(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子を搭載する電極部、搭載した光素子の近傍が終端となる光ファイバを設置するための第１のガイド溝及び該第１のガイド溝の終端にその長手方向に直交し光ファイバ先端位置を規定する為の矩形溝とが形成されたシリコン基板と、
ブロック底面に予め光ファイバを設置固定するための第２のガイド溝を前記光ファイバが設置された際に前記ブロック底面から光ファイバコアまでの高さが前記シリコン基板表面から光素子の受発光面までの高さと略同じになるように形成するとともに、前記光ファイバの先端が端面から突き出して設置固定される透明な光ファイバブロックとから成り、
前記シリコン基板の前記電極部に前記光素子を搭載するとともに、前記シリコン基板表面と前記光ファイバブロック底面とをその底面より下部に一部がはみ出した光ファイバが前記第１のガイド溝に収まるように当接した状態で、前記光ファイバブロックを光ファイバ光軸方向に移動させ、前記矩形溝に前記光ファイバ先端が突き当たった時点で移動を終了し前記光ファイバ先端と光素子との間の距離を決定するよう設置した後、光ファイバブロック底面とシリコン基板表面とを接続固定することを特徴とする光モジュールの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野において用いられる光モジュールに関するものであり、特に光モジュールの実装を簡易に実現する構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、光モジュールの実装方法は、図４に示すようなシリコン実装基板上への光ファイバとレーザダイオード等の位置決め固定がある。シリコン基板上に形成したガイド溝及び位置決め基準面を利用して、シリコン基板上に光ファイバと半導体レーザとの集積を実現した、シリコンパッシブアライメントと称せられる機構を用いて実装する方法が最近開発されている。この構成によると、シリコン基板の異方性エッチングによる加工性の良さを利用して、精度良くガイド溝が形成出来るので、光ファイバと半導体レーザやフォトダイオード等の光素子との位置合わせを、煩雑なアライメント調整を行うことなく実施出来る。また、シリコン基板は、熱伝導性に優れるので、レーザダイオードの温度管理のためのヒートシンクを用いる必要がないという長所も得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示すようなシリコン基板上に光ファイバを設置する場合に、光ファイバが長尺であるために取り扱いが容易ではなく、光ファイバを直接シリコン基板上のガイド溝内に設置し固定する工程が煩雑になるという課題があった。また、光ファイバのガイド溝内への固定の工程を自動化する場合にも光ファイバの取り回しが容易ではなかった。
【０００４】
本発明は、上述した従来の構造における問題点を解決するためのものであり、容易でかつ現実的な手段で、光モジュールを実装出来る手段を提供する事を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題点を解決するため、光素子を搭載する電極部、搭載した光素子の近傍が終端となる光ファイバを設置するための第１のガイド溝及び該第１のガイド溝の終端にその長手方向に直交し光ファイバ先端位置を規定する為の矩形溝とが形成されたシリコン基板と、ブロック底面に予め光ファイバを設置固定するための第２のガイド溝を前記光ファイバが設置された際に前記ブロック底面から光ファイバコアまでの高さが前記シリコン基板表面から光素子の受発光面までの高さと略同じになるように形成するとともに、前記光ファイバの先端が端面から突き出して設置固定される透明な光ファイバブロックとから成り、前記シリコン基板の前記電極部に前記光素子を搭載するとともに、前記シリコン基板表面と前記光ファイバブロック底面とをその底面より下部に一部がはみ出した光ファイバが前記第１のガイド溝に収まるように当接した状態で、前記光ファイバブロックを光ファイバ光軸方向に移動させ、前記矩形溝に前記光ファイバ先端が突き当たった時点で移動を終了し前記光ファイバ先端と光素子との間の距離を決定するよう設置した後、光ファイバブロック底面とシリコン基板表面とを接続固定することとした。これにより光ファイバブロックをシリコン基板上に設置しただけで、光ファイバと光素子の高さ方向の光軸調整と光ファイバ先端と光素子との間の光軸水平方向の位置合わせが出来る構造とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による光モジュール実装構成の１実施例を示す全体の斜視図を示す。シリコン基板１には、光素子を搭載するための電極２が形成されており、その上に光素子３が搭載されている。また、光ファイバを設置するためのガイド溝５が光素子３の近傍まで形成されている。ガイド溝の形成は、異方性エッチングによりミクロン以下の高精度で形成されている。ガイド溝の深さは、溝内に光ファイバを設置した時に、光ファイバのコアの高さと、シリコン基板上に搭載された光素子の高さとがほぼ等しくなるように形成されている。また、ガイド溝５の終端にはガイド溝長手方向に直交して、矩形溝４が形成されている。矩形溝の形成方法は、ダイシング等の機械加工によって作製するのが一般的である。矩形溝４の役割はガイド溝５内に設置された光ファイバの先端を、矩形溝４に突き当てることによって、光ファイバ先端と光素子３との間の距離を一義的に決定するためのものである。
上記構造のシリコン基板上の光素子３に光ファイバを光学的に結合させるための方法として、光ファイバ８をシリコン基板１のガイド溝５内に直接設置しないで、以下の方法により実現する。あらかじめガイド溝７の形成されているブロック底面のガイド溝７の中に光ファイバ８を設置した光ファイバブロック６を作製する。光ファイバブロックの材質としては、石英ガラス等のセラミクスや、或いはシリコンを用いても良い。特性的にはシリコン基板と線膨張係数の値ができるだけ近い材料が好ましく、この条件を満たしていれば金属や樹脂材料を用いても何ら差し支えない。ガイド溝内への光ファイバの固定は本実施例では半田による固定をしている。ガイド溝７の深さは、光ファイバ８がガイド溝７の中に設置された時にファイバブロック底面６１からの光ファイバコアの高さが、ちょうどシリコン基板表面１１からの光素子３の高さとほぼ同じになるように、高精度に形成されている。また、光ファイバ８の先端８１は光ファイバブロックの端面６２よりも突き出しているように設置する。
このようにして作製した光ファイバブロック６を、ブロック底面６１とシリコン基板１の表面１１とが当接するように設置する。この時、光ファイバ８の一部は光ファイバブロック底面６１より下部にはみ出しているが、シリコン基板１上のガイド溝５の中に収まるので、ファイバブロック６の光ファイバ８がシリコン基板のガイド溝５の中に収まるように設置する事により、ブロック底面６１とシリコン基板表面１１は接合させることが出来る。そして、光ファイバ８のコア中心の高さと、シリコン基板上の光素子３との高さを一義的に合わせる事ができる。また、ファイバブロックの光ファイバ８がシリコン基板のガイド溝５にはまるように位置を調整する事で光軸水平方向の位置合わせが自動的に出来る。この位置調整は、ファイバがガイド溝５の中に入るようにするだけで良いので容易に実現できる。目視による調整が出来るようファイバブロック６を透明なガラスブロックで作製すると、位置調整をより簡単に実施する事が可能になる。ファイバブロック６をシリコン基板表面１１上に当接させた状態で、今度はファイバブロック６を光ファイバ光軸方向に移動させ、光ファイバ先端８１がシリコン基板上の矩形溝４に突き当たった時点で移動を終了する。光ファイバ先端８１はファイバブロック端面６２から突き出しているため、目視による光軸方向のファイバ先端位置の微調整が容易に出来る。
シリコン基板表面１１上へのファイバブロック６の固定は接着剤を用いて固定する。光軸水平方向及び光軸方向の光ファイバの位置調整や移動は、ファイバブロックを把持して処理すれば良く、光ファイバを直接把持して移動させる場合に比較して、取り扱いが非常に楽になった。図２には、本発明による別の実施例として、ファイバブロック６シリコン基板１との固定方法として、半田による固定を実施した例である。シリコン基板１の表面１１上にＣｒ／Ａｕの金属薄膜を形成した上に、ＡｕＳｎ半田を形成した部位９１を形成し、一方ファイバブロック底面６１には同様にＣｒ／Ａｕの金属薄膜を重なり合う位置にほぼ同一のパターン形状で形成しておく。このようなパターンをあらかじめ形成して半田した場合、高信頼性のモジュール実装が可能となる。
図３は本発明によるべつの実施例として、ファイバブロックとシリコン基板上に形成したマーカ９３、９４によりファイバブロックとシリコン基板との位置合わせ固定を実施した例である。この場合、シリコン基板上に形成するガイド溝５の精度は高精度なものは必要ない。やや大きめのガイド溝を形成しておけばよい。
【０００７】
【発明の効果】
以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明によれば、光モジュールの実装をより簡易にかつ低コストに作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光モジュールの構成の１実施例を示す全体の斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す全体の斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す全体の斜視図である。
【図４】従来の実施例を示す上面図である。
【符号の説明】
１、１１      シリコン基板
２            電極
３            光素子
４            矩形溝
５、７        ガイド溝
６、６１、６２  ファイバブロック
８、８１      光ファイバ
９１、９２、９３、９４  金属パターン、半田部
【図１】
0003590223.tif 000002
【図２】
0003590223.tif 000003
【図３】
0003590223.tif 000004
【図４】
0003590223.tif 000005