(57)【要約】【課題】反射面による光路変換機能を有した光導波路の導波コアと光結合される光素子を実装するための空間を、光導波路に形成できるようにした光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール１Ａは、光が伝搬される導波コア４０と導波コア４０に光を閉じ込めるクラッド４１を有する光導波路４と、面型の光素子２が実装される回路基板５とを備え、光導波路４は、導波コア４０の伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、導波コア４０の端面を露出させた反射面４２と、反射面４２と対向する位置のアンダークラッド４１ａを、光素子２が入る大きさで開口させた素子実装開口部４３とを備え、光素子２が素子実装開口部４３に入れられ、光素子２と光導波路４の反射面４２が位置合わせされて、光導波路４が回路基板５に実装される。【選択図】        図１
2009198804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝搬される導波コアと前記導波コアに光を閉じ込めるクラッドを有する光導波路と、
面型の光素子が実装される回路基板とを備え、
前記光導波路は、前記導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、前記導波コアの端面を露出させた反射面と、
前記反射面と対向する位置の前記クラッドを、前記光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備え、
前記光素子が前記素子実装開口部に入れられ、前記光素子と前記光導波路の前記反射面が位置合わせされて、前記光導波路が前記回路基板に実装される
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光導波路は、前記導波コアの非形成位置で前記反射面と対向する前記クラッドで、前記光導波路を前記回路基板に支持する導波路支持部が形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光導波路は、前記導波コアの伸びる方向に沿った他の端面に、光ファイバが挿入される形状で開口すると共に、挿入された前記光ファイバを前記導波コアに対して位置合わせして結合させるファイバガイド溝を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光導波路は、高分子材料で構成され、フォトリソグラフィプロセスで前記素子実装開口部と前記ファイバガイド溝が形成される
ことを特徴とする請求項３記載の光モジュール。
【請求項５】
光が伝搬される導波コアと、前記導波コアに光を閉じ込めるクラッドを有する光導波路において、
前記導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、前記導波コアの端面を露出させた反射面と、
前記反射面と対向する位置の前記クラッドを、前記反射面を介して前記導波コアと光結合される光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備えた
ことを特徴とする光導波路。
【請求項６】
前記導波コアの非形成位置で前記反射面と対向する前記クラッドで導波路支持部が形成される
ことを特徴とする請求項５記載の光導波路。
【請求項７】
前記導波コアの伸びる方向に沿った他の端面に、光ファイバが挿入される形状で開口すると共に、挿入された前記光ファイバを前記導波コアに対して位置合わせして結合させるファイバガイド溝を備えた
ことを特徴とする請求項５記載の光導波路。
【請求項８】
高分子材料で構成され、フォトリソグラフィプロセスで前記素子実装開口部と前記ファイバガイド溝が形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光が伝搬される導波コアに対して垂直方向から光の入出射が行われる反射面が形成された光導波路を備えた光モジュール及び光導波路に関する。詳しくは、反射面と対向する位置のクラッドを利用して、導波コアと光結合される光素子を実装するための空間を形成したものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器内のボード間、チップ間等の情報伝達は電気信号により行われてきたが、更に超高速、大容量の情報伝送を実現するために、光配線技術が注目されており、光配線技術として平面型の光導波路を用いた導波路型の光モジュールが提案されている。
【０００３】
このような導波路型の光モジュールとしては、シリコン基板に異方性エッチングによって光素子を搭載する凸部を形成すると共に、シリコン基板上に光導波路を形成し、光素子をシリコン基板の凸部に実装することで、光導波路のコアの端面と光素子を対向させて、光結合できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
さて、面型の光素子は作製プロセスが端面型のものに比較して容易であることや表面実装に向いていることなどから、端面型のものに比較して低コスト化に対して有利である。特に面型発光素子（ＶＣＳＥＬ）は、高速で直接変調が可能であるというメリットもあり、低コストな光モジュール用のデバイスとして非常に有望であり、面型の受発光素子を使用した低コストな光モジュールが求められている。
【０００５】
このような面型の光素子を適用した導波路型の光モジュールとしては、光導波路の端部に４５度の反射面を形成することで、反射面に対向して光導波路の下に光素子を配置できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２に記載の光モジュールでは、光導波路と光素子はシリコンプラットホームに実装され、シリコンプラットホームには、光素子が実装される凹部が形成される。これにより、反射面に対向して光導波路の下に光素子が配置される。そして、光導波路と光素子が実装されたシリコンプラットホームが、回路基板に実装される。
【０００７】
【特許文献１】特許第３２０４４３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１８４７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の光モジュールでは、光素子を実装するために光導波路とは別部材で基板が必要で、部品点数が増えると共に、光素子を実装する基板に凸部や凹部を形成するための製造工程が必要であるので、低コスト化が困難であるという問題があった。また、量産化が困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、反射面による光路変換機能を有した光導波路の導波コアと光結合される光素子を実装するための空間を、光導波路に形成できるようにした光モジュール及び光導波路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】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明の光モジュールは、光が伝搬される導波コアと導波コアに光を閉じ込めるクラッドを有する光導波路と、面型の光素子が実装される回路基板とを備え、光導波路は、導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、導波コアの端面を露出させた反射面と、反射面と対向する位置のクラッドを、光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備え、光素子が素子実装開口部に入れられ、光素子と光導波路の反射面が位置合わせされて、光導波路が回路基板に実装されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の光モジュールでは、光導波路の反射面と対向する位置のクラッドに形成された素子実装開口部によって、光素子を実装するための空間が、光導波路を構成する部材によって確保される。
【００１２】
これにより、光導波路の高さを調節するための別部材を備えることなく、光導波路が回路基板に実装され、回路基板に実装された光素子が光導波路の素子実装開口部に入り、光導波路の導波コアと反射面を介して光結合される。
【００１３】
また、本発明の光導波路は、光が伝搬される導波コアと、導波コアに光を閉じ込めるクラッドを有する光導波路において、導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、導波コアの端面を露出させた反射面と、反射面と対向する位置のクラッドを、反射面を介して導波コアと光結合される光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の光導波路では、反射面と対向する位置のクラッドに形成された素子実装開口部によって、導波コアと反射面を介して光結合される光素子を実装するための空間が、光導波路を構成する部材によって確保される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光導波路のクラッドに素子実装開口部が形成されるので、光素子に合わせて光導波路の高さを確保するためのプラットホームを別部材で備えることなく、光導波路の反射面と対向して光素子を実装することができる。
【００１６】
従って、光導波路を高さ調節のためのプラットホームに貼り付ける工程を削減することができる。また、プラットホームの作製工程も削減することができる。更に、素子実装開口部を形成するための導波路高を、光導波路を構成する部材で確保することで、材料コストを削減することができる。
【００１７】
これにより、光モジュールの量産化が容易になり、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の光モジュール及び光導波路の実施の形態について説明する。
【００１９】
＜本実施の形態の光モジュール及び光導波路の構成例＞
図１は、本実施の形態の光モジュールの一例を示す側断面図、図２は、本実施の形態の光モジュールの一例を示す平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ線断面図である。また、図３及び図４は、本実施の形態の光導波路の一例を示す斜視図で、図３は、光導波路を上方から見た斜視図、図４は、光導波路を下方から見た斜視図である。更に、図５は、本実施の形態の光導波路の一例を示す断面図である。
【００２０】
本実施の形態の光モジュール１Ａは、面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の発光素子またはフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子で構成される面型の光素子２と、光素子２と光ファイバ３を接続する光導波路４を備え、光素子２と光導波路４が回路基板５に実装される。
【００２１】
光素子２は、例えば、複数の発光素子が所定の間隔で並列されて一体に形成されたレーザアレイ、または、複数の受光素子が所定の間隔で並列されて一体に形成されたフォトダイオードアレイである。なお、光素子２は、単一の発光素子または受光素子を並列した構成、あるいは、単一の発光素子と受光素子を組み合わせて並列した構成でも良い。
【００２２】
光導波路４は、所望の波長の光を透過する材料で構成され、光が伝搬される１本または複数本の導波コア４０と、導波コア４０に光を閉じ込めるクラッド４１を備える。導波コア４０とクラッド４１は、例えば感光性を有したアクリル系の高分子材料が使用され、フォトリソグラフィプロセスにより所定の形状で一体に形成される。
【００２３】
光導波路４は、クラッド４１を構成するアンダークラッド４１ａの上に、クラッド４１より屈折率が若干大きくされた導波コア４０が形成される。本例では、４本の直線状の導波コア４０が平行なパターンで形成される。
【００２４】
また、光導波路４は、導波コア４０が形成されたアンダークラッド４１ａの上に、クラッド４１を構成するオーバークラッド４１ｂが形成される。これにより、埋め込み型の光導波路４が構成され、光導波路４は、導波コア４０に入射した光が導波コア４０に閉じ込められて伝搬される。
【００２５】
更に、光導波路４において、アンダークラッド４１ａ側を下、オーバークラッド４１ｂ側を上と定義した場合に、光導波路４の下側に光素子２を実装するため、アンダークラッド４１ａは、光素子２を実装するために必要な高さを有する。
【００２６】
光導波路４は、導波コア４０の伸びる方向に沿った一の端面に反射面４２を備える。反射面４２は、光導波路４の一の端面に形成された傾斜が約４５°の斜面に、各導波コア４０のコア端面を露出させて形成される。
【００２７】
また、光導波路４は、反射面４２と対向する下側に素子実装開口部４３を備える。素子実装開口部４３は、反射面４２が形成されている位置に合わせて、アンダークラッド４１ａに光素子２が入る大きさの開口が形成される。
【００２８】
光導波路４は、反射面４２と対向する下側で、素子実装開口部４３と導波コア４０との間のアンダークラッド４１ａが所定の厚さで形成されて、素子実装開口部４３の上面に光の入出射面４３ａが形成される。
【００２９】
これにより、光導波路４は、反射面４２に向かって入出射面４３ａに略垂直方向から入射された光が、空気との境界となる反射面４２で全反射されて光路が略９０°変換され、導波コア４０に入射される。一方、反射面４２に向かって導波コア４０を伝搬される光は、反射面４２で全反射されて光路が略９０°変換され、入出射面４３ａから略垂直方向に出射される。
【００３０】
また、光導波路４は、導波コア４０の並列する方向に沿った素子実装開口部４３の左右両側のアンダークラッド４１ａで、導波路支持部４３ｂが形成される。
【００３１】
光導波路４は、導波コア４０の伸びる方向に沿った他の端面に、光ファイバ３が挿入されるファイバガイド溝４４を備える。ファイバガイド溝４４は、断面形状が四角形で、光導波路４の他の端面に開口が形成されて、導波コア４０から直線状に伸びる。ファイバガイド溝４４の終端は、導波コア４０に対して垂直な面で、導波コア４０の端面が露出している。
【００３２】
ファイバガイド溝４４の深さは、光ファイバ３の直径より若干浅く構成される。また、ファイバガイド溝４４の幅は、光ファイバ３の直径と略同等に構成される。
【００３３】
これにより、光導波路４は、ファイバガイド溝４４に光ファイバ３が挿入されると、光ファイバ３の外周面とファイバガイド溝４４の内壁面との間にはほとんど隙間が形成されず、光ファイバ３の径方向の移動が規制される。
【００３４】
そして、光導波路４は、光ファイバ３がファイバガイド溝４４に挿入されると、光導波路４の導波コア４０と、光ファイバ３のコア３０の光軸が合うように、ファイバガイド溝４４の形成位置等が設定される。
【００３５】
従って、光導波路４は、光ファイバ３がファイバガイド溝４４に挿入されると、光ファイバ３のコア３０が、導波コア４０に対して光軸が一致するように位置調芯されて、光ファイバ３と導波コア４０が光学的に結合される構成となっており、光導波路４と光ファイバ３との接続を、機械的な位置決め精度によるパッシブアライメントで行うことが可能である。
【００３６】
回路基板５は、光素子２を駆動する素子や回路等が実装され、回路基板５に実装された光素子２が、光素子２を駆動する素子と電気的に接続される。また、回路基板５は、光導波路４が接着剤によって実装される。
【００３７】
光導波路４は、光素子２が実装された回路基板５の所定の位置に、アンダークラッド４１ａを下側として載せられる。光導波路４は、アンダークラッド４１ａの下面が接着剤によって回路基板５に固定され、アンダークラッド４１ａで回路基板５に支持される。
【００３８】
光導波路４は、アンダークラッド４１ａを下側として回路基板５に載せられると、反射面４２の下側に、素子実装開口部４３によって光素子２が実装される空間が形成される。
【００３９】
これにより、光導波路４の下側に高さ調節のための別部材を備えることなく、光導波路４は、反射面４２の下側に光素子２が実装される。
【００４０】
光素子２が発光素子である場合、光導波路４は、反射面４２が光素子２の図示しない発光部に位置が合わせられ、光素子２が受光素子である場合、反射面４２が光素子２の図示しない受光部に位置が合わせられて、光導波路４は、反射面４２によって導波コア４０が光素子２と光学的に結合される。
【００４１】
光導波路４を接着剤で回路基板５に実装する工程では、光導波路４に熱が加わらないようにするため、熱硬化型の接着剤ではなく、例えば、紫外線硬化型の接着剤が使用される。光導波路４は紫外線を透過するので、光素子２が実装された回路基板５に光導波路４を載せて、光導波路４の光素子２に対する位置合わせを行った後に、紫外線を照射することで、光導波路４と回路基板５との間の接着剤を硬化させて、光導波路４を回路基板５に固定することができる。
【００４２】
ここで、回路基板５に実装された光導波路４は、反射面４２が形成されている部分の下側は回路基板５から離れているが、反射面４２が形成されていない導波コア４０の並列する方向に沿った左右両側が、導波路支持部４３ｂで回路基板５に支持されることで、反射面４２が形成されている側の端部の変形が抑えられる。
【００４３】
なお、光導波路４を回路基板５に実装する工程で、光導波路４と光素子２との位置合わせを、画像認識等を利用してパッシブアライメントで行う場合、光素子２の上面に基準位置を示す図示しないマーカを形成しておくことで、光素子２を基準に光導波路４の位置が合わせられる。
【００４４】
回路基板５に実装された光導波路４と、光導波路４のファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３は、固定蓋部６で一括して被覆固定される。
【００４５】
固定蓋部６は、例えばガラス等の透明無機材料から構成され、光導波路４の外形形状に合わせて本例では四角形である。
【００４６】
そして、固定蓋部６は、ファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３と、光ファイバ３の先端とファイバガイド溝４４が突き当てられた光ファイバ３と導波コア４０との結合位置と、光素子２と光導波路４が結合される反射面４２側の端部の近傍を一括して被覆できる大きさを有する。
【００４７】
固定蓋部６及び光ファイバ３は、接着剤７で光導波路４に固定される。接着剤７は、固定蓋部６の下面全体と光導波路４のオーバークラッド４１ｂの上面との間、及びファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３の周囲に注入される。
【００４８】
更に、接着剤７は、ファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３の先端と、導波コア４０の端面が露出するファイバガイド溝４４の終端との間にも注入される。
【００４９】
このため、接着剤７としては、光ファイバ３のコア３０及び光導波路４の導波コア４０と屈折率が近いものが使用される。
【００５０】
光ファイバ３がファイバガイド溝４４に挿入されると、光ファイバ３のコア３０の端面と光導波路４の導波コア４０の端面が対向するが、光ファイバ３のコア３０と光導波路４の導波コア４０との間に屈折率が近い接着剤７を介在させることで、光ファイバ３と光導波路４との結合箇所での結合損失が抑えられる。
【００５１】
固定蓋部６を接着剤７で光導波路４に実装する工程では、光導波路４に熱が加わらないようにするため、熱硬化型の接着剤ではなく、例えば、紫外線硬化型の接着剤が使用される。固定蓋部６は紫外線を透過するので、回路基板５に実装された光導波路４のファイバガイド溝４４に光ファイバ３を挿入した後に、紫外線を照射することで、固定蓋部６と光導波路４との間の接着剤７を硬化させて、固定蓋部６と光ファイバ３を光導波路４に固定することができる。
【００５２】
＜本実施の形態の光導波路の製造工程例＞
本実施の形態の光導波路４は、例えばフォトリソグラフィプロセスによってファイバガイド溝４４と素子実装開口部４３を形成して作製される。
【００５３】
図６〜図１０は、本実施の形態の光導波路の製造工程の一例を示す説明図で、以下に、ファイバガイド溝４４及び素子実装開口部４３を備えた光導波路４の製造工程について説明する。
【００５４】
まず、図６に（ａ）で示すように、例えば紫外線硬化型のアクリル系高分子材料を使用して、ウェハ基板８０上にバッファークラッド層形成薄膜１４５ａを所定の膜厚で塗布する。バッファークラッド層形成薄膜１４５ａは、本例では図１等で説明したクラッド４１を構成する材料で作製する。
【００５５】
次に、バッファークラッド層形成薄膜１４５ａに紫外線ＵＶを照射して硬化させ、熱処理を行って、図１等で説明したアンダークラッド４１ａを構成するバッファークラッド層４５ａを形成する。
【００５６】
次に、図６に（ｂ）で示すように、ウェハ基板８０上に形成されたバッファークラッド層４５ａ上に、クラッド４１を構成する紫外線硬化型のアクリル系高分子材料により、アンダークラッド層形成薄膜１４５ｂを所定の膜厚で塗布する。
【００５７】
次に、図６に（ｃ）で示すように、図２等で説明したファイバガイド溝４４のパターンが形成されたフォトマスク８１ａを介してアンダークラッド層形成薄膜１４５ｂに紫外線ＵＶを照射し、ファイバガイド溝４４を形成する部位以外のアンダークラッド層形成薄膜１４５ｂを硬化させる。
【００５８】
そして、図７に（ｄ）で示すように、例えば溶液現像によって、ファイバガイド溝４４の形成部位を除去し、熱処理を行って、アンダークラッド４１ａを構成するアンダークラッド層４５ｂを形成する。ここで、溶液現像で使用される現像液としては、例えばＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）水溶液を使用する。
【００５９】
次に、図７に（ｅ）で示すように、バッファークラッド層４５ａ上に形成されたアンダークラッド層４５ｂ上に、導波コア４０を構成する紫外線硬化型のアクリル系高分子材料により、コア形成薄膜１４０を所定の膜厚で塗布する。
【００６０】
次に、図７に（ｆ）で示すように、図２等で説明した導波コア４０のパターンが形成されたフォトマスク８１ｂを介してコア形成薄膜１４０に紫外線ＵＶを照射し、導波コア４０を形成する部位のコア形成薄膜１４０を硬化させる。そして、図８に（ｇ）で示すように、溶液現像によって導波コア４０の形成部位以外を除去し、熱処理を行って、図２等に示すような所定のパターンで導波コア４０を形成する。
【００６１】
次に、図８に（ｈ）で示すように、バッファークラッド層４５ａ上に形成されたアンダークラッド層４５ｂ及び導波コア４０上に、クラッド４１を構成する紫外線硬化型のアクリル系高分子材料により、オーバークラッド層形成薄膜１４６ａを所定の膜厚で塗布する。
【００６２】
次に、図８に（ｉ）で示すように、ファイバガイド溝４４のパターンが形成されたフォトマスク８１ａを介してオーバークラッド層形成薄膜１４６ａに紫外線ＵＶを照射し、ファイバガイド溝４４を形成する部位以外のオーバークラッド層形成薄膜１４６ａを硬化させる。そして、図９に（ｊ）で示すように、溶液現像によって、ファイバガイド溝４４の形成部位を除去し、熱処理を行って、オーバークラッド４１ｂを形成する。
【００６３】
次に、バッファークラッド層４５ａ、アンダークラッド層４５ｂ、導波コア４０及びオーバークラッド４１ｂが積層され、ファイバガイド溝４４が形成された導波路シート４７をウェハ基板８０から剥離して、図９に（ｋ）で示すように、表裏反転してウェハ基板８０に貼り付ける。
【００６４】
次に、図９に（ｌ）で示すように、最上層となったバッファークラッド層４５ａ上に、本例ではクラッド４１を構成する紫外線硬化型のアクリル系高分子材料により、素子実装層形成薄膜１４５ｃを所定の膜厚で塗布する。
【００６５】
素子実装層形成薄膜１４５ｃを塗布する工程では、バッファークラッド層４５ａが最上層となっていることで、ファイバガイド溝４４に素子実装層形成薄膜１４５ｃが塗布されることが無い。
【００６６】
次に、図１０に（ｍ）で示すように、素子実装開口部４３のパターンが形成されたフォトマスク８１ｃを介して素子実装層形成薄膜１４５ｃに紫外線ＵＶを照射し、素子実装開口部４３を形成する部位以外の素子実装層形成薄膜１４５ｃを硬化させる。そして、図１０に（ｎ）で示すように、溶液現像によって、素子実装開口部４３の形成部位を除去し、熱処理を行って、アンダークラッド４１ａを構成する素子実装層４５ｃを形成する。
【００６７】
これにより、導波コア４０とファイバガイド溝４４と素子実装開口部４３が所定のパターンで形成された導波路シート４７が、ウェハ基板８０上に作製される。
【００６８】
なお、導波路シート４７に図１等で説明した反射面４２を形成するため、断面形状がＶ字型の刃部を有する図示しないダイシングブレードで導波路シート４７の所定の位置をカットする。これにより、導波コア４０を横切って導波路シート４７の端面が略４５度の傾斜でカットされて、反射面４２が形成される。
【００６９】
また、反射面４２を形成しない他のカット位置は、断面形状が垂直な刃部を有する図示しないダイシングブレードによりカットする。これにより、反射面４２を形成しない他のカット位置では、導波路シート４７の端面が略９０度にカットされて、導波路シート４７が１枚ずつの光導波路４として分割される。
【００７０】
そして、光導波路４として分割された導波路シート４７をウェハ基板８０から剥離する。これにより、導波コア４０が所定のパターンで形成されると共に、ファイバガイド溝４４及び素子実装開口部４３と反射面４２が形成された光導波路４が作製される。
【００７１】
ここで、フォトリソグラフィプロセスで光導波路４の上面にファイバガイド溝４４を形成し、下面に素子実装開口部４３を形成するため、ウェハ基板８０に形成した導波路シート４７を表裏反転する工程が必要である。
【００７２】
本例では、バッファークラッド層４５ａの両面で成膜が行われることで、熱処理等で導波路シート４７に生じる応力が、導波路シート４７の表裏両面で打ち消され、光導波路４の反りの発生を抑えることができる。
【００７３】
＜本実施の形態の光モジュールの製造工程例＞
次に、本実施の形態の光モジュール１Ａの製造工程について、各図を参照して説明する。
【００７４】
光素子２が実装され、加熱が必要なハンダによる電気配線が終了した回路基板５の所定の位置に、アンダークラッド４１ａを下側として光導波路４を載せる。
【００７５】
光導波路４は、アンダークラッド４１ａを下側として回路基板５に載せられると、反射面４２の下側に、素子実装開口部４３によって形成された空間に光素子２が入る。
【００７６】
光導波路４は光を透過するので、光素子２の上面に形成された基準位置を示す図示しないマーカを、光導波路４の反射面４２の側から画像認識等を利用して確認して、光素子２が発光素子である場合、光導波路４の反射面４２を、光素子２の図示しない発光部の位置に合わせる。また、光素子２が受光素子である場合、反射面４２を光素子２の図示しない受光部の位置に合わせる。
【００７７】
これにより、実際に光を出力させることなく、光導波路４を回路基板５の面に沿って動かしながら、光導波路４と光素子２の位置合わせをパッシブアライメントで行うことができる。
【００７８】
光素子２が実装された回路基板５に光導波路４を載せて、光導波路４の光素子２に対する位置合わせを行った後に、光導波路４と回路基板５との間に紫外線硬化型の接着剤を注入し、紫外線を照射することで、光導波路４と回路基板５との間の接着剤を硬化させる。
【００７９】
これにより、光導波路４は、反射面４２によって導波コア４０と光素子２が光学的に結合される位置で、回路基板５に固定される。
【００８０】
光導波路４を回路基板５に実装した後、光導波路４のファイバガイド溝４４に光ファイバ３を挿入して、光ファイバ３の先端をファイバガイド溝４４の終端に突き当てる。そして、ファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３を、固定蓋部６で押さえる。
【００８１】
ファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３が固定蓋部６で押さえられると、光ファイバ３のコア３０が、導波コア４０に対して光軸が一致するように位置調芯される。これにより、光導波路４と光ファイバ３との接続を、実際に光を出力させることなく、機械的な位置決め精度によるパッシブアライメントで行うことができる。
【００８２】
ファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３を押さえた固定蓋部６と光導波路４との間に、紫外線硬化型の接着剤７を注入することで、固定蓋部６の下面全体と光導波路４の上面との間、及びファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３の周囲、更に、ファイバガイド溝４４に挿入された光ファイバ３の先端と、導波コア４０の端面が露出するファイバガイド溝４４の終端との間に、接着剤７を充填する。
【００８３】
そして、紫外線を照射することで、固定蓋部６と光導波路４との間の接着剤７を硬化させる。これにより、光ファイバ３は、コア３０が光導波路４の導波コア４０と光学的に結合される位置で、光導波路４に固定される。また、光導波路４は、回路基板５に固定蓋部６で被覆固定される。
【００８４】
このような工程で、回路基板５に光素子２と光導波路４が実装され、光導波路４に光ファイバ３が接続された光モジュール１Ａが作製される。
【００８５】
導波路端に光路変換機能として反射面が形成された光導波路を利用する光モジュールでは、光導波路の下側に光素子を実装するため、従来は、光素子が実装されたシリコンプラットホームに１枚ずつ光導波路を貼り付け、光導波路が実装されたシリコンプラットホームを回路基板に実装していた。また、シリコンプラットホームに光素子を実装するための凹部を形成する工程が必要であった。
【００８６】
このため、従来の光モジュールは、製造工程で手間が掛かり、量産に適していなかった。また、シリコンプラットホームを作製するための材料コストが掛かり、光モジュールのコストを下げることができなかった。
【００８７】
また、光素子と光導波路が実装されたシリコンプラットホームを回路基板に実装した後に、光素子と回路基板との電気的な接続を行う工程が必要で、光導波路に熱が加わっていた。
【００８８】
これに対して、本実施の形態の光モジュール１Ａでは、反射面４２が形成された光導波路４の下側に光素子２を実装するため、アンダークラッド４１ａに素子実装開口部４３が形成されることで、光導波路４の下側に高さ調節のためのシリコンプラットホームを備えることなく、光導波路４は、反射面４２の下側に光素子２を実装することができる。
【００８９】
これにより、光導波路を高さ調節のためのシリコンプラットホームに貼り付ける工程を削減することができる。また、シリコンプラットホームの作製工程も削減することができる。更に、高さ調節の機能をシリコンプラットホームから導波路材、本例ではクラッド４１を構成する材料に置き換えられることにより、材料コストも削減することが可能である。
【００９０】
また、光素子２が実装され、加熱が必要なハンダによる電気配線が終了した回路基板５に光導波路４を実装することで、光導波路４に熱が加わることを防止できる。
【００９１】
＜本実施の形態の光モジュールの変形例＞
以上説明した光モジュールでは、光導波路を利用して光素子と光ファイバを接続する構成としたが、導波コアの伸びる方向に沿った光導波路の両端に反射面を備えて、光素子同士を光導波路で接続する構成にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、電子機器のボード間やチップ間の光通信モジュールや、光ファイバを利用した通信ケーブルのコネクタ等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本実施の形態の光モジュールの一例を示す側断面図である。
【図２】本実施の形態の光モジュールの一例を示す平面図である。
【図３】本実施の形態の光導波路の一例を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態の光導波路の一例を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態の光導波路の一例を示す断面図である。
【図６】本実施の形態の光導波路の製造工程の一例を示す説明図である。
【図７】本実施の形態の光導波路の製造工程の一例を示す説明図である。
【図８】本実施の形態の光導波路の製造工程の一例を示す説明図である。
【図９】本実施の形態の光導波路の製造工程の一例を示す説明図である。
【図１０】本実施の形態の光導波路の製造工程の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１Ａ・・・光モジュール、２・・・光素子、３・・・光ファイバ、３０・・・コア、４・・・光導波路、４０・・・導波コア、４１・・・クラッド、４１ａ・・・アンダークラッド、４１ｂ・・・オーバークラッド、４２・・・反射面、４３・・・素子実装開口部、４４・・・ファイバガイド溝、５・・・回路基板、６・・・固定蓋部、７・・・接着剤
【図１】
2009198804.tif 000003
【図２】
2009198804.tif 000004
【図３】
2009198804.tif 000005
【図４】
2009198804.tif 000006
【図５】
2009198804.tif 000007
【図６】
2009198804.tif 000008
【図７】
2009198804.tif 000009
【図８】
2009198804.tif 000010
【図９】
2009198804.tif 000011
【図１０】
2009198804.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月24日(2009.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝搬される導波コアと前記導波コアに光を閉じ込めるクラッドを有する光導波路と、
面型の光素子が実装される回路基板とを備え、
前記光導波路は、前記導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、前記導波コアの端面を露出させた反射面と、
前記反射面と対向する位置の前記クラッドを、前記光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備え、
前記光素子が前記素子実装開口部に入れられ、前記光素子と前記光導波路の前記反射面が位置合わせされて、前記光導波路が前記回路基板に実装される
光モジュール。
【請求項２】
前記光導波路は、前記導波コアの非形成位置で前記反射面と対向する前記クラッドで、前記光導波路を前記回路基板に支持する導波路支持部が形成される
請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光導波路は、前記導波コアの伸びる方向に沿った他の端面に、光ファイバが挿入される形状で開口すると共に、挿入された前記光ファイバを前記導波コアに対して位置合わせして結合させるファイバガイド溝を備えた
請求項２記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光導波路は、高分子材料で構成され、フォトリソグラフィプロセスで前記素子実装開口部と前記ファイバガイド溝が形成される
請求項３記載の光モジュール。
【請求項５】
光が伝搬される導波コアと、
前記導波コアに光を閉じ込めるクラッドと、
前記導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、前記導波コアの端面を露出させた反射面と、
前記反射面と対向する位置の前記クラッドを、前記反射面を介して前記導波コアと光結合される光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備えた
光導波路。
【請求項６】
前記導波コアの非形成位置で前記反射面と対向する前記クラッドで導波路支持部が形成される
請求項５記載の光導波路。
【請求項７】
前記導波コアの伸びる方向に沿った他の端面に、光ファイバが挿入される形状で開口すると共に、挿入された前記光ファイバを前記導波コアに対して位置合わせして結合させるファイバガイド溝を備えた
請求項５記載の光導波路。
【請求項８】
高分子材料で構成され、フォトリソグラフィプロセスで前記素子実装開口部と前記ファイバガイド溝が形成される
請求項７記載の光導波路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明の光モジュールは、光が伝搬される導波コアと導波コアに光を閉じ込めるクラッドを有する光導波路と、面型の光素子が実装される回路基板とを備え、光導波路は、導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、導波コアの端面を露出させた反射面と、反射面と対向する位置のクラッドを、光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備え、光素子が素子実装開口部に入れられ、光素子と光導波路の反射面が位置合わせされて、光導波路が回路基板に実装されるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の光導波路は、光が伝搬される導波コアと、導波コアに光を閉じ込めるクラッドと、導波コアの伸びる方向に沿った一の端面に形成された斜面に、導波コアの端面を露出させた反射面と、反射面と対向する位置のクラッドを、反射面を介して導波コアと光結合される光素子が入る大きさで開口させた素子実装開口部とを備えたものである。