光缆模块的制作方法

专利名称：光缆模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及光数据传输用光模块，特别涉及具有柔软性的光缆模块 及其制造方法。
背景技术：
近年来，能够高速进行大容量的数据通信的光通信网正在扩大。今 后，可预想该光通信网将搭载在民用设备上。而且，特别地，作为在设 备内的基板之间传输数据的用途，寻求能像现在的电缆一样使用的、电 输入输出的光数据传输线缆(光缆)。作为该光缆，如果考虑挠性，则优 选使用薄膜光波导。
光波导由折射率大的芯和与该芯的周围相接设置的折射率小的包层 形成，使入射到芯的光信号一边在该芯和包层之间的边界反复进行全反 射一边进行传输。并且，薄膜光波导的芯和包层由柔软的高分子材料构 成，所以具有柔软性。
在将该具有柔软性的薄膜光波导用作光缆的情况下，必须与光电转 换元件(受光/发光元件)对齐位置来进行光耦合。受光/发光元件是将电 信号转换成光信号发送，并接收光信号而将其转换成电信号的元件，在 光输入侧使用发光元件，在光输出侧使用受光元件。由于该位置对齐对 光耦合效率造成影响，所以要求精密度。
图16示出对薄膜光波导和受光/发光元件进行光耦合而构成的光缆 模块的一个结构例。
图16所示的光缆模块100构成为在其光入射侧或光出射侧端部具有 光波导101、受光/发光元件102和支承基板103。光波导101在其端部附 近通过粘接等固定在支承基板103上，光波导101的端部和受光/发光元 件102的相对位置关系处于被固定的状态。支承基板103具有受光/发光元件102的搭载面和光波导101的固定 面(粘接面)为不同面的阶梯。并且，光波导101的端面不与光轴(沿 着芯部的长度方向的中心轴)垂直，而是倾斜地切断来形成光路转换镜。 由此，在光波导101的芯部中传递来的信号光由上述光路转换镜反射， 改变其行进方向而朝向受光/发光元件102出射。
在专利文献1和2中公开了如下结构在发光元件和光波导的间隙 中填充折射率高的树脂，通过该树脂来粘接固定光波导。在该结构中， 通过上述树脂层来抑制不期望的界面反射，实现光耦合效率的提高。
专利文献l:日本国公开专利公报"日本特开2000-214351号公报(公 开日2000年8月4日)"
专利文献2:日本国公开专利公报"日本特开2000-9968号公报(公开 日2000年1月14日)"
专利文献3:日本国公开专利公报"日本特开2004-233687号公报(公 开日2004年8月19日)"
但是，在上述图16所示的结构的光缆模块中，光波导101的前端部 分比支承基板103中的该光波导101的支承区域向光轴方向侧突出。该 情况下，由于光波导101是柔软性高的薄膜光波导，因此，由于重力等 的影响，在没有由支承基板103支承的前端部中，可能产生图17所示的 挠曲。
在光波导101的前端部中产生这种挠曲的情况下，在光输入侧，来 自发光元件102的光信号无法可靠地到达光波导101的光路转换镜，光 信号可能无法导入光波导101的芯部。并且，在光输出侧，从光波导101 输出的光信号无法到达受光元件102的中心，使光波导和受光/发光元件 之间的光耦合产生光学损失。即，在光输入侧和光输出侧中都在光波导 101的前端部产生过大的挠曲的情况下，产生光信号的传递不良。
在专利文献1和2的结构中，构成为在受光/发光元件和光波导的间 隙中填充树脂，所以，该光波导的前端部分由树脂来固定，认为不会产 生上述这种光波导的挠曲。但是，在上述专利文献1和2的结构中，由 于在发光元件和光波导的间隙中填充的树脂的硬化收縮，产生在受光/发光元件和光波导之间难以高精度地进行定位的问题。

发明内容
本发明正是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，实现能够达成 光波导和受光/发光元件的稳定耦合的光缆模块。
为了达成上述目的，本发明的光缆模块在支承基板上具有受光/发光 元件和由包层包围芯部而构成的光波导，其特征在于，上述光波导具有 光路转换镜，该光路转换镜对在上述芯部中传递的光信号的光路的朝向 进行转换，光在上述光波导的出射面或光对该光波导的入射面被配置成 与上述受光/发光元件中的受光面或发光面对置，在设上述支承基板中从 支承上述光波导的支承面的端部到光波导的芯部中的光路转换镜的中心
为波导突出量L，设上述光波导的每单位长度的载荷为w，设上述光波导 的截面二次力矩为Iz，设上述光波导的纵弹性系数为E的情况下，上述 波导突出量L满足以下关系1.0^ (wL3/6EIz) (180/兀)。
另外，上述受光/发光元件在对光波导入射光的光入射侧是指发光元 件，在从光波导出射光的光出射侧是指受光元件。
这里，如果设光波导的前端中的光出射面(或光入射面)和光波导 没有挠曲(垂下)的状态下的该光波导的光出射面(或光入射面)所成 的角度为波导前端垂下角度e，则6= (wLV6EIz) (180/7C)的关系成立。 并且，通过(波导的每单位长度的质量)X (重力加速度+实际可使用的 加速度最大值)，来求出光波导的每单位长度的载荷w，但是，波导前端 垂下角度e的允许角度6max为1.0°左右。因此，在光缆模块中，通过 将波导突出量L限制为满足1.0^ (wL3/6EIz) (180/7i)的值，能够将
波导前端垂下角度e抑制在允许角度即1.0°以内，能够将在光波导中产
生的挠曲量限制在不产生光信号的传递不良的程度。
并且，为了达成上述目的，本发明的另一光缆模块在支承基板上具 有受光/发光元件和由包层包围芯部而构成的光波导，其特征在于，光在 上述光波导的出射面或光对该光波导的入射面被配置成与上述受光/发光 元件中的受光面或发光面对置，上述光波导在上述支承基板的从该光波导的支承面突出的突出部中，在该光波导中的存在光的输入输出面一侧 和/或不存在光的输入输出面一侧的面上具有加强部件。
根据上述结构，在光波导的上面(不存在光的输入输出面一侧的面) 或下面(存在光的输入输出面一侧的面)配置加强部件，由此，抑制光 波导中的挠曲的产生，能够将在光波导中产生的挠曲量限制在不产生光 信号的传递不良的程度。
并且，为了达成上述目的，本发明的又一光缆模块在支承基板上具 有受光/发光元件和由包层包围芯部而构成的光波导，其特征在于，上述 光波导具有光路转换镜，该光路转换镜对在上述芯部中传递的光信号的 光路的朝向进行转换，光在上述光波导的出射面或光对该光波导的入射 面被配置成与上述受光/发光元件中的受光面或发光面对置，上述受光/ 发光元件由密封树脂密封，在上述受光/发光元件的受光面或发光面上的 上述密封树脂的表面和上述光波导中的出射面或入射面之间设有空隙， 在设上述支承基板中从支承上述光波导的支承面的端部到光波导的芯部
中的光路转换镜的中心为波导突出量L，设上述密封树脂中产生的圆角的 光波导光轴方向的宽度为F的情况下，满足以下关系L^F。
这里所说的圆角是指涂敷的硬化前的密封树脂在与支承基板的界 面(与光波导光轴垂直的界面)中由于表面张力而鼓出，该表面成为不 与受光/发光元件的受光/发光面平行的面而硬化的部分。并且，密封树脂
的圆角宽度F是指，密封树脂的表面和受光/发光元件的受光/发光面所成 的角为5。以上的区域的光波导光轴方向的宽度。
根据上述结构，上述圆角延及到受光/发光元件的受光/发光面上的区 域，能够避免对光信号的传递造成不良影响(传递效率降低等)这样的 缺陷。


图1示出本发明的实施方式，是示出在光缆模块中产生的光波导的 垂下的剖视图。
图2是示出上述光缆模块的主要部分结构的剖视图。图3示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图4示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图5示出本发明的实施方式，是示出光波导中的加强部件的安装例 的剖视图。
图6示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图7示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图8示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图9是示出在上述光缆模块中在光波导的支承面中填充密封树脂的 状态的图。
图IO示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图11示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图12示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图13示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图14示出本发明的实施方式，是示出光缆模块的主要部分结构的剖 视图。
图15是示出在上述光缆模块中硬化时的密封树脂的状态的图。 图16是示出现有的光缆模块的主要部分结构的剖视图。 图17是示出在现有的光缆模块中光波导的垂下的图。 图18是示出密封受光/发光元件后安装光波导的光缆模块的结构例 的剖视图。图19是示出密封受光/发光元件后安装光波导的光缆模块的结构例 的剖视图。
图20 (a)是示出密封受光/发光元件后安装光波导的光缆模块的结 构例的剖视图。
图20 (b)是示出密封受光/发光元件后安装光波导的光缆模块的结 构例的剖视图。
具体实施例方式
下面，根据

本发明的一个实施方式。首先，参照图2说明 本实施方式的光缆模块的一个结构例。
图2所示的光缆模块1构成为在其端部附近大致具有光波导10、受 光/发光元件11、密封树脂12和支承基板13。光波导10的端部通过粘接 等固定在支承基板13上，光波导10的端部和受光/发光元件11的相对位 置关系处于被固定的状态。进而，为了容易地取出受光/发光元件11输出 的电信号，光缆模块1也可以具有电布线和电连接部。并且，受光/发光 元件11在对光波导IO入射光的光入射侧端部为激光二极管等发光元件， 在从光波导10出射光的光出射侧端部为光电二极管等受光元件。
首先，光波导10由芯部IOA、上包层10B和下包层10C构成。艮P， 光波导io具有通过上包层10B和下包层10C夹住芯部10A的层叠结构。 由光波导10传递的光信号一边在芯部10A和上包层10B的界面或芯部 IOA和下包层IOC的界面受到反射， 一边在芯部10A内行进。另外，在 图2中，在光波导10的端部附近，设光波导10的长度方向(光轴方向) 为X轴方向，设芯部IOA、上包层IOB和下包层IOC的层叠方向为Y轴 方向。并且，该Y轴方向与支承基板13中的受光/发光元件11的搭载面 的法线方向一致。
光波导IO中的端面不垂直于光轴(X轴)，而是倾斜地切断来形成 光路转换镜10D。具体而言，光波导IO的端面垂直于XY平面，且相对
于x轴倾斜了角度e (e<90。)。
由此，在光波导10中的光的出射侧，在芯部10中传递来的信号光被光路转换镜10D反射，改变其行进方向，从光路转换镜10D的出射面 朝向受光元件11出射。并且，在光波导10中的光的入射侧，从发光元 件11出射的信号从光路转换镜10D的入射面入射后，被光路转换镜10D 反射，改变其行进方向，传递到芯部10。这里，通过设置光路转换镜10D 而配置成，光波导10中的光的出射面(或入射面)存在于下包层10C (也 可以是上包层10B)的外表面，受光/发光元件11的受光面(或发光面) 与光波导IO中的光的出射面(或入射面)对置。
另外，光路转换镜10D的倾斜角度e通常设定为45。，以容易对齐 该光路转换镜10D和受光/发光元件11的位置。但是，在本发明中，光 路转换镜10D的倾斜角度6不限于45° ，如果光路转换镜10D的倾斜角 度0小于45° ，则容易将受光/发光元件11配置在密封树脂12的不产生 圆角的区域，是优选的。具体而言，优选将光路转换镜10D的倾斜角度 0设定在35° 50°的范围内。另外，光路转换镜也可以是相对于光波 导10的端部外装反射镜部的结构。
密封树脂12的作用之一在于，通过密封受光/发光元件11，在灰尘 和湿气方面保护受光/发光元件11，提高光缆模块1的可靠性。除此之外， 密封树脂12还有以下作用防止在光波导10和受光/发光元件11之间传 递的光信号的扩散，抑制光信号的扩散导致的光学损失。在密封树脂12 中，可以优选使用具有高折射率的环氧系、丙烯系、硅系、聚氨系等透 明树脂。并且，只要密封树脂12是折射率比空气的折射率大的材料，就 具有效果。
另外，在图2的结构中，密封树脂12不是填充光波导10和受光/发 光元件11的间隙整体，而是在密封树脂12和光波导10之间设有空隙。 即，在受光/发光元件11的受光面或发光面上的密封树脂12的表面和光 波导10中的出射面或入射面之间设有空隙。这是因为，在光波导10与 密封树脂12相接的结构的情况下，密封树脂12的硬化收缩对光波导10 的定位造成不良影响。
作为图2所示的结构的光缆模块1的制造步骤，首先，在支承基板 13中的面13a上搭载受光/发光元件11，然后，涂敷规定厚度的密封树脂12后使其硬化。然后，在支承基板13中的面13b上粘接固定光波导10。 在上述结构的光缆模块1中，构成为光波导10中与受光/发光元件 11对置的对置面不与密封树脂12接触，所以，密封树脂12的硬化收缩 不会对光波导10造成影响。因此，在将光波导10粘接固定在支承基板 13时，能够实现高位置精度。
在本实施方式的光缆模块l中，如下规定光波导10的突出量，以使 得不会由于光波导IO挠曲而产生光信号的传递不良。
首先，如图1辆示，设波导突出量为L (m)，设波导前端垂下角度 为e (° )，设波导的每单位长度的载荷为w (N/m)，设波导的截面二次 力矩为Iz (m4)，设波导的纵弹性系数为E (Pa)。这里，波导突出量L 为从支承光波导10的支承面13b的端部到芯部10A中的光路转换镜10D
的中心。波导前端垂下角度e为光波导io的前端中的光出射面(或光入
射面)和光波导10没有挠曲(垂下)的状态下的该光波导10的光出射 面(或光入射面)所成的角度。并且，通过(波导的每单位长度的质量) X (重力加速度+实际可使用的加速度最大值)，来求出波导的每单位长 度的载荷w。
该情况下，波导前端垂下角度e (° )通过以下(i)式来取得。
<formula>formula see original document page 11</formula> … (1)
这里，波导前端垂下角度e的允许角度9max为1.0°左右。因此， 在光缆模块1中，将波导突出量L限制为满足1.0^ (wL3/6EIz) (180/兀) 的值。具体而言，将波导突出量L规定在400]im以下的范围内。另外， 作为实际可使用的加速度最大值，使用20m/s2。
这样，在本实施方式的光缆模块1中，通过规定光波导10的突出量， 能够将在光波导10中产生的挠曲量限制在不产生光信号的传递不良的程 度。由此，能够达成光波导和受光/发光元件的稳定耦合。
并且，在上述说明的光缆模块l中，通过规定光波导10的突出量， 来限制在光波导10中产生的挠曲量，但是，除此之外，也可以构成为减 少在光波导10中产生的挠曲。下面，说明减少在光波导10中产生的挠 曲的其他结构例。图3构成为通过在光波导10的上面(不存在光的输入输出面一侧的 面)配置加强部件14a，来抑制光波导10中的挠曲产生。加强部件14a 可以构成为将板状的加强板粘贴在光波导10上，也可以构成为将髙硬化 树脂涂敷在光波导10上并使其硬化。另外，在涂敷高硬化树脂并使其硬 化的情况下，只要在光波导IO不产生挠曲的状态下一边保持一边使其硬 化即可。
并且，图4构成为通过在光波导10的下面(存在光的输入输出面一 侧的面)上配置加强部件14b，来抑制光波导10中的挠曲产生。加强部 件14b为光透射性部件，与加强部件14a同样，可以构成为将板状的加 强板粘贴在光波导10上，也可以构成为将高硬化树脂涂敷在光波导10 上并使其硬化。
另外，虽然没有图示，但是，在光缆模块1中，加强部件可以设置 在光波导10的侧面，也可以设置在任意多个面上(例如，也可以具有光 波导10的上面中的加强部件14a和光波导10的下面中的加强部件14b 这双方)。并且，加强部件不需要配置在光波导10的安装面整体上。例 如，可以构成为设置在光波导10的安装面两侧(参照图5)或安装面前 端部。
并且，在上述说明的光缆模块1中，通过密封树脂12来密封受光/ 发光元件ll，但是，通常会在该密封树脂12中产生圆角。另外，这里所 说的圆角是指涂敷的硬化前的密封树脂12在与支承基板13的界面(与 X轴垂直的界面)中由于表面张力而鼓出，该表面成为不与受光/发光元 件11的受光/发光面平行的面而硬化的部分。
在光缆模块1中，如图6所示，在上述圆角延及到受光/发光元件11 的受光/发光面上的区域的情况下，可能对光信号的传递造成不良影响(传 递效率降低等)。为了避免这种缺陷，优选规定光波导10的突出量。
在图6中，设密封树脂圆角宽度为F。这里，密封树脂圆角宽度F 是指，密封树脂12的表面和受光/发光元件11的受光/发光面所成的角为 5°以上的区域的X轴方向的宽度。而且，在光缆模块l中，将波导突出 量L设定为密封树脂圆角宽度F以上的大小。g卩L^F。由于密封树脂12的材料的不同，密封树脂圆角宽度F的产生量稍微不同，但是，只要将 波导突出量L规定在lOO^m以上，优选为130nm以上即可。
并且，作为减小光波导IO的波导突出量L而使其难以产生挠曲、且 能够降低上述圆角的不良影响的方法，考虑使光路转换镜IOD的倾斜角 度e小于45。的结构。即，如果减小光路转换镜IOD的倾斜角度e，则 即使如图7的单点划线所示，在将受光/发光元件11配置在密封树脂12 的没有产生圆角的区域、且光波导10的突出量少的状态(在光波导10 的前端形成的光路转换镜10D不存在于受光/发光元件11的正上方的状 态)下，也能够获得光波导10和受光/发光元件11的光耦合。另外，只 要光路转换镜10D的倾斜角度e小于45。就能够获得上述效果，但是， 更优选为35°以上、40°以下。
并且，作为减小光路转换镜10D的倾斜角度e的结构的变形例，如 图8所示，可以构成为将受光/发光元件11配置在密封树脂12表面的圆 角的产生区域中，在光波导10和受光/发光元件11的光耦合中使用基于 圆角表面的角度的折射。在该结构中，能够将受光/发光元件11配置在支 承基板13中的光波导10的支承面侧，能够进一步减小光波导10的波导 突出量L。
并且，密封树脂12形成为在与光波导10之间具有空隙，所以，在 光缆模块1中，使密封树脂12硬化后，在支承基板13上固定光波导10。 此时，如图9所示，密封树脂12延及到支承基板13中的光波导10的支 承面13b。
这样，可以知道在密封树脂12延及到光波导10的支承面13b的 状态下，当在支承基板13上粘接固定光波导10时，无法进行光波导10 的准确定位。因此，需要使密封树脂12不延及到支承基板13中的光波 导10的支承面13b。以下，说明用于使密封树脂12不延及到支承基板 13中的光波导10的支承面13b的各种结构和方法。
作为第1方法，如图10和图11所示，考虑在支承基板13中与密封 树脂12接触的接触面13c (与X轴垂直的面)上设置凹部或凸部。艮P， 密封树脂12延及到支承基板13中的面13b是因为，密封树脂12由于其表面张力沿着面13c扩展，通过在面13c上设置凹部或凸部，能够防止 密封树脂12扩展到面13b。并且，代替设置凹部或凸部，如图12和图 13所示，通过在面13c上设置阶梯也能够获得同样的效果。
作为第2方法，如图14所示，考虑提高支承基板13中与密封树脂 12接触的接触面13c的浸润性。即，接触面13c的浸润性越低，密封树 脂12越容易沿着面13c扩展。通过提高接触面13c的浸润性，能够防止 密封树脂12沿着面13c扩展而延及到面13b。作为提高支承基板13中的 面13c的浸润性的方法，可以应用以下方法
(1) 对面13c实施UV清洗、电晕放电、等离子体处理，来提高表 面的浸润性的方法(界面活性处理)；
(2) 在面13c上涂敷用于提高浸润性的材料(所谓的底涂剂)的方
法；
(3) 在面13c上粘贴浸润性比支承基板13高的部件(玻璃或金属 等)的方法；等等。
作为第3方法，如图15所示，考虑以下方法在使密封树脂12硬 化时，在其表面上配置模具，来防止密封树脂12沿着面13c扩展。
通常，在密封受光/发光元件11后安装光波导10的情况下，考虑图 18这种结构。在该结构中，密封树脂12在支承基板13的内壁形成圆角， 产生无法平坦地形成密封面这样的缺陷。
进而，在希望安装光波导10后进行密封的情况下，该圆角旋入光波 导10的下面。为了避免该问题，当进行受光/发光元件11的密封后安装 光波导10时，在支承基板13的上面，在成型时形成的细微凹凸中渗出 了密封树脂12，有损光波导IO和支承基板13的粘接性。特别地，在使 用硅系树脂作为密封树脂12的情况下，由于硅系树脂的浸润性高，所以 凸显出上述这样的问题。
为了解决这些问题，考虑以下的方法增大光波导10的突出量，利 用平坦的部位对密封面进行光耦合，或者降低密封面以防止在支承基板 13上面渗出树脂。但是，在前者的情况下，具有光波导10的前端部在机 械方面不稳定的问题，在后者的情况下，具有光耦合效率降低的问题。在本实施例中，如图19所示，在支承基板13的内壁，在水平方向 形成阶梯，由此，能够同时解决上述问题。即，如果在支承基板13的内 壁形成阶梯，则能够在上述阶梯的位置使密封树脂12的密封面平坦化， 所以，不用增大光波导IO的突出量，能够以在机械方面稳定的突出量对 光波导10的前端部进行光耦合，并且，能够利用平坦的密封面以小的空 气隙进行光耦合。进而，能够防止在支承基板13上面(光波导10的安 装面)渗出密封树脂12。
并且，如图20 (a)、 (b)所示，也可以构成为在支承基板13的内壁， 在水平方向形成至少一个凹部的阶梯面。在该结构中，与在支承基板13 的内壁形成阶梯的情况相同，能够防止密封树脂12在支承基板13的内 壁形成圆角、以及在支承基板13上面(光波导10的安装面)渗出密封 树脂12的情况。而且，与形成图19的阶梯的结构相比，能够减小光波 导10的突出量(没有固定在支承基板13上面的部分的长度)，所以，能 够抑制光波导IO的垂下，能够实现更加稳定的光耦合结构。
如上所述，本发明的光缆模块在支承基板上具有受光/发光元件和由 包层包围芯部而构成的光波导，其中，上述光波导具有光路转换镜，该 光路转换镜对在上述芯部中传递的光信号的光路的朝向进行转换，光在 上述光波导的出射面或光对该光波导的入射面被配置成与上述受光/发光 元件中的受光面或发光面对置，在设上述支承基板中从支承上述光波导 的支承面的端部到光波导的芯部中的光路转换镜的中心为波导突出量L， 设上述光波导的每单位长度的载荷为w，设上述光波导的截面二次力矩 为Iz，设上述光波导的纵弹性系数为E的情况下，上述波导突出量L满 足以下关系1.0^ (wL3/6EIz) (180/tu)。
这里，如果设光波导的前端中的光出射面(或光入射面)和光波导 没有挠曲(垂下)的状态下的该光波导的光出射面(或光入射面)所成 的角度为波导前端垂下角度e，则0= (wL3/6EIz) (180/7c)的关系成立。 并且，通过(波导的每单位长度的质量)x (重力加速度+实际可使用的 加速度最大值)，来求出光波导的每单位长度的载荷w，但是，波导前端 垂下角度e的允许角度emax为1.0°左右。因此，在光缆模块中，通过将波导突出量L限制为满足1.0^ (wL3/6EIz) (180/兀)的值，能够将
波导前端垂下角度e抑制在允许角度即i.o。以内，能够将在光波导中产
生的挠曲量限制在不产生光信号的传递不良的程度。
并且，在上述光缆模块中，优选上述波导突出量L在400jam以下。 并且，如上所述，本发明的另一光缆模块在支承基板上具有受光/发 光元件和由包层包围芯部而构成的光波导，其中，光在上述光波导的出 射面或光对该光波导的入射面被配置成与上述受光/发光元件中的受光面 或发光面对置，上述光波导在上述支承基板的从该光波导的支承面突出 的突出部中，在该光波导中的存在光的输入输出面一侧和/或不存在光的 输入输出面一侧的面具有加强部件。
因此，在光波导的上面(不存在光的输入输出面一侧的面)或下面 (存在光的输入输出面一侧的面)配置加强部件，由此，能够抑制光波 导中的挠曲产生，将在光波导中产生的挠曲量限制在不产生光信号的传 递不良的程度。
并且，如上所述，本发明的又一光缆模块在支承基板上具有受光/发 光元件和由包层包围芯部而构成的光波导，其特征在于，上述光波导具 有光路转换镜，该光路转换镜对在上述芯部中传递的光信号的光路的朝 向进行转换，光在上述光波导的出射面或光对该光波导的入射面被配置 成与上述受光/发光元件中的受光面或发光面对置，上述受光/发光元件由 密封树脂密封，在上述受光/发光元件的受光面或发光面上的上述密封树 脂的表面和上述光波导中的出射面或入射面之间设有空隙，在设上述支 承基板中从支承上述光波导的支承面的端部到光波导的芯部中的光路转 换镜的中心为波导突出量L，设上述密封树脂中产生的圆角的光波导光轴 方向的宽度为F的情况下，满足以下关系L^F。
这里所说的圆角是指涂敷的硬化前的密封树脂在与支承基板的界 面(与光波导光轴垂直的界面)中由于表面张力而鼓出，该表面成为不 与受光/发光元件的受光/发光面平行的面而硬化的部分。并且，密封树脂 的圆角宽度F是指，密封树脂的表面和受光/发光元件的受光/发光面所成 的角为5。以上的区域的光波导光轴方向的宽度。因此，上述圆角延及到受光/发光元件的受光/发光面上的区域，能够 避免对光信号的传递造成不良影响(传递效率降低等)这样的缺陷。
并且，在上述光缆模块中，优选上述波导突出量L在100^m以上。 并且，在上述光缆模块中，可以构成为在上述密封树脂的表面相接 的上述支承基板的面上形成凹部或凸部。或者，在上述光缆模块中，可 以构成为在上述密封树脂的表面相接的上述支承基板的面上形成阶梯。
因此，密封树脂形成为在与光波导之间具有空隙，所以，在光缆模 块中，使密封树脂硬化后，在支承基板上固定光波导。此时，如果密封 树脂延及到支承基板中的光波导的支承面，则无法进行光波导的准确定 位。
密封树脂延及到上述支承面是因为，密封树脂由于其表面张力沿着 支承基板中与密封树脂接触的接触面扩展。根据上述结构，通过在支承 基板中与密封树脂接触的接触面上设置凹部或凸部、或者阶梯，能够防 止密封树脂扩展到支承基板中的光波导的支承面。
并且，在上述光缆模块中，也可以构成为在上述密封树脂的表面相 接的上述支承基板的面上粘贴浸润性比支承基板高的部件；或者，在上 述密封树脂的表面相接的上述支承基板的面上涂敷用于提高表面的浸润 性的材料。
因此，通过提高支承基板中与密封树脂接触的接触面的浸润性，能 够防止密封树脂扩展到支承基板中的光波导的支承面。
并且，在上述光缆模块中，也可以构成为上述受光/发光元件由密封 树脂密封，在上述受光/发光元件的受光面或发光面上的上述密封树脂的 表面和上述光波导中的出射面或入射面之间设有空隙，在将上述光路转 换镜的倾斜角度e作为相对于光波导的芯部光轴所成的角的情况下，将 上述倾斜角度e设定为小于45。的角度。
因此，在将受光/发光元件配置在密封树脂的没有产生圆角的区域、 且光波导的突出量少的状态(在光波导的前端形成的光路转换镜不存在 于受光/发光元件的正上方的状态)下，也能够获得光波导和受光/发光元 件的光耦合。即，能够构成为可减少光波导的突出量，并能够降低在光波导中产生的挠曲量。
并且，在上述光缆模块中，也可以构成为上述受光/发光元件配置在 上述密封树脂中的圆角的产生区域内。
因此，即使将受光/发光元件配置在密封树脂表面的圆角的产生区域 中，也可以在光波导和受光/发光元件的光耦合中使用基于圆角表面的角 度的折射，所以，能够将受光/发光元件配置在支承基板中的光波导的支
承面侧，能够进一步减小光波导的波导突出量L。
本发明不限于上述实施方式，在权利要求所示的范围内可以进行各 种变更。即，组合在权利要求所示的范围内适当变更后的技术手段而得 到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
权利要求
1. 一种光缆模块，该光缆模块在支承基板上具有受光/发光元件和由包层包围芯部而构成的光波导，其特征在于，上述光波导具有光路转换镜，该光路转换镜对在上述芯部中传递的光信号的光路的朝向进行转换，光在上述光波导的出射面或光对该光波导的入射面被配置成与上述受光/发光元件中的受光面或发光面对置，在设上述支承基板中从支承上述光波导的支承面的端部到光波导的芯部中的光路转换镜的中心为波导突出量L(m)，设上述光波导的每单位长度的载荷为w(N/m)，设上述光波导的截面二次力矩为Iz(m4)，设上述光波导的纵弹性系数为E(Pa)的情况下，上述波导突出量L满足以下关系1. 0≧(wL3/6EIz).(180/π)。
2. 根据权利要求1所述的光缆模块，其特征在于， 上述波导突出量L小于等于400nm。
3. —种光缆模块，该光缆模块在支承基板上具有受光/发光元件和 由包层包围芯部而构成的光波导，其特征在于，光在上述光波导的出射面或光对该光波导的入射面被配置成与上述 受光/发光元件中的受光面或发光面对置，上述光波导在上述支承基板的从该光波导的支承面突出的突出部 中，具有用于防止该光波导挠曲的加强部件。
4. 一种光缆模块，该光缆模块在支承基板上具有受光/发光元件和 由包层包围芯部而构成的光波导，其特征在于，上述光波导具有光路转换镜，该光路转换镜对在上述芯部中传递的 光信号的光路的朝向进行转换，光在上述光波导的出射面或光对该光波导的入射面被配置成与上述 受光/发光元件中的受光面或发光面对置，上述受光/发光元件由密封树脂密封，在上述受光/发光元件的受光面或发光面上的上述密封树脂的表面和上述光波导中的出射面或入射面之 间设有空隙，在设上述支承基板中从支承上述光波导的支承面的端部到光波导的芯部中的光路转换镜的中心为波导突出量L，设上述密封树脂中产生的圆角的光波导光轴方向的宽度为F的情况下，满足以下关系 乙《。
5. 根据权利要求4所述的光缆模块，其特征在于， 上述波导突出量L大于等于100jim。
6. 根据权利要求1所述的光缆模块，其特征在于， 上述受光/发光元件由密封树脂密封，在上述受光/发光元件的受光面或发光面上的上述密封树脂的表面和上述光波导中的出射面或入射面之 间设有空隙，在将上述光路转换镜的倾斜角度e作为相对于光波导的芯部光轴所 成的角的情况下，将上述倾斜角度e设定为小于45。的角度。
7. 根据权利要求6所述的光缆模块，其特征在于， 上述受光/发光元件配置在上述密封树脂中的圆角的产生区域内。
全文摘要
本发明提供一种光缆模块。该光缆模块在支承基板(13)上具有光波导(10)和受光/发光元件(11)，在设光波导(10)的波导突出量为L，设光波导(10)的每单位长度的载荷为w，设光波导(10)的截面二次力矩为Iz，设光波导(10)的纵弹性系数为E的情况下，上述波导突出量L满足以下关系1.0≥(wL³/6EIz)·(180/π)。
文档编号G02B6/42GK101416088SQ20078001261
公开日2009年4月22日 申请日期2007年4月9日 优先权日2006年4月7日
发明者中山裕胜, 佐野彰彦, 奥野敏明, 安田成留, 田中纯一, 细川速美, 野泽洋人 申请人:欧姆龙株式会社