JP2003004991A - 光送受信モジュールとその製造方法 - Google Patents
光送受信モジュールとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑なプロセスが必要とする光導波路が不要
であり、かつ、小型で低価格な光送受信モジュールを提
供する。 【解決手段】 光ファイバコア１５の途中を斜めに横切
るようにスリット１６が形成され、スリットには波長選
択性フィルタ２が挿入されて固定され、受光素子５が波
長選択性フィルタに光結合される。発光素子７は光ファ
イバコアの先端面で光結合される。
であり、かつ、小型で低価格な光送受信モジュールを提
供する。 【解決手段】 光ファイバコア１５の途中を斜めに横切
るようにスリット１６が形成され、スリットには波長選
択性フィルタ２が挿入されて固定され、受光素子５が波
長選択性フィルタに光結合される。発光素子７は光ファ
イバコアの先端面で光結合される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信に
利用される光送受信モジュールとその製造方法に関す
る。
利用される光送受信モジュールとその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、メタリックケーブルに代わって高
速大容量の情報を低損失で伝送できる光ファイバ通信が
注目され、光デバイスの低価格化と高速化と共に高機能
化がますます求められている。一例として１本の光ファ
イバを用いて、上りと下りの光双方向伝送を異なる波長
λ１、λ２で実現する光通信方式の開発などが進められ
ているが、本方式の光モジュールには、発光素子と受光
素子と波長分離と合波機能部品などを集積化する技術が
必要である。
速大容量の情報を低損失で伝送できる光ファイバ通信が
注目され、光デバイスの低価格化と高速化と共に高機能
化がますます求められている。一例として１本の光ファ
イバを用いて、上りと下りの光双方向伝送を異なる波長
λ１、λ２で実現する光通信方式の開発などが進められ
ているが、本方式の光モジュールには、発光素子と受光
素子と波長分離と合波機能部品などを集積化する技術が
必要である。
【０００３】以下に、従来の光双方向モジュールの代表
例について説明する。従来は、受信波長λ１の信号を送
信波長λ２と分離するために、光導波路とＷＤＭ（波長
多重）フィルタを組合せた構造が一般的である。図１３
は特開平１１−６８７０５号公報に記載されている、光
導波路を用いたＷＤＭ光双方向モジュールの従来構造を
示す。Ｓｉ基板１０３上には光導波路１０２（１０２
ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）がＷＤＭフィルタ１０７を中
心としてスター状に形成され、光導波路１０２ａ、１０
２ｂ、１０２ｃの各一端に対してそれぞれ発光素子１０
５、受光素子１０６、光ファイバ１０１を、入出射光を
光結合できるように２次元の高精度な位置合わせ（アラ
インメント）により実装する。発光素子１０５と受光素
子１０６の位置合わせは、Ｓｉ基板上１０３にあらかじ
め高精度に形成したアライメントマーカ１０８を用いて
行うのが一般的である。
例について説明する。従来は、受信波長λ１の信号を送
信波長λ２と分離するために、光導波路とＷＤＭ（波長
多重）フィルタを組合せた構造が一般的である。図１３
は特開平１１−６８７０５号公報に記載されている、光
導波路を用いたＷＤＭ光双方向モジュールの従来構造を
示す。Ｓｉ基板１０３上には光導波路１０２（１０２
ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）がＷＤＭフィルタ１０７を中
心としてスター状に形成され、光導波路１０２ａ、１０
２ｂ、１０２ｃの各一端に対してそれぞれ発光素子１０
５、受光素子１０６、光ファイバ１０１を、入出射光を
光結合できるように２次元の高精度な位置合わせ（アラ
インメント）により実装する。発光素子１０５と受光素
子１０６の位置合わせは、Ｓｉ基板上１０３にあらかじ
め高精度に形成したアライメントマーカ１０８を用いて
行うのが一般的である。
【０００４】発光素子１０５の波長λ２の出力光は、光
導波路１０２ａを介して伝送されてＷＤＭフィルタ１０
７で反射された後、光導波路１０２ｃを通って光ファイ
バ１０１へと導入される。ここで、光ファイバ１０１の
コアと光導波路１０２ｃの各先端面を光学的に結合でき
るように、光導波路１０２ｃの位置に対してＳｉ基板１
０３上に高精度にＶ形状の溝を加工しておき、Ｖ溝に沿
って光ファイバ１０１を位置合わせして固定するという
方法が一般的である。一方、光ファイバ１０１から伝送
されてきた波長λ１の光信号は、光導波路１０２ｃを介
して伝送されてＷＤＭフィルタ１０７を透過し、光導波
路１０２ｂを介して受光素子１０６で受光する。受光素
子１０６はチップの側面方向から光入射することで受光
できる構造を有している。
導波路１０２ａを介して伝送されてＷＤＭフィルタ１０
７で反射された後、光導波路１０２ｃを通って光ファイ
バ１０１へと導入される。ここで、光ファイバ１０１の
コアと光導波路１０２ｃの各先端面を光学的に結合でき
るように、光導波路１０２ｃの位置に対してＳｉ基板１
０３上に高精度にＶ形状の溝を加工しておき、Ｖ溝に沿
って光ファイバ１０１を位置合わせして固定するという
方法が一般的である。一方、光ファイバ１０１から伝送
されてきた波長λ１の光信号は、光導波路１０２ｃを介
して伝送されてＷＤＭフィルタ１０７を透過し、光導波
路１０２ｂを介して受光素子１０６で受光する。受光素
子１０６はチップの側面方向から光入射することで受光
できる構造を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来例は以下の
問題を有していた。光導波路１０２を有する従来例は、
Ｓｉ基板１０３上にＶ溝や位置合わせ用マーカ１０８だ
けでなく光導波路１０２を高精度に形成するための複雑
なプロセスが必要な上、Ｓｉ基板１０３上に光導波路１
０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃをＷＤＭフィルタ１０７を
中心としてスター状に形成するので、Ｓｉ基板１０３の
サイズが大きくなり、Ｓｉ基板１０３自体の低価格化が
困難であるとともに、モジュールの小型化が困難であっ
た。
問題を有していた。光導波路１０２を有する従来例は、
Ｓｉ基板１０３上にＶ溝や位置合わせ用マーカ１０８だ
けでなく光導波路１０２を高精度に形成するための複雑
なプロセスが必要な上、Ｓｉ基板１０３上に光導波路１
０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃをＷＤＭフィルタ１０７を
中心としてスター状に形成するので、Ｓｉ基板１０３の
サイズが大きくなり、Ｓｉ基板１０３自体の低価格化が
困難であるとともに、モジュールの小型化が困難であっ
た。
【０００６】また、受光素子１０６は、光導波路１０２
ｂからの光をチップの素子側面に入射する構造であるの
で、光導波路１０２ｂと受光素子１０６の位置合わせを
するために１〜２μｍ程度の高精度の実装が必要とな
る。また、受光素子１０６や発光素子１０５などをＳｉ
基板１０３上に効率的に実装するには、高温半田リフロ
ープロセスなどが必要のため、光学系の固定には耐熱性
に優れた樹脂を採用するとともに、リフロー実装を可能
とするため、高価なフェルール付きのモジュール構造に
する必要があった。
ｂからの光をチップの素子側面に入射する構造であるの
で、光導波路１０２ｂと受光素子１０６の位置合わせを
するために１〜２μｍ程度の高精度の実装が必要とな
る。また、受光素子１０６や発光素子１０５などをＳｉ
基板１０３上に効率的に実装するには、高温半田リフロ
ープロセスなどが必要のため、光学系の固定には耐熱性
に優れた樹脂を採用するとともに、リフロー実装を可能
とするため、高価なフェルール付きのモジュール構造に
する必要があった。
【０００７】本発明は上記従来例の課題を解決するもの
で、複雑なプロセス及び大きな面積を必要とする光導波
路を不要にして小型で低価格な光送受信モジュールを提
供することを目的とする。本発明はまた、製造工程を簡
略化することができる光送受信モジュールの製造方法を
提供することを目的とする。
で、複雑なプロセス及び大きな面積を必要とする光導波
路を不要にして小型で低価格な光送受信モジュールを提
供することを目的とする。本発明はまた、製造工程を簡
略化することができる光送受信モジュールの製造方法を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光送受信モジュ
ールは上記目的を達成するために、光ファイバ芯線の途
中に前記光ファイバのコアを横切る斜めスリットを形成
し、前記スリットにフィルタ又はハーフミラーを挿入し
て受光素子及び発光素子の一方を光結合するとともに、
前記光ファイバコアの先端面に前記受光素子及び発光素
子の他方を光結合するように構成した（請求項１）。こ
の構成により、光導波路を必要とせずに１本の光ファイ
バで光送受信可能なモジュールを実現できる。また、光
ファイバ先端部及び斜め光入出射部にそれぞれ受光素子
及び発光素子の一方、他方を配置することにより、光フ
ァイバをＶ溝に沿って位置合わせして固定するだけで容
易にファイバ結合が実現できる。
ールは上記目的を達成するために、光ファイバ芯線の途
中に前記光ファイバのコアを横切る斜めスリットを形成
し、前記スリットにフィルタ又はハーフミラーを挿入し
て受光素子及び発光素子の一方を光結合するとともに、
前記光ファイバコアの先端面に前記受光素子及び発光素
子の他方を光結合するように構成した（請求項１）。こ
の構成により、光導波路を必要とせずに１本の光ファイ
バで光送受信可能なモジュールを実現できる。また、光
ファイバ先端部及び斜め光入出射部にそれぞれ受光素子
及び発光素子の一方、他方を配置することにより、光フ
ァイバをＶ溝に沿って位置合わせして固定するだけで容
易にファイバ結合が実現できる。
【０００９】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記斜めスリットに第１の波長の光を反射して第１の波長
と異なる第２の波長の光を透過させる波長選択性フィル
タを挿入し、前記光ファイバを介して伝送されてきた第
１の波長の光信号を前記波長選択性フィルタにより反射
して前記受光素子により受光するととともに、前記光フ
ァイバコアの先端面に第２の波長で発振する前記発光素
子を光結合する構成とした（請求項２）。この構成によ
り、光導波路を必要とせずに１本の光ファイバで光送受
信可能なモジュールを実現できる。また、光ファイバ先
端部及び斜め光入出射部にそれぞれ発光素子、受光素子
を配置することにより、光ファイバをＶ溝に沿って位置
合わせして固定するだけで容易に高い光結合効率を得る
ことができる。
記斜めスリットに第１の波長の光を反射して第１の波長
と異なる第２の波長の光を透過させる波長選択性フィル
タを挿入し、前記光ファイバを介して伝送されてきた第
１の波長の光信号を前記波長選択性フィルタにより反射
して前記受光素子により受光するととともに、前記光フ
ァイバコアの先端面に第２の波長で発振する前記発光素
子を光結合する構成とした（請求項２）。この構成によ
り、光導波路を必要とせずに１本の光ファイバで光送受
信可能なモジュールを実現できる。また、光ファイバ先
端部及び斜め光入出射部にそれぞれ発光素子、受光素子
を配置することにより、光ファイバをＶ溝に沿って位置
合わせして固定するだけで容易に高い光結合効率を得る
ことができる。
【００１０】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記光ファイバの少なくとも前記スリットが形成された部
分が第１の基板に形成された溝に埋め込まれている構成
とした（請求項３）。この構成により、光ファイバコア
に対して斜めに形成するスリットの加工時にファイバが
折れてしまうことを防ぐことができる。
記光ファイバの少なくとも前記スリットが形成された部
分が第１の基板に形成された溝に埋め込まれている構成
とした（請求項３）。この構成により、光ファイバコア
に対して斜めに形成するスリットの加工時にファイバが
折れてしまうことを防ぐことができる。
【００１１】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記光ファイバの先端面までが前記第１の基板に形成され
た溝と、前記発光素子が実装された第２の基板のＶ溝に
より挟むように埋め込まれており、前記第１及び第２の
基板の各溝の深さが前記光ファイバ芯線の半径より小さ
い構成とした（請求項４）。この構成により、光ファイ
バの固定強度を上げることができ、また、固定強度をあ
げるために必要とするファイバ押さえ部品が不要とな
る。
記光ファイバの先端面までが前記第１の基板に形成され
た溝と、前記発光素子が実装された第２の基板のＶ溝に
より挟むように埋め込まれており、前記第１及び第２の
基板の各溝の深さが前記光ファイバ芯線の半径より小さ
い構成とした（請求項４）。この構成により、光ファイ
バの固定強度を上げることができ、また、固定強度をあ
げるために必要とするファイバ押さえ部品が不要とな
る。
【００１２】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記第２の基板が前記発光素子の光を吸収又は反射する材
料であり、かつ前記受光素子の受光部に前記発光素子の
光が直接入射しないように前記第２の基板の厚さ又はＶ
溝長さが形成されている構成とした（請求項５）。この
構成により、発光素子の出力光が受光素子に漏れ込むこ
とを防止することができ、送受信間の光アイソレーショ
ンを改善することができる。
記第２の基板が前記発光素子の光を吸収又は反射する材
料であり、かつ前記受光素子の受光部に前記発光素子の
光が直接入射しないように前記第２の基板の厚さ又はＶ
溝長さが形成されている構成とした（請求項５）。この
構成により、発光素子の出力光が受光素子に漏れ込むこ
とを防止することができ、送受信間の光アイソレーショ
ンを改善することができる。
【００１３】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記第１の基板が紫外線を透過させる材料であり、前記第
１の基板と前記受光素子及び第２の基板との間に紫外線
硬化樹脂を充填して紫外線を前記第１の基板を介して前
記樹脂に照射することにより硬化・固定する構成とした
（請求項６）。この構成により、光結合効率を劣化する
ことなくファイバ埋め込み基板を強固に固定することが
できる。
記第１の基板が紫外線を透過させる材料であり、前記第
１の基板と前記受光素子及び第２の基板との間に紫外線
硬化樹脂を充填して紫外線を前記第１の基板を介して前
記樹脂に照射することにより硬化・固定する構成とした
（請求項６）。この構成により、光結合効率を劣化する
ことなくファイバ埋め込み基板を強固に固定することが
できる。
【００１４】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記発光素子が端面出射型であって前記発光素子が実装さ
れた第２の基板が第３の基板上に実装されるとともに、
前記受光素子がＰＮ電極を有する電極面と反対側の面か
ら光を入射させる裏面入射型構造であって前記第３の基
板にフリップチップ実装されている構成とした（請求項
７）。この構成により、高周波特性に優れた光受信回路
を含む光送受信モジュールが実現できる。また、上記従
来例の受光素子は、素子側面から光入射する導波路タイ
プの構造であったため、１〜２μｍ程度の高精度の実装
が必要であったが、裏面入射構造の受光素子の受光径は
通常５０〜１００μｍであり、光ファイバとの結合は、
発光素子に比べて高精度な位置合わせは必要としないた
め、受光素子及びＳｉ基板の電気回路基板上の実装が容
易となる。
記発光素子が端面出射型であって前記発光素子が実装さ
れた第２の基板が第３の基板上に実装されるとともに、
前記受光素子がＰＮ電極を有する電極面と反対側の面か
ら光を入射させる裏面入射型構造であって前記第３の基
板にフリップチップ実装されている構成とした（請求項
７）。この構成により、高周波特性に優れた光受信回路
を含む光送受信モジュールが実現できる。また、上記従
来例の受光素子は、素子側面から光入射する導波路タイ
プの構造であったため、１〜２μｍ程度の高精度の実装
が必要であったが、裏面入射構造の受光素子の受光径は
通常５０〜１００μｍであり、光ファイバとの結合は、
発光素子に比べて高精度な位置合わせは必要としないた
め、受光素子及びＳｉ基板の電気回路基板上の実装が容
易となる。
【００１５】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記受光素子の受光部が前記光ファイバの光軸方向と直交
する２次元平面において異方性を持つ形状を有する構成
とした（請求項８）。この構成により、斜めスリット内
のフィルタ又はハーフミラーで反射した信号光の形状が
ファイバ光軸方向と直交する２次元平面に広がった楕円
であっても、効率よく受光素子に受光させることができ
る。
記受光素子の受光部が前記光ファイバの光軸方向と直交
する２次元平面において異方性を持つ形状を有する構成
とした（請求項８）。この構成により、斜めスリット内
のフィルタ又はハーフミラーで反射した信号光の形状が
ファイバ光軸方向と直交する２次元平面に広がった楕円
であっても、効率よく受光素子に受光させることができ
る。
【００１６】また、本発明の光送受信モジュールは、セ
ラミックの前記第３の基板上に回路パターンと位置合わ
せされて同時に形成された位置調整用マーカを基準とし
て、前記第２の基板と前記受光素子を前記第３の基板上
に位置合わせして実装する構成とした（請求項９）。こ
の構成により、電気回路基板の高周波特性が改善するこ
とができると同時に、位置調整マーカを精度よく形成す
るための工程を追加する必要がなく、放熱性にも優れた
モジュールを実現することができる。
ラミックの前記第３の基板上に回路パターンと位置合わ
せされて同時に形成された位置調整用マーカを基準とし
て、前記第２の基板と前記受光素子を前記第３の基板上
に位置合わせして実装する構成とした（請求項９）。こ
の構成により、電気回路基板の高周波特性が改善するこ
とができると同時に、位置調整マーカを精度よく形成す
るための工程を追加する必要がなく、放熱性にも優れた
モジュールを実現することができる。
【００１７】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記第３の基板の光送信回路と光受信回路のグランドパタ
ーンが分離されているとともに、前記光受信回路の周囲
を囲む上面グランドパターンと下面グランドパターンを
複数のスルーホールで電気的に接続した構成とした（請
求項１０）。この構成により、受光回路部の電気的シー
ルド効果を改善することができる。
記第３の基板の光送信回路と光受信回路のグランドパタ
ーンが分離されているとともに、前記光受信回路の周囲
を囲む上面グランドパターンと下面グランドパターンを
複数のスルーホールで電気的に接続した構成とした（請
求項１０）。この構成により、受光回路部の電気的シー
ルド効果を改善することができる。
【００１８】また、本発明の光送受信モジュールは、前
記第３の基板の上面に形成されたグランド線と信号線が
ビアホールを通って前記第３の基板の下面のパターンに
接続されており、さらに前記第３の基板を半田を介して
第４の基板上に実装した構成とした（請求項１１）。こ
の構成により、モジュール制御用の第４の基板上の他の
素子と同時にセラミックの第３の基板を半田リフロー実
装することができるとともに、第３、第４の基板の間は
ボンディングワイヤやリード線を必要としないことか
ら、高周波特性に優れている。
記第３の基板の上面に形成されたグランド線と信号線が
ビアホールを通って前記第３の基板の下面のパターンに
接続されており、さらに前記第３の基板を半田を介して
第４の基板上に実装した構成とした（請求項１１）。こ
の構成により、モジュール制御用の第４の基板上の他の
素子と同時にセラミックの第３の基板を半田リフロー実
装することができるとともに、第３、第４の基板の間は
ボンディングワイヤやリード線を必要としないことか
ら、高周波特性に優れている。
【００１９】また、本発明の光送受信モジュールの製造
方法は、光送受信モジュールを作成した後に、送受信信
号光を透過しない樹脂で少なくとも前記受光素子の上部
を覆うようにポッティングする構成とした（請求項１
２）。この構成により、発光素子の出力光が受光素子に
漏れこむことを防止することができるので、送受信間の
光アイソレーションを改善することができる。
方法は、光送受信モジュールを作成した後に、送受信信
号光を透過しない樹脂で少なくとも前記受光素子の上部
を覆うようにポッティングする構成とした（請求項１
２）。この構成により、発光素子の出力光が受光素子に
漏れこむことを防止することができるので、送受信間の
光アイソレーションを改善することができる。
【００２０】また、本発明の光送受信モジュールの製造
方法は、光送受信モジュールを作成した後に、前記光フ
ァイバの他端に光コネクタを光結合する構成とした（請
求項１３）。この構成により、光ファイバはＶ溝に固定
するだけの無調整の簡略化された工程のため、モジュー
ル実装したのちに光ファイバ固定が可能であり、モジュ
ール実装工程が簡略化されるとともに、高価な耐熱性樹
脂やフェルールが不要となる。
方法は、光送受信モジュールを作成した後に、前記光フ
ァイバの他端に光コネクタを光結合する構成とした（請
求項１３）。この構成により、光ファイバはＶ溝に固定
するだけの無調整の簡略化された工程のため、モジュー
ル実装したのちに光ファイバ固定が可能であり、モジュ
ール実装工程が簡略化されるとともに、高価な耐熱性樹
脂やフェルールが不要となる。
【００２１】また、本発明の光送受信モジュールの製造
方法は、前記第１の基板より大きな主基板上に複数のフ
ァイバ埋め込み用溝と切断用の溝を交互にかつ平行に同
一のダイシング工程で形成するステップと、前記複数の
ファイバ埋め込み用溝のそれぞれに光ファイバを埋め込
んで固定するステップと、前記複数のファイバ埋め込み
用溝にそれぞれ埋め込まれた複数の光ファイバに同時に
前記斜めスリットを形成するステップと、前記斜めスリ
ットに前記フィルタ又はハーフミラーを挿入するステッ
プと、前記複数の光ファイバの先端面と前記主基板の先
端面を同時に切断するステップと、前記切断用の溝を切
断して複数の前記第１の基板を作成するステップとを、
有するようにした（請求項１４）。上記製造方法によ
り、斜め光入出射機能を有する複数のファイバ埋め込み
基板を一括で製造することができ、製造効率が向上す
る。また、ファイバ端面切断工程をスリット加工工程と
同一のプロセスで実施でき、製造工程が簡略化される。
さらに複数の光ファイバの先端面と前記主基板の先端面
を同時に切断するので、製造工程が簡略化される。
方法は、前記第１の基板より大きな主基板上に複数のフ
ァイバ埋め込み用溝と切断用の溝を交互にかつ平行に同
一のダイシング工程で形成するステップと、前記複数の
ファイバ埋め込み用溝のそれぞれに光ファイバを埋め込
んで固定するステップと、前記複数のファイバ埋め込み
用溝にそれぞれ埋め込まれた複数の光ファイバに同時に
前記斜めスリットを形成するステップと、前記斜めスリ
ットに前記フィルタ又はハーフミラーを挿入するステッ
プと、前記複数の光ファイバの先端面と前記主基板の先
端面を同時に切断するステップと、前記切断用の溝を切
断して複数の前記第１の基板を作成するステップとを、
有するようにした（請求項１４）。上記製造方法によ
り、斜め光入出射機能を有する複数のファイバ埋め込み
基板を一括で製造することができ、製造効率が向上す
る。また、ファイバ端面切断工程をスリット加工工程と
同一のプロセスで実施でき、製造工程が簡略化される。
さらに複数の光ファイバの先端面と前記主基板の先端面
を同時に切断するので、製造工程が簡略化される。
【００２２】また、本発明の光送受信モジュールの製造
方法は、前記複数の光ファイバの先端面と前記主基板の
先端面を同時に切断するステップが、少なくとも２本の
光ファイバの他方の端面から光を入射して前記斜めスリ
ットによる散乱光を基準位置として所定の距離の前記複
数の光ファイバの先端面と前記主基板の先端面を同時に
切断するステップを有するようにした（請求項１５）。
上記製造方法により、スリット位置からファイバ先端面
までの距離の精度が向上する。
方法は、前記複数の光ファイバの先端面と前記主基板の
先端面を同時に切断するステップが、少なくとも２本の
光ファイバの他方の端面から光を入射して前記斜めスリ
ットによる散乱光を基準位置として所定の距離の前記複
数の光ファイバの先端面と前記主基板の先端面を同時に
切断するステップを有するようにした（請求項１５）。
上記製造方法により、スリット位置からファイバ先端面
までの距離の精度が向上する。
【００２３】また、本発明の光送受信モジュールの製造
方法は、前記斜めスリットを形成するステップ及び前記
斜めスリットに前記フィルタ又はハーフミラーを挿入す
るステップが、前記光ファイバが埋め込まれた主基板の
上にダミー基板を重ねて前記ダミー基板側からダイシン
グソーを用いて前記ダミー基板側を分割するとともに前
記斜めスリットを形成するステップと、分割されたダミ
ー基板の一方を取り去るステップと、残ったダミー基板
の分割面をガイド面として前記フィルタ又はハーフミラ
ーを前記スリットに挿入するステップとを、有するよう
にした（請求項１６）。上記製造方法により、フィルタ
又はハーフミラーをスリットに挿入しやすくなり、製造
効率が向上する。
方法は、前記斜めスリットを形成するステップ及び前記
斜めスリットに前記フィルタ又はハーフミラーを挿入す
るステップが、前記光ファイバが埋め込まれた主基板の
上にダミー基板を重ねて前記ダミー基板側からダイシン
グソーを用いて前記ダミー基板側を分割するとともに前
記斜めスリットを形成するステップと、分割されたダミ
ー基板の一方を取り去るステップと、残ったダミー基板
の分割面をガイド面として前記フィルタ又はハーフミラ
ーを前記スリットに挿入するステップとを、有するよう
にした（請求項１６）。上記製造方法により、フィルタ
又はハーフミラーをスリットに挿入しやすくなり、製造
効率が向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、図面を参
照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本
発明の実施の形態１における波長多重光送受信モジュー
ルを示す構成図、図２は図１のファイバ埋め込み基板を
示す側面図及び正面図、図３は発光素子と受光素子の光
結合部を示す拡大断面図である。
照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本
発明の実施の形態１における波長多重光送受信モジュー
ルを示す構成図、図２は図１のファイバ埋め込み基板を
示す側面図及び正面図、図３は発光素子と受光素子の光
結合部を示す拡大断面図である。
【００２５】図１において、セラミック基板９上には、
光ファイバ芯線（以下単に光ファイバという）１内のコ
ア１５を介して伝送されてきた波長λ１の光信号を光フ
ァイバコア１５の途中で受信するための受光素子５（及
びプリアンプ６）が実装されている。セラミック基板９
上にはまた、Ｖ溝付きのＳｉ基板（以下単にＳｉ基板と
いう）４が実装され、Ｓｉ基板４上には、光ファイバコ
ア１５の先端面に波長λ２の光信号を送信するための発
光素子７（及びそのモニタ用受光素子８）が実装されて
いる。受光素子５と発光素子７（及びモニタ用受光素子
８）は、光ファイバ１に沿って直線上に配置されてい
る。
光ファイバ芯線（以下単に光ファイバという）１内のコ
ア１５を介して伝送されてきた波長λ１の光信号を光フ
ァイバコア１５の途中で受信するための受光素子５（及
びプリアンプ６）が実装されている。セラミック基板９
上にはまた、Ｖ溝付きのＳｉ基板（以下単にＳｉ基板と
いう）４が実装され、Ｓｉ基板４上には、光ファイバコ
ア１５の先端面に波長λ２の光信号を送信するための発
光素子７（及びそのモニタ用受光素子８）が実装されて
いる。受光素子５と発光素子７（及びモニタ用受光素子
８）は、光ファイバ１に沿って直線上に配置されてい
る。
【００２６】図２（ａ）はファイバ埋め込み基板３の左
側面を示し、図２（ｂ）は正面図を示している。光ファ
イバ１は図２に詳しく示すように、ガラスや樹脂などの
紫外線（ＵＶ）を透過するファイバ埋め込み基板３に形
成された溝１４に埋め込まれて固定されるとともに、光
ファイバコア１５の途中を斜めに横切るようにダイシン
グソーを用いてスリット１６が形成され、スリット１６
には波長選択性フィルタ２が挿入されて固定されてい
る。スリット１６と、光ファイバ１の平坦に加工された
先端面との間の距離Ａは、受光素子５と発光素子７の間
の距離に相当するあらかじめ定められた距離になるよう
に加工されている。
側面を示し、図２（ｂ）は正面図を示している。光ファ
イバ１は図２に詳しく示すように、ガラスや樹脂などの
紫外線（ＵＶ）を透過するファイバ埋め込み基板３に形
成された溝１４に埋め込まれて固定されるとともに、光
ファイバコア１５の途中を斜めに横切るようにダイシン
グソーを用いてスリット１６が形成され、スリット１６
には波長選択性フィルタ２が挿入されて固定されてい
る。スリット１６と、光ファイバ１の平坦に加工された
先端面との間の距離Ａは、受光素子５と発光素子７の間
の距離に相当するあらかじめ定められた距離になるよう
に加工されている。
【００２７】ここで、発光素子７及びモニタ用受光素子
８は、後述するＶ溝が形成されたＳｉ基板４上に形成さ
れた位置調整用マーカ１３ａ、１３ｂを用いてＳｉ基板
４上に高精度に位置合わせして実装する。また、受光素
子５は裏面入射型であり、セラミック基板９上に形成さ
れたアライメントマーカ１２ａ、１２ｂを利用してセラ
ミック基板９上に高精度に位置合わせしてフリップチッ
プ実装する。同時に、プリアンプ６もセラミック基板９
上にフリップチップ実装することで受光素子５との距離
を短くすることができ、良好な高周波特性が得られる。
８は、後述するＶ溝が形成されたＳｉ基板４上に形成さ
れた位置調整用マーカ１３ａ、１３ｂを用いてＳｉ基板
４上に高精度に位置合わせして実装する。また、受光素
子５は裏面入射型であり、セラミック基板９上に形成さ
れたアライメントマーカ１２ａ、１２ｂを利用してセラ
ミック基板９上に高精度に位置合わせしてフリップチッ
プ実装する。同時に、プリアンプ６もセラミック基板９
上にフリップチップ実装することで受光素子５との距離
を短くすることができ、良好な高周波特性が得られる。
【００２８】図３は発光素子７と受光素子５の光結合部
の拡大断面図である。発光素子７の光結合部は従来のＶ
溝を利用した光結合方法と同様であり、Ｓｉ基板４に高
精度に加工されたＶ溝に光ファイバ１を挿入して固定す
る。発光素子７は端面出射型のレーザであり、出射光が
光ファイバコア１５に光導入できるように、あらかじめ
Ｖ溝の深さ及び位置が形成されている。
の拡大断面図である。発光素子７の光結合部は従来のＶ
溝を利用した光結合方法と同様であり、Ｓｉ基板４に高
精度に加工されたＶ溝に光ファイバ１を挿入して固定す
る。発光素子７は端面出射型のレーザであり、出射光が
光ファイバコア１５に光導入できるように、あらかじめ
Ｖ溝の深さ及び位置が形成されている。
【００２９】受光素子５は受光径が５０〜１００μｍの
裏面入射型の構造を有する。受光素子５はファイバ埋め
込み基板３の波長選択性フィルタ２の真下に配置され、
波長選択性フィルタ２で反射された波長λ１の光信号を
受光する。受光素子５と発光素子７の出射端面との距離
が図２に示す距離Ａと等しくなるように設計されている
ので、光ファイバ１をＶ溝に沿って固定するだけで、無
調整で発光素子７及び受光素子５の光結合が同時に行わ
れる構造となっている。
裏面入射型の構造を有する。受光素子５はファイバ埋め
込み基板３の波長選択性フィルタ２の真下に配置され、
波長選択性フィルタ２で反射された波長λ１の光信号を
受光する。受光素子５と発光素子７の出射端面との距離
が図２に示す距離Ａと等しくなるように設計されている
ので、光ファイバ１をＶ溝に沿って固定するだけで、無
調整で発光素子７及び受光素子５の光結合が同時に行わ
れる構造となっている。
【００３０】なお、図３に示すようにセラミック基板９
に対して、受光素子５は半田バンプ１７を介して、Ｓｉ
基板４は接着剤１８を介して実装される。また、図１に
示すように光ファイバ１のＳｉ基板４に対する固定はフ
ァイバ固定補強部品１１により補強され、また、Ｓｉ基
板４上の発光素子７及びモニタ用受光素子８は、ボンデ
ィングワイヤ１０を介してセラミック基板９の導電パタ
ーンに電気的に接続される。
に対して、受光素子５は半田バンプ１７を介して、Ｓｉ
基板４は接着剤１８を介して実装される。また、図１に
示すように光ファイバ１のＳｉ基板４に対する固定はフ
ァイバ固定補強部品１１により補強され、また、Ｓｉ基
板４上の発光素子７及びモニタ用受光素子８は、ボンデ
ィングワイヤ１０を介してセラミック基板９の導電パタ
ーンに電気的に接続される。
【００３１】（実施の形態２）次に図４〜図７を参照し
て本発明の実施の形態２について説明する。図４は実施
の形態２における光送受信モジュールの構成図である。
受光素子５、発光素子７、Ｓｉ基板４と光学系の基本構
成は上記実施の形態１と同様であるので、異なる点のみ
について詳しく説明する。図５は図４のファイバ埋め込
み基板３ａの正面図であり、先端の光ファイバ被覆１９
が除去された光ファイバ１はその先端までファイバ埋め
込み基板３ａに埋め込まれている。また、光ファイバ被
覆１９は一部がファイバ埋め込み基板３ａに埋め込まれ
ている。
て本発明の実施の形態２について説明する。図４は実施
の形態２における光送受信モジュールの構成図である。
受光素子５、発光素子７、Ｓｉ基板４と光学系の基本構
成は上記実施の形態１と同様であるので、異なる点のみ
について詳しく説明する。図５は図４のファイバ埋め込
み基板３ａの正面図であり、先端の光ファイバ被覆１９
が除去された光ファイバ１はその先端までファイバ埋め
込み基板３ａに埋め込まれている。また、光ファイバ被
覆１９は一部がファイバ埋め込み基板３ａに埋め込まれ
ている。
【００３２】図６はＳｉ基板４とファイバ埋め込み基板
３ａの各Ｖ溝部の側面図である。ファイバ埋め込み基板
３ａ及びＳｉ基板４の各Ｖ溝は、光ファイバ１の半分以
上が下部、上部にそれぞれ露出するように浅く加工す
る。これにより、Ｓｉ基板４とファイバ埋め込み基板３
ａを、光ファイバ１を挟んで重ね合わせることができ、
実施の形態１のファイバ固定補強部品１１が不要とな
る。ファイバ埋め込み基板３ａと受光素子５の隙間は出
来るだけ狭くなるように、Ｓｉ基板４の高さを設計して
おき、その隙間全体に光ファイバ１と屈折率が等しいＵ
Ｖ（紫外線）硬化樹脂２０を充填し、ＵＶ光をファイバ
埋め込み基板３ａを介してＵＶ硬化樹脂２０に照射して
硬化させることにより、ファイバ埋め込み基板３ａを固
定する。実施の形態１よりも固定強度が向上するととも
に、光ファイバ１と空気層での反射損失が低減できる。
また、光ファイバ１の光ファイバ被覆１９とファイバ埋
め込み基板３ａが重なる部分を接着剤を用いて固定する
ことにより、光ファイバ１の固定部の根元の強度が向上
する。
３ａの各Ｖ溝部の側面図である。ファイバ埋め込み基板
３ａ及びＳｉ基板４の各Ｖ溝は、光ファイバ１の半分以
上が下部、上部にそれぞれ露出するように浅く加工す
る。これにより、Ｓｉ基板４とファイバ埋め込み基板３
ａを、光ファイバ１を挟んで重ね合わせることができ、
実施の形態１のファイバ固定補強部品１１が不要とな
る。ファイバ埋め込み基板３ａと受光素子５の隙間は出
来るだけ狭くなるように、Ｓｉ基板４の高さを設計して
おき、その隙間全体に光ファイバ１と屈折率が等しいＵ
Ｖ（紫外線）硬化樹脂２０を充填し、ＵＶ光をファイバ
埋め込み基板３ａを介してＵＶ硬化樹脂２０に照射して
硬化させることにより、ファイバ埋め込み基板３ａを固
定する。実施の形態１よりも固定強度が向上するととも
に、光ファイバ１と空気層での反射損失が低減できる。
また、光ファイバ１の光ファイバ被覆１９とファイバ埋
め込み基板３ａが重なる部分を接着剤を用いて固定する
ことにより、光ファイバ１の固定部の根元の強度が向上
する。
【００３３】図７は受光素子５の受光部２１の構造図を
示す。波長選択性フィルタ２で反射した光が受光素子５
に対して垂直入射すると反射戻り光が発生するため、斜
め方向から入射させることが望ましい。また、光ファイ
バ１からの出射光はファイバ光軸と直交する面において
楕円形状をしているので、受光素子５の受光部２１の形
状を、素子容量が大きくなりすぎない程度に、出射光の
ビームと同様の楕円に近い形状で受光部面積を広げるこ
とによって効率よく受光することができる。
示す。波長選択性フィルタ２で反射した光が受光素子５
に対して垂直入射すると反射戻り光が発生するため、斜
め方向から入射させることが望ましい。また、光ファイ
バ１からの出射光はファイバ光軸と直交する面において
楕円形状をしているので、受光素子５の受光部２１の形
状を、素子容量が大きくなりすぎない程度に、出射光の
ビームと同様の楕円に近い形状で受光部面積を広げるこ
とによって効率よく受光することができる。
【００３４】図８は本発明の実施の形態における光送受
信モジュールとその光送受信モジュールをモジュール制
御樹脂基板２４上に実装する方法を説明するための構成
図である。セラミック基板９上に形成した光送受信モジ
ュールの構成は、実施の形態２と同様である。光ファイ
バ１の他端には光コネクタ２６が結合され、いわゆるピ
グテール構造を有している。ファイバピグテールは耐熱
性が低いため、半田リフロー工程に耐えられないため、
光素子が実装されているセラミック基板９をモジュール
制御基板（樹脂基板）２４に実装した後に、光コネクタ
２６を光ファイバ１に対して結合を行う。これにより、
モジュール実装に半田リフロー実装を適用することがで
き、生産効率が向上する。
信モジュールとその光送受信モジュールをモジュール制
御樹脂基板２４上に実装する方法を説明するための構成
図である。セラミック基板９上に形成した光送受信モジ
ュールの構成は、実施の形態２と同様である。光ファイ
バ１の他端には光コネクタ２６が結合され、いわゆるピ
グテール構造を有している。ファイバピグテールは耐熱
性が低いため、半田リフロー工程に耐えられないため、
光素子が実装されているセラミック基板９をモジュール
制御基板（樹脂基板）２４に実装した後に、光コネクタ
２６を光ファイバ１に対して結合を行う。これにより、
モジュール実装に半田リフロー実装を適用することがで
き、生産効率が向上する。
【００３５】セラミック基板９上のパターンはビアホー
ル２２を通して裏面パッドに電気的に接続されており、
チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）などと同様の半田接
合方法で、半田２３を介してモジュール制御樹脂基板２
４上の基板パターン２５上に電気的固定が可能である。
なお、上記実施の形態１や２で説明したように光ファイ
バ結合は、Ｖ溝に無調整で容易に固定することができ
る。
ル２２を通して裏面パッドに電気的に接続されており、
チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）などと同様の半田接
合方法で、半田２３を介してモジュール制御樹脂基板２
４上の基板パターン２５上に電気的固定が可能である。
なお、上記実施の形態１や２で説明したように光ファイ
バ結合は、Ｖ溝に無調整で容易に固定することができ
る。
【００３６】図９は本発明の実施の形態２における光受
信回路周辺の構成図であり、図９（ａ）は側面図、図９
（ｂ）は平面図である。受光素子５とプリアンプ６の周
囲を囲うように、光送信回路とは独立したグランドパタ
ーン２６ａをセラミック基板９上に形成する。さらにグ
ランドパターン２６ａは複数のビアホール２２を通って
裏面グランドパターン（不図示）に接続する。これよ
り、光受信回路の近くに配置されている光送信回路から
の電気的なクロストークを改善することができる。ま
た、受信回路部の上を光を透過しない樹脂（光遮蔽用樹
脂）２７で覆うことにより、送信光が受光素子５に漏れ
こむことを防止して光クロストークが改善される。
信回路周辺の構成図であり、図９（ａ）は側面図、図９
（ｂ）は平面図である。受光素子５とプリアンプ６の周
囲を囲うように、光送信回路とは独立したグランドパタ
ーン２６ａをセラミック基板９上に形成する。さらにグ
ランドパターン２６ａは複数のビアホール２２を通って
裏面グランドパターン（不図示）に接続する。これよ
り、光受信回路の近くに配置されている光送信回路から
の電気的なクロストークを改善することができる。ま
た、受信回路部の上を光を透過しない樹脂（光遮蔽用樹
脂）２７で覆うことにより、送信光が受光素子５に漏れ
こむことを防止して光クロストークが改善される。
【００３７】図１０は本発明の実施の形態２における受
光素子５とＶ溝付きＳｉ基板４の正面図を示す。発光素
子７の出射光２８が図示されているように、Ｓｉ基板４
の端で遮られるように、受光素子５を近づけて実装す
る。これにより、光のクロストークが改善される。
光素子５とＶ溝付きＳｉ基板４の正面図を示す。発光素
子７の出射光２８が図示されているように、Ｓｉ基板４
の端で遮られるように、受光素子５を近づけて実装す
る。これにより、光のクロストークが改善される。
【００３８】（製造方法）図１１（１）〜（４）は本発
明の実施の形態２におけるファイバ埋め込み基板３ａの
製造方法を示す工程概略図である。まず、図１１（１）
に示すように、複数のファイバ埋め込み基板３ａを構成
する主基板にダイシングで等間隔にファイバ埋め込み用
溝３−１と基板分割用溝３−２を交互に形成し、次に図
１１（２）に示すようにファイバ埋め込み用溝３−１に
光ファイバ１を固定する。
明の実施の形態２におけるファイバ埋め込み基板３ａの
製造方法を示す工程概略図である。まず、図１１（１）
に示すように、複数のファイバ埋め込み基板３ａを構成
する主基板にダイシングで等間隔にファイバ埋め込み用
溝３−１と基板分割用溝３−２を交互に形成し、次に図
１１（２）に示すようにファイバ埋め込み用溝３−１に
光ファイバ１を固定する。
【００３９】次いで図１１（３）に示すようにダイシン
グソーによりスリット１６及び光ファイバ１の先端面切
断の加工を行い、スリット１６に波長選択性フィルタ２
を挿入して固定する。次いで図１１（４）に示すように
基板分割溝３−２を切断して複数のファイバ埋め込み基
板３ａを作成する。これにより、複数のファイバ埋め込
み基板３ａを一括で製造できる。分割溝３−２とファイ
バ埋め込み溝３−１、さらにスリット１６と光ファイバ
１の先端面の加工を同一のダイシングプロセスで実現で
き、製造工程が簡略化されている。
グソーによりスリット１６及び光ファイバ１の先端面切
断の加工を行い、スリット１６に波長選択性フィルタ２
を挿入して固定する。次いで図１１（４）に示すように
基板分割溝３−２を切断して複数のファイバ埋め込み基
板３ａを作成する。これにより、複数のファイバ埋め込
み基板３ａを一括で製造できる。分割溝３−２とファイ
バ埋め込み溝３−１、さらにスリット１６と光ファイバ
１の先端面の加工を同一のダイシングプロセスで実現で
き、製造工程が簡略化されている。
【００４０】次に、図１１（３）に示す工程においてス
リット１６の位置と光ファイバ１の先端面の距離Ａを精
度よく加工する方法を説明する。スリット加工をした後
に、２本の光ファイバ１へ外から光を注入すると光ファ
イバコア１５とスリット加工面に接している部分の２箇
所で光散乱する。この２つの散乱光を基準位置として光
ファイバ１の先端面を切断することによって、スリット
１６から所定の距離Ａの位置に精度よく垂直な光ファイ
バ１の先端面を形成することができる。
リット１６の位置と光ファイバ１の先端面の距離Ａを精
度よく加工する方法を説明する。スリット加工をした後
に、２本の光ファイバ１へ外から光を注入すると光ファ
イバコア１５とスリット加工面に接している部分の２箇
所で光散乱する。この２つの散乱光を基準位置として光
ファイバ１の先端面を切断することによって、スリット
１６から所定の距離Ａの位置に精度よく垂直な光ファイ
バ１の先端面を形成することができる。
【００４１】図１２（１）〜（３）は本発明の実施の形
態２におけるスリット１６に波長選択性フィルタ２を挿
入する製造工程を示す。まず、図１２（１）に示すよう
に、ファイバ埋め込み基板３ａにダミー基板２９を重ね
た状態で、ダミー基板２９側からファイバ埋め込み基板
３ａの内部まで斜めにそれぞれスリット３０、１６の加
工を行う。次に図１２（２）に示すように、スリット加
工により分割されたダミー基板２９の片側を除去したの
ち、ダミー基板２９の斜面をガイド面として波長選択性
フィルタ２をスリット１６に挿入した後、固定を行う。
ダミー基板２９を利用することで、膜厚の薄い波長選択
性フィルタ２を効率よくスリット１６に挿入することが
できる。
態２におけるスリット１６に波長選択性フィルタ２を挿
入する製造工程を示す。まず、図１２（１）に示すよう
に、ファイバ埋め込み基板３ａにダミー基板２９を重ね
た状態で、ダミー基板２９側からファイバ埋め込み基板
３ａの内部まで斜めにそれぞれスリット３０、１６の加
工を行う。次に図１２（２）に示すように、スリット加
工により分割されたダミー基板２９の片側を除去したの
ち、ダミー基板２９の斜面をガイド面として波長選択性
フィルタ２をスリット１６に挿入した後、固定を行う。
ダミー基板２９を利用することで、膜厚の薄い波長選択
性フィルタ２を効率よくスリット１６に挿入することが
できる。
【００４２】上記の実施の形態では、２波長を透過、分
波する波長多重モジュールを実現するために、スリット
１６に波長選択性フィルタ２を挿入した構成について説
明したが、波長選択性フィルタ２の代わりにハーフミラ
ーを挿入することにより、１波長を透過、反射する光送
受信モジュールにも適用することができる。
波する波長多重モジュールを実現するために、スリット
１６に波長選択性フィルタ２を挿入した構成について説
明したが、波長選択性フィルタ２の代わりにハーフミラ
ーを挿入することにより、１波長を透過、反射する光送
受信モジュールにも適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、光導波路を必要とせずに１本の光ファイバ
で光送受信可能なモジュールを実現できる。また、光フ
ァイバ先端部及び斜め光入出射部にそれぞれ受光素子及
び発光素子の一方、他方を配置することにより、光ファ
イバをＶ溝に沿って位置合わせして固定するだけで容易
にファイバ結合が実現できる。請求項２に記載の発明に
よれば、光導波路を必要とせずに１本の光ファイバで光
送受信可能なモジュールを実現できる。また、光ファイ
バ先端部及び斜め光入出射部にそれぞれ発光素子、受光
素子を配置することにより、光ファイバをＶ溝に沿って
位置合わせして固定するだけで容易に高い光結合効率を
得ることができる。請求項３に記載の発明によれば、光
ファイバコアに対して斜めに形成するスリットの加工時
にファイバが折れてしまうことを防ぐことができる。請
求項４に記載の発明によれば、光ファイバの固定強度を
上げることができ、また、固定強度をあげるために必要
とするファイバ押さえ部品が不要となる。請求項５に記
載の発明によれば、発光素子の出力光が受光素子に漏れ
こむことを防止することができ、送受信間の光アイソレ
ーションを改善することができる。請求項６に記載の発
明によれば、光結合効率を劣化することなくファイバ埋
め込み基板を強固に固定することができる。請求項７に
記載の発明によれば、高周波特性に優れた光受信回路を
含む光送受信モジュールが実現できる。また、受光素子
と光ファイバとの光結合は、発光素子に比べて高精度な
位置合わせは必要としないため、受光素子及びＳｉ基板
の電気回路基板上の実装が容易となる。請求項８に記載
の発明によれば、斜めスリット内のフィルタ又はハーフ
ミラーで反射した信号光の形状がファイバ光軸方向と直
交する２次元平面に広がった楕円であっても、効率よく
受光素子に受光させることができる。請求項９に記載の
発明によれば、電気回路基板の高周波特性が改善するこ
とができると同時に、位置調整マーカを精度よく形成す
るための工程を追加する必要がなく、放熱性にも優れた
モジュールを実現することができる。請求項１０に記載
の発明によれば、受光回路部の電気的シールド効果を改
善することができる。請求項１１に記載の発明によれ
ば、モジュール制御用の第４の基板上の他の素子と同時
にセラミックの第３の基板を半田リフロー実装すること
ができるとともに、第３、第４の基板の間はボンディン
グワイヤやリード線を必要としないことから、高周波特
性に優れている。請求項１２に記載の発明によれば、発
光素子の出力光が受光素子に漏れこむことを防止するこ
とができるので、送受信間の光アイソレーションを改善
することができる。請求項１３に記載の発明によれば、
光ファイバはＶ溝に固定するだけの無調整の簡略化され
た工程のため、モジュール実装したのちに光ファイバ固
定が可能であり、モジュール実装工程が簡略化されると
ともに、高価な耐熱性樹脂やフェルールが不要となる。
請求項１４に記載の発明によれば、斜め光入出射機能を
有する複数のファイバ埋め込み基板を一括で製造するこ
とができ、製造効率が向上する。また、ファイバ端面切
断工程をスリット加工工程と同一のプロセスで実施で
き、製造工程が簡略化される。さらに複数の光ファイバ
の先端面と主基板の先端面を同時に切断するので、製造
工程が簡略化される。請求項１５に記載の発明によれ
ば、スリット位置からファイバ先端面までの距離の精度
が向上する。請求項１６に記載の発明によれば、フィル
タ又はハーフミラーをスリットに挿入しやすくなり、製
造効率が向上する。
明によれば、光導波路を必要とせずに１本の光ファイバ
で光送受信可能なモジュールを実現できる。また、光フ
ァイバ先端部及び斜め光入出射部にそれぞれ受光素子及
び発光素子の一方、他方を配置することにより、光ファ
イバをＶ溝に沿って位置合わせして固定するだけで容易
にファイバ結合が実現できる。請求項２に記載の発明に
よれば、光導波路を必要とせずに１本の光ファイバで光
送受信可能なモジュールを実現できる。また、光ファイ
バ先端部及び斜め光入出射部にそれぞれ発光素子、受光
素子を配置することにより、光ファイバをＶ溝に沿って
位置合わせして固定するだけで容易に高い光結合効率を
得ることができる。請求項３に記載の発明によれば、光
ファイバコアに対して斜めに形成するスリットの加工時
にファイバが折れてしまうことを防ぐことができる。請
求項４に記載の発明によれば、光ファイバの固定強度を
上げることができ、また、固定強度をあげるために必要
とするファイバ押さえ部品が不要となる。請求項５に記
載の発明によれば、発光素子の出力光が受光素子に漏れ
こむことを防止することができ、送受信間の光アイソレ
ーションを改善することができる。請求項６に記載の発
明によれば、光結合効率を劣化することなくファイバ埋
め込み基板を強固に固定することができる。請求項７に
記載の発明によれば、高周波特性に優れた光受信回路を
含む光送受信モジュールが実現できる。また、受光素子
と光ファイバとの光結合は、発光素子に比べて高精度な
位置合わせは必要としないため、受光素子及びＳｉ基板
の電気回路基板上の実装が容易となる。請求項８に記載
の発明によれば、斜めスリット内のフィルタ又はハーフ
ミラーで反射した信号光の形状がファイバ光軸方向と直
交する２次元平面に広がった楕円であっても、効率よく
受光素子に受光させることができる。請求項９に記載の
発明によれば、電気回路基板の高周波特性が改善するこ
とができると同時に、位置調整マーカを精度よく形成す
るための工程を追加する必要がなく、放熱性にも優れた
モジュールを実現することができる。請求項１０に記載
の発明によれば、受光回路部の電気的シールド効果を改
善することができる。請求項１１に記載の発明によれ
ば、モジュール制御用の第４の基板上の他の素子と同時
にセラミックの第３の基板を半田リフロー実装すること
ができるとともに、第３、第４の基板の間はボンディン
グワイヤやリード線を必要としないことから、高周波特
性に優れている。請求項１２に記載の発明によれば、発
光素子の出力光が受光素子に漏れこむことを防止するこ
とができるので、送受信間の光アイソレーションを改善
することができる。請求項１３に記載の発明によれば、
光ファイバはＶ溝に固定するだけの無調整の簡略化され
た工程のため、モジュール実装したのちに光ファイバ固
定が可能であり、モジュール実装工程が簡略化されると
ともに、高価な耐熱性樹脂やフェルールが不要となる。
請求項１４に記載の発明によれば、斜め光入出射機能を
有する複数のファイバ埋め込み基板を一括で製造するこ
とができ、製造効率が向上する。また、ファイバ端面切
断工程をスリット加工工程と同一のプロセスで実施で
き、製造工程が簡略化される。さらに複数の光ファイバ
の先端面と主基板の先端面を同時に切断するので、製造
工程が簡略化される。請求項１５に記載の発明によれ
ば、スリット位置からファイバ先端面までの距離の精度
が向上する。請求項１６に記載の発明によれば、フィル
タ又はハーフミラーをスリットに挿入しやすくなり、製
造効率が向上する。
【図１】本発明の実施の形態１における波長多重光送受
信モジュールを示す構成図
信モジュールを示す構成図
【図２】図１の実施の形態１におけるファイバ埋め込み
基板を示す図 （ａ）側面図 （ｂ）正面図
基板を示す図 （ａ）側面図 （ｂ）正面図
【図３】図１の実施の形態１における発光素子と受光素
子の光結合部を示す拡大正面図
子の光結合部を示す拡大正面図
【図４】本発明の実施の形態２における波長多重光送受
信モジュールを示す構成図
信モジュールを示す構成図
【図５】図４の光学系を示す拡大正面図
【図６】図４の光ファイバの固定部を示す側面図
【図７】図４の受光素子の周辺を示す図
（ａ）正面図
（ｂ）平面図
【図８】本発明の光送受信モジュールを樹脂基板に実装
した場合の概略構成を示す正面図
した場合の概略構成を示す正面図
【図９】図４の受光素子の周辺を示す図
（ａ）側面図
（ｂ）平面図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるＳｉ基板の構
成を示す正面図
成を示す正面図
【図１１】本発明の実施の形態２におけるファイバ埋め
込み基板の製造方法を示す工程図 （１）溝のダイシング工程 （２）ファイバ固定工程 （３）スリット加工工程（４）切断工程
込み基板の製造方法を示す工程図 （１）溝のダイシング工程 （２）ファイバ固定工程 （３）スリット加工工程（４）切断工程
【図１２】本発明の実施の形態２におけるフィルタ挿入
方法を示す工程図 （１）スリット形成工程 （２）スリット挿入工程 （３）スリット固定工程
方法を示す工程図 （１）スリット形成工程 （２）スリット挿入工程 （３）スリット固定工程
【図１３】従来の光送受信モジュールの概略構成を示す
斜視図
斜視図
１ 光ファイバ芯線
２ 波長選択性フィルタ
３、３ａ ファイバ埋め込み基板
４ Ｖ溝付きＳｉ基板
５ 受光素子
６ プリアンプ
７ 発光素子
８ モニタ用受光素子
９ セラミック基板
１０ ボンディングワイヤ
１１ ファイバ固定補強部品
１２ 位置調整用マーカ
１３ Ｖ溝基板上位置調整用マーカ
１４ ファイバ埋め込み溝
１５ 光ファイバコア
１６、３０ スリット
１７ 半田バンプ
１８ 接着剤
１９ 光ファイバ被覆
２０ ＵＶ（紫外線）硬化樹脂
２１ 受光部
２２ ビアホール
２３ 半田
２４ モジュール制御樹脂基板
２５ 基板パターン
２６ 光コネクタ
２７ 光遮蔽用樹脂
２８ 発光素子出力光
２９ ダミー基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０５Ｋ 7/00
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 CA37 DA04
DA06 DA12
4E352 AA08 AA17 BB04 BB10 CC54
DR19 DR34 GG12 GG17 GG20
5F073 AB15 AB28 AB30 BA02 FA13
FA23 FA27
5F088 AA01 BA15 BA16 BB01 JA03
JA10 JA13 JA14
5K002 AA05 AA07 BA00 BA04 BA21
FA01
Claims (16)
- 【請求項１】 光ファイバ芯線の途中に前記光ファイバ
のコアを横切る斜めスリットを形成し、前記スリットに
フィルタ又はハーフミラーを挿入して受光素子及び発光
素子の一方を光結合するとともに、前記光ファイバコア
の先端面に前記受光素子及び発光素子の他方を光結合す
るように構成した光送受信モジュール。 - 【請求項２】 前記斜めスリットに第１の波長の光を反
射して第１の波長と異なる第２の波長の光を透過させる
波長選択性フィルタを挿入し、前記光ファイバを介して
伝送されてきた第１の波長の光信号を前記波長選択性フ
ィルタにより反射して前記受光素子により受光するとと
ともに、前記光ファイバコアの先端面に第２の波長で発
振する前記発光素子を光結合した請求項１に記載の光送
受信モジュール。 - 【請求項３】 前記光ファイバの少なくとも前記スリッ
トが形成された部分が第１の基板に形成された溝に埋め
込まれている請求項１又は２に記載の光送受信モジュー
ル。 - 【請求項４】 前記光ファイバの先端面までが前記第１
の基板に形成された溝と、前記発光素子が実装された第
２の基板のＶ溝により挟むように埋め込まれており、前
記第１及び第２の基板の各溝の深さが前記光ファイバ芯
線の半径より小さい請求項１から３のいずれか１つに記
載の光送受信モジュール。 - 【請求項５】 前記第２の基板が前記発光素子の光を吸
収又は反射する材料であり、かつ前記受光素子の受光部
に前記発光素子の光が直接入射しないように前記第２の
基板の厚さ又はＶ溝長さが形成されている請求項４に記
載の光送受信モジュール。 - 【請求項６】 前記第１の基板が紫外線を透過させる材
料であり、前記第１の基板と前記受光素子及び第２の基
板との間に紫外線硬化樹脂を充填して紫外線を前記第１
の基板を介して前記樹脂に照射することにより硬化・固
定する請求項４又は５に記載の光送受信モジュール。 - 【請求項７】 前記発光素子が端面出射型であって前記
発光素子が実装された第２の基板が第３の基板上に実装
されるとともに、前記受光素子がＰＮ電極を有する電極
面と反対側の面から光を入射させる裏面入射型構造であ
って前記第３の基板にフリップチップ実装されている請
求項１から６のいずれか１つに記載の光送受信モジュー
ル。 - 【請求項８】 前記受光素子の受光部が前記光ファイバ
の光軸方向と直交する２次元平面において異方性を持つ
形状を有する請求項１から７のいずれか１つに記載の光
送受信モジュール。 - 【請求項９】 セラミックの前記第３の基板上に回路パ
ターンと位置合わせされて同時に形成された位置調整用
マーカを基準として、前記第２の基板と前記受光素子を
前記第３の基板上に位置合わせして実装する請求項７又
は８に記載の光送受信モジュール。 - 【請求項１０】 前記第３の基板の光送信回路と光受信
回路のグランドパターンが分離されているとともに、前
記光受信回路の周囲を囲む上面グランドパターンと下面
グランドパターンを複数のスルーホールで電気的に接続
した請求項７から９のいずれか１つに記載の光送受信モ
ジュール。 - 【請求項１１】 前記第３の基板の上面に形成されたグ
ランド線と信号線がビアホールを通って前記第３の基板
の下面のパターンに接続されており、さらに前記第３の
基板を半田を介して第４の基板上に実装した請求項７か
ら１０のいずれか１つに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれか１つに記
載の光送受信モジュールを作成した後に、送受信信号光
を透過させない樹脂で少なくとも前記受光素子の上部を
覆うようにポッティングする光送受信モジュールの製造
方法。 - 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか１つに記
載の光送受信モジュールを作成した後に、前記光ファイ
バの他端に光コネクタを光結合する光送受信モジュール
の製造方法。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか１つに記
載の光送受信モジュールを製造する方法であって、前記
第１の基板より大きな主基板上に複数のファイバ埋め込
み用溝と切断用の溝を交互にかつ平行に同一のダイシン
グ工程で形成するステップと、前記複数のファイバ埋め
込み用溝のそれぞれに光ファイバを埋め込んで固定する
ステップと、前記複数のファイバ埋め込み用溝にそれぞ
れ埋め込まれた複数の光ファイバに同時に前記斜めスリ
ットを形成するステップと、前記斜めスリットに前記フ
ィルタ又はハーフミラーを挿入するステップと、前記複
数の光ファイバの先端面と前記主基板の先端面を同時に
切断するステップと、前記切断用の溝を切断して複数の
前記第１の基板を作成するステップとを、有する光送受
信モジュールの製造方法。 - 【請求項１５】 前記複数の光ファイバの先端面と前記
主基板の先端面を同時に切断するステップは、少なくと
も２本の光ファイバの他方の端面から光を入射して前記
斜めスリットによる散乱光を基準位置として所定の距離
の前記複数の光ファイバの先端面と前記主基板の先端面
を同時に切断するステップを有する請求項１４に記載の
光送受信モジュールの製造方法。 - 【請求項１６】 前記斜めスリットを形成するステップ
及び前記斜めスリットに前記フィルタ又はハーフミラー
を挿入するステップは、前記光ファイバが埋め込まれた
主基板の上にダミー基板を重ねて前記ダミー基板側から
ダイシングソーを用いて前記ダミー基板側を分割すると
ともに前記斜めスリットを形成するステップと、分割さ
れた前記ダミー基板の一方を取り去るステップと、残っ
た前記ダミー基板の分割面をガイド面として前記フィル
タ又はハーフミラーを前記スリットに挿入するステップ
とを、有する請求項１４又は１５に記載の光送受信モジ
ュールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191738A JP2003004991A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 光送受信モジュールとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191738A JP2003004991A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 光送受信モジュールとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004991A true JP2003004991A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19030314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191738A Withdrawn JP2003004991A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 光送受信モジュールとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003004991A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003270496A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光送受信モジュール及びその実装方法、並びに光送受信装置 |
| JP2004294513A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送受信モジュール |
| WO2009001822A1 (ja) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Nec Corporation | 光モジュール |
| JP2012256853A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-27 | Japan Oclaro Inc | アレイ型受光装置、光受信モジュール、及び光トランシーバ |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001191738A patent/JP2003004991A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003270496A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光送受信モジュール及びその実装方法、並びに光送受信装置 |
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| US7160034B2 (en) | 2003-03-25 | 2007-01-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical transmission and receiver module |
| WO2009001822A1 (ja) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Nec Corporation | 光モジュール |
| JP2012256853A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-27 | Japan Oclaro Inc | アレイ型受光装置、光受信モジュール、及び光トランシーバ |
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