JP2007171661A - 光接続装置および光接続装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光信号伝送用の導波路と、この導波路が埋め込まれた基板上に固定された信号媒体変換素子の作用面との間での光信号の劣化が抑制された光接続装置、および、この光接続装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載して導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、信号媒体変換素子の作用面と第１の導波路との間を繋いで、信号媒体変換素子との間および該第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内部若しくは表面に光信号伝送用の導波路が形成された基板と、電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変化素子とを備えた光接続装置、および、この光接続装置の製造方法に関する。

近年、電気機器における処理速度の高速化の要求は高まる一方であり、これに伴い、これら電気機器に内蔵される電気基板における電気信号の伝送速度の高速化が要求されている。

しかしながら、電気基板上の電気配線間では、電磁干渉や、配線距離の長尺化による電気信号の伝搬遅延等の問題が顕在化することから、近年では、電気信号を光信号に変換し、基板の内部若しくは表面に埋め込まれた光ファイバなどの光配線に伝送させることで伝送速度の高速化が実現されている。

ところで、この光配線を用いる場合には、例えば、基板内部又は表面に埋め込まれた光ファイバなどからなる導波路と、この基板表面の電気配線に接続されて実装された、レーザダイオードなどの発光素子のレーザ発射面との間で光接続を行う必要がある。

この光接続を、表面に電気配線を有し、内部に導波路およびミラーが埋め込まれた導波路埋込基板と、この導波路埋込基板上に電気的に接続されて実装された、レーザダイオード、および、このレーザダイオードを駆動する信号処理回路とからなる光接続装置において、レーザダイオードのレーザ発射面から基板表面に対して垂直に照射した光信号を、ミラーによって、基板表面と平行に延びる導波路にむけて９０°反射することで行う提案がなされている（特許文献１参照）。

この提案では、レーザダイオードのレーザ発射面と導波路との間で精密な光軸あわせが不可欠となっている。
特開２００４−８５９１３号公報

ところが、上記提案では、各部材の熱膨張率の違いにより、熱により、合わせた光軸がズレてしまい、光信号が劣化するおそれがある。

この、合わせた光軸が熱によってズレるという問題は、この導波路埋込基板とレーザダイオードが別体である以上、導波路埋込基板へのレーザダイオードの実装を半田付け以外の方法で行っても起こりうる問題である。

また、この問題は、導波路埋込基板上に実装されたレーザダイオードの発射面から基板表面に対して垂直に照射した光信号を、基板内部に配備したミラーにより、基板表面と平行に延びる導波路に向けて９０°反射させた場合に限り発生するものではなく、基板表面と平行に延びる導波路を経てミラーで９０°反射されてきた光信号を、レーザダイオードと同様に電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子であるフォトデテクタなどの受光素子で受光する場合や、９０°とは異なる角度で光信号を反射するミラーを用いる場合、さらには、導波路埋込基板上に実装された信号媒体変換素子の作用面と導波路との間で光を屈曲させない場合にも同様に発生する問題である。

本発明は、上記事情に鑑み、光信号伝送用の導波路と、この導波路が埋め込まれた基板上に固定された信号媒体変換素子の作用面との間での光信号の劣化が抑制された光接続装置、および、この光接続装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の光接続装置は、
基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を上記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載してこの導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
上記信号媒体変換素子の作用面と上記第１の導波路との間を繋いで、この信号媒体変換素子との間およびこの第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えたことを特徴とする。

本発明の光接続装置では、導波路埋込基板に形成された第１の導波路と、この導波路埋込基板に固定されたインターポーザに搭載されている信号媒体変換素子の作用面とが光硬化性材料からなる第２の導波路で繋がれていることから、導波路埋込基板とインターポーザとの間に位置ズレが生じても、これら信号媒体変換素子の作用面と第１の導波路との間の光信号の伝達を従来よりも確実に行うことができる。したがって、本発明の光接続装置によれば、光信号伝送用の導波路と、この導波路が埋め込まれた基板上に固定された信号媒体変換素子の作用面との間での光信号の劣化を抑制することができる。

ここで、上記導波路埋込基板が、この基板表面に電気信号を伝達する配線を有するものであって、上記インターポーザが、上記導波路埋込基板表面に半田付けにより固定されたものであることが好ましい。

この様にすると、導波路埋込基板上へのインターポーザの実装を簡易に行うことができる。

また、上記インターポーザは、上記信号媒体変換素子が搭載されると共に、さらに、この信号媒体変換素子と電気的に接続された、電気信号を処理する信号処理回路が搭載されたものであることも好ましい態様である。

この様に、インターポーザ上に、信号媒体変換素子のみならず、この信号媒体変換素子を駆動する信号処理回路をも搭載することで、信号媒体変換素子の駆動の高速化に対応することができる。

ここで、上記インターポーザが、表裏面に貫通する孔を有し、上記信号媒体変換素子が、このインターポーザの、上記導波路埋込基板に面する第１の面に対する裏面に当たる第２の面に、この信号媒体変換素子の作用面が上記孔からこの導波路埋込基板を覗くようにこのインターポーザに搭載されたものであり、上記第２の導波路が上記孔を貫通して設けられたものであることが好ましい。

この様にすると、作用面側に金属配線を有する、例えばフリップチップ型の素子のような量産型の信号媒体変換素子の利用が可能となり、これにより、光接続装置の製造コストの低減に寄与することができる。

また、上記第１の導波路が、光信号を伝送するコアと、このコアに接したクラッドとからなると共に、この第１の導波路のクラッドの、上記第２の導波路に対応する領域に開口を有し、上記第２の導波路が、上記第１の導波路の上記開口を通ってこの第１の導波路のコアに接続されたものであることが好ましく、あるいは、上記第１の導波路が、上記導波路埋込基板の内部に形成されたものであると共に、この導波路埋込基板の、上記第２の導波路に対応する領域にこの第１の導波路に通じる開口を有し、上記第２の導波路の上記第１の導波路に隣接した部分を支持して上記開口に嵌合したハウジングを備えることも好ましい態様である。

この様にすると、第２の導波路の第１の導波路側の端縁の、第１の導波路への繋ぎをより安定させることができる。

ここで、上記第２の導波路が、上記信号媒体変換素子の作用面から上記第１の導波路に向かって断面積が徐々に広がった錐台形状を有するものであることが好ましい。

この様にすると、けられ光による光信号の劣化を抑制することができる。

また、上記第１の導波路の端縁に、この第１の導波路と上記第２の導波路のうちの一方の導波路を経由してきた光信号を他方の導波路に向けて反射するミラーを備えるものであってもよい。

上記目的を達成するための本発明の光接続装置の製造方法のうちの第１の製造方法は、
基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を上記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載してこの導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
上記信号媒体変換素子の作用面と上記第１の導波路との間を繋いで、この信号媒体変換素子との間およびこの第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えた光接続装置の製造方法であって、
上記第２の導波路を、上記信号媒体変換素子の作用面に接した状態に形成する第２導波路形成工程と、
上記第２の導波路が上記作用面に接した状態に形成された上記信号媒体変換素子を上記インターポーザに搭載する搭載工程と、
上記信号媒体変換素子が搭載された上記インターポーザを上記導波路埋込基板に固定する固定工程とを備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の光接続装置の製造方法のうちの第２の製造方法は、
基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を上記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載してこの導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
上記信号媒体変換素子の作用面と上記第１の導波路との間を繋いで、この信号媒体変換素子との間およびこの第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えた光接続装置の製造方法であって、
上記信号媒体変換素子を上記インターポーザに搭載する搭載工程と、
上記第２の導波路を、上記搭載工程でインターポーザに搭載された上記信号媒体変換素子の作用面に接した状態に形成する第２導波路形成工程と、
上記第２の導波路が上記信号媒体変換素子の作用面に接した状態に形成された上記インターポーザを上記導波路埋込基板に固定する固定工程とを備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の光接続装置の製造方法のうちの第３の製造方法は、
基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を上記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載してこの導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
上記信号媒体変換素子の作用面と上記第１の導波路との間を繋いで、この信号媒体変換素子との間およびこの第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えた光接続装置の製造方法であって、
上記第１の導波路に接続した上記第２の導波路を形成する第２導波路形成工程と、
上記信号媒体変換素子を上記インターポーザに搭載する搭載工程と、
上記信号媒体変換素子が搭載されたインターポーザを、上記導波路埋込基板上であって、かつ、上記第２の導波路の、上記第１の導波路に接続された端縁とは反対側の端縁が、この信号媒体変換素子の作用面に接続される位置に固定する固定工程とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、光信号伝送用の導波路と、この導波路が埋め込まれた基板上に固定された信号媒体変換素子の作用面との間での光信号の劣化が抑制された光接続装置、および、この光接続装置の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の光接続装置の第１実施形態の断面図である。

図１に示す、本実施形態の光接続装置１は、フリップチップ型のＬＤ１０、および、このＬＤ１０を駆動する半導体素子１１が搭載されたインターポーザ１２と、基板表面と平行に延びる、光信号を伝送するコア１３０ａ、および、このコア１３０ａに接したクラッド１３０ｂからなる導波路１３０が埋め込まれた導波路埋込基板１３と、ＬＤ１０のレーザ発射面１０２と導波路１３０との間を繋ぐ第２導波路１４と、導波路埋込基板１３の、第２導波路１４に対応する領域に設けられた、導波路１３０に通じる開口１３１ａに嵌合すると共に、この第２導波路１４の、導波路１３０に隣接した部分を支持するハウジング１５と、ＬＤ１０のレーザ発射面１０２からの光信号をコア１３０ａに向けて反射するミラー１６とで構成されている。

この光接続装置１では、半導体素子１１に入力された電気信号に応じた強度のレーザ光をＬＤ１０から発射させることで生成した光信号を、第２導波路１４を経由させた後、導波路埋込基板内に配備されたミラー１６で９０°反射させて導波路１３０に向かわせることで光信号の光接続を行っている。

ＬＤ１０は、図１における下面側に４つのレーザ発射面１０２と金属配線１０１とを有するものであり、図１には、４つのレーザ発射面１０２それぞれに、詳しくは後述する第２導波路１４が繋がれている様子が示されている。尚、金属配線１０１は、レーザ発射面１０２の両脇に備えられている。

半導体素子１１は、ＬＤ１０を駆動するためのものであり、図１における下面側に金属配線１１１を有している。

インターポーザ１２は、エポキシ系のポリマ材からなる、下面側に下部金属配線１２１、上面側に上部金属配線１２２を有するものであり、これら下部金属配線１２１と上部金属配線１２２の間は、配線接続部材１２３によって電気的に接続されている。

ＬＤ１０は、インターポーザ１２の、導波路埋込基板１３に面する第１の面１２ａに対する裏面に当たる第２の面１２ｂ側から貫通孔１２０ａを通してレーザ発射面１０２が導波路埋込基板２３を覗くようにインターポーザ１２に搭載されており、径が４０μｍ程度の半田ボール２１により、ＬＤ１０の下面に備えられた金属配線１０１とインターポーザ１２の上面に備えられた上部金属配線１２２とが電気的に接続されている。

また、半導体素子１１は、径が４０μｍ程度の半田ボール２１により、半導体素子１１の下面に備えられた金属配線１１１とインターポーザ１２の上面に備えられた上部金属配線１２２とが電気的に接続されている。この様に、この光接続装置１では、インターポーザ１２に、ＬＤ１０と、このＬＤ１０を駆動する半導体素子１１とを搭載することでこれらの間の電気経路をなるべく短くし、ＬＤ１０の高速駆動に対応している。

また、図１には、ＬＤ１０のレーザ発射面１０２に一端が繋がれている第２導波路１４が、インターポーザ１２の表裏面に貫通して設けられた孔１２０ａを貫通している様子が示されている。

第２導波路１４は、アクリル系紫外線硬化樹脂で成形されたものであり、上述した様に一端がＬＤ１０のレーザ発射面１０２に繋がれた状態でインターポーザ１２の貫通孔１２０ａを貫通すると共に、他端がハウジング１５によって支持されている。

導波路埋込基板１３は、径が５０から１００μｍ程度のコア１３０ａと、厚みが１０μｍ程度のクラッド１３０ｂとからなる導波路１３０を有しており、この導波路１３０は、その上のセラミック製の上部絶縁基材１３１とその下の下部絶縁基材１３４との間に挟まれて基板表面と平行に延在している。また、上部絶縁基材１３１は、上部電気配線１３２と下部電気配線１３３とに挟まれている。尚、基板中の導波路の形成については、公知の技術であるので詳細な説明は省略するが、エポキシ樹脂を用いたアクティブイオンエッチング法によるものである。

導波路埋込基板１３の上面には、第２導波路１４の端部を支持するハウジング１５を嵌め込むためのソケット状の開口１３１ａが設けられており、第２導波路１４の端部を支持するハウジング１５がこの開口１３１ａに嵌め込まれていることで、第２導波路１４は所定の位置で導波路１３０に繋がれている。また、このように、ハウジング１５を導波路埋込基板１３の上面に設けた開口１３１ａに嵌め込んだことで、第２導波路１４の導波路１３０への繋がりの安定化が図られている。

インターポーザ１２と導波路埋込基板１３とは、径が３００μｍ程度の半田ボール２０により、インターポーザ１２の下面に備えられた下部金属配線１２１と導波路埋込基板１３に備えられた上部電気配線１３２とが電気的に接続されている。

ミラー１６は、第２導波路１４を伝達されてきた光信号を９０°反射してコア１３０ａに向かわせており、ここでは、基板に埋め込んだ導波路１３０に切り込みを入れ、これによる切断面をミラーとして利用している。

図２は、図１に示す光接続装置の概略断面図である。

図２（ａ）には、図１に示す断面とは９０°異なる断面が示されており、ここには、ＬＤ１０の４つのレーザ発射面１０２それぞれに繋がれた４本の錐台形状の第２導波路１４の断面が示されている。

また、図２（ａ）には、インターポーザ１２に設けられている貫通孔１２０ａを第２導波路１４が貫通した状態のＬＤ１０が、インターポーザ１２に搭載されている様子が示されている。尚、図２（ａ）では、半田ボール２１により電気的に接続される金属配線の図示は省略している。

図２（ｂ）には、図１に示す断面図を概略化した概略断面図が示されており、図２（ｃ）には、インターポーザ１２および導波路埋込基板１３それぞれの熱膨張率の違いにより発生した相対的な位置ズレにより、第２導波路１４の途中が変形している様子が示されている。

本実施形態の光接続装置１では、図２（ｃ）に示すような、導波路埋込基板１３と、ＬＤ１０が搭載されているインターポーザ１２との間に位置ズレが生じても、ＬＤ１０から発射された光信号は、フレキシブルな第２導波路１４を介することにより、従来の様な空間を介する場合よりも確実に導波路１３０に伝達される。また、第２導波路１２と導波路１３０とが結合されている部分では、いわば空間と導波路１３０とが結合されている従来に比べ、屈折率の差を少なくすることができ（導波路の屈折率が１．５程度であるのに対し、空気は１）、これにより、結合部におけるレーザ照射面１０２への光信号の反射を少なくすることができる。さらには、ＬＤ１０のレーザ発射面１０２からのレーザ光が直接第２導波路１２に入ることでビームの広がりが小さくなるため、光伝達の効率が格段に向上する。したがって、本実施形態の光接続装置１によれば、導波路１３０とＬＤ１０のレーザ発射面１０２との間での光信号の劣化を抑制することができる。

次に、本発明の光接続装置の第２実施形態および第３実施形態について説明する。

図３は、第２実施形態および第３実施形態の概略断面図である。

図３（ａ）には、第１実施形態の図２（ｂ）に対応する、第２実施形態の光接続装置２の概略断面図が示されている。尚、図３（ａ）に示す部材のうち図２（ｂ）に示す部材と同じ種類の部材には、図２（ｂ）において付されている符号と同じ符号を付している。

本実施形態である光接続装置２と図２（ｂ）に示す光接続装置１との間の相違点は、本実施形態の光接続装置２にはハウジング１５が備えられていない点であり、これにより、本実施形態の導波路埋込基板２３の上面には、図２（ｂ）に示す光接続装置１の導波路埋込基板１３の上面に設けられている、ハウジング１５を嵌め込むための精巧な開口１３１ａの代わりに第２導波路１４との干渉を避けるためだけの開口が設けられている。

本実施形態の光接続装置２でも、第２導波路１４がレーザ発射面１０２と導波路１３０との間を繋いでいることから、従来の様に空間を介する場合よりも確実に光信号を導波路１３０に伝達することができる。したがって、本実施形態の光接続装置２によっても、導波路１３０とＬＤ１０のレーザ発射面１０２との間での光信号の劣化を抑制することができる。尚、本実施形態の光接続装置２が、第２導波路１４の、導波路１３０とレーザ発射面１０２との繋がりを接着剤等で強化されたものであってよい。

また、図３（ｂ）には、第３実施形態の光接続装置３の概略断面図が示されている。尚、図３（ｂ）に示す部材のうち図２（ｂ）に示す部材と同じ種類の部材には、図２（ｂ）において付されている符号と同じ符号を付している。

本実施形態の光接続装置３と図２（ｂ）に示す光接続装置１との間の相違点は、本実施形態の光接続装置３にはハウジング１５が備えられていない点と、第２導波路３４の他端が、導波路３３０のクラッド３３０ｂの、第２導波路３４に対応する領域に設けられた開口３３１ｂを経て導波路１３０のコア１３０ａに繋がれている点である。これにより、本実施形態の導波路埋込基板３３の上面には、図２（ｂ）に示す光接続装置１の導波路埋込基板１３の上面に設けられている、ハウジング１５を嵌め込むための精巧な開口１３１ａの代わりに、導波路３３０のクラッド３３０ｂの、第２導波路３４に対応する領域に第２導波路３４を受け入れるための開口３３１ｂが設けられており、本実施形態の光接続装置３の第２導波路３４は、この開口３３１ｂを経て導波路１３０のコア１３０ａに直接繋がれている。

本実施形態の光接続装置３では、第２導波路３４を導波路１３０のコア１３０ａへ直接繋ぐことで、従来の様な空間を介する場合よりも確実に光信号を導波路１３０に伝達することができる。したがって、本実施形態の光接続装置３によっても、導波路３３０と、レーザ発射面１０２との間での光信号の劣化を抑制することができる。

次に、本発明の光接続装置の第４実施形態について説明する。

図４は、本実施形態の光接続装置の断面図である。

本実施形態の光接続装置４と図１に示す第１実施形態との間の相違点は、第１実施形態では、インターポーザ１２の、導波路埋込基板１３に面する第１の面１２ａの裏面に当たる第２の面１２ｂに、そのレーザ発射面１０２が貫通孔１２０ａから導波路埋込基板１３を覗くようにＬＤ１０が搭載されているのに対し、本実施形態では、ワイヤボンドタイプのＬＤ４０が、インターポーザ１２の、導波路埋込基板１３に面する第１の面１２ａに、レーザ発射面４０２が直接導波路埋込基板１３に向くように搭載されている点と、ハウジング１５が備えられていない点であり、ハウジング１５が省かれていることにより、導波路埋込基板４３の上面には、図２（ｂ）に示す光接続装置１の導波路埋込基板１３の上面に設けられている、ハウジング１５を嵌め込むための精巧な開口１３１ａの代わりに、第２導波路１４を受け入れるための開口が設けられている。

図４には、インターポーザ１２の、導波路埋込基板４３に面する第１の面１２ａに、レーザ発射面４０２が直接導波路埋込基板４３に向くようにＬＤ４０が搭載され、ＬＤ４０の金属配線４０１が、ワイヤボンド４０３によりインターポーザ１２の下部金属配線１２１と電気的に接続されている様子が示されている。

本実施形態の光接続装置４でも、第２導波路１４がレーザ発射面４０２と導波路１３０との間を繋いでいることから、従来の様に空間を介する場合よりも確実に光信号を導波路１３０に伝達することができる。したがって、本実施形態の光接続装置４によっても、導波路１３０とレーザ発射面４０２との間での光信号の劣化を抑制することができる。

尚、以上に説明した実施形態では、第２導波路が錐台形状である場合を例に挙げて説明したが、ＬＤとの間および導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなるものであればこの形状に限るものではなく、また、信号媒体変換素子としてＬＤを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、これが他の発光素子であっても、さらには、フォトデテクタ（ＰＤ）などの受光素子であってもよい。

また、以上に説明した実施形態では、導波路埋込基板内にミラーを配備した場合を例に挙げて説明したが、ミラー以外にプリズム等を用いるものであってもよく、さらには、反射を行わずに光信号を伝達するものであってもよい。また、表面に電気配線を有する導波路埋込基板を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ＬＤなどの信号媒体変換素子を搭載したインターポーザを表面に固定するものであればよい。

さらに、本実施形態では、インターポーザに、ＬＤを駆動する半導体素子も搭載した場合を例に挙げて説明したが、この半導体素子をインターポーザではなく導波路埋込基板上に搭載するものであってよく、また、インターポーザと導波路埋込基板との電気的接続を半田で行っている場合を例に挙げて説明したが、これが他の方法で行われるものであっても本発明の効果を減却するものではない。

次に、本発明の光接続装置の製造方法の実施形態について説明する。

図５は、本発明の光接続装置の製造方法のうちの第１の製造方法の一実施形態の工程ブロック図である。

図５には、本実施形態である、光接続装置の製造方法５００が、ＬＤのレーザ発射面に接した状態に第２導波路を形成する第２導波路形成工程５０１と、第２導波路形成工程５０１においてレーザ発射面に接した状態に第２導波路が形成されたＬＤを、貫通孔に第２導波路を貫通させながら半田のリフロー処理によりインターポーザに搭載するＬＤ搭載工程５０２と、ＬＤを搭載したインターポーザの貫通孔を貫通した第２導波路の端部のトリミング処理を行うトリミング工程５０３と、トリミング工程５０３で端部がトリミングされた第２導波路がレーザ発射面に接した状態に形成されたＬＤ１０を搭載したインターポーザを導波路埋込基板に半田のリフロー処理により固定するインターポーザ固定工程５０４とで構成されている様子が示されている。

ここでは、本発明の光接続装置の第２実施形態の光接続装置２を製造する過程を代表的に取りあげて、本実施形態である光接続装置の製造方法５００を具体的に説明する。

図６は、光接続装置の製造過程を示す図である。

図６（ａ）には、図５に示す第２導波路形成工程５０１により、レーザ発射面１０２に接した状態に第２導波路１４が形成された様子が示されており、ここでは、ステンレス製のフォトマスク６０とＬＤ１０との間にアクリル系紫外線硬化樹脂（ここでは、日本化薬ＤＶＤ００３）５０を充填させた後、フォトマスク（ここでは、２０μｍ径）６０側から水銀キセノンランプからの紫外光（ここでは、エネルギー密度が５０ｍＷ／ｃｍ２〜５００ｍＷ／ｃｍ２）の照射を０．５ｓから１ｓ程度行われる。尚、この後、紫外光が通過しなかったことで未硬化の樹脂は、エチルアルコールで洗い流される。

図６（ｂ）には、図５に示すＬＤ搭載工程５０２により、レーザ発射面１０２に接した状態に形成された第２導波路１４がインターポーザ１２の貫通孔１２０ａを貫通した状態でＬＤ１０がインターポーザ１２に固定された様子が示されている。

図６（ｃ）には、図５に示すトリミング工程５０３により、各第２導波路１４の長さが等しく切り揃えられた様子が示されている。

図６（ｄ）には、図５に示すインターポーザ固定工程５０４により、ＬＤ１０を搭載したインターポーザ１２が導波路埋込基板２３に固定された様子が示されている。

図７は、本発明の光接続装置の製造方法のうちの第２の製造方法の一実施形態の工程ブロック図である。

図７には、本実施形態である、光接続装置の製造方法６００が、４つの貫通孔を有するインターポーザにＬＤを搭載するＬＤ搭載工程６０１と、インターポーザに搭載されたＬＤのレーザ発射面に接した状態に第２導波路を形成する第２導波路形成工程６０２と、第２導波路形成工程６０２においてレーザ発射面に接した状態に形成された第２導波路の端部のトリミング処理を行うトリミング工程６０３と、トリミング工程６０３で端部がトリミングされた第２導波路がレーザ発射面に接した状態に形成されたＬＤを搭載したインターポーザを半田のリフロー処理により導波路埋込基板に固定するインターポーザ固定工程６０４とで構成されている様子が示されている。

ここでも、本発明の光接続装置の第２実施形態の光接続装置２を製造する過程を代表的に取りあげて、本実施形態である光接続装置の製造方法６００を具体的に説明する。

図８は、光接続装置の製造過程を示す図である。

図８（ａ）には、図７に示すＬＤ搭載工程６０１により、インターポーザ１２の、導波路埋込基板２３に面する第１の面１２ａに対する裏面に当たる第２の面１２ｂ側から貫通孔１２０ａを通してレーザ発射面１０２が導波路埋込基板２３を覗くようにＬＤ１０がインターポーザ１２に搭載されている様子が示されている。

図８（ｂ）には、図７に示す第２導波路形成工程６０２により、インターポーザ１２に搭載されたＬＤ１０のレーザ発射面１０２に接した状態に第２導波路１４が形成された様子が示されており、ここでは、ステンレス製のフォトマスク６０とＬＤ１０との間にアクリル系紫外線硬化樹脂５０を充填させた後、フォトマスク６０側から、水銀キセノンランプからの紫外光が照射されている様子が示されている。この後、紫外光が通過しなかったことにより硬化しなかった樹脂は、エチルアルコールで洗い流される。

図８（ｃ）には、図７に示すトリミング工程６０３により、第２導波路形成工程６０２においてレーザ発射面１０２に接した状態に形成された第２導波路１４の端部がトリミングされた様子が示されている。

図８（ｄ）には、図７に示すインターポーザ固定工程６０４により、トリミング工程６０３で端部がトリミングされた第２導波路１４がレーザ発射面１０２に接した状態に形成されたＬＤ１０を搭載したインターポーザ１２が導波路埋込基板２３に固定された様子が示されている。

図９は、本発明の光接続装置の製造方法のうちの第３の製造方法の一実施形態の工程ブロック図である。

図９には、本実施形態である、光接続装置の製造方法７００が、導波路のコアに接続して第２導波路を形成する第２導波路形成工程７０１と、第２導波路形成工程７０１においてコアに接続した第２導波路の端部のトリミング処理を行うトリミング工程７０２と、４つの貫通孔１２０ａを有するインターポーザ１２にＬＤを搭載するＬＤ搭載工程７０３と、貫通孔１２０ａに第２導波路１４を貫通させながらＬＤ１０を搭載したインターポーザ１２を半田のリフロー処理により導波路埋込基板３３に固定するインターポーザ固定工程７０４とで構成されている様子が示されている。

ここでは、本発明の光接続装置の第３実施形態の光接続装置３を製造する過程を代表的に取りあげて、本実施形態である光接続装置の製造方法７００を具体的に説明する。

図１０は、光接続装置の製造過程を示す図である。

図１０（ａ）には、図９に示す第２導波路形成工程７０１により、導波路３３０のコア３３０ａに接続した第２導波路３４が形成された様子が示されており、ここでは、フォトマスク６０と導波路３３０との間にアクリル系紫外線硬化樹脂５０を充填させた後、フォトマスク６０側から、水銀キセノンランプからの紫外光が照射されている様子が示されている。この後、紫外光が通過しなかったことで硬化しなかった樹脂は、エチルアルコールで洗い流される。

図１０（ｂ）には、図９に示すトリミング工程７０２により、第２導波路形成工程７０１においてコア３３０ａに接続した第２導波路１４の端部がトリミングされた様子が示されている。

図１０（ｃ）には、図９に示すＬＤ搭載工程７０３により、インターポーザ１２の、導波路埋込基板３３に面する第１の面１２ａに対する裏面に当たる第２の面側から貫通孔１２０ａを通してレーザ発射面１０２が導波路埋込基板３３を覗くようにＬＤ１０がインターポーザ１２に搭載された様子が示されている。

図１０（ｄ）には、図９に示すインターポーザ固定工程７０４により、第２導波路３４が、インターポーザ１２の貫通孔１２０ａを貫通してレーザ発射面１０２に繋がれた様子が示されている。

本発明の光接続装置の第１実施形態の断面図である。 図１に示す光接続装置の概略断面図である。 第２実施形態および第３実施形態の概略断面図である。 本実施形態の光接続装置の断面図である。 本発明の光接続装置の製造方法のうちの第１の製造方法の一実施形態の工程ブロック図である。 光接続装置の製造過程を示す図である。 本発明の光接続装置の製造方法のうちの第２の製造方法の一実施形態の工程ブロック図である。 光接続装置の製造過程を示す図である。 本発明の光接続装置の製造方法のうちの第３の製造方法の一実施形態の工程ブロック図である。 光接続装置の製造過程を示す図である。

符号の説明

１、２、３、４ 光接続装置
１０ ＬＤ
１０１ 金属配線
１０２ レーザ発射面
１１ 半導体素子
１２ インターポーザ
１３、２３、３３、４３ 導波路埋込基板
１３０ 導波路
１３０ａ コア
１３０ｂ クラッド
１３１ 上部絶縁基材
１３２ 上部電気配線
１３３ 下部電気配線
１３４ 下部絶縁基材
１４、２４、３４ 第２導波路
１５ ハウジング
１６ ミラー

Claims (11)

1. 基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
   電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を前記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載して該導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
   前記信号媒体変換素子の作用面と前記第１の導波路との間を繋いで、該信号媒体変換素子との間および該第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えたことを特徴とする光接続装置。
2. 前記第１の導波路の端縁に、該第１の導波路と前記第２の導波路のうちの一方の導波路を経由してきた光信号を他方の導波路に向けて反射するミラーを備えたことを特徴とする請求項１記載の光接続装置。
3. 前記導波路埋込基板が、該基板表面に電気信号を伝達する配線を有するものであって、
   前記インターポーザが、前記導波路埋込基板表面に半田付けにより固定されたものであることを特徴とする請求項１記載の光接続装置。
4. 前記インターポーザは、前記信号媒体変換素子が搭載されると共に、さらに、該信号媒体変換素子と電気的に接続された、電気信号を処理する信号処理回路が搭載されたものであることを特徴とする請求項１記載の光接続装置。
5. 前記インターポーザが、表裏面に貫通する孔を有し、
   前記信号媒体変換素子が、該インターポーザの、前記導波路埋込基板に面する第１の面に対する裏面に当たる第２の面に、該信号媒体変換素子の作用面が前記孔から該導波路埋込基板を覗くように該インターポーザに搭載されたものであり、
   前記第２の導波路が前記孔を貫通して設けられたものであることを特徴とする請求項１記載の光接続装置。
6. 前記第１の導波路が、光信号を伝送するコアと、該コアに接したクラッドとからなると共に、該第１の導波路のクラッドの、前記第２の導波路に対応する領域に開口を有し、
   前記第２の導波路が、前記第１の導波路の前記開口を通って該第１の導波路のコアに接続されたものであることを特徴とする請求項１記載の光接続装置。
7. 前記第１の導波路が、前記導波路埋込基板の内部に形成されたものであると共に、該導波路埋込基板の、前記第２の導波路に対応する領域に該第１の導波路に通じる開口を有し、
   前記第２の導波路の前記第１の導波路に隣接した部分を支持して前記開口に嵌合したハウジングを備えたことを特徴とする請求項１記載の光接続装置。
8. 前記第２の導波路が、前記信号媒体変換素子の作用面から前記第１の導波路に向かって断面積が徐々に広がった錐台形状を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光接続装置。
9. 基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
   電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を前記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載して該導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
   前記信号媒体変換素子の作用面と前記第１の導波路との間を繋いで、該信号媒体変換素子との間および該第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えた光接続装置の製造方法であって、
   前記第２の導波路を、前記信号媒体変換素子の作用面に接した状態に形成する第２導波路形成工程と、
   前記第２の導波路が前記作用面に接した状態に形成された前記信号媒体変換素子を前記インターポーザに搭載する搭載工程と、
   前記信号媒体変換素子が搭載された前記インターポーザを前記導波路埋込基板に固定する固定工程とを備えたことを特徴とする光接続装置の製造方法。
10. 基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
    電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を前記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載して該導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
    前記信号媒体変換素子の作用面と前記第１の導波路との間を繋いで、該信号媒体変換素子との間および該第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えた光接続装置の製造方法であって、
    前記信号媒体変換素子を前記インターポーザに搭載する搭載工程と、
    前記第２の導波路を、前記搭載工程でインターポーザに搭載された前記信号媒体変換素子の作用面に接した状態に形成する第２導波路形成工程と、
    前記第２の導波路が前記信号媒体変換素子の作用面に接した状態に形成された前記インターポーザを前記導波路埋込基板に固定する固定工程とを備えたことを特徴とする光接続装置の製造方法。
11. 基板表面と平行に延びる光信号伝送用の第１の導波路が基板内部若しくは基板表面に形成された導波路埋込基板と、
    電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子を前記導波路埋込基板に作用面を向けた状態に搭載して該導波路埋込基板に固定されたインターポーザと、
    前記信号媒体変換素子の作用面と前記第１の導波路との間を繋いで、該信号媒体変換素子との間および該第１の導波路との間で光信号を伝達する、光硬化性材料からなる第２の導波路とを備えた光接続装置の製造方法であって、
    前記第１の導波路に接続した前記第２の導波路を形成する第２導波路形成工程と、
    前記信号媒体変換素子を前記インターポーザに搭載する搭載工程と、
    前記信号媒体変換素子が搭載されたインターポーザを、前記導波路埋込基板上であって、かつ、前記第２の導波路の、前記第１の導波路に接続された端縁とは反対側の端縁が、該信号媒体変換素子の作用面に接続される位置に固定する固定工程とを備えたことを特徴とする光接続装置の製造方法。

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