光通信模块、光通信装置、及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410006528.6

申请日:

2004.03.04

公开号:

CN1527080A

公开日:

2004.09.08

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G02B6/42

主分类号:

G02B6/42

申请人:

精工爱普生株式会社;

发明人:

宫前章; 长坂公夫

地址:

日本东京

优先权:

2003.03.05 JP 2003-059099

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司

代理人:

余刚

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内容摘要

本发明提供一种产品可靠性高,小型低价的光通信模块。该光通信模块包括:其上具有可插拔光纤的通孔(2)的衬底(1)、被配置在所述衬底(1)的单侧面上,用于覆盖所述通孔(2)的透光树脂膜(6)、在透光树脂膜上印制了图案的导体膜(7)、以及连接到所述导体膜(7)上,以通孔(2)为基准定位,设置在所述通孔(2)上,能够穿过通孔(2)进行光的接收或发送,并根据需要可用密封材料进行封装的光元件(3)。

权利要求书

1: 一种光通信模块,包括: 具有可插拔光纤的通孔的衬底; 被配置在所述衬底的单侧面上,用于覆盖所述通孔的透 光树脂膜; 在所述透光树脂膜上印刷了图案的导体膜;以及 由所述导体膜连接,以所述通孔为基准定位,设置在所 述通孔上,能够穿过所述通孔进行光的接收或发送的光元件。
2: 根据权利要求1所述的光通信模块,其中,所述光元件和所述 透光树脂膜的连接部分的位置在所述通孔之上。
3: 根据权利要求1或2所述的光通信模块,其中,在所述衬底和 所述透光树脂膜之间,还形成导体层。
4: 根据权利要求1或2任一项所述的光通信模块,其中,所述衬 底是导体。
5: 根据权利要求1或2任一项所述的光通信模块,其中,所述透 光树脂膜是电绝缘体或电介质。
6: 根据权利要求1或2任一项所述的光通信模块,其中,在所述 透光树脂膜的两面形成微波传输带传输线。
7: 根据权利要求1或2任一项所述的光通信模块,其中,在所述 透光树脂膜上形成微波传输带传输线部分的厚度,取决于所述 微波传输带传输线与所述光元件的阻抗匹配,以及与所述透光 树脂膜的光吸收造成的光损耗的平衡。
8: 根据权利要求1或2任一项所述的光通信模块,其中,所述透 光树脂膜是聚(酰)亚氨膜,所述光元件是面发射激光器。
9: 一种光通信装置,包括: 权利要求1或2任一项所述的光通信模块、光纤、以及 形成外部电路的外部衬底, 其中,在构成所述光通信模块的所述衬底的通孔中插入 所述光纤,并相对于所述衬底固定, 构成所述光通信模块的所述光元件和控制所述光元件的 驱动的外部电路之间为电连接状态。
10: 一种光通信模块的制造方法, 是在具有一个或多个通孔的衬底上,以薄膜为介质将光 元件设置在所述通孔上的光通信模块的制造方法, 其中,由设置在所述通孔内的支持构件支撑所述薄膜的 装载所述光元件一面的相反面的状态下,进行装载光元件。
11: 根据权利要求10所述光通信模块的制造方法,其中,所述支 持构件是将辅助剂填充到所述通孔中,令其固化后的构件或夹 具。
12: 一种光通信模块的制造方法,包括以下步骤: 将辅助剂填充到具有一个或多个通孔的衬底的所述通孔 中的步骤; 在所述衬底的一面形成透光树脂膜的步骤; 在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤; 安装光元件,与所述布线图案连接的步骤;以及 从所述衬底除去所述辅助剂的步骤。
13: 一种光通信模块的制造方法,包括以下步骤: 将夹具插入到具有一个或多个通孔的衬底的所述通孔中 的步骤; 在所述衬底的一面形成透光树脂膜的步骤; 在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤; 安装光元件,与所述布线图案连接的步骤;以及 从所述衬底除去所述夹具的步骤。
14: 根据权利要求13所述的光通信模块制造方法,其中包括在所 述衬底的一面安装形成了微波传输带传输线的透光薄膜的步 骤,以代替在所述衬底的一面形成透光树脂膜的步骤以及在透 光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤。
15: 根据权利要求13或14所述的光通信模块制造方法,其中,在 将夹具插入到所述通孔的步骤中,还包括在插入所述夹具后, 将所述夹具固定在所述衬底上的步骤。
16: 根据权利要求12至14中任一项所述的光通信模块制造方法, 还包括,在除去所述夹具的步骤之前或之后,将所述衬底切成 小片的步骤。
17: 一种光通信模块的制造方法,包括以下步骤: 将具有一个或多个通孔的多个衬底上的所述通孔,嵌入 具有多个凸起部分的夹具上的所述凸起部分的多个衬底设置 步骤; 用树脂填平所述多个衬底间的缝隙,固定各衬底的步骤; 在所述衬底的安装夹具一面的相反面形成透光树脂膜的 步骤; 在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤; 安装光元件,与所述布线图案连接的步骤;以及 从所述衬底上除去夹具的步骤。
18: 根据权利要求17所述的光通信模块制造方法,其中包括在所 述衬底安装夹具一面的相反面,安装形成了微波传输带传输线 的透光树脂膜的步骤,以代替在所述衬底的安装夹具一面的相 反面形成透光树脂膜的步骤,以及在透光树脂膜上由导体形成 布线图案的步骤。
19: 根据权利要求12、13或17所述的光通信模块的制造方法,其 中包括在所述衬底和所述透光树脂膜之间,形成导体层的步 骤。
20: 根据权利要求12、13或17所述的光通信模块的制造方法,其 中所述衬底是导体。
21: 根据权利要求19所述的光通信模块的制造方法,其中,所述 透光树脂膜是电绝缘体或电介质。
22: 根据权利要求14或18所述的光通信模块制造方法,其中,所 述透光树脂膜的厚度,取决于在透光树脂膜的两面形成的微波 传输带传输线与所述光元件的阻抗匹配,以及与所述透光树脂 膜的光吸收造成的光损耗的平衡。

说明书


光通信模块、光通信装置、及其制造方法

    【技术领域】

    本发明涉及光发送机、光接收机、及光收发机等光通信模块及其制造方法,尤其涉及产品的可靠性高、小型低价的光通信模块及其制造方法。

    背景技术

    光通信系统的基本构架,是将电信号转换成光信号的发光元件,和将光信号转换成电信号的光接收元件之间用光纤连接。

    为了使这种作为发光元件及光接收元件等的光元件和光纤能够装拆或者插拔,采用了使光元件和光纤形成光学连接的光通信模块(连接器)。

    现有的光通信模块通常采用罐封装方式来做成发光元件的标准部件,罐封装通过金属端子(管脚)与发送驱动发光元件的输入信号的外部电路连接的同时,被固定在印刷电路板上。

    另外,发光元件和光纤,例如通过球透镜实现光耦合,采用发光元件的出射光借助球透镜,入射到由模块的套管部分定位的光纤上的方式。

    但是,在这些现有的方式中,由于是使用罐封装,是通过金属管脚与外部电路连接的,因此,小型化受到了局限。另外,由于零部件数量多,制造步骤多,同时各部件的定位调整需要时间,而有增加制造成本的趋势。

    人们为了解决这些技术课题,探讨了各种方法。

    例如,在专利文献1(日本专利第2000-349307号公告)中公开了一种光通信模块,其具有可插入光纤地通孔,以及为了使光元件和外部电路易于实现电连接而形成的导电层平台和光元件。采用该平台可以不使用罐封装,而改由通孔定位,因此可以实现小型化。

    专利文献1(日本专利第2000-349307号公告)

    【发明内容】

    然而,在专利文献1所描述的光通信装置中,要想在插入光纤的通孔上装载光元件,需要在通孔的周围形成连接固定光元件的补片,因此,使光元件体积变大,制造成本增高。另外,由于在光纤的顶端通常连接有箍圈,用于支撑光纤和定位调整,由此,为了能够插入箍圈,通孔的孔径也要扩大,因此,有时通孔的孔径比光元件还大,致使出现无法装载光元件的情况。

    由于这样的光通信模块是消耗品,需要进一步降低成本。

    还有,在该光通信模块的结构中,由于组成阻抗匹配的传输路线困难,而使高频范围的驱动受到限制,需要开发可对应高速驱动的光通信模块。

    因此,本发明的目的在于提供一种产品可靠性高、小型廉价的光通信模块。

    本发明的目的还在于提供一种可应对光通信高速化的光通信模块。

    此外,本发明的目的还在于提供一种能够简易地大批量制造可靠性高的光通信模块的制造方法。

    为了达到上述目的,本发明的光通信模块的特征在于包括:具有可插拔光纤的通孔的衬底、被配置在上述衬底的单侧面上,用于覆盖上述通孔的透光树脂膜、在上述透光树脂膜上印刷了图案的导体膜;以及由上述导体膜连接,以上述通孔为基准定位,设置在上述通孔上,能够穿过通孔进行光的接收或发送的光元件。

    因为在衬底的通孔上,具有透光树脂膜,所以,根据上述结构,可以装载比通孔的孔径还小的光元件,使提供廉价的光通信模块成为可能。另外,光元件和插入通孔内的光纤被透光树脂膜隔离,因此,能够防止从光纤插入口一侧进入外部气体和湿气等的影响。其次,因为是以通孔为基准确定光元件的位置后进行装载的,所以,与过去使用罐封装的情况比较,可提供在光纤插入通孔时,位置精度更高的光通信模块。

    另外,本发明的光通信模块,根据需要,也可以用密封材料封装光元件。通过这种构成,可以保证光元件的密闭性,提供可靠性高的光通信模块。其次,在本发明中,由于透光树脂膜介于其间,将光元件设置在通孔上,因此,能够在透光树脂膜上封装光元件。能够以光元件的密封状态,进行光纤的插入或拔出,这样,即使在进行光纤插拔时,也能保护光元件不受外来气体或湿气的影响,进而,使提供可靠性更高的光通信模块成为可能。

    上述光元件和上述透光树脂膜的连接部分的位置,最好在上述通孔之上。因为在通孔上形成透光树脂膜,所以,可以装载比通孔的孔径还小的光元件,能够降低产品的成本。

    在上述衬底和上述透光树脂膜之间,还可以形成导体层,根据这种结构,因为是在上述衬底和透光树脂膜之间形成导体层,所以,在衬底和透光树脂膜之间也可以形成电路图案等,以此扩大了设计的自由度。

    上述衬底也可以是导体。如果衬底是导体,例如,在将布线作为微波传输带传输线时,可以把衬底本身作为接地板使用,这样,可以简化制造步骤。

    上述透光树脂膜优选是电绝缘体或电介质。通过这种构成,能够容易地制造出适合于高频范围传输的微波传输带传输线。

    优选在上述透光树脂膜的两面形成微波传输带传输线。通过这种构成,可使在高频范围的传输损耗降低,使提供适于光元件的高速驱动的光通信模块成为可能。

    在上述透光树脂膜上形成的微波传输带传输线部分的厚度,优选根据该微波传输带传输线与上述光元件的阻抗匹配、以及与上述透光树脂膜的光吸收造成的光损耗的平衡确定。如果采用这种构成,可能降低阻抗的变动,并且,能够提供光损耗少且可靠性高的光通信模块。

    优选上述透光树脂膜是聚(酰)亚氨膜,上述光元件是面发射激光器。根据这种构成,可因为采用聚(酰)亚氨膜,而透光良好,因为采用面发射激光器而能够实现小型化,因此,能够提供光损耗少的小型光通信模块。

    本发明的光通信装置是包括上述光通信模块、光纤、形成外部电路的外部衬底的光通信装置,其特征为:在构成上述光通信模块的上述衬底的通孔中插入上述光纤,相对于上述衬底固定,构成上述光通信模块的上述光元件和控制上述光元件的驱动的外部电路之间为电连接状态。

    根据这种构成,由于采用了上述的光通信模块,因此可以提供低价格高精度的光通信装置。

    本发明的光通信模块的制造方法,是在具有一个或多个通孔的衬底上,以薄膜为介质将光元件设置在上述通孔上的光通信模块的制造方法,其特征在于:在上述薄膜装载光元件一面的反面,由设置在上述通孔内的支持构件支撑着的状态下装载光元件。根据这种构成,在透光树脂膜(薄膜)上设置光元件时,由于能够从内侧支撑透光树脂膜,因此可以防止透光树脂膜的歪斜及破损。另外,因为能够在透光树脂膜上装载光元件,使搭载小型的光元件成为可能。因此,可制造出成品率高,价格低的光通信模块。

    上述支持构件也可以是将辅助剂填充到上述通孔中,令其固化的构件或夹具。用辅助剂作为支持构件时,由于用辅助剂填充形成,无论什么形状的通孔都不会产生间隙,因此可增加设计的自由度。另外,使用夹具时,由于夹具可以重复利用,所以又能够降低制造成本。

    另外,本发明的光通信模块制造方法,包括以下步骤:将辅助剂填充到具有一个或多个通孔的衬底的上述通孔中的步骤;在上述衬底的一面形成透光树脂膜的步骤;在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤;贴装光元件,与上述布线图案连接的步骤,以及从上述衬底除去上述辅助剂的步骤。

    根据这种构成,在透光树脂膜上设置光元件时,由于能够从内侧支撑透光树脂膜,因此可以防止透光树脂膜的歪斜及破损。另外,在透光树脂膜上装载光元件,使搭载小型光元件成为可能。还有,光通信模块的组装步骤几乎都可以在一块衬底上汇总批处理。因此,可制造出成品率高,价格低的光通信模块。

    另外,本发明的光通信模块的制造方法的特征在于包括以下步骤:将夹具插到具有一个或多个通孔的衬底的上述通孔中的步骤;在上述衬底的一面形成透光树脂膜的步骤;在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤;安装光元件,与上述布线图案连接的步骤,以及从上述衬底除去上述夹具的步骤。

    由于采用了可在通孔上重复使用的夹具,所以,能够降低制造成本。

    优选在该制造方法中,包括在上述衬底的单面安装已形成微波传输带传输线的透光薄膜的步骤,以代替在上述衬底的单面形成透光树脂膜的步骤以及在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤;这样,可以实现制造步骤的简略化。

    在将夹具插入到上述通孔的步骤中,最好还包括插入上述夹具后,将上述夹具固定在上述衬底上的步骤;通过将夹具固定在衬底上,可以防止因夹具的不稳而损坏透光树脂膜等。

    在除去上述夹具的步骤之前或之后,还可以包括将上述衬底切成小片的步骤;在切断衬底后除去夹具时,不需要另外设置预防因切割衬底时使用的水和油等造成的通孔污染的步骤,因此,可以简化制造步骤,使制造成本降低。另外,如果在除去夹具的步骤之后切断衬底时,由于可以一次拔下夹具,所以,可能实现制造步骤的简化,还可以重复利用夹具,使制造成本得以降低。

    本发明的光通信模块的制造方法,其特征在于包括以下步骤:将具有一个或多个通孔的多个衬底的上述通孔,嵌入具有多个凸起部分的夹具上的上述凸起部分的多个衬底设置步骤;用树脂填平上述多个衬底间的缝隙,固定各衬底的步骤;在上述衬底的安装夹具的相反一面形成透光树脂膜的步骤;在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤;贴装光元件,与上述布线图案连接的步骤,以及从上述衬底上除去夹具的步骤。

    根据这种构成,因为将具有通孔的衬底,安装到具有多个凸起部分的夹具上的每个凸起部分中,在后续步骤中可以取下小片,因此不需要切断夹具,使其可以重复使用,因此能够降低制造成本。

    优选包括在上述衬底安装着夹具一面的反面,安装形成了微波传输带传输线的透光薄膜的步骤,以代替在上述衬底的安装着夹具一面的反面形成透光树脂膜的步骤以及在透光树脂膜上由导体形成布线图案的步骤;这样,可以简化制造工艺。

    还可以包括在上述衬底和上述透光树脂膜之间,形成导电体层的步骤。因为能够在衬底和透光树脂膜之间形成电路图案,因此,增加了设计的自由度。

    上述衬底最好是导体。如果采用这种构成,可以在由微波传输带传输线形成电路图案时,将衬底本身作为接地板使用,因此可使制造步骤得以简化。

    上述透光树脂膜优选是电绝缘体或电介质。如果采用这种构成,可以容易地制造适合于高频范围传输的微波传输带传输线。

    上述透光树脂膜的厚度,优选根据透光树脂膜的两面形成的微波传输带传输线与上述光元件的阻抗匹配、以及与因上述透光树脂膜的光吸收造成的光损耗的平衡确定。这样,可以减少阻抗的变动,并且,能够提供光损耗少的高可靠性光通信模块。

    【附图说明】

    图1是本实施方式涉及的光通信模块剖面图。

    图2是本发明的光通信装置的一个实例的示意图。

    图3是本发明的光通信装置的一个实例的示意图。

    图4是本发明的光通信装置的一个实例的示意图。

    图5是用于说明第1实施方式涉及的光通信模块的制造方法的示意图。

    图6是用于说明第1实施方式涉及的光通信模块的其它步骤的制造方法的示意图。

    图7是用于说明第1实施方式涉及的光通信模块的其它步骤的制造方法的示意图。

    【具体实施方式】

    以下,围绕本发明的优选实施例,参照附图1-附图7进行说明。

    图1是第1实施方式涉及的光通信模块剖面图。如图1所示,本实施方式涉及的光通信模块,主要由具有通孔2的衬底1、透光树脂膜6和光元件3构成。

    在衬底1上形成可插拔光纤(无图示)的通孔2。通孔2的形状最好是在插入光纤使其固定时,不产生实质性的间隙的形状。另外,在光纤上连接箍圈或套管时,(参照图3或图4),其孔径最好能够固定住箍圈或套管,插入时不产生间隙的形状。作为衬底1,可以使用例如不锈钢、铝、铜等的导体,还可以使用树脂或陶瓷等的非导体材料。在衬底上形成适于高频驱动的微波传输带传输线时,优选衬底1使用导体,这样可将衬底1作为接地电位使用,使微波传输带传输线的形成变的容易。

    在衬底1上,单面形成透光树脂膜6。透光树脂膜6,例如,可由聚酰亚氨、环氧树脂等可透光的树脂形成。从透光良好、具有可翘曲、及容易处理的观点考虑,优选使用聚酰亚氨膜。

    在透光树脂膜6上用铜等金属导体形成布线图7。在该布线图7上,使所谓光元件3,也就是VCSEL等发光元件或PD等光接收元件的发光部分和光接收部分4面向通孔2,例如采用倒装片连接方式连接形成。作为光元件3,使用发光元件时,若使用VCSEL等的表面发射激光器,则可实现元件的小型化,因此,能够提供光损耗少的小型光通信模块。

    光元件3通过透光树脂膜6及布线图案7设置在通孔2上,作为光元件3和布线图案7的连接部分的补片5,定位设置在通孔2上。光元件3由密封材料整体封装。另外,根据需要还可以在光元件3和透光树脂膜6之间填充底层填料(无图示)。

    在本实施方式中,描述了透光树脂膜6上配置布线图案7的例子,但是,在透光树脂膜6和衬底1之间,还可以形成由不锈钢、铝、铜等金属构成的导体层,也可以形成以该导体层为接地电位的微波传输带传输线,另外,当衬底1是导体时,可以将衬底1作为接地电位,形成微波传输带传输线。由于形成了微波传输带传输线,可防止出现高频传输的传输损耗。

    在透光树脂膜上形成了微波传输带传输线时,形成微波传输带传输线部分的膜厚,根据该微波传输带传输线与上述光元件的阻抗匹配、以及与上述透光树脂膜的光吸收造成的光损耗的平衡确定。

    具体而言,当光元件的输入阻抗,例如为50Ω时,微波传输带传输线的特性阻抗最好也和光元件的输入阻抗同样为50Ω,若设传输介质的线幅为B(mm),设线厚度为C(mm)、传输介质和地线之间的间隔为H(mm)、设具有电介质层功能的透光树脂膜105的介电常数为εr,则微波传输带传输线的特性阻抗Z0(Ω)可由下式求得。

    Z0=(87/(εr+1.41)1/2)×In(5.98H/(0.8B+C))

    当采用聚酰亚氨作为透光树脂膜6时,聚酰亚氨的介电常数是3.4,从上式,例如,在H=0.05、B=0.09、C=0.012时,微波传输带传输线的阻抗约为50Ω、可以按照这个尺寸构成微波传输带传输线。

    另外,虽然在本实施方式中,用于插入光纤的通孔2是一个,但也可以是多个。通过设置多个通孔,可提供能对应多信道系统的光通信模块,或者信息收发一体型的光通信模块。

    根据上述构成,由于预先在衬底的一个面上形成覆盖通孔的透光树脂膜,在透光树脂膜形成封装光元件的密封件,所以,能够以光元件的封装状态,插拔光纤,所以,能够获得可靠性高的光通信模块。另外,因为在透光树脂膜上形成光元件,不需要在光纤的插入通孔孔径大时,加大光元件体积,以及由于可以装载小型的光元件,而能够降低光通信模块的成本。还有,因为在透光树脂膜上进行位置调整,设置光元件后,用密封材料固定,所以可提供精度高的光通信模块。

    这样的光通信模块,也可以是与设置在外部衬底上的外部电路连接的光通信装置,关于光通信装置将在以后予以描述。

    图5(a)~(f)是本实施方式涉及的光通信模块的制造方法示意图,以下,参照该图,围绕本实施方式涉及的光通信模块的制造方法加以说明。

    首先,在衬底101上形成1个或多个能够插入光纤,例如圆形的通孔102(同图(a))。从光元件位置调整角度考虑,通孔102的尺寸最好是在插入了光纤或插入连接到光纤上的箍圈时,不产生实质性的空隙的尺寸为佳。作为衬底101例如,优选使用不锈钢、铝、铜等导体材料。要想对应高速驱动,最好在衬底上形成微波传输带传输线,因为,当对衬底101使用了导体时,衬底101可以作为接地电位使用。还有,衬底101也可以使用树脂或陶瓷等非导体构件。在这种情况下,可通过在衬底101的表面形成导体膜,作为接地电位。

    按照上述方法形成通孔102,填充辅助剂(同图(b))。这里,只要是在填充后,能支持后面形成的透光树脂膜105,以使在透光树脂膜105上装载光元件时,避免透光树脂膜105破损的物质即可作为补助剂使用。这种辅助剂,例如可以使用环氧树脂等的热固性树脂。具体而言,将环氧树脂等的热固性树脂填充到通孔102内之后,加热使其固化,形成支撑构件103。另外,此时,同时在衬底101的一个面上用辅助剂形成104膜。还有,在衬底101上设置的104膜,也可以使用与支撑构件103相同的辅助剂形成,还可以使用不同的辅助剂。支持构件103和膜104也可以同时形成,还可以由其它步骤形成。但是,从填充到通孔102的补助剂以后是否容易去除的角度考虑,膜104最好由同一材料整体形成为佳。

    在形成衬底101的膜104之后,在相反一侧形成透光树脂膜105。其次,在透光树脂膜105上,通过阴极真空溅镀或粘贴铜箔等方法形成一面例如铜等的导体膜,再通过光刻和蚀刻步骤,形成布线图案106(同图(c))。

    作为透光树脂膜105的材料,无特殊限定,只要是能透过光的树脂即可。例如,可使用聚酰亚氨、环氧树脂等。使用聚酰亚氨时,例如,可以按照规定的厚度涂敷单基物,使其加热重合并固化而形成。另外,在形成透光树脂膜105之前,根据需要,也可以通过研磨进行衬底101表面的平坦化处理。

    作为布线图案106优选形成微波传输带传输线。衬底101为不锈钢等导体时,可以形成将衬底101作为基准电位(接地电位)的微波传输带传输线。利用微波传输带传输线可实现阻抗匹配,使防止在高频范围的传输损耗成为可能,因此,得以确保在高频的传输线路。

    其次,在形成了布线图案106的衬底101上,安装光元件108(同图(d))。例如,采用倒装片式连接将作为光元件108的垂直谐振腔面发射激光器(VCSEL)安装在衬底101上。

    另外,在同图(d),对光元件108进行焊接补片107的补片处理。

    在上述步骤(c)及(d),形成布线图案,以设在衬底101上的通孔102为基准进行安装光元件108时的定位调整。通过让通孔102作为定位基准,通过光元件108和通孔102进行位置调整,可使被固定的光纤的光轴调整也能够容易进行。

    另外,作为光元件108,使用VCSEL等的发光元件时,可以根据需要同时搭载用于驱动发光元件的驱动电路(例:激光驱动器)。在本实施方式中,如上所述,因为用辅助填充剂填充通孔102,透光树脂膜105被固定,因此能够防止在安装光元件108时发生树脂膜变形或破损,以透光树脂膜105为介质,可将光元件确实安装在通孔102上。

    进一步,在按照上述方法安装的光元件108和透光树脂膜105之间,浸透透明的底层填料剂(无图示),使其固化后,用环氧树脂等密封材料109将其整体封装。另外,虽然对底层填料剂无特殊限定,但从可以防止在透光树脂膜105的界面的反射的角度考虑,优选使用与透光树脂膜105的曲折率几乎相等的材料。因此,例如,用聚酰亚氨作为透光树脂膜105时,可以使用接近于聚酰亚氨曲折率的透光环氧树脂作为底层填料剂。

    用切丁机等将封装了这种光元件108的衬底101纵横切成小片(同图(e))。

    从切成小片的衬底101上除去支撑构件103和膜104为一体的构件110(同图(f))。

    另外,在本实施方式中,从防止在切割时产生的垃圾、油等造成的污染的观点考虑,在衬底101切断后取掉构件110。但也可以在采取其它防污染措施的情况下,在衬底101切断前取掉支持构件103及和膜104为一体的构件110。如果在除去夹具的步骤之后切断衬底时。可以一次拔出夹具,因此,能够简化制造步骤、及夹具的重复利用,使降低成本成为可能。

    其次,在上述(c)步骤中,是通过涂敷透光树脂形成透光树脂膜105,但是,也可以取代涂敷而粘贴例如聚酰亚氨薄膜等作为透光树脂膜。还有,最好使用预先两面形成微波传输带传输线的聚酰亚氨薄膜等的柔性衬底(FPC:Flexible printed circuits柔性印刷电路),则可进一步简化工艺。

    另外,在上述例子中,虽然发光元件使用了VCSEL,但也可以使用边发射激光器等。还可以贴装发光二极管等光接收元件,以代替发光元件,这样做可获得信息接收模块。

    另外,在上述(e)步骤中,切成的小片是一个衬底上有一个通孔102状态,但是,也可以切割成一个衬底上有多个通孔102的小片。通过具有多个通孔102,可提供能够对应多信道系统的光通信模块,或提供收发一体型的光通信模块。

    根据上述结构,因为在通孔102中填充辅助剂来固定透光树脂膜105,所以,可以在通孔102上装载比通孔102的孔径还小的光元件,使提供廉价的光通信模块成为可能。另外,在设置光元件时,由于能够从内侧支撑透光树脂膜105,因此即使使用了透光树脂膜105,也可以防止透光树脂膜105的歪斜及破损,这样,可以使光元件108和光纤之间的距离减少。另外,因为可以减少透光树脂膜105造成的光吸收损耗,使提供成品率高的光通信模块成为可能,其次,由于可一次形成大量的光通信模块,使降低制造成本成为可能。

    在图6(a)~(g)中示出了本实施方式涉及的光通信模块的其它步骤的制造方法示意图。在图5所示的制造方法中,衬底101所设置的通孔102中填充辅助剂,形成支持构件103,作为装载光元件108时的透光树脂膜105的支撑物。此外,在图6所描述的制造方法中,代替向通孔102填充辅助剂,而是插入夹具121来支撑装载光元件108时的透光树脂膜105。

    图6记载的制造方法,除了代替图5(b)的步骤,施行图6(b)~同(c)步骤以外,还可以按照与图5相同的制造步骤进行制造。

    在图6(b)步骤中,将比通孔102的高度还长的夹具121插入衬底101上设置的通孔102内,将冶具121的一端设置在与衬底101的一个面同一平面的位置上。夹具121最好以没有实质性间隙的状态嵌入通孔102中。夹具121顶端为平坦状时,可在形成透光树脂膜105之际形成表面平滑的膜。若透光树脂膜105是平滑的,则在光纤和光元件108之间进行光的接收发射交换时,可以抑制膜的表面上光散乱、防止光的传输损耗。

    夹具121的素材虽然没有特别限定,但由于是将光元件108设置在透光树脂膜105上之后需要撤掉的东西,所以考虑可容易从衬底101拔掉,而且,容易从透光树脂膜105剥离的问题,最好例如是金属制品。

    在图6(c)的步骤中,用树脂122固定从通孔102突出的夹具121的顶端。而且,最好树脂形成的高度与夹具121的突出的顶端相同或比其高,因为,如果夹具121的顶端为高出衬底101的状态,那么,当在衬底101上加负荷时,透光树脂膜有被夹具120穿透的危险。

    另外,关于图6的(d)~(g)步骤,也可以采用和图5(c)~(f)相同的步骤进行。还有,当然还希望和图5描述的制造方法一样,如果使用预先两面形成微波传输带传输线的聚酰亚氨薄膜等的柔性衬底(FPC:Flexible printed circuits柔性印刷电路),则可进一步简化制造工艺。

    根据以上构成,除了可获得和图5所记载的制造方法同样的效果外,还因为采用夹具121作为透光树脂膜的支撑构件,可以反复利用,进而实现低成本化。

    图7(a)~(g)示出了本实施方式涉及的光通信模块的其它步骤的制造方法。

    如该图(a)中记载的那样,准备了夹具140,其具有在衬底上形成规则地纵横排列的圆筒状凸起部分140a的构造。在冶具140的各凸起部分140a上分别嵌入带有通孔的衬底141(同图(b))

    例如用环氧树脂等热固化树脂142填埋夹具140上的各衬底141的间隙,使其加热硬化,并在每个衬底固定之后,进行表面研磨。

    其后,和图5的(c)~(d)步骤一样,安装光元件108后,用密封材料109进行封装(图7(d)~(e))。

    在填埋了衬底141的间隙后的树脂142的顶部,切断透光树脂143(同图(f)),将完成后的光通信模块从夹具140上拆下来。(同图(g))。

    通过上述制造方法,除了可获得和图5所记载是制造方法同样的效果外,还因为不用切断夹具140,而可以反复利用,并能够以简单的步骤大量制造光通信模块,而使降低制造成本成为可能。

    图2~图4示出了在光通信模块上插着光纤,与外部电路连接时的光通信装置的种种状态。另外,在图2~图4中,赋予图1同样的附图标记,省略相应的说明。

    图2示出了一个光通信装置的例子。是本实施方式涉及的光通信模块上插入光纤9,在外部衬底10上设置的外部电路和光通信模块形成的布线图由接线端子11连接的光通信装置的一例。

    连接端子11与光通信模块的布线图案形成电连接(电耦合),与外部衬底用软钎焊连接。

    光纤9插进设置在衬底1上的通孔2内,并接触到透光树脂膜6(对接),与光元件3进行光耦合。当光元件为发光元件时,发光元件的发光部分4的出射光透过透光树脂膜6,入射到光纤9内,被传输。

    光纤9的顶端也可如该图所示,呈透镜状。

    图3示出了在衬底1上形成的通孔2的大小与箍圈直径匹配,在通孔2上插入装有箍圈12的光纤9的示例。

    图4示出了在形成于第1衬底的通孔2上,光纤9通过带透镜的套管13连接的例子。带透镜的套管13,在形成插入光纤9的凹部的相反的一面形成透镜14。

    这样,由于在透光树脂膜上形成光元件3,因此,即使在衬底1上插入诸如光纤9、带有箍圈12的光纤9、以及带透镜的套管13之类的直径较大的构件的情况下,也可以使光元件3小型化,以实现光通信装置的低成本化。

    尽管本发明已经参照附图和优选实施例进行了说明,但是,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。本发明的各种更改、变化,和等同替换均由所附的权利要求书的内容涵盖。

    附图标记说明

    1  衬底

    2  通孔

    3  光元件

    4  发光部分或光接收部分

    5  补片

    6  透光树脂膜

    7  布线图案

    8  密封材料

    9  光纤

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本发明提供一种产品可靠性高,小型低价的光通信模块。该光通信模块包括:其上具有可插拔光纤的通孔(2)的衬底(1)、被配置在所述衬底(1)的单侧面上,用于覆盖所述通孔(2)的透光树脂膜(6)、在透光树脂膜上印制了图案的导体膜(7)、以及连接到所述导体膜(7)上,以通孔(2)为基准定位,设置在所述通孔(2)上,能够穿过通孔(2)进行光的接收或发送,并根据需要可用密封材料进行封装的光元件(3)。 。

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