JP2008197173A - Optical communication module, electronic equipment, manufacturing method of optical communication module, and manufacturing method of electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信モジュールおよびその製造方法に関し、特に、発光素子又は受光素子と光ファイバとを光学的に接続する光通信モジュールおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical communication module and a manufacturing method thereof, and more particularly to an optical communication module that optically connects a light emitting element or a light receiving element and an optical fiber and a manufacturing method thereof.
光ファイバを用いたデータの伝送が行われている。かかる技術は、海底ケーブルなどに代表される長距離通信技術に始まり、最近では、サーバーエリアネットワーク(SAN)のような各種機器間のデータ伝送にも応用されている。 Data transmission using an optical fiber is performed. Such technology starts with long-distance communication technology represented by submarine cables and the like, and is recently applied to data transmission between various devices such as a server area network (SAN).
この光ファイバの末端には、発光素子又は受光素子を備えるモジュールと呼ばれる部品が取り付けられている。例えば、下記特許文献1には、レンズが光半導体素子から出射される光の光路上に配置される光半導体素子モジュールにおいて、上記レンズを収容するレンズホルダを光の光路上で固定するときに生ずる回転誤差による光軸の角度ずれを少なくする技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の光通信用モジュールでは、発光素子又は受光素子、レンズ及び光ファイバのコア端面の相互間を、高い精度で位置あわせしなければならず、しかも上記各要素の取り付けが3次元の自由度を持つため、その調整に手間がかかり、高いコストを要するという問題点があった。 However, in the optical communication module described in Patent Document 1, the light emitting element or the light receiving element, the lens, and the core end face of the optical fiber must be aligned with high accuracy, and the attachment of each element is performed. Has a three-dimensional degree of freedom, and it takes time and effort to adjust it.
そこで、本出願人においては、特開2004−325999号公報(特許文献2)や、特開2004−264505号公報(特許文献3)に記載のように光通信モジュール構成の各種改良を検討している。 Therefore, the present applicant has studied various improvements in the configuration of the optical communication module as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-325999 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-264505 (Patent Document 3). Yes.
しかしながら、上記公報に記載の技術においては、光通信モジュール内の発光素子又は受光素子の電気的接続構成の検討が不十分であった。 However, in the technique described in the above publication, the examination of the electrical connection configuration of the light emitting element or the light receiving element in the optical communication module has been insufficient.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、発光素子又は受光素子と光ファイバの位置あわせ精度を向上させつつ、発光素子又は受光素子と外部端子との電気的接続を容易に図ることができる光通信モジュールを提供することを目的とする。また、光通信モジュールの製造工程を簡略化し、製造コストを低減できる光通信モジュールの製造方法を提供すること目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and facilitates electrical connection between a light emitting element or a light receiving element and an external terminal while improving alignment accuracy of the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber. An object of the present invention is to provide an optical communication module that can be used. Another object of the present invention is to provide an optical communication module manufacturing method that can simplify the manufacturing process of the optical communication module and reduce the manufacturing cost.
(1)本発明に係る光通信モジュールは、光導波路と、前記光導波路の一方端面側に光ファイバ挿入用のガイドとが設けられている絶縁性の第1の板状部材と、前記第1の板状部材の上方に設けられた導電性の第2の板状部材と、前記第1の板状部材の下方に設けられた導電性の第3の板状部材と、前記第1の板状部材の前記光導波路の他方端面側に設けられた発光素子又は受光素子を有する素子部と、を有し、前記素子部は、前記第2の板状部材および第3の板状部材と電気的に接続されている。 (1) An optical communication module according to the present invention includes an insulating first plate-like member in which an optical waveguide and a guide for inserting an optical fiber are provided on one end face side of the optical waveguide, and the first A conductive second plate-like member provided above the plate-like member, a conductive third plate-like member provided below the first plate-like member, and the first plate A light emitting element or a light receiving element provided on the other end face side of the optical waveguide of the shaped member, and the element portion is electrically connected to the second plate shaped member and the third plate shaped member. Connected.
かかる構成によれば、発光素子又は受光素子と光ファイバの位置あわせ精度を向上させることができる。また、第1および第2の板状部材が導電性であるため、これらを外部接続用の端子として使用することができる。 According to this configuration, it is possible to improve the alignment accuracy between the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber. Moreover, since the first and second plate-like members are conductive, they can be used as terminals for external connection.
前記素子部は、薄膜状の素子よりなり、前記光導波路の他方端面に密着されている。かかる構成によれば、発光素子又は受光素子と光ファイバの位置あわせ精度をさらに向上させることができる。また、光結合効率を向上させることができる。 The element portion is made of a thin film element and is in close contact with the other end face of the optical waveguide. According to this configuration, the alignment accuracy between the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber can be further improved. Moreover, the optical coupling efficiency can be improved.
前記素子部は、少なくとも2つの電極を有し、前記光導波路の他方端面に前記発光素子又は受光素子が対向するよう配置され、前記第2および第3の板状部材と前記電極がそれぞれ対向するようフェイスダウンボンディングされている。このように、素子部が、例えば、バンプのような電極を有するデバイスであっても、フェイスダウンボンディングにより第2および第3の板状部材と接続することができる。 The element portion includes at least two electrodes, and is disposed so that the light emitting element or the light receiving element faces the other end surface of the optical waveguide, and the second and third plate-like members face each other. Like face down bonding. Thus, even if the element portion is a device having an electrode such as a bump, for example, it can be connected to the second and third plate-like members by face-down bonding.
前記ガイドに、光ファイバが挿入されている。このように、ガイドに光ファイバを挿入するだけで、発光素子又は受光素子と光ファイバの位置あわせが可能となる。 An optical fiber is inserted into the guide. As described above, it is possible to align the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber only by inserting the optical fiber into the guide.
前記光通信モジュールは、さらに、第1および第2端子を有するソケットを有し、前記第1および第2端子と前記第2および第3の板状部材が接触するよう装着されている。かかる構成によれば、ソケットの端子と素子部(第2および第3の板状部材)との接続を容易に図ることができる。 The optical communication module further includes a socket having first and second terminals, and is mounted so that the first and second terminals are in contact with the second and third plate-like members. According to this configuration, the connection between the socket terminal and the element portion (second and third plate-like members) can be easily achieved.
前記光通信モジュールは、さらに、少なくとも2つの導電性部が設けられた電子基板を有し、前記導電性部と前記第2および第3の板状部材が電気的に接続されている。かかる構成によれば、電子基板と素子部(第2および第3の板状部材)との接続を容易に図ることができる。 The optical communication module further includes an electronic substrate provided with at least two conductive portions, and the conductive portions and the second and third plate-like members are electrically connected. According to this configuration, it is possible to easily connect the electronic substrate and the element portion (second and third plate-like members).
(2)本発明に係る光通信モジュールは、複数の光導波路と、前記複数の光導波路の一方端面側にそれぞれ設けられた光ファイバ挿入用の複数のガイドと、が設けられている絶縁性の第1の板状部材と、前記第1の板状部材の上方に設けられた第2の板状部材と、前記第1の板状部材の下方に設けられた第3の板状部材と、前記第1の板状部材の前記複数の光導波路の一方端面側にそれぞれ設けられた発光素子又は受光素子を有する複数の素子部と、を有し、前記第2の板状部材は、前記複数のガイド上に位置する複数の第1導電性部と前記複数の第1導電性部を電気的に絶縁する複数の第1絶縁部とを有し、前記第3の板状部材は、前記複数のガイド下に位置する複数の第2導電性部と前記複数の第2導電性部を電気的に絶縁する複数の第2絶縁部とを有し、前記複数の素子部は、それぞれその上部に位置する前記第1導電性部およびその下部に位置する第2導電性部と電気的に接続されている。 (2) An optical communication module according to the present invention has an insulating property in which a plurality of optical waveguides and a plurality of optical fiber insertion guides provided on one end face side of the plurality of optical waveguides are provided. A first plate member, a second plate member provided above the first plate member, a third plate member provided below the first plate member, A plurality of element portions each having a light emitting element or a light receiving element provided on one end face side of the plurality of optical waveguides of the first plate member, and the second plate member includes the plurality of element portions. A plurality of first conductive portions positioned on the guide and a plurality of first insulating portions that electrically insulate the plurality of first conductive portions, and the third plate-shaped member includes the plurality of first plate-like members. A plurality of second conductive portions located under the guides of the plurality and a plurality of second conductive portions electrically insulating the plurality of second conductive portions. And an insulating portion, the plurality of element portions are connected to the second conductive portion and electrically positioned the first conductive portion and positioned on top thereunder respectively.
かかる構成によれば、複数の発光素子又は受光素子と複数の光ファイバのそれぞれの位置あわせ精度を向上させることができる。また、複数のチャネルを有する信号の伝送や送受信を行うことができる。また、複数の第1および第2導電性部を絶縁部で電気的に分離したので、これら導電性部で伝送される信号間の振動(相互影響)を低減することができる。よって、高周波帯域の信号の伝送が可能となる。 According to such a configuration, the alignment accuracy of each of the plurality of light emitting elements or light receiving elements and the plurality of optical fibers can be improved. In addition, transmission and transmission / reception of a signal having a plurality of channels can be performed. In addition, since the plurality of first and second conductive portions are electrically separated by the insulating portion, vibration (mutual influence) between signals transmitted by these conductive portions can be reduced. Therefore, transmission of a signal in a high frequency band is possible.
前記光通信モジュールは、さらに、複数の第1および第2端子を有するソケットを有し、前記第1および第2端子と前記第1および第2導電性部が接触するよう装着されている。かかる構成によれば、ソケットの端子と素子部(第2および第3の板状部材)との接続を容易に図ることができる。 The optical communication module further includes a socket having a plurality of first and second terminals, and is mounted so that the first and second terminals and the first and second conductive portions are in contact with each other. According to this configuration, the connection between the socket terminal and the element portion (second and third plate-like members) can be easily achieved.
前記光通信モジュールは、さらに、複数の導電性部が設けられた電子基板を有し、前記導電性部と前記第2および第3の板状部材がそれぞれ電気的に接続されている。かかる構成によれば、電子基板と素子部(第2および第3の板状部材)との接続を容易に図ることができる。 The optical communication module further includes an electronic substrate provided with a plurality of conductive portions, and the conductive portions and the second and third plate-like members are electrically connected to each other. According to this configuration, it is possible to easily connect the electronic substrate and the element portion (second and third plate-like members).
(3)本発明に係る電子機器は、上記光通信モジュールを有することを特徴とする。 (3) An electronic apparatus according to the present invention includes the optical communication module.
かかる構成によれば、電子機器の特性を向上させることができる。 According to such a configuration, the characteristics of the electronic device can be improved.
(4)本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、光導波路と、前記光導波路の一方端面側に光ファイバ挿入用のガイドとが設けられている絶縁性の第1の板状部材を、導電性の第2の板状部材と、導電性の第3の板状部材とで挟持するよう接合する工程と、前記第1の板状部材の前記光導波路の他方端面側に、発光素子又は受光素子を有する素子部を接合する工程と、前記ガイドに光ファイバを挿入する工程と、を有する。 (4) The method for manufacturing an optical communication module according to the present invention includes an insulating first plate-like member in which an optical waveguide and a guide for inserting an optical fiber are provided on one end face side of the optical waveguide. A step of joining so as to be sandwiched between the conductive second plate-like member and the conductive third plate-like member; and a light emitting element or a light emitting element on the other end face side of the optical waveguide of the first plate-like member A step of bonding an element portion having a light receiving element, and a step of inserting an optical fiber into the guide.
かかる方法によれば、発光素子又は受光素子と光ファイバの位置あわせ精度を向上させることができる。また、第1および第2の板状部材が導電性であるため、これらを外部接続端子として以降の工程において、容易に電子基板等と接続することができる。また、製造コストを低減することができる。 According to this method, the alignment accuracy between the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber can be improved. In addition, since the first and second plate-like members are conductive, they can be easily connected to an electronic substrate or the like in the subsequent steps using these as external connection terminals. In addition, the manufacturing cost can be reduced.
第1および第2端子を有するソケットに、接合された前記第1乃至第3の板状部材を装着する工程であって、前記第1および第2端子と前記第2および第3の板状部材が接触するよう装着する工程を有する。かかる方法によれば、ソケットの端子と素子部(第2および第3の板状部材)との接続を容易に図ることができる。 A step of attaching the first to third plate-like members joined to a socket having first and second terminals, the first and second terminals and the second and third plate-like members. A step of mounting so as to contact the According to this method, the connection between the terminal of the socket and the element portion (second and third plate-like members) can be easily achieved.
上部に少なくとも2つの導電性部が設けられた電子基板に、接合された前記第1乃至第3の板状部材を搭載し、前記導電性部と前記第2および第3の板状部材とを電気的に接続する工程を有する。かかる方法によれば、電子基板と素子部(第2および第3の板状部材)との接続を容易に図ることができる。 The bonded first to third plate-like members are mounted on an electronic board having at least two conductive portions on the top, and the conductive portions and the second and third plate-like members are mounted. Electrically connecting. According to such a method, the connection between the electronic substrate and the element portion (second and third plate-like members) can be easily achieved.
(5)本発明に係る電子機器の製造方法は、上記光通信モジュールの製造方法を有する。 (5) A method for manufacturing an electronic device according to the present invention includes the method for manufacturing the optical communication module.
かかる方法によれば、高性能の電子機器を低コストで製造することができる。 According to this method, a high-performance electronic device can be manufactured at a low cost.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
<実施の形態1>
(光通信モジュール構成)
図1〜図5を参照しながら、本実施の形態の光通信モジュールの構成について説明する。図1は、本実施の形態の光通信モジュールの構成を示す斜視図である。図2は、本実施の形態の光通信モジュールの構成を示す分解斜視図である。図3は、本実施の形態の光通信モジュールの上面図、図4および図5は、断面図である。図4および図5は、図3のA−A断面およびB−B断面に対応する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same or related code | symbol is attached | subjected to what has the same function, and the repeated description is abbreviate | omitted.
<Embodiment 1>
(Optical communication module configuration)
The configuration of the optical communication module of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the optical communication module of the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the optical communication module of the present embodiment. FIG. 3 is a top view of the optical communication module of the present embodiment, and FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views. 4 and 5 correspond to the AA cross section and the BB cross section of FIG. 3.
図1に示すように、本実施の形態の光通信モジュールは、複数の板状部材(ブロック)よりなる。 As shown in FIG. 1, the optical communication module of the present embodiment is composed of a plurality of plate-like members (blocks).
即ち、本実施の形態の光通信モジュールは、板状部材11と板状部材15との間に板状部材13が挟持された構成を有する。ここで、板状部材11および15は、導電性材料よりなる。また、板状部材13は、2枚(2層)の絶縁性の板状部材13Aおよび13Bよりなる。これらの板状部材13A、13Bには、それぞれ光ファイバ21の挿入部となる切り欠き(ガイド、凹部、開口部)131A、131Bが設けられている(図2参照)。また、下層の板状部材13Aの表面部には、光導波路133が設けられている。この光導波路133は、例えば、板状部材13Aの表面の溝G(図6(A)参照)に埋め込まれた樹脂材料よりなる。また、この光導波路133は、板状部材13Aの一端部(ここでは、側面SCの略中央部)から上記切り欠き131Aまで延在している。ここで、側面SCとは、光ファイバ21と直交する側面の内、挿入部と逆側の側面を言う。
That is, the optical communication module of the present embodiment has a configuration in which the
ここで、光導波路133の一端部には、微小タイル状光素子(素子部)31が設けられている。この微小タイル状光素子31は、微小なタイル形状(板形状、薄膜)の半導体デバイスであり、例えば厚さ1μmから20μm、縦横の大きさ数十μmから数百μmの四角形板状部材である。なお、微小タイル状素子の形状は四角形に限定されず、他の形状であってもよい。
Here, a micro tile optical element (element part) 31 is provided at one end of the
この微小タイル状光素子31は、発光素子又は受光素子を有する。この発光素子又は受光素子(以下「素子部」という)が、光導波路133と対向するよう位置あわせされている。また、微小タイル状光素子31は、パッド電極(外部接続用端子)33A、33Bを有し(図8(A)参照)、このパッド電極33Aおよび33Bは、それぞれ板状部材11、15と導電性部材35A、35Bを用いて接続されている。
The micro tile
微小タイル状光素子31が備える発光素子としては、面発光レーザが好適である。その他に、LEDなどを適用することができる。また、微小タイル状光素子31が備える受光素子としては、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタなどを適用することができる。ここで、フォトダイオードとしては、PIN型フォトダイオード、APD(アバランシェフォトダイオード)、MSM(Metal−Semiconductor−Metal)型フォトダイオードを用途に応じて選ぶことができる。APDは、光感度、応答周波数ともに高い。MSM型フォトダイオードは、構造が単純で増幅用トランジスタとともに集積化しやすい。これら微小タイル状光素子31は光導波路133に対向する面から光を放射あるいは受光が行えるよう設計されている。
A surface emitting laser is suitable as the light emitting element included in the micro tile
なお、光導波路133は、板状部材13を貫くように設けられているものであって、上記樹脂以外に光が伝播する部材(固体、液体又は気体を含む)であれば、他の材料を用いてもよい。
Note that the
このように、光導波路133の一方端面側に挿入される光ファイバ21と、光導波路133の他方端面側に設けられた微小タイル状光素子31が、光導波路133を介して光結合される。なお、光ファイバ21の外周にはフェルール23が配置されている。
As described above, the
上記構成によれば、微小タイル状光素子31と光導波路133の他方端面との位置あわせは、微小タイル状光素子31を板状部材13の側面(SC)上で、2次元について位置決めするだけでよい。
According to the above configuration, the alignment of the micro tile
また、切り欠き131に光ファイバ21の一端を挿入するだけで、光ファイバ21と微小タイル状光素子31の発光素子又は受光素子とを高い光結合効率で接続することができる。
Further, the
さらに、本実施の形態によれば、板状部材11、15を導電性材料で構成し、微小タイル状光素子31のパッド電極33A、33Bを接続したので、板状部材11、15自身を外部引き出し電極として使用することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the plate-
よって、追って詳細に説明するように、例えば、光通信モジュール(板状部材11、13および15)を電子基板100上に実装する際の電気的接続が容易となる。
Therefore, as will be described in detail later, for example, electrical connection when mounting the optical communication module (the plate-
以下に、本実施の形態の光通信モジュールの製造方法を説明するとともに、その構成をさらに明確にする。
(光通信モジュールの製造方法)
図6〜図8は、本実施の形態の光通信モジュールの製造方法を示す斜視図である。
Below, while explaining the manufacturing method of the optical communication module of this Embodiment, the structure is further clarified.
(Method for manufacturing optical communication module)
6 to 8 are perspective views showing a method for manufacturing the optical communication module of the present embodiment.
まず、板状部材13の製造方法を図6を参照しながら説明する。図6(A)に示すように、絶縁性の板状部材13Aを準備し、その中央部に溝Gを形成する。この溝Gは、エッチング法や切削法、レーザ加工法などで形成することができる。また、スタンパや射出整形により溝Gを形成してもよい。
First, the manufacturing method of the plate-
次いで、図6(B)に示すように、溝G内に樹脂を埋め込む。この樹脂は、溝G内を含む板状部材13Aの全面に液状部材を塗布し、板状部材13Aの表面の樹脂を除去することにより形成する。また、溝G内部にのみ液状樹脂をディスペンサやインクジェット法などを用いて吐出し、形成してもよい。
Next, as illustrated in FIG. 6B, a resin is embedded in the groove G. This resin is formed by applying a liquid member to the entire surface of the plate-
次いで、図6(C)に示すように、板状部材13A上に板状部材13Bを接合する(張りあわせる)。この接合には、例えば絶縁性の接着剤を用いることができる。あるいは溝Gを埋め込む樹脂を接着剤として兼用してもよい。つまり溝G内を含む板状部材13Aの全面に液状部材を塗布し、板状部材13Bを圧接してもよい。
Next, as shown in FIG. 6C, the
ここで、板状部材13Aおよび13Bの厚さTA、TBの和は、フェルール23の外径の直径とほぼ等しいか、若干のゆとりを与えるべく、少し大きく設定される。また、厚さTAは、光ファイバ21の高さと対応するよう設定される。即ち、板状部材13Aの光導波路133が接合後の厚さの略中心部Cに位置するよう設定される。
Here, the sum of the thicknesses TA and TB of the plate-
次いで、図6(D)に示すように、接合させた板状部材13A、13Bに、光ファイバの挿入用の切り欠き131(131A、131B)を形成する。この切り欠きは、切削加工やレーザ加工により形成することができる。ここでは、接合させた板状部材13A、13Bの一辺の略中央部から幅W長さLに渡って切り欠き131を形成する。幅Wは、フェルール23の外径の直径とほぼ等しいか、若干のゆとりを与えるべく、少し大きく設定される。
Next, as shown in FIG. 6D, notches 131 (131A, 131B) for inserting optical fibers are formed in the joined plate-
なお、幅Wを開放端部に向かって大きくし、テーパー形状とするとより良い。また、開放端部を面取りしてもよい。このように、切り欠きの形状を工夫することにより、光ファイバ(フェルール23)21が差し込み易くなる。ここで、光ファイバ21の挿入方向をx方向、それと直交する方向をy方向、さらに、板状部材13A、13Bの積層方向をz方向とする。
In addition, it is better to increase the width W toward the open end and to have a tapered shape. Further, the open end portion may be chamfered. Thus, the optical fiber (ferrule 23) 21 can be easily inserted by devising the shape of the notch. Here, the insertion direction of the
また、ここでは、光導波路133を四角柱形状とし、その四角柱形状の上面が板状部材13Aの上面と面一となるように構成したが、光導波路133の形状は四角柱形状に限定されるものではない。例えば、四角柱以外の多角柱形状、円柱形状又は楕円柱形状としてもよい。また、光導波路133の上面が板状部材13Aの表面と面一となるように、その光導波路133を設けることが好ましいが、板状部材の内部を貫くように光導波路133を形成してもよい。もちろん光導波路133は、板状部材13Bの裏面に設けてもよい。また光導波路133が板状部材13A、13Bに半分ずつ埋め込まれるように形成してもよい。このようにすると、円筒形状の光導波路133も簡易に形成することができる。
Here, the
次いで、図7に示すように、板状部材15を板状部材13上に接着剤などを用いて接合し、さらに、板状部材11を板状部材13下に接合する。即ち、板状部材13を板状部材11および15で挟持するよう接合する。ここでは、板状部材15は、板状部材13よりx方向の長さが短く、その接合面の光ファイバ挿入側がテーパー形状となっている(面取りしてある)。また、板状部材11は、板状部材13よりx方向の長さが長い。また、各板状部材11、13および15の光ファイバ挿入側と逆側の側面SCは、一連の面となるよう位置あわせされている。
Next, as shown in FIG. 7, the
次いで、図8に示すように、側面SCに、側面SCから露出する光導波路133と、微小タイル状光素子31を位置あわせし、接着剤などで接合する。次いで、微小タイル状光素子31の表面(接合面と逆側の面)に位置するパッド電極33Aと、板状部材11との間を、導電性部材35Aで接続する(電気的配線を施す)。また、微小タイル状光素子31の表面に位置するパッド電極33Bと、板状部材15との間を、導電性部材35Aで接続する。導電性材料(配線)35A、35Bは、例えば、ディスペンサ描画法やインクジェット法、スクリーン印刷法、タンポ印刷法などを用いて導電性ペーストや導電性インクをパッド電極上から板状部材まで塗布し、固化することにより形成することができる。
Next, as shown in FIG. 8, the
このように、本実施の形態によれば、微小タイル状光素子31を用い密着実装したので、素子部と光導波路133との間隔を微小とすることができ、光結合効率を向上させることができる。また、微小タイル状光素子31を用いたので、パッド電極33A、33Bと側面SCとの段差が低減され、配線35A、35Bの形成が容易となる。
As described above, according to the present embodiment, since the micro tile-shaped
次いで、切り欠き131内にフェルール23が装着された光ファイバ21を挿入し、接着剤などで固定する。この後、側面SCを絶縁性樹脂で覆い、微小タイル状光素子31、配線35Aおよび35Bを保護する。
Next, the
このように本実施の形態によれば、板状部材11、15を導電性材料で構成し、微小タイル状光素子31の端子33A、33Bを接続したので、板状部材11、15自身を外部引き出し電極として使用することができる。また、外部引き出し電極を別途形成する工程を省略することができる。また、微小タイル状光素子31を板状部材11、15の極近傍に実装する構造であるため、板状部材11、15を金属やグラファイト、カーボンナノチューブ複合材などの導電性に加えて良好な熱伝導性を具えた材質を用いることにより微小タイル状光素子31の放熱性が高まり、素子特性が向上する。
As described above, according to the present embodiment, since the plate-
以下に、光通信モジュールの接続方法について、図9および図10を参照しながら説明する。図9および図10は、電子基板と光通信モジュールの接続方法の一例を示す図である。図9は、断面図、図10は斜視図である。 Below, the connection method of an optical communication module is demonstrated, referring FIG. 9 and FIG. 9 and 10 are diagrams illustrating an example of a method of connecting the electronic substrate and the optical communication module. 9 is a cross-sectional view, and FIG. 10 is a perspective view.
図9においては、電子基板100上の電極(端子、配線)100aと対向する電極103aが設けられたソケット103を有する。ソケット103の高さ(電極100aと103aとの距離)は、光通信モジュールの厚さ(板状部材11、13および15の厚さの総和)と同程度に設定されており、光通信モジュールを挿入することで、電極100aと導電性の板状部材11が接触し、電極103aと導電性の板状部材15が接触する。よって、これらの電極100a、103aと、微小タイル状光素子31との電気的接続が図られる。即ち、電子基板100から出力される信号を微小タイル状光素子31によって光信号に変換し、光ファイバ21に伝送することができる。また、逆に、光ファイバ21に伝送された信号を、微小タイル状微小タイル状光素子31によって電気信号に変換し、電子基板100に入力することができる。なお、電子基板100を用いず、ソケット内部に対向する電極100a、103aを設け、当該ソケットを電子機器の内部に内蔵させてもよい。
In FIG. 9, a
また、図9においては、ソケット103を用いたが、図10に示すように、光通信モジュール自身を直接、電子基板上のランド(導電性部、配線部、配線パターン)に実装してもよい。
In FIG. 9, the
ここでは、まず、図10に示すように、電子基板100上のランド105a、105bの上部に光通信モジュール(板状部材11、13および15)を配置する。この際、側面SCと直交する面(表面、裏面)が、ランド105aおよび105bと接するよう配置し、ランド105aと導電性の板状部材11とを半田107aで固定するとともに電気的接続を図る。さらに、ランド105bと導電性の板状部材15とを半田105bで固定するとともに電気的接続を図る。
Here, first, as shown in FIG. 10, optical communication modules (plate-
このように、本実施の形態によれば、板状部材11、15自身を外部引き出し電極として使用することができ、電子基板100との接続が容易となる。即ち、板状部材11、15自身を外部引き出し電極としたので、電子基板100等の電極との位置あわせが容易となり、接続不良を低減できる。また、接続面積を大きく確保でき、信号の伝送特性の向上を図ることができる。また、図9および図10に示すように、微小タイル状光素子31の形成面(側面SC)が、接続面とならないため、ソケット103への装着時や半田付け時に、微小タイル状光素子31に対するダメージを低減することができる。なお、上記電子基板は、各種電子機器に組み込まれる。よって、各種電子機器間のデータ伝送を光学信号を用いて行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the plate-
また、上記実施の形態においては、微小タイル状光素子31を部品として接着剤を用いて直接、板状部材13に接合したが、エピタキシャルリフト転写法を用いて接合することが望ましい。図11に、微小タイル状光素子31の転写工程の断面図を示す。
Moreover, in the said embodiment, although the micro tile-shaped
図11(A)に示すように、例えば、ガリウム・ヒ素化合物半導体よりなる基板73上に、例えば、アルミニウム・ヒ素(AlAs)からなり、厚さが例えば数百nmの層である犠牲層74Aを形成する。さらに、この上部に機能層74Bを形成し、その主表面に光素子(例えば面発光レーザ)75、パッド電極33A、33Bおよびこれらを接続する配線(図示せず)を形成する。光素子75としては、面発光レーザ(VCSEL)のほかに他の機能素子、例えばフォトトランジスタ(PD)などを形成してもよい。また、光素子75の他、高電子移動度トランジスタ(HEMT)、ヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)などからなるドライバ回路又はAPC回路などの回路素子を形成してもよい。これらの光素子や回路素子は、何れも基板73上に半導体層、絶縁層および導電性層をパターニングしつつ積層することにより形成される。次いで、中間転写フィルム77を基板73の表面(光素子75側)に貼り付け、犠牲層74Aのみを選択的にエッチングし、基板73を剥離する。選択エッチング液として、例えば、アルミニウム・ヒ素に対して選択性が高い低濃度の塩酸を用いる。その結果、中間転写フィルム77に光素子75、パッド電極33A、33Bが転写される。
As shown in FIG. 11A, on a
この後、半導体デバイス等を中間転写フィルム越しに例えば裏押しロッド79等で押しつけて、接着剤71が塗布された板状部材13に接合するとともに、中間転写フィルムを引き剥がす。このような転写法を用いれば、微小タイル状光素子31であっても容易に板状部材13に転写することができる。
Thereafter, the semiconductor device or the like is pressed over the intermediate transfer film with, for example, a back-pressing
また、上記実施の形態においては、パッド電極33A、33Bを微小タイル状光素子31の表面に設けたが、パッド電極33A、33Bを裏面に設け、板状部材11、15に直接に接触させて接続してもよい。この場合、微小タイル状光素子31のパッド電極33A、33Bの間隔を板状部材13Aおよび13Bの厚さTA、TBの和よりも大きくする必要がある。さらに接着剤71として異方性導電ペーストなどを用いることが望ましい。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態においては、光導波路133を四角柱形状としたが、側面SC側の断面が大きくなるようテーパー形状(略四角錐形状)としてもよい。この場合、光導波路133と微小タイル状光素子31との位置あわせがさらに容易となる。
<実施の形態2>
実施の形態1においては、微小タイル状素子31を用いたが、ある程度の厚みを有する光デバイス(半導体チップ)51を用いてもよい。
In the above embodiment, the
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the
図12は、本実施の形態の光通信モジュールの構成を示す断面図である。なお、実施の形態1と異なる箇所は、光デバイス51の部分のみであるため、当該部位を詳細に説明する。また、実施の形態1と対応する箇所には同一の符号を付してある。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical communication module of the present embodiment. In addition, since the place different from Embodiment 1 is only the part of the
図12に示すように、板状部材11、13および15が接合された光通信モジュールの側面SCに光デバイス51が配置されている。この際、側面SCから露出する光導波路133と、光デバイス51の表面の光素子を位置あわせし接合される。ここでは、光デバイス51の表面に形成されたバンプ電極51a、51bが、板状部材11、15の側面と接合されるようフェイスダウンのフリップチップボンディングされている。
As shown in FIG. 12, the
このように、本実施の形態によれば、板状部材11、15を導電性としたので、その側面を利用し、光デバイス51との接続を図ることができる。この際、その表面に露出したバンプ電極を利用すれば、その接続が容易となる。光デバイス51をフリップチップ実装すると光導波路133端との間に空隙が生じてしまい光導波路133端面での光の反射損失が増大する。これを避けるため空隙に光導波路133と屈折率の近いアンダーフィル材を充填することが望ましい。アンダーフィルを充填することでフリップチップボンディング強度を増す効果、並びに光デバイス51の表面の光素子を保護する効果も得られる。
<実施の形態3>
実施の形態1においては、光ファイバ21の挿入孔となる切り欠き131を一箇所設けたが、光通信モジュール中に複数の切り欠き(光ファイバ21)131を設けてもよい。
Thus, according to this Embodiment, since the plate-shaped
<Embodiment 3>
In the first embodiment, one
図13および図14は、本実施の形態の光通信モジュールの構成を示す図である。図13は、上面図、図14は、斜視図である。図示するように、光ファイバ21の挿入孔である切り欠き131が複数設けられている。なお、実施の形態1と対応する箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
13 and 14 are diagrams showing the configuration of the optical communication module according to the present embodiment. FIG. 13 is a top view, and FIG. 14 is a perspective view. As shown in the drawing, a plurality of
図13に示すように、本実施の形態においては、板状部材11、15がスペーサ11S、15Sを介して複数並べられた構成を有する。このスペーサ11S、15Sは、絶縁性の板状部材よりなり、複数の板状部材11間、および、複数の板状部材15間を、それぞれ絶縁する。
As shown in FIG. 13, in the present embodiment, a plurality of plate-
このように、本実施の形態においては、複数の光ファイバを複数の切り欠きに挿入するだけで、簡単に光結合させることができる。各光ファイバは、送信、受信用として使用することができる。また、複数のチャンネル(周波数)の送受信に用いることができる。 Thus, in the present embodiment, optical coupling can be easily performed by simply inserting a plurality of optical fibers into a plurality of notches. Each optical fiber can be used for transmission and reception. Moreover, it can be used for transmission / reception of a plurality of channels (frequency).
なお、複数の板状部材11、15のうち、共通電位(例えば、接地電位)が、印加される電極を共通としてもよい。即ち、スペーサを用いず、一連の導電性の板状部材で構成してもよい。但し、高周波帯域の信号を用いる場合には、信号間の共振(振動)やそれによるノイズを低減するため、スペーサを用いることが好ましい。
Note that, among the plurality of plate-
本実施の形態の光通信モジュールを、実施の形態1において図9および図10を参照しながら説明したように、ソケット103や電子基板上のランド(105a、105b)に実装してもよい。この場合、ソケットや電子基板に、複数の電極対(板状部材15、11)に対応するよう複数の電極やランドが設けられる。
The optical communication module of the present embodiment may be mounted on the
なお、本発明は上述した各実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態において具体的な数値等を挙げて説明した実施例は単なる例示に過ぎず、本発明の適用範囲を限定するものではない。また、上述した実施の形態を通じて説明された各種構成は、用途に応じて適宜に組みあわせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができる。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, the examples described with specific numerical values in the above-described embodiment are merely examples, and do not limit the scope of application of the present invention. In addition, the various configurations described through the above-described embodiments can be used in appropriate combination according to the application, or with changes or improvements.
11…板状部材、11s…スペーサ、13、13A、13B…板状部材、15…板状部材、15s…スペーサ、21…光ファイバ、23…フェルール、31…微小タイル状光素子、33A、33B…パッド電極、35A、35B…導電性材料(配線)、51…光デバイス、51a、51b…バンプ電極、71…接着剤、73…基板、74A…犠牲層、74B…機能層、75…半導体デバイス、77…中間転写フィルム、79…コレット、100…電子基板、100a、103a…電極、103…ソケット、105a、105b…ランド、107a、107b…半田、131、131A、131B…切り欠き、133…光導波路、G…溝、SC…側面、TA、TB…厚さ、W…幅、L…長さ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記第1の板状部材の上方に設けられた導電性の第2の板状部材と、
前記第1の板状部材の下方に設けられた導電性の第3の板状部材と、
前記第1の板状部材の前記光導波路の他方端面側に設けられた発光素子又は受光素子を有する素子部と、を有し、
前記素子部は、前記第2の板状部材および第3の板状部材と電気的に接続されていることを特徴とする光通信モジュール。 An insulating first plate-like member in which an optical waveguide and a guide for inserting an optical fiber are provided on one end face side of the optical waveguide;
A conductive second plate-like member provided above the first plate-like member;
A conductive third plate-like member provided below the first plate-like member;
A light emitting element or a light receiving element provided on the other end face side of the optical waveguide of the first plate-shaped member, and
The optical communication module, wherein the element portion is electrically connected to the second plate member and the third plate member.
第1および第2端子を有するソケットを有し、
前記第1および第2端子と前記第2および第3の板状部材が接触するよう装着されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の光通信モジュール。 The optical communication module further includes:
A socket having first and second terminals;
5. The optical communication module according to claim 1, wherein the first and second terminals and the second and third plate-like members are mounted so as to contact each other.
少なくとも2つの導電性部が設けられた電子基板を有し、
前記導電性部と前記第2および第3の板状部材がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項記載の光通信モジュール。 The optical communication module further includes:
Having an electronic substrate provided with at least two conductive parts;
6. The optical communication module according to claim 1, wherein the conductive portion and the second and third plate-like members are electrically connected to each other.
前記第1の板状部材の上方に設けられた第2の板状部材と、
前記第1の板状部材の下方に設けられた第3の板状部材と、
前記第1の板状部材の前記複数の光導波路の一方端面側にそれぞれ設けられた発光素子又は受光素子を有する複数の素子部と、を有し、
前記第2の板状部材は、前記複数のガイド上に位置する複数の第1導電性部と前記複数の第1導電性部を電気的に絶縁する複数の第1絶縁部とを有し、
前記第3の板状部材は、前記複数のガイド下に位置する複数の第2導電性部と前記複数の第2導電性部を電気的に絶縁する複数の第2絶縁部とを有し、
前記複数の素子部は、それぞれ、その上部に位置する前記第1導電性部およびその下部に位置する第2導電性部と電気的に接続されていることを特徴とする光通信モジュール。 An insulating first plate-like member provided with a plurality of optical waveguides and a plurality of optical fiber insertion guides provided on one end face side of each of the plurality of optical waveguides;
A second plate member provided above the first plate member;
A third plate-like member provided below the first plate-like member;
A plurality of element portions each having a light emitting element or a light receiving element provided on one end face side of the plurality of optical waveguides of the first plate-shaped member,
The second plate-shaped member has a plurality of first conductive portions located on the plurality of guides and a plurality of first insulating portions that electrically insulate the plurality of first conductive portions,
The third plate-like member has a plurality of second conductive portions located under the plurality of guides and a plurality of second insulating portions that electrically insulate the plurality of second conductive portions,
Each of the plurality of element portions is electrically connected to the first conductive portion located above and the second conductive portion located below the first conductive portion.
複数の第1および第2端子を有するソケットを有し、
前記第1および第2端子と前記第1および第2導電性部がそれぞれ接触するよう装着されていることを特徴とする請求項7記載の光通信モジュール。 The optical communication module further includes:
A socket having a plurality of first and second terminals;
8. The optical communication module according to claim 7, wherein the first and second terminals and the first and second conductive portions are mounted so as to contact each other.
上部に複数の導電性部が設けられた電子基板を有し、
前記導電性部と前記第2および第3の板状部材がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする請求項7記載の光通信モジュール。 The optical communication module further includes:
It has an electronic substrate provided with a plurality of conductive parts on the top,
The optical communication module according to claim 7, wherein the conductive portion and the second and third plate-like members are electrically connected to each other.
前記第1の板状部材の前記光導波路の他方端面側に、発光素子又は受光素子を有する素子部を接合する工程と、
前記ガイドに光ファイバを挿入する工程と、
を有することを特徴とする光通信モジュールの製造方法。 An insulating first plate member provided with an optical waveguide and an optical fiber insertion guide on one end face side of the optical waveguide, an electrically conductive second plate member, and an electrically conductive first plate member. A step of joining so as to be sandwiched between the three plate-like members,
Joining a light emitting element or an element portion having a light receiving element to the other end face side of the optical waveguide of the first plate-shaped member;
Inserting an optical fiber into the guide;
A method for manufacturing an optical communication module, comprising:
を有することを特徴とする請求項11記載の光通信モジュールの製造方法。 A step of attaching the first to third plate-like members joined to a socket having first and second terminals, the first and second terminals and the second and third plate-like members. The process of mounting so that the
The method of manufacturing an optical communication module according to claim 11, comprising:
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