JP2021148851A - 光電融合モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、光集積回路は、多チャンネル化のため、複数の導波路コアを並列させ、複数の光を入出射させることがある。一方の光ファイバは導波路コアよりも太いのが通常である。このため、複数の導波路コアの間隔は、複数の光ファイバの間隔と同程度になってしまう。言い換えれば、光集積回路の大きさが、複数配列した光ファイバの幅と同程度になってしまう。
図1は、本発明の第1実施形態の光電融合モジュールの部分断面図である。
光電融合モジュール100は、電子回路基板20と、光回路チップとしてのシリコンフォトチップ10と、光路変換部23とを備える。シリコンフォトチップ10は、厚みΔtの半田11を介して電子回路基板20に実装される。
図1で説明したように、光電融合モジュール100は、電子回路基板20と、シリコンフォトチップ10と、ポリマ導波路15とを備える。また、光電融合モジュール100には、テープ型光ファイバ35が実装されたフェルール40が取り付けられるように構成されている。なお、フェルール40については、仮想線で省略している。
次に、光電融合モジュール100を製造する製造方法の内、本実施形態に特徴的なポリマ導波路15を形成する形成方法について説明する。
図4乃至図15は、光電融合モジュールにポリマ導波路を形成する形成方法を説明する説明図である。
前記第1実施形態では、ポリマ導波路15とメッキミラー16との間に、ポリマ導波路コア13と同一材料である第2感光性ポリマを充填したが(図15)、第1ポリマクラッド12及び第2ポリマクラッド14と同一材料である第1感光性ポリマを充填しても構わない。
光電融合モジュール200は、ポリマ導波路15とメッキミラー16の反射面16aとの間に、封止層24が充填されている。封止層24には、第1ポリマクラッド12及び第2ポリマクラッド14と同一材料である第1感光性ポリマが使用されている。なお、封止層24は、反射面16aだけでなく、上面16bや側面16cも封止している。その他の構成は、前記第1実施形態の光電融合モジュール100と同一である。
図17は、本発明の第2実施形態である光電融合モジュールの断面図であり、図18は、その平面図である。
光電融合モジュール300は、前記第1実施形態と同様に、電子回路基板21と、シリコンフォトチップ10と、ポリマ導波路15とを備える。電子回路基板21は、TIA60と、光ファイバ接続端子部としての光コネクタ45と、電気コネクタ80と、配線パターン25とを備える電子回路基板である。ここで、シリコンフォトチップ10は、電子回路基板21の凹部20bに配設されているが、TIA60は、電子回路基板21に取り付けられており、複数のパッド61が形成されている。
図19は、本発明の第1比較例である光電融合モジュールの断面図である。
光電融合モジュール400は、前記第1,2,3実施形態の光電融合モジュール100,200,300と同様に、電子回路基板20と、シリコンフォトチップ10とを備えるが、ポリマ導波路15(図1)を備えていない。
また、光電融合モジュール400は、電子回路基板20の上面20cの上に光ファイバ素線30の一端を載置し、光ファイバ固定治具37で光ファイバ素線30を固定する点で相違する。スポットサイズコンバータ7と光ファイバ素線30の端面とを近接配置することにより、端面結合が行われる。
図20は、本発明の第2比較例である光電融合モジュールの断面図である。
光電融合モジュール500は、前記第1,2,3実施形態や前記第1比較例と同様に、電子回路基板20と、シリコンフォトチップ16とを備え、ポリマ導波路15(図1)を備えていない。しかしながら、シリコンフォトチップ16は、スポットサイズコンバータ7の代わりにグレーティングカプラ17を備えている点で、シリコンフォトチップ10と相違する。また、光電融合モジュール500は、光ファイバ素線30を光ファイバ固定治具38で電子回路基板20に固定している点でも相違する。
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
(1)前記各実施形態の第2ポリマクラッド14は、第1ポリマクラッド12と同一の感光性ポリマ91をスピンコートして形成したが、第1ポリマクラッド12と同一屈折率のポリマであれば、感光性ポリマである必要ない。
2 下部クラッド層
3 シリコン層
4 シリコンコア(光導波路コア)
5 上部クラッド層
6 シリコン導波路
10 シリコンフォトチップ(光回路チップ)
12 第1ポリマクラッド
13 ポリマ導波路コア(接続導波路コア)
14 第2ポリマクラッド
15 ポリマ導波路(接続導波路)
16 メッキミラー
17 グレーティングカプラ
18 曲面基台
19 曲面ミラー
20,21 電子回路基板
23 光路変換部
35 テープ型光ファイバ
40 フェルール
45 光コネクタ(光ファイバ接続端子部)
60 TIA(電子回路)
70 フォトダイオード(光機能素子)
75 光配線
80 電気コネクタ(電気端子接続部)
96 メッキミラー用パターン(型枠)
100,200,300 光電融合モジュール
Claims (11)
- 支持基板、前記支持基板上に形成されるクラッド、及び光導波路コアを含む光回路チップと、
所定位置に前記光回路チップが設置される電子回路基板と、
前記光導波路コアの光路を変換する光路変換部とを備え、
前記光路変換部は、
前記光回路チップの所定箇所に設けられる前記光導波路コアの端部と、
前記端部で入出射する光の光路を変換する第1ミラーと、
接続導波路コアの一端部で入出射する光の光路を変換する第2ミラーとを備え、
前記第1ミラーが変換した光の光路と前記第2ミラーが変換した光の光路とが共通する
ことを特徴とする光電融合モジュール。 - 前記第1ミラーは、金属膜であり、
前記第2ミラーは、反射面を有する金属の構造体である
ことを特徴とする請求項1に記載の光電融合モジュール。 - 前記金属の構造体は、金属メッキで形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の光電融合モジュール。 - 前記金属膜は、Ti/Au膜であり、
前記金属の構造体は、Au又はCuの構造体である
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の光電融合モジュール。 - 前記光導波路コア及び前記接続導波路コアは、複数並設されており、
複数の前記接続導波路コアの間隔は、複数の前記光導波路コアの端部から離間するにつれて徐々に広くなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の光電融合モジュール。 - 前記光回路チップは、光機能素子と、該光機能素子に接続しない光配線とを含み、
前記光導波路コアの端部と接続導波路コアの一端部とは、前記電子回路基板からの高さが異なり、
前記接続導波路コアは、前記光配線を飛び越えて配設される
ことを特徴とする請求項5に記載の光電融合モジュール。 - 前記端部には、スポットサイズコンバータが配設されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の光電融合モジュール。 - 電子回路基板は、接続導波路コアの他端部を固定する光ファイバ接続端子部を有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の光電融合モジュール。 - 前記電子回路基板は、電子回路と、該電子回路に接続する電気端子接続部とを有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の光電融合モジュール。 - 支持基板、光導波路コアを有する光回路チップ及び、該光回路チップが配設される電子回路基板を備える光電融合モジュールの製造方法であって、
前記光導波路コアの入出射光の光路を変更する第1ミラーを前記支持基板上の基体に成膜する第1ミラー成膜工程と、
前記第1ミラーの上方に反射面が位置する第2ミラーを形成する第2ミラー形成工程とを備え、
前記第2ミラー形成工程は、
感光性樹脂で前記第2ミラーの型枠を作成する型枠作成工程と、
前記型枠の内部にメッキで金属を充填するメッキ工程と、
前記型枠を除去し、前記第2ミラーを露出する型除去工程と
を有することを特徴とする光電融合モジュールの製造方法。 - 前記型枠作成工程と前記メッキ工程との間に、電流シード層を形成する電流シード層形成工程を備え、
前記型除去工程は、前記型枠及び前記電流シード層を除去する
ことを特徴とする請求項10に記載の光電融合モジュールの製造方法。
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2020
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