(57)【要約】      （修正有）【課題】受光素子と導波路との間の距離を短縮化でき、構造が簡単で、組立が容易な、小型で製造コストの低い光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュールＡは、受光素子１を実装した回路基板２と、導波路３が形成された導波路基板４とを有し、回路基板２はフレキシブルな材質で作られ、透過性を有し、回路基板２の一方側の面には回路パターン部５が形成され、その回路パターン部５にバンプ６を用いて受光素子１がフリップチップ実装されて、回路基板２の他方側の面には、誘電体多層膜で成膜された光フィルタ部７が形成されている。受光素子１は、回路パターン部５が形成されている領域よりも外側の位置に受光層１ａが配置されている。導波路基板４の導波路３の端部は、光フィルタ部７及び回路基板２を介して、受光素子１の受光層１ａに光学的に結合している。【選択図】図１
2008244364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子を実装した回路基板と、導波路が形成された導波路基板とを有する光モジュールにおいて、
前記回路基板は、フレキシブルな材質で作られ、前記受光素子により受光される波長の光に対する透過性を有し、
前記回路基板の一方側の面には回路パターン部が形成され、その回路パターン部に前記受光素子が実装され、
前記回路基板の他方側の面には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ部が形成され、
前記光フィルタ部に前記導波路基板が接続され、
前記受光素子は、前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の位置に受光層が配置され、
前記導波路基板の前記導波路の端部が、前記波長フィルタ部及び前記回路基板を介して、前記受光素子の受光層に光学的に結合している、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
受光素子を実装した回路基板と、導波路が形成された導波路基板とを有する光モジュールにおいて、
前記回路基板は、フレキシブルな材質で作られ、前記受光素子により受光される波長の光に対する透過性を有し、
前記回路基板の一方側の面には回路パターン部が形成され、その回路パターン部に前記受光素子が実装され、
前記回路基板の一方側の面で前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の領域には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ部が形成され、
前記回路基板の他方側の面に前記導波路基板が接続され、
前記受光素子は、前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の位置に受光層が配置され、
前記導波路基板の前記導波路の端部が、前記回路基板及び光フィルタ部を介して、前記受光素子の受光層に光学的に結合している、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
受光素子を実装した回路基板と、導波路が形成された導波路基板とを有する光モジュールにおいて、
前記回路基板は、フレキシブルな材質で作られ、前記受光素子により受光される波長の光に対する透過性を有し、
前記回路基板の一方側の面には回路パターン部が形成され、その回路パターン部に前記受光素子が実装され、
前記回路基板の一方側の面で前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の領域には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する第１の光フィルタ部が形成され、
前記回路基板の他方側の面には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する第２の光フィルタ部が形成され、
前記第２の光フィルタ部に前記導波路基板が接続され、
前記受光素子は、前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の位置に受光層が配置され、
前記導波路基板の前記導波路の端部が、前記第２の光フィルタ部、前記回路基板及び第１の光フィルタ部を介して、前記受光素子の受光層に光学的に結合している、
ことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに用いられる光モジュールに関し、特に、受光素子を実装した回路基板と、導波路が形成された導波路基板とを有する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、GE-PON（Gigabit Ethernet（登録商標）-Passive Optical Network）やG-PON（Gigabit-Passive Optical Network）等に代表される加入者系光伝送システム(FTTH)においては、1.2Gbpsや2.4Gbps等の伝送速度の高速化が進んでいる。そのため、それに用いる加入者側の光モジュールの受信器でも、寄生容量の少ない、φ50um等の小受光径の受光素子を用いて高速化を行う必要がある。
【０００３】
一方、加入者系光伝送システムに用いる光モジュールでは、低コスト化のために石英導波路素子とLDやPIN-PD等の光半導体素子を、レンズを用いないで直接光学的に結合した光モジュールが広く用いられている。
【０００４】
特に、小受光径の受光素子を用いる場合、受光素子を石英導波路から近い位置に配置し、石英導波路から放射状に出射する信号光を広がらない内に受光する必要がある。これを実現するため、2006年に発行された「フレキシブルプリント基板を用いた導波路トリプレクサ用の新規な光結合技術（山内等、ECOC）（European Conference on Optical Communication(ECOC),Yamauchi,etc,"Novel Optical coupling Technology Using Flexible Printed Circuit Suitable for Planar Lightwave Crcuit Triplexer"）(We4.2.6)に示されるようにフレキシブルな回路基板に受光素子を実装し、その回路基板を光フィルタ部を介して、石英導波路の端面に張り付けることで、石英導波路と受光素子間の距離を短縮している（以下、この技術を従来例１という）。
【０００５】
また、特許文献１では、光ファイバと受光素子と半導体レーザと半導体レーザの出力光を光ファイバに接続し、光ファイバからの光を受光素子に接続する光導波路を形成した光集積基板を含み、複数波長を用い、双方向の通信を行うための光通信モジュールであって、受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光フィルタを、光導波路の光出射端に接着して且つ光導波路の光出射方向と遮光フィルタの光入射面に立てた法線との間に角度を付けて配設し、遮光フィルタの背後に受光素子を配設したことを特徴とする遮光フィルタ付き光通信モジュールが提案されている（以下、この技術を従来例２という）。
【０００６】
なお、参考として、本出願人が出願して公開されていない特願２００４−１７１５５１号では、配線基板と、配線基板の表側に実装された受光素子と、配線基板の裏側に配置された光導波路基板とを有し、配線基板は、ポリマ等のフレキシブルな材料からなる基材と、基材の表側に配置された表面電気配線と、基材の裏側に成膜されたフィルタ膜とからなる光導波路型モジュールが提案されている（以下、この技術を参考例という）。
【特許文献１】特開２００１−１３３６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来例１では、使用されている光フィルタ部がガラスやポリイミド等の基板上に誘電体多層膜を成膜して構成されている。この光フィルタ部の基板厚は10〜100umであるため、この光フィルタの基板厚が受光素子と石英導波路との間の距離を短縮することが困難になるという課題があった。
【０００８】
従来例２では、製造のために多くの高精度の組立工程が必要であり、受光素子に対する配線工程が必要であり、かつ高価な受光素子キャリア等が必要であるため、組立が難しく、製造コストが高くなるという課題があった。
【０００９】
参考例３では、電気配線上に受光素子が実装されているので、電気配線には、光導波路の端部と受光素子の受光領域が光学的に結合するための開口を形成する必要がある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、受光素子と導波路との間の距離を短縮化でき、構造が簡単で、組立が容易な、小型で製造コストの低い光モジュール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】
【００１１】
本発明の第１の光モジュールは、受光素子を実装した回路基板と、導波路が形成された導波路基板とを有する光モジュールにおいて、
前記回路基板は、フレキシブルな材質で作られ、前記受光素子により受光される波長の光に対する透過性を有し、
前記回路基板の一方側の面には回路パターン部が形成され、その回路パターン部に前記受光素子が実装され、
前記回路基板の他方側の面には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ部が形成され、
前記光フィルタ部に前記導波路基板が接続され、
前記受光素子は、前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の位置に受光層が配置され、
前記導波路基板の前記導波路の端部が、前記波長フィルタ部及び前記回路基板を介して、前記受光素子の受光層に光学的に結合している、
ことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の光モジュールは、受光素子を実装した回路基板と、導波路が形成された導波路基板とを有する光モジュールにおいて、
前記回路基板は、フレキシブルな材質で作られ、前記受光素子により受光される波長の光に対する透過性を有し、
前記回路基板の一方側の面には回路パターン部が形成され、その回路パターン部に前記受光素子が実装され、
前記回路基板の一方側の面で前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の領域には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ部が形成され、
前記回路基板の他方側の面に前記導波路基板が接続され、
前記受光素子は、前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の位置に受光層が配置され、
前記導波路基板の前記導波路の端部が、前記回路基板及び光フィルタ部を介して、前記受光素子の受光層に光学的に結合している、
ことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第３の光モジュールは、受光素子を実装した回路基板と、導波路が形成された導波路基板とを有する光モジュールにおいて、
前記回路基板は、フレキシブルな材質で作られ、前記受光素子により受光される波長の光に対する透過性を有し、
前記回路基板の一方側の面には回路パターン部が形成され、その回路パターン部に前記受光素子が実装され、
前記回路基板の一方側の面で前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の領域には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する第１の光フィルタ部が形成され、
前記回路基板の他方側の面には、誘電体多層膜で成膜され、前記受光素子により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する第２の光フィルタ部が形成され、
前記第２の光フィルタ部に前記導波路基板が接続され、
前記受光素子は、前記回路パターン部が形成されている領域よりも外側の位置に受光層が配置され、
前記導波路基板の前記導波路の端部が、前記第２の光フィルタ部、前記回路基板及び第１の光フィルタ部を介して、前記受光素子の受光層に光学的に結合している、
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、光フィルタ部を回路基板に直接成膜して形成しているため、光フィルタ用の基板が不要になる。その結果、受光素子の受光層と導波路との間の距離を光フィルタの基板厚に相当する分だけ短くすることができる。
【００１５】
また、基板付の光フィルタを別個に準備する必要がないので、部品点数の削減が可能になり、小型化を図ることができる。
【００１６】
また、製造のために高精度の組立工程が少なくなり、受光素子に対する配線工程も不要になり、かつ高価な受光素子キャリア等も不要となるため、組立が簡単になり、製造コストを低減することができる。
【００１７】
さらに、受光素子の受光層は、回路パターン部が形成されている領域よりも外側の位置に配置されているので、参考例のように、光学的に結合するための開口を形成する必要がなくなる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、光フィルタ部と回路パターン部とを回路基板の同じ片面に成膜して設けるので、製造が容易になり、製作コストの低減を図ることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、光フィルタ部を回路基板の両面に２箇所設けているので、信号光以外の波長の光を阻止するアイソレーションを高くすることができる。また、第１の光フィルタ部と第２の光フィルタ部のフィルタ特性を変えることで、阻止する波長帯域を広げたりすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態例に係る光モジュールの構成を概略的に示す説明図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態例に係る光モジュールＡは、受光素子１を実装した回路基板２と、導波路３が形成された導波路基板４とを有する。
【００２２】
回路基板２は、例えばポリイミド等のようにフレキシブルな材質で作られ、受光素子１により受光される波長の光に対する透過性を有する。フレキシブルな材質で作られていることにより、モジュール内部での配線を容易にすることが可能になる。
【００２３】
回路基板２の一方側（図１では左側）の面には金属の回路パターン部５が形成され、その回路パターン部５にバンプ６を用いて受光素子１がフリップチップ実装されている。
【００２４】
回路基板２の他方側（図１では右側）の面には、誘電体多層膜で成膜され、受光素子１により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ部７が形成されている。
【００２５】
導波路基板４は、例えばＳｉ基板であり、導波路３は石英導波路である。
【００２６】
回路基板２の光フィルタ部７に導波路基板４が樹脂等により接続されている。
【００２７】
受光素子１は、回路パターン部５が形成されている領域よりも外側（図１では下側）の位置に受光層（受光領域）１ａが配置されている。
【００２８】
導波路基板４の導波路３の端部は、光フィルタ部７及び回路基板２を介して、受光素子１の受光層１ａに光学的に結合している。すなわち、導波路３のコアの光軸が受光素子１の受光層１ａの中心と略一致するように配置されている。
【００２９】
図２（Ａ）〜（Ｄ）は回路基板２の製造工程を説明するための説明図である。
【００３０】
まず、メタライズ済みの大判の基板８を用意する（図２（Ａ）参照）。
【００３１】
次いで、エッチングして回路パターン部５を形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００３２】
次いで、誘電体多層膜を蒸着して光フィルタ部７を形成する（図２（Ｃ）参照）。
【００３３】
その後、複数のシートに切断して、個片化された回路基板２を得る（図２（Ｄ）参照）。
【００３４】
次に、本発明の第１の実施形態例に係る光モジュールの動作について説明する。
【００３５】
所定の波長の信号光は、導波路基板４の導波路３の端面から出射され、光フィルタ部７を通過し、さらに、回路基板２を通過した後、受光素子１の受光層１ａに入射され、電気信号に変換される。なお、信号光以外の波長の光は光フィルタ部７によって反射される。
【００３６】
本発明の第１の実施形態例に係る光モジュールＡによれば、光フィルタ部７を回路基板２に直接成膜して形成しているため、光フィルタ用の基板が不要になる。その結果、受光素子１の受光層１ａと導波路３との間の距離を光フィルタの基板厚に相当する分だけ短くすることができる。
【００３７】
また、基板付の光フィルタを別個に準備する必要がないので、部品点数の削減が可能になり、小型化を図ることができる。
【００３８】
また、製造のために高精度の組立工程が少なくなり、受光素子１に対する配線工程も不要になり、かつ高価な受光素子キャリア等も不要となるため、組立が簡単になり、製造コストを低減することができる。
【００３９】
さらに、受光素子１の受光層１ａは、回路パターン部５が形成されている領域よりも外側の位置に配置されているので、参考例のように、光学的に結合するための開口を形成する必要がなくなる。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施形態例に係る光モジュールの構成を概略的に示す説明図である。
【００４１】
図３に示すように、本発明の第２の実施形態例に係る光モジュールＢは、回路基板２の一方側（図３の左側）の面で回路パターン部５が形成されている領域よりも外側の領域には、誘電体多層膜で成膜され、受光素子１により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ部９が形成されており、回路基板２の他方側（図３では右側）の面に導波路基板４が接続されている点を特徴としている。
【００４２】
導波路基板４の導波路３の端部は、回路基板２及び光フィルタ部９を介して、受光素子１の受光層１ａに光学的に結合している。
【００４３】
なお、その他の点については、第１の実施形態例に係る光モジュールＡと同様であるので、その説明を省略する。
【００４４】
本発明の第２の実施形態例に係る光モジュールＢによれば、光フィルタ部９と回路パターン部５とを回路基板２の同じ片面に成膜して設けるので、製造が容易になり、製作コストの低減を図ることができる。
【００４５】
図４は、本発明の第３の実施形態例に係る光モジュールの構成を概略的に示す説明図である。
【００４６】
図４に示すように、本発明の第３の実施形態例に係る光モジュールＣは、回路基板２の一方側（図４では左側）の面で回路パターン部５が形成されている領域よりも外側の領域には、誘電体多層膜で成膜され、受光素子１により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する第１の光フィルタ部１０が形成され、回路基板２の他方側（図４では右側）の面には、誘電体多層膜で成膜され、受光素子１により受光される波長の光を透過して、それ以外の波長の光を反射する第２の光フィルタ部１１が形成され、第２の光フィルタ部１１に導波路基板４が接続されている。
【００４７】
導波路基板４の導波路３の端部は、第２の光フィルタ部１１、回路基板２及び第１の光フィルタ部１０を介して、受光素子１の受光層１ａに光学的に結合している。
【００４８】
なお、その他の点については、第１の実施形態例に係る光モジュールＡと同様であるので、その説明を省略する。
【００４９】
本発明の第３の実施形態例に係る光モジュールＣによれば、光フィルタ部１０，１１を回路基板２の両面に２箇所設けているので、信号光以外の波長の光を阻止するアイソレーションを高くすることができる。また、第１の光フィルタ部１０と第２の光フィルタ部１１のフィルタ特性を変えることで、阻止する波長帯域を広げたりすることが可能になる。
【００５０】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、例えば光通信システムの光モジュールに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態例に係る光モジュールの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は回路基板の製造工程を説明するための説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態例に係る光モジュールの構成を概略的に示す説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態例に係る光モジュールの構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ〜Ｃ：光モジュール
１：受光素子
１ａ：受光層
２：回路基板
３：導波路
４：導波路基板
５：回路パターン部
６：バンプ
７：光フィルタ部
８：基板
９：光フィルタ部
１０：第１の光フィルタ部
１１：第２の光フィルタ部
【図１】
2008244364.tif 000003
【図２】
2008244364.tif 000004
【図３】
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【図４】
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