(57)【要約】【課題】低コストかつ簡易な構成で高精度に光結合を行う光配線の接続技術を提供する。【解決手段】光配線モジュールは、光入出力部を有する光導波路が形成された光配線基板と、光ファイバを保持して前記光配線基板に搭載されるファイバホルダと、を有し、前記光配線基板は、前記光入出力部に対応する位置に開口を有する疎水性膜と、前記開口内に配置される接着層を有し、前記光ファイバは前記接着層により前記光入出力部に光接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入出力部を有する光導波路が形成された光配線基板と、
光ファイバを保持して前記光配線基板に搭載されるファイバホルダと、
を有し、
前記光配線基板は、前記光入出力部に対応する位置に開口を有する疎水性膜と、前記開口内に配置される接着層を有し、
前記光ファイバは前記接着層により前記光入出力部に光接続されていることを特徴とする光配線モジュール。
【請求項２】
前記光配線基板は親水性の表面を有し、
前記接着層は親水性であることを特徴とする請求項１に記載の光配線モジュール。
【請求項３】
前記ファイバホルダは、前記光ファイバを前記光配線基板に対して垂直または垂直に近い角度で保持するファイバガイドと、前記光配線基板との接続面側で前記ファイバガイドと連通するテーパ状の空間を有し、
前記接着層は前記空間内に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光配線モジュール。
【請求項４】
前記空間内に配置されて前記光ファイバと前記接着層との接続部を固定する第２の接着層、
を有することを特徴とする請求項３に記載の光配線モジュール。
【請求項５】
前記光ファイバの外周面は少なくともファイバ先端部とその近傍で疎水性の被膜に覆われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光配線モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光配線モジュールと、
前記光配線モジュールに接続される電気部品と、
を有する光トランシーバ。
【請求項７】
光入出力部を有する光導波路が形成された基板に、前記光入出力部に対応する位置に開口を有する疎水性膜を形成し、
前記開口内に接着層を配置し、
ファイバガイド内に所定の間隙をもって保持された光ファイバの先端面を前記接着層に接触させ、前記接着層の表面張力を利用して前記光ファイバのコアと前記光入出力部を自己整合的に位置合わせする、
ことを特徴とする光接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光配線モジュール、光トランシーバ、及び光接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパーコンピュータ、サーバシステム等の高性能演算システムでは、ＬＳＩチップ間のデータ通信においてインターコネクトと呼ばれる高速信号伝送が採用されている。演算システムの高性能化に伴い、従来の電気配線では、広帯域及び／または長距離のインターコネクトにおいて伝送路の損失やクロストークによる信号波形劣化のため伝送が困難になってきている。そこで、電気信号を一旦光信号に変換し、光配線で通信を行う光インターコネクトの開発と実用化が進められている。
【０００３】
光インターコネクトの形態としては、電気配線長短縮の観点から、微小な光電気変換部品である光トランシーバをＬＳＩの直近に配置する構造が望ましい。チップ形態の微小光トランシーバを実現する技術として、シリコンフォトニクスと呼ばれる技術が開発されている。シリコンフォトニクスは、シリコン基板上に光制御機能を有する各素子をＣＭＯＳプロセスで形成する技術である。光制御機能を有する素子には光変調器、光検出器等が含まれ、これらの素子間を接続する細線導波路がすでに実現している。細線導波路を外部光配線である光ファイバと接続するために、チップ上に光インタフェースを形成する技術もいくつかの方式が開発されている。
【０００４】
光インタフェースの一例として、導波路端にシリコンフォトニクス技術で作製された回折格子を配置する構成が知られている。外部光配線となる光ファイバは、ファイバホルダにより回折角度に合わせて基板とほぼ垂直に保持され、回折格子と光学的に接続されている（たとえば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４３６４９号公報
【特許文献２】特開２０１６−９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光インタフェースの構成では、光ファイバを基板上の回折格子に位置合わせして保持するために、寸法精度の高いファイバホルダが作製され使用されている。また、光ファイバホルダを基板上にほぼ垂直に立てながら位置と角度を高精度に調整するための工程及び装置が必要であり、光配線の実装コストが高いという問題がある。
【０００７】
本発明は、低コストかつ簡易な構成で高精度な光結合を行う光配線の接続技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様では、光配線モジュールは、
光入出力部を有する光導波路が形成された光配線基板と、
光ファイバを保持して前記光配線基板に搭載されるファイバホルダと、
を有し、
前記光配線基板は、前記光入出力部に対応する位置に開口を有する疎水性膜と、前記開口内に配置される接着層を有し、
前記光ファイバは前記接着層により前記光入出力部に光接続されている。
【発明の効果】
【０００９】
一つの側面として、低コストかつ簡易な構成で高精度な光結合を行う光配線の接続技術が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の光配線モジュールの主要部を示す図である。
【図２】図１の光インタフェース部分の拡大図である。
【図３】ファイバホルダの変形構成を示す図である。
【図４】光配線基板に疎水性膜が形成された状態を示す図である。
【図５】疎水性膜の開口内に接着層の材料を滴下した状態を示す図である。
【図６】ファイバホルダの構成例を示す図である。
【図７】ファイバホルダに光ファイバが収容された状態を示す図である。
【図８】接着層上での光ファイバのセルフアライメントの挙動を示す図である。
【図９】ファイバホルダの別の構成例を示す図である。
【図１０】図９のファイバホルダの搭載前の状態を示す図である。
【図１１】図９のファイバホルダの搭載後の状態を示す図である。
【図１２】実施形態の光配線モジュールを用いた光トランシーバの上面図である。
【図１３】図１２の光トランシーバの側面図である。
【図１４】光トランシーバが適用される電子機器の一例としてのシステムボードの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施形態の光配線モジュール１０の主要部の概略図である。光配線モジュール１０は、光導波路１４及び光入出力部としての回折格子１５を有する光配線基板１１と、光ファイバ２１を保持して回折格子１５に光結合させるファイバホルダ５０を有する。回折格子１５は、基板面と垂直方向または垂直に近い角度で光を入出力し、光導波路１４と光ファイバとの間の光インタフェースとして機能する。光導波路１４と回折格子１５は、たとえばシリコン基板１２上にシリコンフォトニクス技術で形成されている。
【００１２】
図１において、光導波路１４及び回折格子１５が形成されている光配線基板１１の主面と垂直な方向をＺ方向、Ｚ方向と直交するＸＹ面内で光導波路１４の光軸方向をＹ方向、Ｙ軸及びＺ軸と直交する方向をＸ方向とする。
【００１３】
光導波路１４と回折格子１５が形成されたシリコン基板１２の全表面は、保護膜１８で覆われている。保護膜１８は、たとえばシリコン酸化物（ＳｉＯ2）、シリコン窒化物（SiNx）等の透明な材料で形成されている。保護膜１８は、スパッタリング法等でＳｉＯ2を堆積させ、表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）で平坦化して形成される。
【００１４】
保護膜１８上の所定の領域に、疎水性膜３１が形成されている。疎水性膜３１は、回折格子１５が形成されている領域を覆って形成され、回折格子１５に対応する位置に開口３２を有する。光ファイバ２１は、親水性の接着層３３で開口３２に接続されている。接着層３３は、使用する光信号の波長において材料による光吸収が少なく、使用波長に対して少なくとも半透明である。後述するように、接着層３３は光ファイバ２１の自己整合的な位置合わせ（セルフアライメント）を可能にし、光ファイバ２１のコア２２の先端を回折格子１５との結合位置に固定している。その結果、光ファイバ２１は低損失で精度良く回折格子１５に光接続される。
【００１５】
ファイバホルダ５０は、接着剤４１により光配線基板１１の表面（図１では保護膜１８）に固定されてもよい。ファイバホルダ５０は、本体５１と、本体５１を貫通するファイバガイド５２を有し、光ファイバ２１は光配線基板１１と垂直な方向または垂直に近い角度で保持されている。ファイバガイド５２の径は、クラッド２３の外径よりも大きく、接着層３３における光ファイバ２１と回折格子１５の自己整合的な位置合わせを容易にするだけの間隙を有する。ファイバガイド５２の内径は、たとえば、ファイバ径よりも１０〜１５μｍ程度大きい。間隙が１０μｍよりも小さくなると、ダイシングによる光配線基板１１の切り出し誤差（通常は１０μｍ）を十分に吸収できなくなる。間隙が１５μｍを超えると、光ファイバ２１の可動範囲が大きくなりすぎて安定的にセルフアライメントさせることが困難になる。
【００１６】
光ファイバ２１は、ファイバガイド５２のファイバ挿入端５４で、あらかじめ接着剤４２で固定されている。他方、光ファイバ２１の先端は、接着層３３の硬化前はファイバガイド５２の内部で面内方向に移動可能である。図１の状態は接着層３３の硬化後の状態であり、光ファイバ２１は接着層３３の表面張力による復元力を利用して、回折格子１５との最適な結合位置に固定されている。光ファイバ２１のセルフアライメントの詳細は、図８を参照して後述する。
【００１７】
図２は、図１の光インタフェース部分の拡大図である。疎水性膜３１の開口３２内に、半球がやや平坦になった形状の接着層３３が配置されている。ファイバホルダ５０に形成されたファイバガイド５２の内面と光ファイバ２１の外周の間に７〜１０μｍ程度の間隙が設けられている。ファイバガイド５２は、ファイバ挿入端５４と反対側の接続面側にテーパ状の空間５３を有する。空間５３は接着層３３を収容する空間であり、ファイバホルダ５０の底面での空間５３の径は、疎水性膜３１に形成された開口３２と同等か、それ以上である。
【００１８】
光ファイバ２１は、空間５３内で接着層３３により回折格子１５と光接続されている。光ファイバ２１からの入射光は、信号光の波長に透明な接着層３３及び保護膜１８を透過して回折格子１５に光結合し、光導波路１４を伝搬する。光導波路１４からの出射光は、回折格子１５により光配線基板１１の垂直方向または垂直に近い方向に反射され、保護膜１８と接着層３３を透過して光ファイバ２１のコア２２に光結合する。この光接続構造は後述するように、ファイバホルダの粗い搭載精度で光ファイバ２１と回折格子１５間の高精度の位置合わせを実現する。
【００１９】
図３に示すように、ファイバホルダ５０の側面に、接着剤注入用の注入チャネル５５を１つ以上設けてもよい。回折格子１５に対する光ファイバ２１の自己整合的な位置合わせが完了した後に、注入チャネル５５から接着剤４３を注入して、光結合位置での光ファイバ２１の保持を確実にしてもよい。接着剤４３の注入は、自己整合的な位置合わせが完了し接着層３３を硬化した後とする。硬化後の接着剤４３は、光ファイバ２１と接着層３３との接合を強化する第２の接着層となる。この構成により光ファイバ２１が適正位置で強固に保持され、光接続の信頼性が向上する。
【００２０】
図４は、光配線基板１１上への疎水性膜３１の形成状態を示す図である。図４（Ａ）は上面図、図４（Ｂ）はＢ−Ｂ'断面図、図４（Ｃ）はＡ−Ａ'断面図である。
【００２１】
疎水性膜３１は、光導波路１４と回折格子１５を覆う保護膜１８の表面で、ファイバホルダ５０の搭載位置に形成されている。疎水性膜３１は、回折格子１５の位置に開口３２を有し、開口３２内で回折格子１５を露出する。疎水性膜３１は、たとえば、フッ素系樹脂、フッ素樹脂とシロキサンを複合化した複合樹脂、疎水性エポキシ、疎水性ウレタン、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を表面に塗布した有機材料、などで形成される。
【００２２】
疎水性膜３１の材料をシリコン基板１２の全面に塗布し、フォトリソグラフィによる露光及びエッチングでパターニングすることで、開口３２を有する疎水性膜３１が形成される。疎水性膜３１の膜厚はたとえば１μｍ〜３μｍである。開口３２の径は、光ファイバ２１の径に応じて決定される。たとえば、直径１２５μｍのシングルモードファイバを用いる場合は、開口３２の径は１８０μｍ〜２１０μｍ程度であり、直径８０μｍのシングルモードファイバを用いる場合は、１１０μｍ〜１３０μｍの径の開口３２を形成する。
【００２３】
開口３２の形状は円形に限定されず、接着層３３を収容できる限り、四角形、六角形等の多角形や楕円形であってもよい。開口３２内に露出する保護膜１８は、疎水性膜３１と比較して濡れ性を有する。疎水性膜３１の材料の種類によっては、疎水性の度合いに強弱があり得るが、開口３２内に露出される保護膜１８が親水性なので、開口３２の周囲の疎水性膜３１の疎水性が相対的に高くなる。したがって、開口３２内に接着層３３の材料が滴下されたときに、接着層３３は開口３２内に保持される。
【００２４】
光配線基板１１は、ファイバホルダ５０と嵌合するガイド穴１７を有していてもよい。図４の例では、ガイド穴１７は回折格子１５の配列方向の両側に形成されて、ファイバホルダ５０に形成された突起を受け取る。ガイド穴１７は、たとえばシリコン基板１２に深堀エッチングすることで形成される。ガイド穴１７にファイバホルダ５０の突起をはめ込むことで、たとえば１５μｍ程度の粗い位置精度でファイバホルダ５０を搭載することができる。通常は、シングルモードファイバで１μｍ程度、マルチモードファイバでも１０μｍ程度の搭載位置精度が求められるが、実施形態では接着層３３によるセルフアライメントが可能なため、１５μｍ程度の搭載精度でも十分に機能する。接着層３３による光ファイバ２１のセルフアライメントは、開口３２を形成するフォトリソグラフィの精度で行われる。
【００２５】
図５は、開口３２内に接着層３３の材料を滴下した状態を示す。接着層３３として、親水性の水性接着剤を用いることで、表面張力による半球状の液滴形状が得られる。接着剤の滴下量をディスペンサ等により制御することで、高い寸法精度で半球状の液滴形状を実現することができる。開口３２を取り囲んで疎水性膜３１が存在するので、水性接着剤は表面張力を維持して開口３２の内部に留まる。
【００２６】
疎水性膜３１がフッ素系樹脂の場合は、水性接着剤に替えて、アルコール系やケトン系等の有機溶媒の接着剤を用いてもよい。この場合も、表面張力により開口３２内に半球状の接着層３３が形成される。保護膜１８との間で濡れ性の差があれば、任意の接着材料を用いることができる。ただし、使用する光信号の波長において材料による光吸収が少なく、少なくとも半透明であり、伝送路の光損失が許容範囲内のものを用いる。
【００２７】
図６は、ファイバホルダ５０の一例として、ファイバホルダ５０Ａの構成を示す。ファイバホルダ５０Ａは、一例として回折格子１５の配列に合わせて４心ホルダとしている。左図はファイバホルダ５０Ａの嵌合面５１ａを示す。右上図はＡ−Ａ'断面、右下図はＢ−Ｂ'断面を示す。
【００２８】
光ファイバ２１は、ファイバホルダ５０Ａの本体５１に形成されたファイバガイド５２内に収容されている。４心のテープファイバの被覆を剥離して、個々の光ファイバ２１の先端を対応するファイバガイド５２に挿入し、治具を用いて光ファイバ２１の先端を揃える。光ファイバ２１の先端位置は接着層３３の厚さを考慮して、嵌合面５１ａから空間５３の内部にやや後退している。
【００２９】
光ファイバ２１は、嵌合面５１ａと反対側のファイバ挿入端５４で、接着剤４２により固定されている。ファイバ挿入端５４はテーパ状であり、光ファイバ２１の挿入を容易にする。また、光ファイバ２１の固定時には、テーパ状のファイバ挿入端５４に接着剤４２の一部を取り込んで、光ファイバ２１の固定を確実にする。図６の例では、ファイバガイド５２の内径は光ファイバ２１の外形よりも１５μｍ程度大きい。これにより、光ファイバ２１と回折格子１５のセルフアライメントの際に、接着剤４２による固定部を支点として、光ファイバ２１の先端が接着層３３上で嵌合面５１ａの面内方向に動く。接着層３３上での光ファイバ２１先端の可動範囲は、固定部から先端までの光ファイバ２１の長さ、ファイバガイド５２の径、接着層３３の粘性または弾性等によって決まる。セルフアライメントの完了後に、各光ファイバ２１は接着層３３の硬化により固定される。
【００３０】
光ファイバ２１としてはシングルモードファイバでもマルチモードファイバでもよく、石英ファイバの他、プラスチックファイバ等を用いてもよい。光ファイバ２１の先端を回折格子１５の回折角度に合わせて斜めに切断することで、ファイバホルダ５０Ａが回折格子１５の回折角度で搭載されたときにコア２２の端面が回折格子１５からの出射光と垂直に位置する。これにより、位置及び角度が決定され、低損失の光結合が実現される。
【００３１】
ファイバガイド５２の嵌合面５１ａ側の端部に、テーパ状の空間５３が形成され、嵌合面５１ａでの径が大きくなっている。嵌合面５１ａでの空間５３の径は、たとえば１２５μｍファイバを用いたときに１８０μｍ〜２２０μｍであり、図６の例では２００μｍに設定されている。上述のように、空間５３は接着層３３の材料が疎水性膜３１の開口３２内に滴下されたときに、半球状の接着層３３を収容する。また、空間５３内で回折格子１５に対する光ファイバ２１の角度を合わせることができる。
【００３２】
ファイバホルダ５０Ａは、嵌合面５１ａに突起５６を有する。ファイバホルダ５０Ａの光配線基板１１への搭載時に、突起５６はシリコン基板１２に形成されたガイド穴１７（図５参照）に挿入され、ファイバホルダ５０Ａを光配線基板１１に固定する。突起５６はファイバホルダ５０Ａの本体の作製時に、射出成型等で一体成型される。
【００３３】
図７は、ファイバホルダに光ファイバが収容された状態を示す図である。図７の例では光ファイバ２１の外周の一部が、疎水性の被膜２４で覆われている。たとえば、テープファイバの被覆の剥離後に、光ファイバ２１に噴霧法等による吹付で疎水性の被膜２４を形成し、その後、先端部をレーザ加工により回折角度に合わせて斜め切断する。光ファイバ２１の先端位置は、接着層３３の厚みを考慮して、嵌合面５１ａから空間５３の内部にやや後退している。光ファイバ２１の先端部の外周に疎水性の被膜２４を形成することで、接着層３３上でのセルフアライメントが容易になる。
【００３４】
図８は接着層３３上での光ファイバ２１のセルフアライメントの挙動を示す図である。光ファイバ２１は、図７の構成を有し、先端側の外周面に疎水性の被膜２４が形成されている。
【００３５】
図８（Ａ）に示すように、光配線基板１１上へのファイバホルダ５０（または５０Ａ）の搭載直後は、粗い搭載精度で光ファイバ２１の先端は所定の結合位置からずれている可能性がある。しかし、図８（Ｂ）に示すように、親水性の接着層３３の表面張力による復元力と光ファイバ２１のたわみを利用して、光ファイバ２１の端面を接着層３３の表面で面内方向に動かすことができる。光ファイバ２１の外周面の疎水性の被膜２４も、接着層３３上での光ファイバ２１の先端の摺動を促進する。光ファイバ２１の先端は、ファイバガイド５２の内壁と光ファイバ２１の外周との間の間隙（径の差）に対応して、１０μｍ〜１５μｍの範囲で接着層３３の表面で移動可能である。
【００３６】
斜め切断により光ファイバ２１の端面はやや楕円形になっているが、コア２２は光ファイバ２１の端面の中心に位置する。接着層３３は光ファイバ２１の端面との接触により半球形状が押圧されて平坦化されるが、表面張力により元の半球形状に戻ろうとする。光ファイバ２１の自重と接着層３３の復元力により、コア２２の中心と接着層３３の半球の中心が自己整合的に揃う。その結果、図８（Ｃ）に示すように、光ファイバ２１は所定の結合位置に一意にアラインされる。
【００３７】
その後、加熱により接着層３３上の溶媒を揮発させ、硬化により光ファイバ２１を固定する。各光ファイバはセルフアライメントにより最適な結合位置に位置する。
【００３８】
図８（Ｃ）において、接着層３３の硬化により光ファイバ２１はその端面で接着層３３の表面に固定されている。端面のみによる光ファイバ２１の固定が不十分な場合は、ファイバホルダ５０の本体５１の外周部を接着剤４１で光配線基板１１に固定し、光ファイバ２１の端面と接着層３３との間の接着固定を安定にする構成としてもよい。あるいは、図３に示したように、接着層３３の硬化後に本体５１に形成された注入チャネル５５から接着剤４３を注入して、光ファイバ２１と接着層３３との間の接着固定を強化してもよい。
【００３９】
実施形態の構成では、高い寸法精度のファイバホルダや高精度の位置決め実装装置、あるいはアクティブアライメントを用いなくても、セルフアライメントによる光ファイバの高精度の位置決めが実現する。上述した例では、光入出力部として回折格子１５を用いた場合を説明したが、たとえば光導波路１４中に形成したミラーによる光インタフェースの場合にも有効である。ミラーに入射する光またはミラーから出射する光は基板面に対してほぼ垂直に入出力されるため、実施形態の構成は良好に適用される。光入出力部として回折格子１５あるいは光導波路に作り込まれたミラーを用いることで、ウェハ製造中に光導波路１４の検査を実際の光を用いて行うことができる。
【００４０】
図９は、ファイバホルダ５０の別の例として、ファイバホルダ５０Ｂの構成を示す。図９の左図はファイバホルダ５０Ｂの嵌合面５１ａの構造を示す。右上図はＡ−Ａ'断面、右下図はＢ−Ｂ'断面を示す。図６のように光配線基板１１にガイド穴１７（図４及び図５参照）を形成することが困難な場合は、図９のようなエッジ嵌合型のファイバホルダ５０Ｂとしてもよい。
【００４１】
ファイバホルダ５０Ｂの本体５１は、嵌合面５１ａの３辺に光配線基板１１のエッジと嵌合する壁５８を有する。壁５８は、たとえば射出成型によりファイバホルダ５０Ｂの本体５１と一体成型される。嵌合面５１ａと壁５８は、光配線基板１１の外形形状とサイズに合わせて形成されている。光ファイバ２１は、ファイバホルダ５０Ｂの本体５１に形成されたファイバガイド５２内に収容されている。光ファイバ２１の先端は回折角度に合わせて斜めに切断加工されており、接着層３３の厚さを考慮して嵌合面５１ａから空間５３の内側にやや後退して位置する。
【００４２】
図１０及び図１１は、ファイバホルダ５０Ｂの光配線基板１１上への搭載を示す図である。図１０はファイバホルダ５０Ｂの搭載前、図１１はファイバホルダ５０Ｂの搭載後である。
【００４３】
図１０において、光ファイバ２１が実装されたファイバホルダ５０Ｂが、光配線基板１１のエッジ領域に搭載される。光配線基板１１には疎水性膜３１と接着層３３が形成されている。光配線基板１１の光導波路１４に接続される外部伝送路として、４本の光ファイバ２１を被覆２６でまとめたテープファイバ２５が用いられている。テープファイバ２５の先端側で被覆２６の一部が剥離され、個々の光ファイバ２１がファイバホルダ５０Ｂの本体５１の内部に収容されている。
【００４４】
図１１において、ファイバホルダ５０Ｂの嵌合面５１ａで壁５８が光配線基板１１のエッジと嵌合する。ダイシングによる光配線基板１１（チップ）の切り出し精度は１０μｍ以下なので、接着層３３上での光ファイバ２１のセルフアライメントは十分に機能する。接着層３３上での光ファイバ２１の先端の可動範囲は、ファイバガイド５２の内壁の光ファイバ２１の外周との間の間隙に合わせて１０μｍ〜１５μｍであり、チップサイズのばらつきは光ファイバ２１のセルフアライメントによって十分に吸収される。
【００４５】
図９〜図１１の例では、壁５８は嵌合面５１ａの三辺に形成されているが、少なくとも二辺に形成されていれば、突き当てによる粗い搭載精度での搭載が可能である。搭載後の個別の光ファイバ２１の位置合わせは、接着層３３を用いたセルフアライメントによりフォトリソグラフィの精度で行われる。
【００４６】
図１２は実施形態の光配線モジュール１０が適用される光トランシーバ７０の上面図、図１３は光トランシーバ７０の側面図である。光トランシーバ７０は、光信号の送受信機能と、光電気変換機能を有する。
【００４７】
光トランシーバ７０に用いられる光配線モジュール１０は、シリコン基板１２上に光導波路１３、疎水性膜３１、光回路１６等が形成された光配線基板１１と、ファイバホルダ５０（５０Ａまたは５０Ｂでもよい）内の光接続を有する。光接続は、上述のとおり、疎水性膜３１の開口３２内に配置される接着層３３による光ファイバ２１と回折格子１５の光結合である。
【００４８】
シリコン基板１２上の光回路１６には、光変調器、光検出器等の光機能素子が形成されている。光回路１６は、たとえばＴＳＶ（Through-Silicon Via：シリコン貫通ビア）によってシリコン基板１２の下部からサブパッケージ基板７２に実装されている。サブパッケージ基板７２上には、変調器ドライバとトランスインピーダンスアンプを含む電気回路チップ７３が搭載されており、はんだバンプ及びＴＳＶにより光配線基板１１上の光回路１６と電気的に接続されている。また、光源となるレーザ７１もサブパッケージ基板７２に搭載されており、光配線基板１１と光学的に接続されている。
【００４９】
図１４は、光トランシーバ７０が用いられる電子機器の一例としてのシステムボード１の概略図である。図１４（Ａ）がシステムボード１の上面図、図１４（Ｂ）がＡ−Ａ'断面図である。システムボード１は、スーパーコンピュータやサーバ等の大型計算装置に用いられる。
【００５０】
電子部品であるＬＳＩチップ５がパッケージ基板３に搭載されており、複数の光トランシーバ７０がＬＳＩチップ５の近傍に配置される。図示の便宜上、単一のパッケージ基板３が描かれているが、複数のパッケージ基板３がボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）４によってボード基板２に搭載されていてもよい。
【００５１】
ＬＳＩチップ５により生成された電気信号は、パッケージ基板３を介して光トランシーバ７０に伝送され、電気回路チップ７３と光配線モジュール１０により、高速変調された光信号として出力される。光信号は外部光配線となる光ファイバ２１により、たとえば他のパッケージ基板に搭載されたＬＳＩの近傍の光トランシーバに伝送される。また、他の光トランシーバから光配線モジュール１０で受信された光信号は、光配線基板１１及び電気回路チップ７３により電気信号に変換されて、ＬＳＩチップ５に伝送される。
【００５２】
ＬＳＩチップ５と光トランシーバ７０の電気回路チップ７３の上面にヒートシンク９を搭載してシステムボード１の動作時に冷却を行ってもよい。冷却装置として、ヒートシンク９に限らず、水冷用のクーリングプレート等を用いてもよい。
【００５３】
以上述べたように、実施形態では、光配線基板１１上の疎水性領域中に形成された親水性領域（開口３２）内に、半球状の接着層３３が高い寸法精度で形成される。ファイバホルダ５０（または５０Ａあるいは５０Ｂ）のファイバ挿入端５４で光ファイバ２１を拘束し、ファイバガイド５２内に間隙を設けることで、光ファイバ２１の先端を嵌合面５１ａの面内方向で移動可能にする。接着層３３の表面張力による復元力を利用して光ファイバ２１の中心と接着層３３の中心とのセルフアライメントが実現する。
【００５４】
ファイバホルダ５０と光配線基板１１の嵌合による粗い搭載精度でも、各光ファイバ２１の端面を回折格子１５との結合位置に精度良く配置することができる。これにより、低コストで高精度、低損失の光接続が実現する。
【００５５】
以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
光入出力部を有する光導波路が形成された光配線基板と、
光ファイバを保持して前記光配線基板に搭載されるファイバホルダと、
を有し、
前記光配線基板は、前記光入出力部に対応する位置に開口を有する疎水性膜と、前記開口内に配置される接着層を有し、
前記光ファイバは前記接着層により前記光入出力部に光接続されていることを特徴とする光配線モジュール。
（付記２）
前記光配線基板は親水性の表面を有し、
前記接着層は親水性であることを特徴とする付記１に記載の光配線モジュール。
（付記３）
前記ファイバホルダは、前記光ファイバを前記光配線基板に対して垂直または垂直に近い角度で保持するファイバガイドと、前記光配線基板との接続面側で前記ファイバガイドと連通するテーパ状の空間を有し、
前記接着層は前記空間内に収容されていることを特徴とする付記１または２に記載の光配線モジュール。
（付記４）
前記空間内に配置されて前記光ファイバと前記接着層との接続部を固定する第２の接着層、
を有することを特徴とする付記３に記載の光配線モジュール。
（付記５）
前記ファイバホルダは、前記ファイバガイドまたは前記空間と連通する接着剤の注入チャネルを有することを特徴とする付記４に記載の光配線モジュール。
（付記６）
前記光ファイバの先端が前記接着層の表面に面接合されていることを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の光配線モジュール。
（付記７）
前記光ファイバは、前記ファイバホルダのファイバ挿入端で固定され、
前記ファイバガイドの内壁と前記光ファイバの外周との間に間隙を有することを特徴とする付記３〜６のいずれかに記載の光配線モジュール。
（付記８）
前記光ファイバの外周面は少なくともファイバ先端部とその近傍で疎水性の被膜に覆われていることを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の光配線モジュール。
（付記９）
前記ファイバホルダは、前記光配線基板と嵌合する突起または壁を有することを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の光配線モジュール。
（付記１０）
付記１〜９のいずれかに記載の光配線モジュールと、
前記光配線モジュールに接続される電気部品と、
を有する光トランシーバ。
（付記１１）
電子部品と、
パッケージ基板上で前記電子部品の近傍に配置される付記１０に記載の光トランシーバと、
を有する電子機器。
（付記１２）
光入出力部を有する光導波路が形成された基板に、前記光入出力部に対応する位置に開口を有する疎水性膜を形成し、
前記開口内に接着層を配置し、
ファイバガイド内に所定の間隙をもって保持された光ファイバの先端面を前記接着層に接触させ、前記接着層の表面張力を利用して前記光ファイバのコアと前記光入出力部を自己整合的に位置合わせする、
ことを特徴とする光接続方法。
【符号の説明】
【００５６】
１  システムボード（電子機器）
３  パッケージ基板
５  ＬＳＩチップ（電子部品）
１０  光配線モジュール
１１  光配線基板
１２  シリコン基板
１４  光導波路
１５  回折格子（光入出力部）
２１  光ファイバ
２２  コア
２３  クラッド
２５  テープファイバ
３１  疎水性膜
３２  開口
３３  接着層
４１、４２  接着剤
４３  接着剤（第２の接着層）
５０、５０Ａ、５０Ｂ  ファイバホルダ
５１  本体
５１ａ  嵌合面
５２  ファイバガイド
５３  空間
５４  ファイバ挿入端
５５  注入チャネル
５６  突起
５８  壁
７０  光トランシーバ
７２  サブパッケージ基板
７３  電気回路チップ（電気部品）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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