光模塊、光通信設(shè)備、以及光傳送裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的小型化的光模塊、光通信設(shè)備以及光傳送裝置。具備：電路基板（2）；搭載于電路基板的表面（S）的光元件（3）和半導(dǎo)體電路元件（4）；形成于電路基板的背面（R）且具有收納從基端側(cè)導(dǎo)入的光纖（5）的前端部的光纖收納槽（6）的光連接部件（14）；設(shè)置于光波導(dǎo)（7）的與電路基板相反的一側(cè)，用于將以光纖收納于光纖收納槽的狀態(tài)固定的按壓板（8），其中，半導(dǎo)體電路元件構(gòu)成為，搭載于電路基板的比光元件更靠基端側(cè)的位置，由半導(dǎo)體電路元件和按壓板夾持電路基板和光連接部件（14）和光纖的前端部，并且，在電路基板的背面（R）的前端部排列形成與連接對象的設(shè)備側(cè)電路基板（21）電連接的多個電極（12）。
【專利說明】光模塊、光通信設(shè)備、以及光傳送裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光模塊、光通信設(shè)備以及光傳送裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]以往已知將從設(shè)備等輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號而向光纖輸出，或者，將從光纖輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號而向設(shè)備等輸出的光模塊。
[0003]作為這樣的光模塊，已知以與光元件的發(fā)光部或者受光部對置的方式設(shè)置具有透鏡、反光鏡的透鏡塊，經(jīng)由該透鏡塊將光元件和光纖光學(xué)性連接的構(gòu)成的光模塊。
[0004]此外，作為與該申請的發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息，存在專利文獻(xiàn)I。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-95295號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]近年來，光模塊用于各種用途，根據(jù)其用途，有強烈要求光模塊的小型化的情況。例如在工業(yè)用的超小型照相機(jī)等中，有伴隨著小型化不能夠充分確保收納光模塊的空間，要求數(shù)mm程度的大小的超小型光模塊的情況。
[0007]然而，在使用如上述的透鏡塊的構(gòu)成的光模塊中在小型化上存在極限，難以實現(xiàn)如上述的超小型的光模塊。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的小型化的光模塊、光通信設(shè)備以及光傳送裝置。
[0009]本發(fā)明是為了實現(xiàn)上述目的而做出的，是一種光模塊，具備:電路基板；搭載于上述電路基板的表面的光元件；搭載于上述電路基板的表面且與上述光元件電連接的半導(dǎo)體電路元件；形成于上述電路基板的背面，且具有對從上述電路基板的基端側(cè)導(dǎo)入的光纖的前端部進(jìn)行收納的光纖收納槽，將收納于該光纖收納槽的上述光纖和上述光元件光學(xué)連接的光波導(dǎo)；設(shè)置于上述光波導(dǎo)的與上述電路基板相反的一側(cè)，用于將上述光纖以收納于上述光纖收納槽的狀態(tài)固定的按壓板，其中，上述半導(dǎo)體電路元件構(gòu)成為:搭載于上述電路基板的比上述光元件更靠基端側(cè)的位置，由上述半導(dǎo)體電路元件和上述按壓板夾持上述電路基板、上述光連接部件及上述光纖的前端部，并且，在上述電路基板的背面的前端部排列形成與連接對象的設(shè)備側(cè)電路基板電連接的多個電極。
[0010]也可以是上述半導(dǎo)體電路元件和上述按壓板的線膨脹系數(shù)之差為20ppm以下。
[0011]也可以是上述按壓板設(shè)置為至少從與上述半導(dǎo)體電路元件對置的位置延伸到與上述光元件對置的位置。
[0012]也可以是上述按壓板構(gòu)成為在將上述電極與上述設(shè)備側(cè)電路基板電連接時，其前端面與上述設(shè)備側(cè)電路基板抵接。
[0013]也可以在上述電路基板的表面形成有用于檢查上述光元件或者上述半導(dǎo)體電路元件的檢查用電極。
[0014]也可以是上述電路基板形成為一邊為3mm以下的矩形狀，上述電極的長度為0.5mm以下。
[0015]另外，本發(fā)明是將本發(fā)明的光模塊的上述電極與上述設(shè)備側(cè)電路基板電連接的光通信設(shè)備。
[0016]也可以是將形成于上述光模塊的上述電路基板的背面的上述電極與形成于上述設(shè)備側(cè)電路基板的表面的設(shè)備側(cè)電極電連接，以一并覆蓋搭載于上述光模塊的上述電路基板的表面的上述光元件及上述半導(dǎo)體電路元件、和搭載于上述設(shè)備側(cè)電路基板的表面的設(shè)備側(cè)元件的方式設(shè)置封裝物。
[0017]另外，本發(fā)明是將本發(fā)明的光模塊設(shè)置于上述光纖的兩端部的光傳送裝置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的小型化的光模塊、光通信設(shè)備以及光傳送裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的光模塊的圖，(a)、(b)是立體圖，(C)是連接于設(shè)備側(cè)電路基板時的側(cè)視圖。
[0020]圖2是圖1的光模塊的俯視圖。
[0021]圖3 (a)、(b)是用于圖1的光模塊的電路基板和光波導(dǎo)的立體圖。
[0022]圖4是用于圖1的光模塊的光纖保持部件的立體圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的一個變形例的光模塊的側(cè)視圖。
[0024]圖6是將本發(fā)明的一個變形例的光模塊連接于設(shè)備側(cè)電路基板時的側(cè)視圖。
[0025]圖中:1一光模塊,2—電路基板，3—光兀件,4一半導(dǎo)體電路兀件，5—光纖,6—光纖收納槽，7—光波導(dǎo)，8—按壓板,10一光纖保持部件,12一電極,14一光連接部件,21—設(shè)備側(cè)電路基板。

【具體實施方式】
[0026]以下，根據(jù)附圖，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0027]圖1是表示本實施方式的光模塊的圖，(a)、(b)是立體圖，(C)是連接于設(shè)備側(cè)電路基板時的側(cè)視圖。此外，圖2是其俯視圖。
[0028]如圖1、2所不，光|旲塊I具有:電路基板2 ;搭載于電路基板2的表面S的光兀件3 ;搭載于電路基板2的表面S且與光元件3電連接的半導(dǎo)體電路元件4 ;形成于電路基板2的背面R且具有對從電路基板2的基端側(cè)導(dǎo)入的光纖5的前端部進(jìn)行收納的光纖收納槽6 (參照圖3)，將收納于該光纖收納槽6的光纖5和光元件3光學(xué)連接的光連接部件14 ;設(shè)置于光波導(dǎo)7的與電路基板2相反的一側(cè)，用于將光纖5以收納于光纖收納槽6的狀態(tài)進(jìn)行固定的按壓板8。
[0029]如圖3所示，作為電路基板2，使用在雙面形成有布線圖案2a的雙面布線的柔性印刷基板(FPC)。形成于表面S側(cè)的布線圖案2a和形成于背面R側(cè)的布線圖案2a經(jīng)由導(dǎo)通孔2b電連接。在本實施方式中，電路基板2形成為一邊為3_以下，更詳細(xì)而言一邊為Imm以上3mm以下的矩形形狀。
[0030]在電路基板2的表面S偵彳，通過倒裝片安裝而安裝有由VCSEL (Vertical CavitySurface Emitting Laser)等的面發(fā)光元件或者F1D (Photo D1de)等的面發(fā)光元件構(gòu)成的光元件3、及半導(dǎo)體電路元件4。作為半導(dǎo)體電路元件4，在光元件3由發(fā)光元件構(gòu)成的情況下使用驅(qū)動該發(fā)光元件的驅(qū)動器1C，在光元件3由受光元件構(gòu)成的情況下使用對來自該受光元件的電信號進(jìn)行放大的放大器1C。
[0031 ] 在本實施方式中，光連接部件14由形成于電路基板2的背面R，且具有對從電路基板2的基端側(cè)導(dǎo)入的光纖5的前端部進(jìn)行收納的光纖收納槽6 (參照圖3)，且將收納于該光纖收納槽6的光纖5和光元件3光學(xué)連接的光波導(dǎo)7構(gòu)成。
[0032]在電路基板2的背面R形成有光波導(dǎo)7。在與光元件3的發(fā)光部或者與受光對置的位置的電路基板2形成有使光元件3收發(fā)的光通過的貫通孔11。此外，電路基板2由相對于所使用的波長的光為透明的材料構(gòu)成的情況下，也可以省略貫通孔11。
[0033]雖未圖示，但光波導(dǎo)7由沿著光纖5的延伸方向與電路基板2平行地延伸的芯部和包圍芯部的周圍的包層構(gòu)成,并構(gòu)成為若在光纖收納槽6收納光纖5則光纖5的芯部和光波導(dǎo)7的芯部光學(xué)連接。在與光元件3的發(fā)光部或者受光部對置的位置的光波導(dǎo)上形成有V字狀的槽，形成有利用芯部和空氣的折射率之差而相對于光波導(dǎo)7的芯部的光軸傾斜45度的反光鏡7a。通過該反光鏡7a使光軸90度變換,從而光兀件3的發(fā)光部或者受光部與光波導(dǎo)7的芯部光學(xué)連接。光波導(dǎo)7以從電路基板2的基端部延伸到與光元件3對置的位置的方式形成。
[0034]在光模塊I中，在光纖5的周圍填充有粘接劑,在用按壓板8按壓光纖5的狀態(tài)下使粘接劑固化，從而光纖5被光纖收納槽6固定。作為粘接劑使用紫外線固化型的樹脂，作為按壓板8使用相對于紫外線透明的材料，從而能夠在用按壓板8按壓光纖5的狀態(tài)下照射紫外線而使粘接劑固化，能夠使組裝時的工序簡單化。
[0035]在電路基板2的基端部設(shè)置有光纖保持部件10，用于牢固地固定光纖5，且抑制光纖5的延伸部的損傷。光纖保持部件10是對由鋁或不銹鋼等構(gòu)成的金屬板進(jìn)行加工而形成。
[0036]如圖4所示，光纖保持部件10由以覆蓋光纖5的兩側(cè)方和下方(按壓板8側(cè))的方式形成為剖面視凹字狀的光纖保持部10a、及從光纖保持部1a的下表面(按壓板8側(cè)的面)向電路基板2的前端側(cè)延伸，粘接固定于按壓板8的與光波導(dǎo)7相反一側(cè)的面的固定部1b構(gòu)成。在光纖保持部1a填充固化有固化后的硬度小的粘接劑(固化后，多少允許光纖5的移動的柔軟的粘接劑)，用于抑制應(yīng)力集中在光纖5的從光波導(dǎo)7的延伸部分而導(dǎo)致光纖5破損。固定部1b的前端部向?qū)挾确较驍U(kuò)大而形成為大致T字狀,增大與按壓板8的接觸面積而牢固地固定光纖保持部件10。
[0037]而且，在本實施方式的光模塊I中，半導(dǎo)體電路元件4搭載于電路基板2的比光元件3更靠基端側(cè)(光纖5的導(dǎo)入側(cè))的位置，以由半導(dǎo)體電路元件4和按壓板8夾持電路基板2和光波導(dǎo)7和光纖5的前端部的方式構(gòu)成,并且,在電路基板2的背面R的前端部，排列形成與連接對象的設(shè)備側(cè)電路基板21電連接的多個電極12。
[0038]在本實施方式中，沿著電路基板2的寬度方向以等間隔排列形成6個電極12，然而電極12的數(shù)量、配置間隔等不限于此。只是，若使電極12的長度過長，則電路基板2整體變長導(dǎo)致大型化，所以希望電極12的長度盡量短，優(yōu)選0.5mm以下。在本實施方式中，電極12的長度設(shè)為約0.2mm,電極12的沿著寬度方向的配置間距設(shè)為約0.16mm。此外,依次設(shè)置半導(dǎo)體電路元件4以及光元件3、電路基板2、光波導(dǎo)7、按壓板8、光纖保持部件10的光模塊I整體的厚度約為0.8mm。
[0039]在光模塊I中，構(gòu)成為由半導(dǎo)體電路兀件4和按壓板8夾持電路基板2和光波導(dǎo)7和光纖5的前端部，所以若半導(dǎo)體電路元件4和按壓板8的線膨脹系數(shù)之差大，則在整體產(chǎn)生彎曲，有可能產(chǎn)生光元件3、半導(dǎo)體電路元件4的焊錫脫落等的不良狀況。因此，希望半導(dǎo)體電路元件4和按壓板8的線膨脹系數(shù)盡量接近，希望半導(dǎo)體電路元件4和按壓板8的線膨脹系數(shù)之差為20ppm以下。具體而言，希望作為按壓板8使用線膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體電路元件4接近，且相對于紫外線透明的石英玻璃等玻璃。
[0040]另外，在本實施方式中，在電路基板2的與搭載了半導(dǎo)體電路元件4的一側(cè)相反的一側(cè)面的前端部上形成電極12，所以若在檢查光元件3或者半導(dǎo)體電路元件4時將檢查用的探針按觸到電極12，則光元件3、半導(dǎo)體電路元件4被按壓到作業(yè)臺，有可能產(chǎn)生光元件
3、半導(dǎo)體電路元件4的焊錫脫落等不良狀況。因此，在本實施方式中，構(gòu)成為在電路基板2的表面S形成用于檢查光元件3或者半導(dǎo)體電路元件4的檢查用電極13，在檢查時將探針按觸到該檢查用電極13而進(jìn)行檢查。此外，在本實施方式中，將電路基板2的表面S的前端側(cè)的、光元件3的周圍的布線圖案2a擴(kuò)大形成以便容易按觸探針，作為檢查用電極13來使用。
[0041]若將作為光元件3使用發(fā)光元件的光模塊I設(shè)置在光纖5的一方的端部，在該光纖5的另一方的端部設(shè)置作為光元件3使用受光元件的光模塊I，則得到本實施方式的光傳送裝置。
[0042]而且，如圖1 (c)所示，若將光模塊I的電極12與設(shè)備側(cè)電路基板21電連接，則得到本實施方式的光通信設(shè)備100。
[0043]光通信設(shè)備100例如是工業(yè)用的超小型照相機(jī)等。設(shè)備側(cè)電路基板21例如是光通信設(shè)備100的控制用電路基板，在其表面?zhèn)鹊亩瞬啃纬捎杏糜谶B接光模塊I的電極12的設(shè)備側(cè)電極22。而且，在設(shè)備側(cè)電路基板21的表面搭載有進(jìn)行光通信設(shè)備100的控制等的半導(dǎo)體電路元件等的設(shè)備側(cè)元件23。
[0044]光通信設(shè)備100是利用焊錫等將形成于光模塊I的電路基板2的背面R的電極12與形成于設(shè)備側(cè)電路基板21的表面的設(shè)備側(cè)電極22電連接而構(gòu)成的。
[0045]本實施方式中，為了在高溫高濕環(huán)境下也提高可靠性，以一并覆蓋搭載于光模塊I的電路基板2的表面S的光兀件3以及半導(dǎo)體電路兀件4、搭載于設(shè)備側(cè)電路基板21的表面的設(shè)備側(cè)元件23的方式，設(shè)置由樹脂構(gòu)成的封裝物24。例如，在將電極12形成于電路基板2的表面S側(cè)的情況下，無法以一并覆蓋光元件3以及半導(dǎo)體電路元件4和設(shè)備側(cè)元件23的方式設(shè)置封裝物24，而產(chǎn)生在電路基板2的兩面分別設(shè)置封裝物24的必要，但如光模塊I那樣在電路基板2的背面R形成電極12，從而使光元件3以及半導(dǎo)體電路元件4和設(shè)備側(cè)元件23都位于設(shè)備側(cè)電路基板21的表面?zhèn)?，能夠以一并覆蓋這些的方式設(shè)置封裝物24。
[0046]說明本實施方式的作用。
[0047]在本實施方式的光模塊I中，構(gòu)成為半導(dǎo)體電路元件4搭載于電路基板2的比光元件3更靠基端側(cè)的位置，由半導(dǎo)體電路元件4和按壓板8夾持電路基板2和光波導(dǎo)7(光連接部件14)和光纖5的前端部，并且，在電路基板2的背面R的前端部，排列形成與連接對象的設(shè)備側(cè)電路基板21電連接的多個電極12。
[0048]在以往的光模塊中，為了避免高速電信號的劣化，一般在盡量接近電極12的地方設(shè)置半導(dǎo)體電路元件4，一般在光元件3的前端側(cè)(電極12側(cè))設(shè)置半導(dǎo)體電路元件4。
[0049]與此相對，在本實施方式的光模塊I中，在光元件3的基端側(cè)設(shè)置半導(dǎo)體電路元件4，所以消除了電路基板2上的不必要的空間，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的小型化。此外，在光模塊I中，電路基板2的一邊的長度為3_以下而與以往相比非常小型，即使在光元件3的基端側(cè)設(shè)置半導(dǎo)體電路元件4，也能夠?qū)㈦姌O12和電路基板2之間的距離抑制得較小，能夠抑制高速電信號的劣化。
[0050]然而，在將電極12與設(shè)備側(cè)電路基板21連接時使用焊錫等，若在極其靠近電極12的地方存在光元件3，則有可能光元件3受到錫焊等的連接時的熱的影響而產(chǎn)生不良狀況。在光模塊I中，光元件3配置在與半導(dǎo)體電路元件4相比更靠前端側(cè)(電極12側(cè))的位置，所以電極12的連接時的熱給光元件3帶來的影響變大。
[0051]因此，本實施方式中，將電極12形成于與光元件3的安裝面相反的一側(cè)的電路基板2的背面R。由此，與將電極12形成于光元件3的安裝面的情況相比，即使將電極12靠近光元件3，也能夠抑制熱導(dǎo)致的光元件3的劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)光模塊I的進(jìn)一步的小型化。
[0052]另外，光模塊I為將電極12形成于電路基板2的前端部的構(gòu)造，所以通過錫焊等能夠容易地將光模塊I安裝到設(shè)備側(cè)電路基板21。另外，在光模塊I中，電極12的配置間距非常狹小(例如約0.16mm),電極12的長度也非常短(例如0.2mm)，所以難以用FPC連接器這樣的連接器連接。
[0053]本發(fā)明不限于上述實施方式，當(dāng)然在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。
[0054]例如，在上述實施方式中，只在與半導(dǎo)體電路元件4對置的位置上設(shè)置按壓板8，但不限于此，也可以如圖5所示的光模塊51那樣，將按壓板8向前端側(cè)延長，以從與半導(dǎo)體電路元件4對置的位置延伸到與光元件3對置的位置的方式設(shè)置。由此，能夠提高光模塊51的機(jī)械強度。
[0055]并且，也可以如圖6所示的光模塊61那樣，將按壓板8向前端側(cè)進(jìn)一步延長，以將電極12與設(shè)備側(cè)電路基板21電連接時，按壓板8的前端面與設(shè)備側(cè)電路基板21抵接的方式構(gòu)成。通過這樣構(gòu)成，能夠使相對于設(shè)備側(cè)電路基板21的光模塊61的對位變得容易。該情況下，按壓板8兼具固定光纖5的作用、提高光模塊61的機(jī)械強度的作用、光模塊61的對位的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種光模塊，其特征在于，具備: 電路基板； 搭載于上述電路基板的表面的光元件； 搭載于上述電路基板的表面且與上述光元件電連接的半導(dǎo)體電路元件； 形成于上述電路基板的背面，且具有對從上述電路基板的基端側(cè)導(dǎo)入的光纖的前端部進(jìn)行收納的光纖收納槽，將收納于該光纖收納槽的上述光纖和上述光元件光學(xué)連接的光連接部件； 設(shè)置于上述光連接部件的與上述電路基板相反的一側(cè)，用于將上述光纖以收納于上述光纖收納槽的狀態(tài)固定的按壓板， 其中，上述半導(dǎo)體電路元件構(gòu)成為:搭載于上述電路基板的比上述光元件更靠基端側(cè)的位置，由上述半導(dǎo)體電路元件和上述按壓板夾持上述電路基板、上述光連接部件及上述光纖的前端部， 并且，在上述電路基板的背面的前端部排列形成與連接對象的設(shè)備側(cè)電路基板電連接的多個電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊， 上述半導(dǎo)體電路元件和上述按壓板的線膨脹系數(shù)之差為20ppm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光模塊， 上述按壓板設(shè)置為至少從與上述半導(dǎo)體電路元件對置的位置延伸到與上述光元件對置的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項所述的光模塊， 上述按壓板構(gòu)成為在將上述電極與上述設(shè)備側(cè)電路基板電連接時，其前端面與上述設(shè)備側(cè)電路基板抵接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的光模塊， 在上述電路基板的表面形成有用于檢查上述光元件或者上述半導(dǎo)體電路元件的檢查用電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項所述的光模塊， 上述電路基板形成為一邊為3mm以下的矩形狀， 上述電極的長度為0.5mm以下。
7.一種光通信設(shè)備，其特征在于， 權(quán)利要求1?6中任意一項所述的光模塊的上述電極與上述設(shè)備側(cè)電路基板電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信設(shè)備， 將形成于上述光模塊的上述電路基板的背面的上述電極與形成于上述設(shè)備側(cè)電路基板的表面的設(shè)備側(cè)電極電連接， 以一并覆蓋搭載于上述光模塊的上述電路基板的表面的上述光元件及上述半導(dǎo)體電路元件、和搭載于上述設(shè)備側(cè)電路基板的表面的設(shè)備側(cè)元件的方式設(shè)置封裝物。
9.一種光傳送裝置，其特征在于， 將權(quán)利要求1?6中任意一項所述的光模塊設(shè)置在上述光纖的兩端部。
【文檔編號】G02B6/42GK104076453SQ201410058502
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】安田裕紀(jì), 平野光樹, 小林拓實 申請人:日立金屬株式會社