WO2013129026A1

WO2013129026A1 - 光電変換モジュールおよび光伝送ユニット

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Description

光電変換モジュールおよび光伝送ユニット

　本発明は、光信号と電気信号との間の変換を行う光電変換素子を備えた光電変換モジュールおよび該光電変換モジュールを備えた光伝送ユニットに関する。

　従来、受光部または発光部を有する光電変換素子と光ファイバとを備えた光伝送ユニットにおいては、光電変換素子と光ファイバとの間の光結合率を向上させるために様々な工夫が施されている。例えば、下記特許文献１では、光電変換素子を実装する基板に形成されたスルーホールに光ファイバを挿通して接着剤で固定するとともに、発光素子（ＬＤ素子）の発光部を光ファイバの端面と対向するように位置合わせして実装する技術が開示されている。この技術では、光電変換素子と基板の接合強度を向上させるために、樹脂等からなる接着剤を基板と光電変換素子との間に充填することもある。

特開２００９－４７９３７号公報

　しかしながら、上述した従来技術では、光電変換素子と基板の接合部を接着剤によって補強する場合、スルーホールの周辺に樹脂が入り込んで光ファイバが位置ずれを生じ、光電変換素子と光ファイバとの光結合率が低下してしまうおそれがあった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光電変換素子と該光電変換素子を実装する基板との接合強度を向上させることができるとともに、光電変換素子と光ファイバとの光結合率の低下を防止することができる光電変換モジュールおよび光伝送ユニットを提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光電変換モジュールは、配線層を有するとともにスルーホールが形成された基板と、発光部または受光部を有し、該発光部または受光部が前記スルーホールと対向するように前記基板に実装された光電変換素子とを備えた光電変換モジュールにおいて、前記スルーホールと連通する孔部が形成され、前記基板および前記光電変換素子の一方が有する主面のうち他方と対向する主面から突起した突起部と、前記基板と前記光電変換素子との間の領域であって前記孔部の内周面よりも外側の領域の一部に充填されて前記基板と前記光電変換素子とを接着する接着剤と、を備えたことを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記突起部は前記基板の主面に設けられ、該突起部の一部は、前記基板の主面に投影した前記光電変換素子の実装領域の外部に位置することを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記突起部は、前記実装領域の内部で、少なくとも一部の外縁が、前記基板上における所定の方向に沿って徐々に幅広となる形状をなすことを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記突起部は、前記実装領域の一部を露出させる中空部が形成されていることを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記突起部は、前記基板の主面上で、前記孔部および前記中空部によってそれぞれ露出する部分を除く領域を被覆することを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記突起部は、前記基板および前記光電変換素子の他方の主面に当接することを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記突起部は、前記配線層の上に形成されたことを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記孔部の径は、前記スルーホールの径と等しいことを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記孔部および前記スルーホールは、内周面同士が滑らかにつながっており、前記孔部側から前記スルーホール側へ向けて徐々に径が大きくなるテーパ状の断面を有することを特徴とする。

　また、本発明に係る光電変換モジュールは、上記発明において、前記突起部は、レジストによって形成されたことを特徴とする。

　また、本発明に係る光伝送ユニットは、上記発明に記載の光電変換モジュールと、一方の端面が、前記スルーホールを含むとともに該スルーホールの中心軸に沿って延びる３次元領域内で前記発光部または受光部と対向するように配置された光ファイバと、を備えたことを特徴とする。

　本発明によれば、基板のスルーホールと連通する孔部が形成され、基板および光電変換素子の一方が有する主面のうち他方と対向する主面から突起する突起部と、基板と光電変換素子との間の領域であって突起部の内縁よりも外側の領域の一部に充填されて基板と光電変換素子とを接着する接着剤とを備えているため、接着剤がスルーホールの内部に到達していない構成を有する。したがって、光電変換素子と該光電変換素子を実装する基板との接合強度を向上させることができるとともに、光電変換素子と光ファイバとの光結合率の低下を防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る光伝送ユニットが備える基板の主面のうち面発光レーザと対向する側の主面の構成を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る光伝送ユニットが備える面発光レーザの主面のうち基板と対向する側の主面の構成を示す図である。図４は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図である。図５は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図である。図６は、本発明の実施の形態１の変形例３に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図である。図７は、本発明の実施の形態１の変形例４に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図である。図８は、本発明の実施の形態１の変形例５に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図である。図９は、本発明の実施の形態２に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。図１０は、本発明の実施の形態２の変形例に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。図１１は、本発明の実施の形態３に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。図１２は、本発明の実施の形態３に係る光伝送ユニットが備える基板の主面のうち面発光レーザと対向する側の主面の構成を示す図である。図１３は、本発明の実施の形態３の変形例に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態４に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。図１５は、本発明の実施の形態４に係る光伝送ユニットが備える基板の主面のうち面発光レーザと対向する側の主面の構成を示す図である。図１６は、本発明の実施の形態５に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。図１７は、本発明の実施の形態５の変形例に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、以下の説明で参照する図面は模式的なものであって、同じ物体を異なる図面で示す場合には、寸法や縮尺等が異なる場合もある。

（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。同図に示す光伝送ユニット１は、平板状をなし、板厚方向に貫通するスルーホールＴＨが形成された基板２と、基板２に実装され、電気信号を光信号に変換して出射する光電変換素子である面発光レーザ３と、基板２の電極と面発光レーザ３の電極とを接続するバンプ４と、基板２と面発光レーザ３との間の一部の領域に充填されて両者を接着する接着剤５と、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する主面から突起する突起部６と、スルーホールＴＨに一端部が挿通され、面発光レーザ３が出射した光を伝送する光ファイバ７と、スルーホールＴＨに挿通された光ファイバ７を基板２に接着する接着剤８と、を備える。光伝送ユニット１の構成要素のうち、光ファイバ７および接着剤８以外の構成要素は、本実施の形態１に係る光電変換素子モジュールを構成する。

　図２は、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側（図１の上面側）の主面の構成を示す図である。図２に示すＡ－Ｂ－Ｃ線は、図１の切断面を示している。すなわち、図１は、図２のＡ－Ｂ－Ｃ線組合せ断面図である。基板２は、平板状の絶縁性材料を母材とするベース部２１と、ベース部２１の主面に設けられて電気信号の経路をなす配線層２２とを有する。配線層２２は、スルーホールＴＨおよび突起部６が形成されていない領域に形成される。配線層２２は、金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）などの金属を用いて構成される。長方形状の破線領域ＤＭは、面発光レーザ３が基板２に対して重ねられる領域を基板２の主面上に投影した領域（以下、実装領域ＤＭという）を示している。基板２は、ＦＰＣ基板、セラミック基板等である。

　図３は、面発光レーザ３の主面のうち基板２と対向する側（図１の下面側）の主面の構成を示す図である。面発光レーザ３は、基板２の配線層２２に含まれる電極（図示せず）とバンプ４を介して接続する電極３１と、電気信号を光信号に変換して発光する発光部３２とを有する。面発光レーザ３は、発光部３２が基板２のスルーホールＴＨに挿通された光ファイバ７の端面と対向するようにフリップチップ実装される。光伝送ユニット１を製造する際の発光部３２と光ファイバ７の端面の位置合わせは、例えば二視野光学系を用いることによって行われる。面発光レーザ３は、基板２から送られてくる電気信号に応じて発光部３２が点滅することによってデータを伝送する。

　バンプ４は、例えば金または金合金からなる。基板２と面発光レーザ３を接合する際には、面発光レーザ３の電極３１にバンプ４を形成した後、基板２の所定の電極にバンプ４を載置して超音波接合する。
　なお、バンプ４として半田バンプを適用することも可能である。この場合には、リフロー等の方法によって半田を溶融して接合すればよい。

　接着剤５、８は、例えば熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂からなるアンダーフィル剤またはサイドフィル剤からなる。接着剤５は、基板２と面発光レーザ３との間の領域であって突起部６の外周側の隙間に充填される。

　突起部６は、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する主面からスルーホールＴＨの周囲を囲むように形成される。突起部６は、面発光レーザ３の実装領域ＤＭ内から基板２の一辺にいたる領域に設けられる。突起部６の主面の外縁は、矩形および該矩形の一辺の長さに等しい径を有する半円をつなげた形状をなしている。このうちの半円形状は、基板２の短辺方向（図２の上下方向）に沿って徐々に幅広となる形状に他ならない。基板２の略中央部において、突起部６の主面の外縁は半円弧状をなす。

　突起部６には、スルーホールＴＨと連通し、突起部６の厚さ方向に貫通する孔部６１が形成されている。孔部６１は、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する。突起部６は、例えばレジストにより形成される。なお、孔部６１とスルーホールＴＨとは連通していればよく、互いの中心軸は一致していなくてもよい。

　突起部６の大きさおよび基板２の主面からの高さは、実装領域ＤＭの面積との比率、接着剤５の種類や注入量、要求される接合強度等の各種条件に応じて設定される。

　光ファイバ７の先端部は、スルーホールＴＨおよび突起部６の孔部６１に挿通される。光ファイバ７は、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向していない主面側で、接着剤８によって基板２に接着固定されている。光ファイバ７は、図示しないもう一方の端部で、光ファイバ７が伝送する光信号を受信して電気信号に変換するフォトダイオード等の光電変換素子を備えた光電変換素子モジュールに接続する。

　なお、光ファイバ７の端面の位置は、図１に示す位置に限定されるわけではない。例えば、光ファイバ７の端面と発光部３２との距離を図１に示す場合よりも大きくして、端面を面発光レーザ３と対向しない側の基板２の主面側（図１の下面側）に位置させてもよい。この場合には、基板２に固設した光ファイバ保持部材によって光ファイバ７を保持するようにすればよい。この意味で、光ファイバ７の一方の端面は、基板２のスルーホールＴＨを含むとともにスルーホールＴＨの中心軸に沿って延びる３次元領域内で面発光レーザ３と対向するように配置されていればよい。

　以上の構成を有する光伝送ユニット１を製造する際、面発光レーザ３を基板２に接合した後に両者の隙間から接着剤５を注入する方向は、突起部６と対向する側の基板２の端部からスルーホールＴＨの中心へ向かう方向（図２の矢印Ｄ方向）である。

　この注入方向に沿って接着剤５を注入すると、突起部６の外縁は、矢印Ｄ方向に沿って徐々に幅広となっているため、接着剤５は突起部６の外縁に沿って実装領域ＤＭ内で広がっていき、突起部６の矩形状の外縁に沿って基板２の端部に到達する。したがって、突起部６が接着剤５が流れる際の障害物として機能し、孔部６１およびスルーホールＴＨに接着剤５が流れ込むことがない。

　加えて、接着剤５は、注入方向の上流側から見て突起部６の裏側に回り込んで合流することがない。このため、注入方向の上流側で障害物によって分岐して下流側へ流れ込んでいった接着剤５が、その障害物の下流側で合流する場合に起こり得る接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。

　以上説明した本発明の実施の形態１によれば、基板のスルーホールと連通する孔部が形成され、基板および光電変換素子（面発光レーザ）の一方が有する主面のうち他方と対向する主面から突起する突起部と、基板と光電変換素子との間の領域であって突起部の内縁よりも外側の領域の一部に充填されて基板と光電変換素子とを接着する接着剤とを備えているため、接着剤がスルーホールの内部に到達していない構成を有する。したがって、光電変換素子と該光電変換素子を実装する基板との接合強度を向上させることができるとともに、光電変換素子と光ファイバとの光結合率の低下を防止することができる。

　また、本実施の形態１によれば、突起部が実装領域から実装領域外の基板上にかけて形成されるため、接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。この結果、本実施の形態１によれば、製品ごとの光電変換素子と光ファイバとの光結合率のばらつきを抑制することも可能となる。

　なお、本実施の形態１において、突起部の構成は上述したものに限られるわけではない。以下、本実施の形態１の変形例に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を説明する。

　図４は、本実施の形態１の変形例１に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図であり、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側の主面の構成を示す図である。図４に示す突起部１１は、基板２の略中央部における主面の外縁が、略Ｖ字状をなしている。略Ｖ字の頂点は、接着剤５の注入方向であって接着剤５の注入位置とスルーホールＴＨの中心とを結ぶ直線上に位置する。また、略Ｖ字形状は、基板２の短辺方向（接着剤５の注入方向）に沿って徐々に幅広となる形状に他ならない。また、突起部１１には、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する孔部１１１が形成されている。

　この変形例１によれば、突起部１１の略Ｖ字の頂点と対向する基板２の端部から突起部１１へ向かう方向（図４の矢印Ｄ方向）へ接着剤５を注入することにより、実施の形態１の突起部６と同様、接着剤５の孔部１１１およびスルーホールＴＨへの流入を確実に防止することができるとともに、接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。

　なお、本変形例１において、略Ｖ字の斜面を階段状にしたり、曲線状にしたりすることも可能である。

　図５は、本実施の形態１の変形例２に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図であり、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側の主面の構成を示す図である。図５に示す突起部１２の主面の外縁は、実装領域ＤＭ内に配置される円と、この円に連なって基板２の端部まで延びる略矩形とをつなげた形状をなしている。また、突起部１２には、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する孔部１２１が形成されている。

　この変形例２によれば、接着剤５が注入方向（図５の矢印Ｄ方向）の上流側から見て突起部１２の裏側に回り込んで合流することがない。したがって、接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。

　図６は、本実施の形態１の変形例３に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図であり、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側の主面の構成を示す図である。図６に示す突起部１３の主面の外縁は、実装領域ＤＭ内に配置される円弧と、この円弧に接する二つの接線によって形成される二辺が基板２の端部付近まで達する三角形とをつなげた形状をなしている。また、突起部１３には、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する孔部１３１が形成されている。

　この変形例３によれば、接着剤５が注入方向（図６の矢印Ｄ方向）の上流側から見て、少なくとも実装領域ＤＭ内で突起部１３の裏側に回り込んで合流することがないため、接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。

　図７は、本実施の形態１の変形例４に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図であり、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側の主面の構成を示す図である。図７に示す突起部１４の主面の外縁は、実装領域ＤＭの内部に中心を有する円形をなしており、その一部は実装領域ＤＭの外部に位置する。この円の中心は、スルーホールＴＨの中心と一致する。また、突起部１４には、外縁をなす円の中心と一致する中心を有し、スルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する孔部１４１が形成されている。

　この変形例４によれば、接着剤５は注入方向（図７の矢印Ｄ方向）に対して突起部１４の裏側（下流側）に回り込む可能性があるが、その裏側は面発光レーザ３の実装領域ＤＭ外にあるため、基板２と面発光レーザ３との接着に対して影響を及ぼすことがない。したがって、接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。

　図８は、本実施の形態１の変形例５に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図であり、基板２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側の主面の構成を示す図である。図８に示す突起部１５の主面の外縁は、長方形をなしている。この長方形の各辺は、実装領域ＤＭの境界をなす長方形のいずれかの辺と平行に配置されている。突起部１５の主面の外縁をなす長方形のうち隣接する２辺の各々は、その一部が実装領域ＤＭ内に位置するのに対し、残りの２辺は実装領域ＤＭの外部に位置する。このため、突起部１５の主面の外縁をなす長方形の頂点のうち実装領域ＤＭ内に位置する頂点は一つだけである。また、突起部１５には、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する孔部１５１が形成されている。

　本変形例５において、基板２と面発光レーザ３とを接着する際に接着剤５を注入する方向は、突起部１５の主面の外縁をなす長方形の対角線と略平行な方向であり、かつ突起部１５の頂点であって実装領域ＤＭ内に位置する頂点に向かう方向である。具体的には、図８に示す場合、接着剤５は、基板２の左上端部付近から注入される（図８の矢印Ｅ方向）。この意味で、突起部１５は、接着剤５の注入方向に沿って徐々に幅広となる形状をなしている。

　この変形例５によれば、接着剤５の孔部１５１およびスルーホールＴＨへの流入を確実に防止することができるとともに、接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。

（実施の形態２）
　図９は、本発明の実施の形態２に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図であり、実施の形態１における図１に相当する断面図である。図９に示す光伝送ユニット４１は、突起部の構成を除いて、実施の形態１で説明した光伝送ユニット１と同様の構成を有する。

　突起部４２は、基板２の主面上に設けられ、上端面（主面）が面発光レーザ３の主面に当接している。また、突起部４２には、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する孔部４２１が形成されている。突起部４２の主面の形状は、例えば実施の形態１で説明した突起部６、１１～１５のいずれかと同様である。このような突起部４２は、基板２と面発光レーザ３との実装時の間隔に基づいて突起部４２の高さをあらかじめ調整することによって実現される。

　以上説明した本発明の実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様に、光電変換素子（面発光レーザ）と該光電変換素子を実装する基板との接合強度を向上させることができるとともに、光電変換素子と光ファイバとの光結合率の低下を防止することができる。また、製品ごとの光電変換素子と光ファイバとの光結合率のばらつきを抑制することもできる。

　さらに、本実施の形態２によれば、基板と光電変換素子との隙間において、突起部がスルーホールに連通する部分を完全に包囲するため、スルーホールへの接着剤の流入を一段と確実に防止することができる。このため、特に粘度が低い接着剤を使用する場合に好適である。

　図１０は、本実施の形態２の変形例に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。同図に示す光伝送ユニット４３において、突起部４４の上端面（主面）が面発光レーザ３の主面に当接している点は実施の形態２と同じである。これに対し、本変形例では、バンプ４を２段重ねることによって面発光レーザ３の位置を突起部４４の高さに対応させている。また、突起部４４には、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径よりも大きい径を有する孔部４４１が形成されている。

　本実施の形態２の変形例によれば、突起部４４の高さを調整することが難しい場合、バンプ４の段数を変えることによって高さを調整することができる。

　なお、本変形例におけるバンプ４の段数は２段に限られるわけでなく、突起部４４の高さに応じて適宜変更可能であることはもちろんである。

（実施の形態３）
　図１１は、本発明の実施の形態３に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。同図に示す光伝送ユニット５１は、平板状をなし、板厚方向に貫通するスルーホールＴＨが形成された基板５２と、基板５２に実装される面発光レーザ３と、基板５２の電極と面発光レーザ３の電極とを接続するバンプ４と、基板５２と面発光レーザ３との間の一部の領域に充填されて両者を接着する接着剤５と、基板５２の主面のうち面発光レーザ３と対向する主面からスルーホールＴＨの周囲を囲んで突起する突起部６と、一端部がスルーホールＴＨに挿通される光ファイバ７と、光ファイバ７を基板５２に接着する接着剤８と、を備える。

　図１２は、基板５２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側（図１２の上面側）の主面の構成を示す図である。図１２に示すＦ－Ｇ－Ｈ線は、図１１の切断面を示している。すなわち、図１１は、図１２のＦ－Ｇ－Ｈ線組合せ断面図である。基板５２は、平板状の絶縁性材料を母材とするベース部５２１と、ベース部５２１の主面に設けられる配線層５２２とを有する。配線層５２２は、ベース部５２１の主面の略全面にわたって形成されている。このため、上述した実施の形態１と異なり、突起部６は配線層５２２の上に形成されている。

　以上説明した本発明の実施の形態３によれば、上述した実施の形態１と同様に、光電変換素子（面発光レーザ）と該光電変換素子を実装する基板との接合強度を向上させることができるとともに、光電変換素子と光ファイバとの光結合率の低下を防止することができる。また、製品ごとの光電変換素子と光ファイバとの光結合率のばらつきを抑制することもできる。

　さらに、本実施の形態３によれば、突起部の直下にある配線層によって基板と面発光レーザとを電気的に接続することができるため、小型の光電変換素子を実装するのに好適である。

　図１３は、本実施の形態３の変形例に係る光伝送ユニットが備える突起部の構成を示す図であり、基板５２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側の主面の構成を示す図である。突起部５３には、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨよりも大きい径を有する孔部５３１が形成されている。また、突起部５３には、実装領域ＤＭの一部であって実装領域ＤＭの境界をなす長方形の４辺のうち隣接する２辺とその近傍領域を含み、略Ｌ字状をなす領域を露出させる中空部５３２が形成されている。突起部５３は、基板５２の主面上で、孔部５３１および中空部５３２によってそれぞれ露出される部分を除く領域を被覆している。なお、中空部５３２の大きさは、実装領域ＤＭの面積との比率、接着剤５の種類や注入量、要求される接合強度等の各種条件に応じて設定される。

　基板５２と面発光レーザ３とを接着する際に接着剤５を注入する方向は、基板５２の端部であって中空部５３２が設けられた実装領域ＤＭの頂点の近くの端部からこの頂点とスルーホールＴＨの中心とを結ぶ直線と略平行な方向である。具体的には、図１３に示す場合、接着剤５は、基板５２の左上端部付近から注入される（図１３の矢印Ｉ方向）。このようにして注入された接着剤５は、中空部５３２へ溜まることによって基板５２と面発光レーザ３とを接着する。

　この変形例によれば、孔部５３１およびスルーホールＴＨへの接着剤５の流入を確実に防止することができるとともに、接着ムラ等の不具合の発生を防止することができる。また、突起部５３をレジストパターンによって簡単に作成することができる。さらに、中空部５３２の大きさを調整するだけで接着剤５の注入量を容易に調整することができる。

（実施の形態４）
　図１４は、本発明の実施の形態４に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。同図に示す光伝送ユニット７１は、実施の形態３で説明した光伝送ユニット５１と突起部の構成が異なる。

　光伝送ユニット７１が備える突起部７２には、スルーホールＴＨと連通し、突起部７２の厚さ方向に貫通する孔部７２１が形成されている。孔部７２１は、スルーホールＴＨと中心軸が一致するとともにスルーホールＴＨの径と同じ径を有する。突起部７２の孔部７２１以外の構成は、上述した突起部６と同様である。

　図１５は、基板５２の主面のうち面発光レーザ３と対向する側（図１４の上面側）の基板５２の主面の構成を示す図である。図１５に示すＪ－Ｋ－Ｌ線は、図１４の切断面を示している。すなわち、図１４は、図１５のＪ－Ｋ－Ｌ線組合せ断面図である。図１５に示すように、突起部７２が設けられた側から基板５２を見た場合、孔部７２１の内側に配線層５２２は見えない。

　以上の構成を有する突起部７２は、ベース部５２１に配線層５２２を形成し、その配線層５２２の所定位置に突起部７２の母材をレジストによって形成する。その後、ドリル等の手段によって孔部７２１とスルーホールＴＨを一括して形成する。

　以上説明した本発明の実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様に、光電変換素子（面発光レーザ）と該光電変換素子を実装する基板との接合強度を向上させることができるとともに、光電変換素子と光ファイバとの光結合率の低下を防止することができる。また、製品ごとの光電変換素子と光ファイバとの光結合率のばらつきを抑制することもできる。

　また、本実施の形態４によれば、上述した実施の形態３と同様に、突起部の直下にある配線層によって基板と面発光レーザとを電気的に接続することができるため、小型の光電変換素子を実装するのに好適である。

　また、本実施の形態４によれば、基板のスルーホールと突起部の孔部の内径が同じであるため、両者を一括して形成することができ、製造が容易である。

（実施の形態５）
　図１６は、本発明の実施の形態５に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図であり、実施の形態４における図１４に相当する断面図である。図１６に示す光伝送ユニット８１は、平板状をなし、板厚方向に貫通するスルーホールＴＨ’が形成された基板８２と、基板８２に実装される面発光レーザ３と、基板８２の電極と面発光レーザ３の電極とを接続するバンプ４と、基板８２と面発光レーザ３との間の一部の領域に充填されて両者を接着する接着剤５と、基板８２の主面のうち面発光レーザ３と対向する主面からスルーホールＴＨ’の周囲を囲んで突起する突起部８３と、一端部がスルーホールＴＨ’に挿通される光ファイバ７と、光ファイバ７を基板８２に固着する接着剤８と、を備える。

　基板８２は、平板状のベース部８２１と、ベース部８２１の主面に設けられる配線層８２２とを有する。配線層８２２は、ベース部８２１の主面の略全面にわたって形成されている。このため、突起部８３は、配線層８２２の上に形成されている。

　突起部８３には、スルーホールＴＨ’と連通し、突起部８３の厚さ方向に貫通する孔部８３１が形成されている。孔部８３１とスルーホールＴＨ’は、内周面同士が厚さ方向に沿って滑らかに連なっており、孔部８３１の側からスルーホールＴＨ’の側へ向けて徐々に径が大きくなるテーパ状の断面をなしている。孔部８３１以外の突起部８３の構成は、上述した突起部の構成と同様である。

　以上の構成を有する突起部８３を形成する際には、まずベース部８２１に配線層８２２を形成し、その配線層８２２の所定位置に突起部８３の母材をレジストによって形成する。その後、レーザ等の手段によって孔部８３１とスルーホールＴＨ’を一括して形成する。これにより、突起部８３が形成される。

　以上説明した本発明の実施の形態５によれば、上述した実施の形態１と同様に、光電変換素子（面発光レーザ）と該光電変換素子を実装する基板との接合強度を向上させることができるとともに、光電変換素子と光ファイバとの光結合率の低下を防止することができる。また、製品ごとの光電変換素子と光ファイバとの光結合率のばらつきを抑制することもできる。

　また、本実施の形態５によれば、上述した実施の形態４と同様に、基板のスルーホールと突起部の孔部とを一括して形成することができるので、製造が容易である。

　さらに、本実施の形態５によれば、光ファイバの端面を最初に挿入する側のスルーホールの径が光ファイバの径よりも若干大きいため、光ファイバの挿通が容易である。

　図１７は、本実施の形態５の変形例に係る光伝送ユニットの要部の構成を示す断面図である。同図に示す光伝送ユニット８４は、平板状をなし、板厚方向に貫通するスルーホールＴＨ’’が形成された基板８５と、基板８５に実装される面発光レーザ３と、基板８５の電極と面発光レーザ３の電極とを接続するバンプ４と、基板８５と面発光レーザ３との間の一部の領域に充填されて両者を接着する接着剤５と、基板８５の主面のうち面発光レーザ３と対向する主面からスルーホールＴＨ’’の周囲を囲んで突起する突起部８６と、一端部がスルーホールＴＨ’’に挿通される光ファイバ７と、光ファイバ７を基板８５に固着する接着剤８と、を備える。

　基板８５は、平板状のベース部８２１と、ベース部８２１の主面に設けられる配線層８５１とを有する。ベース部８２１にはスルーホールＴＨ’’が形成されている。配線層８５１には、スルーホールＴＨ’’と同軸でスルーホールＴＨ’’よりも大きい径を有する孔部８５２が形成されている。

　突起部８６には、スルーホールＴＨ’’と連通し、突起部８６の厚さ方向に貫通する孔部８６１が形成されている。突起部８６は、ベース部８２１と配線層８５１の段差部分を充填している。このため、孔部８６１とスルーホールＴＨ’’は、内周面同士が厚さ方向に沿って滑らかに連なっており、孔部８６１の側からスルーホールＴＨ’’の側へ向けて徐々に径が大きくなるテーパ状の断面形状をなしている。孔部８６１とスルーホールＴＨ’’は、実施の形態５と同様に、レーザ等の手段によって一括して形成される。

　以上説明した本実施の形態５の変形例に係る光伝送ユニット８４によれば、孔部８６１とスルーホールＴＨ’’を一括して形成する際、配線層８５１の孔部８５２の内周面がスルーホールＴＨ’’の一部を構成しないため、配線層８５１を構成する金または銅などの金属が飛散してしまうおそれがない。

（その他の実施の形態）
　ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１～５によってのみ限定されるべきものではない。例えば、本発明において、突起部を面発光レーザの表面であって基板と対向する表面に形成することも可能である。

　また、本発明は、面発光レーザの代わりに受光部を有するフォトダイオード等の光電変換素子を備えた光電変換モジュールおよび光伝送ユニットにも適用可能である。

　また、本発明において、基板と光電変換素子の間の領域に充填されて両者を接着する接着剤の充填領域は、突起部が有する孔部の内周面よりも外側の領域であればよく、突起部の上端面に達していてもかまわない。

　本発明は、例えば医療用または工業用の内視鏡、デジタルカメラなど、高画素数の撮像素子を有し、高速での信号伝送が求められる電子機器へ適用することが可能である。

　このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲に記載された技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。

　１、４１、４３、５１、７１、８１、８４　光伝送ユニット
　２、５２、８２、８５　基板
　３　面発光レーザ
　４　バンプ
　５、８　接着剤
　６、１１～１５、４２、４４、５３、７２、８３、８６　突起部
　７　光ファイバ
　２１、５２１、８２１　ベース部
　２２、５２２、８２２、８５１　配線層
　３１　電極
　３２　発光部
　６１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、４２１、４４１、５３１、７２１、８３１、８５２、８６１　孔部
　５３２　中空部
　ＤＭ　実装領域
　ＴＨ、ＴＨ’、ＴＨ’’　スルーホール

Claims

　配線層を有するとともにスルーホールが形成された基板と、発光部または受光部を有し、該発光部または受光部が前記スルーホールと対向するように前記基板に実装された光電変換素子とを備えた光電変換モジュールにおいて、
　前記スルーホールと連通する孔部が形成され、前記基板および前記光電変換素子の一方が有する主面のうち他方と対向する主面から突起した突起部と、
　前記基板と前記光電変換素子との間の領域であって前記孔部の内周面よりも外側の領域の一部に充填されて前記基板と前記光電変換素子とを接着する接着剤と、
　を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
　前記突起部は前記基板の主面に設けられ、該突起部の一部は、前記基板の主面に投影した前記光電変換素子の実装領域の外部に位置することを特徴とする請求項１に記載の光電変換モジュール。
　前記突起部は、前記実装領域の内部で、少なくとも一部の外縁が、前記基板上における所定の方向に沿って徐々に幅広となる形状をなすことを特徴とする請求項２に記載の光電変換モジュール。
　前記突起部は、前記実装領域の一部を露出させる中空部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光電変換モジュール。
　前記突起部は、前記基板の主面上で、前記孔部および前記中空部によってそれぞれ露出する部分を除く領域を被覆することを特徴とする請求項４に記載の光電変換モジュール。
　前記突起部は、前記基板および前記光電変換素子の他方の主面に当接することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の光電変換モジュール。
　前記突起部は、前記配線層の上に形成されたことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の光電変換モジュール。
　前記孔部の径は、前記スルーホールの径と等しいことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の光電変換モジュール。
　前記孔部および前記スルーホールは、内周面同士が滑らかにつながっており、前記孔部側から前記スルーホール側へ向けて徐々に径が大きくなるテーパ状の断面を有することを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の光電変換モジュール。
　前記突起部は、レジストによって形成されたことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の光電変換モジュール。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載の光電変換モジュールと、
　一方の端面が、前記スルーホールを含むとともに該スルーホールの中心軸に沿って延びる３次元領域内で前記発光部または受光部と対向するように配置された光ファイバと、
　を備えたことを特徴とする光伝送ユニット。