JP2003270497A - Optical communication component and method for manufacturing stack type optical communication module - Google Patents

Optical communication component and method for manufacturing stack type optical communication module

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JP2003270497A
JP2003270497A JP2003091109A JP2003091109A JP2003270497A JP 2003270497 A JP2003270497 A JP 2003270497A JP 2003091109 A JP2003091109 A JP 2003091109A JP 2003091109 A JP2003091109 A JP 2003091109A JP 2003270497 A JP2003270497 A JP 2003270497A
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JP
Japan
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substrate
optical
optical communication
waveguide
groove
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JP2003091109A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Umebayashi
信弘 梅林
Hideo Daimon
英夫 大門
Tetsuhiko Sanpei
哲彦 三瓶
Akito Sakamoto
章人 酒本
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical communication component (lens for optical communication, optical bench) which is compact and can be combined with a stack type optical communication component and a method for manufacturing the compact stack type optical communication module having a three- dimensional optical path inside. <P>SOLUTION: The stack type optical communication module is manufactured by forming a cavity whose at least one end communicates with an external optical path inside substrates by stacking at least 1st and 2nd substrates in contact, expelling water from the cavity after charging plating liquid in the cavity, and filling the cavity with ultraviolet-ray setting resin and setting the resin. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いる光
通信部品、および積層型光通信モジュールの製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication component used for optical communication and a method for manufacturing a laminated optical communication module.

【0002】[0002]

【従来の技術】大容量の光通信や光結合を実現するため
に、従来、光導波路と、LED(発光ダイオード)、L
D(レーザダイオード)等の発光素子やPD(フォトダ
イオード)等の受光素子とを光学的に結合する場合に
は、マイクロレンズ等の集光系によって光を光導波路で
ある光ファイバに導く構造とし、レンズと光ファイバの
入射端とを紫外線硬化樹脂等の接着剤により接続してい
た(特開昭61−93419号公報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical waveguide, an LED (light emitting diode), and an L are used to realize large-capacity optical communication and optical coupling.
When optically coupling a light-emitting element such as D (laser diode) or a light-receiving element such as PD (photodiode), a light-collecting system such as a microlens is used to guide light to an optical fiber that is an optical waveguide. The lens and the incident end of the optical fiber are connected by an adhesive such as an ultraviolet curable resin (Japanese Patent Laid-Open No. 61-93419).

【0003】一方、光導波路と、発光素子や受光素子を
レンズ等の光学系を用いないで結合する方法もある。半
導体レーザと光ファイバとを直接結合する方法では、光
ファイバのコアの中心と半導体レーザチップの発光点の
中心とを一致させるように光ファイバの先端を切断し、
チップボンディングを行えるように外殻フェルールをL
字型に切り欠き、その部分に半導体レーザチップをアラ
インメントし、光ファイバと半導体レーザとを密着させ
ている(特開昭63−253315号公報)。また、半
導体レーザチップと光導波路とを直接光結合する方法で
は、半導体レーザの活性層端面または光導波路端面に設
けた隙間を挟んで半導体レーザの活性層端面と光導波路
端面とをつき合わせることにより、活性層端面および光
導波路端面を保護しながら半導体レーザチップからの光
を直接光導波路に光結合している(特開平3−3991
3号公報)。
On the other hand, there is also a method of coupling an optical waveguide and a light emitting element or a light receiving element without using an optical system such as a lens. In the method of directly coupling the semiconductor laser and the optical fiber, the tip of the optical fiber is cut so that the center of the core of the optical fiber coincides with the center of the light emitting point of the semiconductor laser chip,
The outer shell ferrule is L to enable chip bonding.
A notch is formed in the shape of a letter, and a semiconductor laser chip is aligned with the notch so that the optical fiber and the semiconductor laser are brought into close contact with each other (Japanese Patent Laid-Open No. 63-253315). In the method of directly optically coupling the semiconductor laser chip and the optical waveguide, the active layer end face of the semiconductor laser and the optical waveguide end face are brought into contact with each other with a gap provided in the active layer end face or the optical waveguide end face interposed therebetween. , The light from the semiconductor laser chip is directly optically coupled to the optical waveguide while protecting the end surface of the active layer and the end surface of the optical waveguide (JP-A-3-3991).
3 gazette).

【0004】このような従来の光結合方法では、いずれ
の方法においても、発光素子の発光面と光導波路との間
に光学距離が生じるため、又、発光素子と光導波路との
間に種々の光学系を設けたりするため、発光素子からの
光を効率良く光導波路に入射させることが難しく、コン
パクト化が困難であるという問題点がある。
In any of the conventional optical coupling methods as described above, an optical distance is generated between the light emitting surface of the light emitting element and the optical waveguide in any of the methods. Since an optical system is provided, it is difficult to allow light from the light emitting element to efficiently enter the optical waveguide, and it is difficult to make the device compact.

【0005】かかる観点より、多くの光処理機能をコン
パクトに実現するための方法が提案されている。例え
ば、2つの基板間での光の授受を比較的簡単な構造で可
能とし、コンパクトな集積型光回路を実現するための手
段として、複数の基板を立体的に配置した5層導波路構
造からなる光結合装置が開示されている(特開昭61−
148406号公報)。
From this point of view, a method for compactly implementing many optical processing functions has been proposed. For example, as a means for realizing transmission and reception of light between two substrates with a relatively simple structure and realizing a compact integrated optical circuit, a five-layer waveguide structure in which a plurality of substrates are three-dimensionally arranged is used. The following optical coupling device is disclosed (JP-A-61-161).
148406).

【0006】しかしながら、特開昭61−148406
号公報(特公平6−97285号公報参照)には、立体
光回路装置の例が示されてはいるが、垂直に立つ壁構造
の母基板に垂直光路を配設し、回路基板があたかも建物
の床の如く水平に配設されて水平光路が施され、垂直光
路と水平光路との接続には、外界空気との屈折率差を利
用した方法が採用され、光パワー移行にはいわゆる完全
結合長が必要となる。従って、光路を急屈曲することが
できない。また、このためゆえに水平回路基板にはそれ
ぞれ所定の間隔をあける必要が出てくるので、水平回路
基板の積層密着ができない。
However, JP-A-61-148406
Although an example of a three-dimensional optical circuit device is shown in Japanese Patent Publication No. 6-97285, a vertical optical path is arranged on a mother substrate having a vertically standing wall structure so that the circuit substrate is as if it were a building. The horizontal optical path is installed horizontally like the floor, and the vertical optical path and the horizontal optical path are connected by a method that utilizes the difference in the refractive index from the outside air. You need a length. Therefore, the optical path cannot be sharply bent. For this reason, the horizontal circuit boards must be spaced apart from each other by a predetermined distance, so that the horizontal circuit boards cannot be laminated and adhered to each other.

【0007】一方、特開昭54−139847号公報に
は、光導波路内面に反射層を設ける例が示されている
が、レーザ加工機用の可撓性チューブの内面に施すもの
であり、光路を直角に急屈曲することは示されておら
ず、また、立体回路を開示したものではない。同公報第
1図には、従来のレーザ加工機の光路が空間と反射鏡と
で構成されていたことを示してはいるが、基板内部に導
波路を構成するものではない。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-139847 discloses an example in which a reflective layer is provided on the inner surface of an optical waveguide. However, it is provided on the inner surface of a flexible tube for a laser processing machine, and the optical path is used. Is not shown to be bent at a right angle, nor is a three-dimensional circuit disclosed. Although FIG. 1 of the publication shows that the optical path of the conventional laser processing machine is composed of a space and a reflecting mirror, it does not constitute a waveguide inside the substrate.

【0008】また、特開平2−73311号公報には、
銅線を螺旋状に形成し表面に金めっきを施した後、濃硝
酸で内部の銅を除去し、金よりなる中空導波路を形成す
ることが開示されているが、外殻として残る金の光管は
急屈曲させるのではなく、螺旋状に形成されている。こ
の光管方式で直角に急屈曲させると、管内の光路の確保
が難しくなる。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-73311,
It is disclosed that after forming a copper wire in a spiral shape and plating the surface with gold, the inner copper is removed with concentrated nitric acid to form a hollow waveguide made of gold. The light tube is formed in a spiral shape rather than being bent sharply. If this light tube system is used to make a sharp bend at a right angle, it becomes difficult to secure the optical path in the tube.

【0009】特開平10−170765号公報には、シ
リコン基板の異方性エッチングによるV溝の斜面に反射
膜を形成し、このV溝中に光ファイバを埋め込むことで
光路を確保し、実装精度を向上させることが開示されて
いるが、この方法では光ファイバを直線状に並べなけれ
ばならず、水平面に自由に屈曲する導波路を形成するこ
とができない。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-170765, a reflection film is formed on a slope of a V groove by anisotropic etching of a silicon substrate, and an optical fiber is embedded in the V groove to secure an optical path, and mounting accuracy is improved. However, in this method, the optical fibers must be arranged in a straight line, and it is not possible to form a waveguide that bends freely in a horizontal plane.

【0010】特開2001−133645号公報には、
導波路基板からの迷光を遮蔽するために、導波路基板の
上面、下面及び側面を全てメタライズすることが開示さ
れているが、導波路自体をメタライズし光路を急屈曲さ
せることは開示されていない。
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-133645 discloses that
It is disclosed that the upper surface, the lower surface and the side surface of the waveguide substrate are all metallized in order to shield stray light from the waveguide substrate, but metallization of the waveguide itself and sharp bending of the optical path are not disclosed. .

【0011】ところで、インターネットの普及により、
音楽や動画像、コンピュータデータなどの大量の情報を
高速に送受信する必要が出てきた。光ファイバーを用い
たデータの送受信では転送速度が家庭用で100Mbp
s以上であり、一般家庭に普及している電話回線を用い
たモデムやISDNに比べ、約3桁程度高速にデータを
送受信できる。さらに、基幹系では10〜40Gbps
に達している。また、近年、光多重通信という新しい技
術が登場してさらなる高速化と大容量化が可能となって
いる。このような状況の中、光通信部品の需要はますま
す増加傾向にあり、そのコスト低減と信頼性向上が部品
供給メーカーの課題となっている。
By the way, with the spread of the Internet,
It has become necessary to send and receive large amounts of information such as music, moving images, and computer data at high speed. For data transmission / reception using optical fibers, the transfer rate is 100 Mbp for home use.
s or more, and data can be transmitted and received at a speed of about 3 digits faster than a modem or ISDN using a telephone line which is widely used in ordinary households. Furthermore, in the backbone system, 10-40 Gbps
Has reached. In addition, in recent years, a new technology called optical multiplex communication has been introduced to enable further speeding up and capacity increase. Under such circumstances, the demand for optical communication parts is increasing more and more, and the cost reduction and the reliability improvement are the issues for parts suppliers.

【0012】シリコン(Si)を主体とした光通信部品
担持体(Si光学ベンチ(SiOB))のグルーブに少
なくとも一つのガラス製光通信部品を搭載したモジュー
ルは、光通信関連部品の中でその中枢となるパーツであ
り、基幹系光通信関連部品と同程度の信頼性が求められ
ている。
A module in which at least one glass optical communication component is mounted in a groove of an optical communication component carrier (Si optical bench (SiOB)) mainly composed of silicon (Si) is a core among optical communication related components. These parts are required to have the same level of reliability as core optical communication related parts.

【0013】これまで光通信部品搭載モジュールを組む
際、SiOBのグルーブに光通信部品を搭載し、両者を
紫外線硬化型樹脂等のプラスチックで固定していた。し
かし、この方法では常温常湿下では大きな問題は発生し
なかったが、高温高湿度の環境に長時間接すると光通信
部品がSiOBから浮き上がったり、場合によっては脱
離する問題があった。
Up to now, when assembling a module for mounting an optical communication component, the optical communication component is mounted in the groove of SiOB and both are fixed with a plastic such as an ultraviolet curable resin. However, this method did not cause any serious problem under normal temperature and normal humidity, but there was a problem that the optical communication component floated up from the SiOB or detached from the SiOB in some cases when exposed to a high temperature and high humidity environment for a long time.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を解決するためになされたものであり、コンパク
トな積層型光通信部品に組み合わせ可能な光通信部品
(光通信用レンズ、光学ベンチ)、および、光ファイバ
等の光導波路を伝送してきた光を効率良く装置内の光導
波路に入射させることを可能とし、かつこの光をPD等
の受光素子に伝送することができるとともに、光通信に
必要な光機能素子を高度に集積化した立体光路を内蔵す
るコンパクトな積層型光通信モジュールの製造方法を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is an optical communication component (optical communication lens, optical component) that can be combined with a compact laminated optical communication component. Bench) and light transmitted through an optical waveguide such as an optical fiber can be efficiently incident on the optical waveguide inside the device, and this light can be transmitted to a light receiving element such as a PD. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a compact laminated optical communication module having a built-in three-dimensional optical path in which optical functional elements required for communication are highly integrated.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者らは鋭意検討を行った結果、半導体レーザ
から電気信号を同軸ケーブル等の伝送路に送出した場
合、受信機で受けることのできる送信距離は数kmが限
度であるが、光ファイバの中を伝送させて光検出器で電
気信号に戻す方式では、光ファイバの損失は少ないため
100km以上を中継器なしで伝送できることに着目
し、光ファイバを伝送された光をレンズ等を用いて基板
内に設けられた光導波路に入射させ、入射した光を立体
的に配置された導波路を通じて受光素子に効率よく伝送
することで、発光素子を集積する場合に比べて集積度が
飛躍的に向上し、かつコンパクト化が実現できることを
見出し、本発明を完成するに至った。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have made earnest studies, and as a result, when an electric signal is sent from a semiconductor laser to a transmission line such as a coaxial cable, the receiver receives it. The maximum transmission distance that can be achieved is a few km, but with the method of transmitting in an optical fiber and returning to an electrical signal with a photodetector, the loss of the optical fiber is small, so 100 km or more can be transmitted without a repeater. Then, the light transmitted through the optical fiber is incident on the optical waveguide provided in the substrate by using a lens or the like, and the incident light is efficiently transmitted to the light receiving element through the three-dimensionally arranged waveguide, The inventors have found that the degree of integration can be dramatically improved as compared with the case where light-emitting elements are integrated, and that the device can be made compact, and have completed the present invention.

【0016】すなわち、本発明は、第一と第二のレンズ
面と、側面周囲部とから構成される光通信用レンズにお
いて、前記側面周囲部にのみ金属膜を形成したことを特
徴とする光通信用レンズを提供するものである。これに
より、レンズをハンダ付けすることができる
That is, according to the present invention, in a lens for optical communication composed of first and second lens surfaces and a side surface peripheral portion, a metal film is formed only on the side surface peripheral portion. A communication lens is provided. This allows the lens to be soldered

【0017】また、本発明の光通信用レンズは、透明板
の両面に一対のレンズ凸面を構成したことを特徴とする
ものである。この光通信用レンズは、前記レンズ凸面が
複数対設けられたことを特徴とし、また前記レンズ凸面
以外の前記板の縁周囲部に金属膜を形成したことを特徴
とする。前記の板は、シリコン製であることが好まし
い。両面に一対のレンズ面を形成することにより光軸合
せが容易となり、金属膜が形成されていることでハンダ
付けができる。特に、高屈折率のシリコンを用いること
により、レンズの曲率を小さくすることができるため、
収差を小さくすることができ、スポットサイズを小さく
することができる。
The optical communication lens of the present invention is characterized in that a pair of lens convex surfaces is formed on both surfaces of the transparent plate. This optical communication lens is characterized in that a plurality of pairs of the lens convex surfaces are provided, and a metal film is formed on the peripheral edge portion of the plate other than the lens convex surfaces. The plate is preferably made of silicon. By forming a pair of lens surfaces on both sides, optical axis alignment becomes easy, and because a metal film is formed, soldering is possible. In particular, by using silicon with a high refractive index, the curvature of the lens can be reduced,
The aberration can be reduced and the spot size can be reduced.

【0018】また、本発明は、基板上にファイバを実装
するためのV溝が施され、さらに前記V溝に交差する微
細溝(接着用溝)が前記V溝部表面の少なくとも一部に
形成されていることを特徴とする光学ベンチを提供する
ものである。本構成により、毛細管現象を利用して接着
することができるため、ファイバの浮き防止、ファイバ
の光軸ずれを防止することができる。
Further, according to the present invention, a V groove for mounting a fiber is provided on a substrate, and a fine groove (bonding groove) intersecting with the V groove is formed on at least a part of the surface of the V groove portion. The present invention provides an optical bench characterized by the above. With this configuration, it is possible to bond by utilizing the capillary phenomenon, so that it is possible to prevent the fiber from floating and prevent the optical axis of the fiber from shifting.

【0019】もう一つの本発明の光学ベンチは、基板上
にV溝が施され、さらに前記V溝部表面に金属膜が形成
されていることを特徴とするものである。これにより、
レンズやファイバ等の光通信部品をハンダ付けすること
ができる
Another optical bench of the present invention is characterized in that a V groove is formed on a substrate, and a metal film is formed on the surface of the V groove portion. This allows
Optical communication parts such as lenses and fibers can be soldered

【0020】また、本発明の光通信部品は、光導波端面
がカーボンまたはフッ素化カーボンで被覆されているこ
とを特徴とするものである。
The optical communication component of the present invention is characterized in that the optical waveguide end face is coated with carbon or fluorinated carbon.

【0021】また、本発明は、少なくとも第一の基板と
第二の基板とを密着積層することにより基板内部に少な
くとも一端が外部光路に連通する空洞を形成し、前記空
洞にメッキ液を充填した後空洞から水分を追い出し、該
空洞に紫外線硬化性樹脂を充填し紫外線により硬化する
ことを特徴とする積層型光通信モジュールの製造方法を
提供するものである。水分の除去は、紫外線硬化性樹脂
を空洞の一端から注入することにより、空洞の他端から
水分を押し出す方式によってもよい。本方法により、積
層型光通信モジュールの基板内部に形成された複雑な形
状の空洞に簡単にメッキを施すことができ、かつ光透過
性媒質を充填することができる。
Further, according to the present invention, a cavity having at least one end communicating with an external optical path is formed inside the substrate by laminating at least the first substrate and the second substrate, and the cavity is filled with a plating solution. Disclosed is a method for manufacturing a laminated optical communication module, which comprises removing moisture from a rear cavity, filling the cavity with an ultraviolet curable resin, and curing the resin by ultraviolet rays. Water may be removed by injecting an ultraviolet curable resin from one end of the cavity and pushing out water from the other end of the cavity. According to this method, the cavity having a complicated shape formed inside the substrate of the laminated optical communication module can be easily plated, and the transparent medium can be filled.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】本発明の立体光路を内蔵する積層型光通信
モジュールは、少なくとも第一の基板と第二の基板とが
直接に密着積層された構成を有し、前記第一の基板は、
内部に水平導波路と、前記水平導波路の端部に位置し光
路をほぼ垂直に曲げる反射鏡を配した光屈曲部と、前記
光屈曲部に続き、かつ厚み方向表面に続く第一の垂直導
波部とが空洞により形成されており、前記第二の基板
は、前記第一の基板上に積層されるとともに、前記第一
の垂直導波部の基板表面への露出部分に対向する位置
に、前記表面から厚み方向内部に続く第二の垂直導波部
が空洞により形成されており、前記第一の基板と前記第
二の基板で構成された積層体の内部に、前記第一の基板
内から前記第二の基板内に厚み方向に貫通した空洞によ
り垂直光路が形成されたものである。
A laminated optical communication module having a three-dimensional optical path according to the present invention has a structure in which at least a first substrate and a second substrate are directly adhered and laminated, and the first substrate is
A horizontal waveguide inside, a light bending portion provided at an end of the horizontal waveguide and having a reflecting mirror for bending the light path substantially vertically, and a first vertical portion following the light bending portion and continuing to the surface in the thickness direction. A waveguide and a cavity are formed, and the second substrate is stacked on the first substrate and faces the exposed portion of the first vertical waveguide to the substrate surface. In, a second vertical waveguide portion continuing from the surface to the inside in the thickness direction is formed by a cavity, and inside the laminated body composed of the first substrate and the second substrate, the first vertical waveguide portion is formed. A vertical optical path is formed by a cavity penetrating in the thickness direction from the inside of the substrate to the inside of the second substrate.

【0024】本発明の積層型光通信モジュールにおいて
は、第一の基板と第二の基板とが直接に密着積層された
構成を有し、この第一の基板には、前記の水平導波路と
その端部に位置する光屈曲部と第一の垂直導波部とが形
成され、また第二の基板には、第一の垂直導波部の基板
表面への露出部分に対向する位置に第二の垂直導波部が
形成されている。積層型光通信モジュールは、第一の基
板と第二の基板とから構成されていてもよく、また、少
なくとも一枚の他の基板を、第一の基板あるいは第二の
基板の外側に有するものであってもよい。従って、積層
型光通信モジュールが三枚以上の基板の積層体からなる
場合は、そのうちの一か所の隣接基板同士が上記の要件
を満足するものであればよい。
The laminated optical communication module of the present invention has a structure in which the first substrate and the second substrate are directly adhered and laminated, and the first substrate and the horizontal waveguide A light bending portion and a first vertical waveguide portion located at the end thereof are formed, and a second substrate is provided with a first vertical waveguide portion at a position facing a portion exposed to the substrate surface. Two vertical waveguide portions are formed. The laminated optical communication module may be composed of a first substrate and a second substrate, and has at least one other substrate outside the first substrate or the second substrate. May be Therefore, when the laminated optical communication module is composed of a laminated body of three or more substrates, one of the adjacent substrates may satisfy the above requirements.

【0025】図1および図9には、ファイバと結合レン
ズとを備え、前記ファイバおよび結合レンズを実装する
ためのV溝が形成された基板(または光学ベンチ)(1
1、110)と、前記結合レンズからの光信号を分波す
るための回折格子と水平導波路が形成された第1段目の
基板(21、210)と、前記第1段目の基板から伝送
された光を導くための水平導波路(32)と、反射鏡
(33)を配した光屈曲部(34)と、垂直導波部(3
5)と、が形成された第2段目の基板(31、310)
(すなわち「第一の基板」)と、前記第一の基板から伝
送された光を導くための垂直導波部(42)が形成さ
れ、第一の基板上に積層された第3段目の基板(41、
410)(すなわち「第二の基板」)と、を備えている
光通信モジュールの一例を示した。導波路とV溝(およ
び回折格子)は第1段目の基板に形成してもよいし、光
学ベンチを別体のものとして作製してこれにV溝を形成
した後、導波路が形成された第1段目の基板に搭載して
もよい。
FIGS. 1 and 9 show a substrate (or an optical bench) (1) provided with a fiber and a coupling lens and having a V-groove for mounting the fiber and the coupling lens.
1, 110), a first-stage substrate (21, 210) on which a diffraction grating and a horizontal waveguide for demultiplexing the optical signal from the coupling lens are formed, and the first-stage substrate A horizontal waveguide (32) for guiding the transmitted light, a light bent portion (34) having a reflecting mirror (33), and a vertical waveguide portion (3).
5) and the second-stage substrate (31, 310) formed with
(That is, a “first substrate”) and a vertical waveguide portion (42) for guiding the light transmitted from the first substrate, and the third stage stacked on the first substrate. Substrate (41,
410) (i.e., "second substrate"). The waveguide and the V-groove (and the diffraction grating) may be formed on the first-stage substrate, or the optical bench may be formed as a separate body and the V-groove may be formed on the optical bench, and then the waveguide is formed. Alternatively, it may be mounted on the first stage substrate.

【0026】本発明においては、基板として、シリコン
基板、プラスチック基板およびガラス基板からなる群か
ら選ばれる少なくとも一種以上の基板を用いることがで
きる。これらの基板は、本発明の目的・効果を阻害しな
い範囲において、異種の基板をミックスして用いてもよ
く、また使用個所も任意であるが、熱サイクルに対する
安定性、基板同士の密着性の観点からすれば同種の基板
を用いることが望ましい。
In the present invention, at least one substrate selected from the group consisting of a silicon substrate, a plastic substrate and a glass substrate can be used as the substrate. These substrates may be used by mixing different types of substrates as long as the objects and effects of the present invention are not impaired, and the location of use is arbitrary, but the stability against heat cycle and the adhesion between the substrates may be improved. From the viewpoint, it is desirable to use the same type of substrate.

【0027】図1および図9において、基板(11、1
10)には、V溝(図示していない)と、V溝と交差す
る4本の接着用溝(13)が形成され、そのV溝にファ
イバ(14)と結合レンズ(15)が配置されている。
基板(21、210)上には別の基板(31、310)
が配置され、その上に別の基板(41、410)が積層
されている。基板(41、410)の表面には、配線パ
ターン(52)が形成されるとともに、図1ではPD
(52)とLSI(53)が所定の位置に配置され、図
9ではLD(54)とLSI(53)が所定の位置に配
置されている。また、基板(11、110)の外面には
金属板(101)が配置されている。なお、図1の例で
はシリコン基板、図9の例ではプラスチック基板を用い
た。
In FIGS. 1 and 9, the substrates (11, 1)
10), a V groove (not shown) and four bonding grooves (13) intersecting with the V groove are formed, and the fiber (14) and the coupling lens (15) are arranged in the V groove. ing.
Another substrate (31, 310) on the substrate (21, 210)
Is arranged, and another substrate (41, 410) is laminated on it. A wiring pattern (52) is formed on the surface of the substrate (41, 410), and in FIG.
(52) and LSI (53) are arranged at predetermined positions, and in FIG. 9, LD (54) and LSI (53) are arranged at predetermined positions. A metal plate (101) is arranged on the outer surface of the substrate (11, 110). A silicon substrate was used in the example of FIG. 1 and a plastic substrate was used in the example of FIG.

【0028】図2および図10には、それぞれ図1およ
び図9に示す積層型光通信モジュールの断面模式図を示
した。
2 and 10 are schematic sectional views of the laminated optical communication module shown in FIGS. 1 and 9, respectively.

【0029】図2において、モジュール内に入射した伝
送光は、基板(31)に形成された水平導波路(32)
を経由して導波路終端部のテーパー部(34)で反射
し、垂直導波部(35)(「第一の垂直導波部」)およ
び基板(41)に対してほぼ垂直に形成された導波路
(42)(「第二の垂直導波部」)を経由してPD(5
1)に到達する。導波路壁面には、光が全反射し易いよ
うに金属反射膜(33、43)が形成されている。
In FIG. 2, the transmitted light incident on the module is the horizontal waveguide (32) formed on the substrate (31).
Reflected by the taper portion (34) at the end of the waveguide via the optical waveguide and formed substantially perpendicular to the vertical waveguide portion (35) (“first vertical waveguide portion”) and the substrate (41). PD (5) via the waveguide (42) (“second vertical waveguide”)
Reach 1). A metal reflection film (33, 43) is formed on the wall surface of the waveguide to facilitate total reflection of light.

【0030】一方、図10において、基板(410)表
面に配置されたLD(54)から出射した光は、基板
(410)に対してほぼ垂直に形成された導波路(4
2)、および垂直導波部(35)を経由して、基板(3
10)に形成された水平導波路終端部のテーパー部(3
4)で反射し、導波路(32)を経由して第1段目の基
板(210)に伝送される。導波路壁面には、光が全反
射し易いように金属反射膜(33、43)が形成されて
いる。
On the other hand, in FIG. 10, the light emitted from the LD (54) arranged on the surface of the substrate (410) has a waveguide (4) formed almost perpendicular to the substrate (410).
2) and via the vertical waveguide (35), the substrate (3
10) tapered portion (3) at the end of the horizontal waveguide
4) and is transmitted to the first-stage substrate (210) via the waveguide (32). A metal reflection film (33, 43) is formed on the wall surface of the waveguide to facilitate total reflection of light.

【0031】(第1段目の基板)図3は、基板(または
光学ベンチ)に形成されたV溝と接着用溝の一例を示す
外観斜視図である。基板(11)には、V溝(12)に
交差して複数本の接着用溝(13)が形成されている。
V溝はファイバや結合レンズを固定するためのものであ
る。V溝と交差する接着用溝は少なくとも1本形成され
ていればよく、接着用溝を形成することにより、ファイ
バおよび結合レンズの機能を妨害することなく、これら
を接着剤やハンダ等を用いてV溝に接着固定することが
可能となる。従来、V溝にファイバあるいはレンズを固
定する場合、単に紫外線硬化性樹脂(以下、「UV樹
脂」と略称する。)等で接着していたが、その接着剤に
よりファイバやレンズがV溝から浮いて固定されるなど
の問題点があった。しかし、本発明はV溝に交差した接
着用溝を介して接着されるため、上記問題がない。接着
用溝は、V溝に対する接着強度を高める観点からは、通
常1本〜20本形成する。好ましくは5本〜10本形成
するのがよい。
(First Stage Substrate) FIG. 3 is an external perspective view showing an example of a V groove and a bonding groove formed on the substrate (or optical bench). A plurality of bonding grooves (13) are formed on the substrate (11) so as to intersect the V grooves (12).
The V-groove is for fixing the fiber and the coupling lens. It suffices that at least one adhesive groove intersects with the V groove, and the adhesive groove is formed by using an adhesive or solder without interfering with the functions of the fiber and the coupling lens. It becomes possible to adhere and fix to the V groove. Conventionally, when fixing a fiber or a lens to the V groove, they are simply bonded with an ultraviolet curable resin (hereinafter abbreviated as “UV resin”) or the like, but the adhesive causes the fiber or lens to float from the V groove. There was a problem that it was fixed. However, the present invention does not have the above problem because the bonding is performed through the bonding groove that intersects the V groove. From the viewpoint of increasing the adhesive strength with respect to the V groove, the number of bonding grooves is usually 1 to 20. It is preferable to form 5 to 10 pieces.

【0032】前記のV溝の形成方法としては、第1の基
板にシリコン基板を用いる場合は、例えば、シリコン基
板にパターニングした後、ウエットエッチングする方法
等が挙げられる。ウエットエッチングは、水酸化カリウ
ム(KOH)、水酸化ナトリウム(NaOH)、テトラ
メチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)、
ヒドラジン(EPW)、HgCl、KFe(CN)
等を用いて実施することができる。例えば、シリコン
の(100)面を前記のエッチング剤で異方性エッチン
グすることにより、頂角が約70°の窪みを形成するこ
とができる。また、ガラス基板やプラスチック基板を用
いる場合は、例えば、成形により所望の角度のV溝を形
成する方法等が挙げられる。
As a method of forming the V groove, when a silicon substrate is used as the first substrate, for example, a method of patterning the silicon substrate and then performing wet etching can be mentioned. Wet etching is performed using potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), tetramethylammonium hydroxide (TMAH),
Hydrazine (EPW), HgCl 2 , K 2 Fe (CN)
6 and the like. For example, a pit having an apex angle of about 70 ° can be formed by anisotropically etching the (100) plane of silicon with the above etching agent. When a glass substrate or a plastic substrate is used, for example, a method of forming a V groove having a desired angle by molding can be given.

【0033】次に、V溝に交差して少なくとも1本以上
の接着用溝を形成する。溝の幅、深さは、接着剤が浸透
する程度であればよく、適宜決定することができる。溝
の形成方法としては、例えば、ダイシングを用いて機械
加工により形成する方法が挙げられる。また、V溝に平
坦化レジストを塗布し、乾燥後、更にその上に無機物の
膜をスピンコート等で形成し(SOG:Spin On Glas
s)、更にその上に感光性レジストを塗布し、接着用溝
に相当するパターニングをリソグラフで形成し、その
後、ドライエッチングを用いて、SOG、平坦化レジス
ト、シリコンまたはガラスを選択的にエッチングし、V
溝上に機械加工と同様にV溝と交差した接着用溝を形成
してもよい。その後、レジスト、SOG等を除去する。
Next, at least one bonding groove is formed so as to intersect the V groove. The width and depth of the groove may be appropriately determined as long as the adhesive penetrates. Examples of the method of forming the groove include a method of forming the groove by machining using dicing. Further, a flattening resist is applied to the V groove, dried, and then an inorganic film is further formed thereon by spin coating or the like (SOG: Spin On Glas
s), a photosensitive resist is further applied thereon, and patterning corresponding to the bonding groove is formed by lithography, and then SOG, the planarizing resist, silicon or glass is selectively etched using dry etching. , V
Adhesive grooves intersecting with the V-shaped grooves may be formed on the grooves as in the case of machining. Then, the resist, SOG, etc. are removed.

【0034】基板(11)としてシリコン基板を用いた
場合、以上のようにして、V溝、接着用溝および結合レ
ンズ固定用溝を形成した後、金属膜を形成する。金属と
しては、例えば、Au、Ag、Ni、Cu等が挙げられ
るが、耐食性に優れる点より金が好ましい。金属膜は、
溝の隅々まで均一にメッキできる点より、無電解メッキ
膜が好ましい。以上の方法によって、ファイバおよび結
合レンズを固定可能な基板(または光学ベンチ)を作製
することができる。
When a silicon substrate is used as the substrate (11), the V groove, the adhesive groove and the coupling lens fixing groove are formed as described above, and then the metal film is formed. Examples of the metal include Au, Ag, Ni, Cu and the like, and gold is preferable from the viewpoint of excellent corrosion resistance. The metal film is
The electroless plating film is preferable because it can uniformly plate every corner of the groove. By the above method, a substrate (or an optical bench) on which the fiber and the coupling lens can be fixed can be manufactured.

【0035】次に、ハンダや接着剤等を用いて、V溝に
ファイバや結合レンズを固定する。例えば、溶融したハ
ンダや接着剤等を接着用溝に配置し、その上にファイバ
および結合レンズを配置することにより固定することが
できる。接着剤としては、例えば、紫外線硬化型樹脂等
を挙げることができるが、より強固に固定できる観点か
らは、ハンダで接着固定するのが望ましい。
Next, the fiber and the coupling lens are fixed in the V groove by using a solder, an adhesive or the like. For example, molten solder or adhesive may be placed in the bonding groove, and the fiber and the coupling lens may be placed on the groove for fixing. As the adhesive, for example, an ultraviolet curable resin or the like can be mentioned, but from the viewpoint of more firmly fixing, it is desirable to bond and fix with solder.

【0036】(光通信部品)V溝に固定されるファイバ
や結合レンズは、基板にハンダ付けして強固に接着させ
るため、それらの側面のみがメタライズされていること
が好ましい。メタライズ法としては、公知の種々の方法
を採用することができるが、無電解メッキ法を適用する
ことが好ましい。ファイバおよび結合レンズの側面は、
V溝に固定する前にメタライズしておくのがよい。
(Optical Communication Component) The fiber or coupling lens fixed in the V groove is preferably metallized only on its side surface in order to solder and firmly adhere to the substrate. As the metallizing method, various known methods can be adopted, but it is preferable to apply the electroless plating method. The sides of the fiber and coupling lens
It is preferable to metallize before fixing in the V groove.

【0037】ここで、ファイバとしては、光を伝送する
ファイバであれば従来公知のものを全て用いることがで
きる。光ファイバとしては、ガラスファイバ、プラスチ
ックファイバの何れでもよいが、光の損失等が少ないと
いう観点からは、石英製ガラスファイバが望ましい。
Here, as the fiber, any conventionally known fiber can be used as long as it is a fiber that transmits light. The optical fiber may be either a glass fiber or a plastic fiber, but a quartz glass fiber is preferable from the viewpoint of little loss of light.

【0038】また、結合レンズとしては、ファイバを伝
送した光を効率よくモジュール内に導き、或いはモジュ
ール内を伝送してきた光を効率よくファイバに伝送する
ことができるものであればよく、例えば、ガラス製のG
RINレンズ、ボールレンズ、モールドレンズ、シリコ
ンマイクロレンズ等を用いることができる。中でも、シ
リコンマイクロレンズもしくはレンズ凸面が複数対設け
られたシリコンマイクロレンズアレイを用いるのがよ
い。これらのシリコンマイクロレンズ(アレイ)は、基
板を介して該基板両面に基板と一体形成されたもの等が
好ましく用いられる。シリコンマイクロレンズは、焦点
スポット径が小さくかつ屈折率が高く焦点距離が短いこ
とから、コンパクト化が可能であり、また、曲率が小さ
いため収差が小さいというメリットがある。しかも、平
面アレイ化が容易で、ドライエッチングで一括製造で
き、端面位置合わせも容易で、アライメントも容易であ
る。また、レンズ部以外を金(Au)メッキすることに
より、スポットハンダ溶接が可能になるとともに、AR
膜も基板ごと一括成膜できるため、膜付けが容易であ
り、しかも本発明で用いているようなシリコンベンチと
組合せることによって、レンズと基板の膨張率を同じに
することができるため、精度が一段と向上する。
The coupling lens may be any lens that can efficiently guide the light transmitted through the fiber into the module or can efficiently transmit the light transmitted through the module to the fiber, for example, glass. Made G
A RIN lens, a ball lens, a mold lens, a silicon micro lens, etc. can be used. Above all, it is preferable to use a silicon microlens array or a silicon microlens array provided with a plurality of pairs of lens convex surfaces. As these silicon microlenses (arrays), those integrally formed with the substrate on both sides of the substrate via the substrate are preferably used. The silicon microlens has a merit that it can be made compact because the focal spot diameter is small, the refractive index is high, and the focal length is short, and the aberration is small because the curvature is small. Moreover, it is easy to form a planar array, can be manufactured in a batch by dry etching, is easy to align the end faces, and is easy to align. Also, by plating the parts other than the lens part with gold (Au), spot solder welding becomes possible and AR
Since the film can be formed together with the substrate at the same time, the film can be easily attached, and by combining it with the silicon bench as used in the present invention, the expansion coefficient of the lens and the substrate can be made the same, so that the accuracy can be improved. Is further improved.

【0039】シリコンマイクロレンズ(アレイ)を基板
に配置する場合は、V溝を形成することなく、例えば図
18、図19、図20に示す態様で、シリコンマイクロ
レンズ(アレイ)を基板に直接固定することができる。
この場合は、図18に示すように、先ず基板に異方性エ
ッチングを施して台形溝(16)を形成した後、ダイシ
ングにより基板に対してほぼ垂直な溝(固定用溝)(1
7)を形成する。台形溝は、上記したウエットエッチン
グ等を適用することにより形成することができる。その
後、図19に平面図、図20にその断面図を示すよう
に、V溝(12)(図では見えない)にはファイバ(1
4)を固定し、基板(11)に形成された固定用溝(1
7)には、基板(102)の両面に一体形成されたシリ
コンマイクロレンズアレイ(103)を固定する。この
ようにすることで、マイクロレンズアレイを基板に簡単
に固定することができるため、アライメント化や端面位
置合わせが容易となる。
When the silicon microlens (array) is arranged on the substrate, the silicon microlens (array) is directly fixed to the substrate without forming the V-groove, for example, in the mode shown in FIGS. 18, 19 and 20. can do.
In this case, as shown in FIG. 18, first, the substrate is anisotropically etched to form a trapezoidal groove (16), and then a groove (fixing groove) (1) which is substantially perpendicular to the substrate is formed by dicing.
7) is formed. The trapezoidal groove can be formed by applying the above-described wet etching or the like. Then, as shown in the plan view of FIG. 19 and the sectional view of FIG. 20, the fiber (1) is inserted into the V-groove (12) (not visible in the figure).
4) is fixed, and fixing grooves (1) formed in the substrate (11).
The silicon microlens array (103) integrally formed on both surfaces of the substrate (102) is fixed to 7). By doing so, the microlens array can be easily fixed to the substrate, which facilitates alignment and end face alignment.

【0040】(導波路、光変換素子)第1段目の基板に
は、導波路と光変換素子の一例として回折格子を形成す
る。図4および図11には、導波路と回折格子が形成さ
れた第1段目の基板の外観斜視図を示した。図5および
図12は、導波路と回折格子の部分を示す部分拡大図で
ある。回折格子(104)と導波路(26)が第1段目
の基板(21)に形成されている。回折格子(104)
と導波路(26)は、光の伝送効率を高める観点より、
図5および図12に示す様に、一体で形成されているの
がよい。一体形成する方法としては、例えば、シリコン
基板上にレジストを塗布後、所定の回折格子パターンお
よび導波路パターンをリソグラフで作製する方法が挙げ
られる。例えば、ポジ型のパターニングを行えば、露光
された部分はレジストが取り除かれ、シリコンが露出す
る。その後、ドライエッチングでパターンに沿ってシリ
コン基板をエッチングする。エッチングの深さは適宜選
択される。
(Waveguide, Light Conversion Element) A waveguide and a diffraction grating as an example of a light conversion element are formed on the first-stage substrate. FIG. 4 and FIG. 11 are external perspective views of the first-stage substrate on which the waveguide and the diffraction grating are formed. 5 and 12 are partially enlarged views showing the waveguide and the diffraction grating. The diffraction grating (104) and the waveguide (26) are formed on the first stage substrate (21). Diffraction grating (104)
And the waveguide (26), from the viewpoint of increasing the transmission efficiency of light,
As shown in FIGS. 5 and 12, it may be formed integrally. As a method of integrally forming, for example, there is a method of applying a resist on a silicon substrate and then producing a predetermined diffraction grating pattern and a waveguide pattern by lithography. For example, if positive patterning is performed, the resist is removed from the exposed portion and silicon is exposed. Then, the silicon substrate is etched along the pattern by dry etching. The etching depth is appropriately selected.

【0041】エッチングの後、CVD法または熱酸化に
よりシリコン表面にSiO膜を形成し、その後、金属
反射膜を無電解メッキ等によって形成する。
After etching, a SiO 2 film is formed on the silicon surface by the CVD method or thermal oxidation, and then a metal reflection film is formed by electroless plating or the like.

【0042】図6および図13は、第1段目の基板(2
0、210)に形成された導波路(26)のA−A’断
面図である。断面形状は特に限定されない。導波路は、
中空のままでもよいが、モジュール内に侵入する大気中
の水分等の影響で光の伝送効率が低下するのを防止する
ため、凹部に光透過性媒質を充填して用いるのがよい。
光透過性媒質としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素
化ポリイミド樹脂、フッ素化エポキシ樹脂等の光透過性
樹脂等を挙げることができる。また、光透過性ジェルの
ような液体であってもよい。
6 and 13 show the first-stage substrate (2
0, 210) is a sectional view taken along the line AA 'of the waveguide (26). The cross-sectional shape is not particularly limited. The waveguide is
Although it may remain hollow, it is preferable to fill the concave portion with a light-transmissive medium in order to prevent the light transmission efficiency from being lowered due to the influence of moisture in the atmosphere that enters the module.
Examples of the light transmissive medium include light transmissive resins such as acrylic resin, fluorinated polyimide resin, and fluorinated epoxy resin. Further, it may be a liquid such as a light-transmitting gel.

【0043】導波路および回折格子は、光透過性媒質を
充填する前に、周囲壁面に反射膜が形成されていること
が望ましい。図6と図13は、導波路(26)の周囲壁
面に金属反射膜(27)が形成された一例である。この
ような金属反射膜を形成することにより、導波路内で光
が全反射するため、光を効率よく伝送することができ
る。反射膜としては、例えば、Au、Ag、Ni、Cu
等の金属からなる金属膜が用いられる。金属膜を形成す
る方法としては、蒸着法、スパッタリング法、無電解メ
ッキ法等を挙げることができるが、細部まで均一にメッ
キできる点より、無電解メッキ法が好ましい。
In the waveguide and the diffraction grating, it is desirable that a reflective film is formed on the peripheral wall surface before filling the light transmissive medium. 6 and 13 show an example in which a metal reflection film (27) is formed on the peripheral wall surface of the waveguide (26). By forming such a metal reflection film, the light is totally reflected in the waveguide, so that the light can be efficiently transmitted. As the reflective film, for example, Au, Ag, Ni, Cu
A metal film made of such a metal is used. As a method for forming the metal film, a vapor deposition method, a sputtering method, an electroless plating method and the like can be mentioned, but the electroless plating method is preferable from the viewpoint of being capable of uniformly plating the details.

【0044】また、第1段目の基板から第2段目の基板
へ光を導く導波路(26)終端部には、図7に示すよう
にテーパー(29)が形成されている。図7は第1段目
の基板(21)に形成された導波路(26)の終端部拡
大図である。このテーパーにより、第1段目の基板の導
波路を伝送した光を、効率よく第2段目の基板に立ち上
げ伝送することができる。この第1段目の基板から第2
段目の基板へ光を導く導波路も、同様にリソグラフでパ
ターニング後、エッチング等で作製する。導波路終端で
は光は第1段目の基板に対して垂直に持ち上げられるた
め、45°に傾斜が設けられる。例えば、45°にテー
パーを付けた別部材を導波路終端に設けることによって
達成することができる。また、グレイスケールマスクを
用いてパターニングすれば、レジスト自体がテーパーを
もって露光・現像可能で、このレジストパターニングに
沿ってドライエッチングを行えば、単一部材のみで導波
路およびテーパー部を一括形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 7, a taper (29) is formed at the end of the waveguide (26) that guides light from the first stage substrate to the second stage substrate. FIG. 7 is an enlarged view of the terminal end portion of the waveguide (26) formed on the first-stage substrate (21). With this taper, the light transmitted through the waveguide of the first stage substrate can be efficiently launched and transmitted to the second stage substrate. From the first stage substrate to the second
Similarly, the waveguide for guiding light to the stepped substrate is also formed by etching after patterning by lithographic method. At the end of the waveguide, the light is lifted vertically with respect to the first-stage substrate, so an inclination is provided at 45 °. For example, this can be achieved by providing another member that is tapered at 45 ° at the end of the waveguide. In addition, if patterning is performed using a gray scale mask, the resist itself can be exposed and developed with a taper, and if dry etching is performed along this resist patterning, the waveguide and the tapered portion can be collectively formed by a single member. You can also

【0045】また、第1段目の基板に形成された導波路
は、図4および図11に示すように光屈曲部が形成され
ている。図8には屈曲した導波路の部分拡大図を示した
が、光を反射しやすくするため、隅に45°にテーパー
(29)(すなわち、「光屈曲部」)が形成されてい
る。このように導波路を屈曲させることにより第1段目
の基板の平面面積を減少させることができ、よりコンパ
クトな光通信モジュールを実現することができる。
Further, the waveguide formed on the first-stage substrate has an optical bent portion as shown in FIGS. 4 and 11. Although a partially enlarged view of the bent waveguide is shown in FIG. 8, a taper (29) (that is, a “light bent portion”) is formed at a corner of 45 ° to facilitate light reflection. By bending the waveguide in this way, the planar area of the first-stage substrate can be reduced, and a more compact optical communication module can be realized.

【0046】(第2段目の基板)図14には、第2段目
の基板の外観斜視図を示した。この基板(31)にも、
光配線用の導波路(32)が形成されている。第2段目
の基板に形成された導波路は、第2段目基板内で光を自
在に配線するためのものである。図14では、4本の導
波路が形成された例を示しているが、導波路は第1の基
板に形成された導波路と基本的に同一の本数が形成され
ていればよく、目的に応じて適宜決定される。また、本
実施の形態では、第1段目に分波器を形成しているが、
モジュール自体はできるだけ小さい方が望ましいわけで
あり、本実施の形態では分波された光を電気信号などに
変換する素子、電気回路を制御するためのLSIなどは
光分波回路と同一基板上に形成されないことから、光通
信モジュール全体のスペースを小さくすることができ
る。
(Second Stage Substrate) FIG. 14 is an external perspective view of the second stage substrate. Also on this substrate (31)
A waveguide (32) for optical wiring is formed. The waveguide formed on the second-stage substrate is for freely routing light in the second-stage substrate. Although FIG. 14 shows an example in which four waveguides are formed, basically the same number of waveguides as the number of waveguides formed on the first substrate may be formed. It is determined accordingly. Further, in the present embodiment, the duplexer is formed in the first stage,
It is desirable that the module itself is as small as possible. In the present embodiment, an element for converting the demultiplexed light into an electric signal, an LSI for controlling the electric circuit, etc. are on the same substrate as the optical demultiplexing circuit. Since it is not formed, the space of the entire optical communication module can be reduced.

【0047】図15は、第1段目の基板からの光を第2
段目の基板に入射させる入射部(図14においてPで表
示した部分)の拡大図である。図15に示すように、第
1段目の基板(「第一の基板」)(21)に形成された
水平導波路(26)を伝送した光は、テーパー(29)
で反射して垂直に立ち上げられた光は、垂直導波路(2
8)(「第一の垂直導波部」)から垂直導波路(35)
(「第二の垂直導波部」)を経て、第2段目の基板
(「第二の基板」)(31)に設けられた45°テーパ
ー(34)で第2段目の基板面内に導波され、水平導波
路(32)を導波する。第2段目で導波された光は、水
平導波路(32)終端に設けられた45°テーパー部
(34)で反射して、第3段目の基板に導かれる。
FIG. 15 shows that the light from the first-stage substrate is emitted to the second stage.
FIG. 15 is an enlarged view of an incident portion (a portion indicated by P in FIG. 14) which is incident on the stepped substrate. As shown in FIG. 15, the light transmitted through the horizontal waveguide (26) formed on the first-stage substrate (“first substrate”) (21) is tapered (29).
The light that is reflected by and rises vertically is reflected by the vertical waveguide (2
8) (“First Vertical Waveguide”) to Vertical Waveguide (35)
In the plane of the second-stage substrate with the 45 ° taper (34) provided on the second-stage substrate (“second substrate”) (31) through (“the second vertical waveguide portion”). To the horizontal waveguide (32). The light guided in the second stage is reflected by the 45 ° taper portion (34) provided at the end of the horizontal waveguide (32) and guided to the third stage substrate.

【0048】図16は第2段目の基板に形成された導波
路のB−B’断面図、図17は第2段目の基板の終端部
のC−C’断面図である。第2段目の基板に形成された
導波路の断面形状は、特に限定されない。形成された導
波路は、第1段目の基板に形成された導波路と同様に、
中空の状態で、または、凹部に上記と同様の光透過性媒
質を充填して用いてもよい。なお、45°テーパー部
は、本実施の形態では別部材で構成しているが、同一部
材で構成してもよいことは言うまでもない。
FIG. 16 is a sectional view taken along the line BB 'of the waveguide formed on the second stage substrate, and FIG. 17 is a sectional view taken along the line CC' of the end portion of the second stage substrate. The cross-sectional shape of the waveguide formed on the second stage substrate is not particularly limited. The formed waveguide is similar to the waveguide formed on the first stage substrate,
It may be used in a hollow state or by filling the concave portion with the same light-transmissive medium as described above. Although the 45 ° taper portion is composed of a separate member in the present embodiment, it goes without saying that it may be composed of the same member.

【0049】(第3段目の基板)第3段目の基板には、
その表面に光信号を電気信号に変換するためのフォトダ
イオード(PD)等の受光素子や、発光ダイオード(L
ED)やレーザダイオード(LD)等の発光素子、制御
のためのLSI等の電子部品が実装される。また、基板
表面には従来から知られている方法、例えば、リソグラ
フとスパッタリング法などを用いた方法(リフトオフ
法)で電気配線をパターニングする。電気配線は、メッ
キで形成してもよい。第3段目の光信号を受光する部分
には、図2および図10に示すように、基板に対して垂
直に貫通孔(42)が設けられ、第2段目で垂直に立ち
上げられた光を効率よく受光素子へ導くようにしてい
る。貫通孔の周囲壁面には、上記した方法と同様にし
て、反射膜(43)が形成されている。
(Third Stage Substrate) The third stage substrate is
A light receiving element such as a photodiode (PD) for converting an optical signal into an electric signal, or a light emitting diode (L
A light emitting element such as an ED) or a laser diode (LD) and an electronic component such as an LSI for control are mounted. Further, on the surface of the substrate, electric wiring is patterned by a conventionally known method, for example, a method using a lithographic method and a sputtering method (lift-off method). The electric wiring may be formed by plating. As shown in FIGS. 2 and 10, a through hole (42) is provided perpendicularly to the substrate in a portion for receiving the optical signal of the third stage, and it is vertically raised in the second stage. The light is efficiently guided to the light receiving element. The reflection film (43) is formed on the peripheral wall surface of the through hole in the same manner as the above-mentioned method.

【0050】また、第3段目の基板には、図21に示す
ようなファイバと結合レンズを実装することもできる。
このようにすることで、本発明の光通信モジュールを光
−光結合素子として使用することもできる。
Further, a fiber and a coupling lens as shown in FIG. 21 may be mounted on the third stage substrate.
By doing so, the optical communication module of the present invention can also be used as an optical-optical coupling element.

【0051】(第1段目、第2段目、第3段目の接合)
各段の光回路(分波器、導波路など)は、各基板内に作
製されており、光回路となる溝、回折格子などを作製
後、各段の基板を接合することにより3段の基板は接合
され、かつ各基板の光導波の路を3次元空間的に繋げる
ことができる。基板を接合する場合は、例えば、各シリ
コン基板を合わせた状態で、窒素雰囲気中で1000℃
で熱処理することで、接合することができる。これは、
シリコン基板表面のSiが各面で化学的に結合するため
であり、いわゆる拡散接合法として知られている。熱処
理は、900〜1100℃で1〜5時間行うのがよい。
(1st stage, 2nd stage, 3rd stage joining)
The optical circuits (demultiplexers, waveguides, etc.) of each stage are manufactured in each substrate, and after the grooves, the diffraction grating, etc. to be the optical circuits are manufactured, the substrates of each stage are joined to form three stages. The substrates are joined, and the optical waveguide paths of the substrates can be connected three-dimensionally in space. When the substrates are joined, for example, the silicon substrates are combined together and the temperature is 1000 ° C. in a nitrogen atmosphere.
It can be joined by heat treatment in. this is,
This is because Si on the surface of the silicon substrate is chemically bonded on each surface, which is known as a so-called diffusion bonding method. The heat treatment is preferably performed at 900 to 1100 ° C. for 1 to 5 hours.

【0052】また、プラスチック基板を接合する場合
は、超音波溶着法によりまたは紫外線硬化型樹脂等を用
いて接合することができる。同様に、ガラス基板を接合
する場合は、紫外線硬化型樹脂を用いて接合することが
できる。
When the plastic substrates are joined, they can be joined by an ultrasonic welding method or by using an ultraviolet curable resin or the like. Similarly, in the case of joining glass substrates, they can be joined using an ultraviolet curable resin.

【0053】(3次元立体導波路の反射膜形成、媒質充
填)形成された各基板は、上記の方法で接合することが
できる。しかし、光漏れを極力抑える観点からは、導波
路や回折格子等が形成された各基板を接合した後、これ
を一体として導波路壁面に反射膜を形成するのが有効で
ある。すなわち、シリコン基板を接合後、無電解メッキ
を行うための各種液体中に、接合された接合基板を浸漬
または各種液体を強制注入することにより、導波路壁
面、回折格子壁面に金属反射膜を一括で形成することが
できる。
(Three-dimensional solid waveguide reflection film formation, medium filling) The formed substrates can be joined by the above-described method. However, from the viewpoint of suppressing light leakage as much as possible, it is effective to bond the substrates on which the waveguide, the diffraction grating, etc. are formed, and then integrally form the substrates to form the reflection film on the wall surface of the waveguide. That is, after bonding the silicon substrates, the bonded bonding substrates are immersed in various liquids for electroless plating or various liquids are forcibly injected to collectively form a metal reflection film on the waveguide wall surface and the diffraction grating wall surface. Can be formed with.

【0054】本方法により、中空全反射型の導波路を形
成することができるが、さらに各波長に対して、光透過
性のある樹脂等を注入すれば、媒質で満たされた導波路
を形成することができる。例えば、接合基板内に形成さ
れた空洞にメッキ液を充填した後、空洞からメッキ液に
含まれる水分を追い出し、その後、空洞に媒質を充填す
る。媒質は液体であっても構わないが、アクリルなど光
硬化性樹脂を注入後、UV光を導波路入口から照射すれ
ば、基板内部の導波路内の樹脂も硬化させることができ
る。これにより、ごみの侵入、あるいは結露などを防止
することができ、安定な光通信モジュールを作製するこ
とができる。
According to this method, a hollow total internal reflection type waveguide can be formed. However, if a resin having a light transmitting property is injected for each wavelength, a waveguide filled with a medium is formed. can do. For example, the cavity formed in the bonded substrate is filled with the plating solution, the water contained in the plating solution is expelled from the cavity, and then the cavity is filled with the medium. The medium may be a liquid, but the resin in the waveguide inside the substrate can also be cured by irradiating UV light from the waveguide entrance after injecting a photocurable resin such as acrylic. As a result, it is possible to prevent dust from entering, dew condensation, etc., and to manufacture a stable optical communication module.

【0055】本実施の形態では、第3段に基板を重ねて
いるが、もちろん1段のみの光回路でも適用可能であ
る。4段以上の構成も適用可能であることは言うまでも
ない。
In this embodiment, the substrate is stacked on the third stage, but it is of course applicable to an optical circuit having only one stage. It goes without saying that a configuration having four or more stages is also applicable.

【0056】以上の処理を行った後、最上面基板表面に
電気配線パターンを形成し、LSIなどの電子部品を実
装する。
After the above processing is performed, an electric wiring pattern is formed on the surface of the uppermost substrate, and electronic parts such as LSI are mounted.

【0057】(最下部基板裏面への金属板の接合)以上
のように、光分波回路について述べてきたが、フォトダ
イオードの代わりにレーザダイオードを用いることによ
り、合波器として使用することもできる。レーザダイオ
ードを実装した場合、発熱が問題となるが、本発明では
シリコン基板から効率よく熱を逃すように、最下部シリ
コン基板裏面に金属層を積層する(図1、図9参照)。
金属層を形成する金属としては、例えば、Cu、Ni、
Cr等熱伝導性のよいものが望ましい。
(Joining of Metal Plate to Bottom Side of Lowermost Substrate) The optical demultiplexing circuit has been described above, but it can be used as a multiplexer by using a laser diode instead of a photodiode. it can. Although heat generation becomes a problem when a laser diode is mounted, in the present invention, a metal layer is laminated on the back surface of the lowermost silicon substrate so as to efficiently dissipate the heat from the silicon substrate (see FIGS. 1 and 9).
Examples of the metal forming the metal layer include Cu, Ni,
A material having good thermal conductivity such as Cr is desirable.

【0058】シリコンと金属の接合方法は、例えば、以
下の方法で行うことができる。すなわち、シリコン基板
上にテフロン(登録商標)等の有機化合物層を形成し、
その有機化合物の上からシリコン基板をドライエッチン
グする。一定時間ドライエッチング後、再度有機化合物
層を形成し、さらに一定時間ドライエッチングを行う。
この操作の繰り返しで、シリコン基板の表面には無数の
針状のシリコン突起が形成される。針状突起の高さは、
ドライエッチング時間、操作回数で制御できるが、本発
明では、エッチング時間3分、操作回数10回で、平均
突起高さ1.2μmの針状突起を形成した。有機化合物
層の厚みは適宜でよいが、本実施の形態では50nmと
した。
The silicon and the metal can be joined by the following method, for example. That is, an organic compound layer such as Teflon (registered trademark) is formed on a silicon substrate,
A silicon substrate is dry-etched on the organic compound. After dry etching for a certain period of time, an organic compound layer is formed again, and dry etching is further performed for a certain period of time.
By repeating this operation, innumerable needle-shaped silicon protrusions are formed on the surface of the silicon substrate. The height of the needle-shaped protrusion is
Although it can be controlled by the dry etching time and the number of operations, in the present invention, the needle-like protrusions having an average protrusion height of 1.2 μm were formed by etching for 3 minutes and the number of operations 10 times. The thickness of the organic compound layer may be appropriate, but in the present embodiment, it is set to 50 nm.

【0059】ここで、ドライエッチングは、反応性イオ
ンエッチング(RIE)などのプラズマエッチング装置
を用いて、フッ素系ガス(例えば、Cで表さ
れるCHF、CH、CHF、またはC
で表されるCF、C、CF4、C、C
など)あるいはこれらのフッ素系ガスにOなど
を混合した混合ガスなどを膜質に応じて適宜選択するこ
とにより実施できる。
Here, the dry etching is performed by using a plasma etching apparatus such as reactive ion etching (RIE), and a fluorine-based gas (for example, CHF 3 , CH 2 F 2 represented by C x H y F z , CH 3 F, or C x F y
CF 4 , C 2 F 6 , C 2 F 4, C 3 F 8 and C represented by
4 F 8 or the like) or a mixed gas of these fluorine-based gases mixed with O 2 or the like, depending on the film quality.

【0060】また、上記方法以外でも、シリコン基板表
面に無数の微小な凹部を形成しても同様な接合ができ
る。本発明ではその一形態として、リソグラフを用い
て、シリコン基板表面に塗布したレジストに、1μm径
の穴をピッチ2μmで正方配列に形成し、その後、ドラ
イエッチングで、レジストの穴に沿ってシリコン基板に
無数の凹部を形成する。本発明では、窪みの深さ0.5
μmであった。凹部の深さ、大きさ、形状は、特に制限
されるものではなく、凸形状にシリコンを形成してもよ
い。また、ドライエッチングの他に、KOH、NaO
H、TMAH、EPW、HgCl、KFe(CN)
等を用いてウエットエッチングを行い、シリコン基板
表面に窪みを形成してもよい。
In addition to the above method, similar bonding can be achieved by forming a myriad of minute recesses on the surface of the silicon substrate. In one embodiment of the present invention, a lithographic method is used to form holes with a diameter of 1 μm in a square array with a pitch of 2 μm in a resist applied to the surface of a silicon substrate, and then dry etching is performed along the holes of the silicon substrate. Innumerable recesses are formed in the. In the present invention, the depth of the depression is 0.5.
was μm. The depth, size and shape of the concave portion are not particularly limited, and silicon may be formed in a convex shape. In addition to dry etching, KOH, NaO
H, TMAH, EPW, HgCl 2 , K 2 Fe (CN)
Wet etching may be performed using 6 or the like to form a depression on the surface of the silicon substrate.

【0061】その後、シリコンの微細凹凸表面に、先に
述べた無電解メッキ膜形成方法による反射膜形成方法と
同様にして、金属膜を形成する。すなわち、熱酸化によ
りSiO膜を形成し、表面処理を行った後、無電解メ
ッキによりNiP膜を形成する。更に、電解メッキでN
i、Cuなどを300μm形成する。シリコン表面に微
細な凹凸が形成され、さらに、熱酸化後、表面処理を施
すことにより、微細凹凸のあらゆる面に均一に無電解メ
ッキ膜を形成し、さらには電解メッキで金属を成長させ
るため、非常に均一な金属板が形成できる。これらは、
シリコンの微細凹凸との間でのアンカー効果による物理
的な接合と、表面処理による化学的な接合で強固にシリ
コンと金属板を接合することができる。なお、本方法以
外のメッキ法として、電解メッキ法を用いてもよい。こ
の場合、アンカー効果による接合のみで行われるが、シ
リコンの突起の高さまたは窪みの深さ、ピッチ、形状等
を適宜選択することにより、強固な接合が得られる。
After that, a metal film is formed on the surface of fine irregularities of silicon in the same manner as the above-described reflection film forming method by the electroless plating film forming method. That is, a SiO 2 film is formed by thermal oxidation, surface treatment is performed, and then a NiP film is formed by electroless plating. In addition, N by electrolytic plating
i, Cu, etc. are formed to a thickness of 300 μm. Fine unevenness is formed on the silicon surface, and further, after thermal oxidation, by performing a surface treatment, an electroless plating film is uniformly formed on all surfaces of the fine unevenness, and further, in order to grow a metal by electrolytic plating, A very uniform metal plate can be formed. They are,
It is possible to firmly bond the silicon and the metal plate with each other by the physical bonding by the anchor effect between the fine irregularities of silicon and the chemical bonding by the surface treatment. An electrolytic plating method may be used as a plating method other than this method. In this case, although the bonding is performed only by the anchor effect, strong bonding can be obtained by appropriately selecting the height of the protrusions of silicon or the depth, pitch, shape, etc. of the depressions.

【0062】一方、ガラス板と金属板を接合する場合
は、テフロン(登録商標)などの有機化合物層を形成し
た後、シリコンの場合と同様のガスを用い、ドライエッ
チングにおけるガスをSF、BCl、Cl等のガ
スに変更すれば、同様な微細な針状の凹凸を得ることが
できる。また、リソグラフを用いて、レジストで微細穴
を形成したのち、上記ガスにてドライエッチングを行う
ことで、ガラス基板に微細穴を形成してもよい。また、
上記ガスの代わりに、フッ酸(HF)、バッファードフ
ッ酸(BHF)などの液を用いて、ウエットエッチング
によって微細穴を形成してもよい。メッキの方法は先に
述べた通り、電解、無電解のどちらでも作製可能であ
る。
On the other hand, in the case of joining a glass plate and a metal plate, after forming an organic compound layer such as Teflon (registered trademark), the same gas as that for silicon is used, and the gas for dry etching is SF 6 , BCl. Similar fine needle-like irregularities can be obtained by changing to a gas such as 3 or Cl 2 . Alternatively, a lithograph may be used to form fine holes in the resist, and then dry etching may be performed using the above gas to form the fine holes in the glass substrate. Also,
Instead of the above gas, a liquid such as hydrofluoric acid (HF) or buffered hydrofluoric acid (BHF) may be used to form the fine holes by wet etching. As described above, the plating method may be electrolytic or electroless.

【0063】以上、シリコン基板で本発明の光通信モジ
ュールを作製する場合を中心に述べたが、ガラス基板に
用いて導波路、回折格子等を作製する場合も、同様にし
てリソグラフおよびエッチングで形成できる。この場
合、基板同士の接合は、紫外線硬化性(UV)接着剤等
を用いて行うことができる。V溝は従来から行われてい
るうような、ガラス成形によってもよい。導波路、回折
格子側面への金属膜の形成も、無電解メッキ法で容易に
付けることができる。樹脂の注入方法は、シリコンの場
合と同様の方法を用いることができる。
The case where the optical communication module of the present invention is manufactured by using the silicon substrate has been mainly described above. However, when a waveguide, a diffraction grating or the like is manufactured by using a glass substrate, the same process is performed by lithography and etching. it can. In this case, the substrates can be joined to each other by using an ultraviolet curable (UV) adhesive or the like. The V-groove may be formed by glass molding as is conventionally done. The metal film can be easily formed on the side surfaces of the waveguide and the diffraction grating by the electroless plating method. As a method of injecting the resin, the same method as in the case of silicon can be used.

【0064】また、シリコン、ガラス等で個々の基板毎
に作製した導波路、回折格子を型にして、樹脂でも形成
できる。樹脂で形成する場合は、個々の基板に気相成長
法などで少なくとも光回路凹部の壁面にSiO膜を先
に形成しておき、各基板を紫外線硬化性(UV)樹脂で
接合してブロックを形成する。その後、シリコンやガラ
スの場合と同様にして、金属膜を形成することができ
る。
Further, it is also possible to form a resin by using a waveguide or diffraction grating made of silicon, glass or the like for each individual substrate as a mold. In the case of forming with a resin, an SiO 2 film is first formed on at least the wall surface of the optical circuit concave portion on each substrate by a vapor phase growth method or the like, and each substrate is bonded with an ultraviolet curable (UV) resin to block. To form. After that, a metal film can be formed in the same manner as in the case of silicon or glass.

【0065】以上の方法によれば、ガラスと樹脂、ガラ
スとシリコンの組み合わせも可能である。ガラスと樹脂
の接着は紫外線硬化性(UV)樹脂による接着で可能で
あり、ガラスとシリコンとの接着は、陽極接合等で行う
ことができる。
According to the above method, it is possible to combine glass and resin or glass and silicon. The glass and the resin can be bonded by an ultraviolet curable (UV) resin, and the glass and the silicon can be bonded by anodic bonding or the like.

【0066】本発明の積層型光通信モジュールを製造す
る場合、第1段目の基板にV溝や導波路等を形成しても
よいが、導波路等が形成された第1段目の基板に、V溝
を形成した光学ベンチを搭載することもできる。また、
金属膜を形成したファイバや結合レンズ等を別途作製し
ておき、これを前記のV溝に搭載してもよい。
When manufacturing the laminated optical communication module of the present invention, V-grooves, waveguides, etc. may be formed on the first-stage substrate, but the first-stage substrate on which the waveguides, etc. are formed. It is also possible to mount an optical bench having a V groove formed on it. Also,
Alternatively, a fiber having a metal film formed thereon, a coupling lens, or the like may be separately prepared and mounted in the V groove.

【0067】以下、本発明の積層型光通信モジュールに
搭載可能な光通信部品(光学ベンチ、ファイバ等)のメ
タライズ法、ならびに搭載方法について説明する。
The metallizing method and mounting method of the optical communication component (optical bench, fiber, etc.) mountable on the laminated optical communication module of the present invention will be described below.

【0068】光学ベンチをメタライズする場合は、所定
の前処理を施した光学ベンチを、無電解ニッケル(N
i)メッキ浴および無電解金(Au)メッキ浴で処理
し、少なくとも光通信部品の側面と接するグルーブ部
に、NiP/Auからなる金属膜を形成する。こうする
ことにより、例えば、側面をNiP/Auでメタライズ
した光ファイバー等をSiOBに固定する場合、両者の
表面がNiP/Auでメタライズされているため、ハン
ダ付けで両者を接着固定することができる。ハンダは金
属であり、UV樹脂等のプラスチックに比べて十分に高
い接着強度が得られる。なお、光学ベンチとしては、シ
リコン製が好ましいが、プラスチックやガラス製のもの
であってもよい。
When the optical bench is to be metallized, the optical bench which has been subjected to a predetermined pretreatment is replaced with electroless nickel (N
i) Treatment with a plating bath and an electroless gold (Au) plating bath to form a metal film made of NiP / Au at least in the groove portion in contact with the side surface of the optical communication component. By doing so, for example, when fixing an optical fiber or the like whose side surfaces are metallized with NiP / Au to SiOB, since both surfaces are metallized with NiP / Au, both can be bonded and fixed by soldering. The solder is a metal and has a sufficiently high adhesive strength as compared with a plastic such as a UV resin. The optical bench is preferably made of silicon, but may be made of plastic or glass.

【0069】ガラス製ファイバ等の光通信部品の側面に
も、上述した手順によって、NiP/Auメタライズが
可能である。NiP/AuでメタライズしたSiOBの
グルーブ部に、NiP/Auでメタライズしたガラス製
光通信部品等を搭載しハンダ付けすることで、より両者
を強固に接着固定させることができる。
NiP / Au metallization can also be performed on the side surface of an optical communication component such as a glass fiber by the procedure described above. By mounting and soldering a glass optical communication component or the like metallized with NiP / Au on the groove portion of SiOB metallized with NiP / Au, both can be more firmly adhered and fixed.

【0070】ところで、光通信部品はその端面に光を通
す必要があるため、ハンダ付けのためのメタライズは光
通信部品の側面だけに施す必要がある。そこで、先ず光
通信部品の端面をカーボン或いはフッ素化カーボンで被
覆し、光通信部品端面の表面エネルギーを下げる。カー
ボンによる被覆は、例えば、光通信部品の端面にカーボ
ンをスパッタリングすることにより行うことができる。
フッ素化カーボンによる被覆は、例えば、CF、C
等のフッ素含有ガスで光通信部品の端面をプラズマ
処理することにより行うことができる。
By the way, since the optical communication component needs to allow light to pass through its end face, the metallization for soldering needs to be applied only to the side surface of the optical communication component. Therefore, first, the end surface of the optical communication component is coated with carbon or fluorinated carbon to reduce the surface energy of the end surface of the optical communication component. The coating with carbon can be performed, for example, by sputtering carbon on the end surface of the optical communication component.
The coating with fluorinated carbon may be, for example, CF 4 , C 2
This can be done by plasma-treating the end face of the optical communication component with a fluorine-containing gas such as F 6 .

【0071】次いで、この光通信部品を無電解Niメッ
キ処理する。無電解Niメッキ反応を起こさせるために
は、Pd触媒核を光通信部品の表面に載せることが必要
である。光通信部品の端面は、上述したように、カーボ
ン或いはフッ素化カーボンで被覆され、表面エネルギー
が低下している。このためPd触媒核の溶液に光通信部
品を浸漬する工程で、光通信部品の端面にはPd触媒核
が載らずその側面のみにPd触媒核が付着する。この工
程の後、無電解Niめっき浴に光通信部品を浸漬する
と、光通信部品の側面のみにNiPがメッキされる。次
いで置換型無電解Auメッキ浴に光通信部品を浸漬する
と、NiPでメタライズされた側面のみにAuがメッキ
される。この一連の操作により、光通信部品の側面のみ
をNiP/Auでメタライズすることができる。
Next, this optical communication component is subjected to electroless Ni plating. In order to cause the electroless Ni plating reaction, it is necessary to place Pd catalyst nuclei on the surface of the optical communication component. As described above, the end surface of the optical communication component is covered with carbon or fluorinated carbon, and the surface energy is reduced. Therefore, in the step of immersing the optical communication component in the solution of the Pd catalyst nucleus, the Pd catalyst nucleus is not placed on the end surface of the optical communication component, and the Pd catalyst nucleus is attached only to the side surface. After this step, when the optical communication component is immersed in the electroless Ni plating bath, NiP is plated only on the side surface of the optical communication component. Then, when the optical communication component is immersed in the substitution type electroless Au plating bath, Au is plated only on the side surface metallized with NiP. By this series of operations, only the side surface of the optical communication component can be metallized with NiP / Au.

【0072】この後、同じくNiP/Auでメタライズ
したSiOBのグルーブ上に光通信部品を載せ、ハンダ
付けで両者を固定する。ハンダ付けで光通信部品とSi
OBを接着することで、従来の樹脂接着に比べて、より
強固に光通信部品をSiOB上に固定することができ
る。
After this, the optical communication component is placed on the groove of SiOB metallized with NiP / Au, and both are fixed by soldering. Optical communication parts and Si by soldering
By bonding the OB, the optical communication component can be more firmly fixed on the SiOB as compared with the conventional resin bonding.

【0073】また、光通信部品を光学ベンチに接着固定
する場合、上記のようにしてハンダ付けしてもよいが、
光通信部品および光学ベンチに金属膜を形成することな
く、両者を接着固定することも可能である。その場合
は、光通信部品の少なくとも側面および前記光通信部品
が接するSiを主体とした担持体のグルーブ部に、シラ
ンカップリング剤を設けた後に、両者を紫外線硬化型樹
脂で固定接着する。この際、使用する前記のシランカッ
プリング剤を、一旦加水分解させた後に、光通信部品の
少なくとも側面および前記光通信部品が接するSiを主
体とした担持体のグルーブ部に、前記加水分解させたシ
ランカップリング剤を配した後、両者を紫外線硬化型樹
脂で固定接着することが好ましい。
When the optical communication component is bonded and fixed to the optical bench, it may be soldered as described above.
It is also possible to bond and fix the optical communication component and the optical bench without forming a metal film. In that case, a silane coupling agent is provided on at least a side surface of the optical communication component and a groove portion of a carrier mainly composed of Si which is in contact with the optical communication component, and then both are fixed and bonded with an ultraviolet curable resin. At this time, the silane coupling agent to be used was once hydrolyzed, and then hydrolyzed to at least the side surface of the optical communication component and the groove portion of the carrier mainly composed of Si in contact with the optical communication component. After arranging the silane coupling agent, it is preferable that both are fixed and adhered with an ultraviolet curable resin.

【0074】さらに好ましくは、使用するシランカップ
リング剤を一旦加水分解させた後に、光通信部品の少な
くとも側面および前記光通信部品が接するSiを主体と
した担持体のグルーブ部に、前記加水分解させたシラン
カップリング剤を配した後、大気中120℃より高い温
度で熱処理し、その後両者を紫外線硬化型樹脂で固定接
着する。熱処理温度は、120〜200℃で行うことが
好ましく、より好ましくは120〜150℃で行うのが
よい。
More preferably, the silane coupling agent to be used is once hydrolyzed and then hydrolyzed on at least the side surface of the optical communication component and the groove portion of the carrier mainly composed of Si which is in contact with the optical communication component. After arranging the silane coupling agent, heat treatment is performed in the atmosphere at a temperature higher than 120 ° C., and then both are fixed and bonded with an ultraviolet curable resin. The heat treatment temperature is preferably 120 to 200 ° C, and more preferably 120 to 150 ° C.

【0075】シランカップリング剤は、加水分解によ
り、下式の様にシラノール基を生成する(式中、Rは置
換基である)。 (CH3O)3SiC36R+3H2O=(HO)3SiC
36R+3CH3OH (C25O)3SiC36R+3H2O=(HO)3Si
36R+3C25OH
The silane coupling agent is hydrolyzed to form a silanol group as shown in the following formula (wherein R is a substituent). (CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 R + 3H 2 O = (HO) 3 SiC
3 H 6 R + 3CH 3 OH (C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 R + 3H 2 O = (HO) 3 Si
C 3 H 6 R + 3C 2 H 5 OH

【0076】生成したシラノール基は、光通信部品(特
に、ガラス製光通信部品)表面およびSiを主体とした
担持体のグルーブ表面の酸素原子と水素結合する。一
方、上式Rで示される置換基としては、紫外線硬化型樹
脂とのなじみが良いものを選択する。このようにするこ
とで、これら加水分解したシランカップリング剤は、S
iを主体とした担持体と紫外線硬化型樹脂等といった、
水と油の関係にある材料の仲介をなす重要な役割を果た
すため、両者を強固に接着させることができる。
The silanol groups produced form hydrogen bonds with oxygen atoms on the surface of optical communication parts (particularly, optical communication parts made of glass) and on the groove surface of the carrier mainly composed of Si. On the other hand, as the substituent represented by the above formula R, one having good compatibility with the ultraviolet curable resin is selected. By doing so, these hydrolyzed silane coupling agents are converted to S
i-based carrier and UV curable resin
Since they play an important role as an intermediary between materials in the relationship of water and oil, they can be firmly bonded.

【0077】また、上述したように、加水分解したシラ
ンカップリング剤を配した光学部品表面および担持体の
グルーブ表面には、シラノール基が存在する。これを加
熱処理することにより、加水分解したシランカップリン
グ剤のシラノール間で脱水縮合反応が下式の様に進行
し、シランカップリング剤がより強固に、ガラス製部品
表面およびSiを主体とした担持体のグルーブ表面に化
学吸着する(−Si−O−Si−結合が生成)。この
後、紫外線硬化型樹脂で両者を接着すれば、より強固に
光通信部品をSiを主体とした担持体のグルーブ上に固
定できる。
As described above, silanol groups are present on the surface of the optical component on which the hydrolyzed silane coupling agent is arranged and the groove surface of the carrier. By heat-treating this, the dehydration condensation reaction proceeds between the silanols of the hydrolyzed silane coupling agent as shown in the formula below, and the silane coupling agent becomes stronger and the glass component surface and Si are the main constituents. It is chemically adsorbed on the groove surface of the carrier (-Si-O-Si- bond is generated). After that, if the both are adhered with an ultraviolet curable resin, the optical communication component can be more firmly fixed on the groove of the carrier having Si as a main component.

【0078】−SiOH+(HO)3SiC36R=−
Si-O-Si(OH)236R+H2O (式中、Rは置換基である。)
[0078] -SiOH + (HO) 3 SiC 3 H 6 R = -
Si-O-Si (OH) 2 C 3 H 6 R + H 2 O ( wherein, R represents a substituent.)

【0079】ここで、本発明で使用することができるシ
ランカップリング剤としては、Rがビニル基の場合は、
例えば、ビニルトリメトシキシラン、ビニルトリエトキ
シシランビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン
等が挙げられる。Rがエポキシ基の場合は、例えば、β
−(3,4−エボキシシクロヘキシル)エチルトリメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が
挙げられる。Rがメタクリロキシ基の場合は、例えば、
γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げら
れる。Rがアミノ基の場合は、例えば、N−β(アミノ
エチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が
挙げられる。
Here, as the silane coupling agent which can be used in the present invention, when R is a vinyl group,
For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, etc. may be mentioned. When R is an epoxy group, for example, β
-(3,4-Evoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane,
γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane and the like can be mentioned. When R is a methacryloxy group, for example,
γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane,
γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-
Methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-
Methacryloxypropyltriethoxysilane and the like can be mentioned. When R is an amino group, for example, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane,
N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-
Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.

【0080】[0080]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0081】(実施例1)外径1mm、長さ2mmのガ
ラス製光学レンズの端面上に、カーボン膜をスパッタ法
により10nm成膜した。その後、無電解Niメッキ浴
にガラス製光学レンズを浸漬した。この操作により、ガ
ラス製光学レンズの側面のみにNiPがメッキされた。
引き続いて、ガラス製光学レンズを置換型無電解Auメ
ッキ浴に浸漬し、NiP上にAuをメッキした。
Example 1 A carbon film having a thickness of 10 nm was formed on the end surface of a glass optical lens having an outer diameter of 1 mm and a length of 2 mm by a sputtering method. Then, the glass optical lens was immersed in the electroless Ni plating bath. By this operation, NiP was plated only on the side surface of the glass optical lens.
Subsequently, the glass optical lens was immersed in a substitution type electroless Au plating bath to plate Au on NiP.

【0082】厚さ1.5mmで(100)面のSiウェ
ハに異方性エッチングを適用し、幅1000μm、深さ
500μm、長さ5mmの台形溝を形成した。その後、
無電解Niメッキ浴にSiOBを浸漬した。この操作に
より、SiOB表面にNiPがメッキされた。引き続い
て、SiOBを置換型無電解Auメッキ浴に浸漬し、N
iP上にAuメッキした。この後、SiOB上にNiP
/Auでメタライズされたガラス製光学レンズを載せ、
ハンダにより両者を接着固定した。
Anisotropic etching was applied to a (100) -plane Si wafer having a thickness of 1.5 mm to form a trapezoidal groove having a width of 1000 μm, a depth of 500 μm and a length of 5 mm. afterwards,
SiOB was immersed in an electroless Ni plating bath. By this operation, NiP was plated on the surface of SiOB. Subsequently, the SiOB is immersed in a substitution type electroless Au plating bath, and N
Au plating was performed on the iP. After this, NiP on the SiOB
/ Put a glass optical lens metallized with Au,
The two were bonded and fixed with solder.

【0083】(実施例2)外径1mm、長さ2mmのガ
ラス製光学レンズの端面上を、CFのガスプラズマで
処理した以外は、実施例1と同様にして、ガラス製光学
レンズの側面のみをメッキした。実施例1と同様にし
て、SiOB表面にNiP/Auメッキした後、SiO
B上にNiP/Auでメタライズされたガラス製光学レ
ンズを載せ、ハンダにより両者を接着固定した。
Example 2 A side surface of a glass optical lens made in the same manner as in Example 1 except that the end surface of the glass optical lens having an outer diameter of 1 mm and a length of 2 mm was treated with CF 4 gas plasma. Only plated. In the same manner as in Example 1, after plating the SiOB surface with NiP / Au,
An optical lens made of glass, which was metallized with NiP / Au, was placed on B, and both were adhesively fixed by soldering.

【0084】(比較例1)厚さ1.5mmで(100)
面のSiウエハにKOHによる異方性エッチングを適用
し、幅1000μm、深さ500μm、長さ5mmの台
形溝を形成した。このSiOB上に外径1mm、長さ2
mmのガラス製光学レンズを載せ、波長365nmの紫
外線を照射し、紫外線硬化型樹脂で両者を接着した。
(Comparative Example 1) (100) with a thickness of 1.5 mm
Anisotropic etching with KOH was applied to the surface Si wafer to form a trapezoidal groove having a width of 1000 μm, a depth of 500 μm and a length of 5 mm. Outer diameter 1mm, length 2 on this SiOB
An optical lens made of glass having a size of 3 mm was mounted, and ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm were irradiated, and the both were bonded with an ultraviolet curable resin.

【0085】(評 価)実施例1〜2および比較例1で
得られたSiOBと、SiOB上のガラス製光学レンズ
との接着強度を測定した結果を1に示す。試験は、Si
OBを固定し、接着したガラス製光学レンズをバネ秤で
引っ張り、破断する強度を求めた。 [表1]試料 破断強度(kgf/cm) 実施例1 2.50以上 実施例2 1.50以上比較例1 0.15
(Evaluation) The result of measuring the adhesive strength between the SiOB obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 and the glass optical lens on SiOB is shown in 1. The test is Si
The OB was fixed, and the bonded glass optical lens was pulled by a spring balance to determine the breaking strength. [Table 1] Sample Breaking strength (kgf / cm) Example 1 2.50 or more Example 2 1.50 or more Comparative Example 1 0.15

【0086】実施例1〜2および比較例1で得られたS
iOBの台形溝にガラス製光学レンズを接着固定させた
試料を、85℃、90%RHの環境に1週間保存した。
実施例1〜2ではガラス製光学レンズの脱離は発生しな
かったが、比較例1の試料では、ガラス製光学レンズが
SiOBの台形溝から脱離していた。
S obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
A sample in which a glass optical lens was adhered and fixed to a trapezoidal groove of iOB was stored in an environment of 85 ° C. and 90% RH for 1 week.
In Examples 1 and 2, the glass optical lens was not detached, but in the sample of Comparative Example 1, the glass optical lens was detached from the trapezoidal groove of SiOB.

【0087】実施例1〜2および比較例1で得られたS
iOBの台形溝にガラス製光学レンズを接着固定させた
試料に、85℃(2時間)/−40℃(2時間)のヒー
トサイクル試験を10回行った。実施例1〜2ではガラ
ス製光学レンズの脱離は発生しなかったが、比較例1の
試料では、ガラス製光学レンズがSiOBの台形溝から
脱離していた。
S obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
A heat cycle test of 85 ° C. (2 hours) / − 40 ° C. (2 hours) was performed 10 times on a sample in which a glass optical lens was adhered and fixed to a trapezoidal groove of iOB. In Examples 1 and 2, the glass optical lens was not detached, but in the sample of Comparative Example 1, the glass optical lens was detached from the trapezoidal groove of SiOB.

【0088】(実施例3)厚さ1mmで(100)面の
SiウエハにKOHによる異方性エッチングを適用し、
幅145μm、深さ102μm、長さ10mmのV溝を
形成した。ワイヤーストリッパーを用い、直径125μ
mの光フアイバー芯線を長さ3cm露出させた。イソプ
ロピルアルコールにγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランを溶解し、この溶液中に、SiのV溝と光フ
ァイバー芯線を浸漬させた後、溶液から取り出してイソ
プロピルアルコールを蒸発乾燥させた。次に、SiのV
溝に光ファイバー芯線を載せ、この上に紫外線硬化型樹
脂を塗布し、波長365nmの紫外線を照射して、光フ
ァイバーをSiのV溝に接着固定させた。
Example 3 Anisotropic etching with KOH was applied to a (100) -plane Si wafer having a thickness of 1 mm,
A V groove having a width of 145 μm, a depth of 102 μm and a length of 10 mm was formed. Using wire stripper, diameter 125μ
An optical fiber core wire of m was exposed for a length of 3 cm. Γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilane was dissolved in isopropyl alcohol, the V groove of Si and the optical fiber core wire were immersed in this solution, and then taken out from the solution and isopropyl alcohol was evaporated and dried. Next, V of Si
An optical fiber core wire was placed in the groove, an ultraviolet curable resin was applied on the optical fiber core, and ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm were irradiated to fix the optical fiber to the V groove of Si.

【0089】(比較例2)厚さ1mmで(100)面の
SiウエハにKOHによる異方性エッチングを適用し、
幅145μm、深さ102μm、長さ10mmのV溝を
形成した。ワイヤ−ストリッパーを用い、直径125μ
mの光ファイバー芯線を長さ3cm露出させた。次にS
iのV溝に光ファイバー芯線を載せ、この上に紫外線硬
化型樹脂を塗布し、波長365nmの紫外線を照射し
て、光ファイバーをSiのV溝に接着固定させた。
(Comparative Example 2) An anisotropic etching by KOH was applied to a (100) plane Si wafer having a thickness of 1 mm,
A V groove having a width of 145 μm, a depth of 102 μm and a length of 10 mm was formed. Use wire-stripper, diameter 125μ
The m optical fiber core wire was exposed for a length of 3 cm. Then S
An optical fiber core wire was placed in the V groove of i, an ultraviolet curable resin was applied on this, and ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm were irradiated to fix the optical fiber to the V groove of Si.

【0090】(評 価)実施例3および比較例2で得ら
れたSiのV溝に光ファイバーを接着固定させた試料の
接着力を調べた結果を表2に示す。試験はSiのV溝を
固定し、接着した光ファイバーをバネ秤で引っ張り、破
断する強度を求めた。
(Evaluation) Table 2 shows the results of examining the adhesive strength of the samples obtained by adhering and fixing the optical fiber in the V groove of Si obtained in Example 3 and Comparative Example 2. In the test, the V groove of Si was fixed, and the bonded optical fiber was pulled by a spring balance to determine the breaking strength.

【0091】[表2]試料 破断強度(kgf/cm) 実施例3 1.10比較例2 0.15 [Table 2] Sample Breaking Strength (kgf / cm) Example 3 1.10 Comparative Example 2 0.15

【0092】表2から明らかなように、表面処理を行っ
ていない比較例2に比べて、実施例3では光ファイバー
の接着強度が向上している。
As is clear from Table 2, the adhesive strength of the optical fiber is improved in Example 3 as compared with Comparative Example 2 in which the surface treatment is not performed.

【0093】実施例3および比較例2で得られたSiの
V溝に光ファイバーを接着固定させた試料を、85℃、
90%RHの環境に1週間保存した。実施例3では光フ
ァイバーの脱離は発生しなかったが、比較例2の試料で
は、光ファイバーがSiのV溝から脱離していた。
The samples obtained by adhering and fixing the optical fiber in the V groove of Si obtained in Example 3 and Comparative Example 2 were heated at 85 ° C.
It preserve | saved for one week in the environment of 90% RH. In Example 3, the optical fiber was not detached, but in the sample of Comparative Example 2, the optical fiber was detached from the V groove of Si.

【0094】実施例3および比較例2で得られたSiの
V溝に光ファイバーを接着固定させた試料に、85℃
(2時間)/−40℃(2時間)のヒートサイクル試験
を10回行った。実施例3では光ファイバーの脱離は発
生しなかったが、比較例2の試料では、光ファイバーが
SiのV溝から脱離していた。
The samples obtained by adhering and fixing the optical fibers in the V grooves of Si obtained in Example 3 and Comparative Example 2 were subjected to 85 ° C.
(2 hours) / − 40 ° C. (2 hours) heat cycle test was performed 10 times. In Example 3, the optical fiber was not detached, but in the sample of Comparative Example 2, the optical fiber was detached from the V groove of Si.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光通信用レ
ンズによれば、板を介して該板両面にレンズ凸面が一体
形成することにより、焦点スポット径が小さくかつ焦点
距離が短いコンパクトなレンズを実現できる。また、レ
ンズ部以外をメッキすることにより、スポットハンダ溶
接が可能になるとともに、AR膜を一括成膜できるた
め、膜付けが容易である。
As described above, according to the optical communication lens of the present invention, the convex lens surfaces are integrally formed on both surfaces of the plate through the plate, so that the focal spot diameter is small and the focal length is short. A lens can be realized. Further, by plating other than the lens portion, spot solder welding can be performed, and since the AR film can be collectively formed, film attachment is easy.

【0096】また、本発明の光学ベンチによれば、ファ
イバを実装するためのV溝と、これに交差する微細溝
(接着用溝)が形成されているため、ファイバの浮きや
光軸ずれを防止することができる。また、V溝部表面に
金属膜が形成されているため、レンズやファイバ等の光
通信部品を、光透過性を損なうことなくハンダ付けする
ことができる。
Further, according to the optical bench of the present invention, since the V groove for mounting the fiber and the fine groove (bonding groove) intersecting with the V groove are formed, the floating of the fiber and the deviation of the optical axis are prevented. Can be prevented. Further, since the metal film is formed on the surface of the V groove portion, it is possible to solder an optical communication component such as a lens or a fiber without impairing the light transmittance.

【0097】また、本発明の光通信部品によれば、光導
波端面がカーボン等で被覆されているため端面の表面エ
ネルギーが低い。そのため、光導波性能を害することな
く、側面のみをメッキすることができる。よって、ハン
ダ付け等により、簡単にしかも強固に光学ベンチに接着
固定することができ、耐久性に優れた光通信部品を実現
できる。
Further, according to the optical communication component of the present invention, since the end face of the optical waveguide is covered with carbon or the like, the surface energy of the end face is low. Therefore, only the side surface can be plated without impairing the optical waveguide performance. Therefore, the optical communication component can be easily and firmly adhered and fixed to the optical bench by soldering or the like, and an optical communication component having excellent durability can be realized.

【0098】さらに、本発明の積層型光通信モジュール
の製造方法によれば、積層型光通信モジュールの基板内
部に形成された複雑な形状の空洞に簡単にメッキを施す
ことができ、かつ光透過性媒質を充填することができ
る。前記製造方法による光通信部品によれば、ファイバ
で伝送された光を効率よく装置内の導波路に入射させる
ことができ、かつ入射光を装置内に形成された導波路を
通して効率良くPD等の受光素子に伝送できるととも
に、各基板を立体的配置可能であるため、コンパクトな
光通信モジュールを実現できる。また、外面に金属層を
設けることで、LD等が発する熱を効率的に放熱するこ
とができるとともに、基板の割れや歪み等を防止するこ
とができる。
Further, according to the method of manufacturing a laminated optical communication module of the present invention, it is possible to easily plate a cavity having a complicated shape formed inside the substrate of the laminated optical communication module and to transmit light. It can be filled with a sexual medium. According to the optical communication component of the manufacturing method, the light transmitted by the fiber can be efficiently incident on the waveguide in the device, and the incident light can be efficiently transmitted through the waveguide formed in the device such as PD. A compact optical communication module can be realized because each substrate can be arranged three-dimensionally while being transmitted to the light receiving element. Further, by providing the metal layer on the outer surface, it is possible to efficiently dissipate the heat generated by the LD or the like and prevent the substrate from being cracked or distorted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】積層型光通信モジュールの一例を示す外観斜視
図である。
FIG. 1 is an external perspective view showing an example of a laminated optical communication module.

【図2】積層型光通信モジュールの一例の断面模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic sectional view of an example of a laminated optical communication module.

【図3】第1段目の基板に形成されたV溝と接着用溝の
一例を示す外観斜視図である。
FIG. 3 is an external perspective view showing an example of a V groove and a bonding groove formed on the first-stage substrate.

【図4】導波路と回折格子が形成された第1段目の基板
の外観斜視図である。
FIG. 4 is an external perspective view of a first-stage substrate on which a waveguide and a diffraction grating are formed.

【図5】第1段目の基板の導波路と回折格子を示す部分
拡大図である。
FIG. 5 is a partially enlarged view showing a waveguide and a diffraction grating of the first stage substrate.

【図6】第1段目の基板に形成された導波路のA−A’
断面図である。
FIG. 6 is an AA ′ of a waveguide formed on the first-stage substrate.
FIG.

【図7】第1段目の基板に形成された導波路の終端部拡
大図である。
FIG. 7 is an enlarged view of a terminal portion of the waveguide formed on the first-stage substrate.

【図8】第1段目の基板に形成された導波路の屈曲部拡
大図である。
FIG. 8 is an enlarged view of a bent portion of a waveguide formed on the first-stage substrate.

【図9】LDを搭載した積層型光通信モジュールの一例
を示す外観斜視図である。
FIG. 9 is an external perspective view showing an example of a laminated optical communication module mounting an LD.

【図10】LDを搭載した積層型光通信モジュールの一
例の断面模式図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view of an example of a laminated optical communication module mounting an LD.

【図11】導波路と回折格子が形成された第1段目の基
板(プラスチック基板)の外観斜視図である。
FIG. 11 is an external perspective view of a first-stage substrate (plastic substrate) on which a waveguide and a diffraction grating are formed.

【図12】第1段目の基板(プラスチック基板)の導波
路と回折格子を示す部分拡大図である。
FIG. 12 is a partially enlarged view showing a waveguide and a diffraction grating of the first-stage substrate (plastic substrate).

【図13】第段目の基板(プラスチック基板)に形成さ
れた導波路のA−A’断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the waveguide formed on the second-stage substrate (plastic substrate).

【図14】第2段目の基板の外観斜視図である。FIG. 14 is an external perspective view of a second stage substrate.

【図15】第1段目の基板からの光を第2段目の基板に
入射させる入射部の拡大図である。
FIG. 15 is an enlarged view of an incident portion that allows light from the first-stage substrate to enter the second-stage substrate.

【図16】第2段目の基板に形成された導波路のB−
B’断面図である。
FIG. 16 shows a waveguide B- formed on the second-stage substrate.
It is a B'sectional view.

【図17】第2段目の基板の終端部のC−C’断面拡大
図である。
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC ′ of the terminal portion of the second stage substrate.

【図18】ファイバおよび結合レンズ固定用のV溝およ
び台形溝を示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a V groove and a trapezoidal groove for fixing a fiber and a coupling lens.

【図19】基板にファイバおよびマイクロレンズアレイ
が固定された状態の一例を示す平面図である。
FIG. 19 is a plan view showing an example in which a fiber and a microlens array are fixed to a substrate.

【図20】基板にファイバおよびマイクロレンズアレイ
が固定された状態の一例を示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example in which a fiber and a microlens array are fixed to a substrate.

【図21】第3段目の基板にファイバおよび結合レンズ
が搭載された状態を示す外観斜視図である。
FIG. 21 is an external perspective view showing a state in which a fiber and a coupling lens are mounted on a third stage substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、110 第1段目の基板または光学ベンチ 12 V溝 13 微細溝(接着用溝) 14 ファイバ 15 結合レンズ 16 台形溝 17 固定用溝 21、210 第1段目の基板(第一の基板) 22 レーザーダイオード(LD) 26 水平導波路 27 金属膜 28 垂直導波部 29 テーパー 31、310 第2段目の基板(第一の基板または第二
の基板) 32 水平導波路 33 金属膜 34 テーパー 35 垂直導波部 41、410 第3段目の基板(第二の基板) 42 垂直導波部 43 金属膜 51 フォトダイオード(PD) 52 配線パターン 53 LSI 101 金属板 102 マイクロレンズアレイ形成用基板 103 シリコンマイクロレンズアレイ 104 回折格子
11, 110 First-stage substrate or optical bench 12 V groove 13 Fine groove (bonding groove) 14 Fiber 15 Coupling lens 16 Trapezoidal groove 17 Fixing groove 21, 210 First-stage substrate (first substrate) 22 laser diode (LD) 26 horizontal waveguide 27 metal film 28 vertical waveguide 29 taper 31, 310 second stage substrate (first substrate or second substrate) 32 horizontal waveguide 33 metal film 34 taper 35 Vertical waveguides 41 and 410 Third stage substrate (second substrate) 42 Vertical waveguide 43 Metal film 51 Photodiode (PD) 52 Wiring pattern 53 LSI 101 Metal plate 102 Microlens array forming substrate 103 Silicon Microlens array 104 Diffraction grating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三瓶 哲彦 大阪府茨木市丑寅1丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 酒本 章人 大阪府茨木市丑寅1丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA03 DA03 DA04 DA05 DA06 5F073 AB15 AB17 AB27 AB28 AB29 BA02 EA28 EA29 FA07 FA08 FA13 FA16 FA23 FA30 5F088 AA01 BA11 BA15 BB01 JA03 JA12 JA14 JA20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tetsuhiko Sanbe             Hitachi Ma, 1-88, Torora, Ibaraki City, Osaka Prefecture             Within Kucsel Co., Ltd. (72) Inventor Akihito Sakamoto             Hitachi Ma, 1-88, Torora, Ibaraki City, Osaka Prefecture             Within Kucsel Co., Ltd. F-term (reference) 2H037 AA01 BA03 DA03 DA04 DA05                       DA06                 5F073 AB15 AB17 AB27 AB28 AB29                       BA02 EA28 EA29 FA07 FA08                       FA13 FA16 FA23 FA30                 5F088 AA01 BA11 BA15 BB01 JA03                       JA12 JA14 JA20

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一と第二のレンズ面と、側面周囲部と
から構成される光通信用レンズにおいて、前記側面周囲
部にのみ金属膜を形成したことを特徴とする光通信用レ
ンズ。
1. An optical communication lens comprising first and second lens surfaces and a side surface peripheral portion, wherein a metal film is formed only on the side surface peripheral portion.
【請求項2】 透明板の両面に一対のレンズ凸面を構成
したことを特徴とする光通信用レンズ。
2. A lens for optical communication, comprising a pair of lens convex surfaces on both surfaces of a transparent plate.
【請求項3】 基板上にファイバを実装するためのV溝
が施され、さらに前記V溝に交差する微細溝が前記V溝
部表面の少なくとも一部に形成されていることを特徴と
する光学ベンチ。
3. An optical bench characterized in that a V groove for mounting a fiber is formed on a substrate, and a fine groove intersecting with the V groove is formed on at least a part of the surface of the V groove portion. .
【請求項4】 基板上にV溝が施され、さらに前記V溝
部表面に金属膜が形成されていることを特徴とする光学
ベンチ。
4. An optical bench, wherein a V groove is formed on a substrate, and a metal film is formed on the surface of the V groove portion.
【請求項5】 光導波端面がカーボンまたはフッ素化カ
ーボンで被覆されていることを特徴とする光通信部品。
5. An optical communication component, wherein an end face of an optical waveguide is covered with carbon or fluorinated carbon.
【請求項6】 少なくとも第一の基板と第二の基板とを
密着積層することにより基板内部に少なくとも一端が外
部光路に連通する空洞を形成し、前記空洞にメッキ液を
充填した後空洞から水分を追い出し、該空洞に紫外線硬
化性樹脂を充填し紫外線により硬化することを特徴とす
る積層型光通信モジュールの製造方法。
6. A cavity having at least one end communicating with an external optical path is formed inside the substrate by laminating at least a first substrate and a second substrate, and the cavity is filled with a plating solution and then water is removed from the cavity. The method for manufacturing a laminated optical communication module, wherein the cavity is filled with an ultraviolet curable resin and the cavity is cured by ultraviolet rays.
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