ない。しかし、図６に示すように、フェルール内装部４０２がない場合、フェルール３００の光ファイバ２００の光軸に対して垂直な方向の位置合わせができなくなり、フェルール３００にずれが発生する恐れが生じる。このようなずれが発生した場合、各々の端面２０１ａと面型光素子１００の光出射口との間の距離に差が生じてしまい、各々の光結合特性にばらつきが生じる。
【００２８】
このような問題を回避するために、フェルール３００はフェルール内装部４０２に内装されるようになっている。なお、フェルール３００のフェルール内装部４０２に内装される領域の断面構造とフェルール内装部４０２の断面構造は、図７（ａ）に示すような略一致する形状でも良いし、図７（ｂ）に示すようにスリーブ４００のフェルール内装部４０２に凸部４０６を持つ形状、図７（ｃ）に示すようにフェール３００の外周面に凹部３０６を持つ形状でも良い。図７（ｂ）（ｃ）の場合、フェルール３００をスリーブ４００へ固定する際の第２の接着剤５０２をフェルール内装部４０２に流入させやすい特徴を持つ。以上の理由より、フェルール３００はフェルール内装部４０２に内装され、フェルール３００がフェルール内装部４０２に固定できるような構造となっていることが望ましい。
【００２９】
同様の理由で、光ファイバ２００をファイバ保持部４０１に保持した際、光ファイバ２００のずれを抑制するために、保持時に光ファイバ２００の被覆２０２とファイバ保持部４０１の断面形状を適切に設定することが望ましい。
【００３０】
また、フェルール３００の光素子搭載面は、必ずしも光ファイバ２００の光軸に対して垂直になっている必要はなく、図８に示すように、フェルール３００の光素子搭載面が光ファイバ２００の光軸に対して垂直な方向から傾いても良い。このように光素子搭載面に傾きを持たせることにより、端面２０１ａからの反射光の面型光素子１００へ入力される量を低減することが可能となり、結果として面型光素子１００の戻り光雑音を抑制することが可能となる。
【００３１】
ここで、面型光素子１００の搭載は熱圧着の他に、光素子搭載用バンプ５０３としてＡｕバンプを用いた場合、超音波接合でも行うことができる。また、光素子搭載用バンプ５０３は、Ａｕバンプの他に半田バンプ（加熱溶融）、Ｓｎ／Ｃｕバンプ（固相接合）等、種々の材料、及び接合方法を用いることができる。
【００３２】
なお、光ファイバ２００としては、多成分ガラス系の光ファイバやプラスチック光ファイバを用いることも可能である。さらに、光ファイバ２００は４チャンネルリボンに限らず、光モジュール１０の使用される通信システムに対して適切なチャネル数にすることができる。
【００３３】
また、フェルール３００及びスリーブ４００の材料としては、上記エポキシ樹脂の他にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂にガラスフィラーを混合した樹脂を用いることもできる。
【００３４】
なお、電気配線３０１はフェルール３００の樹脂成形時にリードフレームを埋め込んで形成しても良い。また、前記図２では、電気配線３０１は、フェルール３００の素子搭載面のみに形成されているが、フェルール３００を他の基板へ搭載することを考慮して、フェルール３００の他の面、例えば図２において上面或いは下面に跨って形成しても良い。
【００３５】
また、第１の接着剤５０１、及び第２の接着剤５０２は熱硬化型エポキシ系に限らず、紫外線硬化型接着剤も使用することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【００３７】
本実施形態の光モジュール２０が先の第１の実施形態と異なる点は、フェルール３００のガイド穴３０２の一部をテーパ状にしたことである。具体的には、フェルール３００の素子搭載面に対向する面、即ちスリーブ側の端面におけるガイド穴のサイズをフェルール３００の素子搭載面側のそれよりも大きくしている。
【００３８】
このような構造にすることにより、フェルール３００の素子搭載面に対向する面に近いガイド穴３０２のサイズが光ファイバ２００の端面２０１ａのサイズより大きいため、スリーブ４００に保持された光ファイバ２００の芯線２０１を容易にガイド穴３０２に挿入することが可能となる。従って、先の第１の実施形態の効果に加えて、短時間で光モジュール２０を作製できる利点がある。
【００３９】
（第３の実施形態）
図１０（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施形態に係わる光モジュールを説明するためのもので、フェルールの構成を示す断面図である。
【００４０】
この実施形態は、ガイド穴３０２の形状を変形したものである。具体的には、図１０（ａ）ではガイド穴３１２を楕円にし、図１０（ｂ）ではガイド穴３２２を四角にし、図１０（ｃ）ではガイド穴３３２を菱形にし、図１０（ｄ）ではガイド穴３４２を三角にしている。何れの例も、ガイド穴３１２，３２２，３３２，３４２と光ファイバ２００の芯線２０１との間の一部に隙間を形成している。
【００４１】
このような構造にすることにより、ガイド穴３１２，３２２，３３２，３４２に第２の接着剤５０２を流入させやすくなる。また、面型光素子１００と端面２０１ａとの間にある第２の接着剤５０２に気泡がある場合、面型光素子１００と光ファイバ２００の光結合効率が気泡のない場合と比較して変化し、光ファイバ１００のチャネル毎に光結合特性にばらつきが発生する場合がある。これに対して本実施形態のように隙間を設けることにより、第２の接着剤５０２を加熱硬化させる際に、気泡の膨張を利用して、気泡をこの隙間に誘導することが可能となり、面型光素子１００と端面２０１ａとの間の気泡を除去することが可能となる。
【００４２】
なお、ガイド穴３１２，３２２，３３２，３４２の形状は、必ずしも図１０（ａ）〜（ｄ）に限られるものではなく、光ファイバ２００の光軸方向に対する芯線２０１の位置決めが行えるのであれば任意である。
【００４３】
（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【００４４】
本実施形態の光モジュール３０は、フェルール３００の厚さをスリーブ４００の厚さと略一致させ、基板等へ実装する面の凹凸を無くしている。また、フェルール３００の素子搭載面と反対側の一部は、スリーブ４００のフェルール内装部４０２に内装されるように、絞り込まれて細くなっている。
【００４５】
このような構造にすることにより、光モジュール３０の基板等への実装が容易となる。さらに、実装面積を増加させることにより、実装強度を向上させることもできる。また、フェルール３００のスリーブ４００への内装時に、フェルール３００のフェルール内装部４０２に内装されない領域の側面が早くスリーブ４００に当接するようにして、フェルール３００の光ファイバ２００の光軸方向の位置決めを行うことも可能である。
【００４６】
また、フェルール３００とスリーブ４００の縦方向のみならず幅方向のサイズも略一致させるようにしても良い。この場合、両者の外形が略一致することになるため、フェルール３００とスリーブ４００の外形と略一致させた空洞を持つ工具の中にフェルール３００とスリーブ４００を入れ、両者の固定ができるようになる。即ち、光ファイバ２００の芯線２０１をガイド穴３０２に挿入し易くなる特徴もある。
【００４７】
（第５の実施形態）
図１２は、第５の実施形態に係わる光モジュール４０の概略構成を説明するためのもので図１２（ａ）は全体構成を示す断面図、図１２（ｂ）はスリーブ４００の概略断面図とフェルール突き当て部側から見た概略正面図である。
【００４８】
本実施形の光モジュール４０は、第１の実施形態と同様に、面型光素子１００、光ファイバ２００、フェルール３００、及びスリーブ４００等から構成されている。第５の実施形態の光モジュール４０は、第１の実施形態の光モジュール１０と比較して、フェルール突き当て部４１３がファイバ保持部４０１の内、光ファイバ２００の光軸に対して垂直な最も小さな断面形状の場所（最小断面部４１０）からフェルール３００側に離れている。具体的には、フェルール突き当て部４１３にフェルール３００よりも上下方向の寸法が小さい凹部が形成され、この凹部の底面に光ファイバ保持部４０１の穴が開口するようになっている。
【００４９】
ファイバ保持部４０１に光ファイバ２００を第１の接着剤５０１で固定する場合、毛細管現象により最小断面部４１０全体に第１の接着剤５０１が充填され、更に芯線２０１を伝ってフェルール内装部４０２に第１の接着剤５０１が突出する場合がある。第１の接着剤５０１の突出量は光モジュール毎にばらつきがあるため、第１の実施形態の光モジュール１０でこの現象が発生した場合、フェルール３００のスリーブ突き当て部３０３をスリーブ４００のフェルール突き当て部４１３に直接接触して突き合わせることができなくなる。このため、フェルール３００の光軸方向の位置合わせを行うことができず、結果として、端面２０１ａの光軸方向の位置合わせが正確にできなくなる。
【００５０】
一方、本実施形態の光モジュール４０の場合、第１の接着剤５０１の突出量より離れた位置にフェルール突き当て部４１３を配置することにより、フェルール内装部４０２に第１の接着剤５０１が突出した場合であっても、フェルール３００のスリーブ突き当て部３０３をスリーブ４００のフェルール突き当て部４１３に直接接触して突き合わせることができる。
【００５１】
従って本実施形態によれば、先の第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、フェルール３００及び端面２０１ａの光軸方向の位置合わせを第１の接着剤５０１の突出量に依らず正確に行うことができる利点がある。
【００５２】
（第６の実施形態）
図１３は、第６の実施形態に係わる光モジュール５０の概略構成を説明するためのもので、図１３（ａ）は全体構成を示す断面図、図１３（ｂ）はフェルール３００の概略断面図とスリーブ突き当て部２０２側から見た概略正面図である。
【００５３】
本実施形の光モジュール５０は、第１の実施形態と同様に、面型光素子１００、光ファイバ２００、フェルール３００、更にはスリーブ４００等から構成されている。第６の実施形態の光モジュール５０は、第１の実施形態の光モジュール１０と比較して、フェルール３００の面型光素子１００の搭載面に対向するガイド穴３０２の周囲が、ファイバ保持部４０２の内、光ファイバ２００の光軸に対して垂直な最も小さな断面形状の場所（最小断面部４１０）から離れている。即ち、ガイド穴３０２の素子搭載面と反対側面にガイド穴３０２の開口を内包するように凹部３０８が形成されている。
【００５４】
第５の実施形態でも述べたように、ファイバ保持部４０２に光ファイバ２００を第１の接着剤５０１で固定する場合、毛細管現象により最小断面部４１０全体に第１の接着剤５０１が充填され、更に芯線２０１を伝ってフェルール内装部４０１に第１の接着剤５０１が突出する場合がある。第１の接着剤５０１の突出量は光モジュール毎にばらつきがあるため、第１の実施形態の光モジュール１０でこの現象が発生した場合、フェルール３００のスリーブ突き当て部３１３をスリーブ４００のフェルール突き当て部４０３に直接接触させて突き合わせることができなくなる。
【００５５】
一方、本実施形態の光モジュール５０の場合、フェルール内装部４０２に突出した第１の接着剤５０１を避けるように、スリーブ突き当て部３１３を形成するようにしている。このため、スリーブ突き当て部３１３は第１の接着剤５０１に接触することなくフェルール突き当て部４０３に突き当てることが可能となる。なお、フェルール３００の面型光素子１００の搭載面に対向するガイド穴３０２の周囲の形状は、第１の接着剤５０１のフェルール内装部４０２への突出量を考慮して決定するようにする。
【００５６】
このように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、第５の実施形態と同様に、フェルール３００及び端面２０１ａとの光軸方向の位置合わせを第１の接着剤５０１の突出量に依らず正確に行うことができる利点がある。
【００５７】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
光モジュールを構成する面型発光素子、光ファイバ、フェルール、及びスリーブ等は必ずしもこれらの全てが接着固定された状態で提供される必要はない。面型発光素子や光ファイバは後付けするものであるため、接着前のフェルールとスリーブの対があれば、実施形態に説明したような光モジュールを作製することができる。
【００５９】
面型光素子は、ＶＣＳＥＬに限るものではなく、素子搭載面と垂直方向に光を放出する面型発光素子であればよい。さらに、面型光素子としては、ＰＩＮフォトダイオード等の面型受光素子を用いることも可能である。
【００６０】
また、スリーブは、必ずしも光ファイバを通すための穴を有するものである必要はなく、光ファイバを保持するファイバ保持部を有し、光ファイバの一端を突出させた状態で固定できるものであればよい。
【００６１】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１０，２０，３０，４０，５０…光モジュール、１００…面型光素子、２００…光ファイバ、２０１…芯線、２０２…被覆、３００…フェルール、３０１…電気配線、３０２，３１２，３２２，３３２，３４２…ガイド穴、３０３，３１３…スリーブ突き当て部、３０５…切断位置、３０６，３０８…凹部、４００…スリーブ、４０１…ファイバ保持部、４０２…フェルール内装部、４０３，４１３…フェルール突き当て部、４０６…凸部、４１０…最小断面部、５０１，５０２…接着剤、５０３…バンプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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、光ファイバ等の光導波路を用いた光配線システム向けの光モジュールが提案されている。
【０００３】
この種の光モジュールにおいて、面型光素子と光ファイバとの光結合を行うために、光ファイバはフェルールによって位置決めされることが多い。光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めは、フェルールのガイド穴によって行うことが可能である。一方、光軸方向に対する位置決めでは、フェルールに挿入した光ファイバの端面を所定の場所に形成する必要があり、光ファイバの反りや封止時の変形による光軸ずれを抑制するために、光ファイバ端面をフェルール端面に一致させることが多い。しかし、この場合、光ファイバクリーバやレーザ切断機等の簡便に光ファイバの端面形成が可能な装置を使用することができないため、タクトタイムが長く、加工コストの比較的高い研磨加工により端面形成を行う必要がある。
【０００４】
また、面型光素子が搭載されたフェルールの場合、光ファイバの端面をフェルール内の所定の位置に設置する必要がある。通常は、光ファイバの接触による面型光素子の破壊を防止するため、光ファイバ端面は面型光素子から離して設置するが、離しすぎると面型光素子と光ファイバ間の光結合効率が低下するため、光ファイバの端面を面型光素子から僅かに離した位置に設置する。しかし、光ファイバの端面と面型光素子の距離は数［μｍ］〜数１００［μｍ］と微小量であるため、光ファイバの端面の所定位置への設置には高精度な位置決め装置を用意する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３５１９６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９７８１７号公報
【特許文献３】特開平７−２８７１４８号公報
【特許文献４】特許第４０９１０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明が解決しようとする課題は、加工コストの高い研磨加工を要することなく、且つ精密な位置合わせ装置を必要とせずに、光ファイバ端面の光軸方向の位置合わせが可能な光モジュール及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の光モジュールは、光ファイバと、前記光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めを行うためのガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の一方の開口が位置する面に電気配線が形成されたフェルールと、前記フェルールの電気配線に接続され、該フェルールに搭載された面型光素子と、前記光ファイバを保持するための保持部と前記フェルールの一端に接触させるための突き当て部を有し、前記光ファイバ及び前記フェルールが固定されたスリーブとを具備してなる。そして、前記光ファイバは、前記スリーブの一端側から突出した状態で前記スリーブに固定され、且つ前記スリーブの一端を基準として端面が形成される。さらに、前記フェルールのガイド穴に前記端面が形成された前記光ファイバが挿入され、前記スリーブの突き当て部に前記フェルールの一端が接触した状態で前記フェルールが前記スリーブに固定されることにより、前記光ファイバの前記端面が前記面型発光素子に対して光軸方向に位置決めされている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す平面図。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ’断面図。
【図３】第１の実施形態の光モジュールの製造方法を説明するためのもので、フェルールの概略構成を示す断面図。
【図４】第１の実施形態の光モジュールの製造方法を説明するためのもので、スリーブの概略構成を示す断面図。
【図５】アレイ状にフェルールを作製した例を示す斜視図。
【図６】第１の実施形態の効果を説明するためのもので、フェルール内装部がない場合の例を示す平面図。
【図７】フェルール及びスリーブの構造を示す断面図。
【図８】フェルールの光素子搭載面が光ファイバの光軸に対し傾いている例を示す断面図。
【図９】第２の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図。
【図１０】第３の実施形態に係わる光モジュールを説明するためのもので、フェルールの構成を示す断面図。
【図１１】第４の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図。
【図１２】第５の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図と平面図。
【図１３】第６の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図と平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施の形態を説明する。図面の記載において、同一或いは類似の部分には、同一又は類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係わる光モジュール１０の概略構成を説明するためのもので、図１は平面図、図２は図１の矢視Ａ−Ａ’断面図である。
【００１１】
本実施形態の光モジュール１０は、面型光素子１００、光ファイバ２００、電気配線３０１とガイド穴３０２が形成されたフェルール３００、更にはファィバ保持部４０１とフェルール内装部４０２が形成されたスリーブ４００等から構成されている。
【００１２】
面型光素子１００は、例えば垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）であり、面型光素子１００の光出射口の中心がフェルール３００に形成されたガイド穴３０２の中心に略一致するようにフェルール３００に搭載されている。具体的には、Ａｕバンプで構成される光素子搭載用バンプ５０３を介してフェルール３００に形成された電気配線３０１に接続されている。そのため、ガイド穴３０２に挿入された光ファイバ２００の芯線２０１の略中心に面型光素子１００から出射する光を結合することができると共に、面型光素子１００は電気配線３０１を介して駆動することができるようになっている。
【００１３】
光ファイバ２００は、芯線２０１が石英系マルチモードＧＩ（Graded Index）ファイバ（コア径５０μｍ、外径１２５μｍ）で、被覆２０２により４チャンネルリボン化されている。また、光ファイバ２００の先端部は、スリーブ４００への固定、及びフェルール３００に形成されたガイド穴３０２への挿入のため、被覆２０２がリムーブされ、芯線２０１が露出した状態となっている。
【００１４】
フェルール３００は、３０μｍ程度のガラスフィラーを８０％程度混入したエポキシ樹脂からなり、金型による樹脂成形で直方体形状に形成されている。フェルール３００に形成されたガイド穴３０２は、光ファイバ２００の芯線２０１の外形と略同じ形状の円形であり、光ファイバ２００の光軸に対して垂直方向の芯線２０１の端面２０１ａの位置決めを行うようになっている。また、フェルール３００の一つの面、即ちガイド穴３０２の一方の開口が位置する素子搭載面には、メタルマスクとスパッタ等によるパターンメタライズを行って電気配線３０１が形成されている。さらに、フェルール３００の素子搭載面に対向する面には、スリーブ突き当て部３０３が形成されている。
【００１５】
スリーブ４００は、フェルール３００と同様に３０μｍ程度のガラスフィラーを８０％程度混入したエポキシ樹脂からなり、金型による樹脂成形で形成されている。スリーブ４００には、光ファイバ保持用のファイバ保持部４０１が形成されている。光ファイバ２００は、その被覆２０２が熱硬化型エポキシ系の第１の接着剤５０１を介してファイバ保持部４０１に保持される。また、スリーブ４００にはフェルール３００を内装、即ちフェルール３００の一部を挿入するためのフェルール内装部４０２が形成されており、フェルール内装部４０２にはフェルール突き当て部４０３が形成されている。
【００１６】
フェルール３００はフェルール内装部４０２に内装される際、ガイド穴３０２に光ファイバ２００の芯線２０１が挿入される。これにより、芯線２０１の端面２０１ａは、ファイバ２００の光軸に対して垂直な方向の位置決めが行われる。また、フェルール３００のフェルール内装部４０２に内装される領域とフェルール内装部４０２の断面形状は、内装時にフェルール３００が不用意にずれないような形状となっている。これにより、フェルール３００の光軸に対して垂直な方向の位置決めが行われる。さらに、内装時にフェルール突き当て部４０３とスリーブ突き当て部３０３が突き合うことで、フェルール３００の光軸方向の位置決めが行われる。
【００１７】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係わる光モジュール１０の製造方法について説明する。
【００１８】
図３（ａ）は、フェルール３００の概略断面図を示している。前述の通り、光素子搭載面には電気配線３０１が形成され、素子搭載面と対向する面にはスリーブ突き当て面３０３が形成されている。また、素子搭載面からスリーブ突き当て面３０３に貫通するガイド穴３０２が形成されている。
【００１９】
図３（ｂ）は、フェルール３００に面型光素子１００を搭載した状態を示している。面型光素子１００は熱圧着により光素子搭載用バンプ５０３を介してフェルール３００の電気配線３０１上に搭載される。
【００２０】
なお、フェルール３００の樹脂成形は一方向からの金型取り付けにより行うことが可能である。そのため、図５に示すように、アレイ状にフェルール３００を作製することができると共に、アレイ状のフェルール３００の状態で面型光素子１００を搭載することも可能である。即ち、フェルール３００の多数個取り、及び面型光素子１００の連続搭載が可能となり、これにより製造時間を大幅に短縮できる。なお、フェルール３００の個片化は所定の切断位置３０５をダイシング等により切断することで行うことができる。
【００２１】
図４（ａ）は、スリーブ４００の概略断面図を示している。前述の通り、スリーブ４００にはファイバ保持部４０１及びフェルール内装部４０２が形成されている。さらに、フェルール内装部４０２にはフェルール突き当て部４０３が形成されている。
【００２２】
図４（ｂ）は、スリーブ４００のファイバ保持部４０１に光ファイバ２００を保持した状態を示している。先端部分の被覆２０２をリムーブした光ファイバ２００を、リムーブした領域の一部がスリーブ４００から突出するようにスリーブ４００に差し込む。その後、ファイバ保持部４０１と光ファイバ２００を第１の接着剤５０１で接着することで、光ファイバ２００をスリーブ４００に保持する。
【００２３】
図４（ｃ）は、スリーブ４００に保持された光ファイバ２００の端面２０１ａを形成するステップを示している。端面２０１ａはスリーブ４００の基準端面４０５を基準として距離Ｌ１離れた位置で形成される。ここで、端面２０１ａは、光ファイバクリーバ或いはレーザ切断機を用いて形成される。このように光ファイバ２００の芯線２０１をスリーブ４００に固定した後に、基準端面４０５を利用して端面形成が行われるため、端面２０１ａの形成される位置は一意に決定される。ここで、芯線２０１の一部はスリーブ４００から突出しているため、加工コストの高い研磨加工を用いる必要はなく、上記のような低コストで短タクトタイムの端面形成方法を用いることが可能である。
【００２４】
前記図２は、フェルール３００をスリーブ４００のフェルール内装部４０２に内装した状態を示している。まず、芯線２０１をフェルール３００のガイド穴３０２に挿入し、芯線２０１をガイドしながらフェルール２００をフェルール内装部４０２に内装し、最終的にはスリーブ突き当て部３０３がフェルール突き当て部４０３に突き当たるようにする。こうすることで、端面２０１ａの光ファイバ２００の光軸に対して垂直方向の位置合わせがガイド穴２０２によって行われる。さらに、フェルール２００の光軸方向の位置合わせはスリーブ突き当て部３０３とフェルール突き当て部４０３の突き当てにより行われる。前述の通り、端面２０１ａは基準端面４０５から距離Ｌ１離れた位置で形成されているため、結果として、フェルール３００に挿入された端面２０１ａの位置は、特段精密な位置合わせ装置を使用しなくとも一意に決めることが可能となる。
【００２５】
最後に、光ファイバ２００の芯線２０１とフェルール３００、及びフェルール３００とスリーブ４００のそれぞれが第２の接着剤５０２によって固定される。なお、第２の接着剤５０２は芯線２０１のガイド穴３０２への挿入、及びフェルール３００のフェルール内装部４０２への内装前に塗布しても問題はない。
【００２６】
以上述べたように、本実施形態の光モジュール１０は、光ファイバ２００の端面２０１ａの光軸方向の位置合わせを、加工コストの高い研磨工程を導入することなく、且つ精密な位置合わせ装置を必要とせず行うことができ、その工業的価値は極めて大きい。
【００２７】
ここで、フェルール３００がフェルール内装部４０２に内装されている理由について説明する。端面２０１ａの光ファイバ２００の光軸方向の位置合わせのみ行うだけであるなら、本来はフェルール突き当て部４０３のみあればよく、フェルール内装部４０２は必要ない。しかし、図６に示すように、フェルール内装部４０２がない場合、フェルール３００の光ファイバ２００の光軸に対して垂直な方向の位置合わせができなくなり、フェルール３００にずれが発生する恐れが生じる。このようなずれが発生した場合、各々の端面２０１ａと面型光素子１００の光出射口との間の距離に差が生じてしまい、各々の光結合特性にばらつきが生じる。
【００２８】
このような問題を回避するために、フェルール３００はフェルール内装部４０２に内装されるようになっている。なお、フェルール３００のフェルール内装部４０２に内装される領域の断面構造とフェルール内装部４０２の断面構造は、図７（ａ）に示すような略一致する形状でも良いし、図７（ｂ）に示すようにスリーブ４００のフェルール内装部４０２に凸部４０６を持つ形状、図７（ｃ）に示すようにフェール３００の外周面に凹部３０６を持つ形状でも良い。図７（ｂ）（ｃ）の場合、フェルール３００をスリーブ４００へ固定する際の第２の接着剤５０２をフェルール内装部４０２に流入させやすい特徴を持つ。以上の理由より、フェルール３００はフェルール内装部４０２に内装され、フェルール３００がフェルール内装部４０２に固定できるような構造となっていることが望ましい。
【００２９】
同様の理由で、光ファイバ２００をファイバ保持部４０１に保持した際、光ファイバ２００のずれを抑制するために、保持時に光ファイバ２００の被覆２０２とファイバ保持部４０１の断面形状を適切に設定することが望ましい。
【００３０】
また、フェルール３００の光素子搭載面は、必ずしも光ファイバ２００の光軸に対して垂直になっている必要はなく、図８に示すように、フェルール３００の光素子搭載面が光ファイバ２００の光軸に対して垂直な方向から傾いても良い。このように光素子搭載面に傾きを持たせることにより、端面２０１ａからの反射光の面型光素子１００へ入力される量を低減することが可能となり、結果として面型光素子１００の戻り光雑音を抑制することが可能となる。
【００３１】
ここで、面型光素子１００の搭載は熱圧着の他に、光素子搭載用バンプ５０３としてＡｕバンプを用いた場合、超音波接合でも行うことができる。また、光素子搭載用バンプ５０３は、Ａｕバンプの他に半田バンプ（加熱溶融）、Ｓｎ／Ｃｕバンプ（固相接合）等、種々の材料、及び接合方法を用いることができる。
【００３２】
なお、光ファイバ２００としては、多成分ガラス系の光ファイバやプラスチック光ファイバを用いることも可能である。さらに、光ファイバ２００は４チャンネルリボンに限らず、光モジュール１０の使用される通信システムに対して適切なチャネル数にすることができる。
【００３３】
また、フェルール３００及びスリーブ４００の材料としては、上記エポキシ樹脂の他にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂にガラスフィラーを混合した樹脂を用いることもできる。
【００３４】
なお、電気配線３０１はフェルール３００の樹脂成形時にリードフレームを埋め込んで形成しても良い。また、前記図２では、電気配線３０１は、フェルール３００の素子搭載面のみに形成されているが、フェルール３００を他の基板へ搭載することを考慮して、フェルール３００の他の面、例えば図２において上面或いは下面に跨って形成しても良い。
【００３５】
また、第１の接着剤５０１、及び第２の接着剤５０２は熱硬化型エポキシ系に限らず、紫外線硬化型接着剤も使用することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【００３７】
本実施形態の光モジュール２０が先の第１の実施形態と異なる点は、フェルール３００のガイド穴３０２の一部をテーパ状にしたことである。具体的には、フェルール３００の素子搭載面に対向する面、即ちスリーブ側の端面におけるガイド穴のサイズをフェルール３００の素子搭載面側のそれよりも大きくしている。
【００３８】
このような構造にすることにより、フェルール３００の素子搭載面に対向する面に近いガイド穴３０２のサイズが光ファイバ２００の端面２０１ａのサイズより大きいため、スリーブ４００に保持された光ファイバ２００の芯線２０１を容易にガイド穴３０２に挿入することが可能となる。従って、先の第１の実施形態の効果に加えて、短時間で光モジュール２０を作製できる利点がある。
【００３９】
（第３の実施形態）
図１０（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施形態に係わる光モジュールを説明するためのもので、フェルールの構成を示す断面図である。
【００４０】
この実施形態は、ガイド穴３０２の形状を変形したものである。具体的には、図１０（ａ）ではガイド穴３１２を楕円にし、図１０（ｂ）ではガイド穴３２２を四角にし、図１０（ｃ）ではガイド穴３３２を菱形にし、図１０（ｄ）ではガイド穴３４２を三角にしている。何れの例も、ガイド穴３１２，３２２，３３２，３４２と光ファイバ２００の芯線２０１との間の一部に隙間を形成している。
【００４１】
このような構造にすることにより、ガイド穴３１２，３２２，３３２，３４２に第２の接着剤５０２を流入させやすくなる。また、面型光素子１００と端面２０１ａとの間にある第２の接着剤５０２に気泡がある場合、面型光素子１００と光ファイバ２００の光結合効率が気泡のない場合と比較して変化し、光ファイバ１００のチャネル毎に光結合特性にばらつきが発生する場合がある。これに対して本実施形態のように隙間を設けることにより、第２の接着剤５０２を加熱硬化させる際に、気泡の膨張を利用して、気泡をこの隙間に誘導することが可能となり、面型光素子１００と端面２０１ａとの間の気泡を除去することが可能となる。
【００４２】
なお、ガイド穴３１２，３２２，３３２，３４２の形状は、必ずしも図１０（ａ）〜（ｄ）に限られるものではなく、光ファイバ２００の光軸方向に対する芯線２０１の位置決めが行えるのであれば任意である。
【００４３】
（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【００４４】
本実施形態の光モジュール３０は、フェルール３００の厚さをスリーブ４００の厚さと略一致させ、基板等へ実装する面の凹凸を無くしている。また、フェルール３００の素子搭載面と反対側の一部は、スリーブ４００のフェルール内装部４０２に内装されるように、絞り込まれて細くなっている。
【００４５】
このような構造にすることにより、光モジュール３０の基板等への実装が容易となる。さらに、実装面積を増加させることにより、実装強度を向上させることもできる。また、フェルール３００のスリーブ４００への内装時に、フェルール３００のフェルール内装部４０２に内装されない領域の側面が早くスリーブ４００に当接するようにして、フェルール３００の光ファイバ２００の光軸方向の位置決めを行うことも可能である。
【００４６】
また、フェルール３００とスリーブ４００の縦方向のみならず幅方向のサイズも略一致させるようにしても良い。この場合、両者の外形が略一致することになるため、フェルール３００とスリーブ４００の外形と略一致させた空洞を持つ工具の中にフェルール３００とスリーブ４００を入れ、両者の固定ができるようになる。即ち、光ファイバ２００の芯線２０１をガイド穴３０２に挿入し易くなる特徴もある。
【００４７】
（第５の実施形態）
図１２は、第５の実施形態に係わる光モジュール４０の概略構成を説明するためのもので図１２（ａ）は全体構成を示す断面図、図１２（ｂ）はスリーブ４００の概略断面図とフェルール突き当て部側から見た概略正面図である。
【００４８】
本実施形の光モジュール４０は、第１の実施形態と同様に、面型光素子１００、光ファイバ２００、フェルール３００、及びスリーブ４００等から構成されている。第５の実施形態の光モジュール４０は、第１の実施形態の光モジュール１０と比較して、フェルール突き当て部４１３がファイバ保持部４０１の内、光ファイバ２００の光軸に対して垂直な最も小さな断面形状の場所（最小断面部４１０）からフェルール３００側に離れている。具体的には、フェルール突き当て部４１３にフェルール３００よりも上下方向の寸法が小さい凹部が形成され、この凹部の底面に光ファイバ保持部４０１の穴が開口するようになっている。
【００４９】
ファイバ保持部４０１に光ファイバ２００を第１の接着剤５０１で固定する場合、毛細管現象により最小断面部４１０全体に第１の接着剤５０１が充填され、更に芯線２０１を伝ってフェルール内装部４０２に第１の接着剤５０１が突出する場合がある。第１の接着剤５０１の突出量は光モジュール毎にばらつきがあるため、第１の実施形態の光モジュール１０でこの現象が発生した場合、フェルール３００のスリーブ突き当て部３０３をスリーブ４００のフェルール突き当て部４１３に直接接触して突き合わせることができなくなる。このため、フェルール３００の光軸方向の位置合わせを行うことができず、結果として、端面２０１ａの光軸方向の位置合わせが正確にできなくなる。
【００５０】
一方、本実施形態の光モジュール４０の場合、第１の接着剤５０１の突出量より離れた位置にフェルール突き当て部４１３を配置することにより、フェルール内装部４０２に第１の接着剤５０１が突出した場合であっても、フェルール３００のスリーブ突き当て部３０３をスリーブ４００のフェルール突き当て部４１３に直接接触して突き合わせることができる。
【００５１】
従って本実施形態によれば、先の第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、フェルール３００及び端面２０１ａの光軸方向の位置合わせを第１の接着剤５０１の突出量に依らず正確に行うことができる利点がある。
【００５２】
（第６の実施形態）
図１３は、第６の実施形態に係わる光モジュール５０の概略構成を説明するためのもので、図１３（ａ）は全体構成を示す断面図、図１３（ｂ）はフェルール３００の概略断面図とスリーブ突き当て部２０２側から見た概略正面図である。
【００５３】
本実施形の光モジュール５０は、第１の実施形態と同様に、面型光素子１００、光ファイバ２００、フェルール３００、更にはスリーブ４００等から構成されている。第６の実施形態の光モジュール５０は、第１の実施形態の光モジュール１０と比較して、フェルール３００の面型光素子１００の搭載面に対向するガイド穴３０２の周囲が、ファイバ保持部４０２の内、光ファイバ２００の光軸に対して垂直な最も小さな断面形状の場所（最小断面部４１０）から離れている。即ち、ガイド穴３０２の素子搭載面と反対側面にガイド穴３０２の開口を内包するように凹部３０８が形成されている。
【００５４】
第５の実施形態でも述べたように、ファイバ保持部４０２に光ファイバ２００を第１の接着剤５０１で固定する場合、毛細管現象により最小断面部４１０全体に第１の接着剤５０１が充填され、更に芯線２０１を伝ってフェルール内装部４０１に第１の接着剤５０１が突出する場合がある。第１の接着剤５０１の突出量は光モジュール毎にばらつきがあるため、第１の実施形態の光モジュール１０でこの現象が発生した場合、フェルール３００のスリーブ突き当て部３１３をスリーブ４００のフェルール突き当て部４０３に直接接触させて突き合わせることができなくなる。
【００５５】
一方、本実施形態の光モジュール５０の場合、フェルール内装部４０２に突出した第１の接着剤５０１を避けるように、スリーブ突き当て部３１３を形成するようにしている。このため、スリーブ突き当て部３１３は第１の接着剤５０１に接触することなくフェルール突き当て部４０３に突き当てることが可能となる。なお、フェルール３００の面型光素子１００の搭載面に対向するガイド穴３０２の周囲の形状は、第１の接着剤５０１のフェルール内装部４０２への突出量を考慮して決定するようにする。
【００５６】
このように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、第５の実施形態と同様に、フェルール３００及び端面２０１ａとの光軸方向の位置合わせを第１の接着剤５０１の突出量に依らず正確に行うことができる利点がある。
【００５７】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
光モジュールを構成する面型発光素子、光ファイバ、フェルール、及びスリーブ等は必ずしもこれらの全てが接着固定された状態で提供される必要はない。面型発光素子や光ファイバは後付けするものであるため、接着前のフェルールとスリーブの対があれば、実施形態に説明したような光モジュールを作製することができる。
【００５９】
面型光素子は、ＶＣＳＥＬに限るものではなく、素子搭載面と垂直方向に光を放出する面型発光素子であればよい。さらに、面型光素子としては、ＰＩＮフォトダイオード等の面型受光素子を用いることも可能である。
【００６０】
また、スリーブは、必ずしも光ファイバを通すための穴を有するものである必要はなく、光ファイバを保持するファイバ保持部を有し、光ファイバの一端を突出させた状態で固定できるものであればよい。
【００６１】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１０，２０，３０，４０，５０…光モジュール、１００…面型光素子、２００…光ファイバ、２０１…芯線、２０２…被覆、３００…フェルール、３０１…電気配線、３０２，３１２，３２２，３３２，３４２…ガイド穴、３０３，３１３…スリーブ突き当て部、３０５…切断位置、３０６，３０８…凹部、４００…スリーブ、４０１…ファイバ保持部、４０２…フェルール内装部、４０３，４１３…フェルール突き当て部、４０６…凸部、４１０…最小断面部、５０１，５０２…接着剤、５０３…バンプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、
前記光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めを行うためのガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の一方の開口が位置する面に電気配線が形成されたフェルールと、
前記フェルールの電気配線に接続され、該フェルールに搭載された面型光素子と、
前記光ファイバを保持するための保持部と前記フェルールの一端に接触させるための突き当て部を有し、前記光ファイバ及び前記フェルールが固定されたスリーブと、を具備してなり、
前記光ファイバは、前記スリーブの一端側から突出した状態で前記スリーブに固定され、且つ前記スリーブの一端を基準として端面が形成され、
前記フェルールのガイド穴に前記端面が形成された前記光ファイバが挿入され、前記スリーブの突き当て部に前記フェルールの一端が接触した状態で前記フェルールが前記スリーブに固定されることにより、前記光ファイバの前記端面が前記面型発光素子に対して光軸方向に位置決めされていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めを行うためのガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の一方の開口が位置する面に面型光素子を搭載するための電気配線が形成されたフェルールと、
前記光ファイバを保持する保持部と前記前記フェルールの一端に接触させる突き当て部を有し、前記光ファイバ及び前記フェルールを固定するためのスリーブと、を具備してなり、
前記光ファイバは、前記スリーブの一端側から突出して前記スリーブに固定された状態で、該スリーブの一端を基準として端面が形成可能となっており、
前記フェルールは、前記ガイド穴に前記光ファイバを挿入した状態で、前記スリーブの突き当て部に一端を接触させて前記スリーブに固定されるものであることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
前記フェルールの一端が前記スリーブの突き当て部に固定された状態で、前記フェルールの周囲の一部が前記スリーブの一部に内装されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記スリーブの突き当て部は、前記スリーブの前記光ファイバを保持する部分の内径が最も小さい領域よりも前記フェルール側に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光モジュール。
【請求項５】
前記フェルールの前記スリーブに突き当てられる部分は、前記光ファイバが挿入されるガイド穴の前記スリーブ側の端面よりも前記スリーブ側に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記フェルールの前記面型光素子の搭載面は、前記光ファイバの光軸に対して垂直な方向から傾いていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の光モジュールを製造する方法であって、
前記面型光素子を前記電気配線に接続して前記フェルール上に搭載する工程と、
前記光ファイバを前記スリーブの一端側から突出させた状態で該スリーブ固定する工程と、
前記スリーブの一端を基準とし、前記スリーブに固定された前記光ファイバの端面を形成する工程と、
前記面型光素子が搭載された前記フェルールのガイド穴に、前記面型光素子の搭載面に対向する面側から前記端面が形成された前記光ファイバを挿入すると共に、前記スリーブの前記突き当て部に前記フェルールの一端を接触させる工程と、
前記スリーブの前記突き当て部に前記フェルールの一端を接触させた状態で、前記フェルールを前記スリーブに固定する固定する工程と、
を含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１】
光ファイバと、
前記光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めを行うためのガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の一方の開口が位置する面に電気配線が形成されたフェルールと、
前記フェルールの電気配線に接続され、該フェルールに搭載された面型光素子と、
前記光ファイバを保持するための保持部と前記フェルールの一端に接触させるための突き当て部を有し、前記光ファイバ及び前記フェルールが固定されたスリーブと、を具備してなり、
前記光ファイバは、前記スリーブの一端側から突出した状態で前記スリーブに固定され、且つ前記スリーブの一端を基準として端面が形成され、
前記フェルールのガイド穴に前記端面が形成された前記光ファイバが挿入され、前記スリーブの突き当て部に前記フェルールの一端が接触した状態で前記フェルールが前記スリーブに固定されることにより、前記光ファイバの前記端面が前記面型発光素子に対して光軸方向に位置決めされていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
光ファイバの光軸に対して垂直方向の位置決めを行うためのガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の一方の開口が位置する面に面型光素子を搭載するための電気配線が形成されたフェルールと、
前記光ファイバを保持する保持部と前記前記フェルールの一端に接触させる突き当て部を有し、前記光ファイバ及び前記フェルールを固定するためのスリーブと、を具備してなり、
前記光ファイバは、前記スリーブの一端側から突出して前記スリーブに固定された状態で、該スリーブの一端を基準として端面が形成可能となっており、
前記フェルールは、前記ガイド穴に前記光ファイバを挿入した状態で、前記スリーブの突き当て部に一端を接触させて前記スリーブに固定されるものであることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
前記フェルールの一端が前記スリーブの突き当て部に固定された状態で、前記フェルールの周囲の一部が前記スリーブの一部に内装されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記スリーブの突き当て部は、前記スリーブの前記光ファイバを保持する部分の内径が最も小さい領域よりも前記フェルール側に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光モジュール。
【請求項５】
前記フェルールの前記スリーブに突き当てられる部分は、前記光ファイバが挿入されるガイド穴の前記スリーブ側の端面よりも前記スリーブ側に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記フェルールの前記面型光素子の搭載面は、前記光ファイバの光軸に対して垂直な方向から傾いていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の光モジュールを製造する方法であって、
前記面型光素子を前記電気配線に接続して前記フェルール上に搭載する工程と、
前記光ファイバを前記スリーブの一端側から突出させた状態で該スリーブ固定する工程と、
前記スリーブの一端を基準とし、前記スリーブに固定された前記光ファイバの端面を形成する工程と、
前記面型光素子が搭載された前記フェルールのガイド穴に、前記面型光素子の搭載面に対向する面側から前記端面が形成された前記光ファイバを挿入すると共に、前記スリーブの前記突き当て部に前記フェルールの一端を接触させる工程と、
前記スリーブの前記突き当て部に前記フェルールの一端を接触させた状態で、前記フェルールを前記スリーブに固定する固定する工程と、
を含む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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−６１４７８（Ｐ２０１３−６１４７８Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９６９６（Ｐ２０１１−１９９６９６）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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