專利名稱：光模塊、光模塊的制造方法、光傳送模塊以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光數(shù)據(jù)傳送用光模塊，特別是一種具備具有柔軟性的光 傳送線^各的光傳送^f莫塊及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，能夠以高速進行大容量的數(shù)據(jù)通信的光通信網(wǎng)絡(luò)正在擴大。今 后，該光通信網(wǎng)絡(luò)預(yù)期可搭載到民用設(shè)備。而且數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俅笕萘炕?噪聲應(yīng)對措施、作為在設(shè)備內(nèi)的基板之間進行數(shù)據(jù)傳送的用途，要求一種電 輸入、輸出的光數(shù)據(jù)傳送光纜(光纜)，其可與現(xiàn)在的電纜同樣使用。作為該 光纜，若考慮到柔軟性，則優(yōu)選使用薄膜光波導(dǎo)。
所謂光波導(dǎo)是由反射率大的芯(〕7)和與該芯的周圍接連而設(shè)置的折 射率小的金屬包層形成，入射到芯的光信號在該芯和金屬包層的邊界一邊反
復(fù)進行全反射一邊進行傳輸。另外，因為芯及金屬包層是由柔軟的高分子材 料構(gòu)成的，所以，薄膜光波導(dǎo)具有柔軟性。
在將該具有柔軟性的薄膜光波導(dǎo)作為光纜使用的情況下，必須與光電轉(zhuǎn) 換元件(光元件)對位并進行光耦合。所謂光元件是指將電信號轉(zhuǎn)換為光信 號發(fā)送，接收光信號后再轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，其在光輸入側(cè)使用發(fā)光元件， 在光輸出側(cè)使用受光元件。該對位由于對于光耦合效率具有影響，因而要求 高精度。
圖21表示用于使光模塊中的薄膜光波導(dǎo)和光元件進行對位并進行光耦合 的一構(gòu)成例。
圖21所示的光模塊100的構(gòu)成為，在其光入射側(cè)或者光射出側(cè)端部，具 備光波導(dǎo)101、光元件102、支承基板103。光波導(dǎo)101在其端部附近相對于 支承基板103通過粘接等被固定，光波導(dǎo)101的端部和光元件102的相對位 置關(guān)系為處于固定的狀態(tài)。
支承基板103具有臺階，該臺階使光元件102的搭載面與光波導(dǎo)101的 固定面(粘接面)成為互不相同的面。另外，光波導(dǎo)101的端面與光軸(沿芯部的長軸方向的中心軸)不垂直，而是被斜向切斷形成光路轉(zhuǎn)換反射鏡。 由此，可在光波導(dǎo)101的芯部傳遞的信號光被上述光路轉(zhuǎn)換反射鏡進行反射，
而改變其前進方向并向光元件102射出。
在上述圖21的構(gòu)成中，光波導(dǎo)101的下面與光元件102的上面之間產(chǎn)生 間隙。另外，如圖22所示，在光波導(dǎo)101的光射出側(cè)，從光波導(dǎo)101的端部 射出并朝向受光元件102的射出光不是平行光而成為擴散光。因此，光波導(dǎo) 101的下面和光元件的上面之間有空隙時，則產(chǎn)生從受光元件102的受光面溢 出的光，從而發(fā)生光學(xué)損失。另外，雖然未圖示，但是在光波導(dǎo)101的光入 射側(cè)，來自發(fā)光元件102的入射光發(fā)生擴散，使得不與光波導(dǎo)101的芯部相 耦合的光增多，從而發(fā)生光學(xué)損失。
作為抑制這種光學(xué)損失的方法，有使光元件與光波導(dǎo)的距離拉近進行配 置的方法，或使用透鏡及棱鏡等光學(xué)構(gòu)件進行聚光的方法等。但是，在前一 種方法中，因安裝偏差造成的影響較大，而且存在的問題是難以確保接合線 相對于光元件的空間。而在后一種方法中，存在的問題是零件個數(shù)增加。
另外，在專利文獻1及2中所公示的結(jié)構(gòu)是，在發(fā)光元件與光波導(dǎo)的間 隙內(nèi)充填折射率高的樹脂，利用該樹脂來粘接固定光波導(dǎo)。在該結(jié)構(gòu)中，利 用上述樹脂層來抑制所不期望的界面反射，以謀求提高光耦合效率。另外認 為，在發(fā)光元件與光波導(dǎo)的間隙內(nèi)充填折射率高的樹脂的結(jié)構(gòu)，可降低發(fā)光 元件與光波導(dǎo)之間的光擴散，利用該作用也可謀求光耦合效率的提高。
專利文獻1:日本國公開專利公報"特開2000—214351號公報(
公開日
期2000年8月4日)"
專利文獻2:日本國公開專利公報"特開2000—9968號公報(
公開日期 2000年1月14曰)"
但是，在上述專利文獻1及2的結(jié)構(gòu)中，由于充填于發(fā)光元件和光波導(dǎo) 的間隙內(nèi)的樹脂的濡濕性及固化收縮，將產(chǎn)生下述問題，即在光元件與光波 導(dǎo)之間難以進行高4青度定位。
即，如圖23所示，在和光波導(dǎo)101的光元件102的對置面與被充填的樹 脂103相接觸的情況下，因該樹脂103發(fā)生固化時的固化收縮使光波導(dǎo)101 的位置發(fā)生變化，對其與光元件102的對位精度造成不利影響。特別是在光 波導(dǎo)101為具有高柔軟性的薄膜光波導(dǎo)的情況下，上述問題將顯著增多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而設(shè)立的，其目的在于實現(xiàn)一種光模塊，其可對 光波導(dǎo)與光元件進行高精度定位，而且可抑制光波導(dǎo)與光元件之間的光耦合 中的光學(xué)損失。
為了達到上述目的，本發(fā)明的光模塊是在支承基板上具備光傳送線路和 至少一個具有受光功能或者發(fā)光功能的光元件，其特征在于，上述光傳送線
或者發(fā)光面，配置于上述光元件與上述光傳送線路進行光學(xué)耦合的位置；上 述光元件用密封劑進行密封，在上述光元件的受光面或者發(fā)光面上的上述密 封劑的表面與上述光傳送線路之間設(shè)置有空隙。
另外，本發(fā)明的光模塊的制造方法是，在支承基板上具備光傳送線路和 至少一個具有受光功能或者發(fā)光功能的光元件，其特征在于，具備第一工 序，將光元件搭載于上述支承基板上，在其上面按規(guī)定厚度涂覆密封劑之后 使其固化；第二工序，將光傳送線路粘接固定于支承基板上。上述光傳送線
入射的入射面相對于上述光元件的受光面或者發(fā)光面，配置于上述光元件與 上述光傳送線路進行光學(xué)耦合的位置，在上述第二工序，上述密封劑的厚度 被設(shè)定為，在上述光元件的受光面或者發(fā)光面上的上述密封劑的表面與上述 光傳送線路之間所存在的間隙的厚度。
根據(jù)上述的構(gòu)成，在光傳送線路與光元件的間隙內(nèi)，其大部分可充填密 封劑。由此，可防止在光傳送線路與光元件之間的光擴散，利用該作用可實 現(xiàn)光耦合效率的提高。
另外，通過在光元件的受光面或者發(fā)光面之上的密封劑的表面與光傳送 線路的射出面或者入射面之間設(shè)置空隙，形成和光傳送線路的光元件的相對 面不與密封劑相接觸的結(jié)構(gòu)。由此，密封劑的固化收縮對于光傳送線路不會 造成影響。因此，在將光傳送線路粘接、固定于支承基板時可實現(xiàn)很高的位 置精度。
而所謂的上述光元件是指，在光傳送線路內(nèi)的光入射側(cè)為發(fā)光元件，在 來自光傳送線路的光射出側(cè)為受光元件。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖
面圖2是表示在上述光模塊中產(chǎn)生的密封樹脂的凹凸的圖，其中(a)是剖
面圖，(b)是俯視圖3是表示密封樹脂的厚度和收縮比的關(guān)系的曲線圖4是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖
面圖5是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖6是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖7是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖8是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖9是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖IO是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖ll表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖面
圖12是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖13是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖14是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖15是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖16是表示本發(fā)明的實施方式的圖，是表示光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖 面圖；圖17是表示本實施方式的光傳送模塊的概略構(gòu)成的圖18 ( a)是表示具備本實施方式的光傳送模塊的折疊式手機的外觀立體 圖，(b)是圖(a)所示的折疊式手機中的應(yīng)用所述光傳送線路的部分的框圖， (c)是圖(a)所示的折疊式手機中的鉸鏈部的透視平面圖19 ( a)是表示具備本實施方式的光傳送模塊的印刷裝置的外觀的立體 圖，(b)是如圖(a)所示的印刷裝置的主要部分的框圖，(c)以及(d)是 表示在印刷裝置中打印頭移動(驅(qū)動)時的光傳送線路的彎曲狀態(tài)的立體圖20是表示具備本發(fā)明的光傳送模塊的硬盤記錄再生裝置的外觀的立體
圖21是表示現(xiàn)有光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖面圖22是表示在現(xiàn)有光模塊中信號光擴散的圖23是表示現(xiàn)有光模塊的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的第一實施方式。首先參照圖1來說明本實 施方式的光模塊的 一 結(jié)構(gòu)實例。
如圖1所示的光模塊1其組成為，在其端部附近大致具備光傳送線路 10、光元件ll、密封劑12、支承基板13。而在下面的說明中，作為光傳送線 路使用光波導(dǎo)10，作為密封劑使用密封樹脂12。光波導(dǎo)10的端部通過粘接 等被固定于支承基板13，光波導(dǎo)10的端部和光元件11的相對位置關(guān)系處于 被固定的狀態(tài)。另外，為了容易獲取光元件11所輸出的電信號，光模塊l也 可以具備導(dǎo)電布線及電連接部。另外，光元件11在向光波導(dǎo)10的光入射側(cè) 端部為激光二極管等發(fā)光元件(具備發(fā)光功能的光元件)，在發(fā)自光波導(dǎo)10 的光射出側(cè)端部為光電二極管等受光元件(具備有受光功能的光元件)。
首先，光波導(dǎo)10由芯部10A、上金屬包層10B以及下金屬包層IOC構(gòu)成。 即，光波導(dǎo)10具有利用上金屬包層10B及下金屬包層10C夾著芯部10A的 層疊構(gòu)造。通過光波導(dǎo)IO傳遞的光信號， 一邊在芯部IOA和上金屬包層10B 的界面或者在芯部IOA和下金屬包層10C的界面接受反射， 一邊在芯10A內(nèi) 前進。而在圖1中，在光波導(dǎo)10的端部附近，將光波導(dǎo)10的長軸方向(光 軸方向)設(shè)為X軸方向，將芯部IOA、上金屬包層10B以及下金屬包層10C 的層疊方向設(shè)為Y軸方向。另外，該Y軸方向還與支承基板13的光元件11的搭載面的法線方向相一致。
光波導(dǎo)10的端面并不與光軸(x軸)垂直，而是斜向切斷形成光路轉(zhuǎn)換 反射鏡10D。具體而言，就是光波導(dǎo)10的端面相對于XY平面垂直，而且以
相對于x軸成角度e (e<90° )的方式傾斜。
由此，在光波導(dǎo)io的光射出側(cè)，芯部io傳遞的信號光被光路轉(zhuǎn)換反射
鏡IOD反射，改變其前進方向而從光路轉(zhuǎn)換反射鏡10D的射出面向受光元件 ll射出。另外，在光波導(dǎo)10的光入射側(cè)，從發(fā)光元件ll射出的信號從光路 轉(zhuǎn)換反射鏡IOD的入射面入射之后，被光路轉(zhuǎn)換反射鏡IOD反射，改變其前 進方向而在芯部IO傳遞。在此，光波導(dǎo)10的光射出面(或者入射面)因設(shè) 置有光路轉(zhuǎn)換反射鏡10D而存在于下金屬包層10C (也可以是上金屬包層 10C)的外表面，光元件11的受光面(或者發(fā)光面)以與光波導(dǎo)的光射出面 (或者入射面)相對置的形式來配置。
另外，為了使光路轉(zhuǎn)換反射鏡10D與光元件11的對位變得容易，光路轉(zhuǎn) 換反射鏡10D的傾斜角度e通常設(shè)定為45° 。另外，光路轉(zhuǎn)換反射鏡也可以 相對于光波導(dǎo)10的端部外設(shè)反射鏡部。
密封樹脂12的作用之一在于通過對光元件11進行密封而隔離塵埃及潮 氣，從而保護光元件11，以提高光模塊1的可靠性。除此之外的密封樹脂12 的重要作用在于，防止在光波導(dǎo)10和光元件11之間傳遞的光信號的擴散， 抑制因光信號的擴散引起的光學(xué)損失。因此，在密封樹脂12中優(yōu)選使用具有 高折射率的環(huán)氧類、丙烯酸類、聚硅氧烷類、聚氨酯類等透明樹脂。
光模塊1令人矚目之處不是密封樹脂12充填光波導(dǎo)10和光元件11的整 個間隙，而是在于在密封樹脂12和光波導(dǎo)IO之間設(shè)置有空隙。即，在光元 件11的受光面或者發(fā)光面上的密封樹脂12的表面與光波導(dǎo)IO的射出面或者 入射面之間設(shè)置有空隙。
作為如圖1所示的構(gòu)成的光模塊1的制造工序，首先，將光元件11搭載 到支承基板13的面13a上，在其上按規(guī)定厚度涂覆上密封樹脂U之后進行 固化。然后，在支承基板13的面13b上粘接、固定光波導(dǎo)IO。
在上述構(gòu)成的光模塊1中，由于結(jié)構(gòu)為光波導(dǎo)10的光元件11的相對面 不與密封樹脂12接觸，因而密封樹脂12的固化收縮對光波導(dǎo)10不會造成影 響。因此，在將光波導(dǎo)10粘接、固定于基板13時可實現(xiàn)較高的位置精度。
另外，在光波導(dǎo)IO與光元件11的間隙，其大部分可充填密封樹脂l2。由此，可降低光在光波導(dǎo)10與光元件11之間的擴散，進而，利用該作用可 謀求光耦合效率的提高。
另外，關(guān)于設(shè)置于密封樹脂12和光波導(dǎo)IO之間的空隙，其寬度(Y軸 方向的寬度)優(yōu)選盡可能小到不使光波導(dǎo)IO與密封樹脂12相接觸的程度。 考慮到現(xiàn)有的制造精度，設(shè)置于密封樹脂12和光波導(dǎo)IO之間的空隙寬度優(yōu) 選為5 ~50|im的范圍。
在上述說明的光模塊1中，在使光元件11上的密封樹脂12固化時，因 密封樹脂12的固化收縮而在其表面產(chǎn)生如圖2 (a)、 (b)所示的高度差(凹 凸)。即，由于在光元件11的存在區(qū)域和光元件11的非存在區(qū)域，密封樹脂 12的層厚度不同，因而因密封樹脂12的收縮量之差而產(chǎn)生上述凹凸。若列舉 具體例，就是在光元件11的厚度為150pm、密封樹脂12的層厚為200jim的 情況下，光元件11的周邊存在因表面變形而產(chǎn)生高低差的區(qū)域(在圖2 (b) 中用斜線剖面線表示)。另外，產(chǎn)生該高低差的區(qū)域的寬度約為30pm。
由于密封樹脂12的表面為光的入射或者射出面，因而密封樹脂12的表 面產(chǎn)生這樣的凹凸時，則成為或者因產(chǎn)生不希望的光擴散而產(chǎn)生光學(xué)損失， 或者在光信號中產(chǎn)生噪聲的主要原因。因此，要抑制產(chǎn)生如上所述的凹凸， 優(yōu)選密封樹脂12的表面近似于平坦面。接著，來說明用于在密封樹脂12的 表面得到平坦性的各種構(gòu)成及方法。
作為第一種方法，可考慮將密封樹脂12的Y軸方向的層厚做得相對于光 元件11的厚度足夠大。在密封樹脂12固化時，在相鄰區(qū)域間存在層厚差時， 則在層厚薄的區(qū)域率先結(jié)束固化。因此，在層厚薄的區(qū)域的固化時，密封樹 脂12的固化收縮量利用來自相鄰的層厚厚的區(qū)域的樹脂的進入來補充，從而 不易產(chǎn)生層厚的減少。另一方面，在緊接著進行固化的層厚厚的區(qū)域，由于 因密封樹脂12的固化收縮而產(chǎn)生層厚的減少，因而產(chǎn)生如圖2 (a)、 (b)所 示的凹凸。即，可以認為，這樣的凹凸是在密封樹脂12的層厚薄的區(qū)域和層 厚厚的區(qū)域的固化所需的時間差引起的。另外，可以認為，固化所需的時間 差與膜厚比的關(guān)系密切。即，若密封樹脂12的層厚整體變厚，則相對于層厚 薄的區(qū)域的層厚T1，在厚的區(qū)域的層厚T2的膜厚比T2/T1變小，4吏得固化 所需的時間差變小，因而可抑制上述凹凸。
圖3是表示光元件11的厚度為150(im時的密封樹脂12的厚度與收縮比 的關(guān)系的曲線圖。優(yōu)選密封樹脂12的厚度為光元件11的Y軸方向的厚度的1.5倍以上。
作為第二種方法，可考慮在Y軸方向?qū)盈B多層而形成密封樹脂12。圖4 表示將密封樹脂12^L成第一樹脂層12A和第二樹脂層12B雙層結(jié)構(gòu)的例子。 這樣，在將密封樹脂層12做成多層的層疊構(gòu)造的情況下，使下側(cè)的樹脂層(在 圖4中為第一樹脂層12A)固化之后，再將上側(cè)的樹脂層(在圖4中為第二 樹脂層UB)進行涂敷、固化。由此，在先期固化、形成的下側(cè)樹脂層所產(chǎn) 生的凹凸可被后來形成的上側(cè)樹脂層進行平坦化。
而在層疊多層而形成密封樹脂層12的上述第二方法中，密封樹脂12的 層疊數(shù)并非圖4例中所示僅限于兩層，而是也可以是三層以上。另外，為了 防止光在層疊的各個樹脂層的邊界面的不希望的反射，優(yōu)選各密封樹脂層的 折射率盡可能相近。但是，只要近似于對空氣的折射率則有效。
作為第三種方法，如圖5及圖6所示，可考慮在光元件11的周邊區(qū)域加 高支承基板13的基板面的高度，使光元件11的受發(fā)光面與加高的支承基板 13的基板面在Y軸方向的高度大致一樣高。即，如圖2所示的凹凸問題在于， 如上所述，在相鄰的區(qū)域間存在層厚之差。若在光元件11的周邊區(qū)域加高支 承基板13的高度，使得光元件11的受光面周邊大致一樣高，則由于可消除 受發(fā)光面周邊的密封樹脂12的層厚之差，因而可抑制密封樹脂12的表面(至 少在光波導(dǎo)10和光元件11之間傳遞的光信號的透射區(qū)域的表面)的凹凸的 發(fā)生。
而支承基板13的加高既可以如圖5所示用受發(fā)光面周邊整體進行，也可 以如圖6所示在受發(fā)光周邊的一部分進行。另外，理想的情況是優(yōu)選將光元 件11的受光面和支承基板13的被加高的表面做成連續(xù)的面。但是，為了使 光元件11在支承基板13上的搭載變得容易，也可以在光元件11與支承基板 13的加高部分之間設(shè)置某種程度的間隙(圖5及圖6中的間隙L )。
另外，作為第三種方法的變形例，如圖7所示，也可考慮在光元件ll的 周邊設(shè)置凸緣14。即，由于利用凸緣14也可加高光元件11周邊區(qū)域的高度， 因而可消除受發(fā)光面周邊的密封樹脂12的層厚之差，進而可抑制密封樹脂12 的表面的凹凸的發(fā)生。
另外，如圖2所示的凹凸的發(fā)生，層厚薄的區(qū)域的固化時來自相鄰的層 厚厚的區(qū)域的樹脂的進入也是原因之一。通過凸緣14可抑制這種樹脂的進入 即可抑制固化收縮時的密封樹脂12的移動，進而利用該作用也可抑制上述凹凸的發(fā)生。
作為第四種方法，可考慮對固化后的密封樹脂12的表面進行平坦化處理。 例如，如圖8所示，只要對固化后的密封樹脂12的表面進行研磨及熔融等平 坦化處理，就可以除去因密封樹脂12的固化收縮而產(chǎn)生的凹凸，從而得到平坦面。
作為第五種方法，如圖9所示，可考慮在將平板15載置于所涂覆的密封 樹脂12上的狀態(tài)下使密封樹脂12固化，以使在密封樹脂12固化時其表面不 產(chǎn)生凹凸。平板15也可以在密封樹脂12固化后去除，只要將平板15做成透 明的樹脂板或者玻璃板等，在密封樹脂12固化后也可以保留平板15。
另外認為，在上述第五種方法中，由于在密封樹脂12固化時產(chǎn)生固化收 縮，因而在密封樹脂12的固化收縮率大的情況下，在密封樹脂12與平板15 之間產(chǎn)生空隙?；蛘哒J為，還會產(chǎn)生在固化了的密封樹脂12上產(chǎn)生疏密差而 得不到均勻的折射率這樣的問題。
為了不產(chǎn)生這樣的空隙及疏密差，可考慮在支承基板13的與密封樹脂12 的接觸部分的至少一部分，設(shè)置隨著密封樹脂12的固化收縮而發(fā)生變形的區(qū) 域。圖10 12表示設(shè)置有隨著密封樹脂12的固化收縮而發(fā)生變形的區(qū)域的 構(gòu)成例。
圖IO表示使支承基板13的局部板厚變薄做成隨著密封樹脂12的固化收 縮而發(fā)生變形的形狀的例子。該變形的部分可使用橡膠及減薄的樹脂、金屬板等。
圖11表示在支承基板13的與密封樹脂13的接觸部分的至少一部分使用 橡膠、硅樹脂等易于變形的材料，做成隨著密封樹脂12的固化收縮而發(fā)生變 形的材料的例子。
圖12表示在與密封樹脂12的接觸部分的至少一部分具備隨著密封樹脂 12的固化收縮而發(fā)生變形的變形構(gòu)件16的例子。變形構(gòu)件16適宜使用薄的 金屬板及樹脂板等。
作為第六種方法，如圖13所示，可考慮將密封樹脂12的層厚做得比光 元件11的厚度足夠薄。即，通過將密封樹脂12的表面做得比光元件11的高 度低，可使光元件11周邊的密封樹脂12的收縮不會對光元件11上的密封樹 脂12造成影響。另外，在這種情況下，在比密封樹脂12的表面高的部分的 光元件11的表面，由于利用密封樹脂12的濡濕性而形成薄的密封樹脂12的膜，因而可利用該樹脂膜進行光元件11的密封。
在用于得到密封樹脂12的平坦性的上述各種方法中，第一-第五種方法
是防止發(fā)生因密封樹脂12的固化收縮而引起的樹脂表面的凹凸。但是，在支 承基板13的表面濡濕性低的情況下，在將密封樹脂12涂敷于該支承基板13 上的階段，有可能因該密封樹脂12的表面張力的影響而在其表面產(chǎn)生凹凸。 為了防止因這樣的密封樹脂12的表面張力的影響而產(chǎn)生的凹凸，如圖14 所示，優(yōu)選在支承基板13的密封樹脂12的涂敷面，提高表面的濡濕性。作 為提高支承基板13的濡濕性的方法，可使用下述方法等
(1 )在支承基板13的表面實施UV清洗、電暈放電、等離子處理來提 高表面的濡濕性的方法(界面活性處理)；
(2) 在支承基板13的表面涂敷提高濡濕性的材料(所謂的底涂料(7° 的方法；
(3) 在支承基板13與密封樹脂12的界面夾入濡濕性比支承基板13高 的材料(玻璃及金屬等)的方法。
另外，作為防止因密封樹脂12的表面張力的影響而產(chǎn)生的凹凸的其它方 法，如圖15所示，也可以在與支承基板13的密封樹脂12的接觸面(相對于 X軸垂直的面)設(shè)置臺階。在這種情況下，通過使上述臺階面與密封樹脂12 的表面大致一致，可防止上述凹凸。
再者，用圖1~圖15進行了說明的各種構(gòu)成及方法舉例表示了應(yīng)用于支 承基板13的端部的情況，但是，本發(fā)明不限于此，如圖16所示，可在支承 基板13的任意部分使用。
另外，在基板上的電路連接中使用光波導(dǎo)來進行電路的集成化時，也可 以在一塊支承基板13上設(shè)置多個應(yīng)用本發(fā)明的部位。
在光傳送線路即光波導(dǎo)IO的兩端具備受光元件及發(fā)光元件，由此光模塊 1可以作為光傳送模塊1發(fā)揮作用。圖17表示本實施方式的光傳送模塊1的 概略構(gòu)成。如該圖所示，光傳送模塊l具備光發(fā)送處理部2、光接收處理部 3以及光波導(dǎo)10。
光發(fā)送處理部2為具備發(fā)光驅(qū)動部5以及發(fā)光部6的構(gòu)成。發(fā)光驅(qū)動部5 根據(jù)從外部輸出的電信號來驅(qū)動發(fā)光部6的發(fā)光。該發(fā)光驅(qū)動部5例如由發(fā) 光驅(qū)動用的IC (Integrated Circuit)構(gòu)成。未進行圖示，在發(fā)光驅(qū)動部5 "&置 有其與傳輸來自外部的電信號的導(dǎo)電布線的電連接部。發(fā)光部6基于發(fā)光驅(qū)動部5的驅(qū)動控制來進行發(fā)光。該發(fā)光部6例如由 VCSEL (Vertical Cavity-Surface Emitting Laser:垂直空腔表面發(fā)射激光器)等 發(fā)光元件構(gòu)成。從發(fā)光部6發(fā)出的光作為光信號照射到光波導(dǎo)10的光入射側(cè)端部。
光接收處理部3為具備放大部7及受光部8的構(gòu)成。受光部8對從光傳 送線路4的光射出側(cè)端部射出的光信號的光進行受光，通過光電轉(zhuǎn)換而輸出 電信號。該受光部8例如由PD ( Photo-Diode:光電二極管)等受光元件構(gòu)成。
放大部7對從受光部8輸出的電信號進行放大并輸出到外部。該放大部7 例如由放大用的IC構(gòu)成。未進行圖示，在放大部7設(shè)置有其與向外部輸送電 信號的導(dǎo)電布線的電連接部。
如上所述，光波導(dǎo)10是將從發(fā)光部6射出的光傳送至受光部8的介質(zhì)。
本發(fā)明的光傳送模塊例如可在如下所述的應(yīng)用例中使用。再者，在下面 將要說明的應(yīng)用例中，本發(fā)明的光傳送模塊只圖示了光波導(dǎo)10,其它部分省 略圖示。
首先，作為第一應(yīng)用例，可在折疊式手機、折疊式PHS (Personal Handyphons System:個人手提電話系統(tǒng))、折疊式PDA (Personal Digital Assistant:個人數(shù)字助理)、折疊式筆記本電腦等折疊式的電子設(shè)備中的鉸鏈
部使用。
圖18表示將含有光波導(dǎo)10的光傳送模塊應(yīng)用于折疊式手機40的例子。 即，圖18的(a)是表示內(nèi)裝有光波導(dǎo)10的折疊式手機40的外觀的立體圖。
圖18的(b)是如(a)所示的折疊式手機40的、使用光波導(dǎo)10的部分 的框圖。如圖所示，設(shè)置于折疊式手機40的主體40a側(cè)的控制部41與設(shè)置 于在主體的一端以鉸鏈部為軸可旋轉(zhuǎn)地配置的蓋(驅(qū)動部)40b側(cè)的外部存儲 器42、照相部(數(shù)字照相機)43、顯示部(液晶顯示器)44分別通過光波導(dǎo) 10來連接。
圖18的(c)是(a)的鉸鏈部(用虛線包圍的部分)的透視平面圖。如 該圖所示，光波導(dǎo)10通過被巻繞在鉸鏈部的支承棒上而彎曲，分別與設(shè)置于 主體側(cè)的控制部以及設(shè)置于蓋側(cè)的外部存儲器42、照相機43、顯示部44連接。
通過將光波導(dǎo)10應(yīng)用于這樣的折疊式電子設(shè)備，可以在有限的空間實現(xiàn) 高速、大容量的通信。因此，例如在折疊式液晶顯示裝置等需要高速、大容量的數(shù)據(jù)通信、且要求小型化的設(shè)備中尤其適合。
作為第二應(yīng)用例，包含光波導(dǎo)10的光傳送模塊可以應(yīng)用于印刷裝置(電 子設(shè)備)的打印頭或硬盤記錄再生裝置的讀取部等具有驅(qū)動部的裝置。
圖19表示將光波導(dǎo)10應(yīng)用于印刷裝置50的例子。圖19的(a)是表示 印刷裝置50的外觀的立體圖。如該圖所示，印刷裝置50具備打印頭51，該 打印頭一邊沿著紙52的寬度方向移動一邊對紙52進行印刷，該打印頭51連 接著光波導(dǎo)10的一端。
圖19的(b)是印刷裝置50的應(yīng)用了光波導(dǎo)10的部分的框圖。如該圖 所示，光波導(dǎo)10的一端部連接于打印頭51,另一端部連接于印刷裝置50的 主體側(cè)基板。另外，在該主體側(cè)基板上具備對印刷裝置50各部的動作進行控 制的控制裝置等。
圖19的(c)及(d)是表示在印刷裝置50內(nèi)打印頭51發(fā)生移動(驅(qū)動) 時的光波導(dǎo)10的彎曲狀態(tài)的立體圖。如該圖所示，將光波導(dǎo)IO應(yīng)用于打印 頭51這樣的驅(qū)動部時，光波導(dǎo)10的彎曲狀態(tài)因打印頭51的驅(qū)動而發(fā)生變化， 同時光波導(dǎo)10的各位置被反復(fù)彎曲。
因此，本發(fā)明的光波導(dǎo)IO正適合于這些驅(qū)動部。另外，通過將光波導(dǎo)IO 應(yīng)用于這些驅(qū)動部，可實現(xiàn)使用了驅(qū)動部的高速、大容量通信。
圖20表示將光波導(dǎo)IO應(yīng)用于硬盤記錄再生裝置60的例子。
如該圖所示，硬盤記錄再生裝置60具備盤(硬盤)61、頭(讀取、寫 入用頭)62、基板導(dǎo)入部63、驅(qū)動部(驅(qū)動電動機)64、光波導(dǎo)IO。
驅(qū)動部64沿著盤61的半徑方向來驅(qū)動頭62。頭62讀取記錄于盤61上 的信息，同時在盤61上寫入信息。另外，頭62通過光波導(dǎo)IO連接于基板導(dǎo) 入部63,將從盤61讀取的信息作為光信號傳輸?shù)交鍖?dǎo)入部63,另外還接 收從基板導(dǎo)入部63傳輸?shù)?、寫入盤61的信息的光信號。
這樣，通過將光波導(dǎo)10應(yīng)用于硬盤記錄再生裝置60的頭62這樣的驅(qū)動 部，可實現(xiàn)高速、大容量通信。
如上所述，本發(fā)明的光模塊，在支承基板上具備光傳送線路、至少一 個具有受光功能或者發(fā)光功能的光元件，其特征在于，上述光傳送線路的光
元件用密封劑進行密封，在上述光元件的受光面或者發(fā)光面上的上述密封劑的表面和上述光傳送線路之間設(shè)置有空隙。
另外，本發(fā)明的光模塊的制造方法，是在支承基板上具備光傳送線路和 至少一個具有受光功能或者發(fā)光功能的光元件的光模塊的制造方法，其特征
在于具備第一工序，將光元件搭載于上述支承基板上，在其上面按規(guī)定厚 度涂敷密封劑之后使其固化；第二工序，將光傳送線路粘接、固定于支承基 板上。其中，上述光傳送線路具有光路轉(zhuǎn)換反射鏡，該光傳送線路的光射出 面或者光進入該光傳送線路的入射面相對于上述光元件的受光面或者發(fā)光 面，被配置于上述光元件和上述光傳送線路進行光學(xué)耦合的位置；在上述第 二工序，上述密封劑的厚度設(shè)定為，在上述光元件的受光面或者發(fā)光面之上 的上述密封劑的表面和上迷光傳送線路之間存在間隙的厚度。
根據(jù)上述構(gòu)成，在光傳送線路與光元件的間隙中，可以在其大部分中充 填密封劑。由此，可防止光在光傳送線路和光元件之間的擴散，進而利用該 作用可謀求光耦合效率的提高。
另外，通過在光元件的受光面或者發(fā)光面上的密封劑的表面和光傳送線 路的射出面或者入射面之間設(shè)置空隙，形成與光傳送線路的光元件的相對置 的面不與密封劑接觸的結(jié)構(gòu)。由此，密封劑的固化收縮將不會對光傳送線路 造成影響。因此，在將光傳送線路粘接、固定于支承基板時可實現(xiàn)較高的位 置精度。
另外，所謂上述光元件是指，在向光傳送線路入射的光入射側(cè)是發(fā)光元 件，在來自光傳送線路射出的光射出側(cè)是受光元件。
另外，在上述光模塊中，上述密封劑可形成下述結(jié)構(gòu)，即，在上述支承 基板的上述光元件的^^載面的法線方向上層疊多層而形成。
或者，在上述光模塊的制造方法中，可形成下述結(jié)構(gòu)，即，層疊多層形 成上述密封劑，在先前形成的層固化后，緊接著層疊所形成的層。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過設(shè)計成將密封劑層疊多層的層疊結(jié)構(gòu)，使下側(cè)的樹 脂層固化之后，再涂敷、固化上側(cè)的樹脂層。由此，在先前固化、形成的下 側(cè)樹脂層中產(chǎn)生的凹凸可用后來形成的上側(cè)樹脂層進行平坦化。
另外，在上述光模塊中，可形成下述的結(jié)構(gòu)，即，在上述光元件周邊區(qū) 域的至少一部分，支承基板的基板面被加高，被加高的支承基板的基板面和 上述光元件的受發(fā)光面，相對于上述基板的上述光元件的搭載面的法線方向 形成大致一樣的高度。根據(jù)上述的構(gòu)成，通過在光元件的周邊區(qū)域加高支承基板的高度，將光 元件的受發(fā)光面周邊做成大致一樣的高度，可消除受發(fā)光面周邊的密封劑的 層厚之差，進而可抑制在密封劑的表面產(chǎn)生凹凸。
另外，在上述光模塊中，理想的是在光傳送線路與光元件之間不設(shè)置間 隔，而在上述密封劑上載置具有光透射性的平板，但是考慮到光元件的安裝， 也可以做成隔開與密封劑的厚度同程度的間隔來進行載置的結(jié)構(gòu)。
或者，在上述光模塊的制造方法中，在上述第一工序，可以是在將平 板載置于涂敷到上述支承基板上的上述密封劑的狀態(tài)下，使上述密封劑固化 的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述的構(gòu)成，通過在將平板載置于所涂敷的密封劑之上的狀態(tài)下使 密封劑固化，可以使得在密封劑固化時其表面不產(chǎn)生凹凸。平板也可以在密 封劑固化后去除，但是，只要平板是光透射性材料，其也可以在密封劑固化
后保留。
另外，在上述光模塊中，可做成下述構(gòu)成，即，在支承基板的與密封劑 相接觸部分的至少一部分，設(shè)置隨著密封劑的固化收縮而發(fā)生變形的區(qū)域。
或者，在上述光模塊的制造方法中，可做成下述構(gòu)成，即，在支承基板 的與密封劑相接觸部分的至少一部分，設(shè)置隨著密封劑的固化收縮而發(fā)生變 形的區(qū)域。
根據(jù)上述的構(gòu)成，通過在支承基板的與密封劑相接觸部分的至少一部分 設(shè)置隨著密封劑的固化收縮而發(fā)生變形的區(qū)域，可通過上述區(qū)域的變形來吸 收密封劑固化收縮時的固化收縮。由此，可防止或者在密封劑與平板之間產(chǎn) 生空隙，或者在固化了的密封劑上產(chǎn)生疏密差而得不到均勻的折射率這樣的 所不希望的情況發(fā)生。
另外，在上述光模塊中，可做成下述構(gòu)成，即，在上述支承基板與上述 密封劑的界面夾入濡濕性比支承基板高的部件。
或者，在上述光模塊的制造方法中，可做成下述構(gòu)成，即，在上述第一 工序，在將上述密封劑涂敷到上述支承基板上之前，對上述支承基板的表面 進行提高濡濕性的處理(例如實施電暈放電、等離子處理、UV清洗等處理， 以及涂敷底涂料)。
在支承基板表面的濡濕性低的情況下，在將密封劑涂敷于該支承基板上 的階段，有可能因該密封劑的表面張力的影響而在其表面產(chǎn)生凹凸。根據(jù)上述構(gòu)成，在支承基板的密封劑涂敷面，提高其表面的濡濕性，可降低上述凹 凸的發(fā)生。
另外，在上述光模塊的制造方法中，可做成下述構(gòu)成，即，在上述第一 工序之后而且在上述第二工序之前，對上述光元件的受光面或者發(fā)光面上的 上述密封劑的表面進行平坦化處理。
根據(jù)上述構(gòu)成，只要對固化后的密封劑表面進行平坦化處理(例如研磨、 熔融等)，可除去因密封劑的固化收縮而產(chǎn)生的凹凸，得到平坦面。
另外，在上述光模塊中，可做成下述構(gòu)成，即，相對于上述支承基板的 上述光元件搭載面的法線方向，上述密封劑的層厚為上述光元件厚度的1.5 倍以上。
密封劑固化時，在相鄰區(qū)域間存在層厚差異時，則在層厚薄的區(qū)域率先 結(jié)束固化。因此，在層厚薄的區(qū)域的固化時，密封劑的固化收縮量被來自層 厚厚的區(qū)域的樹脂的進入來補充，從而不易產(chǎn)生層厚的減少。另一方面，在 緊接著進行固化的層厚厚的區(qū)域，因密封劑的固化收縮而產(chǎn)生層厚的減少。 在光元件上的密封劑中，因該光元件的厚度不同而產(chǎn)生密封劑的層厚差異， 因而在密封劑的表面產(chǎn)生凹凸，對在光傳送線路和光元件之間的光信號傳遞
造成不利影響。在厚的區(qū)域的層厚T2相對于層厚薄的區(qū)域的層厚Tl的膜厚 比T2/T1越大，則該凹凸越明顯。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過將上述密封劑的層厚做得比上述光元件的厚度足夠 厚，可減小上述膜厚比T2/T1，可抑制在上述固化劑固化時因固化收縮造成 的凹凸的發(fā)生。
另外，在上述光模塊中，可做成下述構(gòu)成，即，相對于上述支承基板的 上述光元件搭載面的法線方向，上述密封劑的層厚比上述光元件的厚度小。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過使密封樹脂的表面比光元件的高度低，可使光元件 周邊的密封樹脂的收縮對光元件上的密封樹脂不造成影響。
本發(fā)明不限于上述的實施方式，可以在權(quán)利要求所示的范圍進行各種變 更。即，將在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)進行了適當(dāng)變更的技術(shù)性手段進行組合 而得到的實施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種光模塊，在支承基板上具備光傳送線路和至少一個具有受光功能或者發(fā)光功能的光元件，其特征在于，所述光傳送線路的光射出面或者光進入該光傳送線路的入射面相對于所述光元件的受光面或者發(fā)光面，配置于所述光元件和所述光傳送線路被光學(xué)耦合的位置；所述光元件被密封劑密封；在所述光元件的受光面或者發(fā)光面上的所述密封劑的表面與所述光傳送線路之間設(shè)置有空隙。
2、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述密封劑在所述支承 基板的所述光元件搭載面的法線方向?qū)盈B多層而形成。
3、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，在所述光元件周邊區(qū)域 的至少一部分，支承基板的基板面被加高，被加高的支承基板的基板面與所向達到大致一樣的高度。
4、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，在所述密封劑上載置具 有光透射性的平板。
5、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，在支承基板的與密封劑 接觸部分的至少一部分，設(shè)置有隨著密封劑的固化收縮而變形的區(qū)域。
6、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，在所述支承基板與所述 密封劑的界面，插入有濡濕性比支承基板高的構(gòu)件。
7、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，相對于所述支承基板的 所述光元件的搭載面的法線方向，所述密封劑的層厚為所述光元件厚度的 1.5倍以上。
8、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，相對于所述支承基板的 所述光元件的搭載面的法線方向，所述密封劑的層厚比所述光元件的厚度薄。
9、 如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，在上述支承基板的與所 述密封劑的接觸面設(shè)置有臺階，所述密封劑的表面高度和所述臺階的高度大 致相等。
10、 一種光模塊的制造方法，在支承基板上具備光傳送線路與至少一個具有受光功能或者發(fā)光功能的光元件，其特征在于，具備第一工序，將光元件搭載于所述支承基板上，在其上面按規(guī)定厚度涂覆 密封劑之后使其固化；第二工序，其將光傳送線路粘接于支承基板上進行固定；所述光傳送線路具有光路轉(zhuǎn)換反射鏡，該光傳送線路的光射出面或者光 進入該光傳送線路的入射面相對于所述光元件的受光面或者發(fā)光面，配置于 所述光元件與所述光傳送線路被光學(xué)耦合的位置，在所述第二工序，所述密封劑的厚度被設(shè)定為，在所述光元件的受光面 或者發(fā)光面上的所述密封劑的表面與所述光傳送線路之間存在間隙的厚度。
11、 如權(quán)利要求10所述的光模塊的制造方法，其特征在于，所述密封 劑層疊多層而形成，在先前形成的層固化之后，再層疊緊接著要形成的層。
12、 如權(quán)利要求10所述的光模塊，其特征在于，在所述第一工序之后 且在所述第二工序之前，對所述光元件的受光面或者發(fā)光面上的所述密封劑 表面進行平坦化處理。
13、 如權(quán)利要求10所述的光模塊的制造方法，其特征在于，在所述第 一工序，在將平板載置于涂敷在所述支承基板上的所述密封劑上的狀態(tài)下， 使所述密封劑固化。
14、 如權(quán)利要求13所述的光模塊的制造方法，其特征在于，在支承基 板的與密封劑的接觸部分的至少一部分，設(shè)置有隨著密封劑的固化收縮而變 形的區(qū)域的狀態(tài)下，使所述密封劑固化。
15、 如權(quán)利要求13所述的光模塊的制造方法，其特征在于，在所述第 一工序，將所述密封劑涂覆到所述支承基板上之前，對所述支承基板的表面 進行提高濡濕性的處理。
16、 如權(quán)利要求10所述的光模塊的制造方法，其特征在于，在所述支 承基板的與所述密封劑的接觸面設(shè)置有臺階；在所述第二工序，所述密封劑的厚度被設(shè)定為所述密封劑的表面高度與 所述臺階的高度大致相等的厚度。
17、 一種光傳送模塊，其特征在于，在光傳送線路端部的一方具備權(quán)利 要求1 9所述的光模塊，該光模塊包括具有發(fā)光功能的光元件；在另一方的端部具備權(quán)利要求1 9所述的光模塊，該光模塊包括具有受光功能的光 元件。
18、 一種電子設(shè)備，其特征在于，具備上述權(quán)利要求17所述的光傳送模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及光模塊、光模塊的制造方法、光傳送模塊以及電子設(shè)備。光模塊(1)在支承基板(13)上具備光波導(dǎo)(10)與光元件(11)，其中，光元件(11)用密封樹脂(12)進行密封。在光元件(11)的受光面或者發(fā)光面上的密封樹脂(12)的表面與光波導(dǎo)(10)的射出面或者入射面之間設(shè)置有空隙。
文檔編號G02B6/42GK101421651SQ20078001350
公開日2009年4月29日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者佐野彰彥, 奧野敏明, 安田成留, 田上純一, 細川速美, 野澤洋人 申請人:歐姆龍株式會社