光學模塊及其製造方法以及光傳遞裝置的製作方法
2023-10-23 03:32:22 2
專利名稱：光學模塊及其製造方法以及光傳遞裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學模塊及其製造方法以及光傳遞裝置。
近年來，信息通信有高速化、大容量化的趨勢，正進行著光通信的開發。一般說來，在光通信中需要將電信號變換成光信號，用光導纖維發送光信號，再將接收的光信號變換成電信號。利用光學元件進行電信號和光信號的變換。
例如，在特開平10-339824號公報中記載了將光導纖維定位在形成了V形槽的平臺上來構成光學模塊的一種設計。
可是，即使利用V形槽進行光導纖維的定位，也存在不能固定光導纖維的軸向位置的問題。其結果，使得光導纖維的端面與光學元件接觸，存在引起破損的可能性。
本發明就是要解決這個問題，其目的在於提供一種能防止光學元件破損的光學模塊及其製造方法以及光傳遞裝置。
(1)本發明的光學模塊包括形成光學部分的光學元件；安裝上述光學元件和光波導路徑的平臺；以及在不與上述光學部分接觸的狀態下配置上述光波導路徑的一個端面用的接觸部。
如果採用本發明，則由於光學元件安裝在平臺上，所以如果相對於平臺進行光波導路徑的位置重合，則能進行光波導路徑和光學元件的光學部分的位置重合。另外，光波導路徑的端面藉助於接觸部，與光學部分呈非接觸狀態，所以能防止光學部分破損。
(2)在該光學模塊中，在上述平臺上形成導電層，上述光學元件在設置了上述光學部分的面上至少有一個凸點即可。
(3)在該光學模塊中，在上述平臺上形成通孔，也可以這樣來安裝上述光學元件，使上述光學部分與上述通孔的一個開口部相對。
(4)在該光學模塊中，上述光波導路徑被插入上述通孔中，上述光學元件在設置了上述光學部分的面上至少有一個虛設凸點，上述虛設凸點與上述光波導路徑的上述一個端面接觸，具有與上述光學部分保持非接觸狀態的功能即可。
(5)在該光學模塊中，上述光波導路徑被插入上述通孔中，在與上述導電層接合的位置上形成上述凸點中的第一部分，在與上述光波導路徑的上述一個端面接觸的位置上形成上述凸點中的上述第二部分即可。
(6)在該光學模塊中，在上述通孔中形成減小上述通孔的內徑用的凸部，上述光波導路徑被插入上述通孔中，上述凸部成為上述接觸部，與上述光波導路徑的上述一個端面接觸即可。
(7)在該光學模塊中，在上述通孔中，在與安裝上述光波導路徑的開口部一側相反一側的開口部中，形成容納上述光學元件的凹部即可。
(8)在該光學模塊中，具有比上述通孔的直徑大的通孔的基板安裝在上述平臺上，在上述平臺上形成的上述通孔和在上述基板上形成的通孔連通，上述光波導路徑被插入在上述基板上形成的上述通孔中，與上述平臺的一個面相反的面的一部分成為接觸部，與上述光波導路徑的上述端面接觸即可。
(9)在該光學模塊中，上述接觸部避開上述光波導路徑的芯子，與包層的端面接觸即可。
(10)在該光學模塊中，上述接觸部由透光性構件構成，在上述通孔的一個開口部上形成上述接觸部即可，以便與上述光波導路徑的一個端面接觸。
(11)在該光學模塊中，至少還有將上述光學元件的電氣連接部密封起來的密封部。
(12)在該光學模塊中，上述密封部還可以包括將上述光學元件的電氣連接部密封起來的第一樹脂部、以及將上述第一樹脂部密封起來的第二樹脂部。
(13)在該光學模塊中，上述第一樹脂部的柔軟性也可以比上述第二樹脂部的柔軟性高。
如果這樣處理，則由於大的應力不施加到光學元件的電氣連接部上，所以能保護連接部。
(14)本發明的光傳遞裝置包括多個平臺；有發光部、且安裝在上述多個平臺中的第一平臺上的發光元件；有受光部、且安裝在與上述第一平臺不同的第二平臺上的受光元件；其各端部被插入上述各自的平臺中的光波導路徑；以及在與上述發光部及受光部呈非接觸狀態下配置上述光波導路徑的各端面用的接觸部。
如果採用本發明，則由於發光元件及受光元件分別被安裝在平臺上，所以如果相對於各平臺進行光波導路徑的定位，就能進行光波導路徑和發光部或受光部的定位。另外，由於光波導路徑的端面利用接觸部而與發光部及受光部呈非接觸狀態，所以能防止它們的破損。
(15)在該光傳遞裝置中，還可以包括與上述發光元件接觸的插頭；以及與上述受光元件接觸的插頭。
如果採用該結構，則能使插頭與電子裝置連接，能連接多個電子裝置。
(16)本發明的光學模塊的製造方法包括將具有光學部分的光學元件安裝在平臺上的工序；以及對上述光學部分進行定位，安裝光波導路徑的工序，在安裝上述光波導路徑的工序中，利用接觸部將上述光波導路徑的端面中止在不與上述光學部分接觸的位置上。
如果採用本發明，則由於將光學元件安裝在平臺上，所以如果相對於各平臺進行光波導路徑的位置重合，就能進行光波導路徑與發光部或受光部的位置重合。另外，由於利用接觸部，使光波導路徑的端面與光學部分呈非接觸狀態，所以能防止光學部分的破損。
(17)在該光學模塊的製造方法中，還可以包括用第一種樹脂密封上述光學元件的電氣連接部，形成第一樹脂部的工序；以及然後，用第二種樹脂密封上述第一樹脂部，形成第二樹脂部的工序。
(18)在該光學模塊的製造方法中，上述第一樹脂部的柔軟性可以比上述第二樹脂部的柔軟性高。
如果這樣處理，則由於大的應力不會施加到光學元件的電氣連接部上，所以能保護連接部。
圖1A及圖1B是表示應用了本發明的第一實施例的光學模塊的圖，圖2A及圖2B是表示應用了本發明的第二實施例的光學模塊的圖，圖3是表示應用了本發明的第三實施例的光學模塊的圖，圖4是表示應用了本發明的第四實施例的光學模塊的圖，圖5是表示應用了本發明的第五實施例的光學模塊的圖，圖6是表示應用了本發明的第六實施例的光學模塊的圖，圖7是表示應用了本發明的第七實施例的光傳遞裝置的圖，圖8是表示應用了本發明的第八實施例的光傳遞裝置的使用形態的圖，圖9是表示應用了本發明的第九實施例的光學模塊的圖，圖10是表示應用了本發明的第十實施例的光學模塊的圖，以下，參照
本發明的優選實施例。
(第一實施例)圖1A是表示應用了本發明的第一實施例的光學模塊的圖。該光學模塊包括平臺10、光學元件20、以及光導纖維30。光導纖維30是光波導路徑之一例。
平臺10的整體形狀不作特別限定，例如可以是長方體、立方體或板狀中的任意一種。一般說來，平臺10的任意一個表面用稜角連接到其他表面或側面上。構成平臺10的材料也不作特別限定，可以是絕緣體、導體或半導體中的任意一種，例如可以是矽、陶瓷、鐵或鋼等金屬、或樹脂中的任意一種。
光學元件20被安裝在平臺10的任意一個表面上。當平臺10成為長方體或板狀時，光學元件20被安裝在最大的表面上。還可以在平臺10上形成通孔12。在安裝光學元件20的表面上形成通孔12的一個開口，在安裝光學元件20的表面以外的表面上形成另一開口。通孔12用來將光導纖維30插入後進行與其軸呈垂直方向的定位。通孔12可以是圓孔，也可以是方孔，但通孔12的內表面最好與光導纖維30接觸，達到光導纖維30的定位程度。
也可以使與在安裝光學元件20的表面上形成的通孔12的一個開口相反一側的開口的端部呈圓錐形14。圓錐形14呈向外擴展的形狀，所以圓錐形14的直徑比通孔12的直徑大。因此，容易將光導纖維30插入通孔12中。由該圓錐形14形成的開口在平視圖中可以是圓形、也可以是四邊形等多邊形。
還可以在平臺10上形成導電層16。導電層16在平臺10的安裝光學元件20的表面上形成。在該表面上形成通孔12的開口，避開通孔12的開口形成導電層16。平臺10由導電材料構成時，最好將絕緣膜夾在中間形成導電層16。例如，用矽構成平臺10時，在表面上形成氧化矽膜，在氧化矽膜上形成導電層16即可。
由於導電層16與光學元件20導電性地連接，所以也可以根據需要使導電層16呈布線圖形。導電層16也可以一直形成到平臺10的與安裝光學元件20的表面不同的表面上。例如，導電層16也可以一直形成到用稜角連接安裝著光學元件20的表面的側面。
光學元件20可以是發光元件，也可以使受光元件。作為發光元件之一例，可以使用面發光元件、特別是面發光雷射器。面發光雷射器等面發光元件沿垂直於基板的方向發光。光學元件20有光學部分22。在光學元件20是發光元件時，光學部分22是發光部，在光學元件20是受光元件時，光學部分22是受光部。在光學元件20是發光元件時，最好這樣來確定發光部的大小和通孔12的直徑，使得來自發光部的光能全部射入通孔12內。例如，可以使通孔12的直徑比發光部的直徑大。
為了與外部進行導電性連接，光學元件20至少有一個凸點24即可。例如，在形成了光學部分22的面上設置光學元件20與外部進行導電性連接用的凸點24即可。凸點24被設置在能與其他構件進行導電性連接的位置上。例如，凸點24被設置在避開平臺10上的通孔12的位置上。凸點24最好從光學部分22突出。
光學元件20被安裝在平臺10上。詳細地說，使光學部分22朝向平臺10上的通孔12的方向安裝光學元件20。另外，光學元件20與平臺10上形成的導電層16導電性地連接。也可以使光學元件20上的凸點24和導電層16接合起來。例如，可以用焊接等方法進行金屬接合，或使用導電性粘接劑使凸點24和導電層16接合。
在本實施例中，設置虛設凸點25作為將光導纖維30的端面中止於與光學元件20的光學部分22不接觸的位置上。虛設凸點25可以設置在形成了凸點24的面上。虛設凸點25可以用與凸點24相同的材料形成，在光學元件20的內部也可以進行導電性連接，但與外部不進行導電性連接。
由於虛設凸點25成為接觸部，所以設置在與光導纖維30的端面接觸的位置上。例如，虛設凸點25設置在平臺10上的通孔12的內側。另外，由於虛設凸點25用來將光導纖維的端面中止於不與光學部分22接觸的位置上，所以設置得比光學部分22突出。利用虛設凸點25，防止光導纖維30的端面接觸光學部分22，能防止光學部分22的破損。
電極26可以被設置在與設置了凸點24的面不同的面上。在光學元件20是面發光雷射器等半導體雷射器時，可以將電極26設置在與設置了凸點24的面相反一側的面上。
圖1B是將圖1A中沿ⅠB-ⅠB線的剖面中的一部分省略後示出的圖。詳細地說，示出了光導纖維30、凸點24、以及作為接觸部的虛設凸點25。
光導纖維30包括芯子32、以及呈同心圓狀包圍著它的包層34，光在芯子32與包層34的邊界上被反射，光被密封在芯子32內傳播。另外，包層34的周圍多半用圖中未示出的套管保護。
光導纖維30被插入平臺10上的通孔12中。安裝在平臺10上的光學元件20的光學部分22朝向平臺10上的通孔12的方向。因此，被插入通孔12中的光導纖維30相對於光學部分22呈被定位在垂直於光導纖維30的軸的方向的狀態。另外，光導纖維30利用成為接觸部的虛設凸點25，相對於光學部分22呈沿軸向定位的狀態。
如圖1B所示，成為接觸部的虛設凸點25最好設置在避開光導纖維30的芯子32的位置。具體地說，虛設凸點25最好位於包層34上。或者，如果不妨礙光的接收與發送，那麼也可以將虛設凸點25設置在芯子32的一部分上(例如端部上)。
如果採用本實施例，則由於設置作為接觸部的虛設凸點25，所以能使光導纖維30的端面不接觸光學元件20的光學部分22，不會使其破損。另外，利用作為接觸部的虛設凸點25，進行光導纖維30的端面相對於光學部分22的定位。即，利用虛設凸點25能簡單地進行光導纖維30沿軸向的定位。
如以上所述構成本實施例，以下說明其製造方法。
在光學模塊的製造方法中，準備平臺10、以及光學元件20。然後，將光學元件20安裝在平臺10上。將光學元件20安裝在平臺10上後，也可以導電性地連接在導電層16上。光學元件20的光學部分22朝向通孔12內。可以利用凸點24連接光學元件20和平臺10上的導電層16。例如，也可以通過導電層16和凸點24的接合，來固定光學元件20和平臺10。
另外，相對於光學部分22定位後安裝光導纖維30。例如，將光導纖維30插入平臺10上的通孔12中。從而，光導纖維30被定位在垂直於軸的方向上。在本實施例中，光導纖維30的端面與成為接觸部的虛設凸點25接觸。例如，虛設凸點25位於通孔12的內側。因此，通過與虛設凸點25接觸，能進行光導纖維30的軸向定位。這裡，由於虛設凸點25設置得比光學部分22突出，所以光導纖維30的端面不接觸光學部分22。這樣就不會損壞光學部分22。
在平臺10由矽等半導體構成的情況下，也可以用雷射形成通孔12。在形成通孔12之前，也可以採用各向異性刻蝕法在平臺10上形成通孔12的位置上形成凹部。另外，可以使凹部沿結晶面的斷面呈正三角形，也可以使其斷面呈四邊形。凹部開口的平面形狀不作特別限定，可以呈矩形。在凹部的開口呈矩形的情況下，最好使一邊的長度比光導纖維30的直徑長。通過這樣處理，能使凹部的至少一部分呈圓錐形14。然後，使雷射照射凹部內，能形成通孔12。另外，可在成為通孔12的兩個開口的位置上形成凹部，使位於互相相反一側的一對凹部之間貫通平臺10。另外，還可以對利用雷射貫通的孔進行刻蝕，擴大孔徑。或者，也可以採用光激電解研磨法(OpticalExcitation Electropolishing Method)形成通孔12。
本發明不限定於上述實施例，也可以如下那樣變形。
(第二實施例)圖2A是表示應用了本發明的第二實施例的光學模塊的圖。圖2B是將圖2A中沿ⅡB-ⅡB線的剖面中的一部分省略後示出的圖。在本實施例中，設置在光學元件40上的凸點44與圖1A所示的第一實施例中的凸點24不同。平臺10及光導纖維30與第一實施例相同，說明從略。
凸點44用來進行光學元件40與外部的導電性連接，同時進行光導纖維30的軸向定位。例如，凸點44的一部分(第一部分)位於平臺10上的通孔12的外側，凸點44的另一部分(第二部分)位於通孔12的內側。凸點44的一部分在通孔12的外側接合在導電層16上，謀求導電性連接。凸點44和導電層16的接合方法可以採用在第一實施例中說明的內容。凸點44的一部分在通孔12的內側，與光導纖維30的端面接觸，謀求光導纖維30的軸向定位。詳細地說，凸點44上與光導纖維30的端面接觸的部分最好接觸避開了光導纖維30的芯子32的部分。具體地說，凸點44最好位於包層34上。或者，如果不妨礙光的接收與發送，那麼也可以將凸點44設置在芯子32的一部分上(例如端部上)。
其他結構能採用在第一實施例中說明過的內容，在本實施例中也能達到與第一實施例相同的效果。而且，在本實施例中，與第一實施例相比，能省略虛設凸點25。本實施例的光學模塊能採用第一實施例的光學模塊的製造方法製造。
(第三實施例)圖3是表示應用了本發明的第三實施例的光學模塊的圖。該光學模塊包括平臺50、光學元件60、以及光導纖維30。光導纖維30是在第一實施例中說明過的。
在平臺50上形成通孔52。在通孔52中形成使內徑小的凸部54。凸部54可以呈環狀從通孔52的內周面突出的形狀，也可以不呈環狀，而是呈壁面的一部分突出的形狀。另外，凸部54也可以設置在通孔52的中間部分(開口部除外的部分)，也可以設置在通孔52的一個開口部上。
在本實施例中，光導纖維30被插入通孔52中，凸部54與光導纖維30的端面接觸。通過這樣處理，能進行光導纖維30的軸向定位。
凸部54最好避開光導纖維30的芯子32(參照圖1B)設置。具體地說，凸部54最好位於包層34上或圖中未示出的套管上。即，即使設置凸部54，通孔52也最好在芯子32的上方開口。或者，如果不妨礙光的接收與發送，那麼也可以將凸部54設置在芯子32的一部分上(例如端部上)。
在平臺50上也可以在與通孔52中的光導纖維30被插入的開口部相反一側的開口部形成凹部56。凹部56的大小能容納光學元件60即可。在此情況下也是使光學部分62朝向通孔52的方向安裝光學元件60。
另外，也能將通孔52中的光導纖維30被插入的開口部定義為凹部57。在此情況下，能在通孔52的一個開口部上形成凹部56，在另一個開口部上形成凹部57。
可以在平臺50上形成導電層58。導電層58與光學元件60導電性地連接。該連接的結構能採用在第一實施例中說明過的內容。例如，在光學元件60中，設置在形成了光學部分62的面上的電極(或凸點)64也可以接合在導電層58上。另外，在光學元件60中，設置在與光學部分62相反一側的面上的電極66和導電層58也可以用導線68導電性地連接。
只要在電氣導通方面沒有問題，導電層58可以在平臺50的任意一個面上形成。例如，可以在容納光學元件60的凹部56的內表面、或在插入光導纖維30的凹部57的內表面等上形成。將光學元件60容納在凹部56內，如果在凹部56內導電性地連接光學元件60和導電層58，則能保護該電氣連接部不受外力作用。
在本實施例中，在平臺50的外側表面上形成導電層58。半導體晶片70安裝在平臺50的外側表面上，半導體晶片70上的電極72導電性地連接在導電層58上。該連接結構也能採用在第一實施例中說明過的光學元件20和導電層16的連接結構。
其他結構能採用在第一實施例中說明過的內容。在本實施例中也能達到與第一實施例相同的效果。
本實施例的光學模塊能採用第一實施例的光學模塊的製造方法進行製造。另外，本實施例的平臺50的材料能使用第一實施例中說明過的材料，但本實施例的平臺50的形狀比第一實施例的平臺10的形狀複雜，所以最好用樹脂形成。在平臺50的製造工序中，在形成了凹部56、57之後形成導電層58，此後將凹部56、57貫通而形成通孔52即可。
(第四實施例)圖4是表示應用了本發明的第四實施例的光學模塊的圖。該光學模塊包括平臺80、光學元件90、以及光導纖維30。光導纖維30是在第一實施例中說明過的。
在平臺80上形成通孔82。在通孔82的一個開口部上設置成為接觸部的透光性構件84。即，利用透光性構件84堵塞通孔84的一個開口部的至少一部分(最好全部)。作為透光性構件84，如果具有能進行光的接收和發送程度的透光性，就能使用由玻璃或樹脂等材料構成的基板或帶。
將光學元件90通過透光性構件84、且在使光學部分92朝向通孔82的方向上安裝在平臺80上。在平臺80上形成導電層86，將光學元件90和導電層86導電性地連接起來即可。例如，將在形成了光學元件90的光學部分92的面上設置的電極94和導電層86接合起來，謀求兩者的導電性連接即可。另外，電極96被設置在與電極94相反一側的面上，這一點與在第一實施例中說明過的光學元件20相同。
光學元件90的光學部分92和透光性構件84最好不接觸。為此，如果有必要的話，在形成了光學元件90的光學部分92的面上設置的電極94也可以呈凸點狀。
將光導纖維30從與安裝了透光性構件84的開口部相反一側的開口部插入平臺80上的通孔82中。光導纖維30的端面接觸透光性構件84。因此，光導纖維30的端面不接觸光學元件90的光學部分92。
其他結構能採用在第一實施例中說明過的內容，在本實施例中也能達到與第一實施例相同的效果。本實施例的光學模塊能採用第一實施例的光學模塊的製造方法進行製造。
(第五實施例)圖5是表示應用了本發明的第五實施例的光學模塊的圖。該光學模塊是用樹脂將圖4所示的光學模塊密封后的光學模塊。在圖5中，平臺80安裝在基板100上。
基板100可以用有機類或無機類的任意的材料形成，它們也可以是這些材料的複合結構。在基板100上形成布線圖形102。多個外部端子104設置在基板100上。外部端子104導電性地連接在布線圖形102上。例如，在基板100的一個面上形成布線圖形102，將外部端子104設置在另一個面上，外部端子104也可以通過在基板100上形成的通孔導電性地連接在布線圖形102上。作為外部端子104也可以使用焊錫球。
半導體晶片110安裝在基板100上。半導體晶片110內部安裝了驅動光學元件90用的電路。圖5中示出了將半導體晶片110面朝上鍵合的例。在此情況下，例如也可以用粘接劑112將半導體晶片110避開布線圖形102粘接在基板100上。或者，也可以用絕緣性粘接劑將半導體晶片110粘接在布線圖形102上。在將半導體晶片110面朝下鍵合的情況下，在布線圖形102上使用各向異性導電膜等各向異性導電材料、或採用焊料等的金屬焊接方法，將半導體晶片110固定在基板100上。
導電性地連接半導體晶片110與光學元件90。例如也可以用導線116連接半導體晶片110上的電極114與平臺80上的導電層86。在此情況下，如果光學元件90的某一個電極94、96與導電層86導電性地連接，則半導體晶片110和光學元件90通過導電層86而被導電性地連接起來。另外，在導電層86在安裝了光學元件90的平臺80的面上和除此以外的面(例如側面)上連續地形成時，最好將導電層86和半導體晶片110導電性地連接在安裝了光學元件90的面以外的面上。如果採用這樣的方法，則能避開光學元件90，所以能防止導電層86和半導體晶片110的導電性連接構件(例如導線116)與光學元件90接觸。另外，由於避開了光學元件90的安裝區，所以能將導電層86的較大的面積用於與半導體晶片110的導電性連接。
半導體晶片110也可以與布線圖形102導電性地連接。例如，也可以用圖中未示出的導線連接半導體晶片110的圖中未示出的電極和布線圖形102。
光學元件90也可以與布線圖形102導電性地連接。例如，在平臺80上形成的導電層86和布線圖形102也可以接合起來。具體地說，使用導電性粘接劑、或通過金屬接合，能將導電層86和布線圖形102接合起來。詳細地說，光學元件90的電極94和導電層86接合起來。在平臺80上，在安裝光學元件90的面和除此以外的面(例如側面)上連續地形成導電層86。在導電層86中，能使布線圖形102與安裝光學元件90的面以外的面上形成的部分接合起來。
採用以上的結構，光學元件90、布線圖形102及半導體晶片110被導電性地連接起來。由於外部端子被導電性地連接在布線圖形102上，所以外部端子104、光學元件20及半導體晶片110被導電性地連接起來。
另外，本實施例的光學模塊有密封部120。密封部120至少將光學元件90的導電性連接部分密封起來。密封部120由第一樹脂部122和第二樹脂部124構成。
第一樹脂部122密封光學元件90的導電性連接部。例如，用第一樹脂部122密封光學元件90的電極96和導線118的導電性連接部、導線118和在平臺80上形成的導電層86的導電性連接部、以及光學元件90的電極94和在平臺80上形成的導電層86的導電性連接部。另外，第一樹脂部122也可以密封平臺80和其他部件的導電性連接部、以及光學元件90和其他部件的導電性連接部。例如，第一樹脂部122也可以密封在基板100上形成的布線圖形102和在平臺80上形成的導電層86的導電性連接部。另外，第一樹脂部122也可以密封連接在半導體晶片110上的導線116和在平臺80上形成的導電層86的導電性連接部。另外，第一樹脂部122至少密封平臺80及光學元件90兩者中的一者，最好密封兩者。
第二樹脂部124密封第一樹脂部122。第二樹脂部124也可以密封半導體晶片110和其他部件的導電性連接部。例如，第二樹脂部124密封半導體晶片110上的電極114和導線116的導電性連接部。另外，第二樹脂部124最好密封光導纖維30的一部分，以防止從平臺80上脫離。
第一樹脂部122的柔軟性最好比第二樹脂部124的柔軟性高。例如，第一樹脂部122與第二樹脂部124相比，其收縮或膨脹時產生的應力小。或者，第一樹脂部122最好比第二樹脂部124容易吸收從外部施加的應力。利用柔軟性高的第一樹脂部122，能保護平臺80和光學元件90的導電性連接部分。另一方面，第二樹脂部124由於對柔軟性的要求不象第一樹脂部122那麼高，所以材料的選擇範圍大。
在本實施例的光學模塊的製造方法中，也可以將預先安裝了光學元件90的平臺80安裝在基板100上。將光導纖維30插入平臺80上的通孔82中的工序既可以在將平臺80安裝在基板100上之前進行，也可以在其之後進行。可以預先將驅動光學元件90用的半導體晶片110安裝在基板100上。或者，也可以在將平臺80安裝在基板100上之後，將半導體晶片110安裝在基板100上。
如果將平臺80安裝在基板100上，則也可以設置密封部120。例如，首先用第一種樹脂密封光學元件90的導電性連接部，形成第一樹脂部122。然後，用第二種樹脂密封第一樹脂部122，形成第二樹脂部124。這時，選擇第一及第二種樹脂，以使第一樹脂部比第二樹脂部124的柔軟性高。
通過這樣處理，例如第一樹脂部122與第二樹脂部124相比，其收縮或膨脹時產生的應力小。或者，第一樹脂部122能比第二樹脂部124容易吸收從外部施加的應力。利用柔軟性高的第一樹脂部122，能保護光學元件90的導電性連接部分。另一方面，第二樹脂部124由於對柔軟性的要求不象第一樹脂部122那麼高，所以第二種樹脂材料的選擇範圍大。
另外，用圖5所示的密封部120(第一樹脂部122及第二樹脂部124兩者中的至少一者)密封光學元件90、平臺80及半導體晶片110中的至少一者的結構可以採用上述第一至第四實施例中的結構。
(第六實施例)圖6是表示應用了本發明的第六實施例的光學模塊的圖。該光學模塊包括光學元件90、平臺130、光導纖維30、以及基板140。光學元件90是在第五實施例中說明過的。光導纖維30是在第一實施例中說明過的。
在平臺130上形成通孔132。在基板140上形成通孔142。使平臺130上的通孔132和基板140上的通孔142連通，將平臺130安裝在基板140上。平臺130上的通孔132比基板140上的通孔142的直徑小。因此，如果將光導纖維30插入基板140上的通孔142中，則形成平臺130上的通孔132的端部作為接觸部接觸在光導纖維30的端面上。這樣處理就能進行光導纖維30的軸向定位。
光學元件90被安裝在平臺130上。詳細地說，從通孔132的與基板140相反一側的開口部，使光學部分92朝向通孔132的方向安裝光學元件90。光學部分92位於通孔132的上方，最好不進入其內部。光學部分92即使進入通孔132的內部時，最好不從通孔132在基板140一側的開口部突出。通過這樣處理，光導纖維30的端面不會進入通孔132的內部，所以能防止光學部分92和光導纖維30的端面接觸。
其他結構能採用上述實施例中說明過的內容，在本實施例中也能達到與第一實施例相同的效果。本實施例的光學模塊能採用第一實施例的光學模塊的製造方法、再安裝基板140來製造。
另外，在上述第一至第六實施例中，雖然給出了光導纖維30為一條時的結構例，但本發明也能適用於配置多條光導纖維30的結構。即，也能並排地配置多條光導纖維30，在各光導纖維30的端面上形成光學元件20、40、60、90及半導體晶片110。
(第七實施例)圖7是表示應用了本發明的實施例的光傳遞裝置的圖。光傳遞裝置190將計算機、顯示器、存儲裝置、印表機等電子裝置192互相連接起來。電子裝置192也可以是信息通信裝置。光傳遞裝置190中，可在電纜194的兩端設置插頭196。電纜194包括一條或多條(至少一條)光導纖維30(參照圖1)。如圖1所示，平臺10設置在光導纖維30的兩端部。光導纖維30和平臺10的安裝狀態如上所述。插頭196可內置於上述第二實施例至第六實施例中說明過的光學模塊中。
安裝在連接光導纖維30的一個平臺10(第一平臺)上的光學元件20是發光元件。從一個電子裝置192輸出的電信號由作為發光元件的光學元件20變換成光信號。光信號通過光導纖維輸入給安裝在另一平臺10(第二平臺)上的光學元件20。該光學元件20是受光元件，它將輸入的光信號變換成電信號。電信號被輸入另一電子裝置192。這樣，如果採用本實施例的光傳遞裝置190，則能利用光信號進行電子裝置192的信息傳遞。
(第八實施例)圖8是表示應用了本發明的實施例的光傳遞裝置的使用形態的圖。光傳遞裝置190連接在各電子裝置198之間。作為電子裝置198可以舉出液晶顯示監視器或與數字對應的CRT(金融、通信銷售、醫療、教育等領域中使用)、液晶投影儀、等離子體顯示板(PDP)、數字TV、零售店用的轉帳機(POS(Point of Sale Scanning)用)、錄像機、調諧器、遊戲機、印表機等。
(第九實施例)圖9是表示應用了本發明的實施例的光學模塊的圖。該光學模塊包括平臺210、多個光學元件20、以及多條光導纖維30。在平臺20上形成多個孔212，各光導纖維30被插入各孔212中。對應於各光學元件20設置各光導纖維30。圖9所示的例是有4個光學元件20的光學模塊，將它用於彩色圖像信號的傳輸時，光學元件20及光導纖維30被用來發送和接收R、G、B信號及時鐘信號。
其他結構能採用在第一實施例中說明過的內容。本實施例的光學模塊也能用樹脂等進行封裝。
(第十實施例)圖10是表示應用了本發明的實施例的光學模塊的圖。該光學模塊有光學元件20、平臺310及光導纖維30。
平臺310由矽等半導體形成，最好在不與光學元件20等電氣導通的區域形成絕緣膜。在平臺310上形成使光導纖維30穿過用的通孔312。通孔312呈具有開口端部、以及比開口端部的直徑大的中間部的形狀。由圓錐部連接開口端部和中間部。
這樣的通孔312能如下形成。首先，在平臺310上形成被構圖的層，以便在形成通孔312的區域中進行開口。該層可以是抗蝕劑，也可以是氧化膜，還可以是採用化學氣相澱積(CVD)法形成的膜。然後，對抗蝕劑等層的開口部(平臺312的表面)進行刻蝕。刻蝕時最好採用幹刻蝕。幹刻蝕可以是反應性離子刻蝕(RIE)。另外，作為刻蝕也可以採用溼法刻蝕。這樣，能在平臺310的表面上形成坑(不貫通的穴)。
然後，在平臺310上形成了坑的部分，使用雷射(例如YRG雷射或CO2雷射)等，形成小孔。雷射束能識別坑的位置進行照射。可以只從平臺310的一面照射雷射束，形成小孔，也可以從平臺310的兩面(按順序或同時)照射雷射束。如果從兩面照射雷射束，則對平臺310的影響小。另外，從兩面照射雷射束時，最好在平臺310的兩面形成坑。
其次，使小孔擴大，形成通孔312。例如，採用溼法刻蝕，刻蝕小孔的內壁面即可。作為刻蝕液，例如可以使用氰氟酸和氟化銨的混合水溶液(緩衝氰氟酸)。然後，如果需要，則將抗蝕劑等的層除去。
其他結構能採用在第一實施例中說明過的內容。本實施例的光學模塊也能用樹脂等進行封裝。另外，最好在通孔312和光導纖維30之間的間隙中填充樹脂等填充材料。
在上述的實施例中，作為光波導路徑使用了光導纖維，但也可以使用片狀或帶狀的光波導路徑。光波導路徑也可以用聚醯亞胺樹脂形成。
權利要求
1．一種光學模塊，其特徵在於包括形成光學部分的光學元件；安裝上述光學元件和光波導路徑的平臺；以及在不與上述光學部分接觸的狀態下配置上述光波導路徑的一個端面用的接觸部。
2．根據權利要求1所述的光學模塊，其特徵在於在上述平臺上形成導電層，上述光學元件在設置了上述光學部分的面上至少有一個凸點。
3．根據權利要求2所述的光學模塊，其特徵在於在上述平臺上形成通孔，這樣來安裝上述光學元件，使上述光學部分與上述通孔的一個開口部相對。
4．根據權利要求3所述的光學模塊，其特徵在於上述光波導路徑被插入上述通孔中，上述光學元件在設置了上述光學部分的面上至少有一個虛設凸點，上述虛設凸點與上述光波導路徑的上述一個端面接觸，具有與上述光學部分保持非接觸狀態的功能。
5．根據權利要求1所述的光學模塊，其特徵在於上述光波導路徑被插入上述通孔中，在與上述導電層接合的位置形成上述凸點中的第一部分，在與上述光波導路徑的上述一個端面接觸的位置形成上述凸點中的上述第二部分。
6．根據權利要求3所述的光學模塊，其特徵在於在上述通孔中形成減小上述通孔的內徑用的凸部，上述光波導路徑被插入上述通孔中，上述凸部成為上述接觸部，與上述光波導路徑的上述一個端面接觸。
7．根據權利要求6所述的光學模塊，其特徵在於在上述通孔中，在與安裝上述光波導路徑的開口部一側相反一側的開口部中，形成容納上述光學元件的凹部。
8．根據權利要求3所述的光學模塊，其特徵在於將具有比上述通孔的直徑大的通孔的基板安裝在上述平臺上，在上述平臺上形成的上述通孔和在上述基板上形成的通孔連通，上述光波導路徑被插入在上述基板上形成的上述通孔中，與上述平臺的一個面相反的面的一部分成為接觸部，與上述光波導路徑的上述端面接觸。
9．根據權利要求1至8中的任意一項所述的光學模塊，其特徵在於上述接觸部避開上述光波導路徑的芯子，與包層的端面接觸。
10．根據權利要求3所述的光學模塊，其特徵在於上述接觸部由透光性構件構成，在上述通孔的一個開口部上形成上述接觸部，以便與上述光波導路徑的一個端面接觸。
11．根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或10中的任意一項所述的光學模塊，其特徵在於還有至少將上述光學元件的電氣連接部密封起來的密封部。
12．根據權利要求11所述的光學模塊，其特徵在於上述密封部包括將上述光學元件的電氣連接部密封起來的第一樹脂部、以及將上述第一樹脂部密封起來的第二樹脂部。
13．根據權利要求12所述的光學模塊，其特徵在於上述第一樹脂部的柔軟性比上述第二樹脂部的柔軟性高。
14．一種光傳遞裝置，其特徵在於包括多個平臺；具有發光部、且安裝在上述多個平臺中的第一平臺上的發光元件；具有受光部、且安裝在與上述第一平臺不同的第二平臺上的受光元件；其各端部被插入上述各自的平臺中的光波導路徑；以及在不與上述發光部及受光部接觸的狀態下配置上述光波導路徑的各端面用的接觸部。
15．根據權利要求14所述的光傳遞裝置，其特徵在於還包括與上述發光元件接觸的插頭；以及與上述受光元件接觸的插頭。
16．一種光學模塊的製造方法，其特徵在於包括將具有光學部分的光學元件安裝在平臺上的工序；以及對上述光學部分進行定位來安裝光波導路徑的工序，在安裝上述光波導路徑的工序中，利用接觸部將上述光波導路徑的端面中止於不與上述光學部分接觸的位置上。
17．根據權利要求16所述的光學模塊的製造方法，其特徵在於包括用第一種樹脂密封上述光學元件的電氣連接部以形成第一樹脂部的工序；以及然後，用第二種樹脂密封上述第一樹脂部以形成第二樹脂部的工序。
18．根據權利要求17所述的光學模塊的製造方法，其特徵在於上述第一樹脂部的柔軟性比上述第二樹脂部的柔軟性高。
全文摘要
一種光學模塊,包括:平臺10;具有光學部分22且被安裝在平臺10上的光學元件20;相對於光學部分22被定位並安裝的光導纖維30;以及將光導纖維30的端面中止於不與光學部分22接觸的位置上的虛設凸臺25。
文檔編號H01L31/12GK1278604SQ0011861
公開日2001年1月3日 申請日期2000年6月16日 優先權日1999年6月16日
發明者村田昭浩 申請人:精工愛普生株式會社