JPH0688917A - 光導波路素子と光ファイバ端末との接続方法 - Google Patents

光導波路素子と光ファイバ端末との接続方法

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JPH0688917A
JPH0688917A JP29027291A JP29027291A JPH0688917A JP H0688917 A JPH0688917 A JP H0688917A JP 29027291 A JP29027291 A JP 29027291A JP 29027291 A JP29027291 A JP 29027291A JP H0688917 A JPH0688917 A JP H0688917A
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JP
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optical
optical waveguide
optical fiber
fiber terminal
solder
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JP29027291A
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Masaaki Iwasaki
正昭 岩崎
Yutaka Nishimoto
裕 西本
Masataka Ito
正隆 伊藤
Hiroshi Honmo
宏 本望
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/30Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/4232Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using the surface tension of fluid solder to align the elements, e.g. solder bump techniques

Abstract

(57)【要約】 【目的】光実装における高精度な光軸位置合わせを簡略
化し、信頼性及び生産性を考慮した無調整で光導波路と
光ファイバとを低損失結合できる光導波路素子と光ファ
イバ端末との接続方法。 【構成】保持板に設けた金属パッド23に、はんだバン
プと呼ばれる突起状はんだ17を形成し、光導波路素子
表面及び光ファイバ端末上面の金属パッド16,18の
一部がそれぞれはんだバンプに接触するようにそれぞれ
仮接続する。はんだバンプを加熱溶融させると、溶融は
んだ19の表面張力によるセルフアライメント作用で、
光導波路素子及び光ファイバ端末が保持板に定められた
正規の位置に自動的に移動し固定され、光導波路1と光
ファイバ14とが無調整で結合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信等において光波の
変調、光路の切り換え等を行う光通信モジュールを構成
する光導波路素子と光ファイバ端末との接続方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】光通信システムの実用化が進み、大容量
や多機能をもつさらに高度のシステムへと開発が進めら
れている。光伝送路網の交換機能、光データバスにおけ
る端末間の高速接続、切り換え等の新たな機能が求めら
れており、それらを可能にする光通信ネットワークの必
要性が高まっている。このような大容量、広帯域の特徴
を有する光伝送の実現において、例えば、現在実用され
ている光スイッチは、プリズム,ミラー,ファイバ等を
機械的に移動させるものであり、低速であること、信頼
性が不十分なこと、形状が大きくマトリクス化に不適な
こと等の欠点がある。これを解決する手段として開発が
進められているものは基板上に設置した光導波路を用い
た導波形の光スイッチであり、高速、多素子の集積化が
可能、高信頼等の特長がある。特にLiNbO3 結晶等
の強誘電材料を用いたものは、光吸収が小さく低損失で
あることと大きな電気光学効果を有しているため高効率
である等の特長があり、光伝送、光交換などの分野への
適用が期待されている。このような導波路型光デバイス
と光伝送網との接続では、温度変動等の周囲の環境変動
に対して安定、光損失が小さいことが要求され、そのた
め光導波路−光ファイバ間の高精度(1〜10μm)の
位置合わせ、固定が必要とされており、最も単純な構成
として光導波路端面と光ファイバ端面との付き合わせに
より実現されている。
【0003】従来の導波路型光デバイスと光ファイバ端
末との結合構成の斜視図を図3に示す。基板11上に光
導波路12が形成されており、光ファイバ端末13に配
列された光ファイバ14を光軸調整により、光導波路1
2に突き合わせ、その状態を保持しながらUV硬化樹脂
などの接着剤15で光ファイバ端末13を基板11に固
定する。固定方法に関しては、接着剤の他に半田溶接、
レーザ溶接がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように光導波
路素子と光ファイバ端末とを高精度で位置合わせ、固定
をする必要がある。しかしながら、従来の光軸調整、固
定方法では、固着時の位置ずれ、経時変化が大きいの
で、長期安定性を要求されるものには不適であり、生産
性も悪い。レーザ溶接を用いた場合でも、高精度の光軸
調整を要求される課題は解消されない。今後、光デバイ
スモジュールに対してより以上の高精度化、光損失低減
の要求が予想され、光実装における高精度光軸合わせの
簡略化が必要である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、光導波路が基
板表面に形成されている光導波路素子と前記光導波路に
接続される光ファイバ端末とを保持板を介して接続、固
定する方法であって、光導波路素子、及び光ファイバ端
末とを保持板にそれぞれ独立にはんだバンプにより固定
することを特徴とする光導波路素子と光ファイバ端末と
の接続方法である。さらに、上記の方法で、光導波路素
子と保持板とを固定するはんだバンプの高さが、光ファ
イバ端末と保持板とを固定するはんだバンプの高さと異
なると、より正確に位置決めされて接続できる。
【0006】
【作用】光導波路素子と光ファイバ端末とを接続するた
めの保持板に設けた金属パッドに、はんだバンプと呼ば
れる突起状はんだを形成し、光導波路素子表面及び光フ
ァイバ端末上面をそれぞれ仮接続する。このとき光導波
路素子表面、光ファイバ端末上面の金属パッドの一部が
それぞれはんだバンプに接触するように接続していれ
ば、バンプを加熱溶融させると、溶融はんだの表面張力
によるセルフアライメント作用で、光導波路素子及び光
ファイバ端末が保持板に定められた正規の位置に自動的
に移動し固定され、光導波路と光ファイバとが無調整で
結合することができる。さらに、光導波路素子固定用、
光ファイバ端末固定用のはんだバンプの高さをそれぞれ
制御しておくことにより光導波路の深さ方向に対する調
整も不要となる。従って、光実装における高精度光軸合
わせの大幅な簡略化が図れる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る光導波路素子
と光ファイバ端末とを保持板を介してはんだバンプによ
り端面結合した接続方法を示す説明図であり、図2は本
発明の一実施例に係るはんだバンプ用の金属パッドを設
けた光導波路素子、光ファイバ端末および保持板の斜視
図である。
【0008】基板11の表面に光導波路12が形成され
た光導波路素子10の表面には、数十〜数百μm角程度
の金属パッド16が形成されている。また、光ファイバ
14がSi基板22をV溝状に加工したものに配列され
た光ファイバ端末13の表面にも光導波路素子10と同
様の金属パッド18が形成されている。保持板20の金
属パッド23は、光導波路素子10および光ファイバ端
末13の接続に対し、X方向、Z(光の伝搬)方向それ
ぞれに関する光学軸の軸ずれが無いように、それぞれの
パッド16,18に対応して配置されている。さらにそ
の上には、はんだバンプ17が形成されている。金属パ
ッド16,18,23の金属材料は、用いるはんだバン
プ17の材料により異なるが、PbSnはんだであれば
Cr−Ni,AuSnはんだならばCr−Auでよい。
はんだバンプ17の高さは数十〜百μm程度の範囲で選
択でき、Y方向の位置合わせに対しても高さを適当に設
定することにより、調整が不要となる。
【0009】先ず、図1(a)に示すように、保持板2
0のはんだバンプ上に光導波路素子10および光ファイ
バ端末13を載置し、仮接続する。このときの位置合わ
せは、光導波路素子10表面および光ファイバ端末13
上面の金属パッド16,18の一部がはんだバンプ17
に接触する程度でよいので、従来要求されていた高精度
の位置合わせは不要となる。次に、はんだバンプ17を
加熱・溶融し、冷却すると、図1(b)に示すように、
溶融はんだ19の表面張力により、光導波路素子10お
よび光ファイバ端末13がそれぞれ保持板20に定めら
れた位置に移動し、光導波路12と光ファイバ14との
高精度位置合わせが自動的に行われ、次いで図1(c)
に示すように、固定される。
【0010】なお、はんだバンプ17を光導波路素子1
0あるいは光ファイバ端末13に設けられた金属パッド
16および18に形成した場合にも同様な効果が期待で
きる。
【0011】図4は本発明の一実施例に係る光導波路素
子のはんだバンプ用金属パッドを光制御用の電極引出し
パッド21と兼用した場合の光導波路素子と保持板との
接続を示す斜視図である。光導波路素子10が光制御回
路素子である場合、新たにはんだバンプ用金属パッドを
形成することなく、光制御用に既に設置されている電極
の引出しパッド21をはんだバンプ用として兼用するこ
とで、はんだバンプを用いた結合方法により無調整で高
精度の光軸位置合わせが実現できる。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光実装に
おける高精度な光軸位置合わせの簡略化が図れ、光導波
路と光ファイバとを容易に低損失で結合させることがで
きる。また、温度変化等に対する信頼性が高く、生産性
も優れているので実用的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る光導波路素子と光ファ
イバ端末とを保持板を介してはんだバンプにより端面結
合した接続方法を示す説明図。
【図2】本発明の一実施例に係るはんだバンプ用の金属
パッドを設けた光導波路素子、光ファイバ端末および保
持板の斜視図。
【図3】従来例の斜視図。
【図4】本発明の一実施例に係る光導波路素子のはんだ
バンプ用金属パッドを光制御用の電極引出しパッドと兼
用した場合の光導波路素子と保持板との接続を示す斜視
図。
【符号の説明】
10 光導波路素子 11 基板 12 光導波路 13 光ファイバ端末 14 光ファイバ 15 接着剤 16,28,23 金属パッド 17 はんだバンプ 19 溶融はんだ 20 保持板 21 電極引出しパッド 22 Si基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本望 宏 東京都港区芝五丁目7番1号日本電気株式 会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に金属パッドが形成された保持板の
    金属パッド上にはんだバンプを形成し、基板に光導波路
    及び金属パッドが形成された光導波路素子と表面に金属
    パッドが形成された光ファイバ端末とを互いの端面を対
    向させて前記保持板のはんだバンプ上に載置して仮接続
    した後、前記はんだバンプを加熱・溶融することを特徴
    とする光導波路素子と光ファイバ端末との接続方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の接続方法において、光導
    波路素子と保持板とを固定するはんだバンプの高さが、
    光ファイバ端末と前記保持板とを固定するはんだバンプ
    の高さと異なることを特徴とする光導波路素子と光ファ
    イバ端末との接続方法。
JP29027291A 1991-11-07 1991-11-07 光導波路素子と光ファイバ端末との接続方法 Pending JPH0688917A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19971125