JP3734588B2 - 光導波路デバイス - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、誘電体基板の表面に光導波路を形成してなる光導波路素子を、パッケージ筐体内に収容してなる光導波路デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ3 ）等の誘電体結晶基板の表面にチタン（Ｔｉ）等の金属あるいはその酸化物を熱拡散することにより光導波路を形成してなる光導波路素子は、低損失、広帯域であるとともに、プレーナ技術を用いて量産が可能であるという特徴を有しており、広く研究、開発され、実用段階に至っている。
【０００３】
特に、誘電体結晶基板上の光導波路に対応して複数の電極を配置し、該電極に印加する電圧を制御することにより光導波路の屈折率を調整し、これによりスイッチング動作や変調動作を行うようにしたマッハツェンダ型（分岐干渉型）の変調器チップがその高速性から注目されている。
【０００４】
マッハツェンダ型の変調器チップは、Ｚカットされたリチウムナイオベート結晶からなる誘電体基板の表面に、チタンを熱拡散させて屈折率を高めることによりその両端部近傍でそれぞれ結合された一対の光導波路を形成し、その上にＳｉＯ2 からなるバッファ層を形成し、さらにこれの上に該光導波路に対応して複数の金属電極（信号電極、接地電極）を形成して構成される。
【０００５】
光導波路の一端からの入射光は分岐されて、一対の光導波路に至り、ここで電極に駆動電圧が印加されることにより、電気光学効果により分岐された両光に位相差が生じる（一対の光導波路における電界の向きが相反するため、それぞれの屈折率も相反する方向に変化する）。これら両光を再び結合させて光信号出力として取り出す。両光の位相差を例えば零又はπになるように駆動電圧を印加すれば、例えば、ＯＮ−ＯＦＦのデジタル信号を得ることができる。
【０００６】
上述したような変調器チップは、例えば、１×１×６０（ｍｍ）程度の細長状に形成されており、光ファイバ等との結合や保護等のために、金属からなるパッケージ筐体内に収容されて、光導波路デバイスが構成される。パッケージ筐体は内部に変調器チップの接地電極が接続されるアース部を有する素子実装面を有している。素子実装面には該光導波路素子よりも僅かに大きい細長状の素子挿入溝が形成されている。
【０００７】
光導波路素子は、素子挿入溝の内面（底面）に接着剤塗布棒により接着剤を塗布した後に、素子挿入溝に挿入されることにより、パッケージ筐体に接着固定される。その後に、光導波路素子の接地電極と素子実装面の対応するアース部がリボン（ワイヤ）ボンディングされることにより導通接続されるとともに、光導波路素子の信号電極は、パッケージ筐体に絶縁的に設けられた電圧印加用端子に導通接続される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光導波路デバイスによると、パッケージ筐体の素子実装面に形成されている素子挿入溝は、約１×１ｍｍと非常に細い（狭い）ために、接着剤の塗布作業がたいへん難しく、接着剤の量を所定量よりも多く塗布してしまったり、接着剤を素子挿入溝の側面やその他の部分にも塗布してしまう場合があるという問題があった。
【０００９】
また、光導波路素子と素子挿入溝の内面（側面）との隙間部分の間隔が狭いので、接着剤が素子挿入溝の側面に付着した場合や塗布量が多すぎた場合に、接着剤が毛管現象によって上昇して素子実装面に流出し、光導波路素子の特性（高周波特性）及び信頼性、ボンディング性に悪影響を与える場合があるという問題があった。
【００１０】
よって、本発明の目的は、接着剤が素子実装面に流出することによる光導波路素子の特性劣化を防止することである。
また、本発明の他の目的は、接着剤の素子挿入溝への塗布作業を容易化することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の側面によると、素子実装面に開口する素子挿入溝を有するとともに、前記素子挿入溝の内面に開口する空間である切欠部を有するパッケージ筐体と、誘電体基板の表面に光導波路及び電極を形成してなり、前記パッケージ筐体の前記素子挿入溝に接着剤により挿入固定される光導波路素子とを備えた光導波路デバイスが提供される。前記切欠部は前記素子実装面にも開口を有するように形成することができる。
【００１２】
このような光導波路デバイスによると、接着剤を素子挿入溝の内面に塗布した後に、光導波路素子を素子挿入溝に挿入した際に、接着剤を素子挿入溝の側面に塗布してしまった場合や塗布量が多すぎた場合であっても、接着剤はパッケージ筐体の素子挿入溝内に形成された切欠部に流入するから、接着剤が素子挿入溝の側面と光導波路素子との隙間部分で毛管現象によって上昇して素子実装面に流出することが少なくなる。
【００１３】
また、接着剤を素子挿入溝の側面に塗布してしまうことに注意したり、塗布量をそれほど厳密にする必要がなくなり、接着剤の塗布作業を容易化することができる。特に、切欠部を前記素子実装面にも開口を有するように形成すれば、該切欠部を作業スペースとして利用できるから、接着剤の塗布作業をさらに容易化することができる。
【００１４】
本発明の他の側面によると、素子実装面に開口する素子挿入溝を有するパッケージ筐体と、誘電体基板の表面に光導波路及び電極を形成してなり、前記パッケージ筐体の前記素子挿入溝に接着剤により挿入固定されるとともに、前記素子挿入溝の内面に相対する面に開口する空間である切欠部を有する光導波路素子とを備えた光導波路デバイスが提供される。
【００１５】
このような光導波路デバイスによると、接着剤を素子挿入溝の内面に塗布した後に、光導波路素子を素子挿入溝に挿入した際に、接着剤を素子挿入溝の側面に塗布してしまった場合や塗布量が多すぎた場合であっても、接着剤は光導波路素子に形成された切欠部に流入するから、接着剤が素子挿入溝の側面と光導波路素子との隙間部分で毛管現象によって上昇して素子実装面に流出することが少なくなる。
【００１６】
また、接着剤を素子挿入溝の側面に付着することに注意したり、塗布量をそれほど厳密にする必要がなくなり、接着剤の塗布作業を容易化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明が適用される光導波路デバイスの一例としての光変調器の外観構成を示す平面図である。この光変調器は、入力ポート１１が受けた光を変調して変調された光を出力ポート１２から出力する。この実施の形態では、ポート１１及び１２はそれぞれ光コネクタである。
【００１８】
この光変調器は、光導波路素子としての変調器チップが内蔵される金属からなるパッケージ筐体１３を有している。パッケージ筐体１３の両端には、ポート１１及び１２をそれぞれパッケージ筐体１３と接続するためのピグテール型のファイバアセンブリ１４及び１５が設けられている。
【００１９】
パッケージ筐体１３の一方の側面には、信号用のコネクタ１６及び１７が設けられている。パッケージ筐体１３を図示しないケース等に固定するために、パッケージ筐体１３の底部には金具１８が固定されている。
【００２０】
図２はこの光変調器の内部構成を示す平面図、図３は図２の要部を拡大した斜視図である。パッケージ筐体１３はその側壁に囲まれた内側に素子実装面１９を有しており、素子実装面１９には断面が概略矩形状の素子挿入溝２０が形成されている。
【００２１】
また、パッケージ筐体１３には、素子挿入溝２０の底面と同一の深さを有し、素子挿入溝２０の一方の側面及び素子実装面１９の双方に開口する切欠部２１が形成されている。この切欠部２１は、素子実装面１９と接地電極２４、２４との接続部を避けて、その間の部分に形成されている。
【００２２】
素子挿入溝２０には光導波路素子としてのマッハツェンダ型の変調器チップ２２が挿入・固定されている。この変調器チップ２２は、Ｚカットされたリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶からなる誘電体基板の表面に、Ｔｉ（チタン）等を熱拡散させて屈折率を高めることにより、Ｙ分岐部及びＹ結合部を有する光導波路（図２中、点線で表示）を形成し、その上にＳｉＯ2 からなるバッファ層を形成し、さらにこれの上に該光導波路に対応して信号電極２３及び接地電極２４を形成して構成される。
【００２３】
信号電極２３及び接地電極２４は金（Ａｕ）等の蒸着により形成されている。光導波路の両端は、図１の入力ポート１１及び出力ポート１２にそれぞれ光学的に接続される。なお、図２には接地電極２４を二つ有する三電極の構成が示されているが、接地電極２４は単一のものであっても良い。
【００２４】
この変調器チップ２２は、これらの信号電極２３及び接地電極２４に印加する電圧を制御することにより光導波路の屈折率を調整し、これによりスイッチング動作や変調動作を行うようにしたものである。
【００２５】
光導波路の一端からの入射光はＹ分岐部で分岐されて、一対の光導波路に至り、ここで電極２３、２４に駆動電圧が印加されることにより、電気光学効果により分岐された両光に位相差が生じる（一対の光導波路における電界の向きが相反するため、それぞれの屈折率も相反する方向に変化する）。これら両光をＹ結合部で再び結合させて光信号出力として取り出す。両光の位相差を零又はπになるように駆動電圧を印加すれば、例えば、ＯＮ−ＯＦＦのデジタル信号を得ることができる。
【００２６】
上述したような変調器チップ２２は、例えば、幅１ｍｍ、高さ（深さ）１ｍｍ、長さ６０ｍｍ程度の細長棒状に形成されている。パッケージ筐体１３の素子実装面１９に形成された素子挿入溝２０は、その幅が変調器チップ２２よりも僅かに大きい寸法で、その深さが変調器チップ２２と略同一の寸法となるように形成されている。
【００２７】
変調器チップ２２は、素子挿入溝２０の内面（底面）に接着剤塗布棒により接着剤を塗布した後に、素子挿入溝２０に挿入されることにより、パッケージ筐体１３に接着固定される。その後、変調器チップ２２の接地電極２４の接続部と素子実装面２２上の該接地電極２４に対応する部分にそれぞれリボン（ワイヤ）２５がボンディングされることにより導通接続される。変調器チップ２２の信号電極２３は、パッケージ筐体１３とは絶縁的に設けられた電圧印加用端子に導通接続される。
【００２８】
この第１の実施の形態によると、パッケージ筐体１３は、素子挿入溝２０の一方の側面及び素子実装面１９のそれぞれに開口し、素子挿入溝２０と略同一の深さを有する直方体形状の空間である切欠部２１を有しているので、接着剤を素子挿入溝２０の底面に塗布し、変調器チップ２２を素子挿入溝２０に挿入固定する際に、接着剤を素子挿入溝２０の側面にも付着してしまった場合や塗布量が多過ぎた場合であっても、接着剤は切欠部２１に流出するから、接着剤が素子挿入溝２０の側面と変調器チップ２２との隙間部分で毛管現象によって上昇して素子実装面１９に流出することが少なくなり、良好な高周波特性及び信頼性、ボンディング性を実現できる。
【００２９】
また、接着剤を素子挿入溝２０の側面に塗布する際に細心の注意を払ったり、塗布量をそれほど厳密に調整する必要がなくなり、接着剤の塗布作業を容易化することができる。特に、切欠部２１を接着剤の塗布のための作業スペースとして利用することができるから、接着剤の塗布作業を容易化することができ、塗布量や塗布位置の正確性が向上し、良好な特性を実現できる。
【００３０】
次に、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の一方の側面との間の寸法、及び切欠部２１の長手方向（変調器チップ２２の長手方向）の寸法について考察する。図４に示されているように、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の側面との間の寸法をｄとし、切欠部２１の長手方向の寸法をＷとする。
【００３１】
図５乃至図９は、光導波路デバイスの電気の透過特性（Ｓ21特性）を実験的に計測した結果を示すグラフであり、縦軸は電気の透過特性〔ｄＢ〕を、横軸は周波数〔ＧＨｚ〕を示している。この計測においては、切欠部２１の長手方向の寸法Ｗは零、即ち、切欠部２１を形成しない場合において、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の側面との間の寸法ｄのみを順次変更した。
【００３２】
図５はｄ＝０．１ｍｍの場合を示し、図６はｄ＝０．２ｍｍの場合を示し、図７はｄ＝０．３ｍｍの場合を示し、図８はｄ＝０．４ｍｍの場合を示し、図９はｄ＝０．５ｍｍの場合を示している。これらの図から明らかなように、ｄを０．１〜０．５ｍｍまで変化させた場合において、Ｓ21特性値（開始から６ｄＢダウンまでの周波数域）はいずれの図でもほぼ同じであり、少なくともｄ＝０．５ｍｍまでは特性上は問題がないことが理解できる。
【００３３】
また、図１０乃至図１２は、光導波路デバイスの電気の透過特性（Ｓ21特性）を実験的に計測した結果を示すグラフであり、縦軸は電気の透過特性〔ｄＢ〕を、横軸は周波数〔ＧＨｚ）を示している。この計測においては、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の側面との間の寸法はｄ＝１．４ｍｍとし、切欠部２１の長手方向の寸法Ｗのみを順次変更した。
【００３４】
図１０はＷ＝１０ｍｍの場合を示し、図１１はＷ＝２０ｍｍの場合を示し、図１２はＷ＝３０ｍｍの場合を示している。これらの図から明らかなように、Ｗを１０〜３０ｍｍまで変化させた場合において、Ｓ21特性値（開始から６ｄＢダウンまでの周波数域）はいずれの図でもほぼ同じであり、少なくともＷ＝１０〜３０ｍｍまでは特性上は問題がないことが理解できる。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
図１３は本発明の第２の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。この第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態のような直方体状の切欠部２１は設けていない。
【００３６】
その代わりに、この第２の実施の形態では、素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの一方の側面との稜線部分を面取加工することにより形成された切欠部３１を設けている。この面取加工は、例えばエンドミルを用いて実施することができ、面取部分の寸法は０．２ｍｍ（Ｃ０．２）以上とするのが望ましい。
【００３７】
変調器チップ２２を素子挿入溝２０に挿入固定するための接着剤３２が変調器チップ２２と素子挿入溝２０の隙間部分で毛管現象により上昇したとしても、接着剤３２は切欠部３１の部分に溜まるだけで、素子実装面１９に流出することがなくなる。従って、特性を劣化させることが無いとともに、接着剤３２の塗布作業も容易となる。また、このような切欠部３１は前記第１の実施の形態における切欠部２１と比較して、その加工が非常に簡単である。
【００３８】
なお、素子挿入溝２０の他方の側面と底面との交差部には、斜めに放電加工により形成した放電加工溝３３を形成して、素子挿入溝２０の他方の側面と変調器チップ２２の対応する側面との間隙における接着剤３２の毛管現象による上昇を防止している。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００３９】
〔第３の実施の形態〕
図１４は本発明の第３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第３の実施の形態は、前記第２の実施の形態の一部の構成を変更したものであり、この第２の実施の形態では、切欠部３１は、二箇所に形成している。即ち、素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの一方の側面との稜線部分を面取加工することによる切欠部３１に加えて、素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの他方の側面との稜線部分を面取加工することによる切欠部３１を設けている。その他の構成及び効果は、放電加工溝３３を形成していない点を除いて、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４０】
〔第４の実施の形態〕
図１５は本発明の第４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第４の実施の形態は、前記第２の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第２の実施の形態では、切欠部３１は素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの一方の側面との稜線部分を面取加工することにより形成するようにした。
【００４１】
これに対して、この第４の実施の形態では、素子挿入溝２０の幅を変調器チップ２２の幅よりも大きく形成して、三角柱状のブロック部材３４を素子挿入溝２０に挿入して、ロー材によるロー付けあるいは導電性接着剤等による接着により固定している。
【００４２】
この第４の実施の形態において、三角柱状の切欠部３５は、前記第２の実施の形態の三角柱状の切欠部３１よりも大きくしているが、これは本発明のバリエーションを示すものであり、台形柱状のブロック部材（図示せず）を使用することにより、前記第２の実施の形態の三角柱状の切欠部３１のようにすることができる。
【００４３】
これと逆に、前記第２の実施の形態のような面取加工により、この第４の実施の形態のような三角柱状の切欠部３５とすることができる。その他の構成及び効果は、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４４】
〔第５の実施の形態〕
図１６は本発明の第５の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第５の実施の形態は、前記第４の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第４の実施の形態では、三角柱状の切欠部３５は素子実装面１９側に開いた空間、即ち、素子挿入溝２０の一方の側面が、素子挿入溝２０の底面から素子実装面１９へ向かうに従って、素子挿入溝２０の他方の側面に対して離間するように形成されている。
【００４５】
これに対して、この第５の実施の形態では、前記第４の実施の形態とは逆に、三角柱状の切欠部３６は、素子挿入溝２０の一方の側面が、素子挿入溝２０の底面から素子実装面１９へ向かうに従って、素子挿入溝２０の他方の側面に対して近接するように形成されている。
【００４６】
このような切欠部３７の形成方法としては、前記第４の実施の形態と同様に、素子挿入溝２０の幅を変調器チップ２２の幅よりも大きく形成して、三角柱状のブロック部材３４を素子挿入溝２０に逆向きに挿入して、ロー材によるロー付けあるいは導電性接着剤による接着により固定することができる。なお、このようなブロック部材３４によらずに、素子挿入溝２０の一方の側面を切削加工することにより切欠部３６を形成することも可能である。その他の構成及び効果は、前記第１及び第４の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４７】
図１７及び図１８は、前記第５の実施の形態のパケージ筐体及びブロック部材の形状を変更したバリエーションを示している。図１７は、パッケージ筐体１３の素子挿入溝２０の幅をさらに拡大して、台形柱状のブロック部材３７Ａを固定するようにしたものである。図１８は、パッケージ筐体１３の側壁の一部をブロック部材３７Ａと一体化したような形状のブロック部材３７Ｂを形成して、該側壁の一部に対応する部分が形成されていないパッケージ筐体１３に固定するようにしたものである。ブロック部材３７Ａ、３７Ｂやパッケージ筐体１３の加工、接着等の作業が容易となる。
【００４８】
〔第６の実施の形態〕
図１９は本発明の第６の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第６の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第１の実施の形態では、直方体状の切欠部２１は、変調器チップ２２の長手方向に対面する両端面が閉塞されているとともに、切欠部２１の底面と素子挿入溝２０の底面は同一面上に形成されている。
【００４９】
これに対して、この第６の実施の形態では、切欠部３８は素子挿入溝２０の長手方向の長さと同一であり、切欠部３８の底面は素子挿入溝２０の底面よりも素子実装面１９側に位置している。換言すると、切欠部３８の深さは素子挿入溝２０の深さよりも浅く形成されている。
【００５０】
この第６の実施の形態によると、変調器チップ２２を素子挿入溝２０に挿入固定するための接着剤３２が変調器チップ２２と素子挿入溝２０の隙間部分で毛管現象により上昇したとしても、接着剤３２は切欠部３８の部分に溜まるだけで、素子実装面１９に流出することがなくなる。従って、特性を劣化させることが無いとともに、接着剤３２の塗布作業も容易となる。また、このような切欠部３１は前記第１の実施の形態における切欠部２１と比較して、その加工が簡単である。
【００５１】
なお、素子挿入溝２０の他方の側面と底面との交差部には、斜めに放電加工により形成した放電加工溝３３を形成して、素子挿入溝２０の他方の側面と変調器チップ２２の対応する側面との間隙における接着剤３２の毛管現象による上昇を防止している。その他の構成及び効果は、前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００５２】
〔第７の実施の形態〕
図２０は本発明の第７の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第７の実施の形態は、前記第６の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第６の実施の形態では、切欠部３８は素子実装面１９側に開いた溝状の空間である。これに対して、この第７の実施の形態では、切欠部３９は、前記第６の実施の形態とは逆に、素子挿入溝２０の一方の側面の底面側近傍のみに開口した溝状の空間となっている。
【００５３】
このような切欠部３９の形成方法としては、素子挿入溝２０の幅を変調器チップ２２の幅よりも大きく形成して、所定形状の段差を有するブロック部材３７Ｃを素子挿入溝２０に挿入して、ロー材によるロー付けあるいは導電性接着剤による接着により固定することができる。なお、このようなブロック部材３７Ｃによらずに、切削加工により行うことも可能である。その他の構成及び効果は、前記第１及び第６の実施の形態と同様である。
【００５４】
〔第８の実施の形態〕
図２１は本発明の第８の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。この第８の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第１の実施の形態では、切欠部２１は素子実装面１９と接地電極２４とのボンディング接続部を除いた部分（一対の接続部間に挟まれた部分）に、直方体状のものを一個形成している。これに対して、この第８の実施の形態では、切欠部４０として、素子実装面１９と接地電極２４とのボンディング接続部を除いた部分に複数個並べて形成している。
【００５５】
そして、一の切欠部４０とこれに隣り合う他の切欠部４０との間の部分は、変調器チップ２２側が狭く、変調器チップ２２から離間するに従って広くなるようにテーパ状（先細三角形）に形成されている。このテーパ部４１の先端部は変調器チップ２２に線接触（又は近接）しており、この先端部と変調器チップ２２の接地電極２４とがリボン２５によりボンディング接続される。
【００５６】
前記第１の実施の形態では、素子挿入溝２０の側面の切欠部２１の無い部分で毛管現象が発生する場合が懸念されるが、この第８の実施の形態では、テーパ部４１の先端部と変調器チップ２２とは線接触（又は近接）であるから、毛管現象は殆ど生じない。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００５７】
〔第９の実施の形態〕
図２２は本発明の第９の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。この第９の実施の形態は、前記第８の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第８の実施の形態では、一の切欠部４０と他の切欠部４０との間の部分であるテーパ部４１は先細テーパ状であるが、この第９の実施の形態では、変調器チップ２２側に凸となるように円弧状に形成した。
【００５８】
前記第８の実施の形態と同様に、円弧部４２の先端部と変調器チップ２２とは線接触（又は近接）であるから、毛管現象は殆ど生じない。その他の構成及び効果は前記第１及び第８の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００５９】
〔第１０の実施の形態〕
図２３は本発明の第１０の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第１０の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。この第１０の実施の形態では、切欠部４３は素子挿入溝２０の両側面の底面側近傍にそれぞれ開口するとともに、パッケージ筐体１３を貫通してパッケージ筐体１３の外側壁に開口するスリット状としている。
【００６０】
それぞれの切欠部４３のスリット幅は、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙の寸法よりも小さく設定している。このようにすることで、切欠部４３にて毛管現象が積極的に生じ、接着剤３２は切欠部４３の内部に積極的に吸入される。従って、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤が素子実装面１９に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００６１】
〔第１１の実施の形態〕
図２４は本発明の第１１の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第１１の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。この第１１の実施の形態では、切欠部４４は素子挿入溝２０の底面に開口するようにスリット状に複数形成されている。
【００６２】
不要な接着剤３２は切欠部４４の内部に流入するから、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤３２が外部に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００６３】
〔第１２の実施の形態〕
図２５は本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す断面図、図２６は本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。この第１２の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものであり、前記第１の実施の形態のような直方体状の切欠部２１は設けていない。
【００６４】
その代わりに、この第１２の実施の形態では、切欠部４５の底面は素子挿入溝２０の底面と同一平面上に設定し、切欠部４５の長手方向の寸法は素子挿入溝２０の長手方向の寸法と同一に設定し、切欠部４５の側面と変調器チップ２２の対応する側面との間の寸法（ギャップ）を、ｄ＝０．２ｍｍ以上に設定して構成している。
【００６５】
換言すると、素子挿入溝２０の溝幅を変調器チップ２２の幅よりも０．２ｍｍ以上大きく設定している。図５乃至図９から明らかなように、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の側面（切欠部４５の側面）４６との間の寸法ｄは、０．１〜０．５ｍｍの間でその特性に影響は無いことが判明している。
【００６６】
一方、本願発明者による実験の結果、ｄ＝０．２ｍｍ以下の間隙では毛管現象による接着剤の流出が認められたが、ｄ＝０．２ｍｍ以上ではその発生がないことが確認された。
【００６７】
従って、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の側面（切欠部４５の側面）４６との間の寸法をｄ＝０．２ｍｍ以上に設定することにより、接着剤３２の素子実装面１９への流出が防止され、良好な特性を実現できる。
【００６８】
〔第１３の実施の形態〕
図２７は本発明の第１３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。前記第１乃至第１２の実施の形態では、切欠部２１、３１、３５、３６、３８、３９、４０、４３、４４、４５はパッケージ筐体１３に形成していた。これに対して、この第１３の実施の形態では、切欠部５０を変調器チップ２２の底面に形成した。
【００６９】
変調器チップ２２の底面の切欠部５０は、同図に示されているように、複数のスリット状に形成されている。不要な接着剤は切欠部５０の内部に流入するから、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤が外部に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００７０】
〔第１４の実施の形態〕
図２８は本発明の第１４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。前記第１３の実施の形態では、変調器チップ２２に複数のスリット状の切欠部５０を形成している。
【００７１】
これに対して、この第１４の実施の形態では、素子挿入溝２０の側面及び底面に対応する変調器チップ２２の表面に開口する一対の切欠部５１とした。不要な接着剤３２は切欠部５１の内部に流入するから、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤３２が外部に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００７２】
このような変調器チップの製造行程が、図２９（Ａ）〜（Ｃ）に示されている。まず、図２９（Ａ）に示されているように、リチウムナイオベート結晶からなるウエハ５２の裏面（底面側）に、所定の刃厚の第１の刃５３を有するダイシングソーにより、ウエハ５２の表面側には至らない複数の第１の溝５４を所定の間隔で形成する。
【００７３】
次に、図２９（Ｂ）に示されているように、第１の刃５３よりも刃厚の小さい第２の刃５５を有するカッティングソーにより、第１の溝５４の中央部にて、ウエハ５２を切断することにより、図２９（Ｃ）に示されているように、一対の切欠部５１を有する変調器チップ２２を得る。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、パッケージ筐体又は光導波路素子に切欠部を形成したから、該光導波路素子を該パッケージ筐体の素子挿入溝に接着剤により固定する場合に、該接着剤が光導波路素子の側面と素子挿入溝の対応する側面との間で毛管現象により素子実装面に流出することが防止され、良好な特性及び信頼性、ボンディング性を有する光導波路デバイスを提供することができるという効果がある。また、接着剤の塗布作業も容易になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の外観構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の要部構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の実験データの採取に使用した光導波路デバイスの構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．１、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．２、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．３、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．４、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．５、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝１．４、Ｗ＝１０）を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝１．４、Ｗ＝２０）を示すグラフである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝１．４、Ｗ＝３０）を示すグラフである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態のパッケージ筐体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態のパッケージ筐体の製造方法の他の例を示す断面図である。
【図１９】本発明の第６の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２０】本発明の第７の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２１】本発明の第８の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図２２】本発明の第９の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の第１０の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２４】本発明の第１１の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２５】本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２６】本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図２７】本発明の第１３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２８】本発明の第１４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２９】本発明の第１４の実施の形態の変調器チップの製造行程を示す図である。
【符号の説明】
１３ パッケージ筐体
１９ 素子実装面
２０ 素子挿入溝
２１ 切欠部
２２ 変調器チップ
２３ 信号電極
２４ 接地電極
２５ リボン
【産業上の利用分野】
本発明は、誘電体基板の表面に光導波路を形成してなる光導波路素子を、パッケージ筐体内に収容してなる光導波路デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ3 ）等の誘電体結晶基板の表面にチタン（Ｔｉ）等の金属あるいはその酸化物を熱拡散することにより光導波路を形成してなる光導波路素子は、低損失、広帯域であるとともに、プレーナ技術を用いて量産が可能であるという特徴を有しており、広く研究、開発され、実用段階に至っている。
【０００３】
特に、誘電体結晶基板上の光導波路に対応して複数の電極を配置し、該電極に印加する電圧を制御することにより光導波路の屈折率を調整し、これによりスイッチング動作や変調動作を行うようにしたマッハツェンダ型（分岐干渉型）の変調器チップがその高速性から注目されている。
【０００４】
マッハツェンダ型の変調器チップは、Ｚカットされたリチウムナイオベート結晶からなる誘電体基板の表面に、チタンを熱拡散させて屈折率を高めることによりその両端部近傍でそれぞれ結合された一対の光導波路を形成し、その上にＳｉＯ2 からなるバッファ層を形成し、さらにこれの上に該光導波路に対応して複数の金属電極（信号電極、接地電極）を形成して構成される。
【０００５】
光導波路の一端からの入射光は分岐されて、一対の光導波路に至り、ここで電極に駆動電圧が印加されることにより、電気光学効果により分岐された両光に位相差が生じる（一対の光導波路における電界の向きが相反するため、それぞれの屈折率も相反する方向に変化する）。これら両光を再び結合させて光信号出力として取り出す。両光の位相差を例えば零又はπになるように駆動電圧を印加すれば、例えば、ＯＮ−ＯＦＦのデジタル信号を得ることができる。
【０００６】
上述したような変調器チップは、例えば、１×１×６０（ｍｍ）程度の細長状に形成されており、光ファイバ等との結合や保護等のために、金属からなるパッケージ筐体内に収容されて、光導波路デバイスが構成される。パッケージ筐体は内部に変調器チップの接地電極が接続されるアース部を有する素子実装面を有している。素子実装面には該光導波路素子よりも僅かに大きい細長状の素子挿入溝が形成されている。
【０００７】
光導波路素子は、素子挿入溝の内面（底面）に接着剤塗布棒により接着剤を塗布した後に、素子挿入溝に挿入されることにより、パッケージ筐体に接着固定される。その後に、光導波路素子の接地電極と素子実装面の対応するアース部がリボン（ワイヤ）ボンディングされることにより導通接続されるとともに、光導波路素子の信号電極は、パッケージ筐体に絶縁的に設けられた電圧印加用端子に導通接続される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光導波路デバイスによると、パッケージ筐体の素子実装面に形成されている素子挿入溝は、約１×１ｍｍと非常に細い（狭い）ために、接着剤の塗布作業がたいへん難しく、接着剤の量を所定量よりも多く塗布してしまったり、接着剤を素子挿入溝の側面やその他の部分にも塗布してしまう場合があるという問題があった。
【０００９】
また、光導波路素子と素子挿入溝の内面（側面）との隙間部分の間隔が狭いので、接着剤が素子挿入溝の側面に付着した場合や塗布量が多すぎた場合に、接着剤が毛管現象によって上昇して素子実装面に流出し、光導波路素子の特性（高周波特性）及び信頼性、ボンディング性に悪影響を与える場合があるという問題があった。
【００１０】
よって、本発明の目的は、接着剤が素子実装面に流出することによる光導波路素子の特性劣化を防止することである。
また、本発明の他の目的は、接着剤の素子挿入溝への塗布作業を容易化することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の側面によると、素子実装面に開口する素子挿入溝を有するとともに、前記素子挿入溝の内面に開口する空間である切欠部を有するパッケージ筐体と、誘電体基板の表面に光導波路及び電極を形成してなり、前記パッケージ筐体の前記素子挿入溝に接着剤により挿入固定される光導波路素子とを備えた光導波路デバイスが提供される。前記切欠部は前記素子実装面にも開口を有するように形成することができる。
【００１２】
このような光導波路デバイスによると、接着剤を素子挿入溝の内面に塗布した後に、光導波路素子を素子挿入溝に挿入した際に、接着剤を素子挿入溝の側面に塗布してしまった場合や塗布量が多すぎた場合であっても、接着剤はパッケージ筐体の素子挿入溝内に形成された切欠部に流入するから、接着剤が素子挿入溝の側面と光導波路素子との隙間部分で毛管現象によって上昇して素子実装面に流出することが少なくなる。
【００１３】
また、接着剤を素子挿入溝の側面に塗布してしまうことに注意したり、塗布量をそれほど厳密にする必要がなくなり、接着剤の塗布作業を容易化することができる。特に、切欠部を前記素子実装面にも開口を有するように形成すれば、該切欠部を作業スペースとして利用できるから、接着剤の塗布作業をさらに容易化することができる。
【００１４】
本発明の他の側面によると、素子実装面に開口する素子挿入溝を有するパッケージ筐体と、誘電体基板の表面に光導波路及び電極を形成してなり、前記パッケージ筐体の前記素子挿入溝に接着剤により挿入固定されるとともに、前記素子挿入溝の内面に相対する面に開口する空間である切欠部を有する光導波路素子とを備えた光導波路デバイスが提供される。
【００１５】
このような光導波路デバイスによると、接着剤を素子挿入溝の内面に塗布した後に、光導波路素子を素子挿入溝に挿入した際に、接着剤を素子挿入溝の側面に塗布してしまった場合や塗布量が多すぎた場合であっても、接着剤は光導波路素子に形成された切欠部に流入するから、接着剤が素子挿入溝の側面と光導波路素子との隙間部分で毛管現象によって上昇して素子実装面に流出することが少なくなる。
【００１６】
また、接着剤を素子挿入溝の側面に付着することに注意したり、塗布量をそれほど厳密にする必要がなくなり、接着剤の塗布作業を容易化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明が適用される光導波路デバイスの一例としての光変調器の外観構成を示す平面図である。この光変調器は、入力ポート１１が受けた光を変調して変調された光を出力ポート１２から出力する。この実施の形態では、ポート１１及び１２はそれぞれ光コネクタである。
【００１８】
この光変調器は、光導波路素子としての変調器チップが内蔵される金属からなるパッケージ筐体１３を有している。パッケージ筐体１３の両端には、ポート１１及び１２をそれぞれパッケージ筐体１３と接続するためのピグテール型のファイバアセンブリ１４及び１５が設けられている。
【００１９】
パッケージ筐体１３の一方の側面には、信号用のコネクタ１６及び１７が設けられている。パッケージ筐体１３を図示しないケース等に固定するために、パッケージ筐体１３の底部には金具１８が固定されている。
【００２０】
図２はこの光変調器の内部構成を示す平面図、図３は図２の要部を拡大した斜視図である。パッケージ筐体１３はその側壁に囲まれた内側に素子実装面１９を有しており、素子実装面１９には断面が概略矩形状の素子挿入溝２０が形成されている。
【００２１】
また、パッケージ筐体１３には、素子挿入溝２０の底面と同一の深さを有し、素子挿入溝２０の一方の側面及び素子実装面１９の双方に開口する切欠部２１が形成されている。この切欠部２１は、素子実装面１９と接地電極２４、２４との接続部を避けて、その間の部分に形成されている。
【００２２】
素子挿入溝２０には光導波路素子としてのマッハツェンダ型の変調器チップ２２が挿入・固定されている。この変調器チップ２２は、Ｚカットされたリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶からなる誘電体基板の表面に、Ｔｉ（チタン）等を熱拡散させて屈折率を高めることにより、Ｙ分岐部及びＹ結合部を有する光導波路（図２中、点線で表示）を形成し、その上にＳｉＯ2 からなるバッファ層を形成し、さらにこれの上に該光導波路に対応して信号電極２３及び接地電極２４を形成して構成される。
【００２３】
信号電極２３及び接地電極２４は金（Ａｕ）等の蒸着により形成されている。光導波路の両端は、図１の入力ポート１１及び出力ポート１２にそれぞれ光学的に接続される。なお、図２には接地電極２４を二つ有する三電極の構成が示されているが、接地電極２４は単一のものであっても良い。
【００２４】
この変調器チップ２２は、これらの信号電極２３及び接地電極２４に印加する電圧を制御することにより光導波路の屈折率を調整し、これによりスイッチング動作や変調動作を行うようにしたものである。
【００２５】
光導波路の一端からの入射光はＹ分岐部で分岐されて、一対の光導波路に至り、ここで電極２３、２４に駆動電圧が印加されることにより、電気光学効果により分岐された両光に位相差が生じる（一対の光導波路における電界の向きが相反するため、それぞれの屈折率も相反する方向に変化する）。これら両光をＹ結合部で再び結合させて光信号出力として取り出す。両光の位相差を零又はπになるように駆動電圧を印加すれば、例えば、ＯＮ−ＯＦＦのデジタル信号を得ることができる。
【００２６】
上述したような変調器チップ２２は、例えば、幅１ｍｍ、高さ（深さ）１ｍｍ、長さ６０ｍｍ程度の細長棒状に形成されている。パッケージ筐体１３の素子実装面１９に形成された素子挿入溝２０は、その幅が変調器チップ２２よりも僅かに大きい寸法で、その深さが変調器チップ２２と略同一の寸法となるように形成されている。
【００２７】
変調器チップ２２は、素子挿入溝２０の内面（底面）に接着剤塗布棒により接着剤を塗布した後に、素子挿入溝２０に挿入されることにより、パッケージ筐体１３に接着固定される。その後、変調器チップ２２の接地電極２４の接続部と素子実装面２２上の該接地電極２４に対応する部分にそれぞれリボン（ワイヤ）２５がボンディングされることにより導通接続される。変調器チップ２２の信号電極２３は、パッケージ筐体１３とは絶縁的に設けられた電圧印加用端子に導通接続される。
【００２８】
この第１の実施の形態によると、パッケージ筐体１３は、素子挿入溝２０の一方の側面及び素子実装面１９のそれぞれに開口し、素子挿入溝２０と略同一の深さを有する直方体形状の空間である切欠部２１を有しているので、接着剤を素子挿入溝２０の底面に塗布し、変調器チップ２２を素子挿入溝２０に挿入固定する際に、接着剤を素子挿入溝２０の側面にも付着してしまった場合や塗布量が多過ぎた場合であっても、接着剤は切欠部２１に流出するから、接着剤が素子挿入溝２０の側面と変調器チップ２２との隙間部分で毛管現象によって上昇して素子実装面１９に流出することが少なくなり、良好な高周波特性及び信頼性、ボンディング性を実現できる。
【００２９】
また、接着剤を素子挿入溝２０の側面に塗布する際に細心の注意を払ったり、塗布量をそれほど厳密に調整する必要がなくなり、接着剤の塗布作業を容易化することができる。特に、切欠部２１を接着剤の塗布のための作業スペースとして利用することができるから、接着剤の塗布作業を容易化することができ、塗布量や塗布位置の正確性が向上し、良好な特性を実現できる。
【００３０】
次に、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の一方の側面との間の寸法、及び切欠部２１の長手方向（変調器チップ２２の長手方向）の寸法について考察する。図４に示されているように、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の側面との間の寸法をｄとし、切欠部２１の長手方向の寸法をＷとする。
【００３１】
図５乃至図９は、光導波路デバイスの電気の透過特性（Ｓ21特性）を実験的に計測した結果を示すグラフであり、縦軸は電気の透過特性〔ｄＢ〕を、横軸は周波数〔ＧＨｚ〕を示している。この計測においては、切欠部２１の長手方向の寸法Ｗは零、即ち、切欠部２１を形成しない場合において、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の側面との間の寸法ｄのみを順次変更した。
【００３２】
図５はｄ＝０．１ｍｍの場合を示し、図６はｄ＝０．２ｍｍの場合を示し、図７はｄ＝０．３ｍｍの場合を示し、図８はｄ＝０．４ｍｍの場合を示し、図９はｄ＝０．５ｍｍの場合を示している。これらの図から明らかなように、ｄを０．１〜０．５ｍｍまで変化させた場合において、Ｓ21特性値（開始から６ｄＢダウンまでの周波数域）はいずれの図でもほぼ同じであり、少なくともｄ＝０．５ｍｍまでは特性上は問題がないことが理解できる。
【００３３】
また、図１０乃至図１２は、光導波路デバイスの電気の透過特性（Ｓ21特性）を実験的に計測した結果を示すグラフであり、縦軸は電気の透過特性〔ｄＢ〕を、横軸は周波数〔ＧＨｚ）を示している。この計測においては、変調器チップ２２と素子挿入溝２０の側面との間の寸法はｄ＝１．４ｍｍとし、切欠部２１の長手方向の寸法Ｗのみを順次変更した。
【００３４】
図１０はＷ＝１０ｍｍの場合を示し、図１１はＷ＝２０ｍｍの場合を示し、図１２はＷ＝３０ｍｍの場合を示している。これらの図から明らかなように、Ｗを１０〜３０ｍｍまで変化させた場合において、Ｓ21特性値（開始から６ｄＢダウンまでの周波数域）はいずれの図でもほぼ同じであり、少なくともＷ＝１０〜３０ｍｍまでは特性上は問題がないことが理解できる。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
図１３は本発明の第２の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。この第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態のような直方体状の切欠部２１は設けていない。
【００３６】
その代わりに、この第２の実施の形態では、素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの一方の側面との稜線部分を面取加工することにより形成された切欠部３１を設けている。この面取加工は、例えばエンドミルを用いて実施することができ、面取部分の寸法は０．２ｍｍ（Ｃ０．２）以上とするのが望ましい。
【００３７】
変調器チップ２２を素子挿入溝２０に挿入固定するための接着剤３２が変調器チップ２２と素子挿入溝２０の隙間部分で毛管現象により上昇したとしても、接着剤３２は切欠部３１の部分に溜まるだけで、素子実装面１９に流出することがなくなる。従って、特性を劣化させることが無いとともに、接着剤３２の塗布作業も容易となる。また、このような切欠部３１は前記第１の実施の形態における切欠部２１と比較して、その加工が非常に簡単である。
【００３８】
なお、素子挿入溝２０の他方の側面と底面との交差部には、斜めに放電加工により形成した放電加工溝３３を形成して、素子挿入溝２０の他方の側面と変調器チップ２２の対応する側面との間隙における接着剤３２の毛管現象による上昇を防止している。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００３９】
〔第３の実施の形態〕
図１４は本発明の第３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第３の実施の形態は、前記第２の実施の形態の一部の構成を変更したものであり、この第２の実施の形態では、切欠部３１は、二箇所に形成している。即ち、素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの一方の側面との稜線部分を面取加工することによる切欠部３１に加えて、素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの他方の側面との稜線部分を面取加工することによる切欠部３１を設けている。その他の構成及び効果は、放電加工溝３３を形成していない点を除いて、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４０】
〔第４の実施の形態〕
図１５は本発明の第４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第４の実施の形態は、前記第２の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第２の実施の形態では、切欠部３１は素子実装面１９と素子挿入溝２０の両側面のうちの一方の側面との稜線部分を面取加工することにより形成するようにした。
【００４１】
これに対して、この第４の実施の形態では、素子挿入溝２０の幅を変調器チップ２２の幅よりも大きく形成して、三角柱状のブロック部材３４を素子挿入溝２０に挿入して、ロー材によるロー付けあるいは導電性接着剤等による接着により固定している。
【００４２】
この第４の実施の形態において、三角柱状の切欠部３５は、前記第２の実施の形態の三角柱状の切欠部３１よりも大きくしているが、これは本発明のバリエーションを示すものであり、台形柱状のブロック部材（図示せず）を使用することにより、前記第２の実施の形態の三角柱状の切欠部３１のようにすることができる。
【００４３】
これと逆に、前記第２の実施の形態のような面取加工により、この第４の実施の形態のような三角柱状の切欠部３５とすることができる。その他の構成及び効果は、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４４】
〔第５の実施の形態〕
図１６は本発明の第５の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第５の実施の形態は、前記第４の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第４の実施の形態では、三角柱状の切欠部３５は素子実装面１９側に開いた空間、即ち、素子挿入溝２０の一方の側面が、素子挿入溝２０の底面から素子実装面１９へ向かうに従って、素子挿入溝２０の他方の側面に対して離間するように形成されている。
【００４５】
これに対して、この第５の実施の形態では、前記第４の実施の形態とは逆に、三角柱状の切欠部３６は、素子挿入溝２０の一方の側面が、素子挿入溝２０の底面から素子実装面１９へ向かうに従って、素子挿入溝２０の他方の側面に対して近接するように形成されている。
【００４６】
このような切欠部３７の形成方法としては、前記第４の実施の形態と同様に、素子挿入溝２０の幅を変調器チップ２２の幅よりも大きく形成して、三角柱状のブロック部材３４を素子挿入溝２０に逆向きに挿入して、ロー材によるロー付けあるいは導電性接着剤による接着により固定することができる。なお、このようなブロック部材３４によらずに、素子挿入溝２０の一方の側面を切削加工することにより切欠部３６を形成することも可能である。その他の構成及び効果は、前記第１及び第４の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４７】
図１７及び図１８は、前記第５の実施の形態のパケージ筐体及びブロック部材の形状を変更したバリエーションを示している。図１７は、パッケージ筐体１３の素子挿入溝２０の幅をさらに拡大して、台形柱状のブロック部材３７Ａを固定するようにしたものである。図１８は、パッケージ筐体１３の側壁の一部をブロック部材３７Ａと一体化したような形状のブロック部材３７Ｂを形成して、該側壁の一部に対応する部分が形成されていないパッケージ筐体１３に固定するようにしたものである。ブロック部材３７Ａ、３７Ｂやパッケージ筐体１３の加工、接着等の作業が容易となる。
【００４８】
〔第６の実施の形態〕
図１９は本発明の第６の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第６の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第１の実施の形態では、直方体状の切欠部２１は、変調器チップ２２の長手方向に対面する両端面が閉塞されているとともに、切欠部２１の底面と素子挿入溝２０の底面は同一面上に形成されている。
【００４９】
これに対して、この第６の実施の形態では、切欠部３８は素子挿入溝２０の長手方向の長さと同一であり、切欠部３８の底面は素子挿入溝２０の底面よりも素子実装面１９側に位置している。換言すると、切欠部３８の深さは素子挿入溝２０の深さよりも浅く形成されている。
【００５０】
この第６の実施の形態によると、変調器チップ２２を素子挿入溝２０に挿入固定するための接着剤３２が変調器チップ２２と素子挿入溝２０の隙間部分で毛管現象により上昇したとしても、接着剤３２は切欠部３８の部分に溜まるだけで、素子実装面１９に流出することがなくなる。従って、特性を劣化させることが無いとともに、接着剤３２の塗布作業も容易となる。また、このような切欠部３１は前記第１の実施の形態における切欠部２１と比較して、その加工が簡単である。
【００５１】
なお、素子挿入溝２０の他方の側面と底面との交差部には、斜めに放電加工により形成した放電加工溝３３を形成して、素子挿入溝２０の他方の側面と変調器チップ２２の対応する側面との間隙における接着剤３２の毛管現象による上昇を防止している。その他の構成及び効果は、前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００５２】
〔第７の実施の形態〕
図２０は本発明の第７の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第７の実施の形態は、前記第６の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第６の実施の形態では、切欠部３８は素子実装面１９側に開いた溝状の空間である。これに対して、この第７の実施の形態では、切欠部３９は、前記第６の実施の形態とは逆に、素子挿入溝２０の一方の側面の底面側近傍のみに開口した溝状の空間となっている。
【００５３】
このような切欠部３９の形成方法としては、素子挿入溝２０の幅を変調器チップ２２の幅よりも大きく形成して、所定形状の段差を有するブロック部材３７Ｃを素子挿入溝２０に挿入して、ロー材によるロー付けあるいは導電性接着剤による接着により固定することができる。なお、このようなブロック部材３７Ｃによらずに、切削加工により行うことも可能である。その他の構成及び効果は、前記第１及び第６の実施の形態と同様である。
【００５４】
〔第８の実施の形態〕
図２１は本発明の第８の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。この第８の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第１の実施の形態では、切欠部２１は素子実装面１９と接地電極２４とのボンディング接続部を除いた部分（一対の接続部間に挟まれた部分）に、直方体状のものを一個形成している。これに対して、この第８の実施の形態では、切欠部４０として、素子実装面１９と接地電極２４とのボンディング接続部を除いた部分に複数個並べて形成している。
【００５５】
そして、一の切欠部４０とこれに隣り合う他の切欠部４０との間の部分は、変調器チップ２２側が狭く、変調器チップ２２から離間するに従って広くなるようにテーパ状（先細三角形）に形成されている。このテーパ部４１の先端部は変調器チップ２２に線接触（又は近接）しており、この先端部と変調器チップ２２の接地電極２４とがリボン２５によりボンディング接続される。
【００５６】
前記第１の実施の形態では、素子挿入溝２０の側面の切欠部２１の無い部分で毛管現象が発生する場合が懸念されるが、この第８の実施の形態では、テーパ部４１の先端部と変調器チップ２２とは線接触（又は近接）であるから、毛管現象は殆ど生じない。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００５７】
〔第９の実施の形態〕
図２２は本発明の第９の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。この第９の実施の形態は、前記第８の実施の形態の一部の構成を変更したものである。前記第８の実施の形態では、一の切欠部４０と他の切欠部４０との間の部分であるテーパ部４１は先細テーパ状であるが、この第９の実施の形態では、変調器チップ２２側に凸となるように円弧状に形成した。
【００５８】
前記第８の実施の形態と同様に、円弧部４２の先端部と変調器チップ２２とは線接触（又は近接）であるから、毛管現象は殆ど生じない。その他の構成及び効果は前記第１及び第８の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００５９】
〔第１０の実施の形態〕
図２３は本発明の第１０の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第１０の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。この第１０の実施の形態では、切欠部４３は素子挿入溝２０の両側面の底面側近傍にそれぞれ開口するとともに、パッケージ筐体１３を貫通してパッケージ筐体１３の外側壁に開口するスリット状としている。
【００６０】
それぞれの切欠部４３のスリット幅は、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙の寸法よりも小さく設定している。このようにすることで、切欠部４３にて毛管現象が積極的に生じ、接着剤３２は切欠部４３の内部に積極的に吸入される。従って、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤が素子実装面１９に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００６１】
〔第１１の実施の形態〕
図２４は本発明の第１１の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この第１１の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものである。この第１１の実施の形態では、切欠部４４は素子挿入溝２０の底面に開口するようにスリット状に複数形成されている。
【００６２】
不要な接着剤３２は切欠部４４の内部に流入するから、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤３２が外部に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００６３】
〔第１２の実施の形態〕
図２５は本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す断面図、図２６は本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。この第１２の実施の形態は、前記第１の実施の形態の一部の構成を変更したものであり、前記第１の実施の形態のような直方体状の切欠部２１は設けていない。
【００６４】
その代わりに、この第１２の実施の形態では、切欠部４５の底面は素子挿入溝２０の底面と同一平面上に設定し、切欠部４５の長手方向の寸法は素子挿入溝２０の長手方向の寸法と同一に設定し、切欠部４５の側面と変調器チップ２２の対応する側面との間の寸法（ギャップ）を、ｄ＝０．２ｍｍ以上に設定して構成している。
【００６５】
換言すると、素子挿入溝２０の溝幅を変調器チップ２２の幅よりも０．２ｍｍ以上大きく設定している。図５乃至図９から明らかなように、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の側面（切欠部４５の側面）４６との間の寸法ｄは、０．１〜０．５ｍｍの間でその特性に影響は無いことが判明している。
【００６６】
一方、本願発明者による実験の結果、ｄ＝０．２ｍｍ以下の間隙では毛管現象による接着剤の流出が認められたが、ｄ＝０．２ｍｍ以上ではその発生がないことが確認された。
【００６７】
従って、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の側面（切欠部４５の側面）４６との間の寸法をｄ＝０．２ｍｍ以上に設定することにより、接着剤３２の素子実装面１９への流出が防止され、良好な特性を実現できる。
【００６８】
〔第１３の実施の形態〕
図２７は本発明の第１３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。前記第１乃至第１２の実施の形態では、切欠部２１、３１、３５、３６、３８、３９、４０、４３、４４、４５はパッケージ筐体１３に形成していた。これに対して、この第１３の実施の形態では、切欠部５０を変調器チップ２２の底面に形成した。
【００６９】
変調器チップ２２の底面の切欠部５０は、同図に示されているように、複数のスリット状に形成されている。不要な接着剤は切欠部５０の内部に流入するから、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤が外部に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００７０】
〔第１４の実施の形態〕
図２８は本発明の第１４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。前記第１３の実施の形態では、変調器チップ２２に複数のスリット状の切欠部５０を形成している。
【００７１】
これに対して、この第１４の実施の形態では、素子挿入溝２０の側面及び底面に対応する変調器チップ２２の表面に開口する一対の切欠部５１とした。不要な接着剤３２は切欠部５１の内部に流入するから、変調器チップ２２の側面と素子挿入溝２０の対応する側面との間隙を介して、接着剤３２が外部に流出することが少なくなる。その他の構成及び効果は前記第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００７２】
このような変調器チップの製造行程が、図２９（Ａ）〜（Ｃ）に示されている。まず、図２９（Ａ）に示されているように、リチウムナイオベート結晶からなるウエハ５２の裏面（底面側）に、所定の刃厚の第１の刃５３を有するダイシングソーにより、ウエハ５２の表面側には至らない複数の第１の溝５４を所定の間隔で形成する。
【００７３】
次に、図２９（Ｂ）に示されているように、第１の刃５３よりも刃厚の小さい第２の刃５５を有するカッティングソーにより、第１の溝５４の中央部にて、ウエハ５２を切断することにより、図２９（Ｃ）に示されているように、一対の切欠部５１を有する変調器チップ２２を得る。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、パッケージ筐体又は光導波路素子に切欠部を形成したから、該光導波路素子を該パッケージ筐体の素子挿入溝に接着剤により固定する場合に、該接着剤が光導波路素子の側面と素子挿入溝の対応する側面との間で毛管現象により素子実装面に流出することが防止され、良好な特性及び信頼性、ボンディング性を有する光導波路デバイスを提供することができるという効果がある。また、接着剤の塗布作業も容易になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の外観構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の要部構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の実験データの採取に使用した光導波路デバイスの構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．１、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．２、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．３、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．４、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝０．５、Ｗ＝０）を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝１．４、Ｗ＝１０）を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝１．４、Ｗ＝２０）を示すグラフである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の実験データ（ｄ＝１．４、Ｗ＝３０）を示すグラフである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態のパッケージ筐体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態のパッケージ筐体の製造方法の他の例を示す断面図である。
【図１９】本発明の第６の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２０】本発明の第７の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２１】本発明の第８の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図２２】本発明の第９の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の第１０の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２４】本発明の第１１の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２５】本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２６】本発明の第１２の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図２７】本発明の第１３の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２８】本発明の第１４の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２９】本発明の第１４の実施の形態の変調器チップの製造行程を示す図である。
【符号の説明】
１３ パッケージ筐体
１９ 素子実装面
２０ 素子挿入溝
２１ 切欠部
２２ 変調器チップ
２３ 信号電極
２４ 接地電極
２５ リボン
Claims (1)
- 素子実装面に開口する素子挿入溝を有するとともに、前記素子挿入溝の内面に開口する空間である切欠部を有するパッケージ筐体と、
誘電体基板の表面に光導波路及び電極を形成してなり、前記パッケージ筐体の前記素子挿入溝に接着剤により挿入固定される光導波路素子とを備え、
前記切欠部は前記素子挿入溝の側面と前記パッケージ筐体の外側に渡って貫通しているとともに、
前記切欠部をスリット状に形成し、前記切欠部の幅を前記素子挿入溝の側面と光導波路素子のこれに対応する側面との間の寸法よりも小さく設定した光導波路デバイス。
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