JP2015072330A - 光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイス - Google Patents

光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイス Download PDF

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Abstract

【課題】 光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイスに関し、高度な加工技術及び多数の回転軸の位置合わせを要することなく、光導波路とファイバ整列用溝を高精度で対向配置させる。【解決手段】 光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用基板と、光導波路を形成した光導波路基板とを面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で整列して樹脂層で固定し、前記光ファイバ載置用基板と前記光導波路基板との対向する間隙に透明樹脂を充填する。【選択図】 図１

Description

本発明は、光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイスに関するものであり、例えば、高速・大容量の信号伝送を必要とする情報通信系の装置に用いられる光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイスに関するものである。
光信号は高速、大容量の信号伝送に適しており、長距離の基幹通信システムでは既に実用化されている。また、コンピュータなどの情報系装置も信号の高速化により、装置間ではすでに光信号が実用化されており、装置内、ボード内への光信号の導入が視野に入ってきている。
離れた位置を接続する配線部材としては、光ファイバが性能面、価格面でも優れている。一方、光信号を加工する部分、たとえば光トランシーバー、光カプラ、光スプリッタ、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）などは光導波路として形成することが望ましい。
さらに、最近ではシリコンフォトニクスも用いられつつある。これはシリコンを半導体製造プロセスで微細加工することで同じ機能を非常に小さいエリアに形成できる長所がある。これらの基板上に形成した光導波路部品単独では用途が限られており、前述の光ファイバと接続することにより、光導波路で加工した光信号を目的の場所に伝達することができる。
これらの光導波路部品の機能や集積度の向上に伴い、接続する光ファイバの本数が格段に増えてきている。通常は、一定間隔に形成したＶ溝中に光ファイバを接着固定したファイバアレイと呼ばれる部品を用いて、光導波路と光ファイバを接続している（例えば、特許文献１参照）。
低損失で光導波路と光ファイバを接続するためには、両者の位置関係は精密に制御する必要がある。シングルモードで１μｍ程度、マルチモードでも数μｍ以内が求められている。光ファイバを整列させたファイバアレイは、同時に多数の光ファイバを接続できるメリットがあるが、目標の位置精度に合わせ込むためには、ＸＹＺの３軸移動だけでなく、各軸の回転を含めた計６軸の精密アライメントが必要となる。特に、ファイバアレイに整列させる光ファイバの本数が多くなればなるほど、回転方向の精度が格段に厳しくなってくる。
このようなアライメント精度に関する課題は広く知られており、光導波路基板に光ファイバ整列用のＶ溝を形成することで位置精度と光ファイバ接続作業の容易さを両立しようとする提案が多数なされている（例えば、特許文献２乃至特許文献６参照）。
Ｖ溝の形成のためには、光導波路基板の材質として単結晶シリコン基板が用いられる。この単結晶シリコン基板に対して異方性エッチングを行うことにより、結晶面の角度で決まる精密な形状のＶ溝を得ることができる。そして、フォトリソグラフィー技術を用いて、エッチングパターンを規定することにより、光導波路のコア直近に正確な寸法のＶ溝を形成できる。
特開２０１１−２４７９１３号公報 特開２００６−１１９６２７号公報 特開平０８−３１３７５６号公報 特開２００５−３０８９１８号公報 特開平０１−１２６６０８号公報 特開２００４−１５１３９１号公報
しかし、光導波路とＶ溝のどちらを先に形成するかという問題が生じる。Ｖ溝を先に形成すると、１００μｍ以上の巨大な溝の端部に、数μｍ〜数１０μｍのコアを形成することになるが、コアを形状の乱れなく形成することは困難である。
そこで、このような問題を回避するために、予め形成したＶ溝を一時的に樹脂埋めした状態でコアを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。或いは、予め形成したＶ溝に蓋をした状態でコアを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
しかし、これらのＶ溝を一時的に埋める方法は、手間がかかるうえに効果が十分でない欠点があった。例えば、樹脂埋めの場合は完全な平滑性は期待できず、コアの形状が乱れてしまっていた。一方、蓋で覆う場合も、蓋を置く位置精度や蓋の厚みなどを制御しなければ、蓋によりコアの形成が乱される可能性が高いという問題がある。
逆に、Ｖ溝を後に形成する方法も提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、シリコンの異方性エッチングは、高濃度のアルカリ溶液中で長時間煮る必要があり、これに耐える光導波路の材質は極めて限定される。具体的には、シリカ（ＳｉＯ２）系光導波路などであるが、これでさえも強固な防護措置を取らなければ、ダメージを受けてしまう。
また、シリコンの異方性エッチングを使用するもう一つの欠点は、光導波路コアの壁面も斜面となり、光ファイバをコアに近接できないことである。この問題を回避するために、別加工で垂直溝を形成すること（例えば、特許文献５参照）や、光ファイバを斜面に対応した形状に加工すること（例えば、特許文献６参照）が提案されている。
しかし、前者は２種類の加工が必要になるため、形成工程に時間を要していた。一方、後者は、光ファイバの先端加工そのものが難しい上に、光ファイバの回転方向の向きを揃えてＶ溝に配置する必要があるという問題がある。以上のように、光導波路基板にＶ溝を形成できれば効果が高いが、形成そのものが非常に難しいという問題があった。
したがって、光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイスにおいて、高度な加工技術及び多数の回転軸の位置合わせを要することなく、光導波路とファイバ整列用溝を高精度で対向配置させることを目的とする。
開示する一観点からは、光ファイバ整列用のＶ溝或いはＶ溝の逆頂部を截頭した逆台形状溝のいずれかの光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用基板と、光導波路を形成した光導波路基板と、前記光ファイバ載置用基板と前記光導波路基板とを面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で整列して固定する樹脂層と、前記光ファイバ載置用基板と前記光導波路基板との対向する間隙に充填された透明樹脂とを有することを特徴とする光導波路部品が提供される。
また、開示する別の観点からは、光ファイバ整列用のＶ溝或いはＶ溝の逆頂部を截頭した逆台形状溝のいずれかの光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用母基板と、光導波路を形成した光導波路基板とを表面側を下側にして、前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板を透明樹脂層を介して対向させて前記表面側が面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で粘着部材に貼り付ける工程と、前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板の裏面側をモールド樹脂でモールドする工程と、前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板を前記接着部材から剥離する工程と、前記光ファイバ載置用母基板の前記光導波路基板と対向する面と反対側の面が露出するように所定の大きさで切断する工程とを有することを特徴とする光導波路部品の製造方法が提供される。
また、開示するさらに別の観点からは、前記の光導波路部品と、前記光導波路部品の光ファイバ整列用溝に固定された光ファイバとを有することを特徴とする光導波路デバイスが提供される。
開示の光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイスによれば、高度な加工技術及び多数の回転軸の位置合わせを要することなく、光導波路とファイバ整列用溝を高精度で対向配置させることが可能になる。
本発明の実施の形態の光導波路部品の概略的斜視図である。 光ファイバを整列固定した光導波路デバイスの概略的斜視図である。 本発明の実施例１の光導波路部品の製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例１の光導波路部品の製造工程の図３以降の途中までの説明図である。 本発明の実施例１の光導波路部品の製造工程の図４以降の説明図である。 本発明の実施例１の光導波路部品に光ファイバを実装した状態の斜視図である。 Ｖ溝基板の製造工程の途中までの説明図である。 Ｖ溝基板の製造工程の図７以降の途中までの説明図である。 Ｖ溝基板の製造工程の図８以降の説明図である。 本発明の実施例２の光導波路部品の製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例２の光導波路部品の製造工程の図１０以降の途中までの説明図である。 本発明の実施例２の光導波路部品の製造工程の図１１以降の説明図である。
ここで、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態の光導波路部品並びに光導波路デバイスを説明する。図１は本発明の実施の形態の光導波路部品の概略的斜視図であり、図２は、光ファイバを整列固定した光導波路デバイスの概略的斜視図である。
光ファイバ整列用溝２を設けた光ファイバ載置用基板１と光導波路４を形成した光導波路基板３とを表面側において面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で整列して樹脂層６で固定する。また、光ファイバ載置用基板１と光導波路基板３との対向する間隙に透明樹脂５を充填する。
このように、光ファイバ載置用基板１と光導波路基板３とを別個の基板として別々の工程で形成するので、加工精度や製造工程の順序が問題になることがない。また、面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で光ファイバ載置用基板１と光導波路基板３とを樹脂層６で固定することによって、図２に示すように、光ファイバ７と光導波路４の位置合わせ精度が高まる。
このような光導波路部品を製造するためには、光ファイバ整列用溝２を設けた光ファイバ載置用母基板と、光導波路４を形成した光導波路基板３とを透明樹脂５を介して対向させた状態で表面側を下側にして、表面側が面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で粘着部材に貼り付ける。次いで、裏面側を樹脂層６でモールドする。次いで、光ファイバ載置用母基板と光導波路基板３を粘着部材から剥離し、光ファイバ載置用母基板の光導波路基板３と対向する面と反対側の面が露出するように所定の大きさで切断すれば良い。
このように、粘着部材に貼り付けることによって面一状態にしているので、後の位置合わせは面内の回転だけで良く、３次元的多軸の回転の制御が不要になるので、位置合わせ精度が向上する。
なお、樹脂層６でモールドする工程において、光ファイバ整列用溝２に樹脂層６が入り込まないようにするためには、粘着部材に貼り付ける工程の前に、予め光ファイバ整列用溝２のみを充填樹脂で埋め込むようにすれば良い。
例えば、光ファイバ整列用溝２を設けた光ファイバ載置用原基板の表面側を下側にして粘着部材に貼り付け、裏面を覆わないようにその側部を充填樹脂で被覆して光ファイバ整列用溝２を充填樹脂で埋め込むようにすれば良い。この光ファイバ載置用原基板を光ファイバ整列用溝の両端面が露出するように所定の大きさに切断すると光ファイバ載置用母基板となる。さらに、樹脂層６でモールドしたのち、光ファイバ載置用母基板の光導波路基板３と対向する面と反対側の面が露出するように所定の大きさで切断すれば光ファイバ載置用基板１となる。
この時、光ファイバ搭載用母基板の表面を光ファイバ整列用溝２を完全に埋め込まない薄いＡｌ等のエッチング除去が容易な金属膜で被覆しても良く、この金属膜の厚さが所定のオフセット量となる。
或いは光ファイバ整列用溝２が光ファイバ載置用母基板の光導波路基板と対向する面と反対側の面の端部まで延在しない形状とし、樹脂層６でモールド後に光ファイバ整列用溝２の断面が表れるように切断するようにしても良い。
なお、光ファイバ整列用溝２は、典型的にはＶ溝であるが、このＶ溝の逆頂部を截頭した逆台形状溝でも良い。このようなＶ溝或いは逆台形状溝を形成するために、光ファイバ載置用基板１として、シリコン基板を用いることが望ましい。
光導波路基板３の光導波路４としては、コア層及びクラッド層がエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁材料を用いた光導波路でも良いが、コア層として、シリコンまたはシリコンゲルマニウムを用い、クラッド層としてＳｉＯ２を用いた光導波路が望ましい。典型的には、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて、コア層を単結晶シリコン層を加工して形成し、下部クラッド層としてＢＯＸ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｏｘｉｄｅ）層である埋込ＳｉＯ２膜を用いれば良い。
なお、樹脂層６としては、ある程度の機械的強度を有する樹脂が望ましく、例えば、エポキシ樹脂を用いる。また、透明樹脂５は、光導波路４を導波する光の波長に対して透明な樹脂であれば良く、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を用いる。
本発明の実施の形態においては、光導波路基板３と光ファイバ載置用基板１は別部品のため、それぞれ専用かつ最適なプロセスで形成可能である。粘着シート等の粘着部材に表面を下にして貼り合わせることにより、両者の表面高さが一致する。このため、光ファイバ整列用溝２の深さを規定すれば、自動的に光導波路のコアと光ファイバのコアの高さが一致する。残りは、面内の移動２軸と回転１軸を制御すれば良い。これは上方などからカメラなどで確認可能な軸であり、制御が容易になる。
また、一般的な光部品の接着は、接合面に光学接着剤を用いる方式がとられているが、本発明の実施の形態では、モールド樹脂で周囲から固めているので、光学接着剤を用いる場合に比較してはるかに強固な接合を実現することができる。これにより、経時変化の抑制や温度環境の厳しい用途などへの展開が可能となる。
一方で、これらの構造規定用のモールド樹脂は不透明なものが多いが、光透過部分は透明樹脂を用いることで、光と構造を両立させることができる。また、この透明樹脂はモールド樹脂硬化時に光導波路基板とＶ溝基板の位置ずれを抑制する効果もあり、より精密な位置関係を有する光導波路デバイスを得ることが可能になる。
次に、図３乃至図９を参照して、本発明の実施例１の光導波路部品を説明するが、まず、図３乃至図５を参照して光導波路部品の製造工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、光導波路２１を形成した光導波路基板２０とＶ溝３１を形成したＶ溝基板３０を用意する。光導波路基板２０はＳＯＩ基板を用いて、ＢＯＸ層を下部クラッド層とし、その上の単結晶シリコン層を加工してコア層とし、コア層上部クラッド層となるＳｉＯ２膜で覆って光導波路２１を形成する。
一方、Ｖ溝基板３０は、主面が（１００）面の単結晶シリコン基板をＫＯＨを用いてエッチングして（１１１）面を側壁面とするＶ溝３１を形成する。この時、エッチングマスクの幅を精度良く形成することで、Ｖ溝３１の深さを精度良く制御することができる。なお、後述するように、Ｖ溝３１を形成したＶ溝基板３０の表面を薄い金属膜３２で被覆したのち、Ｖ溝３１のみを充填樹脂３３で充填し、その表面を平坦にしておく。充填樹脂３３は、細い溝への注入が可能である流動性、モールドに耐える耐熱性の絽輸率が必要である。最後にこれを除去するために非接着性も有することがさらに望ましいが、これは金属膜３２を併用すれば必要条件ではない。充填樹脂３３としては、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂などが望ましい。
次いで、図３（ｂ）に示すように、ステンレス基板４０の表面に粘着シート４１を貼り付け、この粘着シート４１上に、Ｖ溝３１側が下側になり且つ光導波路２１が下側になるようにＶ溝基板３０と光導波路基板２０とを精密に位置合わせして貼り付ける。
この位置合わせにおいて、精密フリップチップボンダもしくはそれに類する機構を精密ステージで構築することで実現できる。光導波路基板２０およびＶ溝基板３０に形成したアライメントマーク（図示せず）などを用いて、２つの基板間の位置を正確に規定し、粘着シートに貼り付ける。これにより、光導波路２１とＶ溝３１の位置が規定される。
次いで、この状態で、２つの基板間に屈折率と透過率が規定された透光学接着剤を滴下し、硬化させて透明樹脂層４２とする。なお、光導波路基板４０が透明な材質であれば、ＵＶ硬化型光学接着剤を使用し、ＵＶ照射することにより硬化させることができる。ＵＶを使わない場合は、ＵＶおよび熱の両方で硬化する接着剤を用い、表面からＵＶを照射して仮固定した状態で、加熱により完全硬化させる。あるいは、熱硬化型の光学接着剤を用いても良い。熱硬化の場合、そのために加熱しても良いが、次のモールド工程において、モールド樹脂注入前に硬化するように、光学接着剤の種類を選定しても良い。
次いで、図４（ｃ）に示すように、粘着シート４１に貼り付けた状態でエポキシ樹脂４３でモールドして、光導波路基板２０及びＶ溝基板３０の表面以外がエポキシ樹脂４３で覆われて固定される。なお、この時、Ｖ溝３１は充填樹脂３３で埋め込まれているので、Ｖ溝３１にエポキシ樹脂４３が侵入することがない。
次いで、図４（ｄ）に示すように、光導波路基板２０及びＶ溝基板３０をエポキシ樹脂４３で固定された状態で粘着シート４１から剥離する。次いで、図５（ｅ）に示すように、光導波路基板２０及びＶ溝基板３０をエポキシ樹脂４３ごと所定のサイズにチップ状に切断して、Ｖ溝３１の端面を露出させる。
次いで、図５（ｆ）に示すように、Ｖ溝３１を埋めていた充填樹脂３３を除去する。これは、金属膜３２をエッチング除去することによって、容易に実現できる。以上により本発明の実施例１の光導波路部品の基本構造が完成する。この場合、金属膜３２の厚さをオフセット量として、光導波路基板２０とＶ溝基板３０とは面一状態で整合していることになる。
図６は、本発明の実施例１の光導波路部品に光ファイバを実装した状態の斜視図であり、Ｖ溝基板３０のＶ溝３１に光学接着剤を利用して光ファイバ４４を固定する。この時、Ｖ溝３１の深さはエッチング工程で制御良く制御されており、また、Ｖ溝基板３０と光導波路基板２０の表面はオフセット量を持って精度良く面一状態になっているので、光導波路２１と光ファイバ４４と位置合わせを精度良く行うことができる。
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施例１に用いるＶ溝基板の製造工程を説明する。まず、図７（ａ）に示すように、主面が（１００）面の単結晶シリコン基板をＫＯＨを用いてエッチングして（１１１）面を側壁面とするＶ溝３１を形成する。この時、次工程の金属膜３２の厚さを見越した深さにＶ溝３１を形成する。次いで、図７（ｂ）に示すように、蒸着法、スパッタ法などによりＶ溝原基板３４の表面にＡｌ、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属膜３２を形成する。
次いで、図８（ｃ）に示すように、ステンレス基板３５の表面に粘着シート３６を貼り付け、この粘着シート３６の上に、Ｖ溝３１が下側になるようにＶ溝原基板３４を貼り付ける。なお、ここでは図示を簡単にするために、１個のＶ溝原基板３４のみを図示しているが、同時に複数個のＶ溝原基板３４を加工しても良い。次いで、図８（ｄ）に示すように、充填樹脂３３を全面に注入する。この段階で、Ｖ溝３１の中にも充填樹脂３３が注入される。
次いで、図９（ｅ）に示すように、Ｖ溝原基板３４を充填樹脂３３で覆った状態で粘着シート３６から取り外す。粘着シート３６に貼り付けていたため、フラットな状態で充填樹脂３３を充填することができている。次いで、図９（ｆ）に示すように、これを所定の大きさに切断することで、光導波路基板２０と組み合わせるＶ溝基板３０となる。なお、モールド樹脂との接着力を確保するために、Ｖ溝原基板３４の裏面に充填樹脂３３が残存しないことが望ましい。充填樹脂３３注入時に裏面への流入が回避できない場合は、図３の状態に供する前にこれを除去する。たとえば、図９（ｅ）の状態で、裏面を切削する。あるいは、図９（ｆ）の状態で、裏面の充填樹脂３３を剥離する。
このように、本発明の実施例１においては、Ｖ溝３１をフラットな状態で充填樹脂３３で充填しているので、モールド樹脂でモールドする工程において、モールド樹脂がＶ溝３１に侵入することがない。なお、実施例の説明においては、Ｖ溝基板３０の表面に金属膜３２を形成しているが必須ではなく、Ｖ溝３１を充填樹脂で直接充填しても良い。
次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明の実施例２の光導波路部品の製造工程を説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、光導波路基板２０とＶ溝母基板５０を別個に準備する。光導波路基板２０は上記の実施例１と全く同様なもので良い。一方、Ｖ溝母基板５０は、（１００）面を主面とするシリコン基板をＫＯＨを用いてエッチングしてＶ溝５１を形成するが、Ｖ溝５１の一端側をマスクで覆っておき、Ｖ溝５１がシリコン基板の端部に達しないように形成する。
この時、光導波路基板２０のＶ溝母基板５０との接続面に予め透明樹脂層２２を設けておく。この透明樹脂層２２としては、粘着性もしくは弾性を有する樹脂が望ましく、例えば、シリコーン樹脂を選択する。
次いで、図１０（ｂ）に示すように、実施例１と同様に、ステンレス基板４０の表面に粘着シート４１を貼り付け、この粘着シート４１上に、Ｖ溝５１側が下側になり且つ光導波路２１が下側になるようにＶ溝母基板５０と光導波路基板２０とを精密に位置合わせして、透明樹脂層２２と当接する状態で貼り付ける。
次いで、図１１（ｃ）に示すように、粘着シート４１に貼り付けた状態でエポキシ樹脂４３でモールドして、光導波路基板２０及びＶ溝母基板５０の表面以外がエポキシ樹脂４３で覆われて固定される。なお、この時、Ｖ溝５１は一端が閉鎖状態となっており、他端が透明樹脂層２２と当接しているので、Ｖ溝５１にエポキシ樹脂４３が侵入することがない。
次いで、図１１（ｄ）に示すように、光導波路基板２０及びＶ溝母基板５０をエポキシ樹脂４３で固定された状態で粘着シート４１から剥離する。次いで、図１２（ｅ）に示すように、光導波路基板２０及びＶ溝母基板５０をエポキシ樹脂４３ごと所定のサイズにチップ状に切断して、Ｖ溝５１の端面を露出させることで、光ファイバの載置可能なＶ溝基板５２となる。
本発明の実施例２においては、Ｖ溝の一端が閉鎖したＶ溝母基板を用いるとともに、Ｖ溝の他端を粘着性或いは弾性を有する透明樹脂層に当接しているので、Ｖ溝を予め樹脂で充填する工程が不要になり、それに伴って、充填樹脂の除去工程も不要になる。
ここで、実施例１及び実施例２を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）光ファイバ整列用のＶ溝或いはＶ溝の逆頂部を截頭した逆台形状溝のいずれかの光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用基板と、光導波路を形成した光導波路基板と、前記光ファイバ載置用基板と前記光導波路基板とを面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で整列して固定する樹脂層と、前記光ファイバ載置用基板と前記光導波路基板との対向する間隙に充填された透明樹脂とを有することを特徴とする光導波路部品。
（付記２）前記光ファイバ載置用基板が、シリコン基板からなることを特徴とする付記１に記載の光導波路部品。
（付記３）前記光導波路基板の光導波路のコア層が、シリコンまたはシリコンゲルマニウムからなり、前記光導波路のクラッド層がＳｉＯ２からなることを特徴とする付記１または付記２に記載の光導波路部品。
（付記４）前記光導波路基板が、単結晶シリコン基板上に埋込ＳｉＯ２膜を介して単結晶シリコン層を設けたＳＯＩ基板からなり、前記光導波路のコア層が、前記単結晶シリコン層を加工して形成されたコア層であり、下部クラッド層が前記埋込ＳｉＯ２膜からなることを特徴とする付記３に記載の光導波路部品。
（付記５）光ファイバ整列用のＶ溝或いはＶ溝の逆頂部を截頭した逆台形状溝のいずれかの光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用母基板と、光導波路を形成した光導波路基板とを表面側を下側にして、前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板を透明樹脂を介して対向させて前記表面側が面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で粘着部材に貼り付ける工程と、前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板の裏面側をモールド樹脂でモールドする工程と、前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板を前記接着部材から剥離する工程と、前記光ファイバ載置用母基板の前記光導波路基板と対向する面と反対側の面が露出するように所定の大きさで切断する工程とを有することを特徴とする光導波路部品の製造方法。
（付記６）前記光ファイバ載置用母基板は、前記粘着部材に貼り付ける工程の前に、
前記光ファイバ載置用母基板の光ファイバ整列用溝のみを充填樹脂で埋め込む工程を有することを特徴とする付記５に記載の光導波路部品の製造方法。
（付記７）光ファイバ整列用溝のみを充填樹脂で埋め込む工程の前に、
前記光ファイバ搭載用母基板の表面を前記光ファイバ整列用溝を完全に埋め込まない薄い金属膜で被覆する工程を有することを特徴とする付記６に記載の光導波路部品の製造方法。
（付記８）前記光ファイバ載置用母基板の光ファイバ整列用溝のみを充填樹脂で埋め込む工程が、
前記光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用原基板の表面側を下側にして粘着部材に貼り付ける工程と、前記光ファイバ載置用原基板の裏面を覆わないようにその側部を充填樹脂で被覆して前記光ファイバ整列用溝を充填樹脂で埋め込む工程と、前記光ファイバ載置用原基板を前記光ファイバ整列用溝の両端面が露出するように所定の大きさに切断して前記光ファイバ載置用母基板とする工程とを有することを特徴とする付記６または付記７に記載の光導波路部品の製造方法。
（付記９）前記光ファイバ整列用溝が前記光ファイバ載置用母基板の前記光導波路基板と対向する面と反対側の面の端部まで延在しない形状であり、前記光ファイバ載置用母基板の前記光導波路基板と対向する面と反対側の面が露出するように所定の大きさで切断する工程において、前記光ファイバ整列用溝の断面が表れるように切断することを特徴とする付記５に記載の光導波路部品の製造方法。
（付記１０）付記１乃至付記４のいずれか１に記載の光導波路部品と、前記光導波路部品の光ファイバ整列用溝に固定された光ファイバとを有することを特徴とする光導波路デバイス。
１ 光ファイバ載置用基板
２ 光ファイバ整列用溝
３ 光導波路基板
４ 光導波路
５ 透明樹脂
６ 樹脂層
７ 光ファイバ
２０ 光導波路基板
２１ 光導波路
２２ 透明樹脂層
３０ Ｖ溝基板
３１ Ｖ溝
３２ 金属膜
３３ 充填樹脂
３４ Ｖ溝原基板
３５ ステンレス基板
３６ 粘着シート
４０ ステンレス基板
４１ 粘着シート
４２ 透明樹脂層
４３ エポキシ樹脂
４４ 光ファイバ
５０ Ｖ溝母基板
５１ Ｖ溝

Claims (5)

  1. 光ファイバ整列用のＶ溝或いはＶ溝の逆頂部を截頭した逆台形状溝のいずれかの光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用基板と、
    光導波路を形成した光導波路基板と、
    前記光ファイバ載置用基板と前記光導波路基板とを面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で整列して固定する樹脂層と、
    前記光ファイバ載置用基板と前記光導波路基板との対向する間隙に充填された透明樹脂と
    を有することを特徴とする光導波路部品。
  2. 光ファイバ整列用のＶ溝或いはＶ溝の逆頂部を截頭した逆台形状溝のいずれかの光ファイバ整列用溝を設けた光ファイバ載置用母基板と、光導波路を形成した光導波路基板とを表面側を下側にして、前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板を透明樹脂層を介して対向させて前記表面側が面一な状態或いは所定のオフセット量を伴った面一な状態で粘着部材に貼り付ける工程と、
    前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板の裏面側をモールド樹脂でモールドする工程と、
    前記光ファイバ載置用母基板と前記光導波路基板を前記接着部材から剥離する工程と、
    前記光ファイバ載置用母基板の前記光導波路基板と対向する面と反対側の面が露出するように所定の大きさで切断する工程と
    を有することを特徴とする光導波路部品の製造方法。
  3. 前記光ファイバ載置用母基板は、前記粘着部材に貼り付ける工程の前に、
    前記光ファイバ載置用母基板の光ファイバ整列用溝のみを充填樹脂で埋め込む工程を有することを特徴とする請求項２に記載の光導波路部品の製造方法。
  4. 前記光ファイバ整列用溝が前記光ファイバ載置用母基板の前記光導波路基板と対向する面と反対側の面の端部まで延在しない形状であり、
    前記光ファイバ載置用母基板の前記光導波路基板と対向する面と反対側の面が露出するように所定の大きさで切断する工程において、前記光ファイバ整列用溝の断面が表れるように切断することを特徴とする請求項２に記載の光導波路部品の製造方法。
  5. 請求項１に記載の光導波路部品と、
    前記光導波路部品の光ファイバ整列用溝に固定された光ファイバと
    を有することを特徴とする光導波路デバイス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023275990A1 (ja) * 2021-06-29 2023-01-05 日本電信電話株式会社 光導波路デバイスの製造方法及び光導波路デバイス

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9423561B1 (en) * 2015-06-19 2016-08-23 Inphi Corporation Method of attaching fiber block to silicon photonics
US11650381B1 (en) 2022-02-12 2023-05-16 Globalfoundries U.S. Inc. PIC die and package with cover for multiple level and multiple depth connections of fibers to on-chip optical components

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63311212A (ja) * 1987-06-12 1988-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 光導波路装置と、光導波路の実装方法
JPS63311213A (ja) * 1987-06-12 1988-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 光導波路装置
JPH02211406A (ja) * 1989-02-10 1990-08-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ファイバ・ガイド部付き光導波路の製作方法
JPH07234330A (ja) * 1993-12-28 1995-09-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光デバイスモジュール及びその製造方法
JPH08110428A (ja) * 1994-10-07 1996-04-30 Hitachi Cable Ltd 光導波路と光ファイバの接続構造
JPH0973025A (ja) * 1995-09-06 1997-03-18 Hitachi Cable Ltd 光導波路デバイスの製造方法
JPH10221563A (ja) * 1997-02-07 1998-08-21 Mitsubishi Cable Ind Ltd 入出力一体型接続用部材およびこれを用いた光導波路型デバイス
WO2005010585A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Matsushita Electric Works, Ltd. 光導波路モジュールの製造方法、及び光導波路モジュール
JP2009145817A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Toppan Printing Co Ltd 光基板およびその製造方法
JP2012133235A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Hitachi Chem Co Ltd 光ファイバコネクタ及びその製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2771167B2 (ja) 1987-11-11 1998-07-02 株式会社日立製作所 光集積回路の実装方法
JP3484543B2 (ja) * 1993-03-24 2004-01-06 富士通株式会社 光結合部材の製造方法及び光装置
CA2127861C (en) * 1993-07-14 2004-09-21 Shinji Ishikawa Coupling structure of optical fibers and optical waveguides
JPH08313756A (ja) 1995-05-18 1996-11-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバ固定溝付き平面光回路部品およびその作製方法
KR100248054B1 (ko) * 1997-08-14 2000-03-15 윤종용 솔더링을 이용한 광섬유어레이 모듈 및 그 제작방법
KR100277354B1 (ko) * 1997-10-31 2001-01-15 윤종용 광섬유어레이블록
KR20010019179A (ko) * 1999-08-25 2001-03-15 윤종용 음량 조절 장치
DE60142077D1 (de) 2000-10-20 2010-06-17 Panasonic Corp Verfahren und einrichtung zur ausbildung eines gehäusekörpers eines batteriepacks
JP4665240B2 (ja) * 2001-06-25 2011-04-06 富士通株式会社 光伝送装置
KR100442630B1 (ko) * 2002-01-04 2004-08-02 삼성전자주식회사 광섬유 블럭
JP2004151391A (ja) 2002-10-30 2004-05-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光モジュール及びその作製方法
JP2005157088A (ja) 2003-11-27 2005-06-16 Mitsumi Electric Co Ltd 光導波路モジュール
JP4259386B2 (ja) 2004-04-20 2009-04-30 日本電気株式会社 光接続構造及びその製造方法並びに光デバイス
JP4683377B2 (ja) 2004-09-24 2011-05-18 日立化成工業株式会社 ポリマー光導波路デバイスの製造方法
US8095016B2 (en) * 2007-01-30 2012-01-10 Nec Corporation Bidirectional, optical transmitting/receiving module, optical transmitting/receiving device, and bidirectional optical transmitting/receiving module manufacturing method
FR2936613B1 (fr) * 2008-09-30 2011-03-18 Commissariat Energie Atomique Coupleur de lumiere entre une fibre optique et un guide d'onde realise sur un substrat soi.
JP2010286734A (ja) 2009-06-12 2010-12-24 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光導波路接合体
US8791405B2 (en) 2009-12-03 2014-07-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical waveguide and coupler apparatus and method of manufacturing the same
JP2011247913A (ja) 2010-05-21 2011-12-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長変換装置
US20150139589A1 (en) * 2012-08-01 2015-05-21 Hitachi Chemical Company, Ltd. Optical fiber connector, method for manufacturing optical fiber connector, method for connecting optical fiber connector and optical fiber, and assembled body of optical fiber connector and optical fiber

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63311212A (ja) * 1987-06-12 1988-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 光導波路装置と、光導波路の実装方法
JPS63311213A (ja) * 1987-06-12 1988-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 光導波路装置
JPH02211406A (ja) * 1989-02-10 1990-08-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ファイバ・ガイド部付き光導波路の製作方法
JPH07234330A (ja) * 1993-12-28 1995-09-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光デバイスモジュール及びその製造方法
JPH08110428A (ja) * 1994-10-07 1996-04-30 Hitachi Cable Ltd 光導波路と光ファイバの接続構造
JPH0973025A (ja) * 1995-09-06 1997-03-18 Hitachi Cable Ltd 光導波路デバイスの製造方法
JPH10221563A (ja) * 1997-02-07 1998-08-21 Mitsubishi Cable Ind Ltd 入出力一体型接続用部材およびこれを用いた光導波路型デバイス
WO2005010585A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Matsushita Electric Works, Ltd. 光導波路モジュールの製造方法、及び光導波路モジュール
JP2009145817A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Toppan Printing Co Ltd 光基板およびその製造方法
JP2012133235A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Hitachi Chem Co Ltd 光ファイバコネクタ及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023275990A1 (ja) * 2021-06-29 2023-01-05 日本電信電話株式会社 光導波路デバイスの製造方法及び光導波路デバイス

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