JP7070156B2

JP7070156B2 - 光部品およびその製造方法

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Publication number: JP7070156B2
Application number: JP2018122721A
Authority: JP
Inventors: 斉脇田; 光太鹿間; 悠太上田; 啓之石井; 拓志風間; 浩司武田; 慈金澤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: US20210215893A1; JP2020003634A; WO2020003973A1; US11448838B2

Description

本発明は、光学素子と光結合素子とが同一の基板上に形成されている光部品およびその製造方法に関する。

光通信では、例えば、光トランシーバが用いられる。光トランシーバは、図１２Ａに示すように、光源４０１、送信用の光ファイバ４０２が接続する変調器４０３、受信用の光ファイバ４０４が接続する受光器４０５、これらを制御する制御回路４０６やこれらにかかわる電気回路（不図示）などの部品から構成されている。また、これらの部品群は、ＣＦＰ規格などに代表される、一定のフォームファクタのトランシーバパッケージ４１１の中に集積・実装・パッケージ化されている。

また、図１２Ｂに示すように、複数のトランシーバパッケージ４１１が、光通信装置のフロントエンドとして、通信機器筐体４１２に収容されて用いられている。このように構成することで、光トランシーバの故障や陳腐化に応じ、通信機器筐体４１２から該当するトランシーバパッケージ４１１を取り出し、新たな光トランシーバへと交換することが容易に実施可能となる。

一方で、オンボードオプティクス（On-board optics；ＯＢＯ）と呼ばれる実装形態もある。この実装形態では、図１３に示すように、変調器５０１，受光器５０２，光源５０３，制御回路５０４などの各部品をパッケージ化せず、通信機器筐体５１１内のプリント基板５１２に実装する。

ＯＢＯの利点は光部品のパッケージ化に伴う部品点数・実装コストの削減により通信機器の低コスト化が期待できる点にある。また、パッケージとしての光トランシーバを採用しないという事は、光部品の着脱をしないと言う事であり、光部品をボードの端に一次元的に実装する必要が無くなる。ＯＢＯでは、光部品をボード上の任意の箇所に二次元的に配置する事が可能となる。結果として、部品の実装密度向上による通信機器の小型化や、光部品配置の工夫を通じた通信機器の熱マネジメントによって通信機器の低消費電力化にも貢献できる。

ＯＢＯが用いられる動機となる低コスト化を実現するにあたって重要なことは、光部品をボード上に貼り付ける事から各光部品は、ＢＧＡ（ball grid array）などの平面的なインターフェースを持っていること、また、これらの部品がリフロー工程の熱に耐え得ること（リフローラブル）である。加えて、リフロー工程のセルフアライメント効果が精度よくはたらくことも、部品搭載精度の軽減の観点で重要である。また、ＢＧＡにより低コストな光部品とボード間の電気的な結合を実現した上で、さらに、光部品とボード間の光学的な結合についても低コストに実現することが求められる。

上述の技術要求があるＯＢＯの実現にあたって、光部品をチップレベルでパッケージングするＷＬＰ（Wafer Level Package）がよく用いられる。ＷＬＰの従来構造では、例えば、図１４に示すように、配線基板６０１の上に、第１電気回路６０２ａ，第２電気回路６０２ｂなどが樹脂でモールドされた回路モジュール６０２が実装されている。また、回路モジュール６０２の上には、レーザダイオード６０３が実装されている。さらに、変調器などの光制御回路６０４ａを備える光回路チップ６０４を、レーザダイオード６０３を覆う状態で、回路モジュール６０２の上に重ねている。配線基板６０１、回路モジュール６０２、光回路チップ６０４の各々の間は、例えば、ＢＧＡ６０７を用いて接続されている。

光回路チップ６０４においても、光制御回路６０４ａが、樹脂などの適当なモールド材でモールドされている。また、光回路チップ６０４には、光ファイバ６０５が、モールドによる光ファイバ固定構造６０６により固定され、光制御回路６０４ａに光学的に結合している。

しかしながら、上述した技術では、個別のＷＬＰに対して光ファイバもしくは光ファイバを導入するファイバブロックを搭載する構造となっており、低コストな光学実装形態となっていない。加えて、後工程で、光ファイバもしくファイバブロックを導入することになり、光学素子と光学結合を形成する上で、実装トレランスが無視できない。

T. Suzuki et al., "Cost-Effective Optical Sub-Assembly Using Lens-Integrated Surface-Emitting Laser", Journal of Lightwave Technology, vol. 34, no. 2, pp. 358-364, 2016.

上述した従来の技術では、図１４を用いて説明したような端面で光入出射する光学デバイスでは、例えば、光ファイバを直接バッドカップリングさせ、端面で光学的に結合させている。また、光入出射する端面に、ファイバレセプタクル構造を接続し、ファイバアレイを挿入させ、レセプタクルの端面で光学的に結合させている。また、光通信フロントエンドのように空間光学系を用いてレンズで光学的に結合させている（非特許文献１参照）。

しかしながら上述した従来の、光ファイバの接続技術では、個別に光学実装を実施する必要があり、実装コストが上がるという問題がある。また、上述した従来の光ファイバの接続技術では、ＷＬＰで用いられる、プロセス装置を使用することができず、高精度な実装の実現も困難である。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、ＷＬＰを用いたＯＢＯ向けの光部品の実装形態において、実装コストを上昇させることなく、高精度に光ファイバとの光学結合を実現できるようにすることを目的とする。

本発明に係る光部品は、基板の上に実装されて基板の平面に垂直な側面に光入出射部を備える光学素子と、基板の上に実装されて基板の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部を備える光結合素子と、光学素子を覆い、ガイド部の一端における光結合素子の側面は露出する状態で基板の上に形成されたモールド樹脂層とを備え、ガイド部の他端と、光学素子の光入出射部とは、互いに向かい合って配置されている。

上記光部品において、光学素子は、光入出射部を複数備え、光入出射部の各々に対応して光結合素子が複数設けられている。

上記光部品において、基板の光結合素子を配置する箇所に設けられ、光結合素子の下部が嵌合する凹部を備え、光結合素子は、凹部に嵌合して配置されている。

上記光部品において、ガイド部の他端と、光学素子の光入出射部との間を充填するように配置された屈折率マッチング樹脂を備えるようにしてもよい。

上記光部品において、光結合素子は、ガイド部を複数備え、光学素子は、光入出射部を複数備え、ガイド部の各々に光入出射部の各々が対応して配置されているようにしてもよい。

上記光部品において、光結合素子は、ガイド部の軸線上に配置されたレンズを備えるようにしてもよい。

上記光部品において、光結合素子のガイド部は、他端の側の小径部と、一端の側の小径部より大きな径の大径部とを備え、小径部から大径部にかけて配置された光ファイバを備える構成としてもよい。

本発明に係る光部品の製造方法は、基板の上に基板の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部を備える光学結合部品を実装する第１工程と、基板の上に基板の平面に垂直な側面に光入出射部を備える２つの光学素子を、ガイド部の各々の開口端と光学素子の光入出射部とが、互いに向かい合って配置された状態に実装する第２工程と、光学素子を覆うモールド樹脂層を形成する第３工程と、ガイド部の延在方向に垂直な切断線に沿って光学結合部品および基板を切断して光学結合部品を２つの光結合素子とする第４工程とを備える。

以上説明したように、本発明によれば、ガイド部の他端と光学素子の光入出射部とを互いに向かい合って配置させ、光学素子を覆ってガイド部の一端における光結合素子の側面は露出する状態でモールド樹脂層を形成したので、ＷＬＰを用いたＯＢＯ向けの光部品の実装形態において、実装コストを上昇させることなく、高精度に光ファイバとの光学結合が実現できるという優れた効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態１における光部品の構成を示す断面図である。図２Ａは、本発明の実施の形態１における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す断面図である。図２Ｂは、本発明の実施の形態１における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す断面図である。図２Ｃは、本発明の実施の形態１における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す断面図である。図２Ｄは、本発明の実施の形態１における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す平面図である。図３Ａは、本発明の実施の形態２における光部品の構成を示す断面図である。図３Ｂは、本発明の実施の形態２における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す平面図である。図４Ａは、本発明の実施の形態３における光部品の構成を示す断面図である。図４Ｂは、本発明の実施の形態３における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す平面図である。図５は、本発明の実施の形態４における光部品の構成を示す断面図である。図６Ａは、本発明の実施の形態５における光部品の構成を示す断面図である。図６Ｂは、本発明の実施の形態５における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す断面図である。図７は、本発明の実施の形態６における光部品の製造方法を説明するための途中工程の状態を示す断面図である。図８は、本発明の実施の形態７における光部品の構成を示す断面図である。図９は、本発明の実施の形態８における光部品の構成を示す断面図である。図１０は、本発明の実施の形態９における光部品の構成を示す断面図である。図１１は、本発明の実施の形態１０における光部品の構成を示す断面図である。図１２Ａは、光トランシーバの構成を示す構成図である。図１２Ｂは、光トランシーバを備える通信機器の構成を示す構成図である。図１３は、オンボードオプティクスによる実装形態の通信機器の構成を示す構成図である。図１４は、ＷＬＰの構成例を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態おける光部品について説明する。

［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１における光部品について、図１を参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。この例では、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。光学素子１０２は、レーザダイオードや半導体ＭＺＭ（Mach-Zehnder Modulator）である。

また、この光部品は、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３の側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。なお、光学素子１０２は、基板１０１の平面に垂直な側面に光入出射部１０７を備え、ガイド部１０４の他端１０８と、光入出射部１０７とは、互いに向かい合って配置されている。

基板１０１は、例えば、ガラス、単結晶シリコン、有機樹脂などから構成されている。また、基板１０１には、例えば、各素子が接続される配線層が形成されている。配線層は、例えば、多層配線構造とされていてもよい。光学素子１０２は、例えばフェースアップで実装され、ワイヤなどにより配線層のいずれかの配線に接続されている。また、光学素子１０２は、フェースダウンで実装されていてもよく、この場合、配線層のいずれかの配線に、バンプなどフリップ実装で接続されている。また、配線層は、基板１０１を貫通する貫通配線により、裏面側に設けられたハンダボールなどによるＢＧＡなどの端子に接続している。

以下、上述した実施の形態１における光部品の製造方法について、図２Ａ～図２Ｄを参照して説明する。まず、図２Ａに示すように、ウエハ１２１の上にガイド部１０４を備える光結合部品１２３を実装する。なお、ウエハ１２１には、所定の配線層（不図示）が形成され、また、ウエハ１２１の裏面には、ＢＧＡなどの端子（不図示）が形成され、これらがウエハ１２１を貫通する貫通配線（不図示）により接続されている。

次に、図２Ｂに示すように、光結合部品１２３を挟む状態に、ウエハ１２１の上に光学素子１０２を実装する。この実装では、光学素子１０２の光入出射部１０７と、ガイド孔となるガイド部１０４の他端１０８とが、互いに向かい合って配置されるように、各部分の位置合わせをする。次に、モールド樹脂を塗布することで、図２Ｃに示すように、光結合部品１２３，光学素子１０２を覆ってモールド樹脂層１２５を形成する。

また、モールド樹脂層１２５の上には、断裁線１０９を形成しておく。例えば、光硬化性の樹脂よりモールド樹脂を構成すればよい。このモールド樹脂を、光結合部品１２３、光学素子１０２を実装したウエハ１２１の上に塗布し、溶媒などを除去するための低温加熱を施した後、よく知られたフォトリソグラフィ技術により、断裁線１０９とする以外の領域を露光し、この後、所定の現像処理をすることで、断面視凹部とされた断裁線１０９が形成できる。現像処理の後で、加熱による硬化処理をしてもよい。

ウエハ１２１の上には、図２Ｄに示すように、光結合部品１２３を挾んで配置した２つの光学素子１０２による組が、複数設けられている。なお、図２Ｄでは、モールド樹脂層を示していない。また、断裁線１０９は、各組の間に加え、光結合部品１２３のガイド部１０４の延在方向に垂直に光結合部品１２３の中央を通る箇所にも配置する。

次に、断裁線１０９に沿ってウエハ１２１を切断して分割する。これにより、１つの光結合部品１２３を２つの光結合素子１０３とし、図１を用いて説明した光部品を複数作製する。ウエハ１２１を切断して分割することで作製した光部品においては、すでに光学素子１０２の光入出射部１０７と、ガイド部１０４の他端１０８とが向かい合った状態で配置されており、各々の位置が合わされた（アライメントがとれた）状態となっている。

また、断裁線１０９によって切断されて形成された光結合素子１０３の切断面には、ガイド部１０４の一端１０６が開放されており、光ファイバやリボンファイバが挿入可能とされている。一端１０６より光ファイバを挿入すれば、光学素子１０２の光入出射部１０７と光ファイバとの間で光学的な結合が得られる。このように、実施の形態１によれば、一括して光学実装が施された光部品を形成することが可能となる。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２における光部品について、図３Ａ、図３Ｂを参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。この例でも、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３の側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態２では、光学素子１０２は、光入出射部１０７を複数備え、光入出射部１０７の各々に対応して光結合素子１０３が複数設けられている。例えば、図３Ｂに示すように、ウエハ１２１の上に、平面視矩形とされ、矩形の各辺の側の各々に光入出射部を備える光学素子１０２を複数実装し、隣り合う各光学素子１０２の間の各々に光結合部品１２３を実装し、一点鎖線で示す断裁線１０９に沿って切断して各光部品とすればよい。

光学素子１０２は例えば、多チャンネルのレーザダイオード、多チャンネルのフォトダイオード、あるいは光送受機能が一体となった、例えばシリコンフォトニクスチップである。図３Ｂを用いて説明したように光結合部品１２３を配置して実装すれば、光結合部品１２３が切断されることで、上述したような光学素子１０２の、各光入出射部の各々に、光結合素子１０３が配置される状態となる。実施の形態２によれば、光学素子１０２の、各光入出射部の各々に、ガイド部１０４が設けられて光ファイバが導入される導入口が設けられることになる。なお、光結合素子が、ガイド部を複数備え、光学素子も、光入出射部を複数備え、ガイド部の各々に光入出射部の各々が対応して配置されているようにしてもよい。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３における光部品について、図４Ａ、図４Ｂを参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。この例でも、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３の側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態３では、基板１０１の上に、電気素子１１０を備える。電気素子１１０は、例えば、光学素子１０２を駆動するレーザダイオードドライバ、変調器ドライバである。また、電気素子１１０は、フォトダイオード後段に接続されるトランスインピーダンスアンプである。電気素子１１０は、例えば、基板１０１の上に形成されている配線に接続され、例えば、光学素子１０２と接続されている。なお、電気素子１１０も、光学素子１０２と同様に、フェースアップ、フェースダウンいずれの実装形態でもよい。

実施の形態３では、例えば、図４Ｂに示すように、ウエハ１２１の上に、光結合部品１２３を挾んで配置した２つの光学素子１０２の組を挾むように、２つの電気素子１１０が配置され、これらによる組が、複数設けられている。各組の間に加え、光結合部品１２３のガイド部１０４の延在方向に垂直に光結合部品１２３の中央を通る箇所に配置された一点鎖線で示す断裁線１０９で切断することで、図４Ａを用いて説明した光部品が得られる。

［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４における光部品について、図５を参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。この例でも、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３の側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態４では、基板１０１の光結合素子１０３を配置する箇所に設けられ、光結合素子１０３の下部が嵌合する凹部（座繰り構造）１０１ａを備える。光結合素子１０３は、凹部１０１ａに嵌合して配置されている。凹部１０１ａを設けることで、基板１０１の平面の法線方向における、光結合素子１０３のガイド部１０４と、光学素子１０２の光入出射部１０７との位置関係を調整する。また、凹部１０１ａを設け、光結合素子１０３を基板１０１に嵌め込むことで、基板１０１の平面方向における光結合素子１０３の搭載位置を、容易に決定することが可能となる。

［実施の形態５］
次に、本発明の実施の形態５における光部品について、図６Ａ、図６Ｂを参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。この例でも、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。また、光学素子１０２を覆って基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態５では、基板１０１の平面の法線方向における光結合素子１０３の高さ（厚さ）を大きくし、モールド樹脂層１０５より光結合素子１０３の上部を露出させている。実施の形態５では、図６Ｂに示すように、光結合部品１２３を挟む状態に、ウエハ１２１の上に光学素子１０２を実装し、光学素子１０２を覆い、光結合素子１０３の上部は露出させた状態でモールド樹脂層１２５を形成する。また、光結合素子１０３の上面に、断裁線１０９が形成されるようにする。この状態で、断裁線１０９に沿って切断して分割すれば、図６Ａを用いて説明した光部品が得られる。このようにすることで、モールド樹脂層１２５と光結合素子１０３との界面での切断面荒れを防ぐことが可能となる。

［実施の形態６］
次に、本発明の実施の形態６における光部品について、図１、図７を参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。この例でも、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３の側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態６では、図７に示すように、ウエハ１２１の上に、所定の樹脂からなる充填材１１１がガイド部１０４に充填された光結合部品１２３を実装し、光結合部品１２３を挟む状態に、ウエハ１２１の上に光学素子１０２を実装し、光結合部品１２３，光学素子１０２を覆ってモールド樹脂層１２５を形成する。この状態で、図２Ｄを用いて説明したように、断裁線１０９に沿ってウエハ１２１を切断して分割する。この後、ガイド部１０４に充填されている充填材１１１を、溶剤で洗浄することなどにより除去する。このようにすることで、切断時に発生する微細粒子が、ガイド部１０４に入り込むことが防止できるようになる。

［実施の形態７］
次に、本発明の実施の形態７における光部品について、図８を参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。この例でも、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３の側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態８では、ガイド部１０４の他端１０８と、光学素子１０２の光入出射部１０７との間を充填するように配置された屈折率マッチング樹脂層１１２を備える、このようにすることで、ガイド部１０４に挿入される光ファイバと光学素子１０２との間の光学的な結合における光損失の低減が可能となる。なお、屈折率マッチング樹脂層１１２を形成するときに、基板１０１（ウエハ１２１）上に、ガイド部１０４への樹脂流入を抑制する切欠きを設け、樹脂の逃げ構造としてもよい。

［実施の形態８］
次に、本発明の実施の形態８における光部品について、図９を参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３とを備える。光結合素子１０３は、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためガイド部１０４を備える。この例でも、ガイド部１０４は、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３の側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態８では、光結合素子１０３が、ガイド部１０４の軸線上に配置されたレンズ１１３を備える。レンズ１１３は、例えば、ガイド部１０４内に配置されている。レンズ１１３は、光結合素子１０３に一体に成形されても良い。レンズ１１３を光結合素子１０３と一体に成型する場合は、微細加工可能な工作機械ですればよい。例えば、よく知られた３Ｄプリンタなどを用いることで、光結合素子１０３のガイド部１０４内に、微細のレンズ１１３を、安価に作製できる。レンズ１１３を用いることで、光結合素子１０３と光学素子１０２との実装トレランスを上げることが可能になり、数μｍオーダの搭載位置精度でも光損失を抑えることが可能となる。

［実施の形態９］
次に、本発明の実施の形態９における光部品について、図１０を参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３ａとを備える。光結合素子１０３ａは、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３ａの側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。光結合素子１０３ａ以外は、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態９では、光結合素子１０３ａのガイド部１０４が、他端１０８の側の小径部１０４ａと、一端１０６の側の大径部１０４ｂとを備える。小径部１０４ａは、光ファイバが挿入可能とされたガイド孔である。大径部１０４ｂは、小径部１０４ａより大きな径とされている。大径部１０４ｂによりレセプタクルコネクタが構成される。また、小径部１０４ａから大径部１０４ｂにかけて配置された光ファイバ１１５を備える。光ファイバ１１５は、小径部１０４ａにおいて、接着層１１６により固定されている。

例えば、光ファイバ１１５に光学的に結合させようとする光ファイバ１１８を、プラグ１１９のガイド孔１１９ａの途中まで挿入する。このように光ファイバ１１８を固定したプラグ１１９を、大径部１０４ｂに挿入し、ガイド孔１１９ａに光ファイバ１１５を突入させ、光ファイバ１１５と光ファイバ１１８とを突合させれば、両者は光学的に結合可能な状態となる。

図２Ｃを用いて説明した光結合部品１２３に、小径部１０４ａとなる部分加えて大径部１０４ｂとなるより大きな径の空洞部を備えておき、この状態で、光結合部品１２３の中央部で断裁するようにすれば、小径部１０４ａおよび大径部１０４ｂを備える光結合素子１０３ａが得られる。また、光結合部品１２３に空洞部を形成しておくとともに、空洞部の両端のガイド部（小径部１０４ａ）に架設する状態に光ファイバを収容し接着層により固定しておけば、断裁して光結合素子１０３ａを形成した時点で、光ファイバ１１５を備える状態となる。また、この場合、光結合部品１２３に空洞部の断裁線以外の領域に、余剰の光ファイバを巻き入れておいてもよい。

［実施の形態１０］
次に、本発明の実施の形態１０における光部品について、図１１を参照して説明する。この光部品は、基板１０１の上に実装された光学素子１０２と、基板１０１の上に実装された光結合素子１０３ｂとを備える。光結合素子１０３ｂは、基板１０１の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部１０４を備える。また、光学素子１０２を覆い、ガイド部１０４の一端１０６における光結合素子１０３ｂの側面は露出する状態で基板１０１の上に形成されたモールド樹脂層１０５を備える。基板１０１および光結合素子１０３ｂ以外は、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態１０では、光結合素子１０３ｂが、他端１０８の側の小径部１０４ｃと、一端１０６の側の大径部１０４ｄとを備える。ガイド部１０４の小径部１０４ｃが形成されている部分は、光学素子１０２の光入出射部１０７側の一部の上部を、基板１０１の側に押さえつけるための抑え部となる。また、大径部１０４ｄは、小径部１０４ａより大きな径とされている。大径部１０４ｄも、例えば断面視で半円の形状とされている。

また、大径部１０４ｄの部分において、基板１０１に、Ｖ溝１０１ｂが形成されている。大径部１０４ｄおよびＶ溝１０１ｂによりレセプタクルコネクタが構成される。また、小径部１０４ｃから大径部１０４ｄにかけて配置された光ファイバ１１５を備える。

光ファイバ１１５は、小径部１０４ｃにおいて、光学素子１０２の上部との間に挟まれ、接着層１１６により固定されている。光学素子１０２は、光ファイバ１１５が固定される箇所において、光ファイバ１１５と光学的に結合可能とされている。光ファイバ１１５が配置される光学素子１０２の上部に、切欠き構造（Ｖ溝）を形成しておくことで、光ファイバ１１５の配置精度を向上させることができる。

この例においても、例えば、光ファイバ１１５に光学的に結合させようとする光ファイバ１１８を、プラグ１１９のガイド孔１１９ａの途中まで挿入する。プラグ１１９の外径（外形）は、大径部１０４ｄおよびＶ溝１０１ｂによるレセプタクルコネクタの形状に適合させておく。このように光ファイバ１１８を固定したプラグ１１９を、大径部１０４ｄおよびＶ溝１０１ｂによるレセプタクルコネクタに挿入し、ガイド孔１１９ａに光ファイバ１１５を突入させ、光ファイバ１１５と光ファイバ１１８とを突合させれば、両者は光学的に結合可能な状態となる。

以上に説明したように、本発明によれば、ガイド部の他端と光学素子の光入出射部とを互いに向かい合って配置させ、光学素子を覆ってガイド部の一端における光結合素子の側面は露出する状態でモールド樹脂層を形成したので、ＷＬＰを用いたＯＢＯ向けの光部品の実装形態において、実装コストを上昇させることなく、高精度に光ファイバとの光学結合を実現できるようになる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。

１０１…基板、１０２…光学素子、１０３…光結合素子、１０４…ガイド部、１０５…モールド樹脂層、１０６…一端、１０７…光入出射部、１０８…他端。

Claims

基板の上に実装されて前記基板の平面に垂直な側面に光入出射部を備える光学素子と、
前記基板の上に実装されて前記基板の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部を備える光結合素子と、
前記光学素子を覆い、前記ガイド部の一端における前記光結合素子の側面は露出する状態で前記基板の上に形成されたモールド樹脂層と
を備え、
前記ガイド部の他端と、前記光学素子の前記光入出射部とは、互いに向かい合って配置され、
前記光学素子は、前記光入出射部を複数備え、
前記光入出射部の各々に対応して前記光結合素子が複数設けられている
ことを特徴とする光部品。
請求項１記載の光部品において、
前記光結合素子は、前記ガイド部を複数備え、
前記光学素子は、前記光入出射部を複数備え、
前記ガイド部の各々に前記光入出射部の各々が対応して配置されている
ことを特徴とする光部品。
基板の上に実装されて前記基板の平面に垂直な側面に光入出射部を備える光学素子と、
前記基板の上に実装されて前記基板の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部を備える光結合素子と、
前記光学素子を覆い、前記ガイド部の一端における前記光結合素子の側面は露出する状態で前記基板の上に形成されたモールド樹脂層と
を備え、
前記ガイド部の他端と、前記光学素子の前記光入出射部とは、互いに向かい合って配置され、
前記光結合素子は、前記ガイド部を複数備え、
前記光学素子は、前記光入出射部を複数備え、
前記ガイド部の各々に前記光入出射部の各々が対応して配置されている
ことを特徴とする光部品。
請求項１～３のいずれか１項に記載の光部品において、
前記基板の前記光結合素子を配置する箇所に設けられ、前記光結合素子の下部が嵌合する凹部を備え、
前記光結合素子は、前記凹部に嵌合して配置されていることを特徴とする光部品。
請求項１～４のいずれか１項に記載の光部品において、
前記ガイド部の他端と、前記光学素子の前記光入出射部との間を充填するように配置された屈折率マッチング樹脂を備えることを特徴とする光部品。
請求項１～５のいずれか１項に記載の光部品において、
前記光結合素子は、前記ガイド部の軸線上に配置されたレンズを備えることを特徴とする光部品。
請求項１～６のいずれか１項に記載の光部品において、
前記光結合素子の前記ガイド部は、他端の側の小径部と、一端の側の前記小径部より大きな径の大径部とを備え、
前記小径部から前記大径部にかけて配置された光ファイバを備えることを特徴とする光部品。
基板の上に前記基板の平面に平行な方向に延在して光ファイバを固定するためのガイド部を備える光学結合部品を実装する第１工程と、
前記基板の上に前記基板の平面に垂直な側面に光入出射部を備える２つの光学素子を、前記ガイド部の各々の開口端と前記光学素子の前記光入出射部とが、互いに向かい合って配置された状態に実装する第２工程と、
前記光学素子を覆うモールド樹脂層を形成する第３工程と、
前記ガイド部の延在方向に垂直な切断線に沿って前記光学結合部品および前記基板を切断して前記光学結合部品を２つの光結合素子とする第４工程と
を備えることを特徴とする光部品の製造方法。