光传输模块以及光传输模块的制造方法

光传输模块以及光传输模块的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于使光缆和光电转换元件光学耦合的光传输模块以及光传输模块的制造方法。
【背景技术】
[0002]作为以往的用于使光缆和光电转换元件光学耦合的光传输模块的制造方法，例如已知有一种使用了专利文献I所记载的光模块用试验机的制造方法。在这种制造方法(以下，称为以往的制造方法)中，使两个光模块部件向左右、上下以及前后方向移动，进且通过使它们旋转来使这两个光模块部件光学耦合。由此，在以往的制造方法中，由于不仅使两个光模块部件三维移动，并且还伴随着旋转这一动作，所以其作业工序繁琐。
[0003]专利文献1:日本特开2001 - 108863号公报

【发明内容】

[0004]鉴于此，本发明的目的在于，提供能够容易地进行光缆和光电转换元件的光学耦合的光传输模块以及光传输模块的制造方法。
[0005]本发明的第一方式的光传输模块的制造方法是与光缆连接并且包括安装基板、设置在该安装基板上的光电转换元件、以及使该光电转换元件与该光缆光学耦合的插座，并在该插座的与该光电转换元件对置的面设置有透镜光传输模块的制造方法，上述光传输模块的制造方法的特征在于，具备:
[0006]预置工序，按照上述透镜与上述光电转换元件对置的方式将上述插座预置到上述安装基板上；
[0007]计测工序，在上述预置工序之后，计测从上述光电转换元件向上述插座的出射面射出的光点位置；以及
[0008]载置工序，基于上述光缆的光轴与上述插座的上述出射面在设计上的交点位置的信息、以及上述光点位置的信息，将上述插座载置到上述安装基板上。
[0009]本发明的第二方式的光传输模块是与光缆连接的光传输模块，上述光传输模块的特征在于，具备:
[0010]安装基板；
[0011]设置在上述安装基板上的光电转换元件；以及
[0012]将上述光电转换元件与上述光缆光学耦合的插座，
[0013]在上述插座的与上述光电转换元件对置的面设置有透镜，
[0014]当从与上述光电转换元件的光轴平行的方向俯视时，该光轴从上述透镜的中心点离开规定的距离。
[0015]在本发明的第一方式的光传输模块的制造方法(本发明涉及的制造方法)中，首先，按照设置在插座的透镜与光电转换元件对置的方式，将该插座预置到安装基板上。然后，基于射出至插座的出射面的光点位置的信息、以及光缆的光轴与插座的出射面在设计上的交点位置的信息，来移动插座进行载置。在该移动时，来自光电转换元件的光通过透镜。由此，由于来自光电转换元件的光被透镜折射，所以其光轴的方向发生变化。在本发明涉及的制造方法中，通过利用该光轴的方向的变化，能够不使插座旋转地将光电转换元件与光缆光学親合。
[0016]根据本发明，能够容易地进行光缆和光电转换元件的光学耦合。
【附图说明】
[0017]图1是一个实施方式涉及的光传输模块的外观立体图。
[0018]图2是光传输模块的分解立体图。
[0019]图3是从光传输模块除去了金属盖以及插座(receptacle)后的外观立体图。
[0020]图4是从光传输模块除去了金属盖后的状态的外观立体图。
[0021]图5是光传输模块中包含的插座的外观立体图。
[0022]图6是从z轴方向的负方向侧俯视观察光传输模块中包含的插座的图。
[0023]图7是对图5所记载的插座的C 一 C或者D — D处的剖面追加了安装基板以及插头后的图。
[0024]图8是光传输模块中包含的金属盖的外观立体图。
[0025]图9是光缆连接器件的外观立体图。
[0026]图10是从z轴方向的负方向侧俯视观察光缆连接器件中包含的插头的图。
[0027]图11是制造中途的光传输模块的外观立体图。
[0028]图12是光传输模块的制造工序的图。
[0029]图13是制造中途的光传输模块的剖视图。
[0030]图14是制造中途的光传输模块的剖视图。
[0031]图15是制造中途的光传输模块的剖视图。
[0032]图16是制造中途的光传输模块的剖视图。
[0033]图17是制造中途的光传输模块的剖视图。
[0034]附图标记说明:J1...光点；J2...交点；S2...出射面；R1、R2...全反射面(反射面)；10…光传输模块；22…安装基板；40…插头；50…受光元件阵列(光电转换元件)；60…光缆；100…发光元件阵列(光电转换元件)；200…插座；230、250…凸透镜(透镜)。
【具体实施方式】
[0035](光传输模块的结构参照图1?图3)
[0036]以下，参照附图对一个实施方式涉及的光传输模块的结构进行说明。其中，将光传输模块10的上下方向定义为Z轴方向，将从Z轴方向俯视时沿光传输模块10的长边的方向定义为X轴方向。并且，将沿光传输模块10的短边的方向定义为y轴方向。X轴、y轴以及z轴相互正交。
[0037]如图1所示，光传输模块10上连接有光缆连接器件70。另外，光传输模块10如图2所示，具备金属盖30、受光元件阵列(光电转换元件)50、发光元件阵列(光电转换元件)100、插座200、安装基板22、密封树脂24以及驱动电路26。
[0038]安装基板22是以BT (Bismaleimide — Triazine)树脂等为材料的板状的构件，如图3所示，在从z轴方向俯视时，呈矩形状。另外，在安装基板22的z轴方向的负方向侧的面(以下，将z轴方向的负方向侧的面称为下表面)设置有在将光传输模块10安装于电路基板时与电路基板的连接盘(land)接触的表面安装用电极。
[0039]在安装基板22的z轴方向的正方向侧的面(以下，将z轴方向的正方向侧的面称为上表面)中，在X轴方向的负方向侧的外缘LI与y轴方向的负方向侧的外缘L2所成的角的附近，设置有露出了在安装基板22内设置的接地导体的一部分的接地导体露出部E2。在从z轴方向的正方向侧俯视时，接地导体露出部E2呈现以X轴方向为长边的长方形。
[0040]并且，在安装基板22的上表面中，在外缘LI与y轴方向的正方向侧的外缘L3所成的角的附近，设置有露出了在安装基板22内设置的接地导体的一部分的接地导体露出部E3。在从z轴方向的正方向侧俯视时，接地导体露出部E3呈现以X轴方向为长边的长方形。
[0041]受光元件阵列50以及发光元件阵列100被设置在安装基板22的上表面中的x轴方向的正方向侧的部分。受光元件阵列50是包含将光信号转换为电信号的多个光电二极管的元件。发光元件阵列100是包含将电信号转换为光信号的多个二极管的阵列。
[0042]驱动电路26被设置在安装基板22的上表面中比受光元件阵列50以及发光元件阵列100更靠X轴方向的正方向侧的部分。驱动电路26是用于驱动受光元件阵列50以及发光元件阵列100的半导体电路元件。
[0043]另外，当从z轴方向俯视时，驱动电路26呈现具有与y轴方向平行的长边的矩形状。驱动电路26和受光元件阵列50经由引线(Wire)U通过引线结合而连接。并且，驱动电路26与发光元件阵列100也经由引线U通过引线结合而连接。由此，来自驱动电路26的电信号经由引线U被传输至发光元件阵列100，来自受光元件阵列50的电信号经由引线U被传输至驱动电路26。
[0044]密封树脂24具备密封部24a以及脚部24b?24e，由环氧树脂等透明的树脂构成。密封部24a呈大致长方体状，在安装基板22的上表面被设置成覆盖受光元件阵列50、发光元件阵列100以及驱动电路26。
[0045]密封树脂24的脚部24b、24c被隔开间隔设置成从x轴方向的负方向侧向正方向侧按照脚部24b、24c的顺序排列，是从密封部24a的y轴方向的负方向侧的面朝向安装基板22的外缘L2突出的长方体状的构件。另外，在脚部24b和脚部24c之间设置有被嵌入后述的金属盖30的凸部C3的空间Hl。
[0046]密封树脂24的脚部24d、24e被隔开间隔设置成从x轴方向的负方向侧向正方向侧按照脚部24d、24e的顺序排列，是从密封部24a的y轴方向的正方向侧的面朝向安装基板22的外缘L3突出的长方体状 的构件。另外，在脚部24d和脚部24e之间设置有被嵌入后述的金属盖30的凸部C6的空间H2。
[0047](插座的结构参照图4?图7)
[0048]接下来，参照附图对插座200进行说明。
[0049]插座200如图4所示，横跨安装基板22以及密封树脂24被设置成覆盖安装基板22的上表面以及密封树脂24的大致整体。另外，插座200具备发光元件用插座220和受光元件用插座240。发光元件用插座220以及受光元件用插座240被设置成从y轴方向的负方向侧朝向正方向侧按照发光元件用插座220、受光元件用插座240的顺序排列。其中，发光元件用插座220以及受光元件用插座240例如由环氧类的树脂等透光性的树脂构成。
[0050]当从z轴方向俯视时，发光元件用插座220呈矩形状。并且，发光元件用插座220如图5所示具备插头载置部222和光耦合部224。
[0051]插头载置部222是载置被设置在光缆60的端部的发送侧插头42 (参照图9)的部分，构成了发光元件用插座220中的X轴的负方向侧的部分。另外，插头载置部222如图6所示，当从z轴方向俯视时呈矩形状。并且，插头载置部222如图7所示，位于安装基板22的上表面。
[0052]另外，在插头载置部222的上表面中的y轴方向的大致中央，如图5所示，设置有沿着将插头42向光耦合部224压入时的插入方向、即本实施例中的X轴方向的槽Gl。在此，将插头载置部222中的比槽Gl靠y轴方向的负方向侧的部分称为平坦部Fl，将比槽Gl靠y轴方向的正方向侧的部分称为平坦部F2。而且，在平坦部Fl的X轴方向的正方向侧的区域设置有长方体状的抵接部228，该抵接部228用于在插头42被向光耦合部224压入时与该插头42抵接而进行定位。
[0053]光耦合部224如图5所示，构成发光元件用插座220中的x轴方向的正方向侧的部分，呈长方体状。另外，光耦合部224如图7所示，被载置在密封树脂24上。并且，在光耦合部224设置有凹部Dl以及凸透镜230。
[0054]凹部Dl如图5所示，被设置在光耦合部224的y轴方向的正方向侧的外缘L4附近。另外，当从z轴方向俯视时，凹部Dl与发光元件阵列100的光轴重合。并且，当从X轴方向俯视时，凹部Dl与连接于插头42光缆60的光轴重合。另外，当从z轴方向俯视时，凹部Dl呈矩形状，当从y轴方向俯视时，如图7所示，凹部Dl呈V字型。
[0055]凹部Dl的X轴方向的负方向侧的内周面是全反射面Rl。全反射面Rl与y轴平行，当从I轴方向的负方向侧俯视时，相对于Z轴向逆时针方向大致倾斜45°。另外，发光元件用插座220的折射率与空气相比足够大。因此，沿发光元件阵列100的光轴从使用了VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER:垂直空腔表面发射激光器)等的发光元件阵列100向z轴方向的正方向侧射出或者入射了的激光束BI入射至光耦合部224，被全反射面Rl全反射，从光耦合部224的位于X轴方向的负方向侧的出射面S2射出，并经由插头40向光缆60行进。S卩，插座220通过反射来使发光元件阵列100与光缆60的光轴匹配，使光缆60与发光元件阵列100光学親合。
[0056]凸透镜230如图6以及图7所示，被设置在光耦合部224的下表面。另外，当从z轴方向俯视时，凸透镜230与发光元件阵列100重合。由此，凸透镜230与发光元件阵列100对置并位于激光束BI的光路上。另外，当从与z轴正交的方向俯视时，凸透镜230呈现朝向z轴方向的负方向侧突出的半圆状。因此，从发光元件阵列100射出的激光束BI通过凸透镜230被聚光或者校准而朝向全反射面Rl。其中，当从z轴方向(与光轴平行的方向)俯视时，透镜230的中心点(以下称为透镜中心)T230和发光元件阵列100的光轴α 100分离规定的距离。另外，光轴α 100是从发光元件阵列100发出并到达凸透镜230为止的光轴。
[0057]当从ζ轴方向俯视时，受光元件用插座240呈矩形状。并且，受光元件用插座240如图5所示具有插头载置部242和光耦合部244。
[0058]插头载置部242是载置被设置在光缆60的端部的接收侧插头46 (参照图9)的部分，构成了受光元件用插座240中的X轴的负方向侧的部分。另外，插头载置部242如图6所示，当从ζ轴方向俯视时，呈矩形状。并且，插头载置部242如图7所示，位于安装基板22的上表面。
[0059]另外，在插头载置部242的上表面中的y轴方向的大致中央，如图5所示，设置有沿着将插头46向光耦合部244压入时的插入方向、即本实施例中的X轴方向的槽G2。在此，将插头载置部242中的比槽G2靠y轴方向的负方向侧的部分称为平坦部F3，将比槽G2靠I轴方向的正方向侧的部分称为平坦部F4。而且，在平坦部F4的X轴方向的正方向侧的区域设置有长方体状的抵接部248，该抵接部248用于在接收侧插头46被向光耦合部244压入时与该接收侧插头46抵接而进行定位。
[0060]光耦合部244如图5所示，构成受光元件用插座240中的x轴方向的正方向侧的部分，呈长方体状。另外，光耦合部244如图7所示，被载置在密封树脂24上。并且，在光耦合部244设置有凹部D2以及凸透镜250。
[0061]凹部D2被设置在光耦合部244的y轴方向的负方向侧的外缘L5附近。另外，当从ζ轴方向俯视时，凹部D2与受光元件阵列50重合。并且，当从X轴方向俯视时，凹部D2与连接于插头46的光缆60的光轴重合。另外，当从ζ轴方向俯视时，凹部D2呈矩形状，当从I轴方向俯视时，如图7所示，凹部D2呈V字型。
[0062]凹部D2的X轴方向的负方向侧的内周面是全反射面R2。全反射面R2与y轴平行，当从I轴方向的负方向侧俯视时，相对于ζ轴向逆时针方向大致倾斜45°。另外，受光元件用插座240的折射率与空气相比足够大。因此，沿光缆60的光轴从光缆60向X轴方向的正方向侧射出的激光束B2从光耦合部244的位于X轴方向的负方向侧的入射面S5入射至光耦合部244，被全反射面R2全反射，并经由密封树脂24向受光元件阵列50行进。艮P，受光元件用插座240通过反射来使受光元件阵列50与光缆60的光轴匹配，使光缆60与受光元件阵列50光学耦合。其中，如图7所示，具有光缆的光轴和插座的交点的面比上述光缆的剖面大。
[0063]凸透镜250如图6以及图7所示，被设置在光耦合部244的下表面。另外，当从ζ轴方向俯视时，凸透镜250与受光元件阵列50重合。由此，凸透镜250与受光元件阵列50对置并位于激光束Β2的光路上。另外，当从与ζ轴正交的方向俯视时，凸透镜250呈现朝向ζ轴的负方向侧突出的半圆状。因此，从光缆60射出的激光束Β2在被全反射面R2反射后，通过凸透镜250被聚光或者校准而朝向受光元件阵列50。其中，当从ζ轴方向(与光轴平行的方向)俯视时，透镜250的中心点(透镜中心)Τ250和受光元件阵列50的光轴α 50分开规定的距离。另外，光轴α 50是从凸透镜250的表面至受光元件阵列50为止的光轴。
[0064](金属盖的结构参照图1以及图8)
[0065]接下来，参照附图对金属盖30进行说明。
[0066]将一张金属板(例如SUS301)折弯成3字型而制成金属盖30。另外，金属盖30如图1所示，从ζ轴方向的正方向侧以及y轴方向的正负两个方向侧覆盖插座200。而且，在插座200的X轴方向的负方向侧形成有被插入光缆连接器件70的开口部A3。
[0067]金属盖30如图8所示，包括顶板部32以及侧板部34、36。顶板部32与相对于ζ轴正交的面平行，并呈矩形状。通过将构成金属盖30的金属板从顶板部32的y轴方向的负方向侧的长边L6向ζ轴方向的负方向侧折弯而形成侧板部34。通过将构成金属盖30的金属板从顶板部32的Y轴方向的正方向侧的长边L7向ζ轴方向的负方向侧折弯而形成侧板部36。
[0068]在顶板部32的X轴方向的负方向侧的部分，设置有用于将插头40固定于插座200的卡合部32a、32b。卡合部32a、32b被设置成从y轴方向的负方向侧朝向正方向侧按照卡合部32a、32b的顺序排列。
[0069]通过在顶板部32切出3字型的切口而形成卡合部32a、32b。具体而言，通过在顶板部32切出向X轴方向的正方向侧开口的3字型的切口并将被3字型的切口围起的部分弯曲成向ζ 轴方向的负方向侧凹陷来形成卡合部32a、32b。由此，当从y轴方向俯视时，卡合部32a、32b呈现向ζ轴方向的负方向侧突出的V字型的形状。
[0070]另外，在顶板部32的X轴方向的负方向侧的短边L8，设置有用于将插头40固定于插座200的卡合部32c、32d。卡合部32c、32d是从顶板部32向x轴方向的负方向侧突出的金属片。卡合部32c、32d在卡合部32c、32d中的x轴方向的大致中央的位置，被弯曲成向ζ轴方向的负方向侧凹陷。由此，当从y轴方向俯视时，卡合部32c、32d呈现向ζ轴方向的负方向侧突出的V字型的形状。
[0071]在侧板部34的ζ轴方向的负方向侧的长边L9，朝向ζ轴方向的负方向侧突出的凸部Cl?C3被设置成从X轴方向的负方向侧向正方向侧按照凸部Cl?C3的顺序排列。凸部Cl?C3分别通过粘合剂与安装基板22固定。其中，凸部Cl与安装基板22的接地导体露出部Ε2连接。另外，凸部C3被嵌入到设于密封树脂24的脚部24b与脚部24c之间的空间Hl。由此，金属盖30相对于安装基板22被定位。
[0072]在侧板部36的ζ轴方向的负方向侧的长边L10，朝向ζ轴方向的负方向侧突出的凸部C4?C6被设置成从X轴方向的负方向侧向正方向侧按照凸部C4?C6的顺序排列。凸部C4?C6分别通过粘合剂与安装基板22固定。其中，凸部C4与安装基板22的接地导体露出部Ε3连接。另外，凸部C6被嵌入到设于密封树脂24的脚部24d与脚部24e之间的空间H2。由此，金属盖30相对于安装基板22被定位。
[0073](光缆连接器件的结构参照图9以及图10)
[0074]以下，参照附图对一个实施方式涉及的光缆连接器件70进行说明。光缆连接器件70具备光缆60和插头40。
[0075]光缆60由芯线以及覆盖该芯线的覆盖件构成，该芯线还由通过氟类树脂等树脂形成的芯以及包层构成。并且，上述覆盖件由聚乙烯等树脂构成。
[0076]如图9所示，光缆60的端部被插入到插头40。另外，插头40包括发送侧插头42以及接收侧插头46，双方都由环氧类、尼龙类的树脂等构成。
[0077]发送侧插头42用于将光缆60固定于发光元件用插座220。另外，发送侧插头42具备光缆插入部42a以及突起部42b。
[0078]光缆插入部42a构成发送侧插头42的y轴方向的正方向侧的部分，呈沿x轴方向延伸的长方体状。在光缆插入部42a的X轴方向的负方向侧的部分设置有开口部Al。开口部Al是用于将光缆60插入到发送侧插头42的插入口并且被注入用于固定光缆60的树脂。
[0079]通过将位于光缆插入部42a的上表面的面S7以及x轴方向的负方向侧的端面S8切除来形成开口部Al。另外，在开口部Al的X轴方向的正方向侧的内周面设置有用于将被插入的光缆60的芯线引导至发送侧插头42的前端的孔H7。其中，孔H7与光缆60的根数对应，在本实施方式中为两个。
[0080]并且，在光缆插入部42a中的X轴方向的正方向侧的部分，设置有用于注入匹配剂的凹部D3。匹配剂是使光缆60与发送侧插头42之间的折射率匹配，来减轻光的折射作用的透明树脂。另外，凹部D3从光缆插入部42a的上表面向下表面凹陷。
[0081]在凹部D3的X轴方向的负方向侧的内周面设置有孔H7。孔H7与开口部Al的x轴方向的正方向侧的内周面连接。因此，光缆60的芯线通过孔H7从开口部Al到达凹部D3。到达了凹部D3的光缆60的芯线的端面位于凹部D3的X轴方向的正方向侧的内周面S9的最接近处。而且，通过向开口部Al以及凹部D3注入由透明树脂构成的匹配剂、例如环氧类的树脂，使得光缆60被固定于发送侧插头42。其中，光缆60的芯线的端面与内周面S9不相接。这是因为设有对因温度变动等而产生的光缆60的伸缩进行吸收的间隙。
[0082]在光缆插入部42a的x轴方向的正方向侧的端面S10，如图10所示那样设置有凸透镜44。当从与X轴方向正交的方向俯视时，凸透镜44呈现向X轴方向的正方向侧突出的半圆状。由此，从发光元件阵列100射出且被全反射面Rl反射的激光束BI被凸透镜44聚光或者校准。
[0083]另外，当从X轴方向俯视时，凸透镜44与光缆60的光轴重合。因此，被凸透镜44聚光或者校准后的激光束BI通过光缆插入部42a的树脂。而且，激光束BI被传输至光缆60的芯线的芯。
[0084]在光缆插入部42a的面S7，如图9所示那样设置有与金属盖30的卡合部32a卡合的突起NI。突起NI在X轴方向被设置在开口部Al与凹部D3之间，并沿y轴方向延伸。另外，当从y轴方向俯视时，突起NI呈现向ζ轴方向的正方向侧突出的三角形状。
[0085]在光缆插入部42a的下表面，如图9以及图10所示那样设置有凸部C7。凸部C7与发光元件用插座220的插头载置部222的槽Gl对应。从端面S8向端面SlO与x轴平行设置凸部C7。
[0086]突起部42b如图9以及图10所示，从光缆插入部42a的x轴方向的负方向侧的端部附近向y轴方向的负方向侧突出。由此，发送侧插头42呈现L字型。其中，在进行发送侧插头42的插拔作业时，突起部42b作为把持部发挥功能。另外，当从ζ轴方向俯视时，在突起部42b的大致中央设置有近似矩形状的减重孔。
[0087]其中，通过沿槽Gl向X轴方向的正方向侧压入凸部C7，来进行发送侧插头42与发光元件用插座220之间的连接作业。此时，突起部42b的X轴方向的正方向侧的端面Sll与图5中所示的发光元件用插座220的抵接部228的端面S3抵接。
[0088]另外，在将发送侧插头42与发光元件用插座220连接时，通过金属盖30的卡合部32a与突起NI卡合并且卡合部32c与发送侧插头42的面S7和端面S8所成的角卡合，使得发送侧插头42被固定于发光元件用插座220。
[0089]接收侧插头46用于将光缆60固定于受光元件用插座240。另外，接收侧插头46如图9所示，具备光缆插入部46a以及突起部46b。
[0090]光缆插入部46a构成接收侧插头46的y轴方向的负方向侧的部分，呈现沿x轴方向延伸的长方体状。在光缆插入部46a的X轴方向的负方向侧的部分设置有开口部A2。开口部A2是用于将光缆60插入到接收侧插头46的插入口并且被注入用于固定光缆60的树脂。
[0091]通过将位于光缆插入部46a的上表面的面S12以及x轴方向的负方向侧的端面S13切除来形成开口部A2。另外，在开口部A2的X轴方向的正方向侧的内周面设置有用于将被插入的光缆60的芯线引导至接收侧插头46的前端的孔H8。其中，孔H8与光缆60的根数对应，在本实施方式中为两个。
[0092]并且，在光缆插入部46a中的X轴方向的正方向侧的部分，设置有用于注入匹配剂的凹部D4。另外，凹部D4从光缆插入部46a的上表面向下表面凹陷。
[0093]在凹部D4的X轴方向的负方向侧的内周面设置有孔H8。孔H8与开口部A2的x轴方向的正方向侧的内周面连接。因此，光缆60的芯线通过孔HS从开口部A2到达凹部D4。到达了凹部D4的光缆60的芯线的端面位于凹部D4的x轴方向的正方向侧的内周面S14的最接近处。而且，通过向开口部A2以及凹部D4注入由透明树脂构成的匹配剂、例如环氧类的树脂，使得光缆60被固定于接收侧插头46。其中，光缆60的芯线的端面与内周面S14不相接。
[0094]在光缆插入部46a的X轴方向的正方向侧的端面S15，如图10所示那样，设置有凸透镜48。当从与X轴正交的方向俯视时，凸透镜48呈现向X轴方向的正方向侧突出的半圆状。
[0095]另外，当从X轴方向俯视时，凸透镜48与光缆60的光轴重合。因此，从光缆60射出的激光束B2被凸透镜48聚光或者校准，向全反射面R2行进。而且，激光束B2被全反射面R2反射而向受光元件阵列50传输。
[0096]在光缆插入部46a的面S12，如图9所示那样设置有与金属盖30的卡合部32b卡合的突起N2。突起N2在X轴方向设置在开口部A2与凹部D4之间，并沿y轴方向延伸。另夕卜，当从y轴方向俯视时，突起N2呈现向ζ轴方向的正方向侧突出的三角形状。
[0097]在光缆插入部46a的下表面，如图9以及图10所示那样设置有凸部C8。凸部C8与受光元件用插座240的插头载置部242的槽G2对应。从端面S13向端面S15与x轴平行设置凸部CS。
[0098]突起部46b从光缆插入部46a的x轴方向的负方向侧的端部向y轴方向的正方向侧突出。由此，接收侧插头46呈L字型。其中，在进行接收侧插头46的插拔作业时，突起部46b作为把持部发挥功能。另外，当从ζ轴方向俯视时，在突起部46b的大致中央设置有近似矩形状的减重孔。
[0099]其中，通过沿槽G2向X轴方向的正方向侧压入凸部C8，来进行接收侧插头46与受光元件用插座240之间的连接作业。此时，突起部46b的X轴方向的正方向侧的端面S16与图5中所示的受光元件用插座240的抵接部248的端面S6抵接。
[0100]另外，在将接收侧插头46与受光元件用插座240连接时，通过金属盖30的卡合部32b与突起N2卡合并且卡合部32d与接收侧插头46的面S12和端面S13所成的角卡合，使得接收侧插头46被固定于受光元件用插座240。
[0101]在如上那样构成的光传输模块10中，如图7所示，从发光元件阵列100向ζ轴方向的正方向侧射出的激光束BI通过密封树脂24以及发光元件用插座220。并且，激光束BI被全反射面Rl向X轴方向的负方向侧反射，通过插头40而被传输至光缆60的芯。
[0102]另外，在光传输模块10中，从光缆60向X轴方向的正方向侧射出的激光束B2通过受光元件用插座240。并且，激光束B2被全反射面R2向ζ轴方向的负方向侧反射而通过密封树脂24被传输至受光元件阵列50。
[0103](制造方法参照图11?图16)
[0104]参照附图，对光传输模块10的制造方法进行说明。
[0105]首先，在作为多个安装基板22的集合体的母基板的上表面涂敷焊锡。更具体而言，在载置有金属掩模的母基板上，使用刮刀按压焊锡膏。然后，通过从母基板除去金属掩模，来将焊锡印刷在母基板。
[0106]接下来，将电容器载置到母基板的焊锡上。然后，对母基板加热，来焊接电容器。
[0107]在焊接了电容器之后，向母基板上的规定位置涂覆Ag膏。在所涂敷的Ag上载置驱动电路26、受光元件阵列50以及发光元件阵列100，来进行芯片焊接(die bond)。并且，使用Au线，通过引线结合将驱动电路26与受光元件阵列50连接，进而，通过引线结合将驱动电路26与发光元件阵列100连接。
[0108]然后，针对电容器、驱动电路26、受光元件阵列50以及发光元件阵列100进行树脂塑模。并且，通过使用切割机对母基板进行切割，来得到多个安装基板22。
[0109]接下来，如图11所示，对安装基板22的上表面中的沿外缘L2、L3的部分α 1、α 2、以及密封部24a的上表面中的X轴方向的正方向侧的两个区域α 3、α 4涂覆UV固化型(光固化性)的粘合剂。
[0110]在涂覆了粘合剂之后，将发光元件用插座220预置到安装基板22以及密封树脂24上。在发光元件用插座220的预置工序中，首先，如图12所示，利用位置识别用相机Vl来确认发光元件阵列100的发光部的中心TlOO的位置。
[0111]接下来，搭载机V2吸附发光元件用插座220将其举起。然后，在搭载机V2吸附了发光元件用插座220的状态下，利用位置识别用相机V3来确认发光元件用插座220的凸透镜230的透镜中心Τ230的位置。其中，通过对密封树脂24以及发光元件用插座220设有刻印等的位置识别用的标注，也能够确认位置关系。
[0112]根据由位置识别用相机Vl确认出的发光元件阵列100的发光部的中心TlOO的位置数据、以及由位置识别用相机V3确认出的发光元件用插座220的凸透镜230的透镜中心Τ230的位置数据，来计算发光元件阵列100的发光部与凸透镜230之间的相对位置。基于计算出的结果，按照发光元件阵列100的发光部与凸透镜230对置的方式，通过搭载机V2将发光元件用插座220预置到安装基板22以及密封树脂24上。该情况下，优选在ζ轴方向，插座200的光耦合部224的下表面与插头载置部222的下表面之间的距离比密封树脂24的上表面与安装基板22的上表面之间的距离小。这是为了防止插头载置部222与安装基板22的干扰，能够实现光耦合部224的下表面与密封树脂24的上表面之间的顺畅的滑动。
[0113]在预置之后，驱动发光元件阵列100。由此，如图13所示，从发光元件阵列100发出的激光束BI通过光耦合部224而从出射面S2射出。然后，利用相机V7从与出射面S2正交的方向计测激光束BI的出射面S2中的光点Jl的位置。其中，在发光元件用插座220是利用金属模等将树脂成形的情况下，凹部Dl的全反射面Rl的角度与所期望的形成角度相比在尺寸交叉内角度发生偏差。
[0114]接下来，如图14所示，使发光元件用插座220的下表面向与安装基板22的上表面平行的方向滑动来进行载置，以便光缆60的光轴以及出射面S2的设计上的交点J2与激光束BI的出射面S2中的光点Jl的位置匹配。即，发光元件用插座220的下表面以及安装基板22的上表面是该发光元件用插座220在载置作业中的滑动面。若举一个例子对本工序进行具体说明，则激光束BI在出射面S2的光点Jl因上述的全反射面Rl的角度偏差等而从设计上的交点J2向ζ轴方向的正方向侧偏差Δ J。该情况下，如图14所示，使凸透镜230的透镜中心T230的位置从发光元件阵列100的光轴α 100向X轴的正方向侧移动Δχ的距离。于是，激光束BI向凹部Dl的全反射面Rl的入射角度因凸透镜230的折射而发生变化。结果，能够使光点Jl向ζ轴的负方向侧移动，修正光点Jl的位置以使其与设计上的交点J2重合。即，仅通过在X - y平面内使发光元件用插座220的下表面向与安装基板22的上表面平行的方向移动，便能够容易地修正光点Jl相对于交点J2的向ζ轴的正方向侧的偏差AJ。若如此利用凸透镜230的折射，则除了 ζ轴方向之外，还能够修正光点Jl相对于交点J2的向y轴方向的位置偏移。其中，使用CAD等预先掌握了交点J2的各坐标的设计值。
[0115]另外，通过向X轴方向反射沿ζ轴方向前行的光，能够不增加ζ轴方向上的光传输模块10的厚度地确保出射面S2中的光点Jl的修正量。
[0116]与上述的作业并行地进行将受光元件用插座240预置以及载置到安装基板22以及密封树脂24上的作业。更具体而言，在涂覆了 UV固化型的粘合剂后，如图12所示，利用位置识别用相机V4来确认受光元件阵列50的受光部的中心T50的位置。
[0117]接下来，搭载机V5吸附受光元件用插座240将其举起。然后，在搭载机V5吸附了受光元件用插座240的状态下，利用位置识别用相机V6来确认插座240的凸透镜250的透镜中心T250的位置。
[0118]根据由位置识别用相机V4确认出的受光元件阵列50的受光部的中心T50的位置数据、以及由位置识别用相机V6确认出的受光元件用插座240的凸透镜250的透镜中心T250的位置数据，来计算受光元件阵列50的受光部与凸透镜250之间的相对位置。基于计算出的结果，使搭载机V5移动，将受光元件用插座240预置到安装基板22以及密封树脂24上。
[0119]接下来，如图15所示，使激光束B2从光缆60的光轴以及入射面S5的设计上的交点J3入射。然后，如图16所示，在来自接受到激光束B2的受光元件50的输出最强的位置载置受光元件用插座240。此时，通过向与安装基板22的主面平行的方向滑动来进行受光元件用插座240的移动。其中，使用CAD等预先掌握了交点J3的各坐标的值。
[0120]针对被载置的插座200照射紫外线。其中，在紫外线照射中，插座220、240是被搭载机V2、V5推压于安装基板22以及密封树脂24的状态。由此，当位于发光元件用插座220、受光元件用插座240与密封树脂24之间的UV固化型的粘合剂固化时，发光元件用插座220、受光元件用插座240不会发生位置偏移而被固定于安装基板22以及密封树脂24。
[0121]接下来，针对固定有插座200的安装基板22安装金属盖30。具体而言，向安装基板22的上表面中的密封树脂24的脚部24b与24c之间的空间H1、脚部24d与24e之间的空间H2、以及金属盖30的凸部C2、C5接触的部分涂覆环氧类等热固化性的粘合剂。另外，向安装基板22的接地导体露出部E2、E3涂覆Ag等导电膏。
[0122]在涂覆了粘合剂以及导电膏之后，使金属盖30的凸部C3与安装基板22上的被密封树 脂24的脚部24b和脚部24c夹着的部分、即空间Hl嵌合。并且，使凸部C6与被密封树脂24的脚部24d和脚部24e夹着的部分、即空间H2嵌合。由此，金属盖30相对于安装基板22的位置被决定。另外，与金属盖30的定位同时，凸部Cl?C6与安装基板22上的粘合剂或者导电膏接触。
[0123]在嵌合了金属盖30后，使用烤炉对安装基板22进行加热，使粘合剂以及导电膏固化，将金属盖30固定于安装基板22。其中，通过将金属盖30安装于安装基板22，使得金属盖30的凸部C1、C4与安装基板22的接地导体露出部E2、E3接触。由此，金属盖30与安装基板22内的接地导体连接，被保持为接地电位。最后，通过以上那样的工序完成光传输模块10。
[0124](效果)
[0125]在光传输模块10的制造方法(以下，称为本制造方法)中，首先，按照设置于发光元件用插座220的透镜230与发光元件阵列100对置的方式，将发光元件用插座220预置到安装基板22以及密封树脂24上。然后，基于从发光元件阵列100发出的激光束BI在出射面S2的光点Jl的位置、以及光缆60的光轴与插座的出射面S2在设计上的交点J2的位置的信息，来移动插座而进行载置。在该移动时，激光束BI通过凸透镜230。由此，由于激光束BI被凸透镜230折射，所以其光轴的方向发生变化。在本制造方法中，通过利用该光轴的方向的变化，能够不使发光元件用插座220旋转，而仅通过使发光元件用插座220的滑动面在设置于安装基板22的x-y平面的滑动面上滑动，便使发光元件阵列100与光缆60光学親合。
[0126]对受光元件用插座240而言，由于激光束B2被凸透镜250折射，所以其光轴的方向也发生变化。因此，通过利用该光轴的方向的变化，能够不使受光元件用插座240旋转，而仅通过安装基板22上的X — y平面中的X方向和I方向的直线移动的组合，便使受光元件阵列50与光缆60光学親合。
[0127]另外，在光传输模块10的制造方法中，如图13所示，利用相机V7从与出射面S2正交的方向计测激光束BI在出射面S2的光点Jl的位置。然后，如图14所示，使发光元件用插座220向与安装基板22的主面平行的方向滑动而载置，以便光缆60的光轴以及出射面S2在设计上的交点J2与激光束BI在出射面S2的光点Jl的位置匹配。即，在光传输模块10的制造方法中，利用相机V7直接确认从发光元件用插座220射出的激光束BI，与此相对，匹配光缆60的光轴。因此，在光传输模块10的制造方法中，与仅通过按照发光元件阵列100的发光部与凸透镜230对置的方式将发光元件用插座220载置到安装基板22以及密封树脂24来使光缆60与发光元件阵列100光学耦合的情况相比，光学的损失更少。
[0128]对受光元件用插座240而言，也在来自接受到激光束B2的受光元件50的输出最强的位置载置受光元件用插座240。因此，在光传输模块10的制造方法中，与仅通过按照受光元件阵列50的受光部与凸透镜250对置的方式将受光元件用插座240载置到安装基板22以及密封树脂24上来使光缆60与受光元件阵列50光学耦合的情况相比，光学的损失更少。
[0129]在使发光元件阵列100与光缆60光学耦合时，优选从发光元件阵列100发出的激光束BI在插座200内通过的距离较长。这是因为激光束BI在插座200内通过的距离越长，则如图17所示，即便是微量的光轴偏差Λ Θ，出射面S2的光点Jl相对于交点J2的偏差量AJ也越大，能够容易地确认光轴的偏差△ θ ο而且，若能够容易地确认光轴的偏差Δ Θ，则能够使光缆60与发光元件阵列100高精度地光学耦合。在此，在发光元件用插座220中，通过全反射面Rl使从发光元件阵列100发出的向ζ轴方向的正方向侧行进的激光束BI向X轴方向的负方向侧反射。由此，在发光元件用插座220中，能够不增加ζ轴方向的厚度、即可使光传输模块10低背化，并且能够使激光束BI在发光元件用插座220内通过的距离变长。对受光元件用插座240而言，由于也反射来自光缆60的激光束B2，所以可起到与发光元件用插座220同样的效果。
[0130]另外，在插座200中，为了使将光缆60、发光元件阵列100以及受光元件阵列50连结的光路弯曲，使用全反射而不是简单的反射。因此，无需针对全反射面Rl、R2蒸镀金属膜。即，通过插座200使用全反射，与使用简单的反射的情况相比，其制造较容易。
[0131]并且，使用透光性的一个树脂材料来制成插座200。因此，与插座200的材料为多个的情况相比较，能够使其制造工序简化，结果，能够缓和因该制造工序中使用的金属模引起的制造上的偏差的影响。
[0132](其它实施方式)
[0133]本发明涉及的光传输模块以及光传输模块的制造方法并不局限于上述实施方式涉及的光传输模块10以及其制造方法，能够在其主旨的范围内进行变更。另外，在上述实施方式的图14以及图16中，为了方便说明，使发光元件用插座220以及受光元件用插座240向X轴方向的正方向侧移动，但实际上使发光元件用插座220以及受光元件用插座240在与ζ轴方向正交的平面中二维移动。
[0134]工业上的可利用性
[0135]综上所述，本发明在光传输模块以及光传输模块的制造方法中是有用的，尤其在能够容易地进行光缆与光电转换元件之间的光学耦合这点上优异。
【主权项】
1.一种光传输模块的制造方法，是与光缆连接并且包括安装基板、设置在该安装基板上的光电转换元件、以及使该光电转换元件与该光缆光学耦合的插座，并在该插座的与该光电转换元件对置的面设置有透镜的光传输模块的制造方法，所述光传输模块的制造方法的特征在于，具备: 预置工序，按照所述透镜与所述光电转换元件对置的方式将所述插座预置到所述安装基板上； 计测工序，在所述预置工序之后，计测从所述光电转换元件向所述插座的出射面射出的光点位置；以及 载置工序，基于所述光缆的光轴与所述插座的所述出射面在设计上的交点位置的信息、以及所述光点位置的信息，将所述插座载置到所述安装基板上。2.根据权利要求1所述的光传输模块的制造方法，其特征在于 在所述载置工序中，通过使所述插座在所述安装基板上滑动来进行所述插座的移动。3.一种光传输模块，是与光缆连接的光传输模块，所述光传输模块的特征在于，具备: 安装基板； 设置在所述安装基板上的光电转换元件；以及 将所述光电转换元件与所述光缆光学耦合的插座， 在所述插座的与所述光电转换元件对置的面设置有透镜， 当从与所述光电转换元件的光轴平行的方向俯视时，该光轴从所述透镜的中心点离开规定的距离。4.根据权利要求3所述的光传输模块，其特征在于， 具有所述光缆的光轴和所述插座的交点的面比所述光缆的剖面大。5.根据权利要求3或4所述的光传输模块，其特征在于， 在所述插座设置有基于反射来改变通过该插座的光的光路的反射面。6.根据权利要求5所述的光传输模块，其特征在于， 所述插座的材料的折射率比大气的折射率大，被所述反射面反射的光相对于该反射面的入射角比临界角大。7.根据权利要求3至6中任一项所述的光传输模块，其特征在于， 所述插座仅由透光性的材料构成。8.根据权利要求3至7中任一项所述的光传输模块，其特征在于， 所述插座通过光固化性的粘合剂被固定于所述安装基板。
【专利摘要】本发明涉及光传输模块及光传输模块的制造方法，能够容易地进行光缆与光电转换元件的光学耦合。光传输模块(10)的制造方法具备预置工序、计测工序以及载置工序。在预置工序中，按照发光元件用插座(220)的透镜(230)与发光元件阵列(100)对置的方式将发光元件用插座(220)预置到安装基板(22)上。在计测工序中，计测从发光元件阵列(100)向发光元件用插座(220)的出射面(S2)射出的光点(J1)的位置。在载置工序中，基于光缆(60)的光轴与发光元件用插座(220)的出射面(S2)在设计上的交点(J2)的位置的信息、和光点(J1)的位置的信息，将发光元件用插座(220)载置到安装基板(22)上。
【IPC分类】G02B6/42
【公开号】CN104880781
【申请号】CN201510067531
【发明人】小西厚史
【申请人】株式会社村田制作所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月9日
【公告号】US20150247984