專利名稱：光收發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使發(fā)光元件、受光元件和光波導(dǎo)路徑耦合而成的光通信模塊和其制造 方法及光收發(fā)裝置。本申請(qǐng)主張于2007年5月14日向日本國(guó)申請(qǐng)的特愿2007-127810號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 并在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
關(guān)于光通信模塊，一直期待其小型且廉價(jià)。作為在該光通信模塊中使用的發(fā)光元 件，近年來(lái)正在研究VCSEL (面發(fā)光激光器)。VCSEL的裸芯片通常在其制法方面如圖1所 示成為在有發(fā)光部的面及發(fā)光部的背面設(shè)置有陽(yáng)極和陰極的結(jié)構(gòu)。在圖1中，符號(hào)1是陰 極，2是陽(yáng)極，3是光射出部，4是VCSEL，5是焊接導(dǎo)線。在本例示中，陽(yáng)極2成為遍布芯片整 個(gè)背面的電極。需要說(shuō)明的是，不限于本例示，也有陽(yáng)極2和陰極1反過(guò)來(lái)的芯片。因此，當(dāng)在以往構(gòu)造的印刷基板上安裝上述VCSEL4那樣的發(fā)光元件來(lái)制作光通 信模塊時(shí)，僅能在垂直于印刷基板的方向發(fā)光。另外，對(duì)于受光元件而言也是一樣的，僅能 從垂直于印刷基板的方向受光。為了將這樣的發(fā)光元件及受光元件安裝于印刷基板上，并使其與光波導(dǎo)路徑耦 合，使用下述(A)、⑶所示的方式。(A)如圖2所示，相對(duì)于安裝有IC12、VCSEL14的印刷基板15垂直地配置光波導(dǎo) 路徑11并使其與VCSEL14的光射出部13耦合的方式。(B)如圖3所示，相對(duì)于安裝有IC22、VCSELM的印刷基板25水平地配置光波導(dǎo)路 徑21，并在光波導(dǎo)路徑21的前端設(shè)置傾斜了 45°的反射鏡等，而用該反射鏡使從VCSEL24 的光射出部23射出的光發(fā)生反射，向光波導(dǎo)路徑21入射并使其耦合的方式。作為本發(fā)明涉及的以往技術(shù)，例如可以舉出專利文獻(xiàn)1 4中公開的技術(shù)。近年來(lái)，服務(wù)器等高速通信設(shè)備、汽車內(nèi)光布線、移動(dòng)電話等小型電子設(shè)備正在使 用光布線。這些設(shè)備的小型化和低成本化不斷進(jìn)展，與此相伴，也強(qiáng)烈要求光收發(fā)裝置也小 型化和低成本化。作為在光收發(fā)裝置中使用的發(fā)光元件，使用激光二極管(LD)、發(fā)光二極管 (LED)、面發(fā)光激光器(VCSEL)。另外，作為受光元件，使用光電二極管。光波導(dǎo)路徑中使用 光纖型或薄片型的波導(dǎo)路徑，材質(zhì)為石英玻璃、聚合物等。在光收發(fā)裝置中，對(duì)于受光發(fā)光 元件和光波導(dǎo)路徑的耦合構(gòu)造和方法，研究有各種方式(例如參照專利文獻(xiàn)5 8)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-309570號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-1；34600號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2004-253638號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2005-284248號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5 日本特開2006-11179號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 日本特開2005-202025號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7 日本專利第3392748號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8 日本特開平8-220368號(hào)公報(bào)但是，就在專利文獻(xiàn)1 4中公開的以往構(gòu)造的光通信模塊而言，在使發(fā)光元件和 光波導(dǎo)路徑耦合的情況下，基板上的最大高度必然增大，會(huì)存在所謂的難以搭載到小型化 發(fā)展的通信設(shè)備、移動(dòng)電話、筆記本電腦等移動(dòng)民用品中的問題。另外，關(guān)于在光波導(dǎo)路徑端設(shè)置45°反射鏡的構(gòu)造，盡管能使基板上的高度減低 若干，但會(huì)有產(chǎn)品成本升高的問題。另外，關(guān)于在專利文獻(xiàn)5 8中公開的以往技術(shù)，存在如下所示的問題。專利文獻(xiàn)5如圖3所示，公開了相對(duì)于安裝有IC22、VCSEL24的印刷基板25水平 地配置光波導(dǎo)路徑21，并在光波導(dǎo)路徑21的前端設(shè)置傾斜了 45°的反射鏡等，而用該反射 鏡使從VCSELM的光射出部23射出的光發(fā)生反射并向光波導(dǎo)路徑21入射而使其耦合的方 式。但是，在該方式中存在這樣的問題45°反射鏡的形成需要耗費(fèi)大量時(shí)間和成本。另 外，由于在45°反射鏡面的擴(kuò)散或光程長(zhǎng)度的延長(zhǎng)，所以也存在VCSELM和光波導(dǎo)路徑21 的光軸對(duì)準(zhǔn)也需要耗費(fèi)大量時(shí)間和成本的問題。由于需要安裝反射鏡或透鏡的體積、使反 射鏡或透鏡發(fā)揮功能的空間(焦距)，所以不適合小型化。專利文獻(xiàn)6的手法是向波導(dǎo)路徑入射從發(fā)光器件射出的光，在波導(dǎo)路徑射出端用 受光器件監(jiān)控輸出，使發(fā)光器件、受光器件、波導(dǎo)路徑相對(duì)地移動(dòng)以使其輸出為最大并固定 的方法。但是，該方法在調(diào)整上非常耗費(fèi)時(shí)間，特別是想要連接多個(gè)波導(dǎo)路徑時(shí)，效率低，成 為成本升高的原因。專利文獻(xiàn)7中使用LD作為光源。在硅基板(相當(dāng)于副安裝(submoimt))上安裝 LD，用樹脂覆蓋整個(gè)LD、波導(dǎo)路徑端部、和焊接導(dǎo)線的一部分。但是，硅基板是以散熱為目 的，并非是對(duì)LD的發(fā)光方向進(jìn)行調(diào)整。另外，由于并非整個(gè)硅基板(副安裝)均被樹脂覆 蓋，所以也不具有使硅基板向芯柱(相當(dāng)于印刷基板)的焊接強(qiáng)度提高的功能。另外，由于 焊接導(dǎo)線的一部分從樹脂露出，所以沒有焊接導(dǎo)線的保護(hù)功能。另外，由于不使用VCSEL，所 以耗電量高且價(jià)格高。專利文獻(xiàn)8中使用LD作為光源。在硅基板(相當(dāng)于副安裝)上安裝LD，用樹脂 覆蓋整個(gè)LD、波導(dǎo)路徑端部和整個(gè)硅基板。但是，硅基板是以散熱為目的，并非是用于對(duì)LD 的發(fā)光方向進(jìn)行調(diào)整。另外，由于不使用VCSEL，所以耗電量高且價(jià)格高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)薄型化、 小型化且成本低的光通信模塊及光收發(fā)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光通信模塊，其具有印刷基板；在側(cè)面安裝 發(fā)光元件和受光元件的一方或雙方而成的副安裝基板；和設(shè)置在這些發(fā)光元件及受光元件 之間且可以與這些元件光耦合的光波導(dǎo)路徑，上述發(fā)光元件和上述受光元件借助上述副安 裝基板，按照它們的發(fā)光及受光方向與上述印刷基板平行的方式，安裝在上述印刷基板上， 且上述副安裝基板的發(fā)光元件及受光元件、和與它們相鄰的上述光波導(dǎo)路徑的端部，被樹月旨覆蓋。另外，本發(fā)明提供一種光通信模塊的制造方法，是按下述順序?qū)嵤┫率龈鞴ば騺?lái) 制作光通信模塊的方法，所述工序包括(1)在副安裝基板的側(cè)面安裝發(fā)光元件、受光元 件，并按照發(fā)光元件及受光元件的發(fā)光及受光方向與印刷基板平行的方式將該副安裝基板 安裝在印刷基板上的工序；( 對(duì)光波導(dǎo)路徑進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)的工序；C3)向光波導(dǎo)路徑端部 及包括發(fā)光元件或受光元件的副安裝基板部分滴下樹脂液，并使該樹脂液固化的工序。另外，本發(fā)明提供一種光收發(fā)裝置，其具有印刷基板；在側(cè)面安裝發(fā)光元件和受 光元件的一方或雙方而成的副安裝基板；和設(shè)置在這些發(fā)光元件及受光元件之間且可以與 這些元件光耦合的光波導(dǎo)路徑，上述發(fā)光元件和上述受光元件，是其應(yīng)該與基板相接的面 和進(jìn)行發(fā)光或受光的面位于正反面的位置且在垂直于已安裝的基板的方向上發(fā)光或受光 的結(jié)構(gòu)，上述發(fā)光元件和上述受光元件借助上述副安裝基板，按照使它們的發(fā)光及受光方 向成為不與上述印刷基板垂直的方向的方式，安裝在上述印刷基板上，且整個(gè)上述副安裝 基板和整個(gè)發(fā)光元件及整個(gè)受光元件、和與它們相鄰的上述光波導(dǎo)路徑的端部，被樹脂一 并覆蓋。本發(fā)明的光通信模塊，其是發(fā)光元件及上述受光元件借助副安裝基板，按照它們 的發(fā)光及受光方向與上述印刷基板平行的方式，安裝在印刷基板上，副安裝基板的發(fā)光元 件及受光元件和光波導(dǎo)路徑的端部被樹脂覆蓋并固定的結(jié)構(gòu)，所以在與印刷基板平行的方 向上發(fā)光及受光成為可能，可以實(shí)現(xiàn)光通信模塊的矮化(薄型化)、小型化。另外，不需要用于變更發(fā)光及受光方向的反射鏡等多余的光學(xué)部件，可以低價(jià)地 提供薄型且小型的光通信模塊。根據(jù)本發(fā)明的光通信模塊的制造方法，可以高效且低價(jià)地生產(chǎn)薄型且小型的光通 信模塊。本發(fā)明的光收發(fā)裝置，其結(jié)構(gòu)如下所示，即其應(yīng)該與基板相接的面和進(jìn)行發(fā)光/ 受光的面位于正反面的位置，如果進(jìn)行普通的安裝，使用具有在垂直于基板的方向上發(fā)光/ 受光的結(jié)構(gòu)的元件，受光發(fā)光元件和副安裝基板和光波導(dǎo)路徑被樹脂一并覆蓋，在副安裝 基板的側(cè)面安裝受光發(fā)光元件，并將其安裝在印刷基板上。因此，可以提供低發(fā)熱、低耗電 的光收發(fā)裝置。另外，能夠?qū)?yīng)于用途在任意方向上受光發(fā)光，所以能夠提供應(yīng)用范圍廣的光收 發(fā)裝置。另外，本發(fā)明的光收發(fā)裝置，通過(guò)成為上述結(jié)構(gòu)，可以低成本地提供。另外，通過(guò)成為還利用上述樹脂覆蓋印刷基板的一部分的結(jié)構(gòu)，可以提高向印刷 基板的安裝強(qiáng)度，可以提高裝置的可靠性。另外，通過(guò)受光發(fā)光元件的焊接導(dǎo)線也被樹脂覆蓋來(lái)保護(hù)焊接導(dǎo)線，可以提高裝 置的可靠性。


圖1是發(fā)光元件(VCSEL)的立體圖。圖2是表示以往的光通信模塊的構(gòu)造的一例的側(cè)視圖。圖3是表示以往的光通信模塊的構(gòu)造的其他例的側(cè)視圖。
圖4是例示將在本發(fā)明的光通信模塊的制造方法中使用的受光發(fā)光元件安裝于 側(cè)面的副安裝基板的圖，(a)是俯視圖，(b)是主視圖，(c)是側(cè)視圖，(d)是立體圖。圖5是表示作為在本發(fā)明的光通信模塊的制造方法中使用的光波導(dǎo)路徑的一例 的光纖帶的截面圖。圖6是表示本發(fā)明的光通信模塊的制造方法的最終工序的側(cè)視圖。圖7是在實(shí)施例2中制作的光通信模塊的發(fā)光元件(VCSEL)側(cè)的主要部分的放大 俯視圖。圖8是在實(shí)施例2中制作的光通信模塊的受光元件(PD)側(cè)的主要部分放大俯視 圖。圖9是表示在實(shí)施例2中制作的光通信模塊的立體圖。圖10是表示在實(shí)施例2中測(cè)定的網(wǎng)眼圖形的圖。圖11表示本發(fā)明的光收發(fā)裝置的實(shí)施方式，(a)是俯視圖，(b)是主視圖。圖12是表示副安裝基板的形狀的一例的立體圖。圖13是表示安裝狀態(tài)的受光發(fā)光方向和受光發(fā)光角度θ的主要部分主視圖。圖14是表示參考例的光收發(fā)裝置的俯視圖。圖15是表示本發(fā)明的光收發(fā)裝置的實(shí)施例3中制作的頭戴顯示器的裝置概略的 結(jié)構(gòu)圖。圖16是表示實(shí)施例3的頭戴顯示器的光收發(fā)裝置的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖。圖17是表示本發(fā)明的光收發(fā)裝置的實(shí)施例4中制作的移動(dòng)電話的裝置概略的結(jié) 構(gòu)圖。圖18表示在實(shí)施例4中制作的移動(dòng)電話上設(shè)置的光收發(fā)裝置的構(gòu)造，(a)是主要 部分主視圖，(b)是表示光纖偏移角度與高度增加量的關(guān)系的一例的結(jié)構(gòu)圖。圖19是例示在光收發(fā)裝置產(chǎn)生的角度偏移的圖，(a)是沒有角度偏移的狀態(tài)的主 要部分主視圖，(b)是表示射出角度偏移的狀態(tài)的主要部分主視圖，(c)是表示光纖角度偏 移的狀態(tài)的主要部分主視圖。圖20是在實(shí)施例5中制作的光收發(fā)裝置的截面圖。圖21是表示在實(shí)施例5中進(jìn)行的熱循環(huán)試驗(yàn)的條件的曲線圖。圖中符號(hào)說(shuō)明31-副安裝基板，32-受光發(fā)光元件(VCSEL或PD)，33-金導(dǎo)線， 34-底面電極，35-側(cè)面電極，41-光纖帶，42-光纖型光波導(dǎo)路徑，43-帶化材料，51-分配器 噴嘴，52-聚合物包層光纖，53-副安裝基板，54-VCSEL, 55-PD，56-印刷基板，57-UV固化型 樹脂，61-VCSEL，62-副安裝基板，63-金導(dǎo)線，64-印刷基板，65-電極，71-PD，72-副安裝基 板，73-金導(dǎo)線，74-印刷基板，75-電極，76-光纖，77-UV固化型樹脂，80-光通信模塊，81、 82-印刷基板，83-光纖，100-光收發(fā)裝置，101 103-印刷基板，104 106-副安裝基板， 107-發(fā)光元件，108-受光元件，109-光波導(dǎo)路徑，110-樹脂，111-片狀帶，11 112d_側(cè) 面，113-下面，114-印刷基板，115-副安裝基板，116-受光元件，123-頭戴顯示器，127-被 試驗(yàn)者，125-控制裝置，126-光波導(dǎo)路徑，127-印刷基板，128-副安裝基板，129-光波導(dǎo)路 徑，130-移動(dòng)電話，131-液晶顯示器，132-鍵盤，133-照相機(jī)模塊，134 135-印刷基板， 136-光波導(dǎo)路徑，137-副安裝基板，138-VCSEL，139-樹脂，140-光收發(fā)裝置，141-印刷基 板，142-副安裝基板，143-發(fā)光元件，144-光波導(dǎo)路徑，145-內(nèi)側(cè)的樹脂層，146-中間的樹脂層，147-外側(cè)的樹脂層，148-導(dǎo)熱性填料。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖4 圖6是表示本發(fā)明的光通信模塊的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式的圖，圖4的 (a)是將發(fā)光元件和受光元件的一方(以下記為受光發(fā)光元件)安裝于側(cè)面的副安裝基板 的俯視圖，圖4的(b)是主視圖，圖4的(c)是側(cè)視圖，圖4的(d)是立體圖。圖5是作為 光波導(dǎo)路徑的一例示出光纖帶的截面圖，圖6是表示光通信模塊的制造方法的最終工序的 側(cè)視圖。本發(fā)明的制造方法，其特征在于，按下述順序?qū)嵤┫率龉ば?1)在副安裝基板的 側(cè)面安裝發(fā)光元件、受光元件，并按照發(fā)光元件及受光元件的發(fā)光及受光方向與印刷基板 平行的方式將該副安裝基板安裝在印刷基板上的工序；( 對(duì)光波導(dǎo)路徑進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)的 工序；C3)向光波導(dǎo)路徑端部及包括發(fā)光元件或受光元件的副安裝基板部分滴下樹脂液并 使該樹脂液固化的工序。首先，對(duì)上述工序(1)進(jìn)行說(shuō)明。將在副安裝基板的側(cè)面安裝有受光發(fā)光元件的 狀態(tài)示于圖4。圖4中，符號(hào)31是副安裝基板，32是受光發(fā)光元件(VCSEL或PD)，33是金 導(dǎo)線，34是底面電極，35是側(cè)面電極。在本發(fā)明的制造方法中，副安裝基板31兼具足夠的絕緣性和從安裝的受光發(fā)光 元件32發(fā)出的熱的散熱性，所以可以使用氮化鋁、氧化鋁等材料形成。另外，副安裝基板31在底面及側(cè)面具有電極圖形。底面電極34與印刷基板上的 規(guī)定電極焊盤焊接。側(cè)面電極35與受光發(fā)光元件32的陽(yáng)極和陰極焊接。通常，受光發(fā)光元件32成為陽(yáng)極、陰極中至少一方通過(guò)引線焊接與電極電連接的 結(jié)構(gòu)。焊接后，金導(dǎo)線33露出，所以通常在引線焊接之后，迅速涂布密封劑，進(jìn)行金導(dǎo)線 33的保護(hù)。在該時(shí)刻，優(yōu)選不涂布用于保護(hù)導(dǎo)線的樹脂。另外，在將受光發(fā)光元件32固定 或?qū)ü潭ㄔ诟卑惭b基板上時(shí)，可以使用導(dǎo)電膏等。導(dǎo)電膏的固定強(qiáng)度弱，通常需要利用保 護(hù)樹脂的模塑處理，但優(yōu)選在該時(shí)刻不涂布保護(hù)用樹脂。當(dāng)在副安裝基板的側(cè)面安裝了受光發(fā)光元件之后，按照使受光發(fā)光元件的發(fā)光及 受光方向與印刷基板平行的方式將該副安裝基板安裝在印刷基板上。圖6中示出受光發(fā)光 元件對(duì)該印刷基板的安裝狀態(tài)。如圖6所示，按照使VCSEL54的發(fā)光方向平行于印刷基板 56的方式將副安裝基板53安裝在印刷基板56上，所述副安裝基板53在側(cè)面安裝有作為發(fā) 光元件的VCSELM ；另外，按照使PD55的發(fā)光方向平行于印刷基板56的方式將副安裝基板 53安裝在印刷基板56上，所述副安裝基板53在側(cè)面安裝有作為受光元件的PD55。作為將副安裝基板運(yùn)送到印刷基板上的機(jī)構(gòu)，在工業(yè)上優(yōu)選使用電子部件安裝用 的吸引式鑷子。為此，副安裝基板形狀優(yōu)選上面平滑。在將副安裝基板安裝于印刷基板上 時(shí)，可以使用焊錫或?qū)щ姼唷Ｌ貏e是在使用了導(dǎo)電膏的情況下，副安裝基板的固定強(qiáng)度不 足，所以通常需要利用保護(hù)樹脂進(jìn)行的模塑處理，但優(yōu)選在此時(shí)不涂布保護(hù)用樹脂。接著對(duì)( 進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的制造方法中，作為光波導(dǎo)路徑，可以使用薄片型 光波導(dǎo)路徑或光纖型光波導(dǎo)路徑。特別是光纖型光波導(dǎo)路徑可以制作長(zhǎng)的波導(dǎo)路徑，可以低價(jià)地獲得光波導(dǎo)路徑，所以是有利的。作為光纖型光波導(dǎo)路徑，可以使用石英玻璃光纖、 塑料光纖等。另外，還可以如下所示的聚合物包層光纖，該聚合物包層光纖雖是石英玻璃光 纖的一種，但使光傳導(dǎo)的纖芯由石英玻璃構(gòu)成，纖芯周邊的包層部由聚合物形成。這些光纖 型光波導(dǎo)路徑也可以通過(guò)線纜化、帶化等一并安裝多根。圖5是作為上述光纖型光波導(dǎo)路徑的一例示出光纖帶的圖。該光纖帶41為排列 4根光纖型光波導(dǎo)路徑42并通過(guò)合成樹脂制的帶化材料43以帶狀一并覆蓋而構(gòu)成的。例 如，在副安裝基板上安裝發(fā)光元件和受光元件，匹配發(fā)光部和受光部的距離將石英玻璃光 纖帶化，由此可以將雙向通信線安裝固定在一起。另外，通過(guò)帶化、線纜化，還可以使光波導(dǎo) 路徑的操作性、耐熱性、強(qiáng)度等提高。作為光波導(dǎo)路徑的位置對(duì)準(zhǔn)的方法，可以是主動(dòng)校準(zhǔn)、被動(dòng)校準(zhǔn)的任意一種方法。 在工業(yè)上優(yōu)選采用在副安裝基板及光波導(dǎo)路徑上設(shè)置位置對(duì)準(zhǔn)用標(biāo)記并用安裝機(jī)邊識(shí)別 圖像邊進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)的方法。在使用光纖型光波導(dǎo)路徑的情況下，通過(guò)將光纖帶化，可以使 通過(guò)安裝機(jī)的吸引鑷子的操作性能提高。接著對(duì)C3)進(jìn)行說(shuō)明。在該工序(3)中，向光波導(dǎo)路徑端部及具有受光發(fā)光元件 的副安裝基板部分滴下樹脂液，并使其固化。由此，可以一并進(jìn)行a)從受光發(fā)光元件出來(lái)的焊接導(dǎo)線的保護(hù)、b)受光發(fā)光元 件向副安裝基板上的安裝強(qiáng)度確保、c)光波導(dǎo)路徑的固定、d)副安裝基板向印刷基板的安 裝強(qiáng)度確保。作為這里使用的樹脂，可以使用環(huán)氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、硅酮系樹脂、聚酰亞 胺系、聚硅烷系等。固化方法有UV固化型、熱固化型、雙組分混合(化學(xué)反應(yīng))固化型、水 分反應(yīng)固化型等。特別是，UV固化型樹脂的固化時(shí)間短，在固化過(guò)程難以出現(xiàn)光波導(dǎo)路徑 和受光發(fā)光元件的位置偏移，所以優(yōu)選。在本發(fā)明中，通過(guò)使用固化后的折射率與光波導(dǎo)路徑的纖芯同值的樹脂，可以防 止菲涅耳反射，減少受光發(fā)光元件和光波導(dǎo)路徑的耦合損耗。例如，在使用石英玻璃光纖作 為光波導(dǎo)路徑的情況下，優(yōu)選使用樹脂的固化后折射率為1. 40 1. 60的光纖。另外，通過(guò) 使用固化后的熱膨脹系數(shù)接近副安裝基板、光波導(dǎo)路徑、印刷基板的樹脂，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的 光傳輸特性。特別是通過(guò)使用熱膨脹系數(shù)接近印刷基板的樹脂，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光傳輸特 性。另外，除了上述a) d)之外，也有使受光發(fā)光元件與空氣隔絕的效果，其結(jié)果，可以穩(wěn) 定地傳輸光。圖6是例示工序(3)的實(shí)施方式的圖，圖中符號(hào)51是用于滴下樹脂液的分配器噴 嘴，52是聚合物包層光纖(光纖型光波導(dǎo)路徑)，53是副安裝基板，54是作為發(fā)光元件的 VCSEL, 55是作為受光元件的PD，56是印刷基板，57是UV固化型樹脂。在本例示中，在印刷 基板56上安裝有其側(cè)面安裝了 VCSELM的第一副安裝基板53和其側(cè)面安裝有PD55的第 二副安裝基板53，并使各自的發(fā)光方向或受光方向與印刷基板56平行，在VCSELM的發(fā)光 部和PD55的受光部，在使端部鄰接的狀態(tài)下配置聚合物包層光纖52，按照密封聚合物包層 光纖52的兩端和VCSELM及PD55的方式從分配器噴嘴51的前端滴下UV固化型樹脂57， 并使其固化。此外，在樹脂固化之后，按照使各自的發(fā)光方向或受光方向與印刷基板56平 行的方式，在印刷基板56上安裝VCSELM或PD55，制作用聚合物包層光纖52使它們之間進(jìn) 行光學(xué)耦合的光通信模塊。
如此制作的光通信模塊，如圖6所示，其特征在于，具有印刷基板56、在側(cè)面安裝 有作為發(fā)光元件的VCSEL53和作為受光元件的PD55的一方或雙方而成的副安裝基板53、和 設(shè)置在這些VCSEL53與PD55之間且可以與這些元件光耦合的光波導(dǎo)路徑(聚合物包層光 纖52)，這些VCSEL53與PD55借助副安裝基板53，按照它們的發(fā)光及受光方向與印刷基板 56平行的方式，安裝在印刷基板56上，且副安裝基板53的VCSEL53與PD55、和與它們鄰接 的光波導(dǎo)路徑的端部，被UV固化型樹脂57覆蓋。該光通信模塊可以在與印刷基板56平行的方向發(fā)光及受光，可以實(shí)現(xiàn)光通信模 塊的矮化(薄型化)、小型化。接著，對(duì)本發(fā)明的光收發(fā)裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖11是表示本發(fā)明的光收發(fā)裝置的實(shí)施方式的圖，圖11的(a)是光收發(fā)裝置100 的俯視圖，(b)是主視圖。該圖中，符號(hào)100是光收發(fā)裝置，101 103是印刷基板，104 106是副安裝基板，107是發(fā)光元件，108是受光元件，109是光波導(dǎo)路徑，110是樹脂，111是 片狀帶。本實(shí)施方式的光收發(fā)裝置100，其特征在于，具有印刷基板101 103、安裝有發(fā) 光元件107和受光元件108雙方的副安裝基板104、側(cè)面安裝有發(fā)光元件107的副安裝基 板105、側(cè)面安裝有受光元件108的副安裝基板106、和設(shè)置在上述發(fā)光元件107及受光元 件108之間且可以與這些元件光耦合的光波導(dǎo)路徑109 ；發(fā)光元件107和受光元件108，是 其應(yīng)該與基板相接的面和進(jìn)行發(fā)光或受光的面位于正反面、且在垂直于已安裝的基板的方 向上發(fā)光或受光的構(gòu)造；發(fā)光元件107和受光元件108借助副安裝基板104 106，按照使 它們的發(fā)光及受光方向成為不與印刷基板101 103垂直的方向的方式，安裝在各印刷基 板101 103上，且整個(gè)副安裝基板104 106和整個(gè)發(fā)光元件107及整個(gè)受光元件108、 和與它們相鄰的光波導(dǎo)路徑109的端部，被樹脂110 —并覆蓋。本實(shí)施方式的光收發(fā)裝置100如圖11所示，成為用兩根光纖型的光波導(dǎo)路徑109 連接分別安裝在三個(gè)印刷基板101 103上的受光發(fā)光元件之間的構(gòu)造。如圖14的參考 例所示，存在下述結(jié)構(gòu)的不同在印刷基板117上安裝在一個(gè)側(cè)面上安裝有發(fā)光元件119和 受光元件120雙方的副安裝基板118，用彎曲成U字形的光波導(dǎo)路徑121將這些受光發(fā)光元 件耦合，用樹脂122 —并覆蓋整個(gè)副安裝基板118和整個(gè)受光發(fā)光元件及光波導(dǎo)路徑121 的兩端部。發(fā)光元件107和受光元件108如圖1所示，其應(yīng)該與支承基板(副安裝基板) 相接的面和進(jìn)行發(fā)光或受光的面位于正反面，如果進(jìn)行普通的安裝，則成為在垂直于基板 的方向上發(fā)光或受光的構(gòu)造。作為具有這樣的構(gòu)造的光源且能在服務(wù)器等的高速通信設(shè) 備、汽車內(nèi)光布線、移動(dòng)電話等小型電子設(shè)備中應(yīng)用光布線的光源，例如有面發(fā)光激光器 (VCSEL)。具有上述結(jié)構(gòu)的激光器相對(duì)于受光發(fā)光方向高度低，與以往的LED相比，具有價(jià) 格低的特征。另外，在元件結(jié)構(gòu)上，發(fā)光閾值電流低，其結(jié)果，具有所謂耗電量低的特征。在 上述的用途中，低價(jià)且低耗電的光源具有很大的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于副安裝基板104 106的形狀，至少具有安裝在印刷基板101 103上的面、 和不與該面平行且安裝受光發(fā)光元件的面。如圖12所示，副安裝基板104 106的側(cè)面 11 112d是指形成副安裝基板104 106的形狀的面當(dāng)中不與安裝在印刷基板上的面 113平行的所有面。具有如下所示的功能，即通過(guò)在副安裝基板104 106的側(cè)面11 上安裝上述的受光發(fā)光元件，使受光發(fā)光元件的受光發(fā)光方向?yàn)槌蚺c印刷基板101 103 垂直的方向以外的任意方向。在以往的光收發(fā)裝置中，為了相對(duì)于印刷基板在任意方向上受光發(fā)光，必須使用 反射鏡等光學(xué)部件變更光路。反射鏡等光路轉(zhuǎn)換構(gòu)件價(jià)格高，所以不優(yōu)選。另外，在光路轉(zhuǎn) 換部中，光的耦合效率因散射等而降低，所以是不利的。使用使進(jìn)行發(fā)光或受光的面位于正 反面且當(dāng)進(jìn)行普通安裝時(shí)在垂直于基板的方向上發(fā)光或受光的構(gòu)造的受光發(fā)光元件，能夠 在不垂直于上述印刷基板的任意方向進(jìn)行受光發(fā)光的光收發(fā)裝置，可以減小光收發(fā)裝置和 光波導(dǎo)路徑的設(shè)置空間，這具有劃時(shí)代的意義。另外，在設(shè)置于可動(dòng)部附近的情況下，可以 減小施加給光波導(dǎo)路徑的屈曲，從所謂光波導(dǎo)路徑的彎曲損耗、可靠性方面來(lái)看是有利的。副安裝基板104 106的材質(zhì)，可以使用具有足夠電絕緣性的材料，例如可以使用 氮化鋁、氧化鋁。由于這些材料具有出色的導(dǎo)熱性，所以可以高效地對(duì)發(fā)光元件發(fā)出的熱進(jìn) 行散熱。另外，副安裝基板104 106如圖4所示，在底面和側(cè)面具有電極圖形。底面電極 34與印刷基板101 103上的規(guī)定電極焊盤焊接。在側(cè)面電極35上，受光發(fā)光元件的陽(yáng)極 和陰極被焊接(參照?qǐng)D4)。通常，受光發(fā)光元件成為陽(yáng)極、陰極當(dāng)中的至少一方通過(guò)引線焊 接與電極電連接的構(gòu)造。上述的受光發(fā)光元件雙方或一方被安裝在上述的副安裝基板104 106的側(cè)面， 該副安裝基板104 106安裝在印刷基板101 103上。其結(jié)果，受光發(fā)光元件的受光發(fā) 光方向成為與印刷基板101 103上面垂直的方向以外的方向。作為光波導(dǎo)路徑109，可以使用薄片型光波導(dǎo)路徑或光纖型光波導(dǎo)路徑等。特別是 光纖型光波導(dǎo)路徑可以制作長(zhǎng)的波導(dǎo)路徑，可以低價(jià)獲得光波導(dǎo)路徑，所以是有利的。作為 光纖型光波導(dǎo)路徑，可以使用石英玻璃光纖、塑料光纖等。另外，還可以使用如下所示的聚 合物包層光纖，該聚合物包層光纖雖是石英玻璃光纖的一種，但使光傳導(dǎo)的纖芯由石英玻 璃構(gòu)成，纖芯周邊的包層部由聚合物形成。這些光纖型光波導(dǎo)路徑也可以通過(guò)線纜化、帶化 等一并安裝多根。即便是圖11所示的例示，也是用片狀帶111 一并覆蓋多根光波導(dǎo)路徑109的在印 刷基板之間的部分并使其帶化。作為光波導(dǎo)路徑109的位置對(duì)準(zhǔn)的方法，可以是主動(dòng)校準(zhǔn)、被動(dòng)校準(zhǔn)中的任一種 方法。在副安裝基板104 106及光波導(dǎo)路徑109上設(shè)置位置對(duì)準(zhǔn)用標(biāo)記并用安裝機(jī)邊進(jìn) 行圖像識(shí)別邊進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)的方法，在工業(yè)上是優(yōu)選的方法。在使用光纖型光波導(dǎo)路徑的 情況下，通過(guò)將多根光纖帶化，可以使安裝機(jī)的吸引鑷子的操作性能提高。將副安裝基板104 106整體和整個(gè)發(fā)光元件107及整個(gè)受光元件108、和與它們 鄰接的上述光波導(dǎo)路徑109的端部一并覆蓋的樹脂110，可以使用環(huán)氧系樹脂、丙烯酸系樹 脂、硅酮系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚硅烷系樹脂等。固化方法有UV固化型、熱固化型、雙組 分混合(化學(xué)反應(yīng))固化型、水分反應(yīng)固化型等。特別是，UV固化型樹脂的固化時(shí)間短，在 固化過(guò)程難以出現(xiàn)光波導(dǎo)路徑109和受光發(fā)光元件的位置偏移，所以優(yōu)選。所謂用樹脂110 覆蓋整體，如圖11所示，是指樹脂還與印刷基板101 103粘接的狀態(tài)。通過(guò)如此成為用 樹脂110—并覆蓋全部主要部分的構(gòu)造，可以一并進(jìn)行a)從受光發(fā)光元件出來(lái)的焊接導(dǎo) 線的保護(hù)、b)受光發(fā)光元件向副安裝基板上的安裝強(qiáng)度確保、c)光波導(dǎo)路徑的固定、d)副安裝基板向印刷基板的安裝強(qiáng)度確保。由此，可以實(shí)現(xiàn)低價(jià)、矮化，且能夠確保高可靠性。通過(guò)使用固化后的折射率與光波導(dǎo)路徑109的纖芯同值的樹脂110，可以防止菲 涅耳反射，減少受光發(fā)光元件和光波導(dǎo)路徑109的耦合損耗。例如，在使用石英玻璃光纖作 為光波導(dǎo)路徑109的情況下，優(yōu)選使用樹脂110的固化后折射率為1. 40 1. 60的材料。 另外，通過(guò)使用固化后的熱膨脹系數(shù)接近副安裝基板104 106、光波導(dǎo)路徑109、印刷基板 101 103的樹脂110，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光傳輸特性。特別是通過(guò)使用熱膨脹系數(shù)接近印刷 基板的樹脂，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光傳輸特性。另外，除了上述a) d)之外，也有使受光發(fā)光 元件與空氣隔絕的效果，其結(jié)果，可以進(jìn)行穩(wěn)定的光傳輸。樹脂110向規(guī)定的位置滴下，并使其固化。為了滴下可以使用分配器等。該光收發(fā)裝置100構(gòu)成為在與印刷基板101 103垂直的方向以外的任意方向上 可以受光發(fā)光的裝置，但關(guān)于該角度，參照?qǐng)D12及圖13預(yù)先進(jìn)行定義。在圖12及圖13中， 將與印刷基板114平行的方向即安裝在印刷基板114上的副安裝基板115的下面113設(shè)為 0°，將安裝受光發(fā)光元件116的側(cè)面11 112d作為正側(cè)，印刷基板114的下面114和 受光發(fā)光方向所成的受光發(fā)光角度θ可以表示成-90° 90°。這里，θ =-90°及90° 是指垂直于印刷基板114的方向。在受光發(fā)光角度θ為與印刷基板114平行的情況下(θ =0° )，光收發(fā)裝置整 體的高度變得最低。適于移動(dòng)電話、筆記本PC等薄型移動(dòng)設(shè)備內(nèi)部的光布線。圖11是受 光發(fā)光角度θ為0°時(shí)的圖像。作為光波導(dǎo)路徑109的例示而舉出的聚合物包層光纖，是由纖芯、包層結(jié)構(gòu)形成 的光纖型光波導(dǎo)路徑，纖芯部由石英玻璃構(gòu)成，包層部由聚合物材料構(gòu)成。該聚合物包層光 纖由于纖芯部是石英玻璃，所以示出高傳輸特性。由于包層部由聚合物材料構(gòu)成，即構(gòu)成光 纖的玻璃部分的直徑小，所以能以更小的曲率使光纖彎曲。另外，作為光波導(dǎo)路徑109，也可以使用聚合物波導(dǎo)管。該聚合物波導(dǎo)管是由纖芯、 包層構(gòu)造形成的光波導(dǎo)路徑，纖芯和包層均由聚合物材料構(gòu)成。在制法上，波導(dǎo)路徑截面形 狀為矩形，成為帶狀的形狀。具有可撓性，容易處理、固定。在該光收發(fā)裝置100中，樹脂110不限于單層結(jié)構(gòu)，也可以是層疊有2層或3層以 上的樹脂層的構(gòu)造。進(jìn)而，在由多層樹脂層構(gòu)成樹脂層110的情況下，還可以在最外側(cè)的樹脂層中混 合導(dǎo)熱性填料。通過(guò)如此在外側(cè)的樹脂層中混合導(dǎo)熱性填料，將從受光元件或發(fā)光元件發(fā) 出的熱向外部釋放的效果增強(qiáng)。其結(jié)果，由受光發(fā)光元件的發(fā)熱引起的內(nèi)側(cè)的樹脂層的溫 度變化減小，可以解決所謂光軸錯(cuò)位、受光元件或發(fā)光元件的破損的問題。對(duì)該導(dǎo)熱性填料 的材料、形狀沒有特別限制，例如可以使用碳填料等。此時(shí)，內(nèi)側(cè)的樹脂層由相對(duì)于通信光 透明的樹脂構(gòu)成。對(duì)該透明樹脂的材質(zhì)沒有特別限制，但可以使用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂 等。其內(nèi)側(cè)的樹脂層具有進(jìn)行受光元件或發(fā)光元件與光波導(dǎo)路徑的位置對(duì)準(zhǔn)并固定的功 能，所以以固化時(shí)間短為好。如果固化時(shí)間長(zhǎng)，則有可能在固化過(guò)程中發(fā)生光軸錯(cuò)位。另外，可以是樹脂110為三層樹脂層且使內(nèi)側(cè)的樹脂層的折射率高于中間的樹脂 層的結(jié)構(gòu)。通過(guò)成為該構(gòu)造，由內(nèi)側(cè)的樹脂層和中間的樹脂層構(gòu)成纖芯、包層構(gòu)造，提高受 光元件或發(fā)光元件與光波導(dǎo)路徑的耦合效率。另外，通過(guò)在外側(cè)的樹脂層中混合上述的導(dǎo) 熱性填料，提高從受光元件或發(fā)光元件產(chǎn)生的熱向外部釋放的效果，由受光發(fā)光元件的發(fā)熱引起的內(nèi)側(cè)的樹脂層及中間的樹脂層的溫度變化減小。此時(shí)，中間的樹脂層與內(nèi)側(cè)的樹脂層一樣由相對(duì)于通信光透明的樹脂構(gòu)成。對(duì)透 明樹脂的材質(zhì)沒有特別限制，但可以使用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等。另外，樹脂110也可以是三層樹脂層且在內(nèi)側(cè)的樹脂層(及中間的樹脂層)中混 合透明性填料的構(gòu)成。通過(guò)內(nèi)側(cè)的樹脂層(及中間的樹脂層)的透明性填料，受光元件或 發(fā)光元件和光波導(dǎo)路徑端的焊接部的線膨脹系數(shù)降低，可以有效地解決所謂光軸錯(cuò)位、受 光發(fā)光元件的破損的問題。此時(shí)，當(dāng)然優(yōu)選在內(nèi)側(cè)的樹脂層所使用的透明性填料的折射率與在內(nèi)側(cè)的樹脂層 所使用的樹脂的折射率相同或幾乎相同。如果兩者的折射率差增大，則散射變得顯著，通 信光的損耗增大，所以不優(yōu)選。對(duì)該透明性填料的材質(zhì)沒有特別的限制。在用于通信的波 長(zhǎng)為可見光 近紅外光的情況下，可以使用石英玻璃光纖。透明性填料的形狀為針狀、粒狀 等，沒有特別限制，但如在特開2006-257353號(hào)公報(bào)中公開的那樣，優(yōu)選為球狀，且粒徑避 開為波長(zhǎng)的數(shù)分之一至波長(zhǎng)數(shù)倍為止的容易引起米氏散射的區(qū)域，由此可以抑制通信光的 散射。即便在中間的樹脂層中使用透明性填料的情況下，也與內(nèi)側(cè)的樹脂層的情況一 樣，優(yōu)選使用折射率與在中間的樹脂層中使用的樹脂的折射率接近的透明性填料。將樹脂110設(shè)置多層的情況下，優(yōu)選至少完全覆蓋整個(gè)受光發(fā)光元件和整個(gè)副安 裝基板和光波導(dǎo)路徑端部而設(shè)置內(nèi)側(cè)的樹脂層。由此，可以實(shí)現(xiàn)受光元件或發(fā)光元件與光 波導(dǎo)路徑的耦合強(qiáng)度的提高、副安裝基板向印刷基板的安裝強(qiáng)度的提高，可以提高可靠性。 進(jìn)而，當(dāng)在內(nèi)側(cè)的樹脂層中混合有透明性填料時(shí)，內(nèi)側(cè)的樹脂層的線膨脹系數(shù)降低，所以溫 度變化增強(qiáng)，可以進(jìn)一步提高可靠性。實(shí)施例1制作圖4所示的副安裝基板。副安裝基板的材質(zhì)為氮化鋁。副安裝基板上的電極 材料，考慮到與安裝受光發(fā)光元件時(shí)的金導(dǎo)線的連接強(qiáng)度，使其為金錫合金。如圖4所示，將受光發(fā)光元件安裝到副安裝基板上。該安裝通過(guò)導(dǎo)電性銀膏和金 導(dǎo)線進(jìn)行。發(fā)光元件使用發(fā)光中心波長(zhǎng)為850nm的VCSEL，受光元件使用PD。接著，將側(cè)面安裝有受光發(fā)光元件的副安裝基板安裝在印刷基板上。副安裝基板 的運(yùn)送通過(guò)真空鑷子進(jìn)行，使用導(dǎo)電性銀膏焊接在印刷基板的電極焊盤上。接著，進(jìn)行光波導(dǎo)路徑的位置對(duì)準(zhǔn)和固定。光波導(dǎo)路徑使用由石英玻璃形成的纖 芯直徑為50 μ m的聚合物包層光纖。該聚合物包層光纖的包層使用含氟聚合物。位置對(duì)準(zhǔn) 是使VCSEL和PD實(shí)際地工作并利用主動(dòng)校準(zhǔn)法進(jìn)行。接著，向光波導(dǎo)路徑端部和副安裝基板部分滴下樹脂，并使其固化。樹脂使用固化 后的折射率為1. 45的UV固化型樹脂。如圖6所示，使用空氣分配器(air dispenser)滴 下適量，以使光波導(dǎo)路徑端部、VCSEL、PD、副安裝基板被固定。在滴下后，照射UV光，使其固 化，制作光通信模塊。使用已制作的光通信模塊，進(jìn)行傳輸實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在VCSEL驅(qū)動(dòng)速度為IGHz下，驅(qū)動(dòng) 4小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)。實(shí)施例2使用實(shí)際上按照本發(fā)明的制造方法制作的光通信模塊，進(jìn)行影像傳輸實(shí)驗(yàn)。
作為發(fā)光元件，使用發(fā)光波長(zhǎng)為850nm且截止頻率為2. 5GHz的面發(fā)光型激光器 (VCSEL)。VCSEL使用市面銷售產(chǎn)品，如圖1所示，選擇的類型是利用引線焊接使陽(yáng)極與電極 結(jié)合且使用導(dǎo)電膏使陰極與電極結(jié)合的類型的元件。作為受光元件，使用截止頻率為2. 5GHz的GaAs光電二極管(PD)。PD使用市面銷 售產(chǎn)品，與VCSEL —樣選擇形狀為利用引線焊接使陽(yáng)極導(dǎo)電且利用導(dǎo)電膏使陰極導(dǎo)電的元 件。副安裝基板使用與實(shí)施例1中記載的副安裝基板相同的基板。對(duì)副安裝基板使用 導(dǎo)電性銀膏和金導(dǎo)線，安裝VCSEL和PD。接著，對(duì)側(cè)面安裝有VCSEL和PD的副安裝基板進(jìn)行安裝。副安裝基板的運(yùn)送通過(guò) 真空鑷子進(jìn)行，使用導(dǎo)電性銀膏焊接在印刷基板的電極焊盤上。圖7是將側(cè)面安裝有VCSEL的副安裝基板安裝于印刷基板上的構(gòu)件的焊接部分的 放大圖。在該圖7中，符號(hào)61表示VCSEL，62表示副安裝基板，63表示金導(dǎo)線，64表示印刷 基板，65表示電極。如在前述的實(shí)施方式的說(shuō)明所示，在該時(shí)刻，不涂布對(duì)與VCSEL結(jié)合的 金導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)的樹脂、使VCSEL和副安裝基板的焊接強(qiáng)度提高之類的模塑樹脂、使副安 裝基板和印刷基板的焊接強(qiáng)度提高之類的模塑樹脂。接著，對(duì)光波導(dǎo)路徑和VCSEL及PD進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)并進(jìn)行固定。作為光波導(dǎo)路徑，使用市售的多模石英玻璃光纖。該玻璃光纖的光傳播纖芯直徑 為 50 μ m0位置對(duì)準(zhǔn)是使VCSEL和PD實(shí)際地工作并利用主動(dòng)校準(zhǔn)法進(jìn)行的。在進(jìn)行了位置 對(duì)準(zhǔn)之后，向光纖和VCSEL及PD的結(jié)合部滴下適量的固化后的折射率為1. 45的UV固化型 樹脂，照射波長(zhǎng)為365nm的紫外光使其固化。UV固化型樹脂使用市售的樹脂。樹脂的滴下 與實(shí)施例1 一樣使用空氣分配器(air dispenser)進(jìn)行。圖9是UV樹脂固化后的PD和光纖的耦合部的放大圖。圖9中，符號(hào)71表示PD， 72表示副安裝基板，73表示金導(dǎo)線，74表示印刷基板，75表示電極(印刷基板)，76表示光 纖，77表示UV固化型樹脂。如在前述的實(shí)施方式的說(shuō)明所示，在通過(guò)固定光纖和PD的UV的固化型樹脂，可以 實(shí)現(xiàn)與PD耦合的金導(dǎo)線的保護(hù)、PD與副安裝基板的焊接強(qiáng)度的提高、副安裝基板與印刷基 板的焊接強(qiáng)度的提高。將如此制作的光通信模塊整體的結(jié)構(gòu)示于圖10。圖10中，符號(hào)80表示在本實(shí)施 例中制作的光通信模塊，81表示借助副安裝基板安裝有VCSEL或PD的一方的印刷基板，82 表示借助副安裝基板安裝有VCSEL或PD的一方的印刷基板，83表示以能光耦合的方式連接 雙方的印刷基板的VCSEL和PD的光纖。使用該光通信模塊進(jìn)行傳輸實(shí)驗(yàn)。使用市售的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分析器，進(jìn)行VCSEL-光 纖-PD之間的光信號(hào)傳輸中的比特差錯(cuò)率的測(cè)定，結(jié)果在驅(qū)動(dòng)速度2. 5GHz下，驅(qū)動(dòng)4小時(shí)， 可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)。另外，使用市售的取樣示波器，進(jìn)行網(wǎng)眼圖形的測(cè)定。圖10表示測(cè)得的網(wǎng)眼圖形。 根據(jù)圖10所示的網(wǎng)眼圖形，可以確認(rèn)該光通信模塊獲得足夠的開口。另外，使用該光通信模塊，進(jìn)行圖像信號(hào)的傳輸實(shí)驗(yàn)。對(duì)從CCD照相機(jī)輸出的模擬 信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，進(jìn)而進(jìn)行串行化，然后以LVDS方式進(jìn)行傳輸。模擬轉(zhuǎn)換、串行化、LVDS對(duì)應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換，使用市售的通信用板進(jìn)行。能夠?qū)崟r(shí)地傳輸實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、CCD照相機(jī)的影像， 將其顯示于顯示器上。實(shí)施例3在頭戴顯示器123和其控制裝置125之間應(yīng)用光收發(fā)裝置。將簡(jiǎn)要構(gòu)成示于圖 15。本裝置是被試驗(yàn)者IM戴在頭部的護(hù)目鏡型的頭戴顯示器123，成為與單耳的外周匹配 并固定的形式，從戴在耳朵上的部分的后方取出光波導(dǎo)路徑126。為了提高對(duì)耳朵的匹配 感，另外出于外觀設(shè)計(jì)性的問題，光波導(dǎo)路徑126的取出部如圖16所示，具備設(shè)置在頭戴 顯示器123的后端部的印刷基板127、在該印刷基板127上安裝的副安裝基板128、在該副 安裝基板128的側(cè)面安裝的受光發(fā)光元件、以能光耦合的方式與該元件連接的光波導(dǎo)路徑 129。由于該頭戴顯示器123是小型的，光發(fā)送裝置的印刷基板127被收納于圖16所示的 位置。因此，光波導(dǎo)路徑1 與光發(fā)送裝置基板不是水平的，而是成規(guī)定角度。利用本實(shí)驗(yàn) 例的實(shí)驗(yàn)機(jī)，成約50°的角度。作為這里應(yīng)用的光發(fā)送裝置，準(zhǔn)備相對(duì)于印刷基板127射出 角度為50°的光發(fā)送裝置，搭載于頭戴顯示器實(shí)驗(yàn)機(jī)上，進(jìn)行傳輸實(shí)驗(yàn)。作為比較，也準(zhǔn)備 射出角度為0°的光發(fā)送裝置，進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，在將光發(fā)送裝置搭載于頭戴顯示器123的狀態(tài)下，進(jìn)行傳輸實(shí)驗(yàn)。使用市售 的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分析器，進(jìn)行VCSEL-光纖-PD之間的光信號(hào)傳輸中的比特差錯(cuò)率的測(cè)定，結(jié)果 在驅(qū)動(dòng)速度1. 5GHz下，驅(qū)動(dòng)4小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)。另外，使用市售的取樣示波器，進(jìn)行 網(wǎng)眼圖形的測(cè)定。結(jié)果可以確認(rèn)獲得了足夠的開口。為了進(jìn)行比較，即便是射出角度為0°的光發(fā)送裝置也進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在使 頭戴顯示器123靜止的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了無(wú)差錯(cuò)，但實(shí)際上是戴在被試驗(yàn)者124的耳朵上，當(dāng) 試驗(yàn)者步行時(shí)，結(jié)果網(wǎng)眼圖形有較大紊亂，無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的傳輸。在搭載有射出角度(受光 發(fā)光角度Θ)為0°的光發(fā)送裝置的情況下，由頭戴顯示器123的光波導(dǎo)路徑1 取出部向 光纖施加過(guò)度的力，可靠性降低。實(shí)施例4在移動(dòng)電話130內(nèi)的布線中應(yīng)用了光收發(fā)裝置。將簡(jiǎn)要構(gòu)成示于圖17。圖中，符 號(hào)130是移動(dòng)電話，131是液晶顯示器，132是鍵盤，133是照相機(jī)模塊，134和135是印刷基 板，136是光波導(dǎo)路徑。在以移動(dòng)電話為代表的薄型電子設(shè)備中，安裝在印刷基板上的部件的高度必須為 Imm以下，期待進(jìn)一步的矮化。為了應(yīng)對(duì)該要求，通過(guò)應(yīng)用受光發(fā)光角度為0°的光發(fā)送裝 置和光接收裝置，含有受光發(fā)光元件、光波導(dǎo)路徑、固定樹脂，可以實(shí)現(xiàn)自印刷基板的高度 為0.7mm的光收發(fā)裝置。將裝置構(gòu)成示于圖18的(a)。在圖18的(a)中，符號(hào)135 (134) 是印刷基板，136是光波導(dǎo)路徑，137是副安裝基板，138是作為發(fā)光元件的VCSEL，139是將 它們一并覆蓋的樹脂。另夕卜，圖18的(a)中的各部尺寸a f如下所示。a = 0. 70mm、b = 0. 50mm,c = 0. 30mm, d = 0. 25mm, e = 0. 10mm、f = 0. 25mm。作為光波導(dǎo)路徑 136，使用了外徑為 80 μ m 的石英玻璃光纖。該石英玻璃光纖的外側(cè)涂敷有UV固化聚氨酯樹脂，外徑為125 μ m。另 外，作為樹脂139，使用UV固化型環(huán)氧樹脂。副安裝基板137使用液晶聚合物并利用注塑成形法來(lái)制作。關(guān)于受光發(fā)光元件向 副安裝基板137的安裝、及副安裝基板137向印刷基板134、135的安裝、及光波導(dǎo)路徑136向印刷基板134、135的安裝，使用安裝電子設(shè)備的自動(dòng)機(jī)(安裝機(jī))進(jìn)行。由于有注塑成形 品的尺寸誤差、及利用自動(dòng)機(jī)的安裝位置精度誤差，所以即便制作受光發(fā)光角度θ =0° 的光收發(fā)裝置，也會(huì)對(duì)應(yīng)于安裝機(jī)的能力產(chǎn)生誤差。在此次的實(shí)驗(yàn)中，為了研究針對(duì)制造誤 差的容許值，故意制作在-3° 3°的范圍內(nèi)傾斜的樣品。另外，除了射出角度偏移、受光角度偏移之外，如圖18的(b)所示，為了也能夠假 設(shè)發(fā)生光纖角度偏移，還制作在-3° 3°的范圍內(nèi)具有光纖角度偏移的樣品。需要說(shuō)明 的是，光纖偏移角度被定義成光纖的中心線與印刷基板上面所成的角度。如果從圖18的(a)的各部尺寸a f來(lái)考察，可知即便射出角度偏移數(shù)度，也能 夠?qū)崿F(xiàn)很大的矮化。另外，嘗試用已偏移的光收發(fā)裝置進(jìn)行傳輸實(shí)驗(yàn)，結(jié)果與沒有偏移的裝 置相比，可以毫不遜色地實(shí)現(xiàn)足夠穩(wěn)定的傳輸特性。例如，在圖18的(b)所示的光纖偏移 中，當(dāng)光纖偏移角度為5°時(shí)，高度增加量g為0. 03mm以下，稍微增加即可。圖19是表示認(rèn)為在圖18的(a)所示的光收發(fā)裝置中發(fā)生的角度偏移的圖形的 圖，圖19的(a)是沒有角度偏移的光收發(fā)裝置的主要部分主視圖，(b)是表示射出角度偏 移的狀態(tài)的主要部分主視圖，(c)是表示光纖角度偏移的狀態(tài)的主要部分主視圖。需要說(shuō) 明的是，在圖19的(b)中，例示安裝有VCSEL時(shí)的射出角度偏移，但安裝有PD等受光元件 時(shí)的受光角度偏移也是一樣的。發(fā)生該射出/受光角度偏移的主要原因在于，有將副安裝基板137安裝在印刷基 板135(134)上時(shí)的偏移、以及將受光發(fā)光元件安裝在副安裝基板137上時(shí)的偏移。圖19 的(b)是前者的偏移。對(duì)于本發(fā)明的光收發(fā)裝置，也包括圖19的(b)、圖19的(c)那樣的角度偏移，可知 如果數(shù)度的角度偏移，在實(shí)際應(yīng)用上可以實(shí)現(xiàn)足夠的光收發(fā)功能。受光發(fā)光元件和光波導(dǎo) 路徑端被折射率已得到控制的樹脂一并固定，所以即便是比較粗略的光軸校準(zhǔn)，也可以提 高受光發(fā)光元件和光波導(dǎo)路徑的耦合效率，另外，可以認(rèn)為是相對(duì)于來(lái)自外部的物理應(yīng)力， 其耦合效率的變化小的緣故。因此，在制造本發(fā)明的光收發(fā)裝置時(shí)，即便有數(shù)度的偏移，認(rèn) 為實(shí)質(zhì)上是相同的模塊。實(shí)施例5如圖20所示，制作結(jié)構(gòu)如下所示的光收發(fā)裝置140，所述光收發(fā)裝置140在印刷基 板141上安裝副安裝基板142，所述副安裝基板142在側(cè)面安裝有發(fā)光元件143或受光元 件，使發(fā)光元件143與光纖型的光波導(dǎo)路徑144的一端耦合，用內(nèi)側(cè)的樹脂層145、中間的 樹脂層146、混合有導(dǎo)熱性填料148的外側(cè)的樹脂層147這三層樹脂層，覆蓋整個(gè)發(fā)光元件 143和整個(gè)副安裝基板142、及光波導(dǎo)路徑144的端部。作為發(fā)光元件143，使用發(fā)光中心波長(zhǎng)為850nm的VCSEL。內(nèi)側(cè)的樹脂層145使用 固化后的折射率為1. 457且混合有折射率已被調(diào)整的石英玻璃填料10質(zhì)量％的紫外線固 化型環(huán)氧樹脂。中間的樹脂層146使用固化后的折射率為1. 452且混合有折射率已被調(diào)整 的石英玻璃填料10質(zhì)量％的紫外線固化型環(huán)氧樹脂。外側(cè)的樹脂層147使用混合有碳填 料10質(zhì)量％作為導(dǎo)熱性填料148的紫外線固化型環(huán)氧樹脂。光波導(dǎo)路徑144使用石英玻 璃制光纖。為了進(jìn)行比較，還制作內(nèi)側(cè)、中間外側(cè)的各樹脂層使用不含填料的環(huán)氧樹脂的樣品。
對(duì)已制作的樣品進(jìn)行熱循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)是邊以發(fā)光功率0. 3mW使VCSEL發(fā)光邊進(jìn) 行。以圖21所示的圖表為1個(gè)循環(huán)，進(jìn)行500次循環(huán)的處理，用光學(xué)顯微鏡觀察處理后的 樣品的VCSEL和樹脂層和光纖的焊接部。在為了進(jìn)行比較而制作的樣品(無(wú)填料)中，見到少數(shù)在VCSEL和樹脂的焊接部、 及光纖和樹脂的焊接部發(fā)生剝脫的樣品。在樹脂層中添加了填料的樣品中，幾乎未見有焊 接部剝脫。其結(jié)果，可知在樹脂層中添加了填料的樣品具有強(qiáng)熱循環(huán)性。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例5中，使用市售的填料作為石英玻璃。在用市售的石英玻 璃填料難以調(diào)整折射率的情況下，可以使用氣相合成法合成石英玻璃填料而使用。作為原 料，例如可以使用四氯化硅。將四氯化硅的蒸氣與氬氣、氮?dú)獾冗\(yùn)載氣體、氧氣混合，運(yùn)送至 合成室，加熱至800°C 1500°C左右，由此可以得到球狀的石英玻璃填料。為了調(diào)整石英玻 璃填料的折射率，例如將四氯化鍺、三氯化鋁等的蒸氣與四氯化硅的蒸氣混合，進(jìn)行合成即 可。通過(guò)將鍺、鋁等元素添加到適應(yīng)玻璃中，可以使石英玻璃的折射率升高。對(duì)應(yīng)于添加的 分量，可以調(diào)整折射率上升量。工業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的光通信模塊的制造方法，可以高效且低價(jià)生產(chǎn)薄型且小型的光通信 模塊。
權(quán)利要求
1.一種光收發(fā)裝置，其中，具有印刷基板；在側(cè)面安裝發(fā)光元件和受光元件的一方或 雙方而成的副安裝基板；和設(shè)置在所述發(fā)光元件及受光元件之間且可以與這些元件光耦合 的光波導(dǎo)路徑，所述發(fā)光元件和所述受光元件，具有使其正面是進(jìn)行發(fā)光或受光的面，背面是應(yīng)與所 述副安裝基板相接的面，且發(fā)光或受光方向垂直于所安裝的所述副安裝基板的構(gòu)造，所述發(fā)光元件和所述受光元件借助所述副安裝基板，按照使它們的發(fā)光及受光方向成 為不與所述印刷基板垂直的方向的方式，安裝在所述印刷基板上，且整個(gè)所述副安裝基板、 整個(gè)發(fā)光元件及整個(gè)受光元件和與它們相鄰的所述光波導(dǎo)路徑的端部，被樹脂一并覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光收發(fā)裝置，其中，所述樹脂還覆蓋所述印刷基板的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光收發(fā)裝置，其中，用于使所述發(fā)光元件及受光元件通電的焊接導(dǎo)線被所述樹脂一并覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的光收發(fā)裝置，其中，所述光波導(dǎo)路徑是從石英玻璃光纖、聚合物包層光纖、塑料光纖、聚合物波導(dǎo)管中選擇 的1種或2種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的光收發(fā)裝置，其中，所述光波導(dǎo)路徑為石英玻璃光纖，一并覆蓋的樹脂的固化后的折射率在1. 40 1. 60 的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的光收發(fā)裝置，其中，所述發(fā)光元件和受光元件的受光發(fā)光方向與所述印刷基板平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)所述的光收發(fā)裝置，其中，所述樹脂為2層或3層以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光收發(fā)裝置，其中，在2層或3層以上的樹脂的最外側(cè)的樹脂層中混合有導(dǎo)熱性填料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光收發(fā)裝置，具有印刷基板；在側(cè)面安裝發(fā)光元件和受光元件的一方或雙方而成的副安裝基板；和設(shè)置在上述發(fā)光元件及受光元件之間且可以與這些元件光耦合的光波導(dǎo)路徑，上述發(fā)光元件和上述受光元件，具有使其正面是進(jìn)行發(fā)光或受光的面，背面是應(yīng)與上述副安裝基板相接的面，且發(fā)光或受光方向垂直于所安裝的上述副安裝基板的構(gòu)造，上述發(fā)光元件和上述受光元件借助上述副安裝基板，按照使它們的發(fā)光及受光方向成為不與上述印刷基板垂直的方向的方式，安裝在上述印刷基板上，且整個(gè)上述副安裝基板、整個(gè)發(fā)光元件及整個(gè)受光元件和與它們相鄰的上述光波導(dǎo)路徑的端部，被樹脂一并覆蓋。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102109646SQ201110046830
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者大橋正和, 寺田佳弘, 市井健太郎, 畔上幸士 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)