專利名稱：光纜模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光數(shù)據(jù)傳輸用光模塊，特別涉及具有柔軟性的光纜模塊及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，能夠高速進行大容量的數(shù)據(jù)通信的光通信網(wǎng)正在擴大。今后，可預想該光通信網(wǎng)將搭載在民用設(shè)備上。而且，特別地，作為在設(shè)備內(nèi)的基板之間傳輸數(shù)據(jù)的用途，尋求能像現(xiàn)在的電纜一樣使用的、電輸入輸出的光數(shù)據(jù)傳輸線纜(光纜)。作為該光纜，如果考慮撓性，則優(yōu)選使用薄膜光波導。 光波導由折射率大的芯和與該芯的周圍相接設(shè)置的折射率小的包層形成，使入射到芯的光信號一邊在該芯和包層之間的邊界反復進行全反射一邊進行傳輸。并且，薄膜光波導的芯和包層由柔軟的高分子材料構(gòu)成，所以具有柔軟性。 在將該具有柔軟性的薄膜光波導用作光纜的情況下，必須與光電轉(zhuǎn)換元件(受光/發(fā)光元件)對齊位置來進行光耦合。受光/發(fā)光元件是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號發(fā)送，并接收光信號而將其轉(zhuǎn)換成電信號的元件，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。由于該位置對齊對光耦合效率造成影響，所以要求精密度。 圖16示出對薄膜光波導和受光/發(fā)光元件進行光耦合而構(gòu)成的光纜模塊的一個結(jié)構(gòu)例。 圖16所示的光纜模塊100構(gòu)成為在其光入射側(cè)或光出射側(cè)端部具有光波導101、受光/發(fā)光元件102和支承基板103。光波導101在其端部附近通過粘接等固定在支承基板103上，光波導101的端部和受光/發(fā)光元件102的相對位置關(guān)系處于被固定的狀態(tài)。
支承基板103具有受光/發(fā)光元件102的搭載面和光波導101的固定面(粘接面)為不同面的階梯。并且，光波導101的端面不與光軸(沿著芯部的長度方向的中心軸)垂直，而是傾斜地切斷來形成光路轉(zhuǎn)換鏡。由此，在光波導101的芯部中傳遞來的信號光由上述光路轉(zhuǎn)換鏡反射，改變其行進方向而朝向受光/發(fā)光元件102出射。
在專利文獻1和2中公開了如下結(jié)構(gòu)在發(fā)光元件和光波導的間隙中填充折射率高的樹脂，通過該樹脂來粘接固定光波導。在該結(jié)構(gòu)中，通過上述樹脂層來抑制不期望的界面反射，實現(xiàn)光耦合效率的提高。 專利文獻1 :日本國公開專利公報"日本特開2000-214351號公報(
公開日2000
年8月4日)" 專利文獻2 :日本國公開專利公報"日本特開2000-9968號公報(
公開日2000年1月14日)"
3
專利文獻3 :日本國公開專利公報"日本特開2004-233687號公報(
公開日2004年8月19日)" 但是，在上述圖16所示的結(jié)構(gòu)的光纜模塊中，光波導101的前端部分比支承基板103中的該光波導101的支承區(qū)域向光軸方向側(cè)突出。該情況下，由于光波導101是柔軟性高的薄膜光波導，因此，由于重力等的影響，在沒有由支承基板103支承的前端部中，可能產(chǎn)生圖17所示的撓曲。 在光波導101的前端部中產(chǎn)生這種撓曲的情況下，在光輸入側(cè)，來自發(fā)光元件102的光信號無法可靠地到達光波導101的光路轉(zhuǎn)換鏡，光信號可能無法導入光波導101的芯部。并且，在光輸出側(cè)，從光波導101輸出的光信號無法到達受光元件102的中心，使光波導和受光/發(fā)光元件之間的光耦合產(chǎn)生光學損失。即，在光輸入側(cè)和光輸出側(cè)中都在光波導101的前端部產(chǎn)生過大的撓曲的情況下，產(chǎn)生光信號的傳遞不良。 在專利文獻1和2的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成為在受光/發(fā)光元件和光波導的間隙中填充樹脂，所以，該光波導的前端部分由樹脂來固定，認為不會產(chǎn)生上述這種光波導的撓曲。但是，在上述專利文獻1和2的結(jié)構(gòu)中，由于在發(fā)光元件和光波導的間隙中填充的樹脂的硬化收縮，產(chǎn)生在受光/發(fā)光元件和光波導之間難以高精度地進行定位的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題點而完成的，其目的在于，實現(xiàn)能夠達成光波導和受光/發(fā)光元件的穩(wěn)定耦合的光纜模塊。 為了達成上述目的，本發(fā)明的光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由包層包圍芯部而構(gòu)成的光波導，其特征在于，光在上述光波導的出射面或光對該光波導的入射面被配置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，上述光波導為具有柔軟性的薄膜狀，其在上述支承基板的從該光波導的支承面突出的突出部中，具有用于防止該光波導撓曲的加強部件。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在光波導的上面(不存在光的輸入輸出面一側(cè)的面)或下面(存在光的輸入輸出面一側(cè)的面)配置加強部件，由此，抑制光波導中的撓曲的產(chǎn)生，能夠?qū)⒃诠獠▽е挟a(chǎn)生的撓曲量限制在不產(chǎn)生光信號的傳遞不良的程度。 并且，為了達成上述目的，本發(fā)明的另一光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由包層包圍芯部而構(gòu)成的光波導，其特征在于，上述光波導為具有柔軟性的薄膜狀，其具有光路轉(zhuǎn)換鏡，該光路轉(zhuǎn)換鏡對在上述芯部中傳遞的光信號的光路的朝向進行轉(zhuǎn)換，光在上述光波導的出射面或光對該光波導的入射面被配置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，上述受光/發(fā)光元件由密封樹脂密封，在上述受光/發(fā)光元件的受光面或發(fā)光面上的上述密封樹脂的表面和上述光波導中的出射面或入射面之間設(shè)有空隙，在設(shè)上述支承基板中從支承上述光波導的支承面的端部到光波導的芯部中的光路轉(zhuǎn)換鏡的中心為波導突出量L，設(shè)上述密封樹脂中產(chǎn)生的圓角的光波導光軸方向的寬度為F的情況下，滿足以下關(guān)系L^F。 這里所說的圓角是指涂敷的硬化前的密封樹脂在與支承基板的界面(與光波導光軸垂直的界面)中由于表面張力而鼓出，該表面成為不與受光/發(fā)光元件的受光/發(fā)光面平行的面而硬化的部分。并且，密封樹脂的圓角寬度F是指，密封樹脂的表面和受光/發(fā)
4光元件的受光/發(fā)光面所成的角為5。以上的區(qū)域的光波導光軸方向的寬度。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述圓角延及到受光/發(fā)光元件的受光/發(fā)光面上的區(qū)域，能夠避
免對光信號的傳遞造成不良影響(傳遞效率降低等)這樣的缺陷。
圖l示出本發(fā)明的實施方式，是示出在光纜模塊中產(chǎn)生的光波導的垂下的剖視 圖。
圖2是示出上述光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖3示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5示出本發(fā)明的實施方式，是示出光波導中的加強部件的安裝例的剖視圖。
圖6示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖7示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖8示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖9是示出在上述光纜模塊中在光波導的支承面中填充密封樹脂的狀態(tài)的圖。
圖10示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖11示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖12示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖13示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖14示出本發(fā)明的實施方式，是示出光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖15是示出在上述光纜模塊中硬化時的密封樹脂的狀態(tài)的圖。
圖16是示出現(xiàn)有的光纜模塊的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖17是示出在現(xiàn)有的光纜模塊中光波導的垂下的圖。 圖18是示出密封受光/發(fā)光元件后安裝光波導的光纜模塊的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
圖19是示出密封受光/發(fā)光元件后安裝光波導的光纜模塊的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
圖20(a)是示出密封受光/發(fā)光元件后安裝光波導的光纜模塊的結(jié)構(gòu)例的剖視 圖。 圖20(b)是示出密封受光/發(fā)光元件后安裝光波導的光纜模塊的結(jié)構(gòu)例的剖視 圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)
本發(fā)明的一個實施方式。首先，參照圖2說明本實施方式的光 纜模塊的一個結(jié)構(gòu)例。 圖2所示的光纜模塊1構(gòu)成為在其端部附近大致具有光波導10、受光/發(fā)光元件 11、密封樹脂12和支承基板13。光波導10的端部通過粘接等固定在支承基板13上，光波 導10的端部和受光/發(fā)光元件11的相對位置關(guān)系處于被固定的狀態(tài)。進而，為了容易地 取出受光/發(fā)光元件11輸出的電信號，光纜模塊1也可以具有電布線和電連接部。并且， 受光/發(fā)光元件11在對光波導10入射光的光入射側(cè)端部為激光二極管等發(fā)光元件，在從 光波導10出射光的光出射側(cè)端部為光電二極管等受光元件。
首先，光波導10由芯部10A、上包層IOB和下包層IOC構(gòu)成。S卩，光波導10具有通 過上包層IOB和下包層IOC夾住芯部IOA的層疊結(jié)構(gòu)。由光波導IO傳遞的光信號一邊在芯 部IOA和上包層10B的界面或芯部10A和下包層IOC的界面受到反射，一邊在芯部10A內(nèi) 行進。另外，在圖2中，在光波導10的端部附近，設(shè)光波導10的長度方向(光軸方向)為 X軸方向，設(shè)芯部10A、上包層IOB和下包層IOC的層疊方向為Y軸方向。并且，該Y軸方向 與支承基板13中的受光/發(fā)光元件11的搭載面的法線方向一致。 光波導10中的端面不垂直于光軸(X軸)，而是傾斜地切斷來形成光路轉(zhuǎn)換鏡
10D。具體而言，光波導io的端面垂直于XY平面，且相對于x軸傾斜了角度e (e <90° )。 由此，在光波導10中的光的出射側(cè)，在芯部10中傳遞來的信號光被光路轉(zhuǎn)換鏡 10D反射，改變其行進方向，從光路轉(zhuǎn)換鏡10D的出射面朝向受光元件11出射。并且，在光 波導10中的光的入射側(cè)，從發(fā)光元件11出射的信號從光路轉(zhuǎn)換鏡10D的入射面入射后，被 光路轉(zhuǎn)換鏡10D反射，改變其行進方向，傳遞到芯部10。這里，通過設(shè)置光路轉(zhuǎn)換鏡10D而 配置成，光波導10中的光的出射面(或入射面)存在于下包層IOC(也可以是上包層10B) 的外表面，受光/發(fā)光元件ll的受光面(或發(fā)光面)與光波導10中的光的出射面(或入 射面)對置。 另外，光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜角度e通常設(shè)定為45。，以容易對齊該光路轉(zhuǎn)換鏡 10D和受光/發(fā)光元件ll的位置。但是，在本發(fā)明中，光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜角度e不限 于45° ，如果光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜角度e小于45° ，則容易將受光/發(fā)光元件ll配置 在密封樹脂12的不產(chǎn)生圓角的區(qū)域，是優(yōu)選的。具體而言，優(yōu)選將光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜 角度9設(shè)定在35° 50°的范圍內(nèi)。另外，光路轉(zhuǎn)換鏡也可以是相對于光波導10的端部 外裝反射鏡部的結(jié)構(gòu)。 密封樹脂12的作用之一在于，通過密封受光/發(fā)光元件ll，在灰塵和濕氣方面保 護受光/發(fā)光元件ll，提高光纜模塊1的可靠性。除此之外，密封樹脂12還有以下作用 防止在光波導10和受光/發(fā)光元件11之間傳遞的光信號的擴散，抑制光信號的擴散導致 的光學損失。在密封樹脂12中，可以優(yōu)選使用具有高折射率的環(huán)氧系、丙烯系、硅系、聚氨 系等透明樹脂。并且，只要密封樹脂12是折射率比空氣的折射率大的材料，就具有效果。
另外，在圖2的結(jié)構(gòu)中，密封樹脂12不是填充光波導10和受光/發(fā)光元件11的 間隙整體，而是在密封樹脂12和光波導IO之間設(shè)有空隙。S卩，在受光/發(fā)光元件11的受 光面或發(fā)光面上的密封樹脂12的表面和光波導10中的出射面或入射面之間設(shè)有空隙。這 是因為，在光波導10與密封樹脂12相接的結(jié)構(gòu)的情況下，密封樹脂12的硬化收縮對光波 導10的定位造成不良影響。 作為圖2所示的結(jié)構(gòu)的光纜模塊1的制造步驟，首先，在支承基板13中的面13a 上搭載受光/發(fā)光元件11，然后，涂敷規(guī)定厚度的密封樹脂12后使其硬化。然后，在支承基 板13中的面13b上粘接固定光波導10。 在上述結(jié)構(gòu)的光纜模塊1中，構(gòu)成為光波導10中與受光/發(fā)光元件11對置的對 置面不與密封樹脂12接觸，所以，密封樹脂12的硬化收縮不會對光波導10造成影響。因 此，在將光波導IO粘接固定在支承基板13時，能夠?qū)崿F(xiàn)高位置精度。 在本實施方式的光纜模塊1中，如下規(guī)定光波導10的突出量，以使得不會由于光
波導io撓曲而產(chǎn)生光信號的傳遞不良。
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首先，如圖l所示，設(shè)波導突出量為L(m)，設(shè)波導前端垂下角度為e (° )，設(shè)波導 的每單位長度的載荷為w(N/m)，設(shè)波導的截面二次力矩為Iz (m4)，設(shè)波導的縱彈性系數(shù)為 E (Pa)。這里，波導突出量L為從支承光波導10的支承面13b的端部到芯部10A中的光路轉(zhuǎn) 換鏡10D的中心。波導前端垂下角度9為光波導10的前端中的光出射面(或光入射面) 和光波導10沒有撓曲(垂下)的狀態(tài)下的該光波導10的光出射面(或光入射面)所成的 角度。并且，通過(波導的每單位長度的質(zhì)量)X(重力加速度+實際可使用的加速度最大 值)，來求出波導的每單位長度的載荷w。 該情況下，波導前端垂下角度9 (° )通過以下(1)式來取得。
9 = (wL3/6EIz) (180/ Ji) ... (1) 這里，波導前端垂下角度9的允許角度9 max為1.0°左右。因此，在光纜模塊l 中，將波導突出量L限制為滿足l.O》(wL3/6EIz) "180/ji)的值。具體而言，將波導突出 量L規(guī)定在400 y m以下的范圍內(nèi)。另外，作為實際可使用的加速度最大值，使用20m/s2。
這樣，在本實施方式的光纜模塊1中，通過規(guī)定光波導10的突出量，能夠?qū)⒃诠獠?導10中產(chǎn)生的撓曲量限制在不產(chǎn)生光信號的傳遞不良的程度。由此，能夠達成光波導和受 光/發(fā)光元件的穩(wěn)定耦合。 并且，在上述說明的光纜模塊1中，通過規(guī)定光波導10的突出量，來限制在光波導 10中產(chǎn)生的撓曲量，但是，除此之外，也可以構(gòu)成為減少在光波導10中產(chǎn)生的撓曲。下面， 說明減少在光波導10中產(chǎn)生的撓曲的其他結(jié)構(gòu)例。 圖3構(gòu)成為通過在光波導10的上面(不存在光的輸入輸出面一側(cè)的面)配置加 強部件14a，來抑制光波導10中的撓曲產(chǎn)生。加強部件14a可以構(gòu)成為將板狀的加強板粘 貼在光波導IO上，也可以構(gòu)成為將高硬化樹脂涂敷在光波導IO上并使其硬化。另外，在涂 敷高硬化樹脂并使其硬化的情況下，只要在光波導10不產(chǎn)生撓曲的狀態(tài)下一邊保持一邊 使其硬化即可。 并且，圖4構(gòu)成為通過在光波導10的下面(存在光的輸入輸出面一側(cè)的面)上配 置加強部件14b，來抑制光波導10中的撓曲產(chǎn)生。加強部件14b為光透射性部件，與加強部 件14a同樣，可以構(gòu)成為將板狀的加強板粘貼在光波導IO上，也可以構(gòu)成為將高硬化樹脂 涂敷在光波導10上并使其硬化。 另外，雖然沒有圖示，但是，在光纜模塊1中，加強部件可以設(shè)置在光波導10的側(cè) 面，也可以設(shè)置在任意多個面上(例如，也可以具有光波導10的上面中的加強部件14a和 光波導10的下面中的加強部件14b這雙方)。并且，加強部件不需要配置在光波導10的安 裝面整體上。例如，可以構(gòu)成為設(shè)置在光波導10的安裝面兩側(cè)(參照圖5)或安裝面前端 部。 并且，在上述說明的光纜模塊1中，通過密封樹脂12來密封受光/發(fā)光元件11，但 是，通常會在該密封樹脂12中產(chǎn)生圓角。另外，這里所說的圓角是指涂敷的硬化前的密封 樹脂12在與支承基板13的界面(與X軸垂直的界面)中由于表面張力而鼓出，該表面成 為不與受光/發(fā)光元件11的受光/發(fā)光面平行的面而硬化的部分。 在光纜模塊l中，如圖6所示，在上述圓角延及到受光/發(fā)光元件11的受光/發(fā) 光面上的區(qū)域的情況下，可能對光信號的傳遞造成不良影響(傳遞效率降低等)。為了避免 這種缺陷，優(yōu)選規(guī)定光波導10的突出量。
在圖6中，設(shè)密封樹脂圓角寬度為F。這里，密封樹脂圓角寬度F是指，密封樹脂 12的表面和受光/發(fā)光元件11的受光/發(fā)光面所成的角為5°以上的區(qū)域的X軸方向的 寬度。而且，在光纜模塊l中，將波導突出量L設(shè)定為密封樹脂圓角寬度F以上的大小。即 L > F。由于密封樹脂12的材料的不同，密封樹脂圓角寬度F的產(chǎn)生量稍微不同，但是，只 要將波導突出量L規(guī)定在100iim以上，優(yōu)選為130iim以上即可。 并且，作為減小光波導10的波導突出量L而使其難以產(chǎn)生撓曲、且能夠降低上述 圓角的不良影響的方法，考慮使光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜角度e小于45°的結(jié)構(gòu)。S卩，如果 減小光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜角度9 ，則即使如圖7的單點劃線所示，在將受光/發(fā)光元件 11配置在密封樹脂12的沒有產(chǎn)生圓角的區(qū)域、且光波導10的突出量少的狀態(tài)(在光波導 10的前端形成的光路轉(zhuǎn)換鏡10D不存在于受光/發(fā)光元件11的正上方的狀態(tài))下，也能夠 獲得光波導10和受光/發(fā)光元件11的光耦合。另外，只要光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜角度e 小于45°就能夠獲得上述效果，但是，更優(yōu)選為35。以上、40°以下。 并且，作為減小光路轉(zhuǎn)換鏡10D的傾斜角度e的結(jié)構(gòu)的變形例，如圖8所示，可以 構(gòu)成為將受光/發(fā)光元件11配置在密封樹脂12表面的圓角的產(chǎn)生區(qū)域中，在光波導10和 受光/發(fā)光元件11的光耦合中使用基于圓角表面的角度的折射。在該結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⑹芄?/發(fā)光元件11配置在支承基板13中的光波導10的支承面?zhèn)龋軌蜻M一步減小光波導10的 波導突出量L。 并且，密封樹脂12形成為在與光波導IO之間具有空隙，所以，在光纜模塊1中，使 密封樹脂12硬化后，在支承基板13上固定光波導10。此時，如圖9所示，密封樹脂12延及 到支承基板13中的光波導10的支承面13b。 這樣，可以知道在密封樹脂12延及到光波導10的支承面13b的狀態(tài)下，當在支 承基板13上粘接固定光波導10時，無法進行光波導10的準確定位。因此，需要使密封樹 脂12不延及到支承基板13中的光波導10的支承面13b。以下，說明用于使密封樹脂12不 延及到支承基板13中的光波導10的支承面13b的各種結(jié)構(gòu)和方法。 作為第1方法，如圖10和圖11所示，考慮在支承基板13中與密封樹脂12接觸的 接觸面13c (與X軸垂直的面)上設(shè)置凹部或凸部。即，密封樹脂12延及到支承基板13中 的面13b是因為，密封樹脂12由于其表面張力沿著面13c擴展，通過在面13c上設(shè)置凹部 或凸部，能夠防止密封樹脂12擴展到面13b。并且，代替設(shè)置凹部或凸部，如圖12和圖13 所示，通過在面13c上設(shè)置階梯也能夠獲得同樣的效果。 作為第2方法，如圖14所示，考慮提高支承基板13中與密封樹脂12接觸的接觸 面13c的浸潤性。即，接觸面13c的浸潤性越低，密封樹脂12越容易沿著面13c擴展。通 過提高接觸面13c的浸潤性，能夠防止密封樹脂12沿著面13c擴展而延及到面13b。作為 提高支承基板13中的面13c的浸潤性的方法，可以應用以下方法 (1)對面13c實施UV清洗、電暈放電、等離子體處理，來提高表面的浸潤性的方法 (界面活性處理)； (2)在面13c上涂敷用于提高浸潤性的材料(所謂的底涂劑)的方法； (3)在面13c上粘貼浸潤性比支承基板13高的部件(玻璃或金屬等)的方法；等 等。 作為第3方法，如圖15所示，考慮以下方法在使密封樹脂12硬化時，在其表面上配置模具，來防止密封樹脂12沿著面13c擴展。 通常，在密封受光/發(fā)光元件11后安裝光波導10的情況下，考慮圖18這種結(jié)構(gòu)。 在該結(jié)構(gòu)中，密封樹脂12在支承基板13的內(nèi)壁形成圓角，產(chǎn)生無法平坦地形成密封面這樣 的缺陷。 進而，在希望安裝光波導IO后進行密封的情況下，該圓角旋入光波導10的下面。 為了避免該問題，當進行受光/發(fā)光元件11的密封后安裝光波導10時，在支承基板13的 上面，在成型時形成的細微凹凸中滲出了密封樹脂12，有損光波導10和支承基板13的粘接 性。特別地，在使用硅系樹脂作為密封樹脂12的情況下，由于硅系樹脂的浸潤性高，所以凸 顯出上述這樣的問題。 為了解決這些問題，考慮以下的方法增大光波導10的突出量，利用平坦的部位 對密封面進行光耦合，或者降低密封面以防止在支承基板13上面滲出樹脂。但是，在前者 的情況下，具有光波導10的前端部在機械方面不穩(wěn)定的問題，在后者的情況下，具有光耦 合效率降低的問題。 在本實施例中，如圖19所示，在支承基板13的內(nèi)壁，在水平方向形成階梯，由此， 能夠同時解決上述問題。即，如果在支承基板13的內(nèi)壁形成階梯，則能夠在上述階梯的位 置使密封樹脂12的密封面平坦化，所以，不用增大光波導10的突出量，能夠以在機械方面 穩(wěn)定的突出量對光波導10的前端部進行光耦合，并且，能夠利用平坦的密封面以小的空氣 隙進行光耦合。進而，能夠防止在支承基板13上面(光波導10的安裝面)滲出密封樹脂 12。 并且，如圖20(a) 、 (b)所示，也可以構(gòu)成為在支承基板13的內(nèi)壁，在水平方向形成 至少一個凹部的階梯面。在該結(jié)構(gòu)中，與在支承基板13的內(nèi)壁形成階梯的情況相同，能夠 防止密封樹脂12在支承基板13的內(nèi)壁形成圓角、以及在支承基板13上面(光波導10的 安裝面)滲出密封樹脂12的情況。而且，與形成圖19的階梯的結(jié)構(gòu)相比，能夠減小光波導 10的突出量(沒有固定在支承基板13上面的部分的長度)，所以，能夠抑制光波導10的垂 下，能夠?qū)崿F(xiàn)更加穩(wěn)定的光耦合結(jié)構(gòu)。 如上所述，本發(fā)明的光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由包層包圍芯 部而構(gòu)成的光波導，其中，上述光波導具有光路轉(zhuǎn)換鏡，該光路轉(zhuǎn)換鏡對在上述芯部中傳遞 的光信號的光路的朝向進行轉(zhuǎn)換，光在上述光波導的出射面或光對該光波導的入射面被配 置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，在設(shè)上述支承基板中從支承上述光 波導的支承面的端部到光波導的芯部中的光路轉(zhuǎn)換鏡的中心為波導突出量L，設(shè)上述光波 導的每單位長度的載荷為w，設(shè)上述光波導的截面二次力矩為Iz，設(shè)上述光波導的縱彈性 系數(shù)為E的情況下，上述波導突出量L滿足以下關(guān)系l.O》(wLV6EIz) (180/jt)。
這里，如果設(shè)光波導的前端中的光出射面(或光入射面)和光波導沒有撓曲(垂 下)的狀態(tài)下的該光波導的光出射面(或光入射面)所成的角度為波導前端垂下角度e ， 則e 二(wLV6EIz)'(180/ji)的關(guān)系成立。并且，通過(波導的每單位長度的質(zhì)量)X(重
力加速度+實際可使用的加速度最大值)，來求出光波導的每單位長度的載荷w，但是，波導 前端垂下角度9的允許角度9max為1.0。左右。因此，在光纜模塊中，通過將波導突出量 L限制為滿足l.O》(wLV6EIz) ，(180/ji)的值，能夠?qū)⒉▽岸舜瓜陆嵌萫抑制在允許 角度即1.0°以內(nèi)，能夠?qū)⒃诠獠▽е挟a(chǎn)生的撓曲量限制在不產(chǎn)生光信號的傳遞不良的程度。 并且，在上述光纜模塊中，優(yōu)選上述波導突出量L在400iim以下。 并且，如上所述，本發(fā)明的另一光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由
包層包圍芯部而構(gòu)成的光波導，其中，光在上述光波導的出射面或光對該光波導的入射面
被配置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，上述光波導在上述支承基板的
從該光波導的支承面突出的突出部中，在該光波導中的存在光的輸入輸出面一側(cè)和/或不
存在光的輸入輸出面一側(cè)的面具有加強部件。 因此，在光波導的上面(不存在光的輸入輸出面一側(cè)的面)或下面(存在光的輸 入輸出面一側(cè)的面)配置加強部件，由此，能夠抑制光波導中的撓曲產(chǎn)生，將在光波導中產(chǎn) 生的撓曲量限制在不產(chǎn)生光信號的傳遞不良的程度。 并且，如上所述，本發(fā)明的又一光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由
包層包圍芯部而構(gòu)成的光波導，其特征在于，上述光波導具有光路轉(zhuǎn)換鏡，該光路轉(zhuǎn)換鏡對
在上述芯部中傳遞的光信號的光路的朝向進行轉(zhuǎn)換，光在上述光波導的出射面或光對該光
波導的入射面被配置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，上述受光/發(fā)光
元件由密封樹脂密封，在上述受光/發(fā)光元件的受光面或發(fā)光面上的上述密封樹脂的表面
和上述光波導中的出射面或入射面之間設(shè)有空隙，在設(shè)上述支承基板中從支承上述光波導
的支承面的端部到光波導的芯部中的光路轉(zhuǎn)換鏡的中心為波導突出量L，設(shè)上述密封樹脂
中產(chǎn)生的圓角的光波導光軸方向的寬度為F的情況下，滿足以下關(guān)系L > F。
這里所說的圓角是指涂敷的硬化前的密封樹脂在與支承基板的界面(與光波導
光軸垂直的界面)中由于表面張力而鼓出，該表面成為不與受光/發(fā)光元件的受光/發(fā)光
面平行的面而硬化的部分。并且，密封樹脂的圓角寬度F是指，密封樹脂的表面和受光/發(fā)
光元件的受光/發(fā)光面所成的角為5°以上的區(qū)域的光波導光軸方向的寬度。 因此，上述圓角延及到受光/發(fā)光元件的受光/發(fā)光面上的區(qū)域，能夠避免對光信
號的傳遞造成不良影響(傳遞效率降低等)這樣的缺陷。 并且，在上述光纜模塊中，優(yōu)選上述波導突出量L在100iim以上。 并且，在上述光纜模塊中，可以構(gòu)成為在上述密封樹脂的表面相接的上述支承基
板的面上形成凹部或凸部?；蛘?，在上述光纜模塊中，可以構(gòu)成為在上述密封樹脂的表面相
接的上述支承基板的面上形成階梯。 因此，密封樹脂形成為在與光波導之間具有空隙，所以，在光纜模塊中，使密封樹 脂硬化后，在支承基板上固定光波導。此時，如果密封樹脂延及到支承基板中的光波導的支 承面，則無法進行光波導的準確定位。 密封樹脂延及到上述支承面是因為，密封樹脂由于其表面張力沿著支承基板中與 密封樹脂接觸的接觸面擴展。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過在支承基板中與密封樹脂接觸的接觸面 上設(shè)置凹部或凸部、或者階梯，能夠防止密封樹脂擴展到支承基板中的光波導的支承面。
并且，在上述光纜模塊中，也可以構(gòu)成為在上述密封樹脂的表面相接的上述支承 基板的面上粘貼浸潤性比支承基板高的部件；或者，在上述密封樹脂的表面相接的上述支 承基板的面上涂敷用于提高表面的浸潤性的材料。 因此，通過提高支承基板中與密封樹脂接觸的接觸面的浸潤性，能夠防止密封樹 脂擴展到支承基板中的光波導的支承面。
并且，在上述光纜模塊中，也可以構(gòu)成為上述受光/發(fā)光元件由密封樹脂密封，在 上述受光/發(fā)光元件的受光面或發(fā)光面上的上述密封樹脂的表面和上述光波導中的出射
面或入射面之間設(shè)有空隙，在將上述光路轉(zhuǎn)換鏡的傾斜角度e作為相對于光波導的芯部 光軸所成的角的情況下，將上述傾斜角度e設(shè)定為小于45。的角度。 因此，在將受光/發(fā)光元件配置在密封樹脂的沒有產(chǎn)生圓角的區(qū)域、且光波導的 突出量少的狀態(tài)(在光波導的前端形成的光路轉(zhuǎn)換鏡不存在于受光/發(fā)光元件的正上方的 狀態(tài))下，也能夠獲得光波導和受光/發(fā)光元件的光耦合。即，能夠構(gòu)成為可減少光波導的 突出量，并能夠降低在光波導中產(chǎn)生的撓曲量。 并且，在上述光纜模塊中，也可以構(gòu)成為上述受光/發(fā)光元件配置在上述密封樹 脂中的圓角的產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)。 因此，即使將受光/發(fā)光元件配置在密封樹脂表面的圓角的產(chǎn)生區(qū)域中，也可以 在光波導和受光/發(fā)光元件的光耦合中使用基于圓角表面的角度的折射，所以，能夠?qū)⑹?光/發(fā)光元件配置在支承基板中的光波導的支承面?zhèn)?，能夠進一步減小光波導的波導突出 本發(fā)明不限于上述實施方式，在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)可以進行各種變更。即，組 合在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)適當變更后的技術(shù)手段而得到的實施方式也包含在本發(fā)明的 技術(shù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光纜模塊，該光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由包層包圍芯部而構(gòu)成的光波導，其特征在于，光在上述光波導的出射面或光對該光波導的入射面被配置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，上述光波導為具有柔軟性的薄膜狀，其在上述支承基板的從該光波導的支承面突出的突出部中，具有用于防止該光波導撓曲的加強部件。
2. —種光纜模塊，該光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由包層包圍芯部而構(gòu)成的光波導，其特征在于，上述光波導為具有柔軟性的薄膜狀，其具有光路轉(zhuǎn)換鏡，該光路轉(zhuǎn)換鏡對在上述芯部中傳遞的光信號的光路的朝向進行轉(zhuǎn)換，光在上述光波導的出射面或光對該光波導的入射面被配置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，上述受光/發(fā)光元件由密封樹脂密封，在上述受光/發(fā)光元件的受光面或發(fā)光面上的上述密封樹脂的表面和上述光波導中的出射面或入射面之間設(shè)有空隙，在設(shè)上述支承基板中從支承上述光波導的支承面的端部到光波導的芯部中的光路轉(zhuǎn)換鏡的中心為波導突出量L，設(shè)上述密封樹脂中產(chǎn)生的圓角的光波導光軸方向的寬度為F的情況下，滿足以下關(guān)系L > F。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纜模塊，其特征在于，上述波導突出量L在100 ii m以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光纜模塊。該光纜模塊在支承基板上具有受光/發(fā)光元件和由包層包圍芯部而構(gòu)成的光波導，其特征在于，光在上述光波導的出射面或光對該光波導的入射面被配置成與上述受光/發(fā)光元件中的受光面或發(fā)光面對置，上述光波導為具有柔軟性的薄膜狀，其在上述支承基板的從該光波導的支承面突出的突出部中，具有用于防止該光波導撓曲的加強部件。
文檔編號G02B6/42GK101788704SQ20101011532
公開日2010年7月28日 申請日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者中山裕勝, 佐野彰彥, 奧野敏明, 安田成留, 田中純一, 細川速美, 野澤洋人 申請人:歐姆龍株式會社