CN113711115B - 光波导元件及光波导器件 - Google Patents
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Abstract
在使用加工得薄的基板的光调制元件中，防止电连接时的基板破碎，从而防止连接不良、制造成品率下降。在具有形成有光波导和导体图案的光学基板和支承光学基板的支承基板的光波导元件中，导体图案包含作为进行电连接的范围而规定的至少一个电连接区域，光学基板在与电连接区域对应的部分具有以贯通光学基板的方式除去该光学基板的原材料而得到的基板除去部，电连接区域的至少一部分经由基板除去部形成在支承基板上。
Description
技术领域
本发明涉及光波导元件及光波导器件。
背景技术
在高速/大容量光纤通信系统中，较多地使用装入有波导型的光调制器的光发送装置。其中，将具有电光效应的LiNbO3(以下，也称为LN)使用于基板的光调制元件与使用了磷化铟(InP)、硅(Si)或砷化镓(GaAs)等半导体系材料的调制元件相比，能实现光的损失少且宽带域的光调制特性，因此在高速/大容量光纤通信系统中被广泛使用。
另一方面，光纤通信系统的调制方式受到近年来的传送容量的增大化的潮流的影响，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、DP-QPSK(Dual Polarization-QuadraturePhase Shift Keying)等、多值调制、向多值调制取入了偏振复用的传送格式成为主流。
近年来的互联网服务的普及加速导致通信信息量的进一步的增大，关于光通信系统的持续的高速大容量化的研讨现在也不断进展。另一方面，对于装置的小型化的要求不变，光调制元件其本身需要小型化。
作为光调制元件的小型化的对策之一，例如，正在研讨使用了脊型波导的光调制元件(以下，称为脊型光调制元件)(例如，参照专利文献1)。关于脊型波导，在将使用了LN的基板加工得薄之后，通过干法蚀刻等保留所希望的条纹状部分(脊)而将其他的部分加工得更薄(例如，至基板厚度10μm以下)，由此使该脊部分的有效折射率比其他的部分提高而形成为光波导。在脊型光调制元件中，与使用了利用Ti等的金属扩散而制作的光波导的光调制元件相比，光的闭入部分被限定为上述脊部分，因此能够高效地产生光与电的相互作用。其结果是，能够缩短该相互作用部分的长度，实现光调制元件的小型化。
然而，将基板厚度加工得薄至几十微米左右的结果是会产生新的问题。即，光调制元件例如在收容该光调制元件的壳体的内部，需要通过引线键合或倒装键合等与对于与外部回路的连接进行中继的中继基板、连接器等电气部件连接。相对于此，在上述脊型光调制元件中，将基板加工得薄至几十微米左右的结果是，在进行引线键合、倒装键合等电连接时，由于从引线键合器的毛细管的前端或焊锡凸块施加的压力等而可能在基板产生裂纹或破碎。
即，例如脊型光调制元件那样的使用薄基板的以往的光调制元件可能会产生与电气部件的连接不良等引起的制造成品率的下降等问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-75917号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
从上述背景出发，在例如脊型光调制元件那样的使用被加工得薄的基板的光波导元件中，希望防止电连接时的基板破碎，从而防止连接不良、制造成品率的下降。
用于解决课题的方案
根据本发明的一方案，涉及一种光波导元件，具有：光学基板，形成有光波导和导体图案；支承基板，支承所述光学基板，其中，所述导体图案包含作为进行电连接的范围而规定的至少一个电连接区域，所述光学基板在与所述电连接区域对应的部分具有以贯通所述光学基板的方式除去该光学基板的原材料而得到的基板除去部，所述电连接区域的至少一部分经由所述基板除去部而形成于所述支承基板。
根据本发明的另一方案，所述光学基板的厚度为10μm以下。
根据本发明的另一方案，所述电连接区域是作为所述导体图案的一部分而构成的矩形的电连接焊盘，所述导体图案包含与所述电连接焊盘相连的线路部分，所述电连接焊盘以相对于该电连接焊盘的最近的所述线路部分的线路宽度而沿着与该线路宽度相同的方向测得的宽度较宽的方式形成，所述电连接焊盘的至少一部分经由所述基板除去部而形成于所述支承基板，该基板除去部以不使与所述光学基板的其他的部分之间的交界形成于所述线路部分之下的方式配置。
根据本发明的另一方案，所述基板除去部以至少包含直径40μm的圆的大小形成。
根据本发明的另一方案，所述基板除去部以在所述光学基板的外缘具有开口的方式形成。
根据本发明的另一方案，所述导体图案以在与所述基板除去部和所述光学基板的其他的部分之间的交界对应的部分具有台阶的方式形成。
根据本发明的另一方案，至少两个所述电连接区域经由一个所述基板除去部而形成于所述支承基板。
根据本发明的另一方案，所述导体图案包括传播电信号的信号导体图案和连接于接地电位的接地导体图案，所述至少两个所述电连接区域包括至少一个所述信号导体图案的所述电连接区域和至少一个所述接地导体图案的所述电连接区域。
根据本发明的另一方案，所述基板除去部以与所述光学基板的其他的部分之间的交界不包含弯折的形状形成。
根据本发明的另一方案，所述基板除去部以在经由该基板除去部能够目视确认的所述支承基板的范围中包含未形成所述导体图案的部分的方式形成。
根据本发明的另一方案，所述电连接区域经由配置于所述光学基板之外的导体而与其他的所述电连接区域电连接。
本发明的另一方案涉及一种光波导器件，具有：上述任一光波导元件；收容该光波导元件的壳体。
需要说明的是，该说明书包含2019年3月29日提出申请的日本国专利申请特愿2019-067619号的全部内容。
发明效果
根据本发明，在例如脊型光调制元件那样的使用加工得薄的基板的光波导元件中，能够防止引线键合等的向基板施加压力的电连接时的基板破碎，从而防止连接不良、制造成品率下降。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的光调制器件的结构的图。
图2是表示图1所示的光调制器件使用的光调制元件的结构的图。
图3是图2所示的光调制元件的A部的局部细节图。
图4是图3所示的局部细节图中的aa剖面向视图。
图5是图2所示的光调制元件的B部的局部细节图。
图6是图5所示的局部细节图的bb剖面向视图。
图7是图2所示的光调制元件的C部的局部细节图。
图8是图7所示的局部细节图中的cc剖面向视图。
图9是图7所示的局部细节图中的dd剖面向视图。
图10是表示在电连接区域进行倒装键合时的结构的一例的图。
图11是图10所示的图的ee剖面向视图。
图12是表示基板除去部的第一变形例的图。
图13是表示基板除去部的第二变形例的图。
图14是表示基板除去部的第三变形例的图。
图15是表示导体图案的第一变形例的图。
图16是表示导体图案的第二变形例的图。
图17是表示本发明的光调制元件的另一例的图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。需要说明的是，以下所示的实施方式的光波导元件是使用LN基板构成的光调制元件，但是本发明的光波导元件并不局限于此。除了LN基板以外，本发明对于具有使用了带有光电效应、热光学效应、声光效应的基板的电极的光波导元件、具有光调制以外的功能的光波导元件也同样能够适用。
图1是表示本发明的一实施方式的光波导元件及光波导器件的结构的图。在本实施方式中，光波导元件是使用马赫-曾德尔光波导进行光调制的光调制元件102，光波导器件是使用了该光调制元件102的光调制器件100。
光调制器件100在壳体104的内部收容光调制元件102。需要说明的是，壳体104最终在其开口部固定有作为板体的罩(未图示)，其内部被气密封闭。
光调制器件100具有用于向壳体104内输入光的输入光纤106、将通过光调制元件102调制后的光向壳体104的外部引导的输出光纤108。
光调制器件100还具备：用于从外部接收用于使光调制元件102进行光调制动作的高频电信号的连接器110；用于将该连接器110接收到的高频电信号向光调制元件102的信号电极的一端进行中继的中继基板112。而且，光调制器件100具备终端器114，该终端器114连接于光调制元件102的信号电极的另一端且为了抑制电信号的反射而具有规定的阻抗。在此，光调制元件102的信号电极与中继基板112及终端器114之间通过例如金属引线等的键合而被电连接。
另外，光调制器件100具备管脚116及117、中继基板118及115。管脚116将从壳体104的外部施加的偏压电压经由中继基板118向设置于光调制元件102的作为后述的偏压电极的导体图案230d、230e输入。而且，管脚117将在设置于光调制元件102的光检测器119检测出的信号经由中继基板115向设置于壳体104的外部的电子电路输出。在此，光检测器119是例如光电二极管(PD，Photo Diode)，其接收从构成光调制元件102的马赫-曾德尔光波导的输出波导分支的光，并用于监视该光调制元件102的输出光。管脚116、117例如为玻璃端子。
图2是表示在图1所示的光调制器件100的壳体104中收容的作为光波导元件的光调制元件102的结构的图。
光调制元件102具有由例如LN构成的光学基板220和支承光学基板220的支承基板222。在光学基板220上形成有光波导224(图示粗线的虚线)。光波导224是例如包含两条并行波导226a、226b的马赫-曾德尔光波导。在此，光学基板220在本实施方式中将厚度加工得薄至10μm以下，光波导224构成为脊型光波导。而且，支承基板222为了使其机械强度至少比上述加工得薄的光学基板220牢固而构成得比光学基板220厚。而且，支承基板222为了使脊型光波导结构成立而使用由石英或蓝宝石、光学玻璃等的折射率比光学基板低的材料构成的基板、或者在Si或LN等的具有等于或高于光学基板220的折射率的基板的表面层叠有折射率比光学基板220低的层(SiO2等)的基板。
在光学基板220上还形成有导体图案230a、230b、230c、230d、230e、230f、230g(以下，也总称为导体图案230)。导体图案230构成对于在光波导224中传播的光波进行控制的电极。具体而言，导体图案230a、230b、230c是通过输入的高频电信号使并行波导226a、226b的折射率根据该高频的电气波形而变化的信号电极。导体图案230a是传播电信号的信号导体图案，导体图案230b、230c是连接于接地电位的接地导体图案。
另外，导体图案230d、230e是通过输入的直流电压来设定基于上述信号电极的折射率变化的动作点(基准点)的偏压电极。而且，导体图案230f、230g连接于光检测器119的两个电极。
在导体图案230设有例如作为进行与金属引线242的电连接的范围而预先规定的电连接区域240a、240b、240c、240d、240e、240f、240g、240h、240j、240k、240m、240n、240p、240q、240r、240s、240t、240u、240v、240w、240y1、240y2、240z1、240z2(以下，也总称为电连接区域240)。
例如，电连接区域240a、240b、240y1、240y2、240z1、240z2分别是作为构成导体图案230d、230e、230f、230g的一部分的矩形的导体而形成的所谓电连接焊盘(以下，也简称为焊盘)。而且，电连接区域240c、240d是在导体图案230a的图示上下的端部分别设置的矩形的焊盘(图示虚线矩形部分)，分别经由形成在楔形上的过渡图案而与线路部分连接。
另外，例如，电连接区域240e、240f、240g、240h、240p、240q、240r、240s不是构成为焊盘那样的具有特定的形状的导体图案部分，而是被规定为在构成宽幅的导体图案230b的导体平面内划分出的圆形的范围。同样，电连接区域240j、240k、240m、240n、240t、240u、240v、240w被规定为在构成导体图案230c的导体平面内划分出的圆形的范围。
特别是本实施方式的光调制元件102在与光学基板220的电连接区域240对应的部分分别设有以将光学基板220沿厚度方向贯通的方式除去该光学基板220的原材料而得到的基板除去部250a、250b、250c、250d、250g、250h、250m、250n、250p、250q、250r、250s、250t、250u、250v、250w、250y1、250y2、250z1、250z2(以下，也总称为基板除去部250)。
在此，在与电连接区域240a、240b、240g、240h、240m、240n、240p、240q、240r、240s、240t、240u、240v、240w、240y1、240y2、240z1、240z2对应的部分分别设置有基板除去部250a、250b、250g、250h、250m、250n、250p、250q、250r、250s、250t、250u、250v、250w、250y1、250y2、250z1、250z2。而且，在与光调制元件102的图示下侧的边上并列配置的电连接区域240c、240e、240j对应的部分设有一个基板除去部250c，在与光调制元件102的图示上侧的边上并列配置的电连接区域240d、240e、240k对应的部分设有一个基板除去部250d。
并且，电连接区域240分别将其至少一部分经由对应的基板除去部250形成在支承基板222上。
在此，在本实施方式中，电连接区域240分别设置作为通过球焊或楔焊等引线键合而供金属引线接合的部分。并且，基板除去部250分别以在俯视图中包含通过该引线键合形成的引线接合部的大小及考虑了该引线键合的位置精度的大小(触点尺寸)的大小形成。在本实施方式中，触点尺寸为直径40μm的圆。即，基板除去部250分别在俯视图中以至少包含直径40μm的圆的大小形成。
需要说明的是，电连接区域240除了与光学基板220外的电气部件(例如中继基板112、118、终端器114)连接之外，还能经由配置于光学基板220外的导体(例如，金属引线242)与其他的电连接区域240电连接。例如，图2所示的电连接区域240g与240m之间、及240h与240n之间为该例。
具有上述的结构的光调制元件102在光学基板220中的与电连接区域240对应的部分以贯通该光学基板220的方式设置基板除去部250，且电连接区域240的至少一部分经由基板除去部250形成在支承基板222上。因此，例如在将金属引线向电连接区域240进行键合等时，通过引线键合器的毛细管向电连接区域240施加的加压力未向加工得薄的光学基板220施加，而经由基板除去部250向支承基板222施加。因此，在光调制元件102中，能够防止进行与光学基板220上的导体图案230的电连接时的该光学基板220中的破碎的发生，从而防止连接不良或制造成品率下降。
图3是图2所示的光调制元件102的A部的局部细节图。而且，图4是图3所示的A部的aa剖面向视图。电连接区域240g以考虑键合的位置精度等而设定的上述触点尺寸(直径40μm的圆)以上的大小设置。基板除去部250g设置作为将光学基板220沿厚度方向贯通的贯通孔。而且，基板除去部250g在俯视图中以包含电连接区域240g的大小形成，因此，以至少包含直径40μm的圆的大小形成。在该基板除去部250g的范围内，导体图案230b中的电连接区域240g及其周边形成在支承基板222上。然后，在形成于支承基板222上的电连接区域240g内接合金属引线242。特别是在高频信号传播的导体图案的附近，为了避免电连接区域240g及其周边的图案被基于基板除去部的台阶截断，优选由比光学基板220的厚度厚的导体形成。
图5是图2所示的光调制元件102的B部的局部细节图。而且，图5是图6所示的B部的bb剖面向视图。如上所述，电连接区域240a是作为构成导体图案230d的一部分的矩形的导体而形成的所谓焊盘。基板除去部250a与上述的基板除去部250g同样地设置作为将光学基板220沿厚度方向贯通的贯通孔，且在俯视图中以至少包含40μm的圆的尺寸形成。
在该基板除去部250a的范围内，电连接区域240a的一部分经由该基板除去部250a形成在支承基板222上。然后，在电连接区域240a中的经由基板除去部250a形成于支承基板222上的部分接合金属引线242。
需要说明的是，基板除去部250a也可以是依赖于构成电连接区域240a的焊盘的大小、或触点尺寸的大小，以包含该焊盘的整体、因此包含电连接区域240a的整体的方式形成的结构。在该情况下，电连接区域240a将其整体经由基板除去部250a形成在支承基板222上。
即，关于电连接区域240，只要该电连接区域240中的相当于触点尺寸的大小的部分形成于支承基板222上，其至少一部分经由基板除去部250形成在支承基板222上即可。
图7是图2所示的光调制元件102的C部的局部细节图。而且，图8及图9分别是图7所示的C部的cc剖面向视图及dd剖面向视图。电连接区域240e、240j分别被规定为在构成接地导体图案即宽幅的导体图案230b、230c的各个导体平面内划分的圆形的范围。而且，电连接区域240c形成作为在信号导体图案即导体图案230a的图示下侧的端部设置的矩形的焊盘(在图7中，表示作为通过右斜线标注了阴影的矩形部分)。这些电连接区域240e、240c、240j在光学基板220的图示下侧的外缘的附近沿图示左右方向排列配置。
并且，对于这三个电连接区域240e、240c、240j设置一个基板除去部250c。即，基板除去部250c对于多个电连接区域240e、240c、240j设置这一点与上述的基板除去部250g、250a不同。而且，基板除去部250c与上述的基板除去部250g、250a同样以将光学基板220沿厚度方向贯通的方式构成，但是构成为在光学基板220的外缘具有开口的矩形的切缺这一点与基板除去部250g、250a不同。
在构成导体图案230b、230c的导体平面内分别以圆形划分的电连接区域240e、240j分别与上述的电连接区域240g同样以触点尺寸(例如直径40μm的圆)以上的大小设置。基板除去部250c以包含这些电连接区域240e、240j的方式形成，因此，以包含这些电连接区域240e、240j所包含的触点尺寸的区域的方式形成。
作为信号导体图案的导体图案230a包含与在其端部作为焊盘形成的电连接区域240c连结的线路部分230a-1(图示左斜线的阴影部)。而且，电连接区域240c经由例如以其宽度方向变化为楔形状的形状设置的过渡图案230a-2与线路部分230a-1连接。
另外，作为上述焊盘设置的电连接区域240c以相对于该电连接区域240c的最近的线路部分230a-1的线路宽度W1而沿着与该线路宽度相同的方向测得的宽度W2较宽的方式形成。
并且，作为上述焊盘的电连接区域240c的至少一部分经由基板除去部250c形成在支承基板222上。并且，基板除去部250c为了不使与光学基板220的其他的部分之间的交界250c-1形成于线路部分230a-1之下，而以例如形成于过渡图案230a-2的下部的方式配置。
在光调制元件102的上述C部的结构中，多个电连接区域240通过一个基板除去部250形成在支承基板222上，因此能够减少在光学基板220设置的贯通孔、切缺的个数。因此，能够简化光学基板220的加工工序而降低成本。而且，基板除去部250c不使其交界250c-1形成于作为微细的图案的线路部分230a-1的下部，因此能够防止线路部分230a-1的断线、形状不良等。
需要说明的是，在上述C部中，对于三个电连接区域240e、240c、240j设置一个基板除去部250c，但是并不局限于此。可以对于至少两个电连接区域240设置一个基板除去部250，经由该一个基板除去部，将上述至少两个电连接区域240的各自的至少一部分形成在支承基板222上。
另外，设置一个基板除去部250的上述至少两个电连接区域240与上述C部同样可以包含至少一个信号导体图案即导体图案230的电连接区域240和至少一个接地导体图案即导体图案230的电连接区域240。
根据该结构，能够防止例如对于容易接近并列配置的构成信号线路的信号导体图案及接地导体图案这两个电连接区域分别单独地相邻设置两个基板除去部250时会产生的该两个基板除去部250间的光学基板220的破碎或缺损。
需要说明的是，在本实施方式中，在电连接区域240连接金属引线242，但是并不局限于此。电连接区域240可以通过例如倒装键合而进行经由了焊锡凸块的连接。图10是表示对于电连接区域240进行这样的基于倒装键合的连接时的结构的一例的图。图10是表示与电连接区域240e、240c、240j的连接部分的相当于图7的C部细节图的图。需要说明的是，在图10中，关于与图7相同的构成要素，使用与图7中的标号相同的标号表示。
在图示的例子中，取代中继基板112，使用以进行倒装键合的方式构成的中继基板112’。图11是图10的ee剖面向视图。中继基板112’将在该中继基板112’的背面(图11中的图示下侧的面)设置的电极(未图示)与例如电极连接区域240j之间经由焊锡凸块243连接。在本结构中，在倒装键合时，经由焊锡凸块243从中继基板112’施加的压力不向光学基板220施加而向支承基板222施加，因此与进行上述的基于金属引线242的连接的情况同样，能够防止光学基板220的破碎等损伤的发生，从而防止连接不良、制造成品率下降。
另外，基板除去部的形状，即，基板除去部与光学基板220的其他的部分之间的交界的形状并不局限于图2、3、5、7记载的矩形形状。图12、图13是表示基板除去部250的第一及第二变形例的图。图12、图13是相当于表示图2的A部的图3的图。
图12所示的基板除去部1050g具有与基板除去部250g同样的结构，但是矩形形状的四个角的弯折部成为曲线这一点与基板除去部250g不同。而且，图13所示的基板除去部1150g具有与基板除去部250g同样的结构，但是取代矩形而构成为圆形这一点与基板除去部250g不同。这些基板除去部1050g、1150g以上述交界不包含伴随着加工应变或制造工艺内的温度变动、使用环境温度的变动而产生的应力容易集中的弯折的形状(具有不包含角的连续的曲率的形状)形成，因此能够防止光学基板220的制造工艺中的除去部处的光学基板的裂纹的发生，提高机械的稳定性。需要说明的是，基板除去部的形状并不局限于此，也可以由例如椭圆形或多边形构成。
另外，基板除去部可以在经由该基板除去部能够目视确认的支承基板222上的范围内，以包含未形成导体图案230的支承基板222的部分的方式形成。图14是表示基板除去部250的这样的第三变形例的图。图14是相当于表示图2的B部的图5的图。图14所示的基板除去部1250a具有与基板除去部250a同样的结构，但是图示横向的宽度超过电连接区域240a的宽度地扩展，在经由基板除去部1250a能够目视确认的支承基板222上的范围中包含未形成电连接区域240a的部分。
由此，在电连接区域240a进行电连接时，例如在将金属引线242进行键合时，能够目视确认基板除去部250a的位置，因此能够在基板除去部250a内的电连接区域240a的部分的位置高精度地进行上述电连接。
另外，在表示上述的实施方式的图4、6、8、9中，在基板除去部250的上部形成的导体图案230的上表面平坦，但是并不局限于此。导体图案230能够以在与基板除去部和光学基板220的其他的部分之间的交界对应的部分具有台阶的方式形成。
图15及图16是表示导体图案230的那样的第一及第二变形例的图。图15、图16所示的导体图案1330a、1430a具有与导体图案230a同样的结构，但是构成为在与基板除去部250a的图示左右的交界的位置对应的部分即各自的两个交界部1332、1432(都为图示虚线椭圆内)具有台阶这一点不同。在此，交界部1332的该台阶在图15所示的剖视观察下具有弯折部，相对于此，交界部1432的上述台阶在图16所示的剖视观察下由曲线构成。
图15及图16所示那样的导体图案1330a、1430a在与基板除去部250的交界对应的部分具有台阶，因此在电连接区域240a进行电连接时，例如在将金属引线242进行键合时，依靠在导体图案1330a、1430a的上述交界部1332、1432形成的台阶，能够目视确认基板除去部250a的位置。因此，能够在基板除去部250a内的电连接区域240a的部分的位置高精度地进行该电连接。
需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式及其变形例的结构，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施。
例如，在本实施方式中，作为光波导元件，示出了在LN基板即光学基板220上形成有光波导224的光调制元件102，该光波导224构成包含一对并行波导226a、226b的单一的马赫-曾德尔光波导，但是适用本发明的光波导元件并不局限于此。
光波导元件可以使用构成得薄至在电连接时会发生破碎等机械破坏的程度的LN以外的材料作为光学基板。
另外，本发明的形成基板除去部的光波导元件可以是如本实施方式那样使用LN基板作为光学基板的结构，也可以是形成有更复杂的结构的光波导的光波导元件。例如，光波导元件可以是图17所示那样的使用两个所谓的嵌套型马赫-曾德尔光波导而构成的进行DP-QPSK调制的光调制元件1502。
该光调制元件1502例如由与光学基板220同样的LN基板即光学基板1520和接合于该光学基板1520的支承基板222构成。在光学基板1520形成有光波导1524。在此，光波导1524由两个所谓的嵌套型马赫-曾德尔光波导构成，包括两个嵌套型马赫-曾德尔光波导构成的分别由四条并行波导构成的两个并行波导组1526a、1526b。
另外，在光学基板1520形成有导体图案1530a、1530b、1530c、1530d、1530e、1530f(以下，总称为导体图案1530)。在此，导体图案1530a、1530b是对于在并行波导组1526a、1526b中传播的光波分别进行控制的信号电极，导体图案1530c、1530d、1530e、1530f是偏压电极。
并且，与上述的实施方式的光波导元件即光调制元件102的导体图案230同样，导体图案1530包括例如作为进行基于金属引线242的电连接的范围而规定的至少一个电连接区域。在此，上述基于金属引线242的电连接的部分在图17中由金属引线242的端部的实心圆圈表示。而且，在图17中，为了避免冗长的记载且便于理解，没有对全部金属引线标注标号242。与标注有标号242的图形相同的图形表示金属引线242，光学基板1520上表示的各个金属引线的端部的实心圆圈应理解为规定电连接区域的部分。
并且，光调制元件1502与光调制元件102同样，光学基板1520在与电连接区域对应的部分具有以贯通光学基板1520的方式除去光学基板的原材料而得到的基板除去部，电连接区域的至少一部分能够经由基板除去部形成在支承基板222上。
需要说明的是，在图17所示的光调制元件1502中，从图示左方向光波导1524入射的光分别作为进行了QPSK调制的两束输出光从图示右方输出。这两束输出光遵照现有技术通过适当的空间光学系进行偏振合成而汇总成一个光射束，例如与光纤耦合而被导向传送路光纤。
另外，在上述的实施方式中，在电连接区域240使用的电连接是与金属引线的电连接，但是并不局限于此。上述电连接例如根据种类，可以设为与金属引线以外的导体引线、包含金属带的导体带、或者倒装键合中的焊锡凸块的连接。在这些连接中，与使用了引线的情况相比，对于连接需要强的压力，因此能够更适当地适用本申请的结构。
另外，在上述的实施方式中，触点尺寸设为直径40μm的圆，但是并不局限于此。触点尺寸可以根据在电连接区域240使用的电连接的种类而设为其他的大小或其他的形状。
如以上说明所述，本实施方式所示的光波导元件即光调制元件102具有形成有光波导224和导体图案230的光学基板220、对光学基板220进行支承的支承基板222。导体图案230包含作为进行电连接的范围而规定的至少一个电连接区域240。而且，光学基板220在与电连接区域240对应的部分具有以贯通光学基板220的方式除去该光学基板220的原材料而得到的基板除去部250。并且，电连接区域240的至少一部分经由基板除去部250形成在支承基板222上。
根据该结构，在对于电连接区域240将例如金属引线242进行键合等时，通过引线键合器的毛细管向电连接区域240施加的加压力未向加工得薄的光学基板220施加，而经由基板除去部250向支承基板222施加。因此，在光调制元件102中，能够防止进行与光学基板220上的导体图案230的电连接时的该光学基板220的破碎的发生，从而防止连接不良、制造成品率下降。
另外，在光调制元件102中，光学基板220的厚度为10μm以下。根据该结构，在通过例如加工得薄的光学基板220上形成的脊型光波导构成的光波导元件中，能够防止光学基板220的破碎的发生，从而防止连接不良、制造成品率下降。需要说明的是，在到此为止的说明中，将光学基板的厚度设为10μm以下进行了说明，但是在5μm以下的情况下更能够发挥上述的效果，而且在2μm以下的情况下，能够更进一步地发挥效果。
另外，在光调制元件102中，例如电连接区域240c是作为导体图案230a的一部分而构成的矩形的电连接焊盘，导体图案230a包含与作为电连接焊盘的电连接区域240c连接的线路部分230a-1。作为电连接焊盘的电连接区域240c以相对于其最近的线路部分230a-1的线路宽度W1而沿着与该线路宽度W1相同的方向测得的宽度W2较宽的方式形成。并且，作为电连接焊盘的电连接区域240c的至少一部分经由基板除去部250c形成在支承基板222上。而且，基板除去部250c以不使与光学基板220的其他的部分之间的交界250c-1形成于线路部分230a-1之下的方式配置。
根据该结构，能够防止线路部分230a-1的断线等的发生。
另外，在光调制元件102中，基板除去部250以至少包含直径40μm的圆的大小形成。根据该结构，即使在对于电连接区域240通过引线键合进行电连接的情况下，也能够有效地避免引线键合器的毛细管产生的向光学基板220的加压。
另外，在光调制元件102中，例如基板除去部250c以在光学基板220的外缘具有开口的方式形成。根据该结构，能够简化容易发生破碎或缺损的光学基板220的外缘部的结构，确保该外缘部的机械强度。
另外，在光调制元件102中，作为导体图案，可以使用在与基板除去部250和光学基板220的其他的部分之间的交界对应的交界部1332、1432部分具有台阶的导体图案1330a、1430a。根据该结构，在电连接区域240a进行电连接时，例如在将金属引线242进行键合时，依靠在导体图案230的上述交界部形成的台阶，能够目视确认基板除去部250a的位置，因此能够在基板除去部250a内的电连接区域240a的部分的位置高精度地进行上述电连接。
另外，在光调制元件102中，至少两个电连接区域240能经由一个基板除去部250形成在支承基板222上。根据该结构，能够减少设置于光学基板220的基板除去部250的数目，从而简化光学基板220的加工工序而降低成本。
另外，在光调制元件102中，导体图案230包括传播电信号的作为信号导体图案的例如导体图案230a和连接于接地电位的作为接地导体图案的例如导体图案230b、230c。并且，上述至少两个电连接区域240可包括至少一个信号导体图案的电连接区域(例如，电连接区域240c)和至少一个接地导体图案的电连接区域(例如，电连接区域240e及/或240j)。
根据该结构，能够防止对于容易接近并列配置的构成信号线路的信号导体图案及接地导体图案这两个电连接区域分别单独地将两个基板除去部250相邻设置时会产生的该两个基板除去部250间的光学基板220的部分的破碎或缺损。
另外，在光调制元件102中，基板除去部250能以与光学基板220的其他的部分之间的交界不包含弯折的形状形成。根据该结构，基板除去部由于其交界不包含伴随着加工应变或环境温度的变动而产生的应力容易集中的弯折，因此能够提高光学基板220的机械稳定性。
另外，在光调制元件102中，基板除去部250能以在经由该基板除去部250能够目视确认的支承基板222上的范围中包含未形成导体图案230的部分的方式形成。根据该结构，在电连接区域240a进行电连接时，例如在将金属引线242进行键合时，能够目视确认基板除去部250a的位置，因此能够在基板除去部250a内的电连接区域240a的部分的位置高精度地进行该电连接。
另外，在光调制元件102中，电连接区域240经由配置于光学基板220外的导体即例如金属引线242而与其他的电连接区域240电连接。根据该结构，不用担心光学基板220的破损，能够自由进行光学基板220内的导体图案230间的电连接，因此能够提高光调制元件102的设计自由度。
另外，在光调制元件102中，在电连接区域240，除了能连接金属引线242等的导体引线之外，还能连接导体带或焊锡凸块。根据该结构，能够防止光学基板220的破损，并使用各种导体进行对于导体图案230的电连接。
另外，本实施方式的光波导器件即光调制器件100具有上述任一个光波导元件即光调制元件102和收容该光调制元件的壳体。根据该结构，能够降低光学基板220的破损发生的概率而进行制造成品率良好的电连接，因此能够廉价且稳定地生产高可靠性的光波导器件。
标号说明
100…光调制器件，102、1502…光调制元件，104…壳体，106…输入光纤，108…输出光纤，110…连接器，112、112’、115、118、1512a、1512b、1518a、1518b、1518c、1518d…中继基板，114、1514a、1514b…终端器，116、117…管脚，119…光检测器，220、1520…光学基板，222…支承基板，224、1524…光波导，226a、226b…并行波导，230、230a、230b、230c、230d、230e、1330a、1430a、1530a、1530b、1530c、1530d、1530e、1530f…导体图案，230a-1…线路部分，230a-2…过渡图案，240、240a、240b、240c、240d、240e、240f、240g、240h、240j、240k、240m、240n、240p、240q、240r、240s、240t、240u、240v、240w、240y1、240y2、240z1、240z2…电连接区域，242…金属引线，243…焊锡凸块，250、250a、250b、250c、250d、250g、250h、250m、250n、250p、250q、250r、250s、250t、250u、250v、250w、250y1、250y2、250z1、250z2、1050g、1150g、1250a…基板除去部，250c-1…交界，1332、1432…交界部，1526a、1526b…并行波导组。
Claims (12)
1.一种光波导元件，具有：
光学基板，形成有光波导和导体图案；及
支承基板，支承所述光学基板，其中，
所述导体图案包含作为进行电连接的范围而规定的至少一个电连接区域，
所述光学基板在与所述电连接区域对应的部分具有以贯通所述光学基板的方式除去该光学基板的原材料而得到的基板除去部，
所述电连接区域的至少一部分经由所述基板除去部而形成于所述支承基板，
所述电连接区域设置为通过引线键合或倒装焊接而进行电连接的部分，
所述电连接区域与所述光学基板外的电气部件或其他的所述电连接区域电连接。
2.根据权利要求1所述的光波导元件，其中，
所述光学基板的厚度为10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述电连接区域是作为所述导体图案的一部分而构成的矩形的电连接焊盘，
所述导体图案包含与所述电连接焊盘相连的线路部分，
所述电连接焊盘以相对于该电连接焊盘的最近的所述线路部分的线路宽度而沿着与该线路宽度相同的方向测得的宽度较宽的方式形成，
所述电连接焊盘的至少一部分经由所述基板除去部而形成于所述支承基板，该基板除去部以不使与所述光学基板的其他的部分之间的交界形成于所述线路部分之下的方式配置。
4.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述基板除去部以至少包含直径40μm的圆的大小形成。
5.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述基板除去部以在所述光学基板的外缘具有开口的方式形成。
6.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述导体图案以在与所述基板除去部和所述光学基板的其他的部分之间的交界对应的部分具有台阶的方式形成。
7.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
至少两个所述电连接区域经由一个所述基板除去部而形成于所述支承基板。
8.根据权利要求7所述的光波导元件，其中，
所述导体图案包括传播电信号的信号导体图案和连接于接地电位的接地导体图案，
所述至少两个所述电连接区域包括至少一个所述信号导体图案的所述电连接区域和至少一个所述接地导体图案的所述电连接区域。
9.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述基板除去部以与所述光学基板的其他的部分之间的交界不包含弯折的形状形成。
10.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述基板除去部以在经由该基板除去部能够目视确认的所述支承基板的范围中包含未形成所述导体图案的部分的方式形成。
11.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述电连接区域经由配置于所述光学基板之外的导体而与其他的所述电连接区域电连接。
12.一种光波导器件，具有：
权利要求1～11中任一项所述的光波导元件；及收容该光波导元件的壳体。
Applications Claiming Priority (3)
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