JP5255252B2

JP5255252B2 - 光結合器の製造方法および光結合器

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Publication number: JP5255252B2
Application number: JP2007257062A
Authority: JP
Inventors: 隆裕渡辺; 直之児島
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2027-10-01
Also published as: JP2009086393A

Description

本発明は、光回路基板に備えられた光伝送路と光素子とを光結合させるための光結合器およびその製造方法に関するものである。

近年、半導体からなる集積素子の分野では、高速・高密度化への進展が著しく、従来の電気的な配線による相互接続では、信号の遅延、減衰、干渉等により、十分な特性が期待できなくなることが問題となっている。この問題は、ＩＯボトルネックといわれ、これを解決するために光インターコネクション技術が注目されている。光インターコネクション技術は、通信機器相互間や通信機器内のボード間にとどまらず、１つのボード内の集積回路素子間にも適用することが検討されている。

従来のボード内光インターコネクションを実現するための光回路基板として、例えば特許文献１に開示されている光導波路が形成された多層プリント基板が知られている。ここでは、基板表面に実装された面発光型光素子（ＶＣＳＥＬ）から基板に垂直な方向に出射された信号光を、光配線に形成された光路変換ミラーで反射させることで光伝送路を導波させ、導波した信号光を別の光路変換ミラーで反射させて面受光型光素子（プレーナー型フォトダイオード）によって受光するものである。

光信号を用いた光伝送システムでは、発光素子や受光素子等に加えて、光信号を伝播させるための光伝送路が必要となり、各受発光素子を光伝送路に光結合させて用いている。光信号は、光強度の高低で表されることから、光伝送システムでは光強度を維持することが重要である。また、受発光素子を実装するには電気回路基板が必要となり、これが受発光素子と光伝送路との間に実装されるため、受発光素子と光伝送路とが離れた構造となっている。その結果、受発光素子と光伝送路との間で十分な光強度が確保できなくなってしまうといった問題があった。

このような構造の光伝送システムにおいて、十分な光強度を確保するには受発光素子と光伝送路との間を高い光結合効率で光結合する手段が必要となる。高い光結合効率を実現する光結合手段として、受発光素子と光伝送路との間に光を伝搬させるための光導波路を用いるものが従来から知られている（特許文献２）。光導波路を用いた光結合手段を図１１に示す。ここでは、光素子９０１と光伝送路９０２との間を、光導波路（光ピン）９０３を用いて光結合した例を示している。

また、非特許文献１には、光素子と光伝送路との間を光結合させるための光導波路が、いわゆる自己形成法という方法で形成されるものが開示されている。自己形成法により光結合器の光導波路を形成する方法を図１２に示す。ここでは、光素子９１１の受発光面にコア用樹脂として未硬化の紫外線硬化樹脂９１３を配置し、その上に所定のパターンが形成されたマスク９１４を載置し、その上から紫外線等の光を照射することによりコア９１２を形成している。
特許公開２００６−１２０９５６号公報特許公開２００４−１５７４３８号公報第２０回エレクトロニクス実装学会講演大会、２２Ｃ−０７、「マスク転写法光ロッドとファイバの光接続」東海大学久保宏行他、２００６．３．２２

しかしながら、上記従来の光結合器およびその製造方法では、以下のような問題があった。受発光素子と光伝送路との間を光結合させるための光導波路を、上記の光ピン等のように光ファイバを加工して形成する方法では、量産性に欠けるといった問題があった。

また、自己形成法によりコアを形成する方法では、量産性を高めることは可能なものの、クラッドが形成されていないと信頼性が低くなるという問題と、信頼性を向上させるためにコア周囲にクラッドを形成しようにも、未硬化のクラッド用樹脂でコアの周囲だけを適切に覆うように配置することが困難といった問題があった。すなわち、クラッド用樹脂が少ない（図１３（ａ））とコアを十分に覆うことができなくなる一方、クラッド用樹脂をコアの周りに多く配置すると（図１３（ｂ））、クラッドを形成しない周囲にもクラッド用樹脂が溢れて付着したり、コア端部の界面もクラッド用樹脂で不均一に覆われて光軸が曲がってしまう、等の問題があった。

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、クラッド用樹脂に対する濡れ性を利用してコアの外周面にクラッドを適切に形成することが可能な光結合器の製造方法および光結合器を提供することを目的としている。

この発明の光結合器の製造方法の第１の態様は、電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための光導波路を備えた光結合器の製造方法であって、前記光素子の受発光面または前記電気回路基板の開口部に前記光導波路のコアを形成する第１のステップと、クラッド用樹脂を前記コア周辺に配置する第２のステップと、前記クラッド用樹脂を硬化して前記光導波路のクラッドを形成する第３のステップと、前記光素子の受発光面または前記電気回路基板の開口部の周囲に前記コアの長さに略等しい高さの堰止部を形成する第４のステップと、前記クラッド用樹脂の濡れ性が少なくとも前記堰止部に対するものより高い押さえ板を前記コア上部に配置する第５のステップと、を含み、前記第４のステップを少なくとも前記第２のステップより先に行い、前記第５のステップを少なくとも前記第３のステップより先に行うことを特徴とする。

この発明の光結合器の製造方法の他の態様は、前記押さえ板は、前記コアの光結合面と対向する領域を含む所定の領域がその外周の領域よりも前記クラッド用樹脂に対する濡れ性が高くなるように形成されていることを特徴とする。
これにより、コア先端の光結合面と同一平面状に配置されるクラッド用樹脂の断面を、押さえ板上の濡れ性が高い領域と略等しい大きさにすることができる。従って、クラッドの断面を、押さえ板上の濡れ性が高い領域の大きさによって選択的に形成することができる。

この発明の光結合器の製造方法の他の態様は、前記クラッド用樹脂に対する濡れ性は、前記コアの方が前記堰止部より高いことを特徴とする。
これにより、クラッド用樹脂を堰止部よりコアの方に多く集中させることができ、より少ない量のクラッド用樹脂でコアを覆うことが可能となる。

この発明の光結合器の製造方法の他の態様は、前記クラッド用樹脂に対する濡れ性は、前記押さえ板の方が前記堰止部より高いことを特徴とする。
これにより、クラッド用樹脂を堰止部より押さえ板の方に多く集中させることができ、コア先端の光結合面までより少ない量のクラッド用樹脂でコアを覆うことが可能となる。

この発明の光結合器の製造方法の他の態様は、前記クラッド用樹脂に対する濡れ性は、前記コアの方が前記光素子および前記光回路基板より高いことを特徴とする。
これにより、クラッド用樹脂を光素子および光回路基板の面上に拡がらせることなくコアの外周面に効率的に配置することが可能となる。

本発明によれば、コアに対する濡れ性の高いクラッド用樹脂をコア周辺に配置することで、コアの外周面に好適な状態でクラッドを形成することが可能な光結合器の製造方法および光結合器を提供することが可能となる。

図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における光結合器の製造方法および光結合器について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。本発明の光結合器の製造方法および光結合器では、コアに対する濡れ性が高いクラッド用樹脂を用いることで、コアの外周面に好適な状態でクラッドを形成している。ここで用いている濡れ性とは、固体が空気と接して形成される固体・気体間の界面が消失し、新たに固体・液体間の界面が生じて固体表面の一部が固体・液体界面で置き換えられる現象を言い、この固体表面がその液体で"濡らされた"と言う。

本発明の第１の実施形態に係る光結合器の製造方法、およびこの製造方法を用いて製造された光結合器を、図１、２を用いて以下に説明する。図１は、本実施形態に係る光結合器の製造方法を説明するための工程図であり、図２は、本実施形態に係る光結合器の製造方法により製造された光結合器を用いて、光回路基板と光素子とを光結合した実施例を示す断面図と、光素子搭載基板１２１の下面図とを対応させて示している。光素子搭載基板１２１の下面図は、光素子搭載基板１２１に形成された素子側光導波路１１０ａと堰止部１４２ａを下側から見た図である。

図２では、本実施形態の光結合器１００が、光素子搭載用基板１２１に搭載された光素子１２０と、光回路基板１３０に備えられた光伝送路１３１とを高効率で光結合するために用いられている。光回路基板１３０は、電気回路基板１３２と、これに略平行に設置された光伝送路１３１とを備えている。光結合器１００は、光素子１２０の受発光面１２０ａに設置された素子側光導波路１１０ａと、光伝送路１３１の上面に形成された電気回路基板１３２の開口部１３３に設置された基板側光導波路１１０ｂとで構成されている。

素子側光導波路１１０ａおよび基板側光導波路１１０ｂは、それぞれコア１１１ａ、１１１ｂとその外周面に形成されたクラッド１１２ａ、１１２ｂとで構成されており、それぞれが光素子１２０の受発光面１２０ａおよび電気回路基板１３２の開口部１３３に別々に形成されている。光素子１２０を光素子搭載用基板１２１と一体に光回路基板１３０上に設置するときに、素子側光導波路１１０ａの素子側光結合面１１３ａと基板側光導波路１１０ｂの基板側光結合面１１３ｂとが効率よく光結合するように位置決めされている。

光素子搭載用基板１２１は、はんだ１５１で電気回路基板１３２に電気的に接続されている。素子側光導波路１１０ａおよび基板側光導波路１１０ｂは、はんだ１５１とともに接着剤１５２で一体に固定されている。接着剤１５２は、素子側光導波路１１０ａおよび基板側光導波路１１０ｂの外周に充填されるだけでなく、素子側光結合面１１３ａと基板側光結合面１１３ｂとの間の隙間にも充填される。その結果、素子側光導波路１１０ａのコア１１１ａと基板側光導波路１１０ｂのコア１１１ｂとの間にも接着剤１５２が充填されることから、接着剤１５２には透過率の高いものを用いるのが望ましい。

なお、光素子搭載用基板１２１上および電気回路基板１３２上にそれぞれ素子側堰止部１４２ａ、基板側堰止部１４２ｂが設けられているが、後述するように、これは素子側光導波路１１０ａおよび基板側光導波路１１０ｂを形成するときに用いたものであり、光素子１２０と光回路基板１３０との光結合に必ずしも必要なものではない。

光素子１２０と光回路基板１３０とを光結合器１００を用いて光結合することにより、光素子１２０と光伝送路１３１に設けられた反射面１３４との間で、光導波路１１０ａのコア１１１ａと光導波路１１０ｂのコア１１１ｂ内を光が伝送するように構成され、これにより光の減衰を抑えて高い光結合を実現することができる。

上記のような光結合器１００を製造するための本発明の光結合器の製造方法の第１の実施形態を以下に説明する。図１では、光素子１２０の受発光面１２０ａに素子側光導波路１１０ａを形成する場合を例に示しているが、電気回路基板１３２の開口部１３３に基板側光導波路１１０ｂを形成する場合も、図１と同様の製造方法を用いることができる。

本実施形態の光結合器の製造方法では、光結合器を製造するために堰止部および押さえ板を用いている。まず図１（ａ）の第１ステップにおいて、光素子搭載用基板１２１の光素子１２０が搭載された同一面上に、光素子１２０を中心に素子側堰止部１４２ａを設置する。素子側堰止部１４２ａの高さは、コア１１１ａに略等しくするのがよい。

図１（ｂ）に示す第２ステップでは、素子側堰止部１４２ａで囲まれた光素子１２０の受発光面１２０ａ上にコア用樹脂１１４を所定の高さまで充填し、その上からマスク１４１を載置する。マスク１４１にはコア１１１の断面と略等しい大きさの光透過部１４１ａが形成されており、光透過部１４１ａが光素子１２０の真上に位置するように位置決めする。コア用樹脂１１４には光硬化性樹脂を用いるものとし、例えばエポキシ系樹脂等を用いることができる。

図１（ｃ）に示す第３ステップでは、マスク１４１の上方から紫外光等の光を照射する。照射された光は、光透過部１４１ａのみでコア用樹脂１１４に達することができ、光透過部１４１ａの直下に位置するコア用樹脂１１４のみが照射光を受けて硬化する。これにより、光透過部１４１ａの径と略等しい径のコア１１１ａが形成される。このようにして、例えば径が３０〜１００μｍ程度のコア１１１ａを形成することができる。
図１（ｄ）に示す第４ステップでは、マスク１４１を取り除き、未硬化のコア用樹脂１１４を除去する。

図１（ｅ）に示す第５ステップでは、素子側堰止部１４２ａで囲まれたコア１１１ａの周りにクラッド用樹脂１１５を充填する。本実施形態のクラッド用樹脂１１５は、コア１１１ａに対する高い濡れ性を有している。これにより、クラッド用樹脂１１５をコア１１１ａの周りに集中させることができ、同図に示すように、コア１１１ａを中心に盛り上がるようにクラッド用樹脂１１５を分布させることができる。

上記のように、コア１１１ａに対する濡れ性の高いクラッド用樹脂１１５を用いることで、少ない量のクラッド用樹脂１１５でコア１１１ａの先端まで覆うように分布させることができる。クラッド用樹脂１１５には、エポキシ系樹脂等の光硬化性樹脂やアクリル系の熱硬化樹脂を用いることができる。また、素子側堰止部１４２ａのクラッド用樹脂１１５に対する濡れ性は、コア１１１ａよりも低くするのがよい。

図１（ｆ）に示す第６ステップでは、クラッド用樹脂１１５の上に押さえ板１４３を載置する。この押さえ板１４３には、クラッド用樹脂１１５に対する高い濡れ性を有するものを用いる。このような押さえ板１４３を用いることで、クラッド用樹脂１１５がコア１１１ａを伝って押さえ板１４３に多く集まるようにすることができる。その結果、クラッド用樹脂１１５がコア１１１ａの先端で所定の厚さまで集まるようになる。このとき、コア１１１ａの先端におけるクラッド用樹脂１１５の厚さは、機械的強度を確保するためにも、アスペクト比３以下とすることが望ましい。

図１（ｇ）に示す第７ステップでは、押さえ板１４３の上方から紫外光等の光を照射してクラッド用樹脂１１５を硬化させる。これにより、素子側光導波路１１０ａが形成される。ここでは、クラッド用樹脂１１５として光硬化性樹脂を用いる場合を示しており、この場合には押さえ板１４３として透過率の高い板を用いる必要がある。また、クラッド用樹脂１１５として熱硬化樹脂を用いた場合には、外部からクラッド用樹脂１１５を加熱して硬化させる。

上記の各ステップの処理により、コア１１１ａとクラッド１１２ａとからなる素子側光導波路１１０ａを形成することができる。本実施形態の光結合器の製造方法では、コア１１１ａに対する濡れ性の高いクラッド用樹脂１１５を用いてクラッド１１２ａを形成しており、これによりクラッド用樹脂１１５をコア１１１ａの周りに集中させることが可能となり、コア１１１ａの外周に好適なクラッド１１２ａを形成することができる。

また、コア１１１ａの周囲にクラッド用樹脂１１５を閉じ込めるための堰止部１４２ａを設けることで、少量のクラッド用樹脂１１５でコア１１１ａの外周面を覆うことができ、クラッド用樹脂１１５の余剰分が発生することもなく、光導波路１１０ａの周囲にクラッド用樹脂１１５を飛散させてしまうおそれもない。本実施形態の製造法により製造される光結合器１００は、コア１１１ａを略中心として堰止部１４２ａで囲まれた所定の範囲以内にクラッド１１２ａが形成されている。

さらに、クラッド用樹脂１１５に対する漏れ性の高い押さえ板１４３をコア１１１ａの上部に配置することで、少ない量のクラッド用樹脂１１５で先端の光結合面１１３ａまで十分な厚さでコア１１１ａの外周面を覆うことができる。これにより、光結合面１１３ａまで十分な厚さを有するクラッド１１２ａを備えた光導波路１１０ａを形成することができ、高い光閉じ込め効果を有する光導波路１１０ａを提供することができる。

本実施形態の光結合器の製造方法において、コア１１１ａの光結合面１１３ａと押さえ板１４３との間に図３に例示するような所定幅の隙間１６０を設けた場合には、この隙間１６０にクラッド用樹脂１１５が充填されて硬化される。その結果、光結合面１１３ａもクラッド１１２ａで覆われて保護される。また、光結合面１１３ａ上に形成されるクラッド１１２ａは均一の幅でかつ平坦な面を形成することから、ここで光軸が曲げられるおそれもない。このように、光結合面１１３ａも含めてコア１１１ａの外周面全体をクラッド１１２ａで覆うようにすることで、コア１１１ａの損傷を防止することができる。

堰止部１４２ａのクラッド用樹脂１１５に対する濡れ性は、コア１１１ａより低くするのがよい。これにより、図１（ｅ）に示すように、クラッド用樹脂１１５を堰止部１４２ａに少なく、かつコア１１１ａの周囲に多く集まるようにすることができる。このように、クラッド用樹脂１１５をより多くコア１１１ａの外周面に集中させるようにすることにより、少ない量のクラッド用樹脂１１５でコア１１１ａの外周面を覆わせることが可能となる。

本発明の光結合器の製造方法の第２の実施形態を、図４を用いて以下に説明する。図４は、第２の実施形態の光結合器の製造方法を説明するための工程図であり、クラッド１１２ａを形成する第４ステップ以降の工程のみを示している。コア１１１ａの形成は、第１の実施形態と同様に、図１（ａ）〜（ｃ）までの各ステップで行う。本実施形態では、素子側堰止部１４２ａおよび押さえ板１４３を用いないでクラッド１１２ａを形成する。

本実施形態では、図４（ａ）に示すように、第４ステップの未硬化のコア用樹脂１１４を除去する際に、素子側堰止部１４２ａも取り外している。すなわち、堰止部１４２ａを取り外すことで、未硬化のコア用樹脂１１４を容易に除去できる。

図４（ｂ）に示す第５ステップでは、コア１１１ａの周りにクラッド用樹脂１１５を充填する。本実施形態でも、コア１１１ａに対する高い濡れ性を有するクラッド用樹脂１１５を用いていることから、クラッド用樹脂１１５をコア１１１ａの周りに集中させることができる。

図４（ｃ）に示す第６ステップでは、クラッド用樹脂１１５の上方から紫外光等の光を照射してクラッド用樹脂１１５を硬化させる。これにより、素子側光導波路１１０ａが形成される。この第６ステップは、第１の実施形態の第７ステップに相当するものであり、本実施形態では第１の実施形態の第６ステップを省略している。

本実施形態では、素子側堰止部１４２ａおよび押さえ板１４３を用いていないことから、コア１１１ａの周りに十分な厚さのクラッド１１２ａを形成するためには、第１の実施形態の場合よりも多くのクラッド用樹脂１１５が必要となる可能性がある。しかしながら、素子側堰止部１４２ａおよび押さえ板１４３を用いずに、簡略な方法で素子側光導波路１１０ａを形成することができる。従って、コア１１１ａの先端のクラッド１１２ａの厚さを薄くできる場合には好適な方法である。

本発明の光結合器の製造方法の第３の実施形態を、図５を用いて以下に説明する。図５は、第３の実施形態の光結合器の製造方法を説明するための工程図であり、クラッド１１２ａを形成する第５ステップ以降の工程のみを示している。コア１１１ａの形成は、第１の実施形態と同様に、図１（ａ）〜（ｄ）までの各ステップで行う。本実施形態では、素子側堰止部１４２ａを用いてクラッド１１２ａを形成しており、押さえ板１４３は用いていない。

図５（ａ）に示す第５ステップでは、コア１１１ａの周りにクラッド用樹脂１１５を充填する。本実施形態でも、コア１１１ａに対する高い濡れ性を有するクラッド用樹脂１１５を用いており、かつ素子側堰止部１４２ａを用いていることから、クラッド用樹脂１１５をコア１１１ａの周りに集中させることができる。素子側堰止部１４２ａのクラッド用樹脂１１５に対する濡れ性は、コア１１１ａよりも低くするのがよい。

図５（ｂ）に示す第６ステップでは、クラッド用樹脂１１５の上方から紫外光等の光を照射してクラッド用樹脂１１５を硬化させる。これにより、素子側光導波路１１０ａが形成される。第２の実施形態の場合と同様に、この第６ステップも第１の実施形態の第７ステップに相当するものであり、第１の実施形態の第６ステップを省略している。

本実施形態では、素子側堰止部１４２ａを用いていることから、少ない量のクラッド用樹脂１１５でコア１１１ａの外周面に十分な厚さのクラッド１１２ａを形成することができる。また、クラッド用樹脂１１５が素子側堰止部１４２ａで閉じ込められることから、周囲に漏れたりするのを防止することができる。しかしながら、押さえ板１４３を用いていないことから、光結合面１１３ａの外周に十分な厚さのクラッド１１２ａを形成するためには、第１の実施形態の場合よりも多くのクラッド用樹脂１１５が必要となる可能性がある。

押さえ板１４３を用いてクラッド１１２ａを形成する第１の実施形態の光結合器の製造方法において、押さえ板１４３のクラッド用樹脂１１５に対する濡れ性を所定の領域のみで高くしてもよい。すなわち、図６に示すように、コア１１１ａの光結合面１１３ａと対向する押さえ板１４３の領域を含む領域１４３ａのみにおいて、クラッド用樹脂１１５に対する濡れ性を高くすることができる。図６は、光素子搭載用基板１２１上に素子側堰止部１４２ａおよび所定の領域のみ濡れ性が高い押さえ板１４３を載置して内部にクラッド用樹脂１１５を充填した状態を示す断面図である。

このように、所定の領域１４３ａのみの濡れ性を選択的に高くすると、先端の断面積が領域１４３ａに略等しいクラッド１１２ａを形成することができる。従って、コア先端の光結合面１１３ａと略同一平面状に配置されるクラッド１１２ａの断面を、押さえ板上の濡れ性が高い領域１４３ａの大きさによって選択的に形成することができる。また、クラッド用樹脂１１５が領域１４３ａを越えて押さえ板１４３上に広がるのを防止することができ、より効率的にコア１１１ａの周囲にクラッド用樹脂１１５を分布させることができる。

本発明の光結合器の製造方法では、クラッド用樹脂に対する濡れ性を、クラッド用樹脂を充填させる領域を形成する光素子、光回路基板、堰止部、押さえ板、およびコアのそれぞれで好適に調整することで、コアの外周部に任意の形状のクラッドを形成することができる。

まず、第１の実施形態の光結合器の製造方法において、クラッド用樹脂１１５に対する濡れ性を素子側堰止部１４２ａより押さえ板１４３の方を高くすることにより、コア１１１ａの外周面から押さえ板１４３にかけてより多くのクラッド用樹脂１１５を集中させることができる。その結果、少ない量のクラッド用樹脂１１５でコア１１１ａの外周面を先端の光結合面１１３ａまで確実に覆うことが可能となる。押さえ板１４３の濡れ性を素子側堰止部１４２ａより高くした一例を図７に示す。同図に例示するように、押さえ板１４３の濡れ性を高くすることにより、例えば両端部が太く中央が細いクラッド２１２ａを有する素子側光導波路２１０ａを形成することも可能である。

また、コア１１１ａのクラッド用樹脂１１５に対する濡れ性を光素子１２０より高くすることで、クラッド用樹脂１１５を光素子１２０の面上に拡がらせることなくコア１１１ａの外周面に効率的に集中させることができる。その結果、例えば図８に示すように、両端部が細く中央に向かうほど太くなるクラッド３１２ａを有する素子側光導波路３１０ａを形成することも可能となる。ここでは、素子側光導波路３１０ａの製造方法について説明しているが、基板側光導波路を製造する場合には、コア１１１ｂのクラッド用樹脂に対する濡れ性を光回路基板１３０より高くすることで、同様の形状のクラッドを形成することができる。

また、コア１１１ａのクラッド用樹脂１１５に対する濡れ性を光素子１２０および押さえ板１４３より高くすることで、クラッド用樹脂１１５をコア１１１ａの外周面にさらに多く集中させることができる。一例を図９に示す。
さらに、コア１１１ａおよび押さえ板１４３のクラッド用樹脂１１５に対する濡れ性を光素子１２０より高くした場合には、図１０に例示するような光結合面１１３ａでクラッドの径を大きくした光導波路を形成することが可能となる。

上記で説明した本発明の光結合器の製造方法は、光結合器の量産性に優れた製造方法であり、より少ない量のクラッド用樹脂でコアを覆う好適な形状のクラッドを形成することができるコスト面でも優れた製造方法である。また、光結合器の製造中にクラッド用樹脂を必要外のところに付着させたり、光結合面に形成されたクラッドで光軸を曲げてしまう、といったおそれもない。従って、コアとクラッドとで高い光閉じ込め効果が得られる高品質な光結合器を提供することが可能となる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る光結合器及びその製造方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における光結合器及びその製造方法の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の第１の実施形態に係る光結合器の製造方法を説明する工程図である。本発明の第１の実施の形態に係る光結合器を用いて光回路基板と光素子とを光結合した実施例を示す平面図および断面図である。光結合面をクラッド用樹脂で覆うようにした本実施形態の光結合器の製造方法の１ステップを示す工程図である。本発明の第２の実施形態の光結合器の製造方法を説明する工程図である。本発明の第３の実施形態の光結合器の製造方法を説明する工程図である。所定の領域のみ濡れ性が高い押さえ板を用いた本発明の別の実施形態の光結合器の製造方法の１ステップを示す工程図である。押さえ板の濡れ性を素子側堰止部より高くしたときの本発明の別の実施形態の光結合器の製造方法の１ステップを示す工程図である。コアの濡れ性を光素子より高くしたときの本発明の別の実施形態の光結合器の製造方法の１ステップを示す工程図である。コアの濡れ性を光素子および押さえ板より高くしたときの本発明の別の実施形態の光結合器の製造方法の１ステップを示す工程図である。コアおよび押さえ板の濡れ性を光素子より高くしたときの本発明の別の実施形態の光結合器の製造方法の１ステップを示す工程図である。従来の光結合手段の一例を示す図である。従来の光結合用の光導波路を形成する例を示す図である。従来の光結合用の光導波路を形成する例を示す図である。

符号の説明

１００光結合器
１１０ａ、１１０ｂ、２１０ａ、３１０ａ光導波路
１１１ａ、１１１ｂコア
１１２ａ、１１２ｂ、２１２ａ、３１２ａクラッド
１１３ａ、１１３ｂ光結合面
１１４コア用樹脂
１１５クラッド用樹脂
１２０、９０１、９１１光素子
１２０ａ受発光面
１２１光素子搭載用基板
１３０光回路基板
１３１、９０２光伝送路
１３２封止樹脂電気回路基板
１３３開口部
１３４反射面
１４１，９１４マスク
１４１ａ光透過部
１４２ａ、１４２ｂ堰止部
１４３押さえ板
１５１はんだ
１５２接着剤
１６０隙間
１４７、２４７層状クラッド

Claims

電気回路基板と、前記電気回路基板に略平行に設けられた光伝送路とを備えた光回路基板に、光素子を光結合させるための光導波路を備えた光結合器の製造方法であって、
前記光素子の受発光面または前記電気回路基板の開口部に前記光導波路のコアを形成する第１のステップと、
クラッド用樹脂を前記コア周辺に配置する第２のステップと、
前記クラッド用樹脂を硬化して前記光導波路のクラッドを形成する第３のステップと、前記光素子の受発光面または前記電気回路基板の開口部の周囲に前記コアの長さに略等しい高さの堰止部を形成する第４のステップと、
前記クラッド用樹脂の濡れ性が少なくとも前記堰止部に対するものより高い押さえ板を前記コア上部に配置する第５のステップと、を含み、
前記第４のステップを少なくとも前記第２のステップより先に行い、
前記第５のステップを少なくとも前記第３のステップより先に行う
ことを特徴とする光結合器の製造方法。
前記押さえ板は、前記コアの光結合面と対向する領域を含む所定の領域がその外周の領域よりも前記クラッド用樹脂に対する濡れ性が高くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光結合器の製造方法。
前記クラッド用樹脂に対する濡れ性は、前記コアの方が前記堰止部より高い
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光結合器の製造方法。
前記クラッド用樹脂に対する濡れ性は、前記押さえ板の方が前記堰止部より高い
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光結合器の製造方法。
前記クラッド用樹脂に対する濡れ性は、前記コアの方が前記光素子および前記光回路基板より高い
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光結合器の製造方法。