专利名称：光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及经由光纤进行信号的传输的光模块。
背景技术：
以往，公知有如下光模块，该光模块具备将电能转换成光能或者将光能转换成电能的光电转换元件，经由光纤进行信号的发送或接受(参照专利文献I)。专利文献I所记载的光模块具有板状的第一 第四基板、IC基板、以及用于将光模块与其他电路装置电连接的连接器。在第一基板上安装有发光元件或受光元件。在IC基板上形成有向发光元件发送电信号的电路、或放大受光元件的电信号的电路。在第二基板上形成有供光纤插入的插入导向槽，插入到插入导向槽中的光纤被夹持在第二基板和第三基板之间。IC基板沿光纤的延伸方向隔着第一基板配置在与第三基板之间。也就是，第三基板、第一基板、以及IC基板沿光纤的延伸方向以该顺序排列。另外，第一基板、第三基板、以及IC基板设置在比这些各基板大型的第四基板的上表面，连接器安装在第四基板的下表面。现有技术文献专利文献1:日本特开2011 - 95295号公报近年来，随着光通信的普及，在各种装置上搭载光模块。并且，根据装置的不同，存在强烈希望光模块的小型化及轻量化的情况。作为这种光模块的用途，可列举例如折叠式或滑动式的便携电话的操作部(键盘搭载部)和显示部(显示器搭载部)之间的通信。专利文献I中记载的光模块在第四基板的上表面设有第一基板及第三基板，并且在第三基板之上设置有第二基板，因此成为在连接器之上层叠有三个基板的结构。因此，光模块的厚度方向的尺寸增大。另外，专利文献I中记载的光模块在欲缩短其全长(光纤的延伸方向的长度)的情况下，考虑了例如将第二基板和第三基板小型化而缩短插入导向槽。但是，若缩短插入导向槽，则光纤的保持刚性变低，导致光纤容易被拔出。因此，在缩短光模块的全长方面存在构造上的制约。
实用新型内容因此，本实用新型的目的是提供一种能够可靠地保持光纤的同时实现小型化的光模块。本实用新型以解决上述课题为目的，方案I提供一种光模块，其特征在于，具备:电路基板；安装在上述电路基板的安装面上的光电转换元件；保持光纤并且将光纤与上述光电转换元件光学耦合的光耦合部件；安装在上述电路基板的上述安装面上，且与上述光电转换元件电连接的半导体电路元件；以及以在与上述电路基板之间夹着上述光耦合部件的方式配置的板状的支撑基板，在上述支撑基板的侧面一体地形成在上述支撑基板的厚度方向上延伸的导电性金属箔，上述导电性金属箔的一端与设置在上述电路基板的非安装面上的电极连接。方案2根据方案I所述的光模块，其特征在于，上述支撑基板的结构为通过将沿着中心轴形成有导电性金属箔的、由绝缘性材料构成的棒状的基体材料在与上述中心轴正交的截面上同上述导电性金属箔一起进行切片而构成。方案3根据方案I或2所述的光模块，其特征在于，上述光耦合部件具有在上述支撑基板侧开口并容纳上述光纤的前端部的槽部，上述支撑基板在与上述光耦合部件之间挟持容纳在上述槽部的上述光纤的前端部。方案4根据方案3任一项所述的光模块,其特征在于，光耦合部件具有保持光纤的保持体、和引导从光纤出射的出射光的导光体。方案5根据方案3或4所述的光模块，其特征在于，上述支撑基板具有能够从与上述光耦合部件相面对的第一平面相反侧的第二平面看到容纳在上述槽部的上述光纤的前端部的透光性。本实用新型的效果如下。根据本实用新型的光模块，能够可靠地保持光纤的同时实现小型化。
图1是表示本实施方式的光模块的立体图。图2是表示光模块搭载在电子电路基板上的状态的侧视图。图3是图1的A —A线截面图。图4 (a)是表不电路基板的安装面的俯视图，图4 (b)是表不电路基板的非安装面的俯视图。图5 Ca)是光耦合部件的俯视图，图5 (b)是图5 Ca)的B — B线截面图，图5(C)、图5 (d)是光耦合部件的立体图。图6是表示覆盖层的立体图。图7是表示框体的立体图。图8 (a)是支撑基板的左侧视图，图8 (b)是支撑基板的主视图，图8 (C)是支撑基板的右侧视图，图8 (d)是支撑基板的立体图。图9是支撑基板被切片的棒状部件的立体图。图中:1-光模块，2-电路基板，2a-安装面，2b-非安装面，4_光耦合部件，5_支撑基板，
6-框体，7-软钎料，8-电子电路基板，9-光纤，20-覆盖层，21-基体材料，23-通孔，31-光电转换兀件，32-半导体电路兀件，40-保持体，40a-表面,40b_背面,41-导光体,41a-入射出射面,41b-反射面,50-主体部,50a-表面(第一平面)，50b-背面(第二平面)，50c 50f-第一 第四侧面，50A-基体材料，51-金属箔，5IA-金属箔，60-基部，61-底壁部，62-侧壁部，80-基体材料，81-铜箔，90-芯，91-金属包层，221，222-电极，221a-连接用电极，221b-测试用电极，311,321-端子，401-槽部，403-切槽部，403a_切槽面，500-棒状部件，C-中心轴，L-光程，S-切断线。
具体实施方式
(实施方式)以下，参照图1 图9对本实用新型的实施方式的光模块的一个构成例进行说明。图1是表示本实施方式的光模块I的立体图。图2是表示在电子电路基板8上搭载光模块I的状态的侧视图。图3是沿安装在光模块I上的光纤9的轴线切断的光模块I的A — A线截面图。如图2所示，该光模块I搭载在电子电路基板8上来使用。电子电路基板8例如是在玻璃纤维中掺入环氧树脂并在实施了热固化处理的板状的基体材料80上张贴多个铜箔81而成的环氧玻璃基板。在电子电路基板8上搭载省略了图示的CPlXCentral ProcessingUnit)及存储元件等电子部件，利用以装配在光模块I上的光纤9为传输媒体的光通信，在其他电子电路基板或电子装置之间发送或接收信号。光模块I具备:电路基板2 ;安装在电路基板2的安装面2a上的光电转换元件31 ；保持光纤9并且将光电转换元件31与光纤9光学耦合的光耦合部件4 ;安装在电路基板2的安装面2a上且与光电转换元件31电连接的半导体电路元件32 ;以及以在与电路基板2之间夹着光耦合部件4的方式配置的板状的支撑基板5。在支撑基板5的侧面，与主体部50 —体地形成有在支撑基板5的厚度方向上延伸的导电性的金属箔51，金属箔51的一端与设置在电路基板2的非安装面2b上的电极222连接。如图2所示，金属箔51和电极222通过软钎料7电连接(短路)。此外，在图1中省略了软钎料7的图示。另外，在本实施方式中，在电路基板2的光耦合部件4侧设有由绝缘性的树脂构成的覆盖层20 (图2、3所示)。并且，覆盖层20与电路基板2及光耦合部件4之间、以及光耦合部件4与支撑基板5之间利用粘接等固定方法相互固定。另外，在支撑基板5上固定有弯曲不锈钢等金属而形成的框体6。框体6形成为从三个方向包围与光模块I连接的光纤9的外周。光模块I的沿光纤9的延伸方向的全长为例如1.3mm，与该方向正交的宽度方向的尺寸为例如1.0mm。另外，光模块I的高度方向(垂直于电子电路基板8的方向)的尺寸为例如0.8mm。光电转换元件31是将电能转换成光、或者将光转换成电能的元件。作为前者的例子，可列举半导体激光元件或LED (Light Emitting Diode、发光二极管)。另外，作为后者的例子，可列举光电二极管。光电转换元件31构成为在形成于与电路基板2相对面的省略了图示的受光发光部出射或入射光。在光电转换元件31是将电能转换成光的元件的情况下，半导体电路元件32是基于从电子电路基板8输入的电信号驱动光电转换兀件31的驱动器1C。另外,在光电转换兀件31是将光转换成电能的元件的情况下，半导体电路元件32是放大从光电转换元件31输入的电信号并向电子电路基板8侧输出的前置放大器1C。此外，在本实施方式中，对光电转换元件31及半导体电路元件32分别为一个的情况进行了说明，但也可以在电路基板2上安装多个光电转换元件31及半导体电路元件32。图4 (a)是表不电路基板2的安装面2a的俯视图、图4 (b)是表不电路基板2的非安装面2b的俯视图。[0045]电路基板2是在由具有柔软性及透光性的薄膜状的绝缘体构成的基体材料21的表面设有由导电性的金属箔构成的多个电极221、222的柔性基板。在安装有光电转换元件31及半导体电路元件32的安装面2a上设有多个电极221。在安装面2a的背面侧的非安装面2b上设有多个电极222。在多个电极222上分别软钎焊有支撑基板5的金属箔51并电连接。在本实施方式的光模块I中，电极222及金属箔51共六个。电极222设置在非安装面2b的周缘部。安装面2a中的多个电极221按照其功能分类为连接用电极221a和测试用电极221b。连接用电极221a是通过软钎焊而与光电转换元件31的端子311或半导体电路元件32的端子321 (参照图2、图3参照)连接的电极。测试用的电极221b是在光模块I未搭载在电子电路基板8上的单体的状态下，用于进行光模块I的动作实验的电极，通过通孔23分别与多个电极222直接连接。动作实验用的测头与测试用的电极221b接触，经由该测头进行电源的供给、测试信号的输入输出。在本实施方式中，多个(四个)测试用电极221b配置在安装面积比半导体电路元件32小的光电转换元件31的周边。图5 Ca)是光耦合部件4的俯视图，图5 (b)是图5 (a)的B — B线截面图，图5(C)、图5 (d)是光耦合部件4的立体图。光耦合部件4构成为具有保持光纤9的保持体40、以及引导从光纤9出射的出射光的导光体41。保持体40及导光体41在光纤9中传播的传播光的波长都具有透光性，导光体41具有比保持体40的折射率高的折射率。保持体40由例如PI (聚酰亚胺)构成，导光体41由例如丙烯或环氧树脂、P1、聚硅氧烷等构成。保持体40是平板状，具有与覆盖层20相对的平坦的表(正)面40a ；以及与表面40a平行并与支撑部件5相对的背面40b。保持体40在支撑部件5侧开口，在背面40b侧具有容纳光纤9的前端部的槽部401。槽部401以沿半导体电路元件32和光电转换元件31的并列方向延伸的方式，形成为在保持体40的厚度方向从保持体40的背面40b向表面40a凹陷。另外，保持体40具有与槽部401连通且引导在光纤9中传播的传播光的导光体41。导光体41的中心轴与槽部401的延伸方向平行。在图5 (a)中，用虚线表示导光体41。再有，在保持体40的背面40b侧形成有切槽部403。切槽部403从保持体40的一方侧面遍及另一方侧面而形成，其延伸方向与导光体41的中心轴正交。另外，切槽部403在侧面观察时呈三角形状，通过该切槽面403a，使导光体41处于终端。切槽面403a与背面40b所成的角度是例如45°。此外，也可以在切槽部403填充树脂。就导光体41而言，槽部401侧的开口为入射出射面41a，通过切槽部403的切槽面403a而处于终端的斜面为反射面41b。入射出射面41a设置在与芯90 (图1所不)相对的位置上，该芯90被保持在槽部401的光纤9的金属包层91包围。反射面41b使从光电转换元件31出射的光向入射出射面41a侧反射，或者使从入射出射面41a入射的光向光电转换元件31侧反射。如图2、3所示，容纳在保持体40的槽部401的光纤9的前端部被夹持在保持体40(槽部401的底面)与支撑基板5之间。[0056]图6是表示覆盖层20的立体图。覆盖层20是具有透光性的平板状的绝缘体。覆盖层20由例如PI (聚酰亚胺)构成。另外，覆盖层20形成为覆盖光耦合部件4 (保持体40)的表面40a的整面的大小及形状。在本实施方式中，与表面40a相对的覆盖层20的一个平面与表面40a叠合。图7是表示框体6的立体图。框体6 —体地具有平板状的基部60、与基部60连接的底壁部61、以及竖立设置在底壁部61的两端的一对侧壁部62。基部60通过粘接固定在以下说明的支撑基板5的背面50b。框体6在一对侧壁部62之间的空间容纳将光纤9插入到光耦合部件4的槽部401之后用于进行固定的省略了图示的粘接剂，并进行贮存直到该粘接剂固化。图8 (a)是支撑基板5的左侧视图，图8 (b)是支撑基板5的主视图，图8 (C)是支撑基板5的右侧视图，图8 Cd)是支撑基板5的立体图。支撑基板5 —体地具有由长方体状的绝缘性材料构成的主体部50、和形在成主体部50的侧面的多个(六个)金属箔51。在本实施方式中，在主体部50的第一 第四侧面50c 50f中与导光体41平行且彼此相对的第二侧面50d及第四侧面50f上分别形成有三个金属箔51。金属箔51以如下方式形成，即、从与光耦合部件4的背面40b相面对的表(正)面50a的端部直到其里侧的背面50b的端部，沿着支撑基板5的厚度方向(垂直于表面50a及背面50b的方向)延伸。在本实施方式中，主体部50由含有玻璃的原料形成。更具体地说,主体部50由在玻璃纤维中掺入环氧树脂并实施了热固化处理的环氧玻璃构成，在本实施方式中，主体部50的原料是所谓FR4 (Flame Retardant Type4)。另外，金属箔51以铜为主体，并在该铜的表面实施了镀金。就主体部50而言，其厚度为例如0.5mm以下，具有能够从与表面50a (第一平面)相反侧的背面50b (第二平面)看到容纳在光耦合部件4的槽部401的光纤9的前端部的透光性。图9是表示支撑基板5的制造过程的说明图，表示多个支撑基板5通过切片而被个片化之前的棒状部件500。该棒状部件500 —体地具有:作为支撑基板5的主体部50的基体材料50A ；以及沿着基体材料50A的中心轴C形成于基体材料50A的侧面,且作为支撑基板5的金属箔51的线状的金属箔51A。棒状部件500以覆盖预先研磨的基体材料50A的侧面的方式张贴抵粘接铜薄板，将该薄板蚀刻成适合于金属箔51A的形状，并且在薄板上实施镀金来形成金属箔51A。此夕卜，也可以通过例如蒸镀来形成金属箔51A。另外，也可以代替镀金，实施镀镍或助熔剂处理。支撑基板5将棒状的基体材料50A在与其中心轴C正交的截面与金属箔51A以其进行切片而成。在图9中，用点划线表示棒状部件500的切断线S。即、棒状部件500的切断面成为支撑基板5的表面50a或背面50b。(光模块I的动作)其次，参照图2对光模块I的动作进行说明。在此，以光电转换元件31是VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直腔面发射激光器),半导体电路元件32是驱动该光电转换元件31的驱动器IC的情况为中心进行说明。 光模块I通过从电子电路基板8供给动作电源而进行动作。该动作电源经由支撑基板5的金属箔51及电路基板2输入到光电转换元件31及半导体电路元件32。另外，另夕卜，需要以光纤9为传输媒体发送的信号从电子电路基板8经由金属箔51及电路基板2输入到半导体电路元件32。半导体电路元件32基于输入的信号对光电转换元件31进行驱动。光电转换兀件31从与电路基板2的相对面上形成的受光发光部朝向电路基板2的安装面2a向垂直于安装面2a的方向射出激光。在图3中，用双点划线表示激光的光程L0激光透过电路基板2的基体材料21及覆盖层20，入射到光耦合部件4。入射到光耦合部件4的激光由反射面41b反射,被导光体41引导而从入射出射面41a入射到光纤9的芯90。此外，光电转换元件31例如是光电二极管，在半导体电路元件32为前置放大器IC的情况下，光的行进方向与上述相反，光电转换元件31将所接收的光信号转换成电信号并向半导体电路元件32输出。半导体电路元件32放大该电信号，经由电路基板2及支撑基板5的金属箔51向电子电路基板8侧输出。(实施方式的作用及效果)根据本实施方式可得到以下所示的作用及效果。(I)光电转换元件31及半导体电路元件32安装在电路基板2上，光纤9被夹在该电路基板2与支撑部件5之间的光耦合部件4保持。由此，不必将用于保持光纤9的部件设置在电路基板2的上侧(与支撑部件5相反的一侧)，能够缩小光模块I的厚度方向的尺寸。(2)由于光耦合部件4夹在电路基板2与支撑部件5之间，因此容纳光纤9的槽部401的长度不会直接影响光模块I的全长。也就是，例如，如专利文献I记载的光模块那样，在保持光纤的部件和受光元件或发光元件在光纤的延伸方向上排列的情况下，如果加长保持光纤的长度，则与之相应地，光模块的全长变长，但在本实施方式中，由于光耦合部件4和电路基板2以在光模块I的厚度方向重合的方式配置，因此不会导致光模块I的大型化，能够确保保持光纤9的空间，能够可靠地保持光纤9。(3 )由于光电转换元件31和半导体电路元件32安装在电路基板2的相同面(安装面2a)上，因此与例如光电转换元件31安装在安装面2a上、半导体电路元件32安装在其背面侧的面(非安装面2b)上的情况相比较，能够减小光模块I的厚度方向的尺寸。另外，光电转换元件31及半导体电路元件32的安装变得容易。(4)由于支撑基板5的金属箔51介于电路基板2的电极222与电子电路基板8的铜箔81之间，因此与例如拉长软钎料直接与电极222和铜箔81连接的情况相比较，连接作业变得容易。也就是，如果电极222和铜箔81之间的间隔为0.5mm左右，则能够通过软钎料将其连接，但通过使金属箔51介于其间，能够容易其可靠地连接电极222和铜箔81。[0081 ] (5 )由于支撑基板5通过将棒状部件500进行切片而得到，因此与例如在长方体状的绝缘部件上述组合导电体的情况相比较，能够以低成本进行制造。[0082](6)由于主体部50具有能够从背面50b侧看到容纳在光耦合部件4的槽部401的光纤9的前端部的透光性，因此能够一边确认光纤9的位置一边可靠地进行安装光纤9的作业。(7)由于金属箔51在支撑基板5的第二侧面50d侧及第四侧面50f侧露出，因此与电子电路基板8的铜箔81的软钎焊的连接变得容易。另外，在金属箔51和铜箔81软钎焊后，能够通过目视确认其连接状态。以上对本实用新型的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式并不限定技术方案的范围涉及的实用新型。另外，应该注意的是，在实施方式中说明的特征的全部组合，并不限定于用于解决课题的方法所必需的条件。另外，本实用新型在不脱离其主旨的范围内能够适当地变形并实施。例如，在上述实施方式中，对在光模块I装配一根光纤9的情况进行了说明，但并限定于此，也可以以装配多个光纤9的方式构成光模块。另外，光模块I的各部件的材质也不现定于上述的材质。
权利要求1.一种光模块，其特征在于， 具备:电路基板； 安装在上述电路基板的安装面上的光电转换元件； 保持光纤并且将光纤与上述光电转换元件光学耦合的光耦合部件； 安装在上述电路基板的上述安装面上，且与上述光电转换元件电连接的半导体电路元件；以及 以在与上述电路基板之间夹着上述光耦合部件的方式配置的板状的支撑基板， 在上述支撑基板的侧面一体地形成在上述支撑基板的厚度方向上延伸的导电性金属箔，上述导电性金属箔的一端与设置在上述电路基板的非安装面上的电极连接。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于， 上述支撑基板的结构为通过将沿着中心轴形成有导电性金属箔的、由绝缘性材料构成的棒状的基体材料在与上述中心轴正交的截面上同上述导电性金属箔一起进行切片而构成。
3.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于， 上述光耦合部件具有在上述支撑基板侧开口并容纳上述光纤的前端部的槽部， 上述支撑基板在与上述光耦合部件之间挟持容纳在上述槽部的上述光纤的前端部。
4.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于， 光耦合部件具有保持光纤的保持体、和引导从光纤出射的出射光的导光体。
5.根据权利要求3所述的光模块,其特征在于， 光耦合部件具有保持光纤的保持体、和引导从光纤出射的出射光的导光体。
6.根据权利要求3所述的光模块,其特征在于， 上述支撑基板具有能够从与上述光耦合部件相面对的第一平面相反侧的第二平面看到容纳在上述槽部的上述光纤的前端部的透光性。
7.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于， 上述支撑基板具有能够从与上述光耦合部件相面对的第一平面相反侧的第二平面看到容纳在上述槽部的上述光纤的前端部的透光性。
8.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于， 上述支撑基板具有能够从与上述光耦合部件相面对的第一平面相反侧的第二平面看到容纳在上述槽部的上述光纤的前端部的透光性。
专利摘要本实用新型提供一种光模块。该光模块(1)具备电路基板(2)；安装在电路基板的安装面(2a)上的光电转换元件(31)；保持光纤并且将光纤(9)与光电转换元件光学耦合的光耦合部件(4)；安装在电路基板的安装面上且与光电转换元件电连接的半导体电路元件(32)；以及以在与电路基板之间夹着光耦合部件的方式配置的板状的支撑基板(5)，在支撑基板的侧面(50d、50f)一体地形成有在支撑基板的厚度方向上延伸的导电性金属箔(51)，金属箔的一端与设置在电路基板的非安装面(2b)上的电极(222)连接。根据本实用新型的光模块，能够可靠地保持光纤的同时实现小型化。
文档编号G02B6/42GK203037900SQ20132004349
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月25日 优先权日2012年1月27日
发明者柳主铉, 安田裕纪, 平野光树, 须永义则 申请人:日立电线株式会社