JP4735435B2 - 光・電気複合配線への光素子の接続方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、以下のものを提供するものである。
(1)光導波路及び導電性配線が所定の位置関係を有して同一断面内に形成されている光・電気複合配線と、前記光導波路に光学的に接続される光素子と、を接続する接続方法であって、
直流センサ及び交流センサのいずれかのセンサの一方及び他方の接触子を、それぞれ、前記光素子の接続側の前記導電性配線の端面である接続側端面及び前記光素子の接続側とは反対側の前記導電性配線の端部である反対側端部に接触する所を探す工程と、
前記探す工程を行いながら、前記接続側端面と前記反対側端部との間に印加された直流電流又は交流電流の有無を前記センサによって検出することにより、前記接続側端面の位置を検知する工程と、
前記検知する工程によって検知された前記接続側端面の位置に基づいて、前記光素子と前記光導波路との位置合わせをする工程とを備えたことを特徴とする接続方法。
(2)光導波路及び端面が露出していない孤立した導電性配線が所定の位置関係を有して同一断面内に形成されている光・電気複合配線と、前記光導波路に光学的に接続される光素子と、を接続する接続方法であって、
交流センサのコイル状部分を、前記光素子の接続側の前記導電性配線の端面である接続側端面に接触する所を探す工程と、
前記探す工程を行いながら、前記コイル状部分に印加された交流電気のインピーダンスの変化を前記交流センサによって検出することにより、前記接続側端面の位置を検知する工程と、
前記検知する工程によって検知された前記接続側端面の位置に基づいて、光素子と前記光導波路との位置合わせをする工程とを備えたことを特徴とする接続方法。
(3)光導波路及び端面が露出していない孤立した導電性配線が所定の位置関係を有して同一断面内に形成されている光・電気複合配線と、前記光導波路に光学的に接続される光素子と、を接続する接続方法であって、
交流センサのコイル状部分を、前記光素子の接続側の前記導電性配線の端面である接続側端面に非接触の状態で前記接続側端面の近傍に配置させる工程と、
前記コイル状部分に印加された交流電気のインピーダンスの変化を前記交流センサによって検出することにより、前記接続側端面の位置を検知する工程と、
前記検知する工程によって検知された前記接続側端面の位置に基づいて、光素子と前記光導波路との位置合わせをする工程とを備えたことを特徴とする接続方法。
(4)前記導電性配線が前記光・電気複合配線内に複数存在し、前記位置合わせ工程が前記複数の導電性配線の位置に対応して複数存在することを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の接続方法。
(5)前記複数の導電性配線が光導波路を挟む形で配置されていることを特徴とする(4)に記載の接続方法。
例えば電気配線位置読み取りセンサは小型で且つ電極を両面に持つことにより複合配線側と支持台側の両方を読み取ることが出来る。センサは金属パターンが形成されたもので、金属配線と接することにより通電することで位置を検出する方法があるが、この場合、配線の反対側にも電極が付けられている必要がある。そのため、センサをコイル型としてそこに交流信号を送ることにより、金属配線と非接触で位置を検出する方式がより好ましい。この非接触の方式では位置合せに用いる金属配線は孤立したパターンで良く、形状の自由度を高くすることが出来る。位置を検出した後、複合配線と支持台を位置合せしながら近付け固定する。
前記導電性配線が前記光・電気複合配線内に複数存在し、前記基準が前記複数の導電性配線の位置に対応して複数存在することが好ましい。
前記位置合わせが直流電流を使って行われる場合を具体的に表現すると、光導波路と導電性配線が所定の位置関係を有して同一断面内に形成されている光・電気複合配線の光導波路に光素子を接続する場合において、導電性配線の位置を電気的に検知すること(電気的検知方法)により光導波路の位置を求め、光素子と光導波路を位置合せすることを特徴とする光・電気複合配線への光素子の接続方法となり、導電性配線が複数配置され、2つ以上の導電性配線の位置を検知し、更に導電性配線の位置合せをすることが好ましい。
前記位置合わせが交流電流を使って行われる場合を具体的に表現すると、導電性配線の位置を電気的に検知すること(電気的検知方法)が、光・電気複合配線の端面が露出し且つ反対側の端部が電気的に外部とつながっていない導電性配線と位置検知用センサが接触し交流信号を流すことによりインピーダンスの変化を検出することを特徴とする光・電気複合配線への光素子の接続方法となり、光・電気複合配線の端面近傍に位置する導電性配線と非接触で且つ交流信号を用いることにより誘導結合によるインピーダンスの変化を検出することも好ましい。
(実施例1)
図1に示した光・電気複合配線1は光導波路のアンダークラッド層2を形成した後、その上に導電性配線である銅配線3と光導波路のコア4を所定の形状にパターン化して形成し、更にオーバークラッド層5を形成することで、光配線と導電性配線が同一断面内に位置する複合配線が出来上がる。この複合配線の光導波路にレーザーダイオードやフォトダイオードなどの光素子を接続する際、光素子と光導波路を非常に高い精度で位置合せを行い、接続する必要がある。この位置合せ精度はコアサイズの大きい、例えば50μm角のマルチモード光導波路の場合でも、5μm以下の位置合せ精度が要求され、更に消費電力を下げる観点では1μm以下であることが求められている。位置合せの方法として本発明では同一断面内に位置する導電性配線である銅配線を用いる。更に実施例1では図1に示したように銅配線が端面に露出した形になっている。
(実施例2)
実施例1では銅配線の位置を銅配線とセンサを接触させ、更に複合配線の接続部と反対側をセンサと電気的につながるように接続することで検知した。しかし、検知に交流信号を用いることで、銅配線が孤立して直流電流が流れない状態でも、銅配線を検知することが可能である。此処でいう交流とはセンサを流れる電流が増えたり減ったり逆に流れるなどの変化をすることをいう。そこで、本発明の対象となる光・電気複合配線を実施例1と同様に作製する際、位置読み取り用の銅配線10を図2に示したように配線の端部に孤立した形で形成する。なお、銅配線は位置合せ用以外にも電気的な接続用の配線も同一断面に形成されている。
(実施例3)
実施例2ではセンサ11と銅配線10を接触させて交流信号を流し、銅配線の位置を検知したが、交流信号を用いる場合、センサ(非接触型交流信号センサ)13と銅配線が接触しなくとも近づけることでインピーダンスが変化し、位置を検知することが可能である。よって、本発明の接続方法の対象となる複合配線のセンサ読み取り側の端部には銅配線12は露出していない構造となっている。このような構造とすることにより、銅配線を切断する際に生じる銅配線の断面形状の崩れがなく、形状の崩れによる影響を避けることが可能になる。ここで、導電性配線は銅以外のアルミニウムや鉄やそれらの合金でも良く、また、ITOなどの導電性を有する酸化物や、更には導電性ポリマーでも良い。
(実施例4)
光導波路の位置検出に用いる導電性配線3,10,12は、位置合せの精度を上げるため、2個以上を端面に配置させている(a)。これら2個以上の配線位置を読み取ることにより、端面に垂直方向に対して回転方向の位置合せを行うことが可能になる。さらに、光導波路の位置検出に用いる導電性配線3,10,12は、位置合せの精度を上げるため、2個以上を端面に配置させ、更に、光導波路を挟む形で配置させる(b)。光導波路を挟む形で配置された2個以上の配線位置を読み取ることにより、端面に垂直方向に対して回転方向の位置合せを挟まない形に比べて高精度に行うことが可能になり、更に複合配線の温度変化などによる寸法の設計に対するずれに対しても補正して位置合せを行い、接続することが可能になる。
(実施例5)
図5には極薄フレキシブル基板14に光素子を実装した状態を示している。極薄フレキシブル基板14には電気接続用の電気配線15と光素子接続用の電気配線16が形成されており、電気接続用の電気配線15の端部には導電性接着剤17が付いている。また、光素子接続用の電気配線16の近くには光素子18が実装され、電気配線16とはワイヤー19で接続されている。極薄フレキシブル基板14は非常に薄く折り曲げることが可能である。そこでサブマウント20に光素子を実装した極薄フレキシブル基板14を折り曲げて固定し、光・電気複合配線と接続するサブアセンブリとなる。このサブアセンブリと光・電気複合配線を本発明の方法で位置合わせを行い、接着剤で固定することにより光素子と光導波路を接続することが出来る。合わせて電気配線も接続することが出来る。使用形態の一つとして上記アセンブリをハウジングに入れ、樹脂で封止した形がある。
高精度な接続方法の実現は光導波路、レーザーダイオードやフォトダイオードなどの光素子の更なる小型化・高速化を実現し、情報社会の革新に拍車がかかる。
また、本発明のサブユニットでは従来ユニットよりも接続精度の高い高速化したユニットを実現できた。
2;アンダークラッド層
3;銅配線(導電性配線)
4;光導波路コア
5;オーバークラッド層
6;接触型センサ
7;光素子
8;電気配線
9;コネクタ形状をしたハウジング
10;位置読み取り用銅配線(導電性配線)
11;接触型交流信号センサ(銅配線の位置を検知するセンサ)
12;位置読み取り用埋め込み型銅配線(導電性配線)
13;非接触型交流信号センサ
14:光素子実装フレキシブル基板(光電気混載ユニット)
15:電気接続用の電気配線
16:光素子接続用の電気配線
17:導電性接着剤
18:光素子
19:ワイヤー
20:サブマウント(コネクタ部品)
Claims (5)
- 光導波路及び導電性配線が所定の位置関係を有して同一断面内に形成されている光・電気複合配線と、前記光導波路に光学的に接続される光素子と、を接続する接続方法であって、
直流センサ及び交流センサのいずれかのセンサの一方及び他方の接触子を、それぞれ、前記光素子の接続側の前記導電性配線の端面である接続側端面及び前記光素子の接続側とは反対側の前記導電性配線の端部である反対側端部に接触する所を探す工程と、
前記探す工程を行いながら、前記接続側端面と前記反対側端部との間に印加された直流電流又は交流電流の有無を前記センサによって検出することにより、前記接続側端面の位置を検知する工程と、
前記検知する工程によって検知された前記接続側端面の位置に基づいて、前記光素子と前記光導波路との位置合わせをする位置合わせ工程とを備えたことを特徴とする接続方法。 - 光導波路及び端面が露出していない孤立した導電性配線が所定の位置関係を有して同一断面内に形成されている光・電気複合配線と、前記光導波路に光学的に接続される光素子と、を接続する接続方法であって、
交流センサのコイル状部分を、前記光素子の接続側の前記導電性配線の端面である接続側端面に接触する所を探す工程と、
前記探す工程を行いながら、前記コイル状部分に印加された交流電気のインピーダンスの変化を前記交流センサによって検出することにより、前記接続側端面の位置を検知する工程と、
前記検知する工程によって検知された前記接続側端面の位置に基づいて、光素子と前記光導波路との位置合わせをする位置合わせ工程とを備えたことを特徴とする接続方法。 - 光導波路及び端面が露出していない孤立した導電性配線が所定の位置関係を有して同一断面内に形成されている光・電気複合配線と、前記光導波路に光学的に接続される光素子と、を接続する接続方法であって、
交流センサのコイル状部分を、前記光素子の接続側の前記導電性配線の端面である接続側端面に非接触の状態で前記接続側端面の近傍に配置させる工程と、
前記コイル状部分に印加された交流電気のインピーダンスの変化を前記交流センサによって検出することにより、前記接続側端面の位置を検知する工程と、
前記検知する工程によって検知された前記接続側端面の位置に基づいて、光素子と前記光導波路との位置合わせをする位置合わせ工程とを備えたことを特徴とする接続方法。 - 前記導電性配線が前記光・電気複合配線内に複数存在し、前記位置合わせ工程が前記複数の導電性配線の位置に対応して複数存在することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の接続方法。
- 前記複数の導電性配線が光導波路を挟む形で配置されていることを特徴とする請求項4に記載の接続方法。
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