光電気変換モジュール及びその製造方法
【課題】光結合効率に優れ、光伝送特性の低下や光クロストークを抑えることが可能な光電気変換モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】透明基板１２と、透明基板１２の一方の面からなる実装面１２ａに実装された光デバイス２１と、透明基板１２の実装面１２ａに実装されて光デバイス２１を駆動させる電気デバイス３１とを備え、透明基板１２には、他方の面からなる装着面１２ｂに配設されるガラスファイバ４５と光デバイス２１とを光結合させる導波路３３が設けられている。
【解決手段】透明基板１２と、透明基板１２の一方の面からなる実装面１２ａに実装された光デバイス２１と、透明基板１２の実装面１２ａに実装されて光デバイス２１を駆動させる電気デバイス３１とを備え、透明基板１２には、他方の面からなる装着面１２ｂに配設されるガラスファイバ４５と光デバイス２１とを光結合させる導波路３３が設けられている。
【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電気変換モジュール及びその製造方法に関する。
【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。
【０００３】
この光伝送に用いられる光モジュールとして、上部が開口したパッケージの上部に光透過部材を設け、パッケージ内に１個以上の光素子を収納して気密封止した光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。この光モジュールでは、光透過部材となる透明基板の裏面に回路パターンを形成し、その回路パターンに１個以上の光素子を実装し、パッケージの上縁面にパッケージ側電極を形成すると共に、そのパッケージ側電極に対応して透明基板の裏面に基板側電極を形成し、他方、透明基板の表面に光通路となる窓を有する金属製のフタを設けると共に、そのフタを透明基板の周縁から張り出すように形成し、パッケージ側電極と基板側電極を接合した状態で、パッケージにフタの周縁を接合すると共に気密封止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０００３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記光モジュールでは、透明基板で光が拡散して光結合効率が低下してしまう。また、透明基板で拡散した光が、他のチャンネルや受信側に漏れ、光伝送特性の低下や光クロストークを招いてしまうこともある。
【０００６】
本発明の目的は、光結合効率に優れ、光伝送特性の低下や光クロストークを抑えることが可能な光電気変換モジュール及びその製造方法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電気変換モジュールは、透明基板と、透明基板の一方の面からなる実装面に実装された光デバイスと、前記透明基板の前記実装面に実装されて前記光デバイスを駆動させる電気デバイスとを備え、
前記透明基板には、他方の面からなる装着面に配設される光ファイバと前記光デバイスとを光結合させる導波路が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴に透明樹脂が充填されてなることが好ましい。
【０００９】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明樹脂は、前記透明基板よりも高い光屈折率を有することが好ましい。
【００１０】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明樹脂は、前記透明基板に前記光デバイスを固定するアンダーフィル材と同一材料からなることが好ましい。
【００１１】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明樹脂は、紫外線硬化型樹脂からなることが好ましい。
【００１２】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴の内側空間を含んで構成されていてもよい。その場合、前記光デバイスは、前記導波路と対向しない箇所に設けられたサイドフィル材により前記透明基板に固定されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路形成穴は、前記装着面側より前記実装面側が小径とされたテーパ形状であることが好ましい。
【００１４】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路を構成する前記導波路形成穴は、前記透明基板に対して非貫通であってもよい。その場合、前記透明基板における前記導波路形成穴の底部は、凹曲面形状に形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明基板には、前記光ファイバを保持する光コネクタが着脱可能とされ、
前記透明基板及び前記光コネクタには、いずれか一方に位置決めピンが設けられ、他方に前記位置決めピンが挿入可能な位置決め穴が形成され、
前記位置決めピンを前記位置決め穴へ挿入することにより、前記透明基板の前記導波路に前記光コネクタの前記光ファイバが位置決めされることが好ましい。
【００１６】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記光デバイス及び前記電気デバイスに、放熱部材が取り付けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明の光電気変換モジュールの製造方法は、透明基板に設けられた複数のモジュール形成領域に光デバイス及び電気デバイスを実装する部品実装工程と、
前記透明基板における各モジュール形成領域に導波路を形成する導波路形成工程と、
前記透明基板を切断して各モジュール形成領域に分割し、複数の光電気変換モジュールとする基板分割工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光デバイスと光ファイバとが透明基板の導波路を介して光結合されるので、優れた光結合効率でデータ通信を行うことができ、しかも、光クロストークを抑えて良好な光伝送特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態例に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る光電気複合モジュールの斜視図である。
【図３】図１の光電気複合モジュールをホストボードに搭載した例を示す断面図である。
【図４】図１の光電気複合モジュールの製造工程を示す図であって、（ａ）から（ｃ）は、工程ごとの断面図である。
【図５】複数の光電気変換モジュールが作製されるウエハの概略斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態例（導波路形成穴が非貫通）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態例（導波路形成穴が非貫通）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態例（導波路形成穴がテーパ形状）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態例（アンダーフィル材不使用）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態例（アンダーフィル材不使用）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態例に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態例に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る光電気変換モジュール及びその製造方法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、本実施形態に係る光電気変換モジュール１１は、透明基板１２を有している。この透明基板１２は、硼珪酸ガラスまたは石英ガラスなどから形成されたガラス基板からなるものであり、この透明基板１２は、一方の面が、回路パターン１３を有する実装面１２ａとされ、他方の面が、装着面１２ｂとされている。
この透明基板１２には、表裏にわたって貫通する複数の導波路形成穴１４が形成されており、これらの導波路形成穴１４は、一列に配列されている。
【００２１】
透明基板１２の実装面１２ａには、導波路形成穴１４の対向位置に、光デバイス２１が取り付けられている。この光デバイス２１は、例えば、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）アレイやＰＩＮ−ＰＤ（フォトダイオード）アレイなどの発光素子または受光素子である。光デバイス２１の素子部（図示省略）は、光デバイス２１が発光素子である場合は発光部であり、光デバイス２１が受光素子である場合は受光部である。このように、透明基板１２に取り付けられた光デバイス２１は、その素子部が、透明基板１２における導波路形成穴１４の対向位置に配置されている。
【００２２】
この光デバイス２１は、その端子部（図示省略）が、回路パターン１３に対して、例えば、金（Ａｕ）からなるバンプ２５によって導通接続されている。このバンプ２５による接続は、超音波振動または熱によってバンプ２５を介して端子部と回路パターン１３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。なお、光デバイス２１としては、幅方向半分が発光素子からなり、残りの幅方向半分が受光素子からなるものが用いられる場合もある。
【００２３】
透明基板１２と光デバイス２１との間には、アンダーフィル材３１が充填されており、このアンダーフィル材３１によって光デバイス２１が透明基板１２に接着固定されている。また、アンダーフィル材３１は、透明基板１２の導波路形成穴１４にも充填されている。このアンダーフィル材３１としては、透明基板１２における光の屈折率よりも高い屈折率を有する透明樹脂が用いられている。これにより、透明基板１２には、導波路形成穴１４にアンダーフィル材３１が充填されて屈折率が高くされた部分をコアとする導波路３３が形成されている。アンダーフィル材３１としては、熱硬化型樹脂が使用可能であるが、紫外線硬化型樹脂を用いるのが好ましい。透明基板１２は、裏面である装着面１２ｂからの紫外線の照射が可能であるので、アンダーフィル材３１として紫外線硬化型樹脂を用い、透明基板１２の裏面から紫外線を照射すれば、熱硬化型樹脂と比較して迅速に硬化させて製造性を高めることができる。
【００２４】
透明基板１２の装着面１２ｂには、光コネクタ４１が着脱可能とされており、この光コネクタ４１を透明基板１２へ取り付けることにより、光デバイス２１と光コネクタ４１との光結合が可能となる。この光コネクタ４１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光ファイバフェルール４２を有しており、テープ状の光ケーブルとされた複数本の光ファイバ心線４４が接続されている。
【００２５】
光ファイバ心線４４は、コア４５ａ及びクラッド４５ｂ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４４の端部で被覆から露出されたガラスファイバ４５が光ファイバフェルール４２に保持されている。そして、光ファイバフェルール４２における透明基板１２との対向面である光入出面４２ａ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。
【００２６】
光コネクタ４１には、透明基板１２側の光入出面４２ａの両側部に、透明基板１２側へ突出する位置決めピン４６が設けられている。これらの位置決めピン４６は、透明基板１２における複数の導波路３３の配列の両側部に形成された位置決め穴４７へ挿入可能である。光コネクタ４１は、位置決めピン４６を位置決め穴４７へ挿入させながら、透明基板１２側へ近接させることにより、光学的な調心を行うことなく、ガラスファイバ４５の先端面を透明基板１２の導波路３３に対向した光結合位置に高精度に位置決めして配置させることができる。また、透明基板１２には、光コネクタ４１を係止するラッチ等の係止手段（図示省略）が設けられており、光コネクタ４１は、係止手段によって透明基板１２の所定位置に係止される。なお、透明基板１２に位置決めピンを設け、光コネクタ４１に位置決めピンが挿入可能な位置決め穴を形成しても良い。
【００２７】
このように、光電気変換モジュール１１の透明基板１２に対して、光コネクタ４１が着脱可能とされているので、光コネクタ４１の接続後に、例えば、光ファイバ心線４４側に不具合が生じたとしても、光電気変換モジュール１１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４４を接続した構造と比較して、良好な組み立て作業性を確保することができる。
【００２８】
透明基板１２の実装面１２ａには、光デバイス２１を駆動させる電気デバイス５１が実装されており、電気デバイス５１の端子部（図示省略）が、金（Ａｕ）からなるバンプ５２を介して実装面１２ａに形成された回路パターン１３に接続されて導通されている。この電気デバイス５１は、例えば、ＶＣＳＥＬからなる光デバイス２１に対しては、ＶＣＳＥＬアレイドライバＩＣであり、ＰＩＮ−ＰＤからなる光デバイス２１に対しては、ＴＩＡ＆ＬＡアレイ（Trans Impedance Amplifier & Limiting Amplifier）ＩＣが使用される。アレイ素子を使用することで、並列に大容量のデータを伝送することが可能である。また、透明基板１２の実装面１２ａには、回路パターン１３に、後述するホストボード６１への接続用のハンダボール５５が設けられている。
【００２９】
上記の光電気変換モジュール１１では、光デバイス２１と光コネクタ４１のガラスファイバ４５との間で、透明基板１２の導波路３３を介して光伝送が行われる。発光素子からなる光デバイス２１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２１の素子部から発光された光が、導波路３３を介して光コネクタ４１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４１のガラスファイバ４５から受光素子からなる光デバイス２１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、導波路３３を介して光デバイス２１の素子部へ入射することとなる。
【００３０】
図３に示すように、上記構造の光電気変換モジュール１１は、スーパーコンピュータ、パーソナルコンピュータあるいはサーバ等の電子機器の内部に設けられるホストボード６１に、例えば、リフロー実装等によって実装される。なお、光電気変換モジュール１１は、リフロー実装時の熱（約２５０℃）に対して十分な耐熱性を有している。
【００３１】
ホストボード６１は、例えば、ガラスエポキシ基板等からなるものであり、その実装面には、回路パターン６２が設けられている。このホストボード６１の実装面には、ＩＣやＬＳＩなどの各種の電子部品６３が実装されており、電子部品６３の端子（図示省略）がハンダボール５５を介して回路パターン６２に接続されている。
【００３２】
そして、このホストボード６１の実装面に、光電気変換モジュール１１が、透明基板１２の実装面１２ａを対向させて配置されて実装されており、回路パターン１３，６２同士がハンダボール５５を介して接続されている。
【００３３】
また、ホストボード６１と光電気変換モジュール１１との間には、例えば、アルミニウム等の熱伝導性に優れた材料から形成された放熱ブロック（放熱部材）６５が設けられている。この放熱ブロック６５は、光デバイス２１及び電気デバイス５１に接着固定されており、ホストボード６１の実装面に密着されている。これにより、光電気変換モジュール１１の光デバイス２１及び電気デバイス５１で発生した熱が、放熱ブロック６５を介してホストボード６１へ伝達され、光デバイス２１及び電気デバイス５１が良好に冷却される。
【００３４】
上記の光電気変換モジュール１１では、光デバイス２１と光コネクタ４１のガラスファイバ４５との間で、透明基板１２の導波路３３を介して光伝送が行われる。発光素子からなる光デバイス２１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２１から発光された光が、透明基板１２の導波路３３を介して光コネクタ４１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４１のガラスファイバ４５から受光素子からなる光デバイス２１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、透明基板１２の導波路３３を介して光デバイス２１へ入射することとなる。
【００３５】
そして、上記実施形態に係る光電気変換モジュールによれば、光デバイス２１とガラスファイバ４５とが透明基板１２の導波路３３を介して光結合するので、優れた光結合効率でデータ通信を行うことができ、しかも、光クロストークを抑えて良好な光伝送特性を得ることができる。
つまり、透明基板１２の光デバイス２１とガラスファイバ４５との間の通信光が透過する部分に、屈折率が高い導波路３３が設けられており、この導波路３３がコアとなって、高い光結合効率を得ることができる。
【００３６】
近年では、スーパーコンピュータ、パーソナルコンピュータあるいはサーバ等の電子機器内におけるホストボード６１の電気信号の高速化が進み、それに伴い、ＥＭＣや信号品質劣化が問題となっており、電気配線を極力短くしてＥＭＣや信号品質劣化を抑えることが必要となっている。本実施形態に係る光電気変換モジュール１１を用いれば、この光電気変換モジュール１１を電子機器内のＣＰＵの近傍に実装して電気配線を極力短くすることができ、これにより、ＥＭＣや信号品質劣化を抑えてデータ通信を行うことができる。
【００３７】
次に、上記の光電気変換モジュール１１を製造する場合について、工程ごとに説明する。
【００３８】
（部品実装工程）
図４（ａ）に示すように、回路パターン１３が形成された実装面１２ａを有し、導波路形成穴１４及び位置決め穴４７を形成したガラス材料からなる透明基板１２を用意する。そして、この透明基板１２に対して、図４（ｂ）に示すように、回路パターン１３が形成された実装面１２ａに、光デバイス２１、電気デバイス５１及びチップ抵抗やコンデンサ等の受動素子（図示省略）を、超音波フリップチップ実装等によって実装する。また、ホストボード６１への接続用のハンダボール５５も回路パターン１３に実装しておく。
【００３９】
透明基板１２は、図５に示すように、大きなガラス板から形成されたウエハ７１からなるものであり、このウエハ７１に、複数のモジュール形成領域７２が設けられている。そして、このウエハ７１のそれぞれのモジュール形成領域７２に、光デバイス２１、電気デバイス５１、受動素子及びハンダボール５５を実装する。
【００４０】
（導波路形成工程）
図４（ｃ）に示すように、各モジュール形成領域７２において、光デバイス２１と透明基板１２との間に、紫外線硬化型のアンダーフィル材３１を注入する。また、このアンダーフィル材３１を、導波路形成穴１４にも注入する。このとき、透明基板１２の装着面１２ｂに封止板７４を貼り付け、導波路形成穴１４に注入したアンダーフィル材３１の装着面１２ｂ側からの漏出を防ぐ。この状態で透明基板１２の装着面１２ｂ側から紫外線を照射すると、アンダーフィル材３１が硬化し、光デバイス２１が透明基板１２に固定されるとともに、導波路３３が形成される。アンダーフィル材３１が硬化したら封止板７４を取り外す。すると、導波路形成穴１４に透明樹脂からなるアンダーフィル材３１が充填されて硬化されてなり、光伝送時のコアの機能を有する導波路３３を備えた光電気変換モジュール１１が各モジュール形成領域７２に形成される。アンダーフィル材３１として熱硬化型樹脂を使用する場合は、導波路形成穴１４にアンダーフィル材３１を注入した後、加熱してアンダーフィル材３１を熱硬化させる。
【００４１】
（基板分割工程）
その後、ウエハ７１をソーワイヤーやダイヤモンドカッター等でダイシングすることにより、それぞれのモジュール形成領域７２の板片に分割する。これにより、複数の光電気変換モジュール１１が得られる。このように、ウエハ７１に複数の光電気変換モジュール１１を製造して分割すれば、複数の光電気変換モジュール１１を自動機で一括して容易に製造することができ、生産性を大幅に向上させることができる。なお、ガラス板からなるウエハ７１は、外形が角形のものに限らず円形の場合もある。
【００４２】
そして、上記実施形態に係る製造方法によれば、光デバイス２１とガラスファイバ４５とが透明基板１２の導波路３３を介して優れた光結合効率でデータ通信することができ、しかも、光クロストークを抑えて良好な光伝送特性を得ることが可能な光電気変換モジュール１１を容易に製造することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、透明基板１２に、表裏に貫通する導波路形成穴１４を形成し、この導波路形成穴１４にアンダーフィル材３１を注入して導波路３３を形成したが、図６に示すように、導波路形成穴１４は、透明基板１２の装着面１２ｂ側を残して非貫通としても良い。
【００４４】
導波路形成穴１４を貫通させた場合、注入したアンダーフィル３１が透明基板１２の装着面１２ｂ側へ漏れ出し、光コネクタ４１と接合される接合面の平面度が低下し、光結合特性が変化してしまうおそれがある。しかし、上記のように、導波路形成穴１４を非貫通とすると、透明基板１２の装着面１２ｂ側へのアンダーフィル材３１の漏出を防止することができ、光コネクタ４１との接合面が良好な平面度に保たれ、優れた光結合特性を得ることができる。
【００４５】
また、導波路形成穴１４を非貫通とする場合、図７に示すように、導波路形成穴１４の底部１４ａは、凹曲面形状に形成することが好ましい。このように、導波路形成穴１４の底部１４ａを凹曲面形状とすると、この底部１４ａがレンズとなって集光効果を生じさせることができ、さらに優れた光結合特性を得ることができる。また、透明基板１２にサンドブラスト加工をする場合、導波路形成穴１４の底部１４ａが凹曲面である方が、サンドブラスト加工による研磨処理を容易に行うことができる。
【００４６】
なお、図１の実施形態では、透明基板１２に、表裏に真直ぐ同径で貫通する導波路形成穴１４を形成して、それを導波路３３としたが、図８に示すように、導波路形成穴１４を、装着面１２ｂ側より実装面１２ａ側が小径とされたテーパ形状に形成して、それを導波路３３としてもよい。例えば、装着面１２ｂ側の直径を５０μｍとし、実装面１２ａ側の直径を１０μｍとしたテーパ形状の導波路形成穴１４により、光デバイス２１とガラスファイバ４５とを光結合させることができる。なお、導波路形成穴１４をテーパ形状にした方が、真直ぐな形状と比較して透明基板１２への切削加工が容易である。
【００４７】
また、上記の実施形態ではアンダーフィル材３１を用いたが、アンダーフィル材３１を用いない構成も採用できる。例えば、図１に示した光電気変換モジュール１１の構成においてアンダーフィル材３１を用いない場合、図９に示すように、透明基板１２に形成された導波路形成穴１４の内側空間が導波路３３となる。アンダーフィル材３１を用いない場合、ガラスファイバ４５の導波路形成穴１４に面した端面で光を透過させて導波させることが可能である。アンダーフィル材３１を用いないことで、製造コストを削減できる。
【００４８】
但し、アンダーフィル材３１を用いないと、実装面１２ａに対する光デバイス２１の固定強度が不十分になることが考えられる。そのため、図１０に示すように、光デバイス２１にサイドフィル材３１ａを塗布して硬化させることで、透明基板１２への光デバイス２１の固定強度を高めることができる。サイドフィル材３１ａを塗布する箇所は、光デバイス２１における導波路３３と対向しない箇所（光結合を妨げない箇所）であり、光デバイス２１の平面視（図１０の上方から見た）外縁部とする。サイドフィル材３１ａとしては、アンダーフィル材３１と同様の樹脂材料を用いてもよいが、透明である必要はないので、エポキシ樹脂等を用いてもよい。
【００４９】
また、アンダーフィル材３１を用いない導波路３３は、図９及び図１０に例示したように表裏に真直ぐ同径で貫通する導波路形成穴１４だけでなく、図６及び図７に示した非貫通の導波路形成穴１４や、テーパ形状の導波路形成穴１４にも採用可能である。
【００５０】
また、上記の実施形態では、光電気変換モジュール１１の透明基板１２に、光コネクタ４１を直接着脱可能としたが、図１１に示すように、透明基板１２と光コネクタ４１との間に、レンズ８１を有する三角プリズム８２を配設し、光デバイス２１と光コネクタ４１とを、三角プリズム８２を介して光結合させても良い。このように、三角プリズム８２を用いれば、光伝送の方向を、例えば、９０°変換させ、透明基板１２に対して光コネクタ４１を面方向に沿う位置に配置させることができる。これにより、光コネクタ４１を接合させた状態における光電気変換モジュール１１の厚さ寸法を極力抑えることができ、実装におけるトレランスを十分に確保することができる。また、レンズ８１を有する三角プリズム８２によって光結合特性を向上させることができる。なお、この場合、三角プリズム８２にガイドピンを設けるとともに、透明基板１２または光コネクタ４１の何れか一方にガイドピンが挿入可能なガイド穴を設け、ガイドピンをガイド穴へ挿入することにより、三角プリズム８２が透明基板１２または光コネクタ４１の少なくとも一方に位置決めされて固定される構造とするのが好ましい。
【００５１】
また、図１２に示すように、光電気変換モジュール１１の外周を、例えば、アルミニウム等の金属製のシールドシェル８５によって覆うのが好ましい。シールドシェル８５を設けることにより、光電気変換モジュール１１に電磁ノイズ対策を施すことができる。また、レンズ８１を備えた三角プリズム８２が一体化された光コネクタ４１を用いても良い。この場合も、光伝送の方向を、例えば、９０°変換させ、透明基板１２に対して光コネクタ４１を面方向に沿う位置に配置させることができる。そして、光コネクタ４１を接合させた状態における光電気変換モジュール１１の厚さ寸法を極力抑えて小型化を図ることができ、光コネクタ４１自体の小型化も図ることができる。なお、この場合、光コネクタ４１の三角プリズム８２にガイドピンを設けるとともに、透明基板１２にガイドピンが挿入可能なガイド穴を設け、ガイドピンをガイド穴へ挿入することにより、光コネクタ４１を透明基板１２に位置決めして固定する構造とするのが好ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１１：光電気変換モジュール、１２：透明基板、１２ａ：実装面、１２ｂ：装着面、１４：導波路形成穴、１４ａ：底部、２１：光デバイス、３１：アンダーフィル材（透明樹脂）、３３：導波路、４１：光コネクタ、４５：ガラスファイバ（光ファイバ）、４６：位置決めピン、４７：位置決め穴、５１：電気デバイス、６５：放熱ブロック（放熱部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送等に用いられる光電気変換モジュール及びその製造方法に関する。
【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。
【０００３】
この光伝送に用いられる光モジュールとして、上部が開口したパッケージの上部に光透過部材を設け、パッケージ内に１個以上の光素子を収納して気密封止した光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。この光モジュールでは、光透過部材となる透明基板の裏面に回路パターンを形成し、その回路パターンに１個以上の光素子を実装し、パッケージの上縁面にパッケージ側電極を形成すると共に、そのパッケージ側電極に対応して透明基板の裏面に基板側電極を形成し、他方、透明基板の表面に光通路となる窓を有する金属製のフタを設けると共に、そのフタを透明基板の周縁から張り出すように形成し、パッケージ側電極と基板側電極を接合した状態で、パッケージにフタの周縁を接合すると共に気密封止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０００３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記光モジュールでは、透明基板で光が拡散して光結合効率が低下してしまう。また、透明基板で拡散した光が、他のチャンネルや受信側に漏れ、光伝送特性の低下や光クロストークを招いてしまうこともある。
【０００６】
本発明の目的は、光結合効率に優れ、光伝送特性の低下や光クロストークを抑えることが可能な光電気変換モジュール及びその製造方法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電気変換モジュールは、透明基板と、透明基板の一方の面からなる実装面に実装された光デバイスと、前記透明基板の前記実装面に実装されて前記光デバイスを駆動させる電気デバイスとを備え、
前記透明基板には、他方の面からなる装着面に配設される光ファイバと前記光デバイスとを光結合させる導波路が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴に透明樹脂が充填されてなることが好ましい。
【０００９】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明樹脂は、前記透明基板よりも高い光屈折率を有することが好ましい。
【００１０】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明樹脂は、前記透明基板に前記光デバイスを固定するアンダーフィル材と同一材料からなることが好ましい。
【００１１】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明樹脂は、紫外線硬化型樹脂からなることが好ましい。
【００１２】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴の内側空間を含んで構成されていてもよい。その場合、前記光デバイスは、前記導波路と対向しない箇所に設けられたサイドフィル材により前記透明基板に固定されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路形成穴は、前記装着面側より前記実装面側が小径とされたテーパ形状であることが好ましい。
【００１４】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記導波路を構成する前記導波路形成穴は、前記透明基板に対して非貫通であってもよい。その場合、前記透明基板における前記導波路形成穴の底部は、凹曲面形状に形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記透明基板には、前記光ファイバを保持する光コネクタが着脱可能とされ、
前記透明基板及び前記光コネクタには、いずれか一方に位置決めピンが設けられ、他方に前記位置決めピンが挿入可能な位置決め穴が形成され、
前記位置決めピンを前記位置決め穴へ挿入することにより、前記透明基板の前記導波路に前記光コネクタの前記光ファイバが位置決めされることが好ましい。
【００１６】
本発明の光電気変換モジュールにおいて、前記光デバイス及び前記電気デバイスに、放熱部材が取り付けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明の光電気変換モジュールの製造方法は、透明基板に設けられた複数のモジュール形成領域に光デバイス及び電気デバイスを実装する部品実装工程と、
前記透明基板における各モジュール形成領域に導波路を形成する導波路形成工程と、
前記透明基板を切断して各モジュール形成領域に分割し、複数の光電気変換モジュールとする基板分割工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光デバイスと光ファイバとが透明基板の導波路を介して光結合されるので、優れた光結合効率でデータ通信を行うことができ、しかも、光クロストークを抑えて良好な光伝送特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態例に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る光電気複合モジュールの斜視図である。
【図３】図１の光電気複合モジュールをホストボードに搭載した例を示す断面図である。
【図４】図１の光電気複合モジュールの製造工程を示す図であって、（ａ）から（ｃ）は、工程ごとの断面図である。
【図５】複数の光電気変換モジュールが作製されるウエハの概略斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態例（導波路形成穴が非貫通）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態例（導波路形成穴が非貫通）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態例（導波路形成穴がテーパ形状）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態例（アンダーフィル材不使用）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態例（アンダーフィル材不使用）に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態例に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態例に係る光電気複合モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る光電気変換モジュール及びその製造方法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、本実施形態に係る光電気変換モジュール１１は、透明基板１２を有している。この透明基板１２は、硼珪酸ガラスまたは石英ガラスなどから形成されたガラス基板からなるものであり、この透明基板１２は、一方の面が、回路パターン１３を有する実装面１２ａとされ、他方の面が、装着面１２ｂとされている。
この透明基板１２には、表裏にわたって貫通する複数の導波路形成穴１４が形成されており、これらの導波路形成穴１４は、一列に配列されている。
【００２１】
透明基板１２の実装面１２ａには、導波路形成穴１４の対向位置に、光デバイス２１が取り付けられている。この光デバイス２１は、例えば、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）アレイやＰＩＮ−ＰＤ（フォトダイオード）アレイなどの発光素子または受光素子である。光デバイス２１の素子部（図示省略）は、光デバイス２１が発光素子である場合は発光部であり、光デバイス２１が受光素子である場合は受光部である。このように、透明基板１２に取り付けられた光デバイス２１は、その素子部が、透明基板１２における導波路形成穴１４の対向位置に配置されている。
【００２２】
この光デバイス２１は、その端子部（図示省略）が、回路パターン１３に対して、例えば、金（Ａｕ）からなるバンプ２５によって導通接続されている。このバンプ２５による接続は、超音波振動または熱によってバンプ２５を介して端子部と回路パターン１３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。なお、光デバイス２１としては、幅方向半分が発光素子からなり、残りの幅方向半分が受光素子からなるものが用いられる場合もある。
【００２３】
透明基板１２と光デバイス２１との間には、アンダーフィル材３１が充填されており、このアンダーフィル材３１によって光デバイス２１が透明基板１２に接着固定されている。また、アンダーフィル材３１は、透明基板１２の導波路形成穴１４にも充填されている。このアンダーフィル材３１としては、透明基板１２における光の屈折率よりも高い屈折率を有する透明樹脂が用いられている。これにより、透明基板１２には、導波路形成穴１４にアンダーフィル材３１が充填されて屈折率が高くされた部分をコアとする導波路３３が形成されている。アンダーフィル材３１としては、熱硬化型樹脂が使用可能であるが、紫外線硬化型樹脂を用いるのが好ましい。透明基板１２は、裏面である装着面１２ｂからの紫外線の照射が可能であるので、アンダーフィル材３１として紫外線硬化型樹脂を用い、透明基板１２の裏面から紫外線を照射すれば、熱硬化型樹脂と比較して迅速に硬化させて製造性を高めることができる。
【００２４】
透明基板１２の装着面１２ｂには、光コネクタ４１が着脱可能とされており、この光コネクタ４１を透明基板１２へ取り付けることにより、光デバイス２１と光コネクタ４１との光結合が可能となる。この光コネクタ４１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光ファイバフェルール４２を有しており、テープ状の光ケーブルとされた複数本の光ファイバ心線４４が接続されている。
【００２５】
光ファイバ心線４４は、コア４５ａ及びクラッド４５ｂ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４４の端部で被覆から露出されたガラスファイバ４５が光ファイバフェルール４２に保持されている。そして、光ファイバフェルール４２における透明基板１２との対向面である光入出面４２ａ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。
【００２６】
光コネクタ４１には、透明基板１２側の光入出面４２ａの両側部に、透明基板１２側へ突出する位置決めピン４６が設けられている。これらの位置決めピン４６は、透明基板１２における複数の導波路３３の配列の両側部に形成された位置決め穴４７へ挿入可能である。光コネクタ４１は、位置決めピン４６を位置決め穴４７へ挿入させながら、透明基板１２側へ近接させることにより、光学的な調心を行うことなく、ガラスファイバ４５の先端面を透明基板１２の導波路３３に対向した光結合位置に高精度に位置決めして配置させることができる。また、透明基板１２には、光コネクタ４１を係止するラッチ等の係止手段（図示省略）が設けられており、光コネクタ４１は、係止手段によって透明基板１２の所定位置に係止される。なお、透明基板１２に位置決めピンを設け、光コネクタ４１に位置決めピンが挿入可能な位置決め穴を形成しても良い。
【００２７】
このように、光電気変換モジュール１１の透明基板１２に対して、光コネクタ４１が着脱可能とされているので、光コネクタ４１の接続後に、例えば、光ファイバ心線４４側に不具合が生じたとしても、光電気変換モジュール１１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４４を接続した構造と比較して、良好な組み立て作業性を確保することができる。
【００２８】
透明基板１２の実装面１２ａには、光デバイス２１を駆動させる電気デバイス５１が実装されており、電気デバイス５１の端子部（図示省略）が、金（Ａｕ）からなるバンプ５２を介して実装面１２ａに形成された回路パターン１３に接続されて導通されている。この電気デバイス５１は、例えば、ＶＣＳＥＬからなる光デバイス２１に対しては、ＶＣＳＥＬアレイドライバＩＣであり、ＰＩＮ−ＰＤからなる光デバイス２１に対しては、ＴＩＡ＆ＬＡアレイ（Trans Impedance Amplifier & Limiting Amplifier）ＩＣが使用される。アレイ素子を使用することで、並列に大容量のデータを伝送することが可能である。また、透明基板１２の実装面１２ａには、回路パターン１３に、後述するホストボード６１への接続用のハンダボール５５が設けられている。
【００２９】
上記の光電気変換モジュール１１では、光デバイス２１と光コネクタ４１のガラスファイバ４５との間で、透明基板１２の導波路３３を介して光伝送が行われる。発光素子からなる光デバイス２１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２１の素子部から発光された光が、導波路３３を介して光コネクタ４１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４１のガラスファイバ４５から受光素子からなる光デバイス２１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、導波路３３を介して光デバイス２１の素子部へ入射することとなる。
【００３０】
図３に示すように、上記構造の光電気変換モジュール１１は、スーパーコンピュータ、パーソナルコンピュータあるいはサーバ等の電子機器の内部に設けられるホストボード６１に、例えば、リフロー実装等によって実装される。なお、光電気変換モジュール１１は、リフロー実装時の熱（約２５０℃）に対して十分な耐熱性を有している。
【００３１】
ホストボード６１は、例えば、ガラスエポキシ基板等からなるものであり、その実装面には、回路パターン６２が設けられている。このホストボード６１の実装面には、ＩＣやＬＳＩなどの各種の電子部品６３が実装されており、電子部品６３の端子（図示省略）がハンダボール５５を介して回路パターン６２に接続されている。
【００３２】
そして、このホストボード６１の実装面に、光電気変換モジュール１１が、透明基板１２の実装面１２ａを対向させて配置されて実装されており、回路パターン１３，６２同士がハンダボール５５を介して接続されている。
【００３３】
また、ホストボード６１と光電気変換モジュール１１との間には、例えば、アルミニウム等の熱伝導性に優れた材料から形成された放熱ブロック（放熱部材）６５が設けられている。この放熱ブロック６５は、光デバイス２１及び電気デバイス５１に接着固定されており、ホストボード６１の実装面に密着されている。これにより、光電気変換モジュール１１の光デバイス２１及び電気デバイス５１で発生した熱が、放熱ブロック６５を介してホストボード６１へ伝達され、光デバイス２１及び電気デバイス５１が良好に冷却される。
【００３４】
上記の光電気変換モジュール１１では、光デバイス２１と光コネクタ４１のガラスファイバ４５との間で、透明基板１２の導波路３３を介して光伝送が行われる。発光素子からなる光デバイス２１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２１から発光された光が、透明基板１２の導波路３３を介して光コネクタ４１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４１のガラスファイバ４５から受光素子からなる光デバイス２１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、透明基板１２の導波路３３を介して光デバイス２１へ入射することとなる。
【００３５】
そして、上記実施形態に係る光電気変換モジュールによれば、光デバイス２１とガラスファイバ４５とが透明基板１２の導波路３３を介して光結合するので、優れた光結合効率でデータ通信を行うことができ、しかも、光クロストークを抑えて良好な光伝送特性を得ることができる。
つまり、透明基板１２の光デバイス２１とガラスファイバ４５との間の通信光が透過する部分に、屈折率が高い導波路３３が設けられており、この導波路３３がコアとなって、高い光結合効率を得ることができる。
【００３６】
近年では、スーパーコンピュータ、パーソナルコンピュータあるいはサーバ等の電子機器内におけるホストボード６１の電気信号の高速化が進み、それに伴い、ＥＭＣや信号品質劣化が問題となっており、電気配線を極力短くしてＥＭＣや信号品質劣化を抑えることが必要となっている。本実施形態に係る光電気変換モジュール１１を用いれば、この光電気変換モジュール１１を電子機器内のＣＰＵの近傍に実装して電気配線を極力短くすることができ、これにより、ＥＭＣや信号品質劣化を抑えてデータ通信を行うことができる。
【００３７】
次に、上記の光電気変換モジュール１１を製造する場合について、工程ごとに説明する。
【００３８】
（部品実装工程）
図４（ａ）に示すように、回路パターン１３が形成された実装面１２ａを有し、導波路形成穴１４及び位置決め穴４７を形成したガラス材料からなる透明基板１２を用意する。そして、この透明基板１２に対して、図４（ｂ）に示すように、回路パターン１３が形成された実装面１２ａに、光デバイス２１、電気デバイス５１及びチップ抵抗やコンデンサ等の受動素子（図示省略）を、超音波フリップチップ実装等によって実装する。また、ホストボード６１への接続用のハンダボール５５も回路パターン１３に実装しておく。
【００３９】
透明基板１２は、図５に示すように、大きなガラス板から形成されたウエハ７１からなるものであり、このウエハ７１に、複数のモジュール形成領域７２が設けられている。そして、このウエハ７１のそれぞれのモジュール形成領域７２に、光デバイス２１、電気デバイス５１、受動素子及びハンダボール５５を実装する。
【００４０】
（導波路形成工程）
図４（ｃ）に示すように、各モジュール形成領域７２において、光デバイス２１と透明基板１２との間に、紫外線硬化型のアンダーフィル材３１を注入する。また、このアンダーフィル材３１を、導波路形成穴１４にも注入する。このとき、透明基板１２の装着面１２ｂに封止板７４を貼り付け、導波路形成穴１４に注入したアンダーフィル材３１の装着面１２ｂ側からの漏出を防ぐ。この状態で透明基板１２の装着面１２ｂ側から紫外線を照射すると、アンダーフィル材３１が硬化し、光デバイス２１が透明基板１２に固定されるとともに、導波路３３が形成される。アンダーフィル材３１が硬化したら封止板７４を取り外す。すると、導波路形成穴１４に透明樹脂からなるアンダーフィル材３１が充填されて硬化されてなり、光伝送時のコアの機能を有する導波路３３を備えた光電気変換モジュール１１が各モジュール形成領域７２に形成される。アンダーフィル材３１として熱硬化型樹脂を使用する場合は、導波路形成穴１４にアンダーフィル材３１を注入した後、加熱してアンダーフィル材３１を熱硬化させる。
【００４１】
（基板分割工程）
その後、ウエハ７１をソーワイヤーやダイヤモンドカッター等でダイシングすることにより、それぞれのモジュール形成領域７２の板片に分割する。これにより、複数の光電気変換モジュール１１が得られる。このように、ウエハ７１に複数の光電気変換モジュール１１を製造して分割すれば、複数の光電気変換モジュール１１を自動機で一括して容易に製造することができ、生産性を大幅に向上させることができる。なお、ガラス板からなるウエハ７１は、外形が角形のものに限らず円形の場合もある。
【００４２】
そして、上記実施形態に係る製造方法によれば、光デバイス２１とガラスファイバ４５とが透明基板１２の導波路３３を介して優れた光結合効率でデータ通信することができ、しかも、光クロストークを抑えて良好な光伝送特性を得ることが可能な光電気変換モジュール１１を容易に製造することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、透明基板１２に、表裏に貫通する導波路形成穴１４を形成し、この導波路形成穴１４にアンダーフィル材３１を注入して導波路３３を形成したが、図６に示すように、導波路形成穴１４は、透明基板１２の装着面１２ｂ側を残して非貫通としても良い。
【００４４】
導波路形成穴１４を貫通させた場合、注入したアンダーフィル３１が透明基板１２の装着面１２ｂ側へ漏れ出し、光コネクタ４１と接合される接合面の平面度が低下し、光結合特性が変化してしまうおそれがある。しかし、上記のように、導波路形成穴１４を非貫通とすると、透明基板１２の装着面１２ｂ側へのアンダーフィル材３１の漏出を防止することができ、光コネクタ４１との接合面が良好な平面度に保たれ、優れた光結合特性を得ることができる。
【００４５】
また、導波路形成穴１４を非貫通とする場合、図７に示すように、導波路形成穴１４の底部１４ａは、凹曲面形状に形成することが好ましい。このように、導波路形成穴１４の底部１４ａを凹曲面形状とすると、この底部１４ａがレンズとなって集光効果を生じさせることができ、さらに優れた光結合特性を得ることができる。また、透明基板１２にサンドブラスト加工をする場合、導波路形成穴１４の底部１４ａが凹曲面である方が、サンドブラスト加工による研磨処理を容易に行うことができる。
【００４６】
なお、図１の実施形態では、透明基板１２に、表裏に真直ぐ同径で貫通する導波路形成穴１４を形成して、それを導波路３３としたが、図８に示すように、導波路形成穴１４を、装着面１２ｂ側より実装面１２ａ側が小径とされたテーパ形状に形成して、それを導波路３３としてもよい。例えば、装着面１２ｂ側の直径を５０μｍとし、実装面１２ａ側の直径を１０μｍとしたテーパ形状の導波路形成穴１４により、光デバイス２１とガラスファイバ４５とを光結合させることができる。なお、導波路形成穴１４をテーパ形状にした方が、真直ぐな形状と比較して透明基板１２への切削加工が容易である。
【００４７】
また、上記の実施形態ではアンダーフィル材３１を用いたが、アンダーフィル材３１を用いない構成も採用できる。例えば、図１に示した光電気変換モジュール１１の構成においてアンダーフィル材３１を用いない場合、図９に示すように、透明基板１２に形成された導波路形成穴１４の内側空間が導波路３３となる。アンダーフィル材３１を用いない場合、ガラスファイバ４５の導波路形成穴１４に面した端面で光を透過させて導波させることが可能である。アンダーフィル材３１を用いないことで、製造コストを削減できる。
【００４８】
但し、アンダーフィル材３１を用いないと、実装面１２ａに対する光デバイス２１の固定強度が不十分になることが考えられる。そのため、図１０に示すように、光デバイス２１にサイドフィル材３１ａを塗布して硬化させることで、透明基板１２への光デバイス２１の固定強度を高めることができる。サイドフィル材３１ａを塗布する箇所は、光デバイス２１における導波路３３と対向しない箇所（光結合を妨げない箇所）であり、光デバイス２１の平面視（図１０の上方から見た）外縁部とする。サイドフィル材３１ａとしては、アンダーフィル材３１と同様の樹脂材料を用いてもよいが、透明である必要はないので、エポキシ樹脂等を用いてもよい。
【００４９】
また、アンダーフィル材３１を用いない導波路３３は、図９及び図１０に例示したように表裏に真直ぐ同径で貫通する導波路形成穴１４だけでなく、図６及び図７に示した非貫通の導波路形成穴１４や、テーパ形状の導波路形成穴１４にも採用可能である。
【００５０】
また、上記の実施形態では、光電気変換モジュール１１の透明基板１２に、光コネクタ４１を直接着脱可能としたが、図１１に示すように、透明基板１２と光コネクタ４１との間に、レンズ８１を有する三角プリズム８２を配設し、光デバイス２１と光コネクタ４１とを、三角プリズム８２を介して光結合させても良い。このように、三角プリズム８２を用いれば、光伝送の方向を、例えば、９０°変換させ、透明基板１２に対して光コネクタ４１を面方向に沿う位置に配置させることができる。これにより、光コネクタ４１を接合させた状態における光電気変換モジュール１１の厚さ寸法を極力抑えることができ、実装におけるトレランスを十分に確保することができる。また、レンズ８１を有する三角プリズム８２によって光結合特性を向上させることができる。なお、この場合、三角プリズム８２にガイドピンを設けるとともに、透明基板１２または光コネクタ４１の何れか一方にガイドピンが挿入可能なガイド穴を設け、ガイドピンをガイド穴へ挿入することにより、三角プリズム８２が透明基板１２または光コネクタ４１の少なくとも一方に位置決めされて固定される構造とするのが好ましい。
【００５１】
また、図１２に示すように、光電気変換モジュール１１の外周を、例えば、アルミニウム等の金属製のシールドシェル８５によって覆うのが好ましい。シールドシェル８５を設けることにより、光電気変換モジュール１１に電磁ノイズ対策を施すことができる。また、レンズ８１を備えた三角プリズム８２が一体化された光コネクタ４１を用いても良い。この場合も、光伝送の方向を、例えば、９０°変換させ、透明基板１２に対して光コネクタ４１を面方向に沿う位置に配置させることができる。そして、光コネクタ４１を接合させた状態における光電気変換モジュール１１の厚さ寸法を極力抑えて小型化を図ることができ、光コネクタ４１自体の小型化も図ることができる。なお、この場合、光コネクタ４１の三角プリズム８２にガイドピンを設けるとともに、透明基板１２にガイドピンが挿入可能なガイド穴を設け、ガイドピンをガイド穴へ挿入することにより、光コネクタ４１を透明基板１２に位置決めして固定する構造とするのが好ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１１：光電気変換モジュール、１２：透明基板、１２ａ：実装面、１２ｂ：装着面、１４：導波路形成穴、１４ａ：底部、２１：光デバイス、３１：アンダーフィル材（透明樹脂）、３３：導波路、４１：光コネクタ、４５：ガラスファイバ（光ファイバ）、４６：位置決めピン、４７：位置決め穴、５１：電気デバイス、６５：放熱ブロック（放熱部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、透明基板の一方の面からなる実装面に実装された光デバイスと、前記透明基板の前記実装面に実装されて前記光デバイスを駆動させる電気デバイスとを備え、
前記透明基板には、他方の面からなる装着面に配設される光ファイバと前記光デバイスとを光結合させる導波路が設けら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２】
請求項１に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴に透明樹脂が充填されてなることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明樹脂は、前記透明基板よりも高い光屈折率を有することを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項４】
請求項２または３に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明樹脂は、前記透明基板に前記光デバイスを固定するアンダーフィル材と同一材料からなることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項５】
請求項２から４の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明樹脂は、紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴の内側空間を含んで構成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７】
請求項６に記載の光電気変換モジュールであって、
前記光デバイスは、前記導波路と対向しない箇所に設けられたサイドフィル材により前記透明基板に固定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８】
請求項２から７の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路形成穴は、前記装着面側より前記実装面側が小径とされたテーパ形状であることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項９】
請求項２から８の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路を構成する前記導波路形成穴は、前記透明基板に対して非貫通であることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明基板における前記導波路形成穴の底部は、凹曲面形状に形成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１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明基板には、前記光ファイバを保持する光コネクタが着脱可能とされ、
前記透明基板及び前記光コネクタには、何れか一方に位置決めピンが設けられ、他方に前記位置決めピンが挿入可能な位置決め穴が形成され、
前記位置決めピンを前記位置決め穴へ挿入することにより、前記透明基板の前記導波路に前記光コネクタの前記光ファイバが位置決めされることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記光デバイス及び前記電気デバイスに、放熱部材が取り付けら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１３】
透明基板に設けられた複数のモジュール形成領域に光デバイス及び電気デバイスを実装する部品実装工程と、
前記透明基板における各モジュール形成領域に導波路を形成する導波路形成工程と、
前記透明基板を切断して各モジュール形成領域に分割し、複数の光電気変換モジュールとする基板分割工程と、
を含むことを特徴とする光電気変換モジュールの製造方法。
【請求項１】
透明基板と、透明基板の一方の面からなる実装面に実装された光デバイスと、前記透明基板の前記実装面に実装されて前記光デバイスを駆動させる電気デバイスとを備え、
前記透明基板には、他方の面からなる装着面に配設される光ファイバと前記光デバイスとを光結合させる導波路が設けら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２】
請求項１に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴に透明樹脂が充填されてなることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明樹脂は、前記透明基板よりも高い光屈折率を有することを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項４】
請求項２または３に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明樹脂は、前記透明基板に前記光デバイスを固定するアンダーフィル材と同一材料からなることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項５】
請求項２から４の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明樹脂は、紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路は、前記透明基板に形成された導波路形成穴の内側空間を含んで構成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７】
請求項６に記載の光電気変換モジュールであって、
前記光デバイスは、前記導波路と対向しない箇所に設けられたサイドフィル材により前記透明基板に固定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８】
請求項２から７の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路形成穴は、前記装着面側より前記実装面側が小径とされたテーパ形状であることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項９】
請求項２から８の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記導波路を構成する前記導波路形成穴は、前記透明基板に対して非貫通であることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明基板における前記導波路形成穴の底部は、凹曲面形状に形成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１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記透明基板には、前記光ファイバを保持する光コネクタが着脱可能とされ、
前記透明基板及び前記光コネクタには、何れか一方に位置決めピンが設けられ、他方に前記位置決めピンが挿入可能な位置決め穴が形成され、
前記位置決めピンを前記位置決め穴へ挿入することにより、前記透明基板の前記導波路に前記光コネクタの前記光ファイバが位置決めされることを特徴とする光電気変換モジュール。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一項に記載の光電気変換モジュールであって、
前記光デバイス及び前記電気デバイスに、放熱部材が取り付けら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１３】
透明基板に設けられた複数のモジュール形成領域に光デバイス及び電気デバイスを実装する部品実装工程と、
前記透明基板における各モジュール形成領域に導波路を形成する導波路形成工程と、
前記透明基板を切断して各モジュール形成領域に分割し、複数の光電気変換モジュールとする基板分割工程と、
を含むことを特徴とする光電気変換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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−３１７７（Ｐ２０１３−３１７７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０８３８（Ｐ２０１１−１３０８３８）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【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２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【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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