JP2006171642A - Optical waveguide sheet, optoelectronic apparatus and their manufacturing method - Google Patents

Optical waveguide sheet, optoelectronic apparatus and their manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optoelectronic apparatus that facilitates keeping flexibility of design, adaptable to design change and that can easily deal with the production of many kinds in small quantities, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The optical waveguide sheet guides and emits an incident clock signal by splitting it into plural parts and is laminated with a first optical waveguide layer, in which a striped first core extending in a first direction, is covered with a first clad, and a second optical waveguide layer in which a striped second core extending in a second direction is covered with a second clad. The sheet is structured, such that a first recess in a prescribed shape is formed in the specific place of the first optical waveguide layer, while a second recess in a prescribed shape is formed at a prescribed place of the second optical waveguide layer, and that the inner wall face of the first and the second recess reflects, as a mirror face, the light guided in the first and the second core to the second and the first core side, and/or splits in half the light from the second and the first core side to reflect to the one and the other extending directions of the first and the second core. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は光導波シート、光電子装置およびそれらの製造方法に関し、特にクロック信号となる光を分配して導波する光導波シートと、クロック信号となる光を出射する発光素子と受光部を含む電子回路を有する半導体チップとを光導波シートで光学的に接続した構成である光電子装置と、それらの製造方法に関する。   The present invention relates to an optical waveguide sheet, an optoelectronic device, and a manufacturing method thereof, and more particularly, an optical waveguide sheet that distributes and guides light serving as a clock signal, an electron including a light emitting element that emits light serving as a clock signal, and a light receiving unit. The present invention relates to an optoelectronic device having a structure in which a semiconductor chip having a circuit is optically connected by an optical waveguide sheet, and a manufacturing method thereof.

デジタルビデオカメラ、デジタル携帯電話、あるいはノートパソコンなど、携帯用電子機器の小型化、薄型化、軽量化に対する要求は強くなる一方であり、これに応えるために近年のVLSIなどの半導体装置においては3年で7割の縮小化を実現してきた。
この一方で、半導体装置のパッケージ形態としても、DIP(Dual Inline Package)などのリード挿入型から表面実装型やフリップチップ実装へと進展し、さらには能動素子を設けた半導体チップと受動素子とをパッケージ化したシステムインパッケージ(SiP)と呼ばれる複雑な形態へと進展している。
The demand for downsizing, thinning, and weight reduction of portable electronic devices such as digital video cameras, digital mobile phones, and notebook personal computers is increasing. A reduction of 70% has been achieved in the year.
On the other hand, as a package form of a semiconductor device, it progresses from a lead insertion type such as DIP (Dual Inline Package) to a surface mounting type or flip chip mounting, and further, a semiconductor chip provided with an active element and a passive element. It has evolved into a complex form called packaged system-in-package (SiP).

上記のように、近年の半導体技術の進展は目覚しく、特にCPUや高速ロジックのLSI世界ではクロック周波数が既にGHzオーダーを超えるに至っている。
GHzを超える信号の配線には、LSIの内部、外部を問わず従来問題とならなかった数多くの課題があり、これらを解決することが近々の半導体の更なる集積化、高速化において非常に重要な要素となっている。
それらの課題とは、信号の歪み(Signal Integrity)、電気的配線の周波数限界、配線のロス、配線の遅延、配線からの輻射、信号のスキュー(Skew)、配線駆動に関わる消費電力の増大などである。
As described above, the progress of semiconductor technology in recent years is remarkable, and the clock frequency has already exceeded the GHz order, particularly in the LSI world of CPUs and high-speed logics.
The wiring of signals exceeding GHz has many problems that have not been a problem in the past, whether inside or outside the LSI. Solving these problems is very important for the further integration and speeding up of semiconductors in the near future. It has become an element.
These issues include signal distortion (Signal Integrity), frequency limits of electrical wiring, wiring loss, wiring delay, radiation from wiring, signal skew (skew), increased power consumption related to wiring driving, etc. It is.

特に、近年LSIチップ中あるいは異なるLSIに供給するクロックのスキュー(タイミング差)が問題とされ、例えば1GHzクロックのIdigitの時間は500psであり、立ち上がり、立ち下りの時間は数10psから〜200ps程度以下であり、これに対し一般のε=4程度の誘電体上の配線では、概略の電気信号の伝播速度は67ps/cmであり、立ち上がり時間に対して無視できない領域に到達している。   In particular, the skew (timing difference) of clocks supplied to LSI chips or different LSIs in recent years has been a problem. For example, the IDigit time of a 1 GHz clock is 500 ps, and the rise and fall times are about several tens ps to about 200 ps or less. On the other hand, in a general wiring on a dielectric of about ε = 4, the propagation speed of an approximate electric signal is 67 ps / cm, and reaches a region that cannot be ignored with respect to the rise time.

そこで、実装基板上やLSI上の配線においても完全等長配線を用い、Hバ−と称されるHの文字の形状を有する配線にクロックを分配して配線スキューを抑える試みが数多くなされている。
これら、従来の電気配線でクロック分配を行なった場合は、配線の負荷を常にクロック周波数で駆動しつづけ、さらに各分配点において波形整形も行うため、消費電力が大きくなってしまうということなどの欠点があった。
Therefore, many attempts have been made to suppress wiring skew by using completely equal length wiring on the mounting substrate or LSI, and distributing the clock to the wiring having the shape of the letter H called H-bar. .
When clock distribution is performed using these conventional electrical wirings, the wiring load is always driven at the clock frequency, and waveform shaping is also performed at each distribution point, resulting in increased power consumption. was there.

そこで、上記の課題を克服するため、アルミニウムや銅などの金属を用いた電気配線の変わりに、光を配線に用いて、クロックを分配することが提案されている。
例えば、非特許文献1では、シリコン基板上に光導波路を形成、それらをマスクを用いて、一つのLSI毎に半導体プロセスで加工する事で光クロックツリーを有する配線板を得る技術が記載されている。
Therefore, in order to overcome the above problems, it has been proposed to distribute the clock using light for the wiring instead of the electric wiring using a metal such as aluminum or copper.
For example, Non-Patent Document 1 describes a technique for obtaining a wiring board having an optical clock tree by forming optical waveguides on a silicon substrate and processing them by a semiconductor process for each LSI using a mask. Yes.

しかし、前記のようなシリコンまたはセラミックや有機基板などの基板上に半導体プロセスによって順次クロック配線層を形成して行く方法では、特定のLSIに対応した設計やマスクを作製し、その度ごとに加工を行うという煩わしさが存在する。
また、全ての作製プロセスがシーケンシャルに行なわれるため、全体のTATが長期化し、小さな変更に対応しにくいという欠点が存在する。
Shiou Lin Sam, Anantha Chandrakasan, and Duane Boning, Variation Issues in On-Chip Optical Clock Distribution, Sixth International Workshop on Statistical Methodologies for IC Processes, Devices, and Circuits, Kyoto, Japan, June, 2001.
However, in the method of sequentially forming a clock wiring layer by a semiconductor process on a substrate such as silicon or ceramic or organic substrate as described above, a design or mask corresponding to a specific LSI is manufactured and processed each time. There is a hassle of doing.
In addition, since all manufacturing processes are performed sequentially, the entire TAT is prolonged and there is a drawback that it is difficult to cope with small changes.
Shiou Lin Sam, Anantha Chandrakasan, and Duane Boning, Variation Issues in On-Chip Optical Clock Distribution, Sixth International Workshop on Statistical Methodologies for IC Processes, Devices, and Circuits, Kyoto, Japan, June, 2001.

解決しようとする問題点は、上記のような方法では、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが困難であり、少量多品種の生産に対応することが困難であるという点である。   The problem to be solved is that it is difficult to maintain the degree of freedom of design so that it can cope with design changes, and it is difficult to cope with the production of a small variety of products. is there.

上記の課題を解決するため、本発明の光導波シートは、入射されたクロック信号である光を複数に分割して導波し、出射する光導波シートであって、第1の方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを第1クラッドで被覆してなる第1光導波層と、前記第1光導波層に積層して形成され、前記第1の方向と異なる第2の方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを第2クラッドで被覆してなる第2光導波層と、を有し、前記第1光導波層の所定の箇所に、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部が形成され、前記第2光導波層の所定の箇所に、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部が形成され、前記第1凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第1コア中を導波する光を前記第2コア側へ反射し、および/または、前記第2コア側からの光を二分割して前記第1コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、前記第2凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第2コア中を導波する光を前記第1コア側へ反射し、および/または、前記第1コア側からの光を二分割して前記第2コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、所定の光入射位置から前記第1コアまたは前記第2コアに入射された光を、前記第1凹部および前記第2凹部を経て複数に分割して導波し、前記第1凹部または前記第2凹部において前記光導波シートの面外方向に出射する。   In order to solve the above problems, an optical waveguide sheet of the present invention is an optical waveguide sheet that divides and guides light that is an incident clock signal and emits the light, and extends in a first direction. A first optical waveguide layer formed by covering a first core formed in a stripe shape with a first cladding, and a second direction different from the first direction, which is formed by laminating the first optical waveguide layer. And a second optical waveguide layer formed by coating a second core formed in a stripe shape with a second cladding, and at a predetermined position of the first optical waveguide layer in the first direction. A first concave portion having a forward tapered shape in which a parallel cross section narrows toward the bottom of the opening and having an inner wall surface intersecting with a plane perpendicular to the first direction at an angle of 45 ° is formed, and the second optical waveguide is formed. A forward taper where the cross section parallel to the second direction becomes narrower toward the bottom of the opening at a predetermined position of the layer A second recess having an inner wall surface intersecting at an angle of 45 ° with respect to a plane perpendicular to the second direction is formed, and the inner wall surface of the first recess serves as the mirror surface as the first surface. The light guided in the core is reflected to the second core side and / or the light from the second core side is divided into two and reflected in one extending direction and the other extending direction of the first core. The inner wall surface of the second recess serves as a mirror surface to reflect light guided through the second core toward the first core and / or divide the light from the first core into two parts Then, the light that is reflected in one extending direction and the other extending direction of the second core and that is incident on the first core or the second core from a predetermined light incident position is reflected on the first recess and the second core. Waveguides are divided into a plurality of parts through the recesses, and the optical waveguide is provided in the first recesses or the second recesses. Emitted to out-of-plane direction of the over bets.

上記の本発明の光導波シートは、入射されたクロック信号である光を複数に分割して導波し、出射する光導波シートであって、第1の方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを第1クラッドで被覆してなる第1光導波層と、第1の方向と異なる第2の方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを第2クラッドで被覆してなる第2光導波層とが積層して構成されている。
ここで、第1光導波層の所定の箇所に、第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部が形成されている。
また、第2光導波層の所定の箇所に、第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部が形成されている。
上記の第1凹部の内壁面が、ミラー面として、第1コア中を導波する光を第2コア側へ反射し、および/または、第2コア側からの光を二分割して第1コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、また、第2凹部の内壁面が、ミラー面として、第2コア中を導波する光を第1コア側へ反射し、および/または、第1コア側からの光を二分割して第2コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射する構成となっており、所定の光入射位置から第1コアまたは第2コアに入射された光を、第1凹部および第2凹部を経て複数に分割して導波し、第1凹部または第2凹部において光導波シートの面外方向に出射する。
The optical waveguide sheet of the present invention described above is an optical waveguide sheet that divides a light, which is an incident clock signal, into a plurality of waveguides, and emits the light. The optical waveguide sheet extends in a first direction and is formed in a stripe shape. The first optical waveguide layer formed by covering the first core with the first cladding and the second core formed in a stripe shape extending in the second direction different from the first direction are covered with the second cladding. And a second optical waveguide layer.
Here, a predetermined portion of the first optical waveguide layer has a forward tapered shape in which a cross section parallel to the first direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and intersects with a plane perpendicular to the first direction at an angle of 45 °. A first recess having an inner wall surface is formed.
The second optical waveguide layer has a forward tapered shape in which a cross section parallel to the second direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and intersects a plane perpendicular to the second direction at an angle of 45 °. A second recess having an inner wall surface is formed.
The inner wall surface of the first recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the first core to the second core side and / or to divide the light from the second core side into two parts. Reflecting in one extending direction and the other extending direction of the core, and the inner wall surface of the second recess reflects, as a mirror surface, light guided in the second core toward the first core, and / or The light from the first core is divided into two parts and reflected in one extending direction and the other extending direction of the second core, and enters the first core or the second core from a predetermined light incident position. The emitted light is divided into a plurality of waves through the first recess and the second recess and guided, and emitted in the out-of-plane direction of the optical waveguide sheet at the first recess or the second recess.

また、上記の課題を解決するため、本発明の光電子装置は、クロック信号となる光を出射する発光素子と、前記光を受光する受光部を備えた半導体チップと、前記光が入射されて複数に分割して導波し、前記受光部へ出射する光導波シートとを有し、前記光導波シートは、第1の方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを第1クラッドで被覆してなる第1光導波層と、前記第1光導波層に積層して形成され、前記第1の方向と異なる第2の方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを第2クラッドで被覆してなる第2光導波層と、を有し、前記第1光導波層の所定の箇所に、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部が形成され、前記第2光導波層の所定の箇所に、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部が形成され、前記第1凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第1コア中を導波する光を前記第2コア側へ反射し、および/または、前記第2コア側からの光を二分割して前記第1コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、前記第2凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第2コア中を導波する光を前記第1コア側へ反射し、および/または、前記第1コア側からの光を二分割して前記第2コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、所定の光入射位置において前記発光素子から前記第1コアまたは前記第2コアに入射された光を、前記第1凹部および前記第2凹部を経て複数に分割して導波し、前記第1凹部または前記第2凹部において前記受光部へ出射する。   In order to solve the above problems, an optoelectronic device according to the present invention includes a light emitting element that emits light serving as a clock signal, a semiconductor chip that includes a light receiving portion that receives the light, and a plurality of light incident on the light emitting element. And an optical waveguide sheet that is guided to the light-receiving unit, the optical waveguide sheet extending in a first direction and having a first core formed in a stripe shape by the first cladding A first optical waveguide layer formed by coating, and a second core formed in a stripe shape by being stacked in the first optical waveguide layer and extending in a second direction different from the first direction. A second optical waveguide layer coated with two clads, and having a forward tapered shape in which a cross section parallel to the first direction narrows toward the bottom of the opening at a predetermined portion of the first optical waveguide layer. And an inner wall surface that intersects at a 45 ° angle with respect to a plane perpendicular to the first direction. A first concave portion is formed, and a predetermined tapered portion of the second optical waveguide layer has a forward tapered shape in which a cross section parallel to the second direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and is in a plane perpendicular to the second direction. A second recess having an inner wall surface that intersects at an angle of 45 ° is formed, and the inner wall surface of the first recess serves as a mirror surface to transmit light guided in the first core to the second core side. Reflecting and / or splitting the light from the second core side in two and reflecting it in one extending direction and the other extending direction of the first core, and the inner wall surface of the second recess as a mirror surface The light guided in the second core is reflected to the first core side, and / or the light from the first core side is divided into two so that one extension direction of the second core and the other Reflected in the extending direction, the first core or the first core from the light emitting element at a predetermined light incident position The light incident on the core, through said first recess and said second recess and guided in a plurality to emit them to the light receiving portion in the first recess or the second recess.

上記の本発明の光電子装置は、上記の本発明の光導波シートに対して、所定の光入射位置において発光素子から第1コアまたは第2コアにクロック信号となる光を入射し、第1凹部および第2凹部を経て複数に分割して導波し、第1凹部または第2凹部において半導体チップに備えられた受光部へ出射する構成である。   In the optoelectronic device of the present invention, light that becomes a clock signal is incident on the first core or the second core from the light emitting element at a predetermined light incident position on the optical waveguide sheet of the present invention. And it is the structure which divides | segments into several through a 2nd recessed part, and guides to a light-receiving part with which the semiconductor chip was equipped in the 1st recessed part or the 2nd recessed part.

また、上記の課題を解決するため、本発明の光導波シートの製造方法は、第1クラッドと前記第1クラッド内に埋め込まれ、第1方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを有する第1光導波路がシート状に成形されてなる第1光導波層に対して、前記第1光導波路の端部となる位置に、キャピラリ部の先端に設けられた加工ヘッドであって、前記加工ヘッドの先端部が前記加工ヘッドの対称軸に対して45°の角度で交差し、かつ互いに直行する第1面および第2面を有する前記加工ヘッドを打ち込む工程と、前記第1光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第1光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部を形成する工程と、第2クラッドと前記第2クラッド内に埋め込まれ、第2方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを有する第2光導波路がシート状に成形されてなる第2光導波層に対して、前記第2光導波路の端部となる位置であって、前記第1凹部に対応する位置に、前記加工ヘッドを打ち込む工程と、前記第2光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第2光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部を形成する工程と、前記第1の方向と前記第2方向とを異ならせ、前記第1凹部と前記第2凹部の位置を合わせて、前記第1光導波層と前記第2光導波層を貼り合わせる工程とを有する。   In addition, in order to solve the above-described problem, the optical waveguide sheet manufacturing method of the present invention includes a first clad and a first core embedded in the first clad and extending in the first direction to form a stripe shape. A processing head provided at the tip of the capillary portion at a position to be an end of the first optical waveguide with respect to the first optical waveguide layer in which the first optical waveguide having a shape is formed into a sheet shape, A step of driving the processing head having a first surface and a second surface, wherein the processing head has a first surface and a second surface intersecting at an angle of 45 ° with respect to an axis of symmetry of the processing head; The processing head is released from the layer, the shapes of the first surface and the second surface are transferred to the end of the first optical waveguide, and the forward taper in which the cross section parallel to the first direction becomes narrower toward the bottom of the opening. Shape, in the first direction Forming a first recess having an inner wall surface intersecting at an angle of 45 ° with respect to a straight plane; embedded in the second cladding and the second cladding; and extending in the second direction to form a stripe shape The second optical waveguide having the second core formed in a sheet shape is a position that is an end of the second optical waveguide and corresponds to the first recess. A step of driving the processing head into position, releasing the processing head from the second optical waveguide layer, and transferring the shapes of the first surface and the second surface to an end of the second optical waveguide; Forming a second recess having a forward tapered shape in which a cross section parallel to the second direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and having an inner wall surface intersecting at a 45 ° angle with a plane perpendicular to the second direction. And making the first direction different from the second direction, The combined serial first recess and the position of the second recess, and a step of bonding the second optical waveguide layer and said first optical waveguide layer.

上記の本発明の光導波シートの製造方法は、第1クラッドと第1クラッド内に埋め込まれ、第1方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを有する第1光導波路がシート状に成形されてなる第1光導波層に対して、第1光導波路の端部となる位置に、キャピラリ部の先端に設けられた加工ヘッドであって、加工ヘッドの先端部が加工ヘッドの対称軸に対して45°の角度で交差し、かつ互いに直行する第1面および第2面を有する加工ヘッドを打ち込む。
次に、第1光導波層から加工ヘッドをリリースし、第1光導波路の端部に第1面および第2面の形状を転写して、第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部を形成する。
一方、同様にして、第2クラッドと第2クラッド内に埋め込まれ、第2方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを有する第2光導波路がシート状に成形されてなる第2光導波層に対して、第2光導波路の端部となる位置であって、第1凹部に対応する位置に、加工ヘッドを打ち込む。
次に、第2光導波層から加工ヘッドをリリースし、第2光導波路の端部に第1面および第2面の形状を転写して、第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部を形成する。
次に、第1の方向と第2方向とを異ならせ、第1凹部と第2凹部の位置を合わせて、第1光導波層と第2光導波層を貼り合わせる。
In the method of manufacturing an optical waveguide sheet according to the present invention, the first optical waveguide having the first core embedded in the first cladding and the first cladding and extending in the first direction and formed in a stripe shape is formed into a sheet shape. The processing head is provided at the tip of the capillary portion at a position corresponding to the end of the first optical waveguide with respect to the first optical waveguide layer formed into a shape, and the tip of the processing head is symmetrical to the processing head. A machining head having a first surface and a second surface intersecting at an angle of 45 ° with respect to the axis and orthogonal to each other is driven.
Next, the processing head is released from the first optical waveguide layer, the shapes of the first surface and the second surface are transferred to the end of the first optical waveguide, and the cross section parallel to the first direction becomes narrower toward the opening bottom. A first concave portion having a forward taper shape and having an inner wall surface intersecting at an angle of 45 ° with respect to a plane perpendicular to the first direction is formed.
On the other hand, a second optical waveguide having a second core embedded in the second clad and the second clad and having a second core extending in the second direction and formed in a stripe shape is formed into a sheet shape. A machining head is driven into the optical waveguide layer at a position corresponding to the first recess, which is the end of the second optical waveguide.
Next, the processing head is released from the second optical waveguide layer, the shapes of the first surface and the second surface are transferred to the end of the second optical waveguide, and the cross section parallel to the second direction is narrowed toward the bottom of the opening. A second concave portion having a forward taper shape and having an inner wall surface intersecting at an angle of 45 ° with a plane perpendicular to the second direction is formed.
Next, the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are bonded together by changing the first direction and the second direction so that the positions of the first concave portion and the second concave portion are aligned.

また、上記の課題を解決するため、本発明の光電子装置の製造方法は、第1クラッドと前記第1クラッド内に埋め込まれ、第1方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを有する第1光導波路がシート状に成形されてなる第1光導波層に対して、前記第1光導波路の端部となる位置に、キャピラリ部の先端に設けられた加工ヘッドであって、前記加工ヘッドの先端部が前記加工ヘッドの対称軸に対して45°の角度で交差し、かつ互いに直行する第1面および第2面を有する前記加工ヘッドを打ち込む工程と、前記第1光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第1光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部を形成する工程と、第2クラッドと前記第2クラッド内に埋め込まれ、第2方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを有する第2光導波路がシート状に成形されてなる第2光導波層に対して、前記第2光導波路の端部となる位置であって、前記第1凹部に対応する位置に、前記加工ヘッドを打ち込む工程と、前記第2光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第2光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部を形成する工程と、前記第1の方向と前記第2方向とを異ならせ、前記第1凹部と前記第2凹部の位置を合わせて、前記第1光導波層と前記第2光導波層を貼り合わせて光導波シートとする工程と、前記光導波シートの光入射位置に位置合わせして、クロック信号となる光を出射する発光素子をマウントする工程と、前記光導波シートの光出射位置に位置合わせして、前記光を受光する受光部を備えた半導体チップをマウントする工程とを有する。   In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing an optoelectronic device according to the present invention includes a first core embedded in a first clad and the first clad, and extending in a first direction and formed in a stripe shape. A processing head provided at a tip of a capillary portion at a position to be an end of the first optical waveguide with respect to a first optical waveguide layer in which the first optical waveguide having a sheet shape is formed, A step of driving the processing head having a first surface and a second surface in which a front end portion of the processing head intersects at an angle of 45 ° with respect to an axis of symmetry of the processing head, and the first optical waveguide layer; The processing head is released from the front, the shape of the first surface and the second surface is transferred to the end of the first optical waveguide, and the cross section parallel to the first direction becomes narrower toward the bottom of the opening. And hangs in the first direction Forming a first recess having an inner wall surface intersecting at an angle of 45 ° with respect to a flat surface, embedded in the second cladding and the second cladding, and extending in the second direction to form a stripe shape. The second optical waveguide layer having the second core is formed into a sheet-like shape, and is a position corresponding to the first recess, the position being the end of the second optical waveguide. The step of driving the processing head, releasing the processing head from the second optical waveguide layer, transferring the shape of the first surface and the second surface to the end of the second optical waveguide, Forming a second recess having a forward tapered shape in which a cross section parallel to the second direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and having an inner wall surface intersecting with a plane perpendicular to the second direction at an angle of 45 °; , Different the first direction and the second direction, Aligning the first concave portion and the second concave portion, bonding the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer to form an optical waveguide sheet, and aligning with the light incident position of the optical waveguide sheet; Mounting a light emitting element that emits light serving as a clock signal, and mounting a semiconductor chip including a light receiving portion that receives the light in alignment with the light emitting position of the optical waveguide sheet; Have

上記の本発明の光電子装置の製造方法は、本発明の光導波シートの製造方法によって光導波シートを製造し、さらに、光導波シート上あるいは所定の基板上に、光導波シートの光入射位置に位置合わせして、クロック信号となる光を出射する発光素子をマウントし、さらに、光導波シートの光出射位置に位置合わせして、上記の光を受光する受光部を備えた半導体チップをマウントする。   The above-described method for manufacturing an optoelectronic device according to the present invention includes manufacturing an optical waveguide sheet by the method for manufacturing an optical waveguide sheet according to the present invention, and further, at the light incident position of the optical waveguide sheet on the optical waveguide sheet or a predetermined substrate. A light emitting element that emits light that becomes a clock signal is mounted, and a semiconductor chip that includes a light receiving portion that receives the light is mounted by aligning with a light emitting position of the optical waveguide sheet. .

本発明の光導波シートは、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが可能であり、少量多品種の生産に対応することができる。   The optical waveguide sheet of the present invention can maintain a degree of design flexibility that can cope with a design change, and can cope with the production of a small variety of products.

本発明の光電子装置は、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが可能であり、少量多品種の生産に対応することができる。   The optoelectronic device of the present invention can maintain a degree of freedom of design that can cope with a design change, and can cope with the production of a small variety of products.

本発明の光導波シートの製造方法は、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが可能であり、少量多品種の生産に対応して、製造することができる。   The manufacturing method of the optical waveguide sheet of the present invention can maintain the degree of freedom of design so as to cope with the design change, and can be manufactured corresponding to the production of a small variety of products.

本発明の光電子装置の製造方法は、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが可能であり、少量多品種の生産に対応して、製造することができる。   The method for manufacturing an optoelectronic device according to the present invention can maintain a degree of design flexibility that can cope with a design change, and can be manufactured in response to the production of a small variety of products.

以下に、本発明に係る光導波シートとその製造方法、および、クロック信号となる光を出射する発光素子と受光部を含む電子回路を有する半導体チップとを光導波シートで光学的に接続した構成である光電子装置とその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an optical waveguide sheet according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a structure in which a light emitting element that emits light serving as a clock signal and a semiconductor chip having an electronic circuit including a light receiving portion are optically connected by the optical waveguide sheet Embodiments of an optoelectronic device and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings.

第1実施形態
本実施形態は、入射されたクロック信号である光を複数に分割して導波し、出射する光導波シートである。
図1(a)は本実施形態に係る光導波シートの平面図であり、図1(b)は図1(a)中のa−a’における断面図であり、図1(c)は図1(a)中のb−b’における断面図である。
第1の方向D1に延伸してストライプ状に形成された第1コア30bを第1クラッド30aで被覆してなる第1光導波層30と、第1の方向D1と異なり、例えば図面のように直行する第2の方向Dに延伸してストライプ状に形成された第2コア31bを第2クラッド31aで被覆してなる第2光導波層31とが、接着層54を介して積層されている。
First Embodiment The present embodiment is an optical waveguide sheet that divides a light, which is an incident clock signal, into a plurality of waveguides and emits the light.
FIG. 1A is a plan view of the optical waveguide sheet according to the present embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG. 1A, and FIG. It is sectional drawing in bb 'in 1 (a).
Unlike the first direction D 1 , the first optical waveguide layer 30 formed by covering the first core 30 b formed in a stripe shape extending in the first direction D 1 with the first cladding 30 a, for example, laminating the second core 31b formed in the second stripes extend in a direction D 2 of the orthogonal to the second optical waveguide layer 31 formed by coating with a second cladding 31a is, through the adhesive layer 54 Has been.

ここで、丸印で示された分岐点BRにおいて、第1光導波層30に第1凹部が形成され、また、第2光導波層31に第2凹部が形成されている。これらの第1凹部と第2凹部の内壁面がミラー面となっており、第1光導波層を導波した光が二分割されて第2光導波層を導波する光の分岐点、または、第2光導波層を導波した光が二分割されて第1光導波層を導波する光の分岐点となっている。   Here, at a branch point BR indicated by a circle, a first recess is formed in the first optical waveguide layer 30 and a second recess is formed in the second optical waveguide layer 31. The inner wall surfaces of the first recess and the second recess are mirror surfaces, and the light branching point where the light guided through the first optical waveguide layer is divided into two and guided through the second optical waveguide layer, or The light guided through the second optical waveguide layer is divided into two to form a branching point of the light guided through the first optical waveguide layer.

黒丸で示された光出射位置LOにおいても、第2光導波層31に第2凹部が形成されている。第2凹部の内壁面がミラー面となっており、第2光導波層31を導波した光を、光導波シートの面外方向に出射する構成となっている。   The second recess is formed in the second optical waveguide layer 31 also at the light emission position LO indicated by the black circle. The inner wall surface of the second recess is a mirror surface, and the light guided through the second optical waveguide layer 31 is emitted in the out-of-plane direction of the optical waveguide sheet.

上記の構成となっていることから、光入射位置LIから入射された光は、第1光導波層30に設けられた第1光導波路WG1を導波し、第1光導波路WG1の端部の分岐点BRにおいて、第1光導波路WG1から二分割されて第2光導波層31に設けられた第2光導波路WG2へと導波する。
さらに第2光導波路WG2の一方の端部の分岐点BRにおいて、第2光導波路WG2から二分割されて、第1導波層30に設けられた第3光導波路WG3へと導波する。
一方、第2光導波路WG2の他方の端部の分岐点BRにおいて、第2光導波路WG2から二分割されて、第1導波層30に設けられた第4光導波路WG4へと導波する。
上記の第3光導波路WG3および第4光導波路WG4から、各分岐点BRにおいて二分割されて、第2光導波層31に設けられた、第5光導波層WG5、第6光導波層WG6、第7光導波層WG7および第8光導波層WG8へとそれぞれ導波し、第5光導波層WG5、第6光導波層WG6、第7光導波層WG7および第8光導波層WG8の両端に設けられた計8個の光出射位置LOから光導波シートの面外方向に出射する。
Due to the above configuration, the light incident from the light incident position LI is guided through the first optical waveguide WG1 provided in the first optical waveguide layer 30, and the light at the end of the first optical waveguide WG1. At the branch point BR, the light is divided into two from the first optical waveguide WG1 and guided to the second optical waveguide WG2 provided in the second optical waveguide layer 31.
Further, at the branch point BR at one end of the second optical waveguide WG2, the second optical waveguide WG2 is divided into two and guided to the third optical waveguide WG3 provided in the first waveguide layer 30.
On the other hand, at the branch point BR at the other end of the second optical waveguide WG2, the second optical waveguide WG2 is divided into two parts and guided to the fourth optical waveguide WG4 provided in the first waveguide layer 30.
A fifth optical waveguide layer WG5, a sixth optical waveguide layer WG6, which are divided into two at each branch point BR from the third optical waveguide WG3 and the fourth optical waveguide WG4 and provided in the second optical waveguide layer 31, The optical waveguides are guided to the seventh optical waveguide layer WG7 and the eighth optical waveguide layer WG8, respectively, at both ends of the fifth optical waveguide layer WG5, the sixth optical waveguide layer WG6, the seventh optical waveguide layer WG7, and the eighth optical waveguide layer WG8. The light is emitted from a total of eight light emitting positions LO in the out-of-plane direction of the optical waveguide sheet.

上記の分岐点のうちの、第1光導波層30から二分割して第2光導波層31に導波する分岐点BRについて、詳細に説明する。
図2(a)は、上記の分岐点BRの模式平面図であり、図2(b)は図2(a)中のa−a’における模式断面図であり、図2(c)は図2(a)中のb−b’における模式断面図である。
分岐点BRとなる箇所において、第1光導波層30に、第1方向D1に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、第1方向D1に垂直な平面F1に対して45°(α)の角度で交差する内壁面を有するV字型の第1凹部30vが形成されている。
上記の構成の第1凹部30vの内壁面は、ミラー面MRとして、第1コア30b中を導波する光を第2コア31b側へ反射し、および/または、第2コア31b側からの光を二分割して第1コア30bの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射する。
Of the branch points, a branch point BR that is divided into two parts from the first optical waveguide layer 30 and guided to the second optical waveguide layer 31 will be described in detail.
2A is a schematic plan view of the branch point BR, FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along aa ′ in FIG. 2A, and FIG. It is a schematic cross section in bb 'in 2 (a).
At the location that becomes the branch point BR, the first optical waveguide layer 30 has a forward taper shape in which a cross section parallel to the first direction D 1 narrows toward the bottom of the opening, and is on a plane F 1 that is perpendicular to the first direction D 1. On the other hand, a V-shaped first recess 30v having an inner wall surface that intersects at an angle of 45 ° (α) is formed.
As the mirror surface MR, the inner wall surface of the first recess 30v configured as described above reflects light guided in the first core 30b toward the second core 31b and / or light from the second core 31b. And is reflected in one extending direction and the other extending direction of the first core 30b.

一方、分岐点BRとなる箇所において、第2光導波層31に、第2方向Dに平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、第2方向Dに垂直な平面Fに対して45°(α)の角度で交差する内壁面を有するV字型の第2凹部31vが形成されている。
上記の構成の第2凹部31vの内壁面は、ミラー面MRとして、第2コア31b中を導波する光を第1コア30b側へ反射し、および/または、第1コア30b側からの光を二分割して第2コア31bの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射する。
On the other hand, at a point where the branch point BR, the second optical waveguide layer 31, a cross section parallel to the second direction D 2 is a forward tapered shape which narrows as open bottom side, a plane perpendicular F in the second direction D 2 second recess 31v V-shaped having an inner wall surface which intersect at an angle of 2 45 ° relative to (alpha) is formed.
The inner wall surface of the second recess 31v configured as described above reflects, as the mirror surface MR, the light guided through the second core 31b to the first core 30b side and / or the light from the first core 30b side. And is reflected in one extending direction and the other extending direction of the second core 31b.

上記の第1凹部30vの深さは、少なくとも第1コア30bの下面に到達し、例えば第1光導波層30全体の下面に達する程度である。また、第1方向D1に直行する方向に対する第1凹部30vの幅は、第1コア30bの幅より広く、第1コア30b内を導波する光全体が第1凹部30vの内壁面で反射する構成となっている。
第2凹部31vについても同様であり、少なくとも第2コア31bの下面に到達し、例えば第2光導波層31全体の下面に達する程度である。また、第2方向Dに直行する方向に対する第2凹部31vの幅は、第2コア31bの幅より広く、第2コア31b内を導波する光全体が第2凹部31vの内壁面で反射する構成となっている。
The depth of the first recess 30v reaches at least the lower surface of the first core 30b, for example, reaches the lower surface of the entire first optical waveguide layer 30. The width of the first recess 30v with respect to the direction perpendicular to the first direction D 1 is wider than the width of the first core 30b, the whole light guided through the first core 30b is reflected on the inner wall surface of the first recess 30v It is the composition to do.
The same applies to the second recess 31v, and at least reaches the lower surface of the second core 31b, for example, reaches the lower surface of the entire second optical waveguide layer 31. The width of the second recess 31v with respect to a direction perpendicular to the second direction D 2 is wider than the width of the second core 31b, the whole light guided through the second core 31b is reflected on the inner wall surface of the second recess 31v It is the composition to do.

図2(a)〜(c)においては、第1凹部30vの第1方向D1に垂直な平面F1に対して45°(α)の角度で交差する1対の内壁面のうちの一方の面の中心と、第2凹部31vの中心が位置合わせされて構成されている。
この場合、図2(a)〜(c)に示すように、第1コア30b内を分岐点BR方向に導波する光Lは、第1凹部30vの第1方向D1に垂直な平面F1に対して45°の角度で交差する1対の内壁面のうちの一方の面において第2コア31b側へ反射され、さらに第2凹部31の第2方向Dに垂直な平面Fに対して45°の角度で交差する1対の内壁面において二分割されて第2コア31bの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射され、第2コア31b中をそれぞれ導波される。
2A to 2C, one of a pair of inner wall surfaces that intersect at an angle of 45 ° (α) with respect to a plane F 1 perpendicular to the first direction D 1 of the first recess 30v. The center of the surface and the center of the second recess 31v are aligned.
In this case, as shown in FIG. 2 (a) ~ (c) , the light L guided to the branch point BR direction in the first core 30b is a plane perpendicular F in a first direction D 1 of the first recess 30v 1 is reflected toward the second core 31b on one surface of the pair of inner wall surfaces intersecting at an angle of 45 ° with respect to 1, and further on a plane F 2 perpendicular to the second direction D 2 of the second recess 31 On the other hand, a pair of inner wall surfaces intersecting at an angle of 45 ° are divided into two and reflected in one extending direction and the other extending direction of the second core 31b, and are guided in the second core 31b.

上記のように、第1凹部30vと第2凹部31vの組み合わせにより分岐点BRが構成されているが、第1凹部30vと第2凹部31vのいずれか一方のみが形成されている場合には、第1コア30bまたは第2コア31b内を導波する光を光導波シートの面外方向に出射する光出射位置LOが構成される。
図1(a)における光出射位置LOが、第2光導波層31に設けられているので、第2凹部31vから構成されている。
As described above, the branch point BR is configured by the combination of the first recess 30v and the second recess 31v, but when only one of the first recess 30v and the second recess 31v is formed, A light emission position LO for emitting light guided in the first core 30b or the second core 31b in the out-of-plane direction of the optical waveguide sheet is configured.
Since the light emission position LO in FIG. 1A is provided in the second optical waveguide layer 31, it is constituted by the second recess 31v.

上記の構成の分岐点BRや光出射位置LOとなる第1凹部30vや第2凹部31vが所定の位置に形成されていることから、所定の光入射位置LIから第1コア30bまたは第2コア31bに入射された光を、第1凹部30vおよび第2凹部31vを経て複数に分割して導波し、第1凹部30vまたは第2凹部31vにおいて光導波シートの面外方向に出射する構成となっている。   Since the first recess 30v and the second recess 31v serving as the branch point BR and the light emission position LO having the above-described configuration are formed at predetermined positions, the first core 30b or the second core from the predetermined light incident position LI. The light incident on 31b is divided into a plurality of parts through the first concave portion 30v and the second concave portion 31v and guided, and is emitted in the out-of-plane direction of the optical waveguide sheet at the first concave portion 30v or the second concave portion 31v. It has become.

上記の本実施形態に係る光導波シートにおいては、さらに、光入射位置から光導波シートの外部へ出射する位置までの光を導波する距離が、複数回分割して導波するいずれの経路においても等しい距離となっている。
このように、クロック供給を行う光配線について完全等長配線とすることで、クロック信号を複数の受光部に分配するときのスキューをほぼ抑制することができる。
In the optical waveguide sheet according to the above-described embodiment, the distance for guiding light from the light incident position to the position where the light is emitted to the outside of the optical waveguide sheet is further divided in multiple paths. Are also equal distances.
As described above, by making the optical wiring for supplying the clock a completely equal length wiring, it is possible to substantially suppress the skew when the clock signal is distributed to the plurality of light receiving portions.

次に、上記の構成の第1凹部と第2凹部を形成する方法について説明する。
図3(a)は、内壁面が光導波シートのミラー面となる第1凹部と第2凹部を形成するための加工ヘッドを備えた加工装置の加工ヘッド部分の模式的斜視図である。
加工ヘッド1が略円筒形のキャピラリ2の先端に形成されており、キャピラリ2の加工ヘッド1と反対側の端部がキャピラリ保持部3によって保持されている。
Next, a method for forming the first recess and the second recess having the above-described configuration will be described.
FIG. 3A is a schematic perspective view of a processing head portion of a processing apparatus provided with a processing head for forming a first concave portion and a second concave portion whose inner wall surface is a mirror surface of the optical waveguide sheet.
A processing head 1 is formed at the tip of a substantially cylindrical capillary 2, and the end of the capillary 2 opposite to the processing head 1 is held by a capillary holding unit 3.

図3(b)は本実施形態に係る加工ヘッドの一側面図であり、図3(c)は図3(b)と直行する側からの側面図である。
加工ヘッド1の先端部は、加工ヘッド1の対称軸AXに対して所定の角度α(45°)の角度で交差し、かつ互いに直行する第1面1aおよび第2面1bを有する。
上記の加工ヘッドは、クラッドとクラッド内に埋め込まれたコアを有する光導波路がシート状に成形されてなる光導波シートに対して、光導波路の端部となる位置に打ち込まれると、光導波路の端部に第1面1aおよび第2面1bの形状が転写されてミラー面が形成されるような形状となっている。
FIG. 3B is a side view of the machining head according to the present embodiment, and FIG. 3C is a side view from the side orthogonal to FIG. 3B.
The tip of the processing head 1 has a first surface 1a and a second surface 1b that intersect the symmetry axis AX of the processing head 1 at a predetermined angle α (45 °) and are orthogonal to each other.
When the above-described processing head is driven into the end portion of the optical waveguide with respect to the optical waveguide sheet in which the optical waveguide having the clad and the core embedded in the clad is formed into a sheet shape, The shape of the first surface 1a and the second surface 1b is transferred to the end portion to form a mirror surface.

上記の本実施形態の加工ヘッドは、好ましくは加工ヘッドを加熱する加熱手段を備えている。
光導波シートの加工において、例えば光導波シートが熱可塑性材料から構成される場合には熱を印加することで光導波シートを軟化させ、加工しやすくすることができる。あるいは、例えば光導波シートが熱硬化性材料から構成される場合には、加工した形状を保持するように熱を印加して硬化させることができる。いずれの場合でも、加熱温度は光導波シート材料の熱分解温度以下とする。
The processing head of the above-described embodiment preferably includes a heating unit that heats the processing head.
In the processing of the optical waveguide sheet, for example, when the optical waveguide sheet is made of a thermoplastic material, it is possible to soften the optical waveguide sheet by applying heat and to facilitate the processing. Alternatively, for example, when the optical waveguide sheet is made of a thermosetting material, it can be cured by applying heat so as to maintain the processed shape. In any case, the heating temperature is not higher than the thermal decomposition temperature of the optical waveguide sheet material.

また、上記の加工ヘッド1は、好ましくは、アルミナ、アルミナイトライド、シリコンカーバイド、ボロンナイトライドなどのセラミック、サファイヤ、ルビー、ダイヤモンドなどの人工鉱物、ステンレス、タングステン、チタンなどの金属や金属合金、タングステン、チタン、アルミニウム、シリコン、タンタルなどの炭化物、窒化物、炭窒化物などのいわゆる超鋼合金、およびこれらの超鋼合金にコバルト、ニッケル、クロム、モリブデンなどの添加物を加えたもの、などから構成されている。   The processing head 1 is preferably made of ceramics such as alumina, aluminum nitride, silicon carbide, boron nitride, artificial minerals such as sapphire, ruby and diamond, metals and metal alloys such as stainless steel, tungsten and titanium, So-called super steel alloys such as tungsten, titanium, aluminum, silicon, tantalum and other carbides, nitrides, carbonitrides, etc., and those super steel alloys added with additives such as cobalt, nickel, chromium, molybdenum, etc. It is composed of

第1面1aおよび第2面1bの対称軸AXに投影した長さLは、この加工ヘッド1により加工される光導波シートの加工すべき厚さ以上に設定され、少なくともコアの下面までの厚さ以上であり、例えば光導波シート全体の厚さとする。
また、第1面1aおよび第2面1bの幅Wは、この加工ヘッド1により加工される光導波シートにおけるコアの幅以上に設定される。
The length L projected onto the symmetry axis AX of the first surface 1a and the second surface 1b is set to be greater than the thickness to be processed of the optical waveguide sheet processed by the processing head 1, and at least the thickness to the lower surface of the core. For example, it is the thickness of the entire optical waveguide sheet.
Further, the width W of the first surface 1 a and the second surface 1 b is set to be equal to or larger than the width of the core in the optical waveguide sheet processed by the processing head 1.

上記の加工ヘッドを用いて、第1光導波層に第1凹部を形成する方法について説明する。
まず、加工される光導波シートとして、図4(a)に示すように、シリコンあるいはガラスなどのダミー基板50上に剥離層51を形成した後、この上層に第1光導波層30を形成する。即ち、剥離層51上にクラッド材料を塗布し、キュア処理を行った後、コア材料を塗布し、パターン露光および現像処理により所定のパターンに加工し、さらに再びクラッド材料を塗布し、平坦化してシート状に加工する。
上記のようにして、第1の屈折率の第1クラッド30aと、第1クラッド30aに被覆されて、例えばストライプ状に光導波方向に延伸するパターンを有し、第1の屈折率よりも高い第2の屈折率を有する第1コア30bを有し、シート状に成形された第1光導波層30を形成する。
剥離層51は、熱可塑性の樹脂、光導波シートを構成する樹脂材料と密着性の悪いチタン/銅積層体、特定の酸に溶解する酸化シリコン膜などを用いることができる。
A method of forming the first recess in the first optical waveguide layer using the above processing head will be described.
First, as a processed optical waveguide sheet, as shown in FIG. 4A, a release layer 51 is formed on a dummy substrate 50 such as silicon or glass, and then a first optical waveguide layer 30 is formed thereon. . That is, after applying a clad material on the release layer 51 and performing a curing process, the core material is applied, processed into a predetermined pattern by pattern exposure and development processes, and then the clad material is applied again and planarized. Process into a sheet.
As described above, the first clad 30a having the first refractive index and the first clad 30a are covered with the first clad 30a and have a pattern extending in the optical waveguide direction, for example, in a stripe shape, which is higher than the first refractive index. A first optical waveguide layer 30 having a first core 30b having a second refractive index and formed into a sheet shape is formed.
As the release layer 51, a thermoplastic resin, a titanium / copper laminate having poor adhesion to the resin material constituting the optical waveguide sheet, a silicon oxide film dissolved in a specific acid, or the like can be used.

第1光導波層は、用いる光の波長に対して透明であり、例えば、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など、またはこれらのフッ化物などの有機系材料から構成されている。
また、上記の第1コア30bとしては、例えばマルチモードの伝播を仮定すると、第1コア30bの厚み、幅はおよそ5〜50μm、第2クラッド30aの厚みとしてはコア30bの1/4〜1/2くらいが適当である。
The first optical waveguide layer is transparent to the wavelength of light used, and is made of, for example, an organic material such as polyimide resin, polyolefin resin, polynorbornene resin, acrylic resin, epoxy resin, or fluorides thereof. ing.
Further, as the first core 30b, for example, assuming multimode propagation, the thickness and width of the first core 30b are approximately 5 to 50 μm, and the thickness of the second cladding 30a is 1/4 to 1 of the core 30b. / 2 is appropriate.

次に、図4(b)に示すように、上記の構成の第1光導波層に対して、光導波路の端部となる位置と加工ヘッドとを位置合わせして、所定の力を印加して上記の構成の加工ヘッド1を打ち込む。このとき、少なくとも加工ヘッド1の先端が第1コア30bの下面に到達するように、例えば第1光導波層30の下層の剥離層51に達する程度にまで、加工ヘッドを打ち込む。
このとき、場合によっては加工ヘッド1で加工された部分から加工残渣(バリ)30cが押し出されて発生する。
Next, as shown in FIG. 4 (b), the position of the end of the optical waveguide and the processing head are aligned with the first optical waveguide layer configured as described above, and a predetermined force is applied. Then, the machining head 1 having the above configuration is driven. At this time, the processing head is driven so as to reach, for example, the release layer 51 below the first optical waveguide layer 30 so that at least the tip of the processing head 1 reaches the lower surface of the first core 30b.
At this time, a processing residue (burr) 30c is pushed out from a portion processed by the processing head 1 depending on circumstances.

次に、図4(c)に示すように、第1光導波層30から加工ヘッド1をリリースし、光導波路の端部に加工ヘッド1の第1面1aおよび第2面1bの形状を転写して、第1凹部30vを形成する。第1凹部30vの内壁面がミラー面MRとなる。   Next, as shown in FIG. 4C, the processing head 1 is released from the first optical waveguide layer 30, and the shapes of the first surface 1a and the second surface 1b of the processing head 1 are transferred to the ends of the optical waveguide. Thus, the first recess 30v is formed. The inner wall surface of the first recess 30v becomes the mirror surface MR.

次に、例えば研磨シート上にフェースダウンで第1光導波層の表面のラッピング処理を行って、図4(d)に示すように加工残渣30cを除去する。また、使用した加工ヘッド上にも残渣が生じることがあるので、必要に応じてダミー加工基板を用いてスクラブすることで残渣を除去する。
以上で、加工ヘッドを用いて第1光導波層に第1凹部を形成することができる。
なお、第2光導波層に第2凹部を形成する工程も、上記と同様にして行うことができる。
Next, for example, the surface of the first optical waveguide layer is lapped on the polishing sheet face down to remove the processing residue 30c as shown in FIG. Further, since a residue may be generated on the used processing head, the residue is removed by scrubbing using a dummy processing substrate as necessary.
As described above, the first recess can be formed in the first optical waveguide layer using the processing head.
The step of forming the second recess in the second optical waveguide layer can be performed in the same manner as described above.

上記の光導波路の端部となる位置に加工ヘッドを打ち込む工程においては、例えば、第1光導波層を不図示の下部ヒータで所定の温度に保持し、また、不図示の加熱手段により加工ヘッドを所定の温度に加熱しながら行う。
第1光導波層の加工において、例えば第1光導波層が熱可塑性材料から構成される場合には、熱を印加することで光導波シートを軟化させ、加工しやすくすることができる。あるいは、例えば第1光導波層が熱硬化性材料から構成される場合には、加工した形状を保持するように熱を印加して硬化させることができる。いずれの場合でも、加工ヘッドの加熱温度は第1光導波層の材料の熱分解温度以下とする。
In the step of driving the processing head into the position to be the end of the optical waveguide, for example, the first optical waveguide layer is held at a predetermined temperature by a lower heater (not shown), and the processing head is heated by a heating means (not shown). While heating to a predetermined temperature.
In the processing of the first optical waveguide layer, for example, when the first optical waveguide layer is made of a thermoplastic material, the optical waveguide sheet can be softened by applying heat to facilitate processing. Alternatively, for example, when the first optical waveguide layer is made of a thermosetting material, it can be cured by applying heat so as to keep the processed shape. In any case, the heating temperature of the processing head is set to be equal to or lower than the thermal decomposition temperature of the material of the first optical waveguide layer.

上記の加工ヘッドを用いた加工装置は、ボンディングワイヤ装置を転用して得ることができ、即ち、ボンディングワイヤ装置のヘッドを本実施形態の加工ヘッドに変更して得ることができる。
この加工装置を用いて第1光導波層にミラー面を形成する場合、加工ヘッドによる加工ポイントの座標を予め設定および入力しておくことで、光導波路上の場所や、向きに拘わらず、任意の場所に高速でミラー面を形成することができる。この時の加工速度は、ワイヤボンディングのボンディング速度に略等しく、1秒間につき5〜10ポイント程度の加工が可能である。
The processing apparatus using the above processing head can be obtained by diverting the bonding wire device, that is, it can be obtained by changing the head of the bonding wire device to the processing head of this embodiment.
When forming a mirror surface on the first optical waveguide layer using this processing apparatus, it is possible to set and input the coordinates of the processing point by the processing head in advance, regardless of the location and orientation on the optical waveguide. The mirror surface can be formed at a high speed at the location. The processing speed at this time is substantially equal to the bonding speed of wire bonding, and processing of about 5 to 10 points per second is possible.

次に、本実施形態に係る光導波シートの製造方法について説明する。
まず、第1光導波層を形成する。
まず、図5(a)に示すように、シリコンあるいはガラスなどからなるダミー基板50の表面に、例えば、電子ビーム蒸着法あるいはスパッタリング法などにより、チタン層と銅層の積層体を形成し、剥離層51とする。あるいは、CVD(Chemical Vapor Deposition)法あるいはスパッタリング法により、酸化シリコン層を形成し、剥離層51とすることもできる。この場合には、ダミー基板50はシリコンなどを用いる。
Next, a method for manufacturing the optical waveguide sheet according to this embodiment will be described.
First, a first optical waveguide layer is formed.
First, as shown in FIG. 5A, a laminate of a titanium layer and a copper layer is formed on the surface of a dummy substrate 50 made of silicon or glass by, for example, electron beam evaporation or sputtering, and then peeled off. Layer 51 is assumed. Alternatively, the peeling layer 51 can be formed by forming a silicon oxide layer by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method. In this case, the dummy substrate 50 uses silicon or the like.

次に、図5(b)に示すように、例えばスピンコートや印刷法によりポリイミド樹脂などの第1の屈折率の樹脂層を形成し、キュア処理を行って硬化させ、第1クラッド30aとする。   Next, as shown in FIG. 5B, a resin layer having a first refractive index such as polyimide resin is formed by spin coating or printing, for example, and cured by curing to form the first cladding 30a. .

次に、図5(c)に示すように、例えば感光性ポリイミドなどの第1の屈折率よりも高い第2の屈折率を有する感光性樹脂層を形成し、パターニング用マスクを用いて露光を行い、さらに現像およびキュア処理を行って、ストライプ状の第1コア30bを形成する。
例えば、マルチモードの伝播を仮定すると、第1コア30bの厚み、幅はおよそ5〜50μm、第1クラッド30aの厚みとしては第1コア30bの1/4〜1/2くらいが適当である。
Next, as shown in FIG. 5C, a photosensitive resin layer having a second refractive index higher than the first refractive index, such as photosensitive polyimide, is formed, and exposure is performed using a patterning mask. Then, development and curing are further performed to form the stripe-shaped first core 30b.
For example, assuming multi-mode propagation, the thickness and width of the first core 30b are about 5 to 50 μm, and the thickness of the first cladding 30a is about 1/4 to 1/2 of the first core 30b.

次に、図6(a)に示すように、上記と同様に、例えばスピンコートや印刷法によりポリイミド樹脂などの第1の屈折率の樹脂層を形成し、必要に応じて加熱リフローを行い、キュア処理を行って硬化させ、第1クラッド30aを形成する。
このようにして、第1コア30bの外周を第1クラッド30aが被覆してシート状に成形された第1光導波層30を形成する。
図6(b)は図6(a)の状態においてコアの延伸方向に平行な断面を示し、これは図6(a)とは直交する方向の断面であり、以降の工程はこの方向の断面に沿って行う。
Next, as shown in FIG. 6A, in the same manner as described above, for example, a resin layer having a first refractive index such as polyimide resin is formed by spin coating or printing, and heat reflow is performed as necessary. Curing is performed and cured to form the first cladding 30a.
In this way, the first optical waveguide layer 30 formed in a sheet shape is formed by covering the outer periphery of the first core 30b with the first cladding 30a.
FIG. 6B shows a cross section parallel to the extending direction of the core in the state of FIG. 6A, which is a cross section in a direction orthogonal to FIG. 6A, and the subsequent steps are cross sections in this direction. Follow along.

次に、図7(a)に示すように、図3(a)〜(c)に示す加工ヘッド1を用い、図4(a)〜(d)に示す工程と同様にして、第1光導波層30に対して、光導波路の端部となる位置と加工ヘッドとを位置合わせして、所定の力を印加して加工ヘッド1を打ち込む。このとき、少なくとも加工ヘッド1の先端が第1コア30bの下面に到達するように、例えば第1光導波層の下層の剥離層51に達する程度にまで、加工ヘッドを打ち込む。
第1光導波層30から加工ヘッド1をリリースすることで、光導波路の端部に加工ヘッド1の第1面1aおよび第2面1bの形状を転写して、第1凹部30vを形成する。第1凹部30vの壁面がミラー面MRとなる。
Next, as shown in FIG. 7A, the first light guide is used in the same manner as the steps shown in FIGS. 4A to 4D using the machining head 1 shown in FIGS. 3A to 3C. The position of the end of the optical waveguide and the processing head are aligned with the wave layer 30 and a predetermined force is applied to drive the processing head 1. At this time, the processing head is driven so as to reach, for example, the release layer 51 below the first optical waveguide layer so that at least the tip of the processing head 1 reaches the lower surface of the first core 30b.
By releasing the processing head 1 from the first optical waveguide layer 30, the shapes of the first surface 1a and the second surface 1b of the processing head 1 are transferred to the end portion of the optical waveguide to form the first recess 30v. The wall surface of the first recess 30v becomes the mirror surface MR.

上記の第1凹部30vを形成する工程において、加工ヘッド1で加工された部分から加工残渣(バリ)が押し出されて発生するので、必要に応じて、例えば研磨シート上にフェースダウンで光導波シート表面のラッピング処理を行い、加工残渣を除去する。   In the step of forming the first recess 30v, a processing residue (burr) is generated by being pushed out from a portion processed by the processing head 1, so that the optical waveguide sheet can be face-down, for example, on the polishing sheet as necessary. Surface lapping is performed to remove processing residues.

次に、図7(b)に示すように、第1光導波層30の表面に、接着性があり、ある特定の温度で剥離が可能な熱剥離シート52を貼り合わせる。
この熱剥離シート52は、例えば、PETフィルム上に発泡カプセルを接着剤中に分散させて構成されたものであり、例えば、日東電工社製のリバーアルファなどを用いることができる。例えば、PETフィルムを70℃〜150℃に加熱することで間単に取り去ることができるものである。
Next, as shown in FIG. 7B, a heat release sheet 52 that has adhesiveness and can be peeled off at a specific temperature is bonded to the surface of the first optical waveguide layer 30.
The thermal release sheet 52 is configured, for example, by dispersing foamed capsules in an adhesive on a PET film. For example, River Alpha manufactured by Nitto Denko Corporation can be used. For example, the PET film can be easily removed by heating to 70 ° C. to 150 ° C.

次に、図7(c)に示すように、例えば剥離層51としてチタン層と銅層の積層体を用いている場合、塩酸などの酸中に上記熱剥離シート52でサポートされている第1光導波層30を浸漬し、剥離層51と第1光導波層30の第1クラッド30aの界面において剥離する。
あるいは、剥離層51として酸化シリコン層を用いている場合には、フッ酸あるいはバッファードフッ酸などの酸中に上記熱剥離シート52でサポートされている第1光導波層30を浸漬し、剥離層51を溶解して、第1光導波層30を剥離する。
以上で、熱剥離シート52に保持された第1光導波層30が得られる。
別途、上記と同様の工程により、熱剥離シートに保持され、第2凹部が形成された第2光導波層31を形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, for example, when a laminate of a titanium layer and a copper layer is used as the release layer 51, the first supported by the thermal release sheet 52 in an acid such as hydrochloric acid. The optical waveguide layer 30 is immersed and peeled off at the interface between the release layer 51 and the first cladding 30 a of the first optical waveguide layer 30.
Alternatively, when a silicon oxide layer is used as the release layer 51, the first optical waveguide layer 30 supported by the thermal release sheet 52 is immersed in an acid such as hydrofluoric acid or buffered hydrofluoric acid, and the release is performed. The layer 51 is dissolved and the first optical waveguide layer 30 is peeled off.
Thus, the first optical waveguide layer 30 held on the heat release sheet 52 is obtained.
Separately, by the same process as described above, the second optical waveguide layer 31 that is held on the heat release sheet and has the second recesses is formed.

次に、図8(a)に示すように、上記のようにして得られた第1光導波層30と、第2光導波層とを、用いる光の波長に対して透明な接着剤シート(接着層)54を介して、第1凹部30vと第2凹部31vの位置を位置合わせしながら、貼り合わせる。   Next, as shown in FIG. 8 (a), the first optical waveguide layer 30 and the second optical waveguide layer obtained as described above are bonded to an adhesive sheet transparent to the wavelength of light used ( The first concave portion 30v and the second concave portion 31v are bonded to each other through the adhesive layer) 54 while being aligned.

次に、図8(b)に示すように、熱剥離シート(52,53)を剥離して第1光導波層30と第2光導波層31が積層した光導波シートが得られる。
但し、上記の構成の光導波シートは、膜厚が薄いために単体では取り扱い性が悪いので、実装基板に転写するなど、実際に使用する段階まで、少なくともいずれか一方の熱剥離シートを残しておいてよい。
Next, as shown in FIG. 8B, the thermal release sheet (52, 53) is released to obtain an optical waveguide sheet in which the first optical waveguide layer 30 and the second optical waveguide layer 31 are laminated.
However, since the optical waveguide sheet having the above structure is thin and has poor handleability as a single unit, at least one of the heat release sheets is left until the stage of actual use, such as transfer to a mounting substrate. You can leave.

上記の本実施形態に係る光導波シートの製造方法によれば、予め第1光導波層と第2光導波層を製造しておけば、第1凹部と第2凹部をそれぞれ形成し、それらを貼り合わせるだけで製造が完了し、LSI自身のデザインが変更されても、また、幾種類もの異なる仕様のLSIにもその都度対応が可能であり、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが容易に可能であり、少量多品種の生産に容易に対応して製造することができる。
特にクロック供給を行う光配線について完全等長配線とすることで、クロック信号を複数の受光部に分配するときのスキューをほぼ抑制することができる。
上記のように、製造コストを抑制して、かつ開発期間やTATを短くして、スキューを抑制したLSIの開発が可能となる。
According to the method for manufacturing an optical waveguide sheet according to the present embodiment, if the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are manufactured in advance, the first concave portion and the second concave portion are respectively formed, Even if the manufacturing is completed simply by bonding together and the design of the LSI itself is changed, it is possible to deal with LSIs with different types of specifications each time. It can be easily maintained, and can be manufactured easily corresponding to the production of a small variety of products.
In particular, by using a completely equal length wiring for the optical wiring for supplying the clock, it is possible to substantially suppress the skew when the clock signal is distributed to the plurality of light receiving portions.
As described above, it is possible to develop an LSI that suppresses the skew by suppressing the manufacturing cost and shortening the development period and TAT.

上記の本実施形態に係る光導波シートの製造方法においては、ベースとなる光導波層をシリコンなどのダミー基板上に逐次プロセスで作製して行く例を示したが、もちろんベースのポリイミドフィルムをロールで用意し、コア材を例えばRoll to Rollプロセスにて塗布、パターンニングして一括作製する方法もあり、この様にすることでさらに大幅なコストの削減が実現できる。   In the method of manufacturing the optical waveguide sheet according to the above-described embodiment, the example in which the optical waveguide layer serving as the base is sequentially manufactured on a dummy substrate such as silicon has been shown. Of course, the base polyimide film is rolled. The core material is prepared by coating and patterning using, for example, the Roll to Roll process, and batch manufacturing is also possible. By doing so, a significant cost reduction can be realized.

第2実施形態
図9(a)は本実施形態に係るマルチチップモジュールである光電子装置の平面図である。
例えば、4層のパターン加工された配線層と樹脂絶縁層が交互に積層された構成の実装基板BDの一方の面に、第1実施形態と同様の光導波シートWSが不図示の接着層により貼り合わされている。光導波シートと不図示の接着層に対して半導体チップを搭載するためのパッド開口POが貫通して設けられている。このパッド開口POは光導波シートの光信号が導波しない任意の場所に設けることが可能である。実装基板BDは、パッケージのインターポーザーとも称され、いわゆるFR−4基板、FR−5基板や、BT-レジン基板、ポリイミド基板など、あらゆタイプの有機配線基板や、アルミナ、ガラスセラミックなどのセラミック基板を用いることができる。
また、光導波シートWSの側部において光入射位置に位置合わせして、クロック信号である光を出射する発光素子であるレーザダイオードLDとそのドライバDRが実装基板BD上に実装されている。
さらに、受光素子であるPIN−PD(PD)を組み込んだ4個の半導体チップ(CP1〜CP4)が、光導波シートWSを介して、光導波シートWSの光出射位置と受光素子の位置が適合し、かつ、バンプBPがパッド開口POに嵌合するように、実装基板BDに実装されている。各半導体チップ(CP1〜CP4)には、受光素子のほか、簡便なアンプが内蔵されており、光クロック信号を電気クロック信号に復調する構成となっている。
Second Embodiment FIG. 9A is a plan view of an optoelectronic device which is a multichip module according to this embodiment.
For example, an optical waveguide sheet WS similar to that of the first embodiment is formed on one surface of a mounting substrate BD having a configuration in which four layers of patterned wiring layers and resin insulating layers are alternately laminated by an adhesive layer (not shown). It is pasted together. A pad opening PO for mounting a semiconductor chip is provided through the optical waveguide sheet and an adhesive layer (not shown). The pad opening PO can be provided at any place where the optical signal of the optical waveguide sheet does not guide. The mounting substrate BD is also referred to as a package interposer. It is a so-called FR-4 substrate, FR-5 substrate, BT-resin substrate, polyimide substrate, or any other organic wiring substrate, or ceramic such as alumina or glass ceramic A substrate can be used.
In addition, a laser diode LD that is a light emitting element that emits light as a clock signal and a driver DR thereof are mounted on the mounting substrate BD in alignment with the light incident position on the side of the optical waveguide sheet WS.
Furthermore, four semiconductor chips (CP1 to CP4) incorporating PIN-PD (PD), which is a light receiving element, match the light emitting position of the optical waveguide sheet WS and the position of the light receiving element via the optical waveguide sheet WS. In addition, the bump BP is mounted on the mounting substrate BD so as to be fitted into the pad opening PO. Each semiconductor chip (CP1 to CP4) incorporates a simple amplifier in addition to the light receiving element, and is configured to demodulate the optical clock signal into an electrical clock signal.

光導波シートWSは、第1実施形態と同様の構成である。
第1の方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを第1クラッドで被覆してなる第1光導波層と、第1の方向と異なる第2の方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを第2クラッドで被覆してなる第2光導波層とが、接着層を介して積層されている。光の分岐点BRあるいは光出射位置LOとなる位置において、第1光導波層に第1凹部が形成され、また、第2光導波層に第2凹部が形成されている。これらの第1凹部と第2凹部の内壁面がミラー面となっている。
光入射位置LIから入射した光Lは、複数の分岐点BRにおいて5回の分岐を繰り返し、2の5乗=32箇所の光出射位置LOから光導波シートWSの面外方向に出射し、各半導体チップ(CP1〜CP4)に組み込まれたPIN−PD(PD)に入射する。
The optical waveguide sheet WS has the same configuration as that of the first embodiment.
A first optical waveguide layer formed by covering a first core formed in a stripe shape extending in a first direction with a first cladding; and extending in a second direction different from the first direction in a stripe shape A second optical waveguide layer formed by covering the formed second core with the second cladding is laminated via an adhesive layer. A first recess is formed in the first optical waveguide layer, and a second recess is formed in the second optical waveguide layer at a position where the light branch point BR or the light emission position LO is. The inner wall surfaces of these first and second recesses are mirror surfaces.
The light L incident from the light incident position LI repeats five branches at a plurality of branch points BR, and is emitted in the out-of-plane direction of the optical waveguide sheet WS from 2 5 = 32 light emitting positions LO. The light enters the PIN-PD (PD) incorporated in the semiconductor chips (CP1 to CP4).

上記の光導波シートにおいては、光入射位置から光導波シートの外部へ出射する位置までの光を導波する距離が、複数回分割して導波するいずれの経路においても等しい距離となっており、クロック供給を行う光配線について完全等長配線とすることで、クロック信号を複数の受光部に分配するときのスキューをほぼ抑制することができる。   In the above optical waveguide sheet, the distance for guiding light from the light incident position to the position where the light is emitted to the outside of the optical waveguide sheet is the same distance in any of the paths that are divided and guided multiple times. By making the optical wiring for supplying the clock a completely equal length wiring, it is possible to substantially suppress the skew when the clock signal is distributed to the plurality of light receiving portions.

本実施形態に係る光電子装置の製造方法としては、例えば、実装基板BDの一方の面に光導波シートWSを接着層により貼り合わせ、必要に応じてパッド開口POを形成する。このパッド開口の形成方法は、実装基盤の所望の位置に受けランドを設けておき、光導波シートを貼り合わせた後に、CO2やエキシマなどのレーザを照射することで、形成可能である。この時の実装基板のランドはレーザ光のストッパーとして作用する。
次に、光導波シートWSの側部にレーザダイオードLDとドライバDRを実装し、さらに図9(b)の断面図に示すように、受光素子であるPIN−PD(PD)を組み込んだ4個の半導体チップ(CP1〜CP4)を、光導波シートWSを介して、光導波シートWSの光出射位置と受光素子の位置を合わせて、かつ、バンプBPがパッド開口POに嵌合させて、実装する。
As a method for manufacturing the optoelectronic device according to the present embodiment, for example, the optical waveguide sheet WS is bonded to one surface of the mounting substrate BD with an adhesive layer, and the pad openings PO are formed as necessary. This pad opening can be formed by providing a receiving land at a desired position on the mounting substrate, irradiating a laser such as CO 2 or excimer after bonding the optical waveguide sheet. The land of the mounting board at this time acts as a stopper for the laser beam.
Next, the laser diode LD and the driver DR are mounted on the side portion of the optical waveguide sheet WS, and further, as shown in the sectional view of FIG. The semiconductor chips (CP1 to CP4) are mounted by aligning the light emitting position of the optical waveguide sheet WS and the position of the light receiving element through the optical waveguide sheet WS and fitting the bumps BP to the pad openings PO. To do.

本実施形態に係る光電子装置と、その製造方法によれば、予め第1光導波層と第2光導波層を製造しておけば、第1凹部と第2凹部をそれぞれ形成し、それらを貼り合わせるだけで製造が完了し、LSI自身のデザインが変更されても、また、幾種類もの異なる仕様のLSIにもその都度対応が可能であり、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが容易に可能であり、少量多品種の生産に容易に対応して製造することができる。
さらに、クロック供給を行う光配線について完全等長配線とすることで、クロック信号を複数の受光部に分配するときのスキューをほぼ抑制することができる。
上記のように、製造コストを抑制して、かつ開発期間やTATを短くして、スキューを抑制したLSIの開発が可能となる。
According to the optoelectronic device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, if the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are manufactured in advance, the first concave portion and the second concave portion are respectively formed and pasted. Even if the manufacturing is completed simply by combining them and the design of the LSI itself is changed, it is possible to deal with LSIs with different types of specifications each time, keeping the design flexibility to cope with design changes. It is possible to manufacture easily in correspondence with the production of a small variety of products.
Furthermore, by making the optical wiring for supplying the clock a completely equal length wiring, the skew when distributing the clock signal to the plurality of light receiving portions can be substantially suppressed.
As described above, it is possible to develop an LSI that suppresses the skew by suppressing the manufacturing cost and shortening the development period and TAT.

第3実施形態
図10は本実施形態に係るマルチチップモジュールである光電子装置の平面図である。
実質的に第2実施形態と同様であるが、クロック信号である光を出射する発光素子が、ファブリペロータイプではなく、面発光レーザVCSELであり、光導波シートWSにおける1つ目の分岐点BRの上方に、発光素子から出射される光が分岐点BRに均等に入射するように実装されており、ドライバDRもまた、面発光レーザVCSELの近傍に配置されていることが異なる。
本実施形態に係る光電子装置も、第2実施形態と同様にして製造することができる。
Third Embodiment FIG. 10 is a plan view of an optoelectronic device which is a multichip module according to this embodiment.
Although substantially the same as that of the second embodiment, the light emitting element that emits light that is a clock signal is not a Fabry-Perot type, but a surface emitting laser VCSEL, and the first branch point BR in the optical waveguide sheet WS. Is mounted so that the light emitted from the light emitting element is uniformly incident on the branch point BR, and the driver DR is also disposed in the vicinity of the surface emitting laser VCSEL.
The optoelectronic device according to this embodiment can also be manufactured in the same manner as in the second embodiment.

本実施形態に係る光電子装置と、その製造方法によれば、予め第1光導波層と第2光導波層を製造しておけば、第1凹部と第2凹部をそれぞれ形成し、それらを貼り合わせるだけで製造が完了し、LSI自身のデザインが変更されても、また、幾種類もの異なる仕様のLSIにもその都度対応が可能であり、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが容易に可能であり、少量多品種の生産に容易に対応して製造することができる。
さらに、クロック供給を行う光配線について完全等長配線とすることで、クロック信号を複数の受光部に分配するときのスキューをほぼ抑制することができる。
上記のように、製造コストを抑制して、かつ開発期間やTATを短くして、スキューを抑制したLSIの開発が可能となる。
According to the optoelectronic device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, if the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are manufactured in advance, the first concave portion and the second concave portion are respectively formed and pasted. Even if the manufacturing is completed simply by combining them and the design of the LSI itself is changed, it is possible to deal with LSIs with different types of specifications each time, keeping the design flexibility to cope with design changes. It is possible to manufacture easily in correspondence with the production of a small variety of products.
Furthermore, by making the optical wiring for supplying the clock a completely equal length wiring, the skew when distributing the clock signal to the plurality of light receiving portions can be substantially suppressed.
As described above, it is possible to develop an LSI that suppresses the skew by suppressing the manufacturing cost and shortening the development period and TAT.

第4実施形態
図11は本実施形態に係るシングルチップモジュールである光電子装置の断面図である。
実質的に第2実施形態と同様であるが、搭載されている半導体チップCPが1個であり、フェースダウン(フリップチップ)ではなくフェースアップでマウントされ、ワイヤボンディングWBにより実装基板BDに接続されていることが異なる。
導波するレーザ光としては種々の波長のものが使用可能であるが、例えば、シリコンのバンドギャップより小さいエネルギーをもつ波長の光、具体的には波長1μm以上の波長をもつ光であれば、シリコン基板を透過することが可能である。この場合は、シリコン基板の裏面からクロック信号となる光を入射することが可能となる。
図11に示す本実施形態においては、半導体チップCPがフェースアップで光導波シートWS上に実装され、所望位置から出射されたクロック信号となる光が半導体チップCPを構成するシリコン基板を透過して、半導体チップCPの受光部であるPIN−PD(PD)において光電変換され、さらに半導体チップ中アンプにより増幅されて、電気クロックへと変換される。
本実施形態に係る光電子装置も、ワイヤボンディング工程などを行うことで、第2実施形態と同様にして製造することができる。
Fourth Embodiment FIG. 11 is a sectional view of an optoelectronic device which is a single chip module according to this embodiment.
Substantially the same as in the second embodiment, but only one semiconductor chip CP is mounted, mounted face-up instead of face-down (flip chip), and connected to the mounting substrate BD by wire bonding WB. Is different.
As the laser light to be guided, those having various wavelengths can be used. For example, light having a wavelength smaller than the band gap of silicon, specifically, light having a wavelength of 1 μm or more, It is possible to pass through the silicon substrate. In this case, light that becomes a clock signal can be incident from the back surface of the silicon substrate.
In the present embodiment shown in FIG. 11, the semiconductor chip CP is mounted face-up on the optical waveguide sheet WS, and the light that becomes the clock signal emitted from the desired position is transmitted through the silicon substrate constituting the semiconductor chip CP. The semiconductor chip CP is photoelectrically converted in a PIN-PD (PD), further amplified by an amplifier in the semiconductor chip, and converted into an electric clock.
The optoelectronic device according to this embodiment can also be manufactured in the same manner as in the second embodiment by performing a wire bonding process or the like.

本実施形態に係る光電子装置と、その製造方法によれば、予め第1光導波層と第2光導波層を製造しておけば、第1凹部と第2凹部をそれぞれ形成し、それらを貼り合わせるだけで製造が完了し、LSI自身のデザインが変更されても、また、幾種類もの異なる仕様のLSIにもその都度対応が可能であり、設計変更に対応できるような設計の自由度を保つことが容易に可能であり、少量多品種の生産に容易に対応して製造することができる。
さらに、クロック供給を行う光配線について完全等長配線とすることで、クロック信号を複数の受光部に分配するときのスキューをほぼ抑制することができる。
上記のように、製造コストを抑制して、かつ開発期間やTATを短くして、スキューを抑制したLSIの開発が可能となる。
According to the optoelectronic device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, if the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are manufactured in advance, the first concave portion and the second concave portion are respectively formed and pasted. Even if the manufacturing is completed simply by combining them and the design of the LSI itself is changed, it is possible to deal with LSIs with different types of specifications each time, keeping the design flexibility to cope with design changes. It is possible to manufacture easily in correspondence with the production of a small variety of products.
Furthermore, by making the optical wiring for supplying the clock a completely equal length wiring, the skew when distributing the clock signal to the plurality of light receiving portions can be substantially suppressed.
As described above, it is possible to develop an LSI that suppresses the skew by suppressing the manufacturing cost and shortening the development period and TAT.

本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、光導波シートに設ける分岐の数は特に限定されない。
光電子装置に搭載される発光素子としては、面発光レーザなどのレーザダイオードの他、発光ダイオードなどを用いることができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above description.
For example, the number of branches provided in the optical waveguide sheet is not particularly limited.
As a light emitting element mounted on the optoelectronic device, a light emitting diode can be used in addition to a laser diode such as a surface emitting laser.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の光導波シートは、クロック信号となる光を分配し、発光素子と受光部を光学的に接続する光導波シートに適用できる。   The optical waveguide sheet of the present invention can be applied to an optical waveguide sheet that distributes light serving as a clock signal and optically connects a light emitting element and a light receiving unit.

本発明の光電子装置は、クロック信号となる光を出射する発光素子と受光部を含む電子回路を有する半導体チップとを光導波シートで光学的に接続した構成である光電子装置に適用できる。   The optoelectronic device of the present invention can be applied to an optoelectronic device having a configuration in which a light emitting element that emits light serving as a clock signal and a semiconductor chip having an electronic circuit including a light receiving portion are optically connected by an optical waveguide sheet.

本発明の光導波シートの製造方法は、クロック信号となる光を分配し、発光素子と受光部を光学的に接続する光導波シートの製造方法に適用できる。   The method for manufacturing an optical waveguide sheet of the present invention can be applied to a method for manufacturing an optical waveguide sheet that distributes light serving as a clock signal and optically connects a light emitting element and a light receiving unit.

本発明の光電子装置の製造方法は、クロック信号となる光を出射する発光素子と受光部を含む電子回路を有する半導体チップとを光導波シートで光学的に接続した構成である光電子装置を製造するのに適用できる。   The method of manufacturing an optoelectronic device according to the present invention manufactures an optoelectronic device having a configuration in which a light emitting element that emits light serving as a clock signal and a semiconductor chip having an electronic circuit including a light receiving portion are optically connected by an optical waveguide sheet. Applicable to.

図1(a)は本発明の第1実施形態に係る光導波シートの平面図であり、図1(b)は図1(a)中のa−a’における断面図であり、図1(c)は図1(a)中のb−b’における断面図である。FIG. 1A is a plan view of the optical waveguide sheet according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG. c) is a cross-sectional view taken along line bb ′ in FIG. 図2(a)は図1(a)中の分岐点の模式平面図であり、図2(b)は図2(a)中のa−a’における模式断面図であり、図2(c)は図2(a)中のb−b’における模式断面図である。2A is a schematic plan view of a branch point in FIG. 1A, FIG. 2B is a schematic cross-sectional view along aa ′ in FIG. 2A, and FIG. ) Is a schematic cross-sectional view taken along line bb ′ in FIG. 図3(a)は、本発明の第1実施形態で用いる加工ヘッドを備えた加工装置の加工ヘッド部分の模式的斜視図であり、図3(b)はこの加工ヘッドの一側面図であり、図3(c)は図3(b)と直行する側からの側面図である。FIG. 3A is a schematic perspective view of a machining head portion of a machining apparatus provided with the machining head used in the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a side view of this machining head. FIG. 3 (c) is a side view from the side orthogonal to FIG. 3 (b). 図4(a)〜(d)は本発明の第1実施形態に係る光導波シートにおいて第1凹部を形成する工程を示す断面図である。4A to 4D are cross-sectional views showing a process of forming the first recess in the optical waveguide sheet according to the first embodiment of the present invention. 図5(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る光電子装置の製造方法の製造方法の工程を示す断面図である。5A to 5C are cross-sectional views showing the steps of the manufacturing method of the optoelectronic device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図6(a)および図6(b)は本発明の第1実施形態に係る光電子装置の製造方法の工程を示す断面図である。6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views showing the steps of the method of manufacturing the optoelectronic device according to the first embodiment of the present invention. 図7(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る光電子装置の製造方法の工程を示す断面図である。FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views showing the steps of the optoelectronic device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図8(a)および図8(b)は本発明の第1実施形態に係る光電子装置の製造方法の工程を示す断面図である。FIG. 8A and FIG. 8B are cross-sectional views showing the steps of the optoelectronic device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図9(a)は本発明の第2実施形態に係る光電子装置の平面図であり、図9(b)は製造方法の工程を示す断面図である。FIG. 9A is a plan view of the optoelectronic device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a cross-sectional view showing the steps of the manufacturing method. 図10は本発明の第3実施形態に係る光電子装置の平面図である。FIG. 10 is a plan view of an optoelectronic device according to a third embodiment of the present invention. 図11は本発明の第4実施形態に係る光電子装置の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of an optoelectronic device according to a fourth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…加工ヘッド、1a…第1面、1b…第2面、2…キャピラリ部、3…キャピラリ保持部、30…第1光導波層、30a…第1クラッド、30b…第1コア、30c…加工残渣、30v…第1凹部、31…第2光導波層、31a…第2クラッド、31b…第2コア、31v…第2凹部、50…ダミー基板、51…剥離層、52,53…熱剥離シート、54…接着層、AX…対称軸、LI…光入射位置、BR…分岐点、LO…光出射位置、WG1〜WG8…光導波路、MR…ミラー面、L…光、LD…レーザダイオード、DR…ドライバ、CP1〜CP4…半導体チップ、WS…光導波シート、PO…パッド開口、BD…実装基板、VCSEL…面発光レーザ、WB…ワイヤボンディング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing head, 1a ... 1st surface, 1b ... 2nd surface, 2 ... Capillary part, 3 ... Capillary holding part, 30 ... 1st optical waveguide layer, 30a ... 1st clad, 30b ... 1st core, 30c ... Processing residue, 30v ... first recess, 31 ... second optical waveguide layer, 31a ... second cladding, 31b ... second core, 31v ... second recess, 50 ... dummy substrate, 51 ... release layer, 52, 53 ... heat Release sheet, 54 ... adhesive layer, AX ... axis of symmetry, LI ... light incident position, BR ... branch point, LO ... light exit position, WG1 to WG8 ... optical waveguide, MR ... mirror surface, L ... light, LD ... laser diode , DR ... driver, CP1 to CP4 ... semiconductor chip, WS ... optical waveguide sheet, PO ... pad opening, BD ... mounting substrate, VCSEL ... surface emitting laser, WB ... wire bonding

Claims (14)

入射されたクロック信号である光を複数に分割して導波し、出射する光導波シートであって、
第1の方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを第1クラッドで被覆してなる第1光導波層と、
前記第1光導波層に積層して形成され、前記第1の方向と異なる第2の方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを第2クラッドで被覆してなる第2光導波層と、
を有し、
前記第1光導波層の所定の箇所に、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部が形成され、
前記第2光導波層の所定の箇所に、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部が形成され、
前記第1凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第1コア中を導波する光を前記第2コア側へ反射し、および/または、前記第2コア側からの光を二分割して前記第1コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
前記第2凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第2コア中を導波する光を前記第1コア側へ反射し、および/または、前記第1コア側からの光を二分割して前記第2コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
所定の光入射位置から前記第1コアまたは前記第2コアに入射された光を、前記第1凹部および前記第2凹部を経て複数に分割して導波し、前記第1凹部または前記第2凹部において前記光導波シートの面外方向に出射する
光導波シート。
An optical waveguide sheet that divides and guides light that is an incident clock signal and emits the light,
A first optical waveguide layer formed by covering a first core formed in a stripe shape extending in a first direction with a first cladding;
A second optical waveguide formed by laminating the first optical waveguide layer and extending in a second direction different from the first direction and covering the second core formed in a stripe shape with a second cladding. Layers,
Have
A predetermined tapered portion of the first optical waveguide layer has a forward tapered shape in which a cross section parallel to the first direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and intersects a plane perpendicular to the first direction at an angle of 45 °. A first recess having an inner wall surface is formed;
A predetermined tapered portion of the second optical waveguide layer has a forward tapered shape in which a cross section parallel to the second direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and intersects a plane perpendicular to the second direction at an angle of 45 °. A second recess having an inner wall surface is formed,
The inner wall surface of the first recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the first core toward the second core side and / or divide the light from the second core side into two. Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the first core,
The inner wall surface of the second recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the second core toward the first core and / or divide the light from the first core into two parts Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the second core,
Light incident on the first core or the second core from a predetermined light incident position is divided into a plurality of waves through the first recess and the second recess, and guided to the first recess or the second core. An optical waveguide sheet that emits in the out-of-plane direction of the optical waveguide sheet in the recess.
前記光導波シートにおいて、前記光入射位置から前記光導波シートの外部へ出射する位置までの前記光を導波する距離は、複数回分割して導波するいずれの経路においても等しい距離である
請求項1に記載の光導波シート。
In the optical waveguide sheet, a distance for guiding the light from the light incident position to a position where the light is emitted to the outside of the optical waveguide sheet is an equal distance in any of the paths that are divided and guided multiple times. Item 4. The optical waveguide sheet according to Item 1.
クロック信号となる光を出射する発光素子と、
前記光を受光する受光部を備えた半導体チップと、
前記光が入射されて複数に分割して導波し、前記受光部へ出射する光導波シートと
を有し、
前記光導波シートは、
第1の方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを第1クラッドで被覆してなる第1光導波層と、
前記第1光導波層に積層して形成され、前記第1の方向と異なる第2の方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを第2クラッドで被覆してなる第2光導波層と、
を有し、
前記第1光導波層の所定の箇所に、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部が形成され、
前記第2光導波層の所定の箇所に、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部が形成され、
前記第1凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第1コア中を導波する光を前記第2コア側へ反射し、および/または、前記第2コア側からの光を二分割して前記第1コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
前記第2凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第2コア中を導波する光を前記第1コア側へ反射し、および/または、前記第1コア側からの光を二分割して前記第2コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
所定の光入射位置において前記発光素子から前記第1コアまたは前記第2コアに入射された光を、前記第1凹部および前記第2凹部を経て複数に分割して導波し、前記第1凹部または前記第2凹部において前記受光部へ出射する
光電子装置。
A light emitting element that emits light as a clock signal;
A semiconductor chip including a light receiving portion for receiving the light;
The light is incident and divided into a plurality of waveguides, and has an optical waveguide sheet that is emitted to the light receiving unit, and
The optical waveguide sheet is
A first optical waveguide layer formed by covering a first core formed in a stripe shape extending in a first direction with a first cladding;
A second optical waveguide formed by laminating the first optical waveguide layer and extending in a second direction different from the first direction and covering the second core formed in a stripe shape with a second cladding. Layers,
Have
A predetermined tapered portion of the first optical waveguide layer has a forward tapered shape in which a cross section parallel to the first direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and intersects a plane perpendicular to the first direction at an angle of 45 °. A first recess having an inner wall surface is formed;
A predetermined tapered portion of the second optical waveguide layer has a forward tapered shape in which a cross section parallel to the second direction becomes narrower toward the bottom of the opening, and intersects a plane perpendicular to the second direction at an angle of 45 °. A second recess having an inner wall surface is formed,
The inner wall surface of the first recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the first core toward the second core side and / or divide the light from the second core side into two. Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the first core,
The inner wall surface of the second recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the second core toward the first core and / or divide the light from the first core into two parts Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the second core,
The light incident on the first core or the second core from the light emitting element at a predetermined light incident position is divided into a plurality of waves through the first concave portion and the second concave portion, and is guided. Or the optoelectronic device which radiate | emits to the said light-receiving part in the said 2nd recessed part.
前記光導波シートにおいて、前記光入射位置から前記受光部へ出射する位置までの前記光を導波する距離は、複数回分割して導波するいずれの経路においても等しい距離である
請求項3に記載の光電子装置。
4. In the optical waveguide sheet, a distance for guiding the light from the light incident position to a position where the light is emitted to the light receiving unit is the same distance in any of the paths that are divided and guided multiple times. The optoelectronic device as described.
第1クラッドと前記第1クラッド内に埋め込まれ、第1方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを有する第1光導波路がシート状に成形されてなる第1光導波層に対して、前記第1光導波路の端部となる位置に、キャピラリ部の先端に設けられた加工ヘッドであって、前記加工ヘッドの先端部が前記加工ヘッドの対称軸に対して45°の角度で交差し、かつ互いに直行する第1面および第2面を有する前記加工ヘッドを打ち込む工程と、
前記第1光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第1光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部を形成する工程と、
第2クラッドと前記第2クラッド内に埋め込まれ、第2方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを有する第2光導波路がシート状に成形されてなる第2光導波層に対して、前記第2光導波路の端部となる位置であって、前記第1凹部に対応する位置に、前記加工ヘッドを打ち込む工程と、
前記第2光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第2光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部を形成する工程と、
前記第1の方向と前記第2方向とを異ならせ、前記第1凹部と前記第2凹部の位置を合わせて、前記第1光導波層と前記第2光導波層を貼り合わせる工程と
を有する光導波シートの製造方法。
For a first optical waveguide layer in which a first optical waveguide having a first core embedded in the first cladding and the first cladding and extending in the first direction and formed in a stripe shape is formed into a sheet shape A processing head provided at the tip of the capillary portion at a position to be an end of the first optical waveguide, wherein the tip of the processing head is at an angle of 45 ° with respect to the symmetry axis of the processing head. Driving the processing head having a first surface and a second surface intersecting and orthogonal to each other;
The processing head is released from the first optical waveguide layer, the shapes of the first surface and the second surface are transferred to the end of the first optical waveguide, and the cross section parallel to the first direction is the bottom of the opening. Forming a first recess having a forward tapered shape that narrows toward the side and having an inner wall surface intersecting at a 45 ° angle with respect to a plane perpendicular to the first direction;
A second optical waveguide layer formed by forming a second optical waveguide having a second core embedded in the second cladding and the second cladding and extending in the second direction into a stripe shape into a sheet shape. A step of driving the processing head into a position corresponding to the first recess, which is a position to be an end of the second optical waveguide;
The processing head is released from the second optical waveguide layer, the shape of the first surface and the second surface is transferred to the end of the second optical waveguide, and the cross section parallel to the second direction is the bottom of the opening Forming a second recess having a forward taper shape that narrows toward the side and having an inner wall surface intersecting at a 45 ° angle with respect to a plane perpendicular to the second direction;
Differentiating the first direction and the second direction, aligning the positions of the first concave portion and the second concave portion, and bonding the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer. Manufacturing method of optical waveguide sheet.
前記第1凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第1コア中を導波する光を前記第2コア側へ反射し、および/または、前記第2コア側からの光を二分割して前記第1コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
前記第2凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第2コア中を導波する光を前記第1コア側へ反射し、および/または、前記第1コア側からの光を二分割して前記第2コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
所定の光入射位置から前記第1コアまたは前記第2コアに入射された光を、前記第1凹部および前記第2凹部を経て複数に分割して導波し、前記第1凹部または前記第2凹部において前記光導波シートの面外方向に出射する構成の光導波シートとする
請求項5に記載の光導波シートの製造方法。
The inner wall surface of the first recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the first core toward the second core side and / or divide the light from the second core side into two. Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the first core,
The inner wall surface of the second recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the second core toward the first core and / or divide the light from the first core into two parts Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the second core,
Light incident on the first core or the second core from a predetermined light incident position is divided into a plurality of waves through the first recess and the second recess, and guided to the first recess or the second core. The method for manufacturing an optical waveguide sheet according to claim 5, wherein the optical waveguide sheet is configured to emit light in an out-of-plane direction of the optical waveguide sheet in the recess.
前記光導波シートを形成する工程において、前記光入射位置から前記受光部へ出射させる位置までの前記光を導波する距離が、複数回分割して導波するいずれの経路においても等しい距離となるような位置に、前記第1凹部および前記第2凹部を形成する
請求項5に記載の光導波シートの製造方法。
In the step of forming the optical waveguide sheet, a distance for guiding the light from the light incident position to a position where the light is emitted to the light receiving unit is equal in any of the paths that are divided and guided multiple times. The method for manufacturing an optical waveguide sheet according to claim 5, wherein the first recess and the second recess are formed at such positions.
前記第1光導波層に前記加工ヘッドを打ち込む工程および前記第2光導波層に前記加工ヘッドを打ち込む工程において、前記加工ヘッドを加熱しながら行う
請求項5に記載の光導波シートの製造方法。
The method for manufacturing an optical waveguide sheet according to claim 5, wherein the processing head is heated while the processing head is driven into the first optical waveguide layer and the processing head is driven into the second optical waveguide layer.
前記第1光導波層および前記第2光導波層を熱可塑性材料から構成する
請求項5に記載の光導波シートの製造方法。
The method for manufacturing an optical waveguide sheet according to claim 5, wherein the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are made of a thermoplastic material.
前記第1光導波層および前記第2光導波層を熱硬化性材料から構成する
請求項5に記載の光導波シートの製造方法。
The method for manufacturing an optical waveguide sheet according to claim 5, wherein the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are made of a thermosetting material.
前記加工ヘッドとして、セラミック、人工鉱物、金属、金属合金、超鋼金属あるいはこの合金から構成されている加工ヘッドを用いる
請求項5に記載の光導波シートの製造方法。
The method for producing an optical waveguide sheet according to claim 5, wherein a machining head made of ceramic, artificial mineral, metal, metal alloy, super steel metal, or alloy thereof is used as the machining head.
第1クラッドと前記第1クラッド内に埋め込まれ、第1方向に延伸してストライプ状に形成された第1コアを有する第1光導波路がシート状に成形されてなる第1光導波層に対して、前記第1光導波路の端部となる位置に、キャピラリ部の先端に設けられた加工ヘッドであって、前記加工ヘッドの先端部が前記加工ヘッドの対称軸に対して45°の角度で交差し、かつ互いに直行する第1面および第2面を有する前記加工ヘッドを打ち込む工程と、
前記第1光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第1光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第1方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第1方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第1凹部を形成する工程と、
第2クラッドと前記第2クラッド内に埋め込まれ、第2方向に延伸してストライプ状に形成された第2コアを有する第2光導波路がシート状に成形されてなる第2光導波層に対して、前記第2光導波路の端部となる位置であって、前記第1凹部に対応する位置に、前記加工ヘッドを打ち込む工程と、
前記第2光導波層から前記加工ヘッドをリリースし、前記第2光導波路の端部に前記第1面および前記第2面の形状を転写して、前記第2方向に平行な断面が開口底部側程狭まる順テーパー形状であって、前記第2方向に垂直な平面に対して45°の角度で交差する内壁面を有する第2凹部を形成する工程と、
前記第1の方向と前記第2方向とを異ならせ、前記第1凹部と前記第2凹部の位置を合わせて、前記第1光導波層と前記第2光導波層を貼り合わせて光導波シートとする工程と、
前記光導波シートの光入射位置に位置合わせして、クロック信号となる光を出射する発光素子をマウントする工程と、
前記光導波シートの光出射位置に位置合わせして、前記光を受光する受光部を備えた半導体チップをマウントする工程と
を有する光電子装置の製造方法。
For a first optical waveguide layer in which a first optical waveguide having a first core embedded in the first cladding and the first cladding and extending in the first direction and formed in a stripe shape is formed into a sheet shape A processing head provided at the tip of the capillary portion at a position to be an end of the first optical waveguide, wherein the tip of the processing head is at an angle of 45 ° with respect to the symmetry axis of the processing head. Driving the processing head having a first surface and a second surface intersecting and orthogonal to each other;
The processing head is released from the first optical waveguide layer, the shapes of the first surface and the second surface are transferred to the end of the first optical waveguide, and the cross section parallel to the first direction is the bottom of the opening. Forming a first recess having a forward taper shape that narrows toward the side and having an inner wall surface intersecting at a 45 ° angle with respect to a plane perpendicular to the first direction;
A second optical waveguide layer formed by forming a second optical waveguide having a second core embedded in the second cladding and the second cladding and extending in the second direction into a stripe shape into a sheet shape. A step of driving the processing head into a position corresponding to the first recess, which is a position to be an end of the second optical waveguide;
The processing head is released from the second optical waveguide layer, the shape of the first surface and the second surface is transferred to the end of the second optical waveguide, and the cross section parallel to the second direction is the bottom of the opening Forming a second recess having a forward taper shape that narrows toward the side and having an inner wall surface intersecting at a 45 ° angle with respect to a plane perpendicular to the second direction;
An optical waveguide sheet in which the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer are bonded together by making the first direction different from the second direction, aligning the positions of the first concave portion and the second concave portion And a process of
Mounting the light emitting element that emits the light that becomes the clock signal in alignment with the light incident position of the optical waveguide sheet;
Mounting a semiconductor chip provided with a light receiving portion for receiving the light in alignment with the light emitting position of the optical waveguide sheet.
前記光導波シートを形成する工程において、
前記第1凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第1コア中を導波する光を前記第2コア側へ反射し、および/または、前記第2コア側からの光を二分割して前記第1コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
前記第2凹部の内壁面が、ミラー面として、前記第2コア中を導波する光を前記第1コア側へ反射し、および/または、前記第1コア側からの光を二分割して前記第2コアの一方の延伸方向と他方の延伸方向に反射し、
所定の光入射位置から前記第1コアまたは前記第2コアに入射された光を、前記第1凹部および前記第2凹部を経て複数に分割して導波し、前記第1凹部または前記第2凹部において前記受光部へ出射する構成の光導波シートを形成する
請求項12に記載の光電子装置の製造方法。
In the step of forming the optical waveguide sheet,
The inner wall surface of the first recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the first core toward the second core side and / or divide the light from the second core side into two. Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the first core,
The inner wall surface of the second recess serves as a mirror surface to reflect light guided in the second core toward the first core and / or divide the light from the first core into two parts Reflected in one stretching direction and the other stretching direction of the second core,
Light incident on the first core or the second core from a predetermined light incident position is divided into a plurality of waves through the first recess and the second recess, and guided to the first recess or the second core. The method of manufacturing an optoelectronic device according to claim 12, wherein an optical waveguide sheet configured to emit light to the light receiving portion is formed in the concave portion.
前記光導波シートを形成する工程において、前記光入射位置から前記受光部へ出射させる位置までの前記光を導波する距離が、複数回分割して導波するいずれの経路においても等しい距離となるような位置に、前記第1凹部および前記第2凹部を形成する
請求項12に記載の光電子装置の製造方法。
In the step of forming the optical waveguide sheet, a distance for guiding the light from the light incident position to a position where the light is emitted to the light receiving unit is equal in any of the paths that are divided and guided multiple times. The method for manufacturing an optoelectronic device according to claim 12, wherein the first recess and the second recess are formed at such positions.
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