JP2016053679A - 光ファイバの接続構造、光ファイバホルダおよび光ファイバの接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導波路チップの表面に設けた光入出力部と光ファイバとの接続が容易な光ファイバの接続構造、光ファイバホルダおよび光ファイバの接続方法を提供する。
【解決手段】光ファイバの接続構造であって、光入出力部１６を表面に配置した導波路チップ１２と、導波路チップ１２に固定される光ファイバホルダ１５であって、光入出力部１６に先端を接触させるテープファイバ８の光ファイバを保持する保持部２３と、光ファイバが挿通される孔を有する支持部２４であり、保持部２３から離間して保持部２３よりも光ファイバの先端側に配置される支持部２４と、を有する光ファイバホルダ１５と、を備える。
【選択図】図７

Description

本願は、光ファイバの接続構造、光ファイバホルダおよび光ファイバの接続方法に関する。

サーバやスーパーコンピュータの分野では、信号の伝送速度の高速化が求められている。そこで、近年では、電気配線よりも高速な伝送を実現できる技術として、光インターコネクションが提案されている。光インターコネクションは、光を使った配線技術であり、高周波領域での損失が大きく十分な帯域が取れない従来の電気配線に代わる技術である。光インターコネクションは、光トランシーバと呼ばれる部品をＬＳＩ（Large Scale Integration）の周囲に配置し、電気信号を一旦光信号に変換して送信し、別のＬＳＩ周辺の
光トランシーバで受信後に電気信号に戻すものである。

光トランシーバとしては、例えば、特許文献１に開示されているように、シリコンフォトニクスと呼ばれる光要素部品を基板上に形成する技術を用い、電気信号を光信号に変換するものが提案されている。シリコンフォトニクスと繋がる光ファイバは、シリコンフォトニクスを形成した基板に光ファイバホルダで直接接続される形になる。また、光ファイバを収容する光ファイバホルダが、基板上に設けられた回析格子の出射角度に応じた角度で基板に搭載される形になる。

特開２０１３−２４３６４９号公報 特開平５−２３２３３４号公報 特開２０１３−８０１８８号公報

光入出力部を表面に設けた導波路チップに光ファイバを実装する場合、光ファイバと光入出力部との位置合わせが行われる。位置合わせの手法としては、例えば、光ファイバと光入出力部との位置関係を変化させて光の強度が最大となる位置関係を特定する実装技術（アクティブアライメント）が考えられる。光軸の位置を合わせる作業は、例えば、端部を光入出力部に突き合わせた状態の光ファイバを導波路チップの表面上でスライドさせながら光の強度が増大する箇所を探れば済むので、位置合わせが比較的容易である。一方、光ファイバの端部が光入出力部を突くように光ファイバと回析格子とを位置合わせするには、光ファイバ端部の長さの調整作業を伴う場合があり、光軸の位置合わせよりも煩わしい。

そこで、本願は、導波路チップの表面に設けた光入出力部と光ファイバとの接続が容易な光ファイバの接続構造、光ファイバホルダおよび光ファイバの接続方法を提供する。

本願は、次のような光ファイバの接続構造を開示する。
光入出力部を表面に配置した導波路チップと、
前記導波路チップに固定される光ファイバホルダであって、前記光入出力部に先端を接触させる光ファイバを保持する保持部と、前記光ファイバが挿通される孔を有する支持部であり、前記保持部から離間して前記保持部よりも前記光ファイバの先端側に配置される
支持部と、を有する光ファイバホルダと、を備える、
光ファイバの接続構造。

また、本願は、次のような光ファイバホルダを開示する。
光入出力部を表面に配置した導波路チップに固定される光ファイバホルダであって、
前記光入出力部に先端を接触させる光ファイバを保持する保持部と、
前記光ファイバが挿通される孔を有する支持部であり、前記保持部から離間して前記保持部よりも前記光ファイバの先端側に配置される支持部と、を備える、
光ファイバホルダ。

また、本願は、次のような光ファイバの接続方法を開示する。
光入出力部を表面に配置した導波路チップに、前記導波路チップに固定される光ファイバホルダであって、前記光入出力部に先端を接触させる光ファイバを保持する保持部と、前記光ファイバが挿通される孔を有する支持部であり、前記保持部から離間して前記保持部よりも前記光ファイバの先端側に配置される支持部と、を有する光ファイバホルダを固定する、
光ファイバの接続方法。

上記の光ファイバの接続構造、光ファイバホルダおよび光ファイバの接続方法であれば、導波路チップの表面に設けた光入出力部と光ファイバとの接続が容易になる。

図１は、光インターコネクションを用いた半導体パッケージの一例を示した図である。 図２は、光トランシーバを示した図である。 図３は、光モジュールの表面の光入出力部を拡大した図である。 図４は、光ファイバホルダの一例を示した図である。 図５は、光ファイバホルダの実装方法の一例を示した図である。 図６は、光ファイバガイドと光ファイバの端部との位置関係の一例を示した模式図である。 図７は、サブパッケージ基板に固定された光ファイバホルダを示した図である。 図８は、光ファイバガイドの作製法を例示した図である。 図９は、光ファイバホルダの取付方法を例示した図である。 図１０は、光ファイバガイドの変形例を示した図である。 図１１は、光ファイバホルダの変形例を示した図である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、光インターコネクションを用いた半導体パッケージの一例を示した図である。図１（Ａ）は半導体パッケージ１の側面図を示し、図１（Ｂ）は半導体パッケージ１の上面図を示している。パッケージ基板２に搭載されたＬＳＩ３を備える半導体パッケージ１は、ボード基板４に半田バンプを介して実装されている。ＬＳＩ３は、ＬＳＩ３を搭載したパッケージ基板２に設けられた光トランシーバ６を通じて、光ファイバを束ねたテープファイバ８と接続されている。半導体パッケージ１には、ＬＳＩ３を冷却するヒートシンク５が搭載されている。半導体パッケージ１には、８つの光トランシーバ６が設けられており、８本のテープファイバ８が接続されている。光トランシーバ６は、ＬＳＩ３と交換
する信号の伝送経路が短距離になるよう、ＬＳＩ３の周囲に配置されている。光トランシーバ６をＬＳＩ３の周囲に配置することにより、パッケージ基板２に形成される電気配線を出来るだけ短距離にすることができる。なお、図１（Ａ）ではヒートシンク５が図示されていたが、図１（Ｂ）では、ＬＳＩ３や光トランシーバ６が見えやすいようにヒートシンク５が省略されている。

図２は、光トランシーバ６を示した図である。図２（Ａ）は光トランシーバ６の上面図を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）において符号Ａ−Ａで示す線で光トランシーバ６を切断した場合の断面図である。例えば、シリコンフォトニクスと呼ばれるシリコン基板を用い、変調器としてマッハツェンダー型を用いる場合、光トランシーバ６には、サブパッケージ基板７に搭載される光モジュール９やドライバ・アンプ１０、光源１１が設けられる。そして、光モジュール９には、導波路チップ１２の表面に導波路１３、導波路１３に繋がる変調器・検出器１４が形成される。光トランシーバ６は、半田を介してパッケージ基板２に実装されている。よって、ＬＳＩ３は、パッケージ基板２に形成されている電気配線や、サブパッケージ基板７に形成されているビア、ビアの上下に設けられた半田を経由して光モジュール９に接続されることになる。

変調器・検出器１４は、ドライバ・アンプ１０によって駆動される。光モジュール９には、テープファイバ８を保持する光ファイバホルダ１５が固定される。サブパッケージ基板７に搭載される光源１１は、光源１１の連続光を導波路チップ１２へ導く光ファイバと接続されている。変調器・検出器１４によって変調された光（以下、「変調光」という）は、導波路チップ１２に形成されている細線の導波路１３を通り、導波路１３の末端に形成された回折格子で上方に所定の角度で出射される。出射された変調光は、テープファイバ８を所定の角度で保持する光ファイバホルダ１５に収容された光ファイバ８ａにより、他のＬＳＩ近傍に配置された他の光モジュールへ伝送される。他の光モジュールにも回折格子が形成されており、回折格子に入射された変調光は、細線の導波路を通して検出器で検出される。検出された変調光の光信号は電気信号に変換され、トランスインピーダンスアンプ等により増幅され、他のＬＳＩに電気信号として入力される。このような形で光モジュール９を用いた光インターコネクションが実現される。

図３は、光モジュール９の表面の光入出力部を拡大した図である。図３（Ａ）は上面図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）において符号Ｂ−Ｂで示す線で光入出力部１６を切断した場合の断面図である。各導波路１３の末端には、光入出力部１６を形成する回析格子１６ａが各々設けられている。そして、光モジュール９の表面には、各回析格子１６ａを取り囲む壁面１７を形成する光ファイバガイド１８が設けられている。なお、図３（Ａ）では、４つの回析格子１６ａを２列に配列した８つの回析格子１６ａが図示されているが、光モジュール９は８つの回析格子１６ａを設けたものに限定されるものではない。

図４は、光ファイバホルダ１５の一例を示した図である。図４（Ａ）は光モジュール９に対向する面（以下、「嵌合面」という）を示し、図４（Ｂ）は光ファイバホルダ１５の上面を示し、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）において符号Ｃ−Ｃで示す線で光ファイバホルダ１５を切断した場合の断面図である。光ファイバホルダ１５は、光モジュール９に形成された８つの回析格子１６ａに対応して、４本の光ファイバ８ａを２列に配列した８芯のテープファイバ８を保持している。テープファイバ８の端部は、被覆が除去されている。そして、レーザ加工によってカットされた各光ファイバ８ａの先端面は、光ファイバ８ａの長手方向に直交する面に対して１０度程度傾いている。この角度は、光入出力部１６から出射する光の出射角に応じた角度となっている。各光ファイバ８ａの先端面の傾斜角は、光ファイバ８ａの先端を回析格子１６ａの表面を保護する保護層１９に押し付けた際に、回析格子１６ａからの射出角度と一致している。また、各光ファイバ８ａの先端は、光ファイバホルダ１５から少々（７０ミクロン程度）突き出している。光ファイバホルダ１５は
、光ファイバ８ａの端部側から見て前側に位置する前部ホルダ２０と、前部ホルダ２０よりも後方に位置する後部ホルダ２１の２部品から形成されている。光ファイバホルダ１５の導波路チップ１２側の面には、光ファイバガイド１８と嵌合するリセス２２が設けられている。

後部ホルダ２１には、光入出力部１６に先端を接触させる光ファイバ８ａを保持する保持部２３が形成されている。保持部２３は、テープファイバ８の端部が挿入される凹部や、テープファイバ８の端部から突き出ている光ファイバ８ａが通る孔を凹部の奥に配した構造を有しており、テープファイバ８が挿入された凹部や光ファイバ８ａが挿入された孔に非弾性接着剤が充填される。非弾性接着剤とは、光ファイバ８ａに長手方向に沿った力が作用しても光ファイバホルダ１５内で光ファイバ８ａが動かないようにする接着剤であり、例えば、硬化するとほとんど変形不能な接着剤を適用できる。非弾性接着剤としては、例えば、エポキシあるいはアクリル等を主成分とする接着剤を用いることができる。

前部ホルダ２０には、光ファイバ８ａが挿通される孔を有する支持部２４であり、保持部２３から離間して保持部２３よりも光ファイバ８ａの先端側に配置される支持部２４が形成されている。支持部２４は、光入出力部１６への接触によって座屈する光ファイバ８ａの座屈部分の長さ分だけ保持部２３から離間して光ファイバ８ａの端部側に形成されており、支持部２４と保持部２３との間に弾性接着剤を充填可能なスペースを形成している。そして、前部ホルダ２０には、弾性接着剤が充填されている。弾性接着剤とは、光ファイバ８ａに長手方向に沿った力が作用した場合に光ファイバホルダ１５内で光ファイバ８ａが座屈するのを許容する接着剤であり、例えば、硬化しても変形可能な接着剤を適用できる。弾性接着剤としては、例えば、シリコーン樹脂を主成分とする接着剤を用いることができる。支持部２４が有する孔の内径は、少なくとも光ファイバ８ａの外径よりも大きければ支障は無いが、光ファイバガイド１８の開口部より大きい方が好ましい。支持部２４が有する孔の内径が光ファイバガイド１８の開口部より大きければ、光ファイバ８ａを前部ホルダ２０内で座屈させつつ光ファイバ８ａの先端部を光入出力部１６に高精度に位置合わせすることができる。

図５は、光ファイバホルダ１５の実装方法の一例を示した図である。図５では、光ファイバホルダ１５を実装する際の光ファイバ８ａの状態が判りやすいように、光ファイバホルダ１５の内部構造を図示している。光ファイバホルダ１５を光入出力部１６に接続する際は、まず、光ファイバホルダ１５を光ファイバガイド１８に上側から嵌め込む（図５の（Ａ）から（Ｂ））。図５（Ｂ）の段階において、光ファイバ８ａの端部は、光ファイバガイド１８に収納されておらず、光ファイバガイド１８に押し付けられた状態である。そして、光ファイバ８ａの端部が光ファイバホルダ１５から少々突き出ているため、各光ファイバ８ａは、光ファイバホルダ１５内で座屈した状態になる。この状態において、光ファイバホルダ１５を光ファイバガイド１８が形成された導波路チップの表面と平行に摺動させ、光ファイバ８ａの端部が光ファイバガイド１８の開口部に来ると、座屈している光ファイバ８ａの反発力により、光ファイバ８ａの端部が光ファイバガイド１８の開口部に入る。

図５（Ｃ）は、光ファイバガイド１８内に光ファイバ８ａの端部が挿入された状態を示している。光ファイバ８ａの端部が光ファイバガイド１８内に挿入された後も、光ファイバ８ａは光ファイバホルダ１５の内部で僅かに座屈しており、レーザ加工した光ファイバ８ａの端面を導波路チップ１２上の回析格子１６ａの保護層１９の表面に押し付けた状態を維持する。

図６は、光ファイバガイド１８と光ファイバ８ａの端部との位置関係の一例を示した模式図である。図６（Ａ）は、光ファイバガイド１８の外枠と光ファイバホルダ１５のリセ
ス２２とを嵌合しただけの粗調整後（図５（Ｂ）の状態）の光ファイバ８ａと光ファイバガイド１８との位置関係を示している。また、図６（Ｂ）は、光ファイバホルダ１５を摺動させた後（図５（Ｃ）の状態）の光ファイバ８ａと光ファイバガイド１８との位置関係を示している。光ファイバガイド１８の外枠と光ファイバホルダ１５のリセス２２とを嵌合させた後、光ファイバホルダ１５を摺動させると、光ファイバ８ａの先端が光ファイバガイド１８の開口部内に落ちる。そして、光ファイバホルダ１５の内部で座屈している光ファイバ８ａの復元力により、光ファイバ８ａの先端が回析格子１６ａの保護層１９の表面に押し付けられる。光ファイバホルダ１５のリセス２２や光ファイバ８ａの先端面が、光ファイバ８ａの長手方向と直交する面に対してやや傾斜しているため、光ファイバ８ａの先端は、回析格子１６ａの保護層１９の表面に斜めに押し付けられて光ファイバガイド１８の開口部内の壁面に寄った状態になる（例えば、図６（Ｂ）では光ファイバ８ａの開口部内で左側に寄った状態が図示されている）。光ファイバ８ａの先端が回析格子１６ａの保護層１９の表面に押し付けられることにより、光ファイバ８ａと回析格子１６ａとの間の低損失な光接続状態が実現される。また、光ファイバ８ａの先端が押し付けられることにより、各光ファイバ８ａの長さのばらつきも実質的に解消されるので、光ファイバ８ａと回析格子１６ａとの光接続状態が各光ファイバ８ａでばらつくことなく、全ての光ファイバ８ａが回析格子１６ａとの間で低損失な光接続状態が実現できる。なお、図６に示されるように、光ファイバガイド１８の開口部は、上面視楕円形になっている。これは、回析格子１６ａの保護層１９の表面に押し付けられた光ファイバ８ａの先端が動く範囲を考慮したものである。

図７は、導波路チップ１２に固定された光ファイバホルダ１５を示した図である。光ファイバホルダ１５は、サブパッケージ基板７に接着剤で固定される。光ファイバホルダ１５の固定に用いる接着剤としては、例えば、熱硬化性の接着剤が挙げられる。熱硬化性の接着剤を使う場合、硬化時の接着剤の熱収縮により、光ファイバホルダ１５に力が加わり、例えば、図７の矢印で示すように、サブパッケージ基板７に対する光ファイバホルダ１５の取付角度や取付位置を僅かにずらしてしまう可能性がある。しかし、本実施形態に係る光ファイバホルダ１５は、光ファイバホルダ１５内で座屈している光ファイバ８ａの復元力で光ファイバ８ａの先端を回析格子１６ａの保護層１９の表面に押し付けるので、サブパッケージ基板７に対する光ファイバホルダ１５の取付角度や取付位置が僅かにずれても、取付角度や取付位置のずれを吸収できる。また、各光ファイバ８ａは、光ファイバホルダ１５内で個々に座屈することにより長さのずれを吸収するので、光ファイバホルダ１５から突き出ている各光ファイバ８ａの突き出し量にばらつきがあっても、光ファイバホルダ１５の端面を研磨するなどして各光ファイバ８ａの突き出し量を揃えなくてよい。

サブパッケージ基板７の光ファイバガイド１８は、例えば、以下のようにして作製することができる。図８は、光ファイバガイド１８の作製法を例示した図である。図８の（Ａ）から（Ｅ）までの各々に示す左右の図のうちの左側の図は、サブパッケージ基板７の表面のうち光ファイバホルダ１５を取り付ける位置を拡大した上面図を示している。また、図８の（Ａ）から（Ｅ）までの各々に示す左右の図のうちの右側の図は、図８（Ａ）の左図の符号Ｄ−Ｄの線で切断した場合の断面図を示している。

光ファイバガイド１８を作製する場合、シリコンフォトニクスチップの作製用に用意したウェハ２５の表面に回析格子１６Ａ等の光回路を形成し、次にシリカ等で保護層１９を形成する（図８（Ａ）を参照）。そして、回析格子１６Ａの直上、及び、光ファイバガイド１８を形成する部位の周囲をレジスト２６で覆う（図８（Ｂ）を参照）。レジスト２６を形成する際は、例えば、ステッパー等を用いた露光プロセスを用いることにより、パターン形成されたレジスト２６を形成することができる。レジスト２６を形成した後は、シード・めっき層２７を形成する。シード・めっき層２７は、例えば、スパッタによって形成したＣｕやＴｉ等の薄膜を形成し、ウェハ２５をメッキ浴内に入れ、ＣｕやＮｉ等の金
属でメッキを施すことにより形成できる（図８（Ｃ）を参照）。メッキを施した後は、ウェハ２５の表面をレジスト２６が露出するまで研磨する。ウェハ２５の表面の研摩は、例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）等のプロセスにより実現できる。研磨後のウェハ２５の表面の状態を図８（Ｄ）に示す。ウェハ２５の表面を研磨することにより、パターニングされたレジスト２６の表面が露出している状態となっている。ウェハ２５の表面を研磨してレジスト２６の表面が露出したら、レジスト２６を除去する。レジスト２６は、例えば、レジスト剥離剤やＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）等の薬剤を用いてレジスト２６を溶解することにより、ウェハ２５から除去することができる。レジスト２６を除去した後は、リンス、洗浄を入念に行うことにより、所望の光ファイバガイド１８が形成される（図８（Ｅ）を参照）。

光ファイバホルダ１５は、例えば、以下のようにしてテープファイバ８に取り付けることができる。図９は、光ファイバホルダ１５の取付方法を例示した図である。例えば、射出成型によって製作した光ファイバホルダ１５に、先端の被覆を除去したテープファイバ８を後部ホルダ２１側から挿入する。そして、光ファイバホルダ１５の前部ホルダ２０側から突き出たテープファイバ８の各光ファイバ８ａの先端を、光ファイバ８ａの長手方向に対して所望の角度に傾けたレーザ光で切り揃える（図９（Ａ）を参照）。次に、平らな面を有する治具２８を、所望の角度に切り揃えた各光ファイバ８ａの先端面に押し当てて、光ファイバホルダ１５からの各光ファイバ８ａの突き出し量を適宜調整する（図９（Ｂ）を参照）。そして、治具２８で各光ファイバ８ａの突き出し量を調整した状態のまま、光ファイバホルダ１５の後部ホルダ２１内に非弾性接着剤を充填し、テープファイバ８を後部ホルダ２１に固定する（図９（Ｃ）を参照）。なお、光ファイバホルダ１５の前部ホルダ２０と後部ホルダ２１が別体の場合、テープファイバ８を後部ホルダ２１に固定するついでに、前部ホルダ２０を後部ホルダ２１に非弾性接着剤で接着してもよい。テープファイバ８を後部ホルダ２１に固定した後は、治具２８を外し、光ファイバホルダ１５の前部ホルダ２０内に弾性接着剤を充填する（図９（Ｄ）を参照）。後部ホルダ２１内に非弾性接着剤が充填される一方、前部ホルダ２０内に弾性接着剤が充填されることにより、光ファイバホルダ１５から突き出ている各光ファイバ８ａの先端面が押されると、前部ホルダ２０内で光ファイバ８ａが座屈する光ファイバホルダ１５が実現されることになる。

なお、光ファイバガイド１８や光ファイバホルダ１５の寸法は、光ファイバ８ａの外径等によるが、例えば、外径が１２５μｍの光ファイバ８ａを用いる場合、保護層１９の厚さを５μｍ程度とし、光ファイバガイド１８の厚さを３０〜５０μｍ程度にすれば、光ファイバ８ａが光ファイバガイド１８内で座屈しても回析格子１６ａを保護層１９が適切に保護し、また、光ファイバガイド１８が光ファイバ８ａの先端を開口部内へ適切に導くことができると考えられる。このような寸法の光ファイバガイド１８は、レジスト２６の形成において露光プロセスを用いれば１μｍの精度のものを実現できる。なお、厚さが５０μｍ程度の光ファイバガイド１８を形成する場合、光ファイバガイド１８を設ける際は、厚さ６０μｍ程度のレジスト２６を形成することになる。また、ウェハ２５の表面を研磨する際は、レジスト２６の表面より１０μｍ程度低い高さまで研摩することになる。

なお、光ファイバホルダ１５を射出成型で製作する場合、１μｍの寸法および位置精度のものを実現することは技術的に難しく、また、歩留まりも考慮するとコストが非常に高くなってしまう。そこで、例えば、外径が１２５μｍの光ファイバ８ａを保持するものを製作する場合には、光ファイバ８ａが通る孔の内径を、光ファイバ８ａの外径よりも５μｍ程度大きい１３０μｍ程度にしておけば、歩留まりの低下やコストの増大を招くことなく光ファイバホルダ１５を製作できる。

また、外径が１２５μｍの光ファイバ８ａを用いる場合、光ファイバガイド１８がリセス２２に嵌った状態の光ファイバホルダ１５を導波路チップ１２の表面と平行に摺動させ
て、座屈している光ファイバ８ａの先端部を光ファイバガイド１８の開口部に入るようにするには、光ファイバホルダ１５が導波路チップ１２の表面と平行に５０μｍ程度摺動できることが好ましい。光ファイバ８ａの外径が１２５μｍのシングルモード光ファイバの場合、光ファイバコアの外径は１０μｍ程度なので、中心から５０μｍ程度の摺動であれば光ファイバコアに傷がつかない。光ファイバホルダ１５が５０μｍ程度摺動できるようにするには、リセス２２に嵌る光ファイバガイド１８の外縁の寸法をリセス２２より５０μｍ程度小さくしておけばよい。

なお、光ファイバガイド１８は、例えば、次のように変形してもよい。図１０は、光ファイバガイド１８の変形例を示した図である。

光ファイバガイド１８の開口部内は、例えば、図１０（Ａ）の断面図に示すように壁面が開口方向側へ傾斜しており、テーパ状になっていてもよい。光ファイバガイド１８の開口部内の壁面が傾斜していれば、光ファイバ８ａを回析格子１６ａの直上へ導きやすい。開口部内の壁面が傾斜した光ファイバガイド１８を形成するには、例えば、回析格子１６ａの直上を覆う部分のレジスト２６を、上側へ向かうに従って拡径する逆テーパ状に形成することで得られる。なお、逆テーパ状のレジストは、露光で作製することも可能であるが、例えば、ナノインプリントの技術で用いられるような、金属鋳型をレジストやレジスト以外の溶解しやすい樹脂層に押し付ければ容易に形成できる。

また、光ファイバガイド１８の開口部内は、例えば、図１０（Ｂ）の断面図に示すように壁面が段階的に形成されており、二層構造の開口部を形成していてもよい。本変形例に係る光ファイバガイド１８の開口部は、例えば、上層側の開口部の大きさが光ファイバ８ａの外径に対応し、下層側の開口部の大きさが回析格子１６ａより射出される光路を阻害しない程度（光ファイバのコア程度）に絞られている。光ファイバガイド１８の開口部がこのように形成されている場合、光ファイバ８ａの先端が保護層１９に接触しない。よって、例えば、保護層１９が、光ファイバ８ａの接触に耐える程度の強度を有しておらず、座屈した光ファイバ８ａの復元力で保護層１９の表面に傷が生じる可能性が否定できないものであったとしても、保護層１９の表面が光ファイバ８ａで傷つくことを抑制することが可能である。二層構造の開口部は、例えば、レジスト２６を形成する際のメッキおよび研磨工程を、回析格子１６ａの直上の部分のレジストのサイズを変えながら２回繰り返して積層のレジストを形成した後、シード層２７の形成やメッキ浴、ウェハ２５表面の研摩等を経れば得ることができる。

なお、光ファイバホルダ１５は、例えば、次のように変形してもよい。図１１は、光ファイバホルダ１５の変形例を示した図である。例えば、光ファイバホルダ１５の前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間をバネ機構や弾性接着剤で伸縮可能にすると、サブパッケージ基板７に対する光ファイバホルダ１５の取付角度や取付位置がずれても、取付角度や取付位置のずれを効果的に吸収できる。図１１（Ａ）は、光ファイバホルダ１５の前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間にバネ機構２９を配置し、前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間を伸縮可能にしたものを例示している。また、図１１（Ｂ）は、光ファイバホルダ１５の前部ホルダ２０と後部ホルダ２１とを弾性接着剤で接着し、前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間を伸縮可能にしたものを例示している。前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間の伸縮は、光ファイバ８ａの外径や光ファイバ８ａの先端を切断する際の加工精度にもよるが、例えば、１００μｍ程度伸縮可能であれば、取付角度や取付位置のずれを極めて効果的に吸収できると考えられる。なお、前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間を弾性接着剤で接着した場合に、光ファイバホルダ１５全体の剛性を維持できない場合には、例えば、光ファイバ８ａの長手方向に沿った前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との相対移動を許容し、それ以外の相対移動を規制するレールやガイド等の機械構造的な規制手段を設けてもよい。このような規制手段を設ければ、光ファイバホルダ１５全体の剛
性を維持しながら、前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間を埋める弾性接着剤が前部ホルダ２０と後部ホルダ２１との間の伸縮を可能にすることができる。

１・・半導体パッケージ：２・・パッケージ基板：３・・ＬＳＩ：４・・ボード基板：５・・ヒートシンク：６・・光トランシーバ：７・・サブパッケージ基板：８・・テープファイバ：８ａ・・光ファイバ：９・・光モジュール：１０・・ドライバ・アンプ：１１・・光源：１２・・導波路チップ：１３・・導波路：１４・・変調器・検出器：１５・・光ファイバホルダ：１６・・光入出力部：１６ａ・・回析格子：１７・・壁面：１８・・光ファイバガイド：１９・・保護層：２０・・前部ホルダ：２１・・後部ホルダ：２２・・リセス：２３・・保持部：２４・・支持部：２５・・ウェハ：２６・・レジスト：２７・・シード・めっき層：２８・・治具：２９・・バネ機構

Claims (13)

1. 光入出力部を表面に配置した導波路チップと、
   前記導波路チップに固定される光ファイバホルダであって、前記光入出力部に先端を接触させる光ファイバを保持する保持部と、前記光ファイバが挿通される孔を有する支持部であり、前記保持部から離間して前記保持部よりも前記光ファイバの先端側に配置される支持部と、を有する光ファイバホルダと、を備える、
   光ファイバの接続構造。
2. 前記支持部は、前記光入出力部への接触によって座屈する前記光ファイバの座屈部分の長さ分だけ前記保持部から離間して前記光ファイバの端部側に形成されている、
   請求項１に記載の光ファイバの接続構造。
3. 前記導波路チップには、前記光入出力部を取り囲む壁面を開口部内に有する光ファイバガイドが設けられている、
   請求項１または２に記載の光ファイバの接続構造。
4. 前記開口部は、上面視楕円形である、
   請求項３に記載の光ファイバの接続構造。
5. 前記壁面は、前記開口部の開口方向側へ傾斜している、
   請求項３または４に記載の光ファイバの接続構造。
6. 前記光ファイバホルダには、前記導波路チップ側の面に前記ファイバガイドと嵌合するリセスが設けられている、
   請求項３から５の何れか一項に記載の光ファイバの接続構造。
7. 前記支持部が有する孔は、前記開口部よりも大きい内径を有する、
   請求項３から６の何れか一項に記載の光ファイバの接続構造。
8. 前記光ファイバホルダが保持する前記光ファイバの先端面は、前記光入出力部から出射する光の出射角に応じた角度で傾斜している、
   請求項１から７の何れか一項に記載の光ファイバの接続構造。
9. 光入出力部を表面に配置した導波路チップに固定される光ファイバホルダであって、
   前記光入出力部に先端を接触させる光ファイバを保持する保持部と、
   前記光ファイバが挿通される孔を有する支持部であり、前記保持部から離間して前記保持部よりも前記光ファイバの先端側に配置される支持部と、を備える、
   光ファイバホルダ。
10. 前記支持部は、前記光入出力部への接触によって座屈する前記光ファイバの座屈部分の長さ分だけ前記保持部から離間して前記光ファイバの端部側に形成されている、
    請求項９に記載の光ファイバホルダ。
11. 前記保持部は、非弾性接着剤で前記光ファイバを保持し、
    前記支持部と前記保持部との間には、弾性接着剤が充填されている、
    請求項９または１０に記載の光ファイバホルダ。
12. 光入出力部を表面に配置した導波路チップに、前記導波路チップに固定される光ファイバホルダであって、前記光入出力部に先端を接触させる光ファイバを保持する保持部と、
    前記光ファイバが挿通される孔を有する支持部であり、前記保持部から離間して前記保持部よりも前記光ファイバの先端側に配置される支持部と、を有する光ファイバホルダを固定する、
    光ファイバの接続方法。
13. 前記導波路チップには、前記光入出力部を取り囲む壁面を開口部内に有する光ファイバガイドが設けられ、
    前記光ファイバホルダには、前記導波路チップ側の面に前記ファイバガイドと嵌合するリセスが設けられており、
    前記導波路チップに前記光ファイバホルダを固定する際は、前記光ファイバホルダのリセスが前記ファイバガイドと嵌合した状態で前記ファイバホルダを前記導波路チップの表面に沿って摺動させ、前記ファイバガイドが保持する前記ファイバの先端を前記ファイバホルダの開口部内に挿入させる、
    請求項１２に記載の光ファイバの接続方法。

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