JP2008046334A - Optical transmission/reception module - Google Patents

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茂実 大津
Toshihiko Suzuki
俊彦 鈴木
Toru Fujii
徹 藤居
Kazutoshi Tanida
和敏 谷田
Takashi Shimizu
敬司 清水
Hidekazu Akutsu
英一 圷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical transmission/reception module in which the temperature rise due to the heat generation of a light emitting element is effectively suppressed, the light emission characteristic of the light emitting element is improved, and while an optical signal is transmitted and received via an optical waveguide formed in a flexible belt-shaped film which follows the deformation such as bending and torsion. <P>SOLUTION: In the bidirectional optical transmission/reception module 10, the end parts of a polymer optical waveguide film 11 are mounted on a submount 24 on an optical transmission/reception part 20 side, which is manufactured by an electroforming process, and a submount 25 on an optical transmission/reception part 21 side, which is made by the electroforming process, respectively, a light emitting element 22 is arranged so that the light emitted from the light emitting element 22 is made incident to a transmission optical waveguide via a reflection faces 15, and a light receiving element 23 is arranged so that the light emitted from the reception optical waveguide is received via the reflection face 15. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フィルム内に形成された光導波路を介して光信号の送受信を行う光送受信モジュールに係わり、特に、放熱特性及び発光特性の向上を図った光送受信モジュールに関する。   The present invention relates to an optical transmission / reception module that transmits and receives an optical signal through an optical waveguide formed in a film, and more particularly, to an optical transmission / reception module that improves heat dissipation characteristics and light emission characteristics.

従来の高分子光導波路の製造方法の一例としては、例えば
(1)フィルムにモノマーを含浸させ、コア部を選択的に露光し、屈折率を変化させてフィルムを張り合わせる方法(選択重合法)、
(2)コア層及びクラッド層を塗布後、反応性イオンエッチングを用いてクラッド部を形成する方法(RIE法)、
(3)高分子材料中に感光性の材料を添加した紫外線硬化樹脂をフォトリソグラフィーにより露光・現像する方法(直接露光法)、
(4)射出成形を利用する方法、
(5)コア層及びクラッド層を塗布後、コア部を露光してコア部の屈折率を変化させる方法(フォトブリーチング法)等の各種の製法が提案されている。
As an example of a conventional method for producing a polymer optical waveguide, for example, (1) a method in which a film is impregnated with a monomer, a core portion is selectively exposed, and a film is laminated by changing a refractive index (selective polymerization method) ,
(2) A method of forming a clad portion using reactive ion etching after applying a core layer and a clad layer (RIE method),
(3) A method of exposing and developing an ultraviolet curable resin obtained by adding a photosensitive material in a polymer material by photolithography (direct exposure method),
(4) Method using injection molding,
(5) Various methods such as a method of changing the refractive index of the core part by exposing the core part after applying the core layer and the clad layer (photo bleaching method) have been proposed.

しかしながら、上記(1)の選択重合法は、フィルムの張り合わせに問題がある。上記(2)のRIE法、及び上記(3)の直接露光法は、フォトリソグラフィー法を使うためコスト高になる。上記(4)の射出成形法は、得られるコア径の精度に課題がある。上記(5)のフォトブリーチング法は、コア層とクラッド層の屈折率差を十分にとれないという問題がある。実用的な製法としては、上記(2)のRIE法や上記(3)の直接露光法を挙げることができるが、上述したように作製コストに問題がある。そして、上記(1)〜(5)のいずれの製法にあっても、大面積であり、かつ、フレキシブルなプラスチック基材に高分子光導波路を形成するには実用的に馴染まない。   However, the selective polymerization method (1) has a problem in film lamination. The RIE method (2) and the direct exposure method (3) are expensive because they use a photolithography method. The injection molding method (4) has a problem in the accuracy of the obtained core diameter. The photo bleaching method (5) has a problem that the difference in refractive index between the core layer and the clad layer cannot be sufficiently obtained. Practical production methods include the RIE method (2) and the direct exposure method (3), but there is a problem in production cost as described above. In any of the production methods (1) to (5), it is practically unsuitable for forming a polymer optical waveguide on a flexible plastic substrate having a large area.

一方、上記従来の製造方法とは全く異なった高分子光導波路の製法の一例として、例えばマイクロモールド法と称する鋳型を用いて高分子光導波路を製造する方法がある(例えば、特許文献1〜3参照。)。これらの特許文献1〜3に記載された高分子光導波路の製造方法によれば、極めて簡便に低コストで光導波路を量産することが可能である。また、簡便な製法であるにもかかわらず、光導波損失が小さい光導波路を安定して作製することができる。更には、従来では作製が困難であったフレキシブルなプラスチック基材上にも、光導波路を作製することが可能である。なお、上記特許文献1〜3に記載された高分子光導波路の製造方法は、本出願人等が先に提案したものである。   On the other hand, as an example of a method for producing a polymer optical waveguide that is completely different from the conventional production method, there is a method for producing a polymer optical waveguide using a mold called, for example, a micromold method (for example, Patent Documents 1 to 3). reference.). According to the polymer optical waveguide manufacturing methods described in Patent Documents 1 to 3, it is possible to mass-produce optical waveguides very simply and at low cost. Moreover, although it is a simple manufacturing method, an optical waveguide with small optical waveguide loss can be produced stably. Furthermore, it is possible to produce an optical waveguide on a flexible plastic substrate that has been difficult to produce in the past. In addition, the manufacturing method of the polymer optical waveguide described in the said patent documents 1-3 is what the present applicant etc. proposed previously.

ところで、最近、IC技術やLSI技術において、動作速度や集積度向上のために、高密度に電気配線を行なう代わりに、機器装置間、機器装置内のボード間、チップ内において光配線を行なうことが注目されている。特に、省電力化や面アレイ化に有利な面発光型レーザ、面受光素子であるフォトダイオードを用いた光配線のための素子が、種々提案されている。   By the way, recently, in IC technology and LSI technology, in order to improve the operation speed and the degree of integration, instead of performing high-density electrical wiring, optical wiring is performed between equipment devices, between boards in equipment equipment, and in chips. Is attracting attention. In particular, various elements for optical wiring using a surface emitting laser and a photodiode as a surface light receiving element, which are advantageous for power saving and surface array, have been proposed.

このような素子の一例として、例えばコアとコアを包囲するクラッドとを有する高分子光導波路のコア・クラッド積層方向に発光素子及び受光素子を備え、更に発光素子からの光をコアに入射させるための入射側ミラーと、コアからの光を受光素子に出射させるための出射側ミラーとを有する光学素子であって、発光素子から入射側ミラー及び出射側ミラーから受光素子に至る光路に相当する箇所において、クラッド層を形成し、発光素子からの光及び出射側ミラーからの光を収束させた光学素子が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。   As an example of such an element, for example, a polymer optical waveguide having a core and a clad surrounding the core is provided with a light emitting element and a light receiving element in the core / cladding direction, and light from the light emitting element is incident on the core. An optical element having an incident side mirror and an output side mirror for emitting light from the core to the light receiving element, and corresponding to an optical path from the light emitting element to the incident side mirror and from the output side mirror to the light receiving element Have proposed an optical element in which a cladding layer is formed and the light from the light emitting element and the light from the output side mirror are converged (see, for example, Patent Document 4).

また、コアとコアを包囲するクラッドとを有する高分子光導波路のコア端面に発光素子からの光を入射させる光学素子において、コアの光入射端面を発光素子に向かって凸面となるように形成し、発光素子からの光を収束させて導波損失を抑えた光学素子が提案されている(例えば、特許文献5参照。)。   In addition, in an optical element in which light from a light emitting element is incident on a core end face of a polymer optical waveguide having a core and a clad surrounding the core, the light incident end face of the core is formed to be convex toward the light emitting element. An optical element in which light from the light emitting element is converged to suppress waveguide loss has been proposed (see, for example, Patent Document 5).

更に、電子素子と光素子とを集積化した光電融合回路基板上に高分子光導波路回路が直接組み付けられた光電子集積回路が提案されている(例えば、特許文献6参照。)。
特開2004−29507号公報 特開2004−86144号公報 特開2004−109927号公報 特開2000−39530号公報 特開2000−39531号公報 特開2000−235127号公報
Further, there has been proposed an optoelectronic integrated circuit in which a polymer optical waveguide circuit is directly assembled on an optoelectronic circuit board in which electronic elements and optical elements are integrated (see, for example, Patent Document 6).
JP 2004-29507 A JP 2004-86144 A JP 2004-109927 A JP 2000-39530 A JP 2000-39531 A JP 2000-235127 A

しかしながら、これまでに提案されている光配線の方法は、いずれも光導波路が受発光素子やミラーとともに、基板上に固定されており、ワイヤーによる電気配線と比較すると、配線の自由度が小さく、ヒンジ部の光配線として、折り畳むことが多い携帯電話や薄型パソコン等のモバイル装置に応用し難いという問題があった。   However, in the optical wiring methods proposed so far, the optical waveguide is fixed on the substrate together with the light emitting / receiving element and the mirror, and the degree of freedom of wiring is small compared to the electric wiring by wire, The optical wiring of the hinge part has a problem that it is difficult to apply to mobile devices such as mobile phones and thin personal computers that are often folded.

一方、樹脂コーティングした光ファイバーの素線を数本集めてテープ状にした光ファイバー・テープが光配線に利用されているが、光ファイバーは石英ガラス製で曲げに弱く、上記と同様に配線の自由度が小さいという問題があった。   On the other hand, optical fiber tapes made by collecting several strands of resin-coated optical fibers into tapes are used for optical wiring, but the optical fibers are made of quartz glass and are not easily bent. There was a problem of being small.

また、光実装用には、シリコーン(Si)サブマウントを用いる方法があるが、SiのRIEプロセスを用いた加工プロセスは基板の大きさに制限があることなどから、コスト高になる。また、Si基板を用いると、放熱性や高周波特性等の点で金属に比較して特性が悪い。   For optical mounting, there is a method using a silicon (Si) submount, but the processing process using the Si RIE process is costly because the size of the substrate is limited. In addition, when a Si substrate is used, characteristics are worse than metals in terms of heat dissipation and high frequency characteristics.

本発明は、発光素子の発熱による温度上昇を効率的に抑制するとともに、発光素子の発光特性を改善することを可能とし、それと同時に、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性があるフレキシブルなベルト状の高分子光導波路フィルム内に形成された光導波路を介して光信号の送受信を行うことを可能とした光送受信モジュールを提供することを目的としている。   The present invention efficiently suppresses the temperature rise due to heat generation of the light emitting element and improves the light emitting characteristics of the light emitting element, and at the same time, is flexible and capable of following deformation such as bending and twisting. An object of the present invention is to provide an optical transceiver module capable of transmitting and receiving an optical signal through an optical waveguide formed in a belt-shaped polymer optical waveguide film.

[1]本発明は、光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、発光素子、電鋳プロセスで作製した第1のサブマウント、及び前記光導波路の一端部に設けられた光路変換用の第1の反射面を備え、前記第1のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの一端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記第1の反射面で光路を変換されて前記光導波路内に入射されるように前記発光素子を配置した構成の光送信部と、受光素子、電鋳プロセスで作製した第2のサブマウント、及び前記光導波路の他端部に設けられた光路変換用の第2の反射面を備え、前記第2のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの他端部を載置すると共に、前記光送信部からの光が前記第2の反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置した構成の光受信部とを備えてなることを特徴とする光送受信モジュールにある。 [1] The present invention relates to a polymer optical waveguide film in which an optical waveguide is formed, a light emitting element, a first submount manufactured by an electroforming process, and an optical path changing device provided at one end of the optical waveguide. A first reflection surface is provided, and one end portion of the polymer optical waveguide film is placed on the first submount, and light emitted from the light emitting element changes an optical path at the first reflection surface. An optical transmitter having a configuration in which the light emitting element is arranged so as to be incident on the optical waveguide; a light receiving element; a second submount manufactured by an electroforming process; and the other end of the optical waveguide. A second reflection surface for converting the optical path, and placing the other end portion of the polymer optical waveguide film on the second submount, and light from the optical transmission portion is transmitted to the second submount. The light path is changed by the reflecting surface so that it can be received. Serial in an optical transceiver module, characterized by comprising a light receiving portion of the configuration of arranging the light-receiving element.

[2]更に本発明は、送信用光導波路及び受信用光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路を介して双方向に光信号を送受信する一対の光送受信部とを備え、前記一対の光送受信部のそれぞれは、発光素子及び受光素子と、電鋳プロセスで作製したサブマウントと、前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路の端部に設けられた光路変換用の反射面とを有し、前記サブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記反射面で光路を変換されて前記送信用光導波路に入射されるように前記発光素子を配置し、且つ前記受信用光導波路からの光が前記反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置してなることを特徴とする光送受信モジュールにある。 [2] Further, in the present invention, a polymer optical waveguide film in which a transmission optical waveguide and a reception optical waveguide are formed, and an optical signal is transmitted and received bidirectionally via the transmission optical waveguide and the reception optical waveguide. A pair of optical transmission / reception units, and each of the pair of optical transmission / reception units includes a light-emitting element and a light-receiving element, a submount manufactured by an electroforming process, and ends of the transmission optical waveguide and the reception optical waveguide. An end of the polymer optical waveguide film is placed on the submount, and the light emitted from the light emitting element passes through the optical path at the reflection surface. The light emitting element is arranged so that it is converted and incident on the transmitting optical waveguide, and the light receiving element is arranged so that light from the receiving optical waveguide is received by the light path being converted by the reflecting surface. To do In the optical transceiver module according to symptoms.

[3]上記[1]又は[2]記載の発明にあって、前記高分子光導波路フィルムの厚さが、50μm〜200μmであることを特徴としている。 [3] In the invention described in [1] or [2] above, the polymer optical waveguide film has a thickness of 50 μm to 200 μm.

[4]上記[1]〜[3]のいずれかに記載の発明にあって、前記高分子光導波路フィルムは、許容曲げ半径が3mm以下の可とう性を有する透明樹脂フィルムであることを特徴としている。 [4] In the invention according to any one of [1] to [3], the polymer optical waveguide film is a transparent resin film having flexibility with an allowable bending radius of 3 mm or less. It is said.

[5]上記[1]〜[4]のいずれかに記載の発明にあって、前記光導波路のコア部を取り囲むクラッド部は、主鎖にノルボルネン構造を有し且つ側鎖に極性基を有する脂環式オレフィン樹脂からなることを特徴としている。 [5] In the invention according to any one of [1] to [4], the clad portion surrounding the core portion of the optical waveguide has a norbornene structure in the main chain and a polar group in the side chain. It is characterized by comprising an alicyclic olefin resin.

[6]上記[1]〜[5]のいずれかに記載の発明にあって、前記高分子光導波路フィルムのフィルム面が、前記サブマウントの主面と接合されてなることを特徴としている。 [6] In the invention according to any one of [1] to [5], a film surface of the polymer optical waveguide film is bonded to a main surface of the submount.

[7]上記[1]〜[6]のいずれかに記載の発明にあって、前記光導波路のコア部は、シリコーン樹脂製の鋳型を用いて複製されてなることを特徴としている。 [7] In the invention according to any one of [1] to [6], the core portion of the optical waveguide is duplicated using a silicone resin mold.

[8]上記[1]又は[2]記載の発明にあって、前記反射面は、光進行方向を90度折り曲げる45度ミラー面であることを特徴としている。 [8] In the invention described in [1] or [2], the reflection surface is a 45-degree mirror surface that bends the light traveling direction by 90 degrees.

[9]上記[1]又は[2]記載の発明にあって、前記サブマウント上に電気配線のための電極パターンが形成されてなることを特徴としている。 [9] In the invention described in [1] or [2] above, an electrode pattern for electric wiring is formed on the submount.

[10]上記[1]又は[2]記載の発明にあって、前記発光素子及び前記受光素子が、前記光導波路のコア部を構成する樹脂と同じ樹脂を介して前記サブマウント上に固定されてなることを特徴としている。 [10] In the invention described in [1] or [2] above, the light emitting element and the light receiving element are fixed on the submount through the same resin as a resin constituting a core portion of the optical waveguide. It is characterized by.

本発明は、発光素子の発熱を効率的に安定して放熱することができるとともに、発光素子の特性劣化や寿命の低下を確実に防止することができるようになり、合わせて、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性があるフレキシブルなベルト状の高分子光導波路フィルムを用いているので、フィルムが変形した状態でも、高分子光導波路フィルム内に形成された光導波路を介して光信号の送受信を行うことができる。   The present invention can efficiently and stably dissipate heat generated from the light-emitting element, and can reliably prevent deterioration of the characteristics and life of the light-emitting element. Since a flexible belt-shaped polymer optical waveguide film that can follow the deformation of the film is used, the optical signal can be transmitted through the optical waveguide formed in the polymer optical waveguide film even when the film is deformed. Can send and receive.

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.

(光送受信モジュールの構成)
図1は、本発明における典型的な実施の形態である双方向光送受信モジュールの一構成例を模式的に示す斜視図である。なお、この実施の形態にあっては、双方向光送受信モジュールを例示して説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば一方向光送受信モジュールに使用することができることは勿論である。
(Configuration of optical transceiver module)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration example of a bidirectional optical transceiver module according to a typical embodiment of the present invention. In this embodiment, a bidirectional optical transceiver module is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be used for, for example, a unidirectional optical transceiver module. It is.

同図において、符号10は、双方向光送受信モジュールの外観構成を示している。この双方向光送受信モジュール10の基本構成は、図1に示すように、ベルト状の高分子光導波路フィルム11と、この高分子光導波路フィルム11内に形成された送信用の光導波路及び受信用の光導波路を介して双方向に光信号を送受信する第1及び第2の光送受信部20,21とにより構成されている。この光送受信部20,21のそれぞれは、発光素子である面発光型半導体レーザダイオード(LD)22と、受光素子であるフォトダイオード(PD)23と、金属製の光部品実装用の第1のサブマウント24又は第2のサブマウント25とを備えており、高分子光導波路フィルム11の両端部は、サブマウント24,25上にそれぞれ保持されている。   In the same figure, the code | symbol 10 has shown the external appearance structure of the bidirectional | two-way optical transmission / reception module. As shown in FIG. 1, the basic configuration of the bidirectional optical transceiver module 10 includes a belt-shaped polymer optical waveguide film 11, a transmission optical waveguide formed in the polymer optical waveguide film 11, and a receiver. The first and second optical transmission / reception units 20 and 21 transmit and receive optical signals bidirectionally via the optical waveguide. Each of the optical transceivers 20 and 21 includes a surface-emitting type semiconductor laser diode (LD) 22 that is a light-emitting element, a photodiode (PD) 23 that is a light-receiving element, and a metal optical component mounting first. A submount 24 or a second submount 25 is provided, and both ends of the polymer optical waveguide film 11 are held on the submounts 24 and 25, respectively.

(高分子光導波路フィルム)
高分子光導波路フィルム11は、図1に示すように、許容曲げ半径が3mm以下の可とう性を有する透明樹脂フィルム材からなり、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性を有している。かかる構成により、高分子光導波路フィルム11が変形した状態でも、第1の光送受信部20のLD22から送信された光信号を、高分子光導波路フィルム11の光導波路を導波して、第2の光送受信部21のPD23により受信することができる。
(Polymer optical waveguide film)
As shown in FIG. 1, the polymer optical waveguide film 11 is made of a transparent resin film material having a flexible bending radius of 3 mm or less, and has a followability to deformation such as bending and twisting. . With this configuration, even when the polymer optical waveguide film 11 is deformed, the optical signal transmitted from the LD 22 of the first optical transmission / reception unit 20 is guided through the optical waveguide of the polymer optical waveguide film 11, so that the second Can be received by the PD 23 of the optical transceiver 21.

高分子光導波路フィルム11は、変形に対する追従性を高めるために、フィルムの厚さを50μm〜300μmの範囲内に設定することが好ましく、70μm〜200μmの範囲内に設定することがより好ましい。また、同様の理由から、フィルムの幅としては、0.5mm〜10mmの範囲内に設定することが好ましく、1mm〜5mmの範囲内とすることが更に望ましい。   The polymer optical waveguide film 11 is preferably set to a thickness of 50 μm to 300 μm, and more preferably 70 μm to 200 μm, in order to improve followability to deformation. For the same reason, the film width is preferably set in the range of 0.5 mm to 10 mm, and more preferably in the range of 1 mm to 5 mm.

図2は、高分子光導波路フィルムの端部の一構成例を模式的に示している。図2(a)は、ダイシング前の高分子光導波路フィルムの部分断面図であり、図2(b)は、ダイシング後の高分子光導波路フィルムの部分断面図である。   FIG. 2 schematically shows a configuration example of the end portion of the polymer optical waveguide film. 2A is a partial cross-sectional view of the polymer optical waveguide film before dicing, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the polymer optical waveguide film after dicing.

高分子光導波路フィルム11は、図2に示すように、フィルム長さ方向に延在する口型のコア部12と、このコア部12を包囲するクラッド部13とで構成されている。高分子光導波路フィルム11内には、複数のコア部12がフィルム幅方向に並列に配置され、フィルム内に複数の光導波路14が形成されている。本発明は特に限定されるものではないが、フィルム内には、LD22及びPD23に対応して2本の光導波路14が形成されている。   As shown in FIG. 2, the polymer optical waveguide film 11 includes a mouth-shaped core portion 12 extending in the film length direction, and a clad portion 13 surrounding the core portion 12. In the polymer optical waveguide film 11, a plurality of core portions 12 are arranged in parallel in the film width direction, and a plurality of optical waveguides 14 are formed in the film. Although the present invention is not particularly limited, two optical waveguides 14 are formed in the film corresponding to the LD 22 and the PD 23.

高分子光導波路フィルム11は、フィルム長さ方向の両側ともに同様の構造からなる。高分子光導波路フィルム11の一端部には、図2(b)に示すように、光導波路14の光軸に対して45度に傾斜した第1の反射面(ミラー面)15がフィルム幅方向にわたって形成されている。光導波路14の他端部には、第1のミラー面15とは相互に異なる方向に向けて下傾斜する45度の第2のミラー面15がフィルム幅方向にわたって形成されている。このミラー面15としては、フィルムの下面に直交する垂直面からなるサブマウント当て付け面16が形成されるようにダイシングすることができる。ミラー面15は、入出射した光の光路を変換する光路変換面として機能する。   The polymer optical waveguide film 11 has the same structure on both sides in the film length direction. At one end of the polymer optical waveguide film 11, a first reflecting surface (mirror surface) 15 inclined at 45 degrees with respect to the optical axis of the optical waveguide 14 is provided in the film width direction, as shown in FIG. Is formed over. At the other end of the optical waveguide 14, a second mirror surface 15 of 45 degrees inclined downward in a direction different from the first mirror surface 15 is formed across the film width direction. The mirror surface 15 can be diced so that a submount abutting surface 16 comprising a vertical surface orthogonal to the lower surface of the film is formed. The mirror surface 15 functions as an optical path conversion surface that converts the optical path of incident light.

(サブマウント付き光送受信部)
図3は、サブマウントを備えた光送受信部の一構成例を模式的に示している。図3(a)は、光送受信部の平面図であり、図3(b)は、図3(a)のIII−III線の矢視部分断面図である。第1及び第2の光送受信部20,21は、図1に示すように、LD22及びPD23の設置位置を除いて、両側ともに同一構造からなる。このため、本実施の形態では片側の第1の光送受信部20のみを説明する。
(Optical transceiver with submount)
FIG. 3 schematically illustrates a configuration example of an optical transmission / reception unit including a submount. Fig.3 (a) is a top view of an optical transmission / reception part, FIG.3 (b) is a fragmentary sectional view of the III-III line | wire of Fig.3 (a). As shown in FIG. 1, the first and second optical transmission / reception units 20 and 21 have the same structure on both sides except for the installation positions of the LD 22 and the PD 23. For this reason, in this Embodiment, only the 1st optical transmission / reception part 20 of one side is demonstrated.

サブマウント24の特徴部とするところは、図3に示すように、電鋳によって金属層を一様に積層形成した略直方体からなる金属基板により構成されていることにある。サブマウント24の作製プロセスとしては、一般的な電鋳プロセスを用いて作製することができる。その一例としては、例えば超精密エッチング方式の一種であるエレクトロファインフォーミング方式を挙げることができる。かかる構成によれば、LD22を搭載している部材の下面に金属製の放熱板を取り付ける必要がなくなり、LD22から発生する熱を効率よく外部に逃すことができる。このため、消費電力を抑えることができると共に、高輝度の発光が可能となる。   As shown in FIG. 3, the feature of the submount 24 is that it is constituted by a metal substrate made of a substantially rectangular parallelepiped in which metal layers are uniformly laminated by electroforming. The submount 24 can be manufactured using a general electroforming process. As an example, for example, an electro fine forming method which is a kind of ultra-precision etching method can be cited. According to this configuration, it is not necessary to attach a metal heat sink to the lower surface of the member on which the LD 22 is mounted, and heat generated from the LD 22 can be efficiently released to the outside. For this reason, power consumption can be suppressed and light emission with high luminance is possible.

この金属製のサブマウント24の基本構成は、図3に示すように、高分子光導波路フィルム11の端部が載置されるフィルム載置面24aと、LD22及びPD23が載置される素子載置面24bと、電極膜が形成される電極形成面24cとを備えている。このサブマウント24のフィルム載置面24a及び素子載置面24bとしては、例えばサブマウント24の金属基板の表面を切削することで形成することができる。   As shown in FIG. 3, the basic structure of the metal submount 24 includes a film mounting surface 24a on which the end of the polymer optical waveguide film 11 is mounted, and an element mounting on which the LD 22 and the PD 23 are mounted. A placement surface 24b and an electrode formation surface 24c on which an electrode film is formed are provided. The film mounting surface 24a and the element mounting surface 24b of the submount 24 can be formed, for example, by cutting the surface of the metal substrate of the submount 24.

本発明は特に限定されるものではないが、フィルム載置面24aは、電極形成面24cの主面から下方に向けて高分子光導波路フィルム11の厚さ分程度に低く形成された凹部形状をなしている。そのフィルム載置面24aを形成する凹部のフィルム先端面側は、フィルム幅方向の側面から内方に向かう支持面を有する係合段部24dをもって形成されており、その支持面が、高分子光導波路フィルム11のサブマウント当て付け面16に当接するようにしている。これにより、サブマウント24に対してフィルムの位置合わせが容易となり、高分子光導波路フィルム11の実装を簡単に行うことができる。一方の素子載置面24bは、互いに交差する方向に開口した凹部形状をなしており、高分子光導波路フィルム11の下端面がLD22及びPD23の上面と接合するようにフィルム載置面24aよりも低く形成されている。素子載置面24bを形成する凹部は、高分子光導波路フィルム11の45度ミラー面15の真下に空間を有しており、フィルム載置面24aの空間の周面と一致している。   Although the present invention is not particularly limited, the film mounting surface 24a has a recessed shape formed as low as the thickness of the polymer optical waveguide film 11 from the main surface of the electrode forming surface 24c downward. There is no. The film front surface side of the recess that forms the film mounting surface 24a is formed with an engagement step portion 24d having a support surface inward from the side surface in the film width direction. The waveguide film 11 is brought into contact with the submount abutting surface 16. Thereby, the alignment of the film with respect to the submount 24 is facilitated, and the polymer optical waveguide film 11 can be easily mounted. One element mounting surface 24b has a concave shape opened in a direction intersecting with each other, and is lower than the film mounting surface 24a so that the lower end surface of the polymer optical waveguide film 11 is joined to the upper surfaces of the LD 22 and the PD 23. It is formed low. The concave portion forming the element mounting surface 24b has a space immediately below the 45-degree mirror surface 15 of the polymer optical waveguide film 11, and coincides with the peripheral surface of the space of the film mounting surface 24a.

LD22及びPD23のそれぞれは、図3に示すように、発光面及び受光面を高分子光導波路フィルム11の45度ミラー面15の下方に対向して、接着剤を介してサブマウント24のフィルム載置面24a上に固着されている。その接着剤としては、紫外線硬化性樹脂等の光硬化性接着剤、又は熱硬化性接着剤等を用いることができるが、光損失を低減するためには、高分子光導波路フィルム11のコア部12と同じ屈折率を有する材料を用いることが有利である。コア部12と同じ屈折率を有する材料を用いることで、LD22及びPD23の拡がり角が小さくなり、サブマウント24に効果的に実装することができる。   As shown in FIG. 3, each of the LD 22 and the PD 23 has a light-emitting surface and a light-receiving surface facing the lower side of the 45-degree mirror surface 15 of the polymer optical waveguide film 11, and a film mounted on the submount 24 via an adhesive. It is fixed on the mounting surface 24a. As the adhesive, a photocurable adhesive such as an ultraviolet curable resin, a thermosetting adhesive, or the like can be used. In order to reduce light loss, the core portion of the polymer optical waveguide film 11 is used. It is advantageous to use a material having the same refractive index as 12. By using a material having the same refractive index as that of the core portion 12, the divergence angle of the LD 22 and the PD 23 is reduced, and can be effectively mounted on the submount 24.

双方向光送受信モジュール10は、例えば高分子光導波路フィルム11の厚さを制御することで、マイクロレンズを用いることなく、LD22の発光面から射出された光は、送信用光導波路14の45度ミラー面15で反射されてコア部12に入射し、受信用光導波路14のコア部12内を導波する光は、45度ミラー面15で反射されてPD23の受光面に受光されるように、アライメントして実装することで、簡単に組み立てることができる。   The bidirectional optical transceiver module 10 controls, for example, the thickness of the polymer optical waveguide film 11 so that light emitted from the light emitting surface of the LD 22 is 45 degrees of the optical waveguide 14 for transmission without using a microlens. Light reflected by the mirror surface 15 and incident on the core portion 12 and guided in the core portion 12 of the receiving optical waveguide 14 is reflected by the 45 ° mirror surface 15 and received by the light receiving surface of the PD 23. By aligning and mounting, it can be assembled easily.

次に、図4を参照して、光送受信部20,21の実装について説明する。図4は、サブマウントを備えた光送受信部の一実装例を模式的に示す平面図である。この図示例にあっても、第2の光送受信部21の図示を省略している。なお、図4において上記図示例と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。   Next, the mounting of the optical transceivers 20 and 21 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view schematically showing one implementation example of the optical transmission / reception unit including the submount. Even in the illustrated example, the second optical transmission / reception unit 21 is not illustrated. In FIG. 4, members that are substantially the same as those in the illustrated example are given the same member names and symbols. Therefore, the detailed description regarding these members is omitted.

双方向光送受信モジュール10の実装時においては、図4に示すように、電鋳プロセスで作製したサブマウント24上には、LD22、PD23、及び高分子光導波路フィルム11が保持される。高分子光導波路フィルム11をサブマウント24のフィルム載置面24aで保持することで、フレキシブルな高分子光導波路フィルム11を安定して保持することができるようになる。   When the bidirectional optical transceiver module 10 is mounted, as shown in FIG. 4, the LD 22, the PD 23, and the polymer optical waveguide film 11 are held on the submount 24 manufactured by an electroforming process. By holding the polymer optical waveguide film 11 on the film mounting surface 24a of the submount 24, the flexible polymer optical waveguide film 11 can be stably held.

更に双方向光送受信モジュール10では、図4に示すように、セラミック基板30の載置面上にサブマウント24が固定されている。本発明は特に限定されるものではないが、セラミック基板30の上面には、例えば熱伝導性が良好な金めっきが施されている。セラミック基板30には、LD22のカソード及びアノード電極と配線される2個の電極パッド31、PD23のカソード及びアノード電極と電気的に接続されるフォトダイオード用アンプ32、そのアンプ32と電気的に接続される3個の電極パッド33がそれぞれ実装されている。図示例では、サブマウント24にはパターニングが不要となる。なお、サブマウント24の表面には、LD22及びPD23に対して電気的な配線を行うための電極を設けることができる。双方向光送受信モジュール10をパッケージに格納する場合は、LD22及びPD23に対する電気的な配線の自由度を向上させることができる。   Further, in the bidirectional optical transceiver module 10, the submount 24 is fixed on the mounting surface of the ceramic substrate 30 as shown in FIG. 4. Although the present invention is not particularly limited, the upper surface of the ceramic substrate 30 is, for example, plated with gold having good thermal conductivity. The ceramic substrate 30 has two electrode pads 31 wired to the cathode and anode electrodes of the LD 22, a photodiode amplifier 32 electrically connected to the cathode and anode electrodes of the PD 23, and an electrical connection to the amplifier 32. Three electrode pads 33 are mounted. In the illustrated example, the submount 24 does not require patterning. It should be noted that electrodes for electrical wiring to the LD 22 and the PD 23 can be provided on the surface of the submount 24. When the bidirectional optical transceiver module 10 is stored in a package, the degree of freedom of electrical wiring with respect to the LD 22 and the PD 23 can be improved.

上記構成によると、LD22からの発熱が、サブマウント24により効果的に放熱されるので、デバイス温度が上昇して、LD22の特性に影響を与え、ノイズなどの特性低下やばらつきを生じるのを防止することができる。それに加えて、光送受信部20とセラミック基板30とを非接触状態で実装しているため、LD22で生じた熱がセラミック基板30側へ伝播しない。その結果、セラミック基板30への影響を最小限に抑えることができるようになり、サブマウント24によって安定して放熱できる。また、アンプ32の作動時に発生する熱をサブマウント24及びセラミック基板30で協働して放熱性を高めることもできる。従って、双方向光送受信モジュール10の雑音特性や信頼性を改善することが可能となる。   According to the above configuration, the heat generated from the LD 22 is effectively dissipated by the submount 24, so that the device temperature rises and affects the characteristics of the LD 22, thereby preventing degradation of characteristics such as noise and variations. can do. In addition, since the optical transceiver 20 and the ceramic substrate 30 are mounted in a non-contact state, the heat generated in the LD 22 does not propagate to the ceramic substrate 30 side. As a result, the influence on the ceramic substrate 30 can be minimized, and heat can be stably radiated by the submount 24. In addition, heat generated during operation of the amplifier 32 can be enhanced by the cooperation of the submount 24 and the ceramic substrate 30. Therefore, the noise characteristics and reliability of the bidirectional optical transceiver module 10 can be improved.

(双方向光送受信モジュールの動作)
以上のように構成された双方向光送受信モジュール10では、高分子光導波路フィルム11の一端部に設けられた第1の光送受信部20から高分子光導波路フィルム11の他端部に設けられた第2の光送受信部21に光信号を送信する場合は、第1の光送受信部20のサブマウント24に保持されたLD22の発光面から射出された光が、クラッド13を通して45度ミラー面(入射端面)15の真下から入射する。その光は、45度ミラー面15により反射されて90度の光路変換を受け、送信用光導波路14のコア部12内を導波することとなる。その光は、第2の光送受信部21側の送信用光導波路14の45度ミラー面(出射端面)15において導波方向を垂直に変換され、クラッド13を通して第2の光送受信部21のサブマウント25に保持されたPD23の受光部に受光されることとなる。
(Operation of bidirectional optical transceiver module)
In the bidirectional optical transceiver module 10 configured as described above, the first optical transceiver 20 provided at one end of the polymer optical waveguide film 11 is provided at the other end of the polymer optical waveguide film 11. When an optical signal is transmitted to the second optical transceiver 21, the light emitted from the light emitting surface of the LD 22 held on the submount 24 of the first optical transceiver 20 passes through the clad 13 to a 45-degree mirror surface ( Incident light is incident from directly below (incident end face) 15. The light is reflected by the 45 ° mirror surface 15, undergoes an optical path change of 90 °, and is guided in the core portion 12 of the transmission optical waveguide 14. The light is converted into a vertical waveguide direction at a 45-degree mirror surface (outgoing end face) 15 of the transmission optical waveguide 14 on the second optical transmission / reception unit 21 side, and the sub-wave of the second optical transmission / reception unit 21 passes through the clad 13. The light is received by the light receiving portion of the PD 23 held by the mount 25.

第2の光送受信部21から送信された光信号を第1の光送受信部20で受信する場合には、第2の光送受信部21におけるLD22の発光面から射出された光が、クラッド13を通して45度ミラー面(入射端面)15の真下から入射する。その光は、45度ミラー面15により反射されて90度の光路変換を受け、受信用光導波路14のコア部12内を導波することとなる。その光は、第1の光送受信部20側の受信用光導波路14の45度ミラー面(出射端面)15において伝播方向を垂直に変換され、クラッド13を通してPD24の受光部に受光されることとなる。   When the optical signal transmitted from the second optical transceiver 21 is received by the first optical transceiver 20, the light emitted from the light emitting surface of the LD 22 in the second optical transceiver 21 passes through the cladding 13. The light enters from directly below the mirror surface (incident end face) 15 of 45 degrees. The light is reflected by the 45 ° mirror surface 15, undergoes an optical path change of 90 °, and is guided in the core portion 12 of the receiving optical waveguide 14. The light is converted into a vertical propagation direction on the 45-degree mirror surface (outgoing end face) 15 of the receiving optical waveguide 14 on the first optical transmitting / receiving unit 20 side, and is received by the light receiving unit of the PD 24 through the clad 13. Become.

本実施の形態に係る光送受信モジュール10では、上述したように、一組の光送受信部20,21の間で双方向の光通信が行われるが、フレキシブルなベルト状の高分子光導波路フィルム11は、折り曲げやねじれ等の変形に対して追従性を有しているので、フィルムが変形した状態でも、高分子光導波路フィルム11に形成された光導波路14を介して光信号の送受信を行うことができる。従って、折り畳むことが多い携帯電話や薄型パソコン等のモバイル装置の光配線にも効果的に使用することが可能となる。   In the optical transmission / reception module 10 according to the present embodiment, as described above, bidirectional optical communication is performed between the pair of optical transmission / reception units 20 and 21, but a flexible belt-like polymer optical waveguide film 11 is provided. Has followability to deformation such as bending and twisting, so that optical signals can be transmitted and received through the optical waveguide 14 formed in the polymer optical waveguide film 11 even when the film is deformed. Can do. Therefore, it can be effectively used for optical wiring of mobile devices such as mobile phones and thin personal computers that are often folded.

(他のモジュール構成)
上記実施の形態では、LD22及びPD23の両方を実装した光送受信部20,21の間で双方向の光通信を行う双方向光送受信モジュール10について説明したが、本発明は特に限定されるものではなく、例えばLD22を備えた光送信部とPD23を備えた光受信部との間で一方向の光通信を行う一方向光送受信モジュールとしてもよい。また、LD22及びPD23としては、例えばバンプ等により電極膜と電気的に接続されるフリップチップ型の素子を用いてもよい。フリップチップ型の素子を用いることで、ワイヤーボンディングする必要がなくなり、実装が簡単になる。これにより、量産性に優れたモジュールを提供することができる。
(Other module configuration)
In the above embodiment, the bidirectional optical transceiver module 10 that performs bidirectional optical communication between the optical transceivers 20 and 21 in which both the LD 22 and the PD 23 are mounted has been described. However, the present invention is not particularly limited. Alternatively, for example, a one-way optical transmission / reception module that performs one-way optical communication between an optical transmission unit including the LD 22 and an optical reception unit including the PD 23 may be used. Further, as the LD 22 and PD 23, flip-chip elements that are electrically connected to the electrode film by, for example, bumps may be used. By using a flip chip type element, it is not necessary to perform wire bonding, and the mounting becomes simple. Thereby, a module excellent in mass productivity can be provided.

(高分子光導波路フィルムの作製方法)
上記の高分子光導波路フィルム11は、以下の(1)〜(6)の工程により効率的に作製することができる。
(1)鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、光導波路のコア凸部に対応する凹部と、凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する2以上の貫通孔とが設けられた鋳型を準備する工程
(2)鋳型に対して、その鋳型との密着性が良好なクラッド用可撓性フィルム基材を密着させる工程
(3)クラッド用可撓性フィルム基材を密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を鋳型の凹部に充填する工程
(4)充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、鋳型をクラッド用可撓性フィルム基材から剥離する工程
(5)コアが形成されたクラッド用可撓性フィルム基材上にクラッド層を形成する工程
(6)ダイシングにより高分子光導波路フィルムの端面を形成する工程
(Production method of polymer optical waveguide film)
The polymer optical waveguide film 11 can be efficiently produced by the following steps (1) to (6).
(1) A mold formed from a cured layer of a mold-forming curable resin, provided with a concave portion corresponding to the core convex portion of the optical waveguide, and two or more through holes communicating with one end and the other end of the concave portion, respectively. Step of preparing (2) Step of bringing a flexible film substrate for clad having good adhesion to the mold into contact with the mold (3) Recess of the mold in which the flexible film substrate for clad is stuck Filling a through hole at one end of the core with a curable resin for core formation, and vacuum suction from the through hole at the other end of the concave portion of the mold to fill the concave portion of the mold with the core forming curable resin (4) Step of curing the filled core-forming curable resin and peeling the mold from the clad flexible film substrate (5) Step of forming a clad layer on the clad flexible film substrate with the core formed (6) Polymer optical waveguide fiber by dicing Forming an end face of Lum

これらの(1)〜(6)の各工程は、本出願人等が先に提案した上記特許文献1〜3に記載された高分子光導波路などの製造技術と実質的に同じ製法によって効果的に得ることができる。   Each of these steps (1) to (6) is effective by a manufacturing method substantially the same as the manufacturing technique of the polymer optical waveguide and the like described in Patent Documents 1 to 3 previously proposed by the present applicants. Can get to.

高分子光導波路から作製される光学素子は、種々の階層における光配線に用いることができる。クラッド用可撓性フィルム基材の材料は、光学素子の用途に応じ、屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、鋳型との密着性、フレキシビリティー等を考慮して選択される。そのフィルムとしては、脂環式アクリル樹脂フィルム、脂環式オレフィン樹脂フィルム、三酢酸セルロースフィルム、エポキシ樹脂フィルム、含フッ素樹脂フィルム等が挙げられる。また、フィルム基材の厚さは、フレキシビリティーと剛性や取り扱いの容易さ等を考慮して適切に選ばれ、一般的には0.02mm〜0.1mm程度が好ましい。   Optical elements manufactured from polymer optical waveguides can be used for optical wiring in various levels. The material of the flexible film base material for the clad considers optical properties such as refractive index and light transmittance, mechanical strength, heat resistance, adhesion to the mold, and flexibility depending on the use of the optical element. To be selected. Examples of the film include an alicyclic acrylic resin film, an alicyclic olefin resin film, a cellulose triacetate film, an epoxy resin film, and a fluorine-containing resin film. Further, the thickness of the film substrate is appropriately selected in consideration of flexibility, rigidity, ease of handling, and the like, and generally about 0.02 mm to 0.1 mm is preferable.

コア形成用硬化性樹脂としては、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂を用いることができる。その中でも紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が好適である。コア形成用の紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、例えば紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が好ましく用いられる。また、紫外線硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。   As the core-forming curable resin, resins such as radiation curable, electron beam curable, and thermosetting can be used. Of these, ultraviolet curable resins and thermosetting resins are preferred. As the ultraviolet curable resin or thermosetting resin for forming the core, for example, an ultraviolet curable or thermosetting monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer is preferably used. Moreover, as an ultraviolet curable resin, an epoxy type, a polyimide type, and acrylic type ultraviolet curable resin are used preferably, for example.

コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は、クラッドとなるフィルム基材より大きいことが必要であり、クラッドとコアの屈折率の差は、0.01以上、好ましくは0.03以上である。   The refractive index of the cured product of the core-forming curable resin needs to be larger than the film base material to be the clad, and the difference in refractive index between the clad and the core is 0.01 or more, preferably 0.03 or more. is there.

クラッド用硬化性樹脂としては、例えば紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。また、クラッドの屈折率をフィルム基材の屈折率と同じにすることが、光の閉じ込めの点からみて好ましい。   As the curable resin for cladding, for example, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is preferably used, and an ultraviolet curable or thermosetting monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer is used. In addition, it is preferable from the viewpoint of light confinement that the refractive index of the clad be the same as that of the film substrate.

高分子光導波路フィルムの製造方法によると、製造工程が極めて単純化され、高分子光導波路フィルムを容易に作製することができる。従って、従来の高分子光導波路フィルムの製造方法と比較し、極めて低コストで高分子光導波路フィルムを作製することが可能になる。更には、簡便な方法でありながら、得られる高分子光導波路フィルムの導波損失が少なくなり、高精度であり、各種機器への自由な装填が可能である。   According to the method for producing a polymer optical waveguide film, the production process is greatly simplified, and the polymer optical waveguide film can be easily produced. Therefore, it becomes possible to produce a polymer optical waveguide film at a very low cost as compared with the conventional method for producing a polymer optical waveguide film. Furthermore, although it is a simple method, the waveguide loss of the obtained polymer optical waveguide film is reduced, is highly accurate, and can be freely loaded into various devices.

以下に、本実施の形態の更に具体的な実施例について説明する。   Hereinafter, more specific examples of the present embodiment will be described.

(高分子光導波路フィルムの作製)
Si基板に厚膜レジスト(マイクロケミカル(株)製、SU−8)をスピンコート法で塗布した後、80℃でプリベークし、フォトマスクを通して露光し、現像して、断面が正方形をなす2本の凸部(幅:50μm、高さ:50μm、長さ:80mm)を形成した。凸部と凸部の間隔は250μmとした。次に、これを120℃でポストベークして、高分子光導波路作製用の原盤を作製した。
(Production of polymer optical waveguide film)
After applying a thick film resist (SU-8, manufactured by Micro Chemical Co., Ltd.) to a Si substrate by spin coating, pre-baking at 80 ° C., exposing through a photomask, developing, and forming a square cross section Convex portions (width: 50 μm, height: 50 μm, length: 80 mm) were formed. The interval between the protrusions was 250 μm. Next, this was post-baked at 120 ° C. to prepare a master for preparing a polymer optical waveguide.

次に、この原盤に離型剤を塗布した後、熱硬化性液状ジメチルシロキサンゴム(ダウ・コウニングアジア社製:SYLGARD184、粘度5000mPa.s)及びその硬化剤を混合したものを流し込み、120℃で30分間加熱して硬化させた後、剥離して、断面が矩形である凸部に対応する凹部を持った型(型の厚さ:5mm)を作製した。   Next, after applying a release agent to the master, a thermosetting liquid dimethylsiloxane rubber (manufactured by Dow Corning Asia Co., Ltd .: SYLGARD 184, viscosity 5000 mPa.s) and a mixture of the curing agent are poured, and 120 ° C. After being cured by heating for 30 minutes, it was peeled off to produce a mold having a concave portion corresponding to a convex portion having a rectangular cross section (mold thickness: 5 mm).

更に、平面形状が円形である鋳型における厚さ方向の断面形状がテーパー状である貫通孔を、凹部の一端及び他端において、凹部と連通するように、打ち抜きにより形成して鋳型を作製した。   Further, a mold was produced by punching through-holes having a tapered cross-sectional shape in the thickness direction in a mold having a circular planar shape so as to communicate with the recess at one end and the other end of the recess.

この鋳型と、鋳型より一回り大きい膜厚50μmのクラッド用フィルム基材(アートンフィルム、JSR(株)製、屈折率1.510)を密着させた。次に、鋳型の進入側貫通孔に、粘度が500mPa.sの紫外線硬化性樹脂を数滴落とし、排出側(減圧吸引側)貫通孔から減圧吸引したところ、10分で凹部内に紫外線硬化性樹脂が充填された。次いで、50mW/cmのUV光を鋳型の上部から5分間照射して紫外線硬化させた。鋳型をアートンフィルムから剥離したところ、アートンフィルム上に原盤凸部と同じ形状のコアが形成された。 This mold and a clad film substrate (Arton film, manufactured by JSR Corporation, refractive index 1.510) having a film thickness of 50 μm, which is slightly larger than the mold, were brought into close contact with each other. Next, the viscosity is 500 mPa.s in the entrance side through hole of the mold. When a few drops of the ultraviolet curable resin of s were dropped and sucked under reduced pressure from the discharge side (vacuum suction side) through-hole, the ultraviolet curable resin was filled in the recess in 10 minutes. Next, 50 mW / cm 2 of UV light was irradiated from the upper part of the mold for 5 minutes to be cured by ultraviolet rays. When the mold was peeled off from the Arton film, a core having the same shape as the master disc protrusion was formed on the Arton film.

次に、アートンフィルムのコア形成面に、硬化後の屈折率がアートンフィルムと同じ1.510である紫外線硬化性樹脂を塗布した後、50μmのクラッド用フィルム基材を張り合わせ、50mW/cmのUV光を5分間照射して紫外線硬化させることで、2枚のフィルムを接着させ、幅1.5mm、膜厚150μmのベルト状の高分子光導波路フィルムとした。 Next, an ultraviolet curable resin having a refractive index after curing of 1.510, which is the same as that of the ARTON film, is applied to the core forming surface of the ARTON film, and then a 50 μm clad film base material is laminated to obtain a 50 mW / cm 2 By irradiating with UV light for 5 minutes and curing with ultraviolet light, the two films were bonded to form a belt-shaped polymer optical waveguide film having a width of 1.5 mm and a film thickness of 150 μm.

次に、45度の角度付きブレードを備えたダイシングソーを用いて、高分子導波路フィルムの両端を光軸に対して45度の角度で切断し、両端部に45度ミラー面を備えた高分子光導波路フィルムを得た。   Next, using a dicing saw equipped with a 45 ° angled blade, both ends of the polymer waveguide film were cut at an angle of 45 ° with respect to the optical axis, and a high angle mirror with 45 ° mirror surfaces at both ends. A molecular optical waveguide film was obtained.

(サブマウントの作製)
厚さ450μmのNi製サブマウントを電鋳プロセスを用いて形成した。
(Production of submount)
A Ni submount having a thickness of 450 μm was formed using an electroforming process.

(モジュールの実装)
高分子光導波路フィルムの両端部の各々を、位置合せを行った後、異なるNiサブマウントの載置面に載置し、コア部用の紫外線硬化性樹脂を用いてサブマウントに固定した。
(Module implementation)
Each of both ends of the polymer optical waveguide film was aligned and then placed on a different Ni submount placement surface and fixed to the submount using an ultraviolet curable resin for the core portion.

次に、フリップチップ型VCSEL素子のカソード及びアノード電極と、Siサブマウント上の電極パッドとの間を各々フリップチップ・ボンディングすると共に、フォトダイオード素子のカソード及びアノード電極と、Siサブマウント上の電極パッドとの間を各々フリップチップ・ボンディングした。これにより、VCSEL素子及びフォトダイオード素子が電極パッドと電気的に接続され、一対の光送受信部と高分子光導波路フィルムとを備えた双方向光送受信モジュールを得た。   Next, the cathode and anode electrodes of the flip-chip type VCSEL device and the electrode pads on the Si submount are each flip-chip bonded, and the cathode and anode electrodes of the photodiode device and the electrodes on the Si submount. Flip chip bonding was performed between each pad. Thereby, the VCSEL element and the photodiode element were electrically connected to the electrode pad, and a bidirectional optical transmission / reception module including a pair of optical transmission / reception units and a polymer optical waveguide film was obtained.

(通信性能の評価)
光送受信の性能をサンプリング・オシロスコープ(アジレントテクノロジー製:Agilent・86100C)とパルスパターンジェネレーターを用いて性能評価を行ったところ、3.125Gbpsまで良好なアイパターンを測定することができた。
(Evaluation of communication performance)
When the performance of optical transmission / reception was evaluated using a sampling oscilloscope (Agilent Technology: Agilent 86100C) and a pulse pattern generator, a good eye pattern up to 3.125 Gbps could be measured.

(高分子光導波路フィルムの作製)
上記実施例1と同様に、45度の角度付きブレードを備えたダイシングソーを用いて、導波路端面の切断を行い、45度ミラー付きの導波路フィルムを作製した。
(Production of polymer optical waveguide film)
Similarly to Example 1, the end face of the waveguide was cut using a dicing saw equipped with a blade with a 45-degree angle to produce a waveguide film with a 45-degree mirror.

(サブマウントの作製)
上記実施例1と同様の方法で、Niサブマウントを作製した。
(Production of submount)
A Ni submount was produced in the same manner as in Example 1 above.

(モジュールの実装)
Niサブマウント上にVCSEL素子とフォトダイオード素子を埋め込んだ後、受発光素子の電極を、Auワイヤーを用いてパッケージにボンディングして電気的に接続した。次に、高分子光導波路フィルムの両端部の各々を、位置合せを行った後、異なるNiサブマウントの載置面に載置し、コア部用の紫外線硬化性樹脂を用いてサブマウントに固定した。これにより、一対の光送受信部と高分子光導波路フィルムとを備えた双方向光送受信モジュールを得た。
(Module implementation)
After embedding the VCSEL element and the photodiode element on the Ni submount, the electrodes of the light receiving and emitting elements were electrically connected by bonding to the package using Au wires. Next, after aligning each end of the polymer optical waveguide film, place it on the mounting surface of a different Ni submount, and fix it to the submount using the UV curable resin for the core did. Thus, a bidirectional optical transmission / reception module including a pair of optical transmission / reception units and a polymer optical waveguide film was obtained.

(通信性能の評価)
光送受信の性能をサンプリング・オシロスコープ(アジレントテクノロジー製:Agilent・86100C)とパルスパターンジェネレーターを用いて、性能評価を行ったところ、3.125Gbpsまで良好なアイパターンを測定することができた。
(Evaluation of communication performance)
The performance of optical transmission and reception was evaluated using a sampling oscilloscope (Agilent Technology: Agilent 86100C) and a pulse pattern generator, and a good eye pattern could be measured up to 3.125 Gbps.

なお、本発明に係る光送受信ジュールは、上記実施の形態、実施例及び図示例に限定されるものではなく、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で様々な設計変更が可能である。   The optical transmission / reception module according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and illustrated examples, and various design changes can be made without departing from the spirit of the invention.

本発明における典型的な実施の形態である双方向光送受信モジュールの一構成例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically one structural example of the bidirectional | two-way optical transmission / reception module which is typical embodiment in this invention. 本発明の双方向光送受信モジュールに適用される高分子光導波路フィルムの端部の一構成例を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows typically one structural example of the edge part of the polymer optical waveguide film applied to the bidirectional | two-way optical transmission / reception module of this invention. 本発明の双方向光送受信モジュールに適用されるサブマウントを備えた光送受信部の一構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing which show typically one structural example of the optical transmission / reception part provided with the submount applied to the bidirectional | two-way optical transmission / reception module of this invention. 本発明の双方向光送受信モジュールに適用されるサブマウントを備えた光送受信部の一実装例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the example of 1 mounting of the optical transmission / reception part provided with the submount applied to the bidirectional | two-way optical transmission / reception module of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 双方向光送受信モジュール
11 高分子光導波路フィルム
12 コア部
13 クラッド部
14 光導波路
15 反射面
16 サブマウント当て付け面
20,21 第1,第2の光送受信部
22 発光素子
23 受光素子
24,25 第1,第2のサブマウント
24a フィルム載置面
24b 素子載置面
24c 電極形成面
24d 係合段部
30 セラミック基板
31,33 電極パッド
32 アンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bidirectional optical transmission / reception module 11 Polymer optical waveguide film 12 Core part 13 Cladding part 14 Optical waveguide 15 Reflecting surface 16 Submount abutting surface 20, 21 1st, 2nd optical transmission / reception part 22 Light emitting element 23 Light receiving element 24, 25 First and second submounts 24a Film placement surface 24b Element placement surface 24c Electrode formation surface 24d Engagement step portion 30 Ceramic substrate 31, 33 Electrode pad 32 Amplifier

Claims (10)

光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、
発光素子、電鋳プロセスで作製した第1のサブマウント、及び前記光導波路の一端部に設けられた光路変換用の第1の反射面を備え、前記第1のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの一端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記第1の反射面で光路を変換されて前記光導波路内に入射されるように前記発光素子を配置した構成の光送信部と、
受光素子、電鋳プロセスで作製した第2のサブマウント、及び前記光導波路の他端部に設けられた光路変換用の第2の反射面を備え、前記第2のサブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの他端部を載置すると共に、前記光送信部からの光が前記第2の反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置した構成の光受信部とを備えてなることを特徴とする光送受信モジュール。
A polymer optical waveguide film in which an optical waveguide is formed;
A light-emitting element; a first submount manufactured by an electroforming process; and a first reflecting surface for optical path conversion provided at one end of the optical waveguide, wherein the polymer optical light is disposed on the first submount. A structure in which one end portion of the waveguide film is placed and the light emitting element is arranged so that light emitted from the light emitting element is converted into an optical path by the first reflecting surface and is incident on the optical waveguide. An optical transmitter;
A light receiving element; a second submount manufactured by an electroforming process; and a second reflecting surface for optical path conversion provided at the other end of the optical waveguide, and the polymer on the second submount. An optical receiver having a configuration in which the other end portion of the optical waveguide film is placed and the light receiving element is disposed so that light from the light transmitting portion is received by the light path being converted by the second reflecting surface; An optical transmission / reception module comprising:
送信用光導波路及び受信用光導波路が形成された高分子光導波路フィルムと、
前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路を介して双方向に光信号を送受信する一対の光送受信部とを備え、
前記一対の光送受信部のそれぞれは、発光素子及び受光素子と、電鋳プロセスで作製したサブマウントと、前記送信用光導波路及び前記受信用光導波路の端部に設けられた光路変換用の反射面とを有し、前記サブマウント上に前記高分子光導波路フィルムの端部を載置すると共に、前記発光素子から射出された光が前記反射面で光路を変換されて前記送信用光導波路に入射されるように前記発光素子を配置し、且つ前記受信用光導波路からの光が前記反射面で光路を変換されて受光されるように前記受光素子を配置してなることを特徴とする光送受信モジュール。
A polymer optical waveguide film in which a transmission optical waveguide and a reception optical waveguide are formed;
A pair of optical transceivers that transmit and receive optical signals bidirectionally through the transmission optical waveguide and the reception optical waveguide;
Each of the pair of optical transmission / reception units includes a light emitting element and a light receiving element, a submount manufactured by an electroforming process, and a reflection for optical path conversion provided at an end of the transmission optical waveguide and the reception optical waveguide. And an end portion of the polymer optical waveguide film is placed on the submount, and light emitted from the light emitting element is converted in an optical path by the reflecting surface to the transmitting optical waveguide. Light comprising: the light emitting element disposed so as to be incident; and the light receiving element disposed such that light from the receiving optical waveguide is received by the light path being converted by the reflecting surface. Transmit / receive module.
前記高分子光導波路フィルムの厚さが、50μm〜200μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光送受信モジュール。   3. The optical transceiver module according to claim 1, wherein the polymer optical waveguide film has a thickness of 50 μm to 200 μm. 前記高分子光導波路フィルムは、許容曲げ半径が3mm以下の可とう性を有する透明樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光送受信モジュール。   4. The optical transceiver module according to claim 1, wherein the polymer optical waveguide film is a flexible transparent resin film having an allowable bending radius of 3 mm or less. 5. 前記光導波路のコア部を取り囲むクラッド部は、主鎖にノルボルネン構造を有し且つ側鎖に極性基を有する脂環式オレフィン樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光送受信モジュール。   5. The clad portion surrounding the core portion of the optical waveguide is made of an alicyclic olefin resin having a norbornene structure in the main chain and a polar group in the side chain. The optical transceiver module described in 1. 前記高分子光導波路フィルムのフィルム面が、前記サブマウントの主面と接合されてなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光送受信モジュール。   The optical transceiver module according to claim 1, wherein a film surface of the polymer optical waveguide film is bonded to a main surface of the submount. 前記光導波路のコア部は、シリコーン樹脂製の鋳型を用いて複製されてなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光送受信モジュール。   The optical transmission / reception module according to claim 1, wherein the core portion of the optical waveguide is replicated using a mold made of silicone resin. 前記反射面は、光進行方向を90度折り曲げる45度ミラー面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光送受信モジュール。   The optical transmission / reception module according to claim 1, wherein the reflection surface is a 45-degree mirror surface that bends the light traveling direction by 90 degrees. 前記サブマウント上に電気配線のための電極パターンが形成されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の光送受信モジュール。   3. The optical transceiver module according to claim 1, wherein an electrode pattern for electric wiring is formed on the submount. 前記発光素子及び前記受光素子が、前記光導波路のコア部を構成する樹脂と同じ樹脂を介して前記サブマウント上に固定されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の光送受信モジュール。   3. The optical transceiver module according to claim 1, wherein the light emitting element and the light receiving element are fixed on the submount through the same resin as a resin constituting a core portion of the optical waveguide. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101045948B1 (en) 2008-04-16 2011-07-01 닛뽄 고쿠 덴시 고교 가부시키가이샤 Optical modules, photoelectric converters

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