(57)【要約】【課題】薄板化した光導波路基板がボンディング工程によって割れることのない光デバイスを提供する。【解決手段】光導波路を有する基板上に電極が形成され、該電極に外部との電気的接続のための配線が圧着して接続される光デバイスであって、前記基板の厚さが３０μｍ以下であり、前記配線の１圧着部分の面積が５０００μｍ２以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路を有する基板上に電極が形成され、該電極に外部との電気的接続のための配線が圧着して接続される光デバイスであって、
前記基板の厚さが３０μｍ以下であり、
前記配線の１圧着部分の面積が５０００μｍ２以下である
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
複数の前記配線それぞれに前記１圧着部分が１つ設けられ、各圧着部分の間隔が１圧着部分の辺又は径以上となるように各圧着部分が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記配線はワイヤボンディング用配線であることを特徴とする請求項２に記載の光デバイス。
【請求項４】
１の前記配線に前記１圧着部分が複数設けられ、各圧着部分の間隔が１圧着部分の辺又は径以上となるように各圧着部分が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記配線はリボンボンディング用配線又はＴＡＢボンディング用配線であることを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記基板は誘電体基板であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１の項に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記電極の厚さが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１の項に記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光デバイス、特に基板の厚さを薄板化した光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光変調器のような光デバイスは、光導波路基板上に形成された電極に、ワイヤボンディング（例えば特許文献１参照）、リボンボンディング、ＴＡＢボンディング等によって配線を圧着接続した構成を有している。
通常の光導波路基板は、基板の厚さが０．５〜１ｍｍ程度であるが、近年、光デバイスとしての光学的及び電気的特性を向上させるため、光導波路基板の厚さを例えば３０μｍ程度以下に薄板化（例えば特許文献２参照）した構造の光デバイスが提案されている。
【特許文献１】特開平６−１５１５２３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のボンディング手法を用いた場合、薄板化した光デバイスの光導波路基板がボンディング工程を行うことにより割れてしまうという問題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄板化した光導波路基板がボンディング工程によって割れることのない光デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、光導波路を有する基板上に電極が形成され、該電極に外部との電気的接続のための配線が圧着して接続される光デバイスであって、前記基板の厚さが３０μｍ以下であり、前記配線の１圧着部分の面積が５０００μｍ２以下であることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明は、上記の光デバイスにおいて、複数の前記配線それぞれに前記１圧着部分が１つ設けられ、各圧着部分の間隔が１圧着部分の辺又は径以上となるように各圧着部分が配置されたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、上記の光デバイスにおいて、前記配線はワイヤボンディング用配線であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、上記の光デバイスにおいて、１の前記配線に前記１圧着部分が複数設けられ、各圧着部分の間隔が１圧着部分の辺又は径以上となるように各圧着部分が配置されたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記の光デバイスにおいて、前記配線はリボンボンディング用配線又はＴＡＢボンディング用配線であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の光デバイスにおいて、前記基板は誘電体基板であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の光デバイスにおいて、前記電極の厚さが１０μｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、配線の１圧着部分の面積を５０００μｍ２以下としたので、基板の厚さを３０μｍ以下に薄板化した光導波路基板がボンディング工程によって割れてしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による光デバイスの概略構成図である。図１（Ａ）に示すように、光デバイス１００は、光導波路素子１０１上の電極１０３の端面部分１０４と、中継基板１０２と、を配線１０５によって電気的に接続した構成を有している。
【００１３】
光導波路素子１０１は、厚さ３０μｍ程度以下に薄板化された光導波路基板１０１２を支持基板１０１３によって支持した構成を有する。
光導波路基板１０１２には、図中Ａ方向側の端面から光を入射し、Ａ方向と反対側の端面から光を出射するように構成された光導波路（図示省略）が形成されている。光導波路基板１０１２は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３：ＬＮ）等の強誘電体結晶からなる基板である。光導波路は、この光導波路基板１０１２の表面内部にチタン（Ｔｉ）を光導波路のパターンに熱拡散させることによって形成される。光導波路のパターンは、例えば、入力光を２つの光路に分けて伝搬させ、再び合波させて出力するマッハツェンダー干渉系のパターンである。
【００１４】
光導波路基板１０１２の表面には、電極１０１１（１０３，１０４）が形成されている。電極１０１１の材質には、例えば、金（Ａｕ）が用いられる。電極１０１１の厚さは例えば１０μｍ程度（若しくはそれ以上）である。電極１０３は、光導波路に沿って所定の長さを持つようなパターンに形成される。電極１０３の端面部分１０４は、配線１０５を圧着して接続するための十分な大きさの面積を有する形状に形成される。
【００１５】
中継基板１０２は、光デバイス１００の外側の信号線（図示省略）と電気的に接続された基板であり、アルミナ基板１０２２上に金（Ａｕ）の電極１０２１を形成したものである。
【００１６】
配線１０５は、直径が例えば２５μｍ程度の金（Ａｕ）製のワイヤ（ワイヤボンディング用の配線）であり、その一端が電極１０３の端面部分１０４に圧着して接続され、他端が中継基板１０２の電極１０２１に圧着して接続される。電極１０５の中央部分は、破断を防ぐためにアーチ状に湾曲した形状にする。
【００１７】
図１（Ｂ）に、電極１０３の端面部分１０４に配線１０５が圧着された様子を表す拡大図を示す。配線１０５は、先端部分１０５１が電極１０３の端面部分１０４に圧着して接続されている。この先端部分１０５１は、配線１０５が圧着されてつぶれた状態となっており、その寸法は図示のとおり幅がＷ、長さがＬである。
【００１８】
図２は、光導波路基板１０１２の厚さＴと配線１０５の圧着部分（先端部分１０５１）の面積Ｓ＝ＷＬを変えたときの、圧着の良・不良を評価した実験結果を示す図である。圧着の際に圧着装置（ワイヤボンダ）からの圧力により光導波路基板１０１２が割れる等の損傷を受けなかった場合を良（○印）、損傷を受けた場合を不良（×印）と評価した。この実験結果によれば、Ｓ＝２６００μｍ２及びＳ＝３８００μｍ２の圧着面積については、基板厚Ｔ＝１０μｍ，８μｍ，７μｍの全てに対して良の圧着状態が得られた。したがって、光導波路基板１０１２の厚さがＴ＜３０μｍの場合は、圧着の状態を良とするためには、圧着部分の面積をＳ＜５０００μｍ２、好ましくはＳ≦３８００μｍ２とする必要があることが分かる。
【００１９】
したがって、図１（Ｂ）において、配線１０５の圧着部分（先端部分１０５１）は、Ｓ＝ＷＬ＜５０００μｍ２、好ましくはＳ≦３８００μｍ２となるように、圧着部分の長さＬが設定されている。これにより、薄板化した光導波路基板１０１２が割れることなく、配線１０５を電極１０３の端面部分１０４に圧着させることができる。
【００２０】
図３は、電極１０３の端面部分１０４に配線１０５を圧着した他の構成例を示す図である。図１（Ｂ）の例では配線１０５が１本だけであったため、信頼性上の問題が生じることが考えられるが、この図３の例では、配線１０５を複数本、電極１０３の端面部分１０４に圧着した構成としている。ここで、各配線１０５の圧着部分（先端部分１０５１）の面積はＳ＝ＷＬ＜５０００μｍ２、好ましくはＳ≦３８００μｍ２であり、且つ、各圧着部分１０５１間の距離は圧着部分１０５１の幅Ｗと同じ（若しくはそれ以上でもよい）になるようにしている。これは、各圧着部分１０５１間の距離を短くすると圧着部分１０５１が密集して実質的に圧着部分の面積が大きくなったのと同じことになり、図２から圧着状態が不良となること、及び、各圧着部分１０５１間の距離を圧着部分１０５１の幅Ｗ以上とした実験では、各圧着部分１０５１は孤立しているために配線１０５が１本の場合と同様に圧着状態が良の結果が得られたこと、に基づいている。
【００２１】
したがって、図３の構成においても、薄板化した光導波路基板１０１２が割れることなく、複数の配線１０５を電極１０３の端面部分１０４に圧着させることができる。またこの構成では、複数の配線１０５が接続されているため、信頼性上の問題が生じにくい。
【００２２】
図４は、電極１０３の端面部分１０４に配線２０５を圧着した構成例を示す図である。この例では、配線２０５は、全体の幅Ｗ０が例えば２００μｍ程度の金（Ａｕ）製のリボン（リボンボンディング用の配線）又はＴＡＢ（ＴＡＢボンディング用の配線）である。ここで、配線２０５は、配線２０５の幅方向に並んだ幅Ｗ、長さＬの複数の圧着部分２０５１によって、電極１０３の端面部分１０４に圧着されている。また、各圧着部分２０５１の面積はＳ＝ＷＬ＜５０００μｍ２、好ましくはＳ≦３８００μｍ２であり、且つ、各圧着部分２０５１間の距離は圧着部分２０５１の幅Ｗと同じ（若しくはそれ以上でもよい）になるようにしている。これは、図３の構成の場合と同様、各圧着部分２０５１間の距離を短くすると圧着部分２０５１が密集して実質的に圧着部分の面積が大きくなったのと同じことになり、図２から圧着状態が不良となること、及び、各圧着部分２０５１間の距離を圧着部分２０５１の幅Ｗ以上とした実験では、各圧着部分２０５１は孤立しているために圧着状態が良の結果が得られたこと、に基づいている。
【００２３】
なお、図４における複数箇所の圧着は、図５に示したような先端部５００の形状を持つ圧着装置を用い、該先端部５００を配線２０５に押し当てることによって行うことができる。
【００２４】
したがって、図４の構成においても、薄板化した光導波路基板１０１２が割れることなく、配線２０５を電極１０３の端面部分１０４に圧着させることができる。またこの構成では、複数の圧着部分２０５１によって配線２０５を圧着しているため、信頼性上の問題が生じにくい。
【００２５】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上記の実施形態では光導波路基板１０１２としてニオブ酸リチウムを用いたが、その他に、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３：ＬＴ）やジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態による光デバイスの概略構成図である。
【図２】光導波路基板の厚さＴと配線の圧着部分（先端部分）の面積Ｓ＝ＷＬを変えたときの、圧着の良・不良を評価した実験結果を示す図である。
【図３】電極の端面部分に配線を圧着した他の構成例を示す図である。
【図４】電極の端面部分に配線（リボン又はＴＡＢ）を圧着した構成例を示す図である。
【図５】図４の圧着を行う圧着装置の先端部の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００…光デバイス  １０１…光導波路素子  １０２…中継基板  １０３…電極  １０４…電極の端面部分  １０５…配線  １０１１…電極  １０１２…光導波路基板  １０１３…支持基板  １０２１…電極  １０２２…アルミナ基板  １０５１…配線の先端部分  ２０５…配線  ２０５１…配線の圧着部分  ５００…圧着装置の先端部
【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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