光模組及其製造方法、光通信裝置、電子設備的製作方法
2023-07-15 03:49:46
專利名稱：光模組及其製造方法、光通信裝置、電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及適用於光通信系統的光模組及其製造方法。
背景技術：
在光通信系統中，基本構架是將電信號變換為光信號的發光元件和將光信號變換為電信號的光接收元件相互間用光纖連接。
為了使這樣的發光元件及光接收元件等光學元件和光纖之間可插拔連接，採用了為光學連接光學元件和光纖的光模組。這樣的光模組，例如曾在日本專利特開2000-349307號公報(專利文獻1)等的文獻中披露。
專利文獻1日本專利特開2000-349307號公報發明內容以上所述的光模組，是讓基板夾在光學元件和光纖之間構成的，所以光學元件和光纖的相互之間至少要分開相當於基板厚度的距離。因此，容易產生光學元件和光纖之間的光耦合損失(Couplingloss)，對位置(定位Alignment)的精度要求也高。另外，雖然通過基板上形成導電膜，並通過對此進行布圖設計，設置對光學元件的進行信號傳送的配線膜，但如此立體形狀的導體布案設計工藝並非簡單，通常製造成本比較高。
因此本發明目的是提供可以提高光耦合效率的光模組。
本發明的另一目的是提供可以實現低成本化的光模組。
為了達到上述目的，本發明第一實施例的光模組是可拆卸地與光纖連接的光模組，其構成包含具有用於插入光纖的孔的基板；設置在所述基板的一個表面上的柔性印刷線路板，該印刷線路板具有在相對於孔的位置上設置開口部的基材、在該基材的至少一面上設置的配線膜、和在開口部上露出配線膜的一部分而設置的連接部；以及，被設置在柔性印刷線路板的開口部內的同時與連接部連接，與光纖之間進行光信號的發送或接收的光學元件。
通過採用具有配線膜的柔性印刷線路板，可因不需要在基板上設計配線膜，而得以削減製造成本，進而實現光模組的低成本化。另外，在柔性印刷線路板中設置的開口部上露出的連接部(所謂跨線，Flying Lead)中配置了光學元件，所以可以縮短光纖和光學元件之間的相互距離，提高光耦合效率(Coupling效率)。如果這樣來提高光耦合效率，其邊限校準(Alignment Margin)的效果好。
另外，最好還包括調整材料(底層填充材料)，其夾在基板上設置的所述孔和光學元件之間，抑制光信號散射。由此抑制界面反射，提高光耦合效率。
另外，最好還包括用於密封光學元件的密封材料。由此可以提高光學元件的密封性和可保護性。
另外，上述的密封材料和調整材料最好由同一材料構成。由此可提高調整材料和密封材料的密合性。另外，通過一併形成調整材料和密封材料，還可以簡化製造工藝。
另外，柔性印刷線路板最好採用包含微波傳輸帶傳輸線的。這樣可以降低高頻範圍的傳輸損失，從而提供適合於光學元件高速驅動的光模組。
另外，柔性印刷線路板上最好還具有和光學元件一起構成電路的電子部件。這裡所謂的『電子部件』，係指諸如驅動作為光學元件的發光元件的驅動器、放大作為光學元件的光接收元件輸出信號的放大器、其他各種電路晶片、或電阻、電容等的無源元件、以及其他各種有源元件和無源元件等。這樣通過具備涉及光學元件動作的各種電子部件，可以省略或簡化外部安裝的驅動電路。另外，驅動器等的電路晶片和光學元件之間的配線長度變短，有望獲得容易迴避信號延遲及雜音混入等的問題的效果。
本發明的第二實施例涉及的光模組的構成包括具有元件配置孔的基板；柔性印刷線路板，其被設置在所述基板的一個表面，包括在與所述孔相對的位置上設置了開口部的基材、設置在所述基材的至少一個面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出的狀態設置的連接部；以及，光學元件，其設置在所述孔的內側的所述柔性印刷線路板的所述開口部內，同時與所述連接部連接，通過所述柔性印刷線路板進行光信號的發送或接收。
通過採用這樣的構成，可以實現削減製造成本使光模組低成本化，同時還可以縮短光纖和光學元件的相互距離，提高光耦合效率(Coupling)。另外，通過採用在由元件配置用孔確保的空間上設置光學元件，由覆蓋該孔而配置的柔性印刷線路板支持光學元件的構造，可以謀求光模組的小型化。
以上第二實施例的光模組，最好還在柔性印刷線路板的另一側(與基板相反一側)上設置用於收發光學元件的光信號的光波導管。這裡所謂的『光波導管』，只要是能將光信號向希望的方向傳送即可，對其構造沒有限定，例如可以考慮，和光纖等同樣，具有採用折射率不同的兩個介質的Core/Clad構造及利用光子晶體等的光波導管。另外，光波導管最好採用其延伸方向和基板的一面基本平行狀設置的光波導管(平面型光波導管)。
另外，關於第二實施例的光模組的最佳實施條件，基本上和上述的第1實施例的光模組相同。這裡省略了詳細的說明，但關於調整材料、密封材料、電子部件等可以採用同樣技術條件。
本發明的第三實施例的光模組的構成包括透光性的基板；被設置在所述基板的一個表面上的柔性印刷線路板，其包括設置了開口部的基材、被設置在所述基材的至少一個面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出的狀態設置的連接部；以及在柔性印刷線路板的開口部內配置的同時與連接部連接，並通過柔性印刷線路板及基板進行光信號的發送或接收的光學元件。
通過這樣的構成，在可以追求削減製造成本使光模組低成本化的同時，還可以縮短光纖和光學元件的相互距離，提高光耦合效率(Coupling效率)。
以上第三實施例的光模組，最好在透光性的基板另一側設置用於收發光學元件的光信號的光導波管。另外，最好設置支持光纖的襯套等。另外，關於第三實施例的光模組的最佳實施方式，基本上和上述第一實施例的光模組相同。這裡省略了詳細的說明，但關於調整材料、密封材料、電子部件等可以採用相同的技術條件。
另外，本發明還涉及配備上述光模組的光通信裝置(光收發機)。本發明的這種光通信裝置，例如，可以用於個人計算機和所謂的PDA(可攜式信息終端裝置)等，以光為傳遞媒體，與外部裝置等進行信息通信的各種電子設備。此外，在本說明書中，所謂的『光通信裝置』不僅可以是同時包括發送信號光的構造(發光學元件等)和接收信號光(光接收元件等)的構造兩方面的裝置，還包括只具有發送信號的結構的裝置(所謂光信號發送模組)，或只具有信號接收功能的裝置(所謂光信號接收模組)。
另外，本發明還涉及一種具備上述光模組的電子設備。更詳細地講，本發明的電子設備除了具備以上光模組之外，還可以包括具有該光模組的上述光通信裝置。這裡在本明細書中所謂的『電子設備』，係指一般通過電子電路等實現一定功能的機器，對其構成無特別的限定，但可以例舉個人電腦、PDA(移動型信息終端)、電子筆記本等各種機器。
本發明涉及一種可拆卸地與光纖連接而構成的光模組的製造方法，包括以下步驟，在基板上形成插入光纖的孔的步驟；將包含設置了開口部的基材、在該基材的至少一面上設置的配線膜、和讓以上開口部露出配線膜一部分而設置的連接部的柔性印刷線路板以所述開口部與所述孔相對的狀態安裝在所述基板的一個面上的步驟；將和光纖間進行光信號發送或接收的光學元件設置在柔性印刷線路板的開口部內，並與連接部連接的步驟。
通過這樣的製造方法，可以製造上述本發明的第一實施例的光模組。另外，作為柔性印刷線路板，優選採用包含微波傳輸帶傳輸線的。
另外，通過在一個基板上的多個部位並行執行以上的製造方法，因此可以一併形成若干個光模組。具體說來，本發明的光模組製造方法，系可拆卸地與光纖連接的光模組的製造方法，包括以下步驟在基板上形成多個能插入光纖孔的步驟；安裝柔性印刷線路板的步驟，在該步驟將包含設置了多個開口部的基材、設置在所述基材的至少一個面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述各個開口部露出的狀態設置的連接部的柔性印刷線路板，以每個所述開口部與所述孔分別相對的狀態安裝在所述基板的一個面上；將在與光纖之間進行光信號的發信或收信的光學元件，安裝在柔性印刷線路板的各開口部內，並與連接部連接的步驟；將基板分割成對應於各孔的所指定區域的步驟。
通過這樣的製造方法，可以製造以上本發明的第一實施例的光模組。另外，光模組的安裝步驟幾乎可以在一個基板上匯總批處理，因此，使大批量製造成品率高、價格低廉的光模組成為可能。
另外，在以上基板中設置的孔和光學元件之間，最好還要包含形成抑制光信號散亂的調整材料的步驟。
另外，最好還要包括形成能覆蓋光學元件的密封材料的步驟。
另外，最好還包含在柔性印刷線路板上形成分別對應於各光學元件，與光學元件共同構成電路的電子部件的步驟。
另外，本發明的光模組製造方法還包括在基板上形成設置元件用孔的步驟；將包含設置了開口部的基材、在該基材的至少一面上設置的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部上露出的狀態設置連接部的柔性印刷線路板以開口部相對於孔狀態安裝在基板的一個側面上的步驟；以及，將進行光信號的發送或接收的光學元件設置在位於孔的內側的柔性印刷線路板一側的開口部內，發光面或受光面對著該柔性印刷線路板設置，並與連接部連接的步驟。
根據這樣的製造方法，可以製造出以上描述的本發明第二實施例的光模組。作為柔性印刷線路板，優選採用包含微波傳輸帶傳輸線的。另外，在一個基板上的多個部位並行執行以上製造方法，通過後續的分割，可以同時形成多個光模組。另外，優選還包括含形成調整材料、密封材料或電子部件的步驟。關於該方面的詳細情況如上所述。
另外，本發明涉及的光模組製造方法包括準備透光性基板的步驟；將包含設置了開口部的基材、在該基材的至少一面上設置的配線膜、在開口部上露出配線膜的一部分設置的連接部的柔性印刷線路板安裝在基板一側的步驟；將進行光信號的發送或接收的光學元件的發光面或光接收面朝向該柔性印刷線路板一側配置在柔性印刷線路板的開口部內，並與連接部連接的步驟。
根據這樣的製造方法，可以製造出上述本發明第三實施例的光模組。另外，最好採用包含微波傳輸帶傳輸線的柔性印刷線路板。另外，通過在一個基板上的多個部位並列執行上述製造方法，後續分割，可以一次形成多個光模組。優選進一步包括形成調整材料、密封材料或電子部件的步驟。關於這方面的詳細情況如前所述。
圖1是第一實施方式涉及的光模組結構的示意圖。
圖2是第一實施方式涉及的光模組製造方法的示意圖。
圖3是第二實施方式涉及的光模組結構的示意圖。
圖4是第二實施方式涉及的光模組製造方法的示意圖。
圖5是第三實施方式涉及的光模組結構的示意圖。
圖6是第三實施方式涉及的光模組製造方法的示意圖。
圖7是光模組的其他構成例示意圖。
具體實施例方式
以下關於本發明的實施方式，參照附圖進行說明。
(第一實施方式)圖1是說明第一實施方式的光模組構成的示意圖。在該圖中，示出了本實施方式涉及的光模組截面圖。圖1中所示的光模組1包括基板10、光學元件12、柔性印刷線路板13、底層填充材料17、密封材料18構成。此光模組1的構成如圖所示，能夠可插拔地將光纖2插入設置在基板10上的孔11中。
基板10用於支持構成光模組1的各要素，具有應插入上述光纖2的孔11。該基板10可以採用例如不鏽鋼、鋁、銅等的導電性材料，或玻璃、樹脂、陶瓷等的非導電性材料等各種物質構成。例如在本實施方式中的基板10採用了陶瓷。
光學元件12設置在位於孔11的上側的柔性印刷線路板13中設置的開口部20的內側，通過該柔性印刷線路板13，向光纖2發送(發光)光信號，或接收(受光)從光纖2出射的光信號。例如，當光模組1用於信息發送一側時，作為光學元件12可採用VCSEL(面發光雷射)等的發光元件。而光模組1用於信息接收一側時則作為光學元件12可採用光接收元件。
柔性印刷線路板13由在孔11相向的位置上設置了開口部20的基材14、在該基材14的一面(基板10側)設置的第一配線膜15和在基材14的另一面設置的第二配線膜16構成，其被設置在基板10的一面(上面)上。再有，柔性印刷線路板13如圖所示包含在開口部20露出第一配線膜15的一部分的狀態設置的連接部21。在該連接部21中，實現第一配線膜15和光學元件12的電的連接。這樣的連接部21一般被成為跨線(Flying lead)。
基材14構成柔性印刷線路板13的基礎(base)，例如，採用了聚醯亞胺、環氧樹脂等的樹脂膜。從具有可翹曲性，容易處理的角度考慮可優選採用聚醯亞胺膜。
第一配線膜15的作用是在連接部21中連接的光學元件12和沒有圖示的電路晶片等的電子部件之間傳送信號，在基材14的一個面上設置。該第一配線膜15，例如可採用銅等的導體形成指定的圖案(布線圖案)。
第二配線膜16承擔光學元件12和沒有圖示的電路晶片等的電子部件之間的信號傳送，例如採用銅等的導電體在基材14的其他方面上形成指定的圖案(布線圖案)。
另外，為了對應光學元件12的高速動作，最好包含基材14、第一配線膜15及第二配線膜16，構成適合於高頻信號傳輸的微波傳輸帶傳輸線。對此將在後面詳細敘述。
底層填充材料(調整材料)17，夾在光學元件12和孔11之間，具有抑制該部位上的光信號反射、散亂，和降低光損失的作用。由此抑制不需要的反射提高光耦合效率。在本實施方式中的底層填充材料17可採用與嵌入到孔11中的光纖2的芯線束的折射率接近的(最好是基本相同)材料。製造工藝上最好採用通過熱固化性或光固化性的環氧樹脂等，通過填充後的後處理而固化的材料形成底層填充材料17。
密封材料18用於保護光學元件12，將光學元件12整體密封地設置在柔性印刷線路板13上。在圖示的例子中，密封材料18幾乎全部覆蓋了柔性印刷線路板13，但並不要求一定採用這種方式，也可以部分設置，以使至少密封光學元件12。這種密封材料(封裝材料)18最好採用通過熱固化性或光固化性的環氧樹脂等，通過填充後的後處理固化的樹脂而形成。另外，密封材料18最好是由和上述的底層填充材料17同樣的材料形成。由此，可提高底層填充材料17和密封材料18的密合性。另外，還可以一併形成底層填充材料17和密封材料18。
下面，詳細描述關於包含基材14、第一配線膜15及第二配線膜16而構成微波傳輸帶傳輸線的情況。這樣構成微波傳輸帶傳輸線時，其特性阻抗值可根據以下的計算公式設定希望值。也就是，若設傳送路徑(第一配線膜15)的線幅為B、設線的厚度為C、設傳送路徑和地面(接地電位用的第二配線膜16)的間隔為H、設電介質(基材14)的介電常數為εr，那麼，微波傳輸帶傳輸線的特性阻抗Z0(Ω)，可根據下式求得。
Z0＝(87/(εr+1.41)1/2)×Ln(5.98H/(0.8B+C))這裡，光學元件12的輸入輸出阻抗為50Ω的時候，可通過將微波傳輸帶傳輸線的特性電阻設為50Ω，而獲得阻抗匹配，防止信號衰減。例如作為基材14，採用介電常數εr＝3.4的聚醯亞胺膜，通過設B＝0.09mm、H＝0.05mm、C＝0.012mm，可以將微波傳輸帶傳輸線的特性電阻Z0設為約50Ω。基材14的厚度為0.05mm，但比這個還薄的話，則導體幅度變窄，有時會使直流電阻增加、線幅誤差導致的電阻值的變動加大。
本實施方式的光模組1具有這樣的構成，下面就製造方法進行說明。
圖2是說明本實施方式的光模組製造方法的圖。在本實施方式中，在1個母基板上一併形成多個光模組1，其後通過分割得到各光模組1。以下，進行其詳細說明。
首先，如圖2(a)所示，準備作為各光模組1的基板10母材的母基板100。並且，分別對應各光模組1的各形成區域，母基板100中形成多個插入光纖2的孔11。此時，當孔11被安裝在光纖2上時，應形成與該環圈的直徑的大小對應的孔徑。
其次，如圖2(b)所示，各孔11上插入作為夾具的銷(支持部材)101。此銷101在後面步驟實際安裝光學元件12時，起到從裡面輔助連接部21的作用，雖然不計其材質，但最好採用金屬等。另外，在本實施方式中，為了確保平坦的平面，同時研磨銷101的一端面和母基板100的一個表面。另外，還可以將銷101的一個端面(在母基板100的一個表面露出的側面)研磨的基本平坦，將該平坦面做位置調整使之與母基板100的一個面基本一致後插入。另外，如圖所示，在本實施方式中，讓銷101的其他端從母基板100突出將該突出部分通過樹脂102來固定。在將銷101壓入孔11的情況下等，也可以在需要充分確保銷101的固定強度時，不採用樹脂102。
接下來，如圖2(c)所示，將柔性印刷線路板13的各開口部20與母基板100的各孔11進行分別對位後，如圖2(d)所示，將該柔性印刷線路板13安裝在母基板100上。該安裝，例如可採用環氧系粘合劑進行。在本實施方式中，採用包含微波傳輸帶傳輸線的柔性印刷線路板13。
然後，如圖2(e)所示，將各光學元件12配置到柔性印刷線路板13的各開口部20上，與連接部21連接。
此時，各光學元件12將各發光面向著孔11的一側，實際安裝在連接部21上。本步驟中，例如通過倒裝片式連接法將光學元件12和連接部21連接。此時，在倒裝片式連接法中需要的焊料突起，也可以在光學元件12一側或連接部21一側形成，但在連接部21一側形成時，使光學元件12的處理(通過組裝用機器人等的吸附等作業)變得容易。
本步驟中，基材14的開口部20比光學元件12開口面積大，所以光學元件12為插入在該開口部20內側的狀態。另外本步驟中，通過上述的銷101由下側支持連接部21，所以實際安裝光學元件12時不僅可迴避連接部21的變形，或破損的同時，可以容易切實地安裝光學元件12。另外，在本步驟中，也可以根據需要將其他的電子部件(例如驅動光學元件12的驅動器等)實際安裝在柔性印刷線路板13上。
然後，如圖2(e)所示，為了在光學元件12和孔11之間降低光損失而填充底層填充材料17。本步驟通過將例如由透明的環氧樹脂構成的底層填充材料17浸透於光學元件12(更詳細的是光學元件12的發光面)和孔11之間，並熱固化來進行。
然後，如圖2(f)所示，將光學元件12的整體密封狀態形成密封材料18。作為密封材料18，例如可以採用熱固化性的環氧樹脂。此密封材料18和上述底層填充材料17也可以通過同一材料一併形成，此時可簡化製造工藝。
另外，如上所述，也可以只是在各光學元件12的附近有選擇的形成密封材料18。如本實施方式，將密封材料18在母基板100的一側的幾乎整體一次形成時，製造工藝將更加簡化，所以應優選實施。
然後，如圖2(g)所示，母基板100等分割成與多個各光模組1分別對應的規定區域。本步驟中的分割可以根據多刀切割或雷射切斷等方法來進行。之後，通過去掉銷101及樹脂102得到多個光模組1。
這樣，本實施方式的光模組1通過採用具有配線膜15、16的柔性印刷線路板13，沒有必要在基板10上形成配線膜圖案，就可以削減製造成本，以期實現光模組的低成本化。另外，由於在柔性印刷線路板13上設置的開口部20中露出的連接部21(所謂的跨線Flying Lead)上配置光學元件12，所以可以縮短光纖2和光學元件12的相互距離，提高光耦合效率(Coupling效率)。若這樣提高了光耦合效率，則邊限校準(Alignment Margin)變寬，效果更好。
本實施方式中的光模組1最好用於光通信裝置(光收發器)。這樣的本發明中提到的光通信裝置，可以在例如個人電腦、PDA(移動型信息終端裝置)、電子筆記本、其他各種電子設備中使用。
(第二的實施方式)圖3是說明第二實施方式的光模組結構的圖。同圖中，示出了本實施方式中提到的光模組截面圖。關於該圖中示出的光模組1a和上述的第一實施方式的光模組1共通的構成要素附加相同符號。另外，對與第一實施方式相同的構成要素省略其詳細的說明。
圖3(a)中所示的光模組1a包含基板10a、光學元件12、柔性印刷線路板13、底層填充材料17、以及密封材料18a而構成。此光模組1a，例如，如圖3(b)所示，通過柔性印刷線路板13的其他表面一側設置的光導波管3(light guide)，在和外部之間進行光信號的發信或收信。另外，光模組1a還可以和具有光導波管的光電混載基板組合使用。
基板10a是支持構成光模組1a的各要素的，具有為了確保設置光學元件12的空間的孔11a。此孔11a在圖示的例子中為貫通基板10a的孔，但不一定必須是貫通孔，是凹狀的孔也可以。作為基板10a的優選材質和上述第一實施方式相同，例如本實施方式採用陶瓷。
光學元件12設置在位於孔11a內側的柔性印刷線路板13中的開口部20的內側，通過該柔性印刷線路板13進行光信號的發送或接收。
柔性印刷線路板13的構成包括在相對於孔11a的位置上設置開口部20的基材14、在該基材14的一面(和基板10相反的一側)設置的第一配線膜15、在基材14的另一面(基板10一側)設置的第二配線膜16，配置在基板10的一個面上(下面)。再有，柔性印刷線路板13如圖示，包含開口部20中露出第一配線膜15的一部分設置的連接部21。
在該連接部21中可以實現第一配線膜15和光學元件12的電連接。
密封材料18a用於保護光學元件12，以整體密封光學元件12配置在孔11a內側的柔性印刷線路板13上。
其次，描述本實施方式的光模組1a的製造方法。本實施方式涉及的製造方法基本上和以上所述第一實施方式的製造方法相同。以下主要著眼於不同點進行說明。
圖4是第二實施方式的光模組製造方法的示意圖。首先，如圖4(a)所示，準備成為各光模組1的基板10母材的母基板100。並且，分別對應各光模組1的各形成區域，在母基板100上形成多個配置元件用的孔11a。
然後，如圖4(b)所示，進行對位調整，以使柔性印刷線路板13的各開口部20分別與母基板100的各孔11a位置相向，然後，如圖4(c)所示，在母基板100上安裝該柔性印刷線路板13。在本實施方式中，採用包含微波傳輸帶傳輸線的柔性印刷線路板13。
另外，如圖4(c)所示，在柔性印刷線路板13的另一側面(與母基板100相反一側)，配置作為治具的虛設板103。此虛設基板103至少是一面基本平坦，作用是在下個步驟的光學元件13實際安裝時從內面側輔助柔性印刷線路板13，不計其材質，但最好採用例如金屬及玻璃等的材料。在本實施方式中，使用了SUS(不鏽鋼)的板作為虛設基板103。另外，虛設基板103最好通過螺紋固定等方法和母基板100固定。另外，在本步驟中，如果能至少通過平坦的面來支撐連接部21就可以，不一定必需採用虛設基板103，但通過採用虛設基板103可以使光學元件12的實際安裝更加容易。
然後，如圖4(d)所示，將多個各光學元件12配置在柔性印刷線路板13的各開口部20上，並與連接部21連接。
其後，在光學元件12和連接部21之間填充能降低光損失的底層填充材料17。此時，將各光學元件12的各發光面分別面向基板10a的外側，實際安裝在連接部21上。本步驟中，例如通過倒裝片式連接法將光學元件12和第一配線膜15的連接部21連接。
本步驟中，基材14的開口部20比光學元件12開口面積大，所以光學元件12呈被插入該開口部20內側的狀態。另外本步驟中，通過上述虛設基板103從下側支持連接部21，所以實際安裝光學元件12時，不僅可避免連接部21變形，或者破損，同時，可以容易切實地安裝光學元件12。另外，在本步驟中，也可以根據需要將其他的電子部件(例如驅動光學元件12的驅動器等)安裝在柔性印刷線路板13上。
然後，如圖4(e)所示，將光學元件12的整體密封來形成密封材料18a。作為密封材料18，可以採用例如熱固化性的環氧樹脂。此密封材料18和上述底層填充材料17也可以以同一材料一併形成。
然後，如圖4(f)所示，撤掉虛設基板103後，在各對應多個光模組1a的規定領域分割母基板100等。本步驟中的分割通過多刀切割或雷射切斷等方法來進行。這樣，可得到多個光模組1a。
這樣，第二實施方式的光模組1a和第一實施方式的同樣，能夠降低製造成本、實現光模組的低成本化；並縮短光纖和光學元件的相互距離，提高光耦合效率(Coupling效率)。再有，在元件配置用的孔11a確保的空間上配置光學元件12，通過採用以覆蓋該孔11a配置的柔性印刷線路板13支持光學元件12的構造，使實現光模組1a的更加小型化成為可能。對於本實施方式的光模組1a，可以應用於光收發器及各種電子設備。
(第三的實施方式)圖5是第三實施方式的光模組結構的示意圖。該圖中，示出了本實施方式的光模組截面圖。同圖中所示的光模組1b，與上述第一實施方式中涉及的光模組1共通的構成要素附加了相同符號。另外，關於和第一實施方式相同的構成要素省略其詳細的說明。
同圖中所示的光模組1b，基本上具有與上述的第一實施方式中的光模組1同樣的結構，省略應插入光纖2的孔11這一點是主要的不同。具體的來說，在圖5中所示的光模組1b包含透光性的基板10b、柔性印刷線路板13、底層填充材料17、密封材料18b而構成。此光模組1b在透光性基板10b的另一側面，在設有透鏡、反射鏡等光學部件的同時還設置了承擔對於光學元件的光信號收發的光波導管，或與具有那樣光波導管的光電混載基板組合使用。另外，在基板10b的另一面設有支持光纖的套筒等，還可以根據需要在基板10b的另一面或套筒一側設置透鏡使用。
基板10b用於支撐構成光模組1b的各要素，由能穿過光信號的透光性材料構成。此基板10b只要是對於使用的光信號波長透過率高的就可以，例如，可採用玻璃基板及塑料基板等。
光學元件12設置在柔性印刷線路板13上的開口部20的內側，通過該柔性印刷線路板13及基板10b向外部發送(發光)光信號，或者接收(受光)從外部來的光信號。更為詳細而言，光學元件12與在開口部20露出第一配線膜15的一部分而設置的連接部21相連接。
密封材料18b是為了保護光學元件12的，將光學元件12的整體密封設置在柔性印刷線路板13上。另外，和第一實施方式時相同，也可以在基板10b的一面上的大致整個面上形成密封材料18b。
然後，就本實施方式涉及的光模組1b的製造方法進行說明。本實施方式中的製造方法基本上和上述第一實施方式的製造方法相同。以下，主要著眼於不同點進行說明。
圖6是說明第三實施方式的光模組製造方法的圖。首先，如圖6(a)所示，準備應成為各光模組1b的基板10b的母材的透光性母基板100和柔性印刷線路板13。並且，如圖6(b)所示，將柔性印刷線路板13安裝在母基板100上。在本實施方式中，採用了帶有微波傳輸帶傳輸線的柔性印刷線路板13。
然後，如圖6(c)所示，將各個光學元件12配置到柔性印刷線路板13的各開口部20上，與連接部21連接。
其後，在光學元件12和連接部21之間填充為了降低光損失的底層填充材料17。此時，各光學元件12，將各發光面對著基板10b實際安裝在連接部21上。本步驟中，例如通過倒裝片式連接光學元件12和連接部21。本步驟中，基材14的開口部20比光學元件12開口面積更大，所以光學元件12呈在該開口部20內側插入的狀態。另外，在本步驟中，也可以根據需要將其他的電子部件(例如驅動光學元件12的驅動器等)實際安裝在柔性印刷線路板13上。
然後，如圖6(d)所示，將光學元件12的整體進行密封形成密封材料18b。作為密封材料18，可以採用例如熱固化性的環氧樹脂。此密封材料18也可以和上述的底層填充材料17用同一材料一併形成。
然後，如圖6(f)所示，將母基板100等分割成分別對應各個光模組1b的規定領域。在本步驟中的分割可以通過多刀切割及雷射切斷等方法來進行。由此，得到多個光模組1b。
這樣，第三實施方式的光模組1b和第一實施方式時相同，可以削減製造成本、以期實現光模組的低成本化。另外，基材14的厚度部分，可以將光纖和光學元件之間的相互距離縮短，而提高光耦合效率(Coupling效率)。關於本實施方式中的光模組1b，可以在光收發器及各種電子設備中使用。
以上，關於本發明中的光模組的各中實施例進行了說明，但並不用於限定本發明的適用範圍，在本發明的要旨範圍內可以進行各種變形實施。
圖7是光模組的其他構成例的示意圖。在該圖中示出的光模組1C在上述的第三實施方式的光模組1b中是變更了連接部而配置的。具體來說，在圖7中所示的光模組1C中，是以不與柔性印刷線路板13的基板10B相接的一側的第二配線膜16a的一部分在開口部20露出狀態構成的連接部23。並且，此連接部23上連接了光學元件12。另外，上述第一及第二實施方式的光模組中可以採用同樣的結構。
另外，作為上述各實施方式中，採用包含多個光源的(例如VCSEL陣列)或包含多個光接收元件的(例如光電二極體陣列)的光學元件，通過採用多通道(多芯)的帶狀纖維等作為光纖，可以作為並聯傳送用的光模組來使用。
儘管本發明已經參照附圖和優選實施例進行了說明，但是，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。本發明的各種更改、變化和等同替換均由所附的權利要求書的內容涵蓋。
符號的說明1...光模組 2...光纖10...基板 11...孔12...光學元件 13...柔性印刷線路板14...基材(基材)15...第一配線膜16...第二配線膜17...調整材料(底層填充材料)18...密封材料 20...開口部21...連接部
權利要求
1.一種光模組，其可拆卸地與光纖連接，包含基板，其具有能插入所述光纖的孔；柔性印刷線路板，其設置在所述基板的一個表面上，包括在與所述孔相對的位置上設置了開口部分的基材、在該基材的至少一個面設置的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出的狀態設置的連接部；以及，光學元件，其設置在所述柔性印刷線路板的所述開口部內，同時與所述連接部分連接，用於與所述光纖之間進行光信號的發送或接收。
2.根據權利要求1所述的光模組，其中，還包含調整材料，其介於所述孔和所述光學元件之間，用於抑制所述光信號的散射。
3.根據權利要求1或2所述的光模組，還包含用於密封所述光學元件的密封材料。
4.根據權利要求3所述的光模組，其中，所述密封材料和所述調整材料由同一材料構成。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的光模組，其中，所述柔性印刷線路板包含微波傳輸帶傳輸線。
6.一種光模組，其包含基板，其具有安裝元件用的孔；柔性印刷線路板，其設置在所述基板的一個表面，包括在與所述孔相對的位置上設置了開口部的基材、被設置在所述基材的至少一個面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出的狀態設置的連接部；以及，光學元件，其設置在所述孔的內側的所述柔性印刷線路板的所述開口部內，同時與所述連接部連接，通過所述柔性印刷線路板進行光信號的發送或接收。
7.一種光模組，包含透光性的基板；柔性印刷線路板，其設置在所述基板的一個表面，包括設置了開口部的基材、設置在所述基材的至少一個面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出的狀態設置的連接部；光學元件，其設置在所述柔性印刷線路板的所述開口部內，同時與所述連接部連接，並通過所述柔性印刷線路板及所述基板進行光信號的發送或接收。
8.一種光通信裝置，其具有權利要求1至7中任一項所述的光模組。
9.一種電子設備，其具有權利要求1至7中任一項所述的光模組。
10.一種光模組的製造方法，其系可拆卸地與光纖連接的光模組的製造方法，包括在基板上形成能夠插入所述光纖的孔的步驟；將包含設置了開口部的基材、被設置在該基材的至少一面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出狀態設置的連接部的所述柔性印刷線路板，以所述開口部與所述孔相對的狀態安裝在所述基板的一個面上的步驟；以及將與所述光纖之間進行光信號的發送或接收的光學元件設置在所述柔性印刷線路板的所述開口部內，並與所述連接部進行連接的步驟。
11.一種光模組的製造方法，其系可拆卸地與光纖連接的光模組的製造方法，包括在基板上形成多個能插入所述光纖的孔的步驟；將包含設置了多個開口部的基材、設置在所述基材的至少一面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述各個開口部露出的狀態設置的連接部的柔性印刷線路板，以每個所述開口部與所述孔分別相對的狀態安裝在所述基板的一個面上的步驟；將與所述光纖之間進行光信號的發送或接收的光學元件分別設置在所述柔性印刷線路板的所述各開口部，並與所述連接部進行連接的步驟；以及，將所述基板分割成分別與所述各孔對應的規定區域的分割步驟。
12.根據權利要求10或11所述的光模組的製造方法，其中，還包括在所述孔和所述光學元件之間形成抑制所述光信號散射的調整材料的調整材料形成步驟。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的光模組製造方法，還包括形成覆蓋所述光學元件的密封材料的密封材料形成步驟。
14.一種光模組製造方法，包括在基板上形成設置元件用的孔的步驟；將包含設置了開口部的基材、設置在該基材的至少一面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出的狀態設置的連接部的所述柔性印刷線路板，以所述開口部與所述孔相對狀態安裝在所述基板的一個面上的步驟；將進行光信號的發送或接收的光學元件，設置在所述孔的內側的所述柔性印刷線路板一側的所述開口部內，其發光面或受光面面對所述柔性印刷線路板設置，與所述連接部進行連接的步驟。
15.一種光模組的製造方法，包括準備透光性基板的步驟；將包含設置了開口部的基材、被設置在所述基材的至少一面上的配線膜、和讓所述配線膜的一部分在所述開口部露出的狀態設置的連接部的所述柔性印刷線路板，安裝在所述基板的一個面上的步驟；以及，將進行光信號的發送或接收的光學元件設置在所述柔性印刷線路板的所述開口部內，其發光面或受光面面對所述柔性印刷線路板一側，與所述連接部連接的步驟。
全文摘要
本發明披露了一種低成本的光模組(1)，其與光纖(2)可拆卸地連接而構成，所述光模組(1)包含具有應插入光纖(2)的孔(11)的基板(10)、在與孔(11)相對的位置上設置了開口部(20)的基材(14)、在該基材(14)的至少一面上設置的配線膜(15)、以在開口部(20)上露出一部分配線膜(15)的狀態設置的連接部(21)、還有在基板(10)的一側設置的柔性印刷線路板(13)、以及在柔性印刷線路板(13)的開口部(20)內設置的同時與連接部(21)連接，並在與光纖(2)之間進行光信號的發信或收信的光學元件(12)。
文檔編號H01S5/022GK1573389SQ20041004285
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月26日 優先權日2003年5月27日
發明者宮前章, 長坂公夫 申請人:精工愛普生株式會社