(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路チップと、前記光導波路チップにその光軸が一致するように接続された光ファイバとを備えた光導波路モジュールが、分割型パッケージに収納された光導波路モジュール実装部品において、前記分割型パッケージは光ファイバ引き込み部を有し、前記光ファイバ引き込み部は、前記光ファイバを前記分割型パッケージから引き出す開放部に設けた光ファイバ開放溝と、該開放溝の内側に設けた光ファイバ位置決め用の光ファイバ引き込み溝とを有し、前記開放溝は、前記光ファイバ引き込み溝よりも深く形成され、さらに前記光ファイバ引き込み溝の内側に前記引き込み溝よりも深い光ファイバ固定溝が設けられ、前記光ファイバ固定溝には固定用の樹脂が施され、前記光ファイバ固定溝の内側に前記光導波路モジュール実装部品を固定するための光導波路チップ固定溝が設けられていることを特徴とする光導波路モジュール実装部品。
【請求項２】
前記光ファイバが、前記開放部のほぼ中心から前記開放溝に引き込まれるように前記開放溝と前記引き込み溝の位置関係が定められている請求項１の光導波路モジュール実装部品。
【請求項３】
前記分割型パッケージは、一対以上の嵌め込み用の凹部及び凸部を設けた２つの同一構造のパッケージ部材を接合した構造を有し、前記凹部及び凸部は接合した相手側のパッケージ部材の前記凸部及び凹部にそれぞれ嵌合していることを特徴とする請求項１〜２のいずれかの光導波路モジュール実装部品。
【請求項４】
前記分割型パッケージを構成する２つのパッケージ部材の接合面がシール材にて接着され、前記開放溝が柔軟性のあるシール材又は樹脂により充填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの光導波路モジュール実装部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路チップおよび光ファイバを接続した光導波路モジュールがパッケージ内に実装された光導波路モジュール実装部品に関するものである。さらには、主に光通信分野において用いられる光導波路モジュール実装部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光通信技術の進展に伴い、光分岐素子や光合波器などの光導波路モジュール実装部品に高い経済性と信頼性が求められている。これらの光導波路モジュール実装部品の内部構造は、光導波路チップの端面に光を入出力するための光ファイバを接続した構造が一般的である。
【０００３】
この光導波路モジュールを実際に通信システムで使用するに当たっては信頼性向上のため外側をパッケージで保護することが必要である。このパッケージの使用目的は、主に外部から加えられる機械的衝撃に対する信頼性と長期信頼性の向上である。また、光導波路と光ファイバを接続する場合には、通常、紫外線硬化樹脂が用いられる。この紫外線硬化樹脂は長期的には水分の侵入により接着特性が劣化することが知られている。そのため、パッケージにより光導波路モジューールの接続部への水分を遮断することも重要である（特許第３０７００２８号公報）。
【０００４】
図１は、光導波路モジュール実装部品の従来例を示す断面図である。光ファイバ１と光導波路チップ２を調芯固定した光導波路モジュールが、素子固定部材３を介して筒型パッケージ４内に固定され光導波路モジュール実装部品が構成されている。光ファイバ１は光ファイバ引き込み部材５に固定され、光ファイバ１および光導波路チップ２が筒型パッケージ４および光ファイバ引き込み部材５で囲まれた構造を有している。
【０００５】
図２は、光導波路モジュール実装部品の他の従来例を示す断面図である。光ファイバ１と光導波路チップ２を調芯固定した光導波路モジュールが上下分割型のパッケージ部材（下側）６に樹脂７で固定され、光ファイバ１が光ファイバ引き込み部材５に固定され、上下分割型のパッケージ部材（上側）８で封止された光導波路モジュール実装部品が構成されている。光ファイバ１および光導波路チップ２は、上下分割型のパッケージ部材（下側）６、光ファイバ引き込み部材５および上下分割型のパッケージ部材（上側）８で囲まれた構造を有している。
【０００６】
図１、図２に示された光導波路モジュール実装部品の従来例に用いられる光ファイバ引き込み部材５は、通常、光ファイバの折り曲げ強度信頼性を得るため柔軟性のあるゴム状樹脂が材質として使用されている。これらの従来例における光ファイバーの折り曲げ状態を示す図３から分かるように、光ファイバ１の角度が外力で変わっても引き込み部材５が柔軟に屈従するため光ファイバの折り曲げ強度の信頼性が保持される。
【０００７】
しかしながら、図１に示した従来の光導波路モジュール実装部品の構造では、光導波路チップと光ファイバを接続した光導波路モジュールを筒型パッケージに固定するためには、光導波路モジュールを筒型パッケージおよび光ファイバ引き込み部材に通す必要がある。また、光導波路チップを素子固定部材を介して筒型パッケージ内に接着固定する際には、パッケージが筒型であるため、固定には特別な治具が必要となり、また固定部分が上部から目視できないため、作業性が悪く、作業工数が多くなってしまう。
【０００８】
また図２に示した従来の光導波路モジュール実装部品の構造では、図１に示した従来例と比較して、上下分割型パッケージが箱型形状をしているため、光導波路モジュールとの固定部が上部から目視でき、作業性が向上し、作業工数を低減することができる。しかし、部品点数が多く部材費が高くなってしまう。しかも組立て工数も多くなり、経済性が悪化してしまう。
【０００９】
これに対する対策として、本発明者は上下分割型のパッケージ部材よりなる光導波モジュール実装部品を提案した（特願２００１−０８９６４４）。すなわち、図４のように光ファイバ１９と光導波路チップ１８を調芯固定した光導波路モジュールが、上下分割型のパッケージ部材１１、１２のうち、下側パッケージ部材１２の光導波路チップ固定溝に光導波路チップ固定用樹脂２２で固定され、光ファイバ１９が光ファイバ引き込み溝１３を通されてシール材２１で固定され、、その内側で光ファイバ固定溝１４に光ファイバ固定用樹脂２０で固定され、そして上側パッケージ部材１１で封止されている。光ファイバ１９及び光導波路チップ１８は上側及び下側パッケージ部材１１、１２で囲い込まれた構造を有する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した先願例による光導波路モジュール実装部品の構造では、図１及び図２に示した従来例と比較して、パッケージ部材に光導波路チップ固定溝１７と光ファイバ引き込み部１３と光ファイバ固定溝１４が設けられ、機能集積化上下分割型パッケージとなっており、部品点数の削減が測られ、組み立ても容易である。
しかしながら、図４に示した光導波路モジュール実装部品の構造に用いられる機能集積化上下分割型パッケージ部材は、通常、樹脂の射出成型法、金属のメタルインジェクション法で安価に製作されるため、光ファイバ引き込み部が硬質で剛性が高い。そのため、光ファイバがパッケージ外部に開放される個所で、光ファイバが外力により折れ曲がり、パッケージ部材と擦れる問題があり、光ファイバの折り曲げによる光ファイバの品質の劣化が生じ、光ファイバの信頼性が低下する問題がある。
【００１１】
このように、図４に示した機能集積化上下分割型パッケージ部材を用いた光導波路モジュール実装部品では、パッケージの部品点数が低減でき、また、パッケージが箱形形状をしているため、パッケージと光導波路モジュールの固定部が上下から黙視でき、作業性が向上し、作業工程を低減することができるなどのメリットがある半面、光ファイバ引き込み部が硬質樹脂又は金属により剛性が高く、開放部における光ファイバが硬質なパッケージ部材と擦れることにより、光ファイバの折り曲げ強度信頼性が劣化するというデメリットが生じている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の目的は上記課題を解決するため、光ファイバ引き込み部などの機能を集積化した機能集積化上下分割型パッケージ部材において、光ファイバ引き込み部が、光ファイバ開放溝と光ファイバ引き込み溝とからなり、光ファイバ開放溝の方が光ファイバ引き込み溝よりも深く形成され、さらに光ファイバ引き込み溝の内側に引き込み溝よりも深い光ファイバ固定溝が設けられ、前記光ファイバ固定溝には固定用の樹脂が施され、前記光ファイバ固定溝の内側に前記光導波路モジュール実装部品を固定するための光導波路チップ固定溝が設けられているオフセット段形状とすることにより、光ファイバがパッケージ外部に出る部分、すなわち開放部の光ファイバと機能集積化上下分割型パッケージ部材とが触れることが無くし、光ファイバの折り曲げ強度信頼性がすぐれ、且つ固定用の樹脂を光ファイバ固定溝に施す場合に樹脂が光ファイバ引き込み溝から外部にしみ出すことがなく、部品点数が少なく、組立が容易な光導波路モジュール実装部品を提供することができる。
【００１３】
より詳しく述べると、本発明は、光導波路チップと、前記光導波路チップにその光軸が一致するように接続された光ファイバとを備えた光導波路モジュールが、分割型パッケージに収納された光導波路モジュール実装部品において、前記分割型パッケージは、光ファイバ引き込み部を有し、
前記光ファイバ引き込み部は、前記光ファイバを前記分割型パッケージに引き込む開放部に設けた開放溝と、該開放溝の内端に接して設けた光ファイバ位置決め用の光ファイバ引き込み溝とを有し、前記開放溝は、前記光ファイバ引き込み溝よりも深く形成されていることを特徴とする光導波路モジュールを提供する。好ましくは光ファイバが前記開放部のほぼ中心から前記開放溝に引き込まれるように前記開放溝と前記引き込み溝の相互関係を規定する。
分割型パッケ−ジは、好ましくは前記光ファイバ引き込み溝の内端に接して設けられた光ファイバ固定溝と、該光ファイバ固定溝の内側に接して該固定溝よりも深く形成された前記光導波路モジュールを固定するための光導波路チップ固定溝とを有する。
分割型パッケージは、好ましくは一対以上の嵌め込み用の凹部及び凸部を設けた２つの同一構造のパッケージ部材を接合した構造を有し、前記凹部及び凸部は接合した相手側のパッケージ部材の前記凸部及び凹部にそれぞれ嵌合している。また分割型パッケージを構成する２つのパッケージ部材の接合面がシール材にて接着され、好ましくは前記開放溝が柔軟性のあるシール材又は樹脂により充填されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明の１実施例による光導波路モジュール実装部品における、嵌め込み用凸凹部を有する上下分割型パッケージの鳥瞰図である。
【００１５】
機能集積化上下分割型パッケージの上下パッケージ部材１１、１２には、光導波チップ固定溝１７、光ファイバ固定溝１４、及び光ファイバ開放溝２３があり、上下パッケージ部材１１、１２を合体させて封止される構造となっている。上下パッケージ部材１１、１２は嵌合用の凸凹部を有する同一の構造となっている。位置合わせ嵌め込み用の凸部１５及び凹部１６が両端部近くに２対設けられており、上側と下側の同一構造のパッケージ部材１１、１２が噛み合う構造となっている。上側の凸部１５は下側の凹部１６、及び上側の凹部１５は下側の凸部１６を嵌め込むことにより、上下パッケージ部材１１、１２は容易に嵌合し、位置決めに特別な注意を払う必要が無く、作業性が向上する。光ファイバ引き込み部は、光ファイバ開放溝２３及び光ファイバ引き込み溝１３からなり、光ファイバ開放溝２３の方が光ファイバ引き込み溝１３よりも深く形成されたオフセット段形状となっている。パッケージ部材１１、１２の材質が、樹脂の場合は射出成型法で作製可能であり、金属の場合でもメタルインジェクション法で作製することができる。
【００１６】
図６は、図５の分割パッケージの断面図を示し、光導波路モジュール実装部品１０の断面図である。光導波路チップ１８に、光軸が一致するように光ファイバ１９を調芯固定した機能集積化光導波路モジュールが、凸部１５と凹部１６を利用して嵌合合体した機能集積化上下分割型パッケージ部材１１、１２に収容されており、光ファイバ１９は光ファイバ開放溝２３及びファイバ引き込み溝１３よりパッケージ内の光導波路チップ１８のための固定溝１７内に引き込まれている。
【００１７】
機能集積化上下分割型パッケージ内の２箇所の光ファイバ固定溝（固定部）１４に光ファイバ１９が光ファイバ固定用樹脂２０で固定されている。光ファイバ固定用樹脂２０は、光ファイバ１９、光導波路チップ１８および上下分割型パッケージ部材１１、１２の線膨張係数の差を吸収しうる樹脂であり、かつ上下分割型パッケージ部材１１、１２と光ファイバ１９を確実に接着できる樹脂であることが望ましい。例えば、柔軟な熱硬化型シリコーン樹脂、柔軟な紫外線硬化樹脂などである。強度の接着力が要求される場合には光導波路チップ裏面とパッケージ部も樹脂により固定することができる。
【００１８】
光導波路チップの裏面が接するパッケージ内部の光導波チップ固定溝１７の底面は光導波路チップ１８の厚さを考慮し、パッケージ内部で最も深い面となっている。光ファイバ固定溝１４、ファイバ引き込み溝１３は、段状にオフセットを有し、順に浅くなっている。光ファイバ固定溝１４とファイバ引き込み溝１３の深さ方向にオフセットを設けることにより、光ファイバを固定するための樹脂がファイバ引き込み溝を通して外部に流出しない効果がある。収納凹部１７と固定溝１４も同様にオフセットするとなお良い。
【００１９】
上側と下側の分割型パッケージは、防湿性に優れるシール材２１により接着固定されている。この防湿シール材２１によりパッケージ内への水分を遮断し、光導波路１８と光ファイバ１９との接続部の接続特性の劣化が防げる。さらなる耐湿性が要求される場合には、水蒸気透過率の低い樹脂をパッケージ内の空隙に充填することや、水蒸気透過率の低い樹脂を光導波路モジュール表面にコーティングすることもできる。また、光ファイバは応力がかかることによりマイクロベンド損失（局部曲がり損失）が生じる性質がある。一般的に硬質なシール材では熱膨張率の差に起因する内部応力があり、低温時のシール材の収縮によって光損失増が起きるため、ある程度柔軟性があるシール材が好ましい。
【００２０】
光ファイバがほぼパッケージ接合面と同じ高さとなることを考慮し、各溝の深さは設計されている。光ファイバ引き込み部は光ファイバ開放溝２３と光ファイバ引き込み溝１３とからなり、光ファイバ開放溝２３の方が光ファイバ引き込み溝１３より深く形成されてオフセット段形状となっている。そのため、光ファイバ２３は、シール材で接合された機能集積化上下分割型パッケージのほぼ中心より外方に延びている。言い換えれば、図７に示す本発明の光導波路モジュール実装部品の光ファイバ開放部２３の周りは柔軟性のあるシール材２１により充填されている。このため、光ファイバ開放部２３において、光ファイバが曲げられる際に硬質なパッケージに触れて擦れることがないため、光ファイバの折り曲げ強度の信頼性が劣化することがない。
【００２１】
図８は本発明に基づく他の実施例を示しており、上側パッケージ部材１１’が板状部材である機能集積化上下分割型パッケージの鳥瞰図である。図５と比較すると、上側パッケージ部材１１が板状であるため、光ファイバの高さがパッケージ部材１１の接合面とほぼ同じ高さになるように機能集積化上下分割型パッケージの各溝の深さを設計すると、光ファイバが上側パッケージ部材１１に触れてしまう。従って、この例では、光ファイバの位置が、光ファイバ開放溝２３の深さ方向のほぼ中心になるように、光ファイバ引き込み溝１３を深く形成して、引き込み溝が光ファイバ開放溝２３のほぼ中心に整列するように設計する。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、光ファイバ引き込み部などの機能を集積化した機能集積化上下分割型パッケージ部材において、光ファイバ引き込み部が、光ファイバ開放溝と光ファイバ引き込み溝とからなり、光ファイバ開放溝の方が光ファイバ引き込み溝よりも深く形成されているオフセット段形状とすることにより、光ファイバがパッケージ外部に出る部分、すなわち開放部の光ファイバと機能集積化上下分割型パッケージ部材とが触れることが無くすることにより、光ファイバの折り曲げ強度信頼性がすぐれ、部品点数が少なく、組立が容易な光導波路モジュール実装部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例である光導波路モジュール実装部品の構造（筒型）を示す断面図である。
【図２】他の従来例による光導波路モジュール実装部品の構造（上下分割型）を示す断面図である。
【図３】光ファイバ折り曲げ強度の概要を示す説明図である。
【図４】先願例による光導波路モジュール実装部品の構造（機能集積上下分割型）を示す断面図である。
【図５】実施例を示す嵌め込み用凸凹部を有する上下分割型パッケージの鳥瞰図である。
【図６】実施例を示す光導波路モジュール実装部品の断面図である。
【図７】実施例を示す光導波路モジュール実装品の光ファイバ開放部の拡大鳥瞰図である。
【図８】第２の実施例による上側パッケージ部材が板状構造を有する場合の機能集積化上下分割型パッケージの鳥瞰図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ
２  光導波路チップ
３  素子固定部材
１０  光導波路モジュール実装部品
１１，１２  パッケージ部材
１５  嵌め込み用凸部
１６  嵌め込み用凹部
１３  光ファイバ引き込み溝
１４  光ファイバ固定溝
１７  光導波チップ固定溝
１８  光導波路チップ
１９  光ファイバ
２０  樹脂
【図１】
0003699363.tif 000002
【図２】
0003699363.tif 000003
【図３】
0003699363.tif 000004
【図４】
0003699363.tif 000005
【図５】
0003699363.tif 000006
【図６】
0003699363.tif 000007
【図７】
0003699363.tif 000008
【図８】
0003699363.tif 000009