JP2015222291A - Baseplate structure and baseplate for optical module - Google Patents

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亮 友井田
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亮 友井田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a baseplate structure and a baseplate for optical module capable of improving the yield rate by forming a resin structure which is hardly peeled off from a baseplate by making measures against stress due to influence of mounting heat and application environment.SOLUTION: The baseplate structure includes: a baseplate 1; and a resin structure formed on the baseplate 1. The baseplate 1 has a stress relaxation structure 26 for easing a stress applied to the resin structure. The resin structure is a waveguide 16. The stress relaxation structure 26 is formed on at least one side of the waveguide 16. The stress relaxation structure 26 has a concave or convex shape. The stress relaxation structure 26 is formed on the surface of the baseplate 1.

Description

本発明は、基板構造体および光モジュール用基板に関する。   The present invention relates to a substrate structure and an optical module substrate.

従来、図9(a)のように、光モジュールは、基板1の表面に形成された第1溝(導波路形成用溝)1a内に設けられた内部導波路(樹脂構造体)16と、この第1溝1aの先端面に形成された光路変換用のミラー部15とを備えている。また、ミラー部15を介して内部導波路16のコア部17に光信号を発光し、若しくはミラー部15を介して内部導波路16のコア部17からの光信号を受光する光素子12を備えている。   Conventionally, as shown in FIG. 9A, the optical module includes an internal waveguide (resin structure) 16 provided in a first groove (waveguide forming groove) 1a formed on the surface of the substrate 1, And an optical path changing mirror portion 15 formed on the front end surface of the first groove 1a. Further, the optical element 12 is provided that emits an optical signal to the core portion 17 of the internal waveguide 16 via the mirror portion 15 or receives an optical signal from the core portion 17 of the internal waveguide 16 via the mirror portion 15. ing.

さらに、基板1の表面に形成された第2溝1b内に設けられ、内部導波路16のコア部17と光学的に結合するファイバコア部21を有する光ファイバ(外部導波路)2を備えている(特許文献1参照)。   Furthermore, an optical fiber (external waveguide) 2 having a fiber core portion 21 provided in the second groove 1b formed on the surface of the substrate 1 and optically coupled to the core portion 17 of the internal waveguide 16 is provided. (See Patent Document 1).

ところで、光モジュールが動作している場合、ミラー部15と合成樹脂製の内部導波路16は、光吸収によって発熱することがある。特に光素子12が発光素子であるときは、これに近いミラー部15付近は、光が拡がる前であるので、光のパワー密度が高いために、発熱温度が高くなる傾向になる。   By the way, when the optical module is operating, the mirror portion 15 and the synthetic resin internal waveguide 16 may generate heat due to light absorption. In particular, when the optical element 12 is a light-emitting element, the vicinity of the mirror portion 15 near this is before the light spreads, and thus the heat density tends to increase because the light power density is high.

このような光モジュールにおいて、短距離や低速伝送であれば、光素子12からの光のパワー密度が低いために、ミラー部15やその近傍の内部導波路16の発熱温度は、問題となるほど高くならない。しかし、長距離や高速伝送であれば、伝送信頼性を確保するために、より高い光出力が必要となり、その分、ミラー部15やその近傍の内部導波路16の発熱温度も高くなる。   In such an optical module, if the transmission distance is short or low, the power density of the light from the optical element 12 is low, so that the heat generation temperature of the mirror portion 15 and the internal waveguide 16 in the vicinity thereof is so high as to be a problem. Don't be. However, in the case of long distance and high-speed transmission, higher light output is required to ensure transmission reliability, and the heat generation temperature of the mirror unit 15 and the internal waveguide 16 in the vicinity thereof is increased accordingly.

そのため、ミラー部15やその近傍の内部導波路16の温度上昇に起因する応力のために、基板1からコア部17が剥離する可能性がある。   Therefore, there is a possibility that the core portion 17 is peeled off from the substrate 1 due to the stress caused by the temperature rise of the mirror portion 15 and the internal waveguide 16 in the vicinity thereof.

そこで、図9(b)のように、コア部17の前端17aをミラー部15から後退させることで温度上昇を抑制して、剥離が発生しにくいように工夫したものが提案されている。   Therefore, as shown in FIG. 9B, a device has been proposed in which the front end 17a of the core portion 17 is retracted from the mirror portion 15 to suppress the temperature rise so that peeling does not easily occur.

特開2013−3549号公報JP 2013-3549 A

ところで、実装時の熱の影響や使用環境による応力のために、内部導波路16が基板1から剥離しやすくなるため、モジュールの歩留まり率が低下するという問題があった。   However, the internal waveguide 16 is easily peeled off from the substrate 1 due to the influence of heat at the time of mounting and the stress due to the usage environment, so that the yield rate of the module is lowered.

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、実装時の熱の影響や使用環境による応力の対策を施すことで、基板から樹脂構造体を剥離しにくくして、歩留まり率を向上させることができる基板構造体および光モジュール用基板を提供することを目的とするものである。   The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and by taking measures against the influence of heat during mounting and stress due to the use environment, it is difficult to peel off the resin structure from the substrate, and the yield rate is improved. It is an object of the present invention to provide a substrate structure and an optical module substrate that can be made to operate.

前記課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板上に設けられた樹脂構造体とを備えた基板構造体において、前記基板に、前記樹脂構造体にかかる応力を緩和する応力緩和構造が形成されていることを特徴とする基板構造体である。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a substrate structure including a substrate and a resin structure provided on the substrate, and stress relaxation that relieves stress applied to the resin structure on the substrate. A substrate structure in which a structure is formed.

本発明によれば、基板に、応力を緩和する応力緩和構造を形成したものである。これにより、実装時の熱の影響や使用環境によって樹脂構造体にかかる応力が緩和(減少)され、基板から樹脂構造体が剥離しにくくなって、歩留まり率が向上するようになる。   According to the present invention, a stress relaxation structure for relaxing stress is formed on a substrate. Thereby, the stress applied to the resin structure is relaxed (decreased) due to the influence of heat at the time of mounting and the use environment, and the resin structure becomes difficult to peel off from the substrate, so that the yield rate is improved.

前記樹脂構造体は、導波路である構成とすることができる。   The resin structure may be a waveguide.

この構成によれば、光モジュールの導波路にかかる応力が緩和(減少)され、基板から導波路が剥離しにくくなって、歩留まり率が向上するようになる。   According to this configuration, the stress applied to the waveguide of the optical module is relaxed (decreased), the waveguide is less likely to be peeled off from the substrate, and the yield rate is improved.

前記応力緩和構造は、前記導波路の少なくとも一方側に形成されている構成とすることができる。   The stress relaxation structure may be formed on at least one side of the waveguide.

この構成によれば、応力緩和構造を導波路の少なくとも一方側に形成するので、簡易に導波路の応力が緩和されるようになる。   According to this configuration, since the stress relaxation structure is formed on at least one side of the waveguide, the stress of the waveguide can be easily relaxed.

前記応力緩和構造は、凹部または凸部である構成とすることができる。   The stress relaxation structure may be a concave portion or a convex portion.

この構成によれば、応力緩和構造が凹部または凸部であるので、簡易に導波路の応力が緩和されるようになる。   According to this configuration, since the stress relaxation structure is a concave portion or a convex portion, the stress of the waveguide is easily relaxed.

前記応力緩和構造は、前記基板の表面に形成されている構成とすることができる。   The stress relaxation structure may be formed on the surface of the substrate.

この構成によれば、応力緩和構造を基板の表面に形成することで、導波路と同時に形成できるので、応力緩和構造の形成工程が簡略化できるようになる。   According to this configuration, since the stress relaxation structure is formed on the surface of the substrate, the stress relaxation structure can be formed simultaneously with the waveguide, so that the process of forming the stress relaxation structure can be simplified.

前記応力緩和構造は、前記基板の裏面に形成されている構成とすることができる。   The stress relaxation structure may be formed on the back surface of the substrate.

この構成によれば、応力緩和構造を基板の裏面に形成することで、基板の表面の配線用パターン等を避ける必要が無くなるから、応力緩和構造を形成するための基板の幅方向のスペースが減少する。これにより、基板を小型化できてコスト安になる。   According to this configuration, since the stress relaxation structure is formed on the back surface of the substrate, it is not necessary to avoid wiring patterns on the surface of the substrate, so that the space in the width direction of the substrate for forming the stress relaxation structure is reduced. To do. Thereby, a board | substrate can be reduced in size and it becomes low-cost.

前記応力緩和構造は、前記基板の表面と裏面の双方に形成されている構成とすることができる。   The stress relaxation structure may be formed on both the front surface and the back surface of the substrate.

この構成によれば、応力緩和構造を基板の表面と裏面の双方に形成することで、応力がより緩和され、基板から導波路がより剥離しにくくなって、歩留まり率がより向上するようになる。   According to this configuration, by forming the stress relaxation structure on both the front surface and the back surface of the substrate, the stress is further relaxed, the waveguide is more difficult to peel from the substrate, and the yield rate is further improved. .

前記導波路は、前記基板の表面の導波路形成用溝内に形成されており、前記応力緩和構造は、前記導波路形成用溝と同形状である構成とすることができる。   The waveguide may be formed in a waveguide forming groove on the surface of the substrate, and the stress relaxation structure may have the same shape as the waveguide forming groove.

この構成によれば、応力緩和構造を導波路形成用溝と同形状、つまりダミー溝の形状となるから、このダミー溝を導波路形成用溝と同じ工程で形成できるので、応力緩和構造の形成工程が簡略化できるようになる。   According to this configuration, since the stress relaxation structure has the same shape as the waveguide forming groove, that is, the shape of a dummy groove, the dummy groove can be formed in the same process as the waveguide forming groove, so that the stress relaxation structure is formed. The process can be simplified.

前記基板は、単体半導体基板であり、前記応力緩和構造は、前記単体半導体基板の結晶方位面に沿う構成とすることができる。   The substrate may be a single semiconductor substrate, and the stress relaxation structure may be configured along a crystal orientation plane of the single semiconductor substrate.

この構成によれば、応力緩和構造は、単体半導体基板の結晶方位面に沿うから、応力緩和構造を容易に形成できるようになる。   According to this configuration, since the stress relaxation structure is along the crystal orientation plane of the single semiconductor substrate, the stress relaxation structure can be easily formed.

前記単体半導体基板は、シリコン基板である構成とすることができる。   The single semiconductor substrate may be a silicon substrate.

この構成によれば、応力緩和構造は、シリコン基板の結晶方位面に沿うから、応力緩和構造を容易に形成できるようになる。   According to this configuration, since the stress relaxation structure is along the crystal orientation plane of the silicon substrate, the stress relaxation structure can be easily formed.

前記応力緩和構造は、ウェットエッチングにより形成される構成とすることができる。   The stress relaxation structure may be formed by wet etching.

この構成によれば、応力緩和構造をウェットエッチングにより容易に形成できるようになる。   According to this configuration, the stress relaxation structure can be easily formed by wet etching.

本発明によれば、実装時の熱の影響や使用環境による応力の対策を施すことで、基板から樹脂構造体を剥離しにくくして、歩留まり率を向上させることができる。   According to the present invention, by taking measures against the influence of heat at the time of mounting and the stress due to the use environment, it is difficult to peel the resin structure from the substrate, and the yield rate can be improved.

本発明に係る光モジュールの概略側面図である。1 is a schematic side view of an optical module according to the present invention. 第1実施形態の応力緩和構造を形成した基板であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。It is the board | substrate which formed the stress relaxation structure of 1st Embodiment, (a) is a top view, (b) is the II sectional view taken on the line of (a). 第2実施形態の応力緩和構造を形成した基板であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。It is the board | substrate which formed the stress relaxation structure of 2nd Embodiment, (a) is a top view, (b) is the II sectional view taken on the line of (a). 第3実施形態の応力緩和構造を形成した基板であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。It is the board | substrate which formed the stress relaxation structure of 3rd Embodiment, (a) is a top view, (b) is the II sectional view taken on the line of (a). 変形例1の基板であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。It is a board | substrate of the modification 1, (a) is a top view, (b) is the II sectional view taken on the line of (a). 変形例2の基板であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。It is a board | substrate of the modification 2, (a) is a top view, (b) is the II sectional view taken on the line of (a). ミラー部付近の内部導波路であり、(a)は平面図、(b)は(a)の断面図である。It is an internal waveguide near a mirror part, (a) is a top view, (b) is sectional drawing of (a). ミラー部付近の内部導波路の別例であり、(a)は平面図、(b)は(a)の断面図である。It is another example of the internal waveguide near a mirror part, (a) is a top view, (b) is sectional drawing of (a). 背景技術の光モジュールの内部導波路であり、(a)は側面断面図、(b)はコア部の前端を後退させた側面断面図である。It is an internal waveguide of the optical module of background art, (a) is side surface sectional drawing, (b) is side surface sectional drawing which made the front end of a core part retreat.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、背景技術と同一構成・作用の箇所は、同一番号を付して詳細な説明を省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that portions having the same configuration and operation as those of the background art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図1は本発明に係る光モジュールの概略側面図である。図1において、光モジュールは、発光側の第1基板(マウント基板)1と、受光側の第1基板(マウント基板)3と、この第1基板1,3を光学的に結合する光ファイバ2とを備えている。   FIG. 1 is a schematic side view of an optical module according to the present invention. In FIG. 1, an optical module includes a first substrate (mount substrate) 1 on a light emitting side, a first substrate (mount substrate) 3 on a light receiving side, and an optical fiber 2 that optically couples the first substrates 1 and 3. And.

第1基板1,3は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子12aから受光素子12bまでの光結合効率が必要になるので、光素子(発光素子12aと受光素子12b)12を高精度に実装することや使用中の位置変動を極力抑制する必要がある。このため、第1基板1,3として、本実施形態では単体半導体基板が採用されている。単体半導体基板、特にシリコン基板であれば、シリコンの結晶方位を利用して表面に高精度のエッチング溝加工が可能〔この溝を利用して高精度なミラー部15(後述)、溝内に内部導波路16(後述)を形成する。〕となる。また、シリコン基板は、平坦性も良好である。   The first substrates 1 and 3 need to have rigidity in order to avoid the influence of heat during mounting and the influence of stress due to the use environment. In the case of optical transmission, since optical coupling efficiency from the light emitting element 12a to the light receiving element 12b is required, the optical elements (the light emitting element 12a and the light receiving element 12b) 12 can be mounted with high accuracy and the position in use. It is necessary to suppress fluctuations as much as possible. For this reason, as the first substrates 1 and 3, single semiconductor substrates are employed in the present embodiment. With a single semiconductor substrate, particularly a silicon substrate, it is possible to process a highly accurate etching groove on the surface using the crystal orientation of silicon. A waveguide 16 (described later) is formed. ]. In addition, the silicon substrate has good flatness.

第1基板は1,3が単体半導体基板であれば、後述する応力緩和構造26は、単体半導体基板の結晶方位面に沿う構成とすることができる。このように、応力緩和構造26は、単体半導体基板の結晶方位面に沿うから、応力緩和構造26を容易に形成できるようになる。   If the first substrate 1 and 3 are single semiconductor substrates, the stress relaxation structure 26 described later can be configured along the crystal orientation plane of the single semiconductor substrate. Thus, since the stress relaxation structure 26 is along the crystal orientation plane of the single semiconductor substrate, the stress relaxation structure 26 can be easily formed.

また、単体半導体基板がリコン基板であれば、応力緩和構造26は、シリコン基板の結晶方位面に沿うから、応力緩和構造を容易に形成できるようになる。さらに、応力緩和構造26をウェットエッチングにより容易に形成できるようになる。   If the single semiconductor substrate is a recon substrate, the stress relaxation structure 26 is along the crystal orientation plane of the silicon substrate, so that the stress relaxation structure can be easily formed. Furthermore, the stress relaxation structure 26 can be easily formed by wet etching.

第1基板1,3は、それよりもサイズが大きい第2基板(インタポーザ基板)6の表面(上面)にそれぞれ設置されている。各第2基板6の裏面(下面)には、他の回路装置に電気的に接続するためのコネクタ7がそれぞれ取付けられている。   The first substrates 1 and 3 are respectively installed on the surface (upper surface) of a second substrate (interposer substrate) 6 having a larger size. Connectors 7 for electrically connecting to other circuit devices are respectively attached to the back surface (lower surface) of each second substrate 6.

第1基板1の表面(上面)には、電気信号を光信号に変換する発光素子12aが発光面を下向きとしてバンプ12c〔図9(b)参照〕でフリップチップ実装されている。また、第2基板6の表面には、この発光素子12aに電気信号を送信するためのIC回路が形成されたIC基板(信号処理部)4aが実装されている。   On the surface (upper surface) of the first substrate 1, a light emitting element 12a for converting an electrical signal into an optical signal is flip-chip mounted with bumps 12c (see FIG. 9B) with the light emitting surface facing downward. An IC substrate (signal processing unit) 4a on which an IC circuit for transmitting an electrical signal to the light emitting element 12a is formed is mounted on the surface of the second substrate 6.

発光素子12aとして、本実施形態では、半導体レーザである面発光レーザ〔VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)〕が採用されている。この発光素子12aはLED等でもよい。   In the present embodiment, a surface emitting laser (VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)) that is a semiconductor laser is employed as the light emitting element 12a. The light emitting element 12a may be an LED or the like.

IC基板4aは、前記VCSELを駆動させるドライバICであり、発光素子12aの近傍に配設されている。そして、発光素子12aおよびIC基板4aは、第1基板1の表面に形成された配線用パターン(銅や金スパッタによるパターニング回路)10〔図2(a)参照〕に接続されている。   The IC substrate 4a is a driver IC that drives the VCSEL, and is disposed in the vicinity of the light emitting element 12a. The light emitting element 12a and the IC substrate 4a are connected to a wiring pattern (a patterning circuit using copper or gold sputtering) 10 formed on the surface of the first substrate 1 (see FIG. 2A).

第1基板1の表面には、図2(b)に示すような略V字形の第1溝(導波路形成用溝)1aと、第1溝1aよりも深い略V字形の第2溝1bが前後方向に連なって形成されている。   On the surface of the first substrate 1, a substantially V-shaped first groove (waveguide forming groove) 1a as shown in FIG. 2B and a substantially V-shaped second groove 1b deeper than the first groove 1a. Are formed continuously in the front-rear direction.

第1溝1aの先端面には、発光素子12aの真下となる位置に、光路を90度屈曲させるための光路変換用のミラー部15が形成されている。   On the front end surface of the first groove 1a, an optical path changing mirror portion 15 for bending the optical path by 90 degrees is formed at a position directly below the light emitting element 12a.

第1基板1の第1溝1a内には、第1基板1の発光素子12aと光学的に結合する内部導波路(樹脂構造体)16が設けられている。   An internal waveguide (resin structure) 16 that is optically coupled to the light emitting element 12 a of the first substrate 1 is provided in the first groove 1 a of the first substrate 1.

内部導波路16は、図2を参照すれば、光が伝播する屈折率の高いコア部17と、それよりも屈折率の低いクラッド部18とから構成されている。コア部17の左右の両面は、クラッド部18で覆われている。コア部17の上部は、第1基板1の表面と略同じ高さであり、クラッド部18の上部は、第1基板1の表面よりも僅かに盛り上げられている。クラッド部18の上部は、第1溝1aの両側で基板1の表面に密着されている。   Referring to FIG. 2, the internal waveguide 16 includes a core part 17 having a high refractive index through which light propagates and a clad part 18 having a refractive index lower than that. Both left and right sides of the core portion 17 are covered with a clad portion 18. The upper portion of the core portion 17 is substantially the same height as the surface of the first substrate 1, and the upper portion of the cladding portion 18 is slightly raised from the surface of the first substrate 1. The upper portion of the clad portion 18 is in close contact with the surface of the substrate 1 on both sides of the first groove 1a.

図1に戻って、内部導波路16が設けられた第1基板1の表面の所定位置には、発光素子12aが実装され、この発光素子12aと第1基板1の表面との間には、アンダーフィルが充填されている。   Returning to FIG. 1, a light emitting element 12 a is mounted at a predetermined position on the surface of the first substrate 1 on which the internal waveguide 16 is provided. Between the light emitting element 12 a and the surface of the first substrate 1, Underfill is filled.

一方、受光側の第1基板3の基本的な構成は、発光側の第1基板1と同様に構成されている。ただし、受光側の第1基板3の表面(上面)に、光信号を電気信号に変換する受光素子12bが受光面を下向きとしてフリップチップ実装されている。また、第2基板6の表面に、この受光素子12bに電気信号を送信するためのIC回路が形成されたIC基板(信号処理部)4bが実装されている点で、発光側の第1基板1と異なる。この受光素子12bとしては、PD(Photo Diode)が採用されており、IC基板4bは、電流・電圧の変換を行うTIA(Trans−impedance Amplifier)などの素子である。   On the other hand, the basic configuration of the first substrate 3 on the light receiving side is the same as that of the first substrate 1 on the light emitting side. However, a light receiving element 12b for converting an optical signal into an electrical signal is flip-chip mounted on the surface (upper surface) of the first substrate 3 on the light receiving side with the light receiving surface facing downward. In addition, on the surface of the second substrate 6, an IC substrate (signal processing unit) 4b on which an IC circuit for transmitting an electric signal to the light receiving element 12b is formed is mounted. Different from 1. As this light receiving element 12b, PD (Photo Diode) is adopted, and the IC substrate 4b is an element such as a TIA (Trans-impedance Amplifier) that performs current / voltage conversion.

発光側の第1基板1と受光側の第1基板3およびIC基板4a,4bは、第2基板6の表面に取付けたシールドケース8でそれぞれシールドされていて、光ファイバ2は、シールドケース8の貫通孔8aを貫通させている。   The first substrate 1 on the light emitting side, the first substrate 3 on the light receiving side, and the IC substrates 4a and 4b are respectively shielded by a shield case 8 attached to the surface of the second substrate 6, and the optical fiber 2 is shielded by the shield case 8 This through-hole 8a is made to penetrate.

光ファイバ2は、発光側の第1基板1の内部導波路16のコア部17と、受光側の第1基板3の内部導波路16のコア部17とを光学的に結合可能なファイバコア部21を内部に有している。そして、このファイバコア部21の外周を包囲するファイバクラッド部22と、このファイバクラッド部22の外周を被覆する被覆部23とで構成されるコードタイプである。このファイバコア部21とファイバクラッド部22と被覆部23は円形状である。   The optical fiber 2 is a fiber core part that can optically couple the core part 17 of the internal waveguide 16 of the first substrate 1 on the light emitting side and the core part 17 of the internal waveguide 16 of the first substrate 3 on the light receiving side. 21 inside. And it is a cord type comprised by the fiber clad part 22 surrounding the outer periphery of this fiber core part 21, and the coating | coated part 23 which coat | covers the outer periphery of this fiber clad part 22. FIG. The fiber core part 21, the fiber clad part 22, and the covering part 23 are circular.

光ファイバ2は、シールドケース8の貫通孔8aを貫通して第1基板1の第2溝1bの手前付近で被覆部23が剥がされて、ファイバクラッド部22が露出されている。   The optical fiber 2 passes through the through-hole 8a of the shield case 8, and the covering portion 23 is peeled off in the vicinity of the second groove 1b of the first substrate 1 so that the fiber cladding portion 22 is exposed.

そして、第1基板1の第2溝1bに光ファイバ2のファイバクラッド部22を設置して、第1溝1aとの境部分の立ち上がり傾斜部でファイバクラッド部22の位置決めをする。このときに、第1基板1の内部導波路16のコア部17と光ファイバ2のファイバコア部21の光軸が一致した位置決め状態で光学的に結合されるようになる。   And the fiber clad part 22 of the optical fiber 2 is installed in the 2nd groove | channel 1b of the 1st board | substrate 1, and the fiber clad part 22 is positioned in the rising inclination part of the boundary part with the 1st groove | channel 1a. At this time, optical coupling is performed in a positioning state in which the optical axes of the core portion 17 of the internal waveguide 16 of the first substrate 1 and the fiber core portion 21 of the optical fiber 2 coincide.

第1基板1の表面の位置において、光ファイバ2のファイバクラッド部22の上部には押えブロック24が配置され、この押えブロック24と第2溝1bとの間の空間には、接着剤が充填されている。   At the position of the surface of the first substrate 1, a presser block 24 is disposed above the fiber cladding portion 22 of the optical fiber 2, and the space between the presser block 24 and the second groove 1 b is filled with an adhesive. Has been.

このように、光ファイバ2のファイバクラッド部22の先端側は、押えブロック24で第2溝1bに押え付けられた状態で、押えブロック24とともに第1基板1に接着剤で接着固定されるようになる。   As described above, the front end side of the fiber clad portion 22 of the optical fiber 2 is bonded and fixed to the first substrate 1 together with the presser block 24 while being pressed against the second groove 1b by the presser block 24. become.

図2は、第1実施形態の応力緩和構造26を形成した基板1であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。   2A and 2B show the substrate 1 on which the stress relaxation structure 26 according to the first embodiment is formed. FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.

基板1の第1溝1aの断面形状は略V字形である。コア部17の前端17aは、図7のように、ミラー部15の位置に設定されている。また、クラッド部18の前端18aは、ミラー部15の上端15cよりも基板1の表面に延在する位置に設定しているが、必ずしもこの位置である必要はない。これらのことは、第1溝1aの断面形状を略台形とした場合でも同様である。   The cross-sectional shape of the first groove 1a of the substrate 1 is substantially V-shaped. The front end 17a of the core portion 17 is set at the position of the mirror portion 15 as shown in FIG. Further, although the front end 18a of the clad portion 18 is set at a position extending to the surface of the substrate 1 more than the upper end 15c of the mirror portion 15, it is not always necessary to be at this position. These are the same even when the cross-sectional shape of the first groove 1a is substantially trapezoidal.

基板1の表面には、実装時の熱の影響や使用環境による応力を緩和する応力緩和構造26が形成されている。   On the surface of the substrate 1, a stress relaxation structure 26 is formed to relieve stress due to the influence of heat at the time of mounting and the use environment.

この応力緩和構造26は、第1溝1aに沿った両側に形成された凹部であり、具体的には、第1溝1aと同形状としている。また、図2のように、第2溝1bが形成されている場合には、第2溝1bとも同形状としている。   The stress relaxation structure 26 is a recess formed on both sides along the first groove 1a, and specifically has the same shape as the first groove 1a. Further, as shown in FIG. 2, when the second groove 1b is formed, the second groove 1b has the same shape.

このような応力緩和構造26は、第1溝1aと第2溝1bと同形状、つまりダミー溝の形状となる。   Such a stress relaxation structure 26 has the same shape as the first groove 1a and the second groove 1b, that is, the shape of a dummy groove.

応力緩和構造26は、必ずしも内部導波路16の第1溝1aや第2溝1bに沿った両側に形成された凹部である必要は無い。すなわち、内部導波路16の第1溝1aや第2溝1bに沿っていなくてもよい。また、内部導波路16の第1溝1aや第2溝1bの両側ではなく、少なくとも内部導波路16の第1溝1aや第2溝1bの一方側に形成されていてもよい。   The stress relaxation structure 26 does not necessarily have to be concave portions formed on both sides of the internal waveguide 16 along the first groove 1a and the second groove 1b. That is, it does not have to be along the first groove 1a or the second groove 1b of the internal waveguide 16. Further, it may be formed on at least one side of the first groove 1 a and the second groove 1 b of the internal waveguide 16 instead of on both sides of the first groove 1 a and the second groove 1 b of the internal waveguide 16.

内部導波路16は、必ずしも第1溝1aの内部に形成されたものである必要は無い。すなわち、図5(a)(b)に示すように、基板1の表面(上面)にコア部17とクラッド部18とが形成されたものであってもよい。   The internal waveguide 16 does not necessarily have to be formed inside the first groove 1a. That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, the core portion 17 and the clad portion 18 may be formed on the surface (upper surface) of the substrate 1.

応力緩和構造26は、必ずしも凹部である必要は無い。すなわち、図6(a)(b)に示すように、基板1の表面から突出する凸部であってもよい。   The stress relaxation structure 26 does not necessarily have to be a recess. That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, it may be a protrusion protruding from the surface of the substrate 1.

要するに、基板1に形成されて、第1溝1aに内部導波路16を形成する時の応力を緩和できる構造であれば、どのような形状であってもよい。   In short, any shape may be used as long as the structure is formed on the substrate 1 and can relieve stress when the internal waveguide 16 is formed in the first groove 1a.

第1実施形態の構成であれば、基板1に、実装時の熱の影響や使用環境による応力を緩和する応力緩和構造26を形成したものである。これにより、実装時の熱の影響や使用環境による応力が緩和(減少)され、基板1から内部導波路16が剥離しにくくなって、歩留まり率が向上するようになる。   If it is the structure of 1st Embodiment, the stress relaxation structure 26 which relieve | moderates the stress by the influence of the heat | fever at the time of mounting, or a use environment will be formed in the board | substrate 1. FIG. This alleviates (reduces) the stress due to the effect of heat at the time of mounting and the use environment, makes it difficult for the internal waveguide 16 to peel from the substrate 1, and improves the yield rate.

そして、応力緩和構造26を第1溝1aや第2溝1bに沿った両側に形成すれば、内部導波路16の第1溝1aや第2溝1bの全体で応力が緩和されるようになる。   If the stress relaxation structures 26 are formed on both sides along the first groove 1a and the second groove 1b, the stress is relaxed in the entire first groove 1a and second groove 1b of the internal waveguide 16. .

また、応力緩和構造26を基板1の表面に形成することで、内部導波路16の第1溝1aや第2溝1bと同時に形成できるので、応力緩和構造26の形成工程が簡略化できるようになる。   Further, since the stress relaxation structure 26 is formed on the surface of the substrate 1, it can be formed simultaneously with the first groove 1a and the second groove 1b of the internal waveguide 16, so that the process of forming the stress relaxation structure 26 can be simplified. Become.

さらに、応力緩和構造26を第1溝1aや第2溝1bと同形状、つまりダミー溝の形状となるから、このダミー溝を第1溝1aや第2溝1bと同じ工程で形成できるので、応力緩和構造26の形成工程が簡略化できるようになる。   Furthermore, since the stress relaxation structure 26 has the same shape as the first groove 1a and the second groove 1b, that is, the shape of a dummy groove, the dummy groove can be formed in the same process as the first groove 1a and the second groove 1b. The formation process of the stress relaxation structure 26 can be simplified.

図3は、第2実施形態の応力緩和構造26を形成した基板1であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。第1実施形態と相違するのは、基板1の表面ではなく、裏面に応力緩和構造26形成した点である。   3A and 3B show the substrate 1 on which the stress relaxation structure 26 according to the second embodiment is formed. FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. The difference from the first embodiment is that the stress relaxation structure 26 is formed not on the front surface of the substrate 1 but on the back surface.

第2実施形態の構成であれば、第1実施形態と同様の作用効果の他に、応力緩和構造26を基板1の裏面に形成することで、基板1の表面の配線用パターン10等を避ける必要が無くなるから、応力緩和構造26を形成するための基板1の幅方向のスペースが減少する。これにより、基板1を小型化できてコスト安になる。   If it is the structure of 2nd Embodiment, in addition to the effect similar to 1st Embodiment, the pattern 10 for wiring etc. on the surface of the board | substrate 1 etc. are avoided by forming the stress relaxation structure 26 in the back surface of the board | substrate 1. Since this is not necessary, the space in the width direction of the substrate 1 for forming the stress relaxation structure 26 is reduced. Thereby, the board | substrate 1 can be reduced in size and it becomes low-cost.

図4は、第3実施形態の応力緩和構造26を形成した基板1であり、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図である。第1実施形態と相違するのは、基板1の表面と裏面の双方に応力緩和構造26形成した点である。   4A and 4B show the substrate 1 on which the stress relaxation structure 26 according to the third embodiment is formed. FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. The difference from the first embodiment is that the stress relaxation structure 26 is formed on both the front surface and the back surface of the substrate 1.

第3実施形態の構成であれば、応力緩和構造26を基板1の表面と裏面の双方に形成することで、応力がより緩和され、基板1からコア部17がより剥離しにくくなって、歩留まり率がより向上するようになる。   With the configuration of the third embodiment, by forming the stress relaxation structure 26 on both the front surface and the back surface of the substrate 1, the stress is further relaxed, and the core portion 17 is more difficult to peel from the substrate 1, resulting in a yield. The rate will be improved.

前記各実施形態は、図7のように、コア部17の前端17aは、ミラー部15の位置に設定し、クラッド部18の前端18aは、ミラー部15の上端15cよりも基板1の表面に延在する位置に設定したものである。   In each of the embodiments, as shown in FIG. 7, the front end 17 a of the core portion 17 is set at the position of the mirror portion 15, and the front end 18 a of the cladding portion 18 is closer to the surface of the substrate 1 than the upper end 15 c of the mirror portion 15. It is set at the extended position.

これに対して、図8のように、コア部17の前端17aは、ミラー部15から後退された位置に設定し、クラッド部18の前端18aは、第1溝1aの略V字形の溝部分の前端1dの位置に設定することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 8, the front end 17a of the core portion 17 is set at a position retracted from the mirror portion 15, and the front end 18a of the clad portion 18 is a substantially V-shaped groove portion of the first groove 1a. Can be set to the position of the front end 1d.

この構成によれば、コア部17の前端17aをミラー部15から後退させることで、コア部17の温度上昇が抑制されるので、基板1からコア部17が剥離しにくくなって、歩留まり率が向上するようになる。なお、コア部17の前端17aをミラー部15から後退させ、クラッド部18の前端18aをコア部17の前端17aから後退させている。このことから、基板1に対するコア部17の密着力が低下するが、基板1に応力緩和構造26が形成されていることから、この点で、基板1からコア部17が剥離しにくくなって、歩留まり率が向上するようになる。   According to this configuration, the front end 17a of the core portion 17 is retracted from the mirror portion 15, so that the temperature rise of the core portion 17 is suppressed. Therefore, the core portion 17 is difficult to peel off from the substrate 1, and the yield rate is increased. To improve. The front end 17 a of the core portion 17 is retracted from the mirror portion 15, and the front end 18 a of the cladding portion 18 is retracted from the front end 17 a of the core portion 17. From this, the adhesion force of the core portion 17 to the substrate 1 is reduced, but since the stress relaxation structure 26 is formed on the substrate 1, the core portion 17 is difficult to peel from the substrate 1 at this point. The yield rate is improved.

前記各実施形態は、光モジュール用基板1であったが、光モジュール用基板1のみに限られるものではない。すなわち、基板上に樹脂構造体を形成する基板構造体であれば、他の用途の基板であっても、本発明が適用できることは言うまでもない。   Although each said embodiment was the board | substrate 1 for optical modules, it is not restricted only to the board | substrate 1 for optical modules. That is, it goes without saying that the present invention can be applied to a substrate for other purposes as long as it is a substrate structure that forms a resin structure on the substrate.

1 第1基板(基板)
1a 第1溝(導波路形成用溝)
1b 第2溝
12a 発光素子
12b 受光素子
15 ミラー部
16 内部導波路(樹脂構造体)
17 コア部
17a 前端
18 クラッド部
26 応力緩和構造
1 First substrate (substrate)
1a 1st groove (groove for waveguide formation)
1b Second groove 12a Light emitting element 12b Light receiving element 15 Mirror part 16 Internal waveguide (resin structure)
17 Core part 17a Front end 18 Clad part 26 Stress relaxation structure

Claims (11)

基板と、前記基板上に設けられた樹脂構造体とを備えた基板において、
前記基板に、前記樹脂構造体にかかる応力を緩和する応力緩和構造が形成されていることを特徴とする基板構造体。
In a substrate comprising a substrate and a resin structure provided on the substrate,
A substrate structure having a stress relaxation structure for relaxing stress applied to the resin structure on the substrate.
前記樹脂構造体は、導波路であることを特徴とする光モジュール用基板。   The optical module substrate, wherein the resin structure is a waveguide. 前記応力緩和構造は、前記導波路の少なくとも一方側に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の光モジュール用基板。   The optical module substrate according to claim 2, wherein the stress relaxation structure is formed on at least one side of the waveguide. 前記応力緩和構造は、凹部または凸部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光モジュール用基板。   The said stress relaxation structure is a recessed part or a convex part, The board | substrate for optical modules as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記応力緩和構造は、前記基板の表面に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光モジュール用基板。   The optical module substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the stress relaxation structure is formed on a surface of the substrate. 前記応力緩和構造は、前記基板の裏面に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光モジュール用基板。   The optical module substrate according to claim 1, wherein the stress relaxation structure is formed on a back surface of the substrate. 前記応力緩和構造は、前記基板の表面と裏面の双方に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光モジュール用基板。   The optical module substrate according to claim 1, wherein the stress relaxation structure is formed on both a front surface and a back surface of the substrate. 前記導波路は、前記基板の表面の導波路形成用溝内に形成されており、前記応力緩和構造は、前記導波路形成用溝と同形状であることを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の光モジュール用基板。   8. The waveguide according to claim 2, wherein the waveguide is formed in a waveguide forming groove on the surface of the substrate, and the stress relaxation structure has the same shape as the waveguide forming groove. The substrate for optical modules as described in any one of Claims. 前記基板は、単体半導体基板であり、前記応力緩和構造は、前記単体半導体基板の結晶方位面に沿うことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光モジュール用基板。   The optical module substrate according to claim 1, wherein the substrate is a single semiconductor substrate, and the stress relaxation structure is along a crystal orientation plane of the single semiconductor substrate. 前記単体半導体基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項9に記載の光モジュール用基板。   The optical module substrate according to claim 9, wherein the single semiconductor substrate is a silicon substrate. 前記応力緩和構造は、ウェットエッチングにより形成されることを特徴とする請求項10に記載の光モジュール用基板。   The optical module substrate according to claim 10, wherein the stress relaxation structure is formed by wet etching.
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