JPH07218739A - 光学部品実装基板およびその製造方法 - Google Patents

光学部品実装基板およびその製造方法

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JPH07218739A JP801194A JP801194A JPH07218739A JP H07218739 A JPH07218739 A JP H07218739A JP 801194 A JP801194 A JP 801194A JP 801194 A JP801194 A JP 801194A JP H07218739 A JPH07218739 A JP H07218739A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性、再現性に優れ、安価である光ファイ
バ、光学素子、光導波路等が実装できるガラス基板を提
供する。 【構成】 ガラス基板11の表面に光ファイバを保持す
る溝12と光学素子を挿入する溝13と光導波路14
が、プレス成形により形成された光学部品実装基板の構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信やハイビジョン
信号の伝送等に用いられる光学部品の実装基板およびそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信に使用される光信号の分波、減
衰、偏光分離等の光学部品は、たとえば図5に示すよう
な構造をしている。すなわち、光ファイバの中間部の被
覆を除去して裸光ファイバ部(図示せず)を形成し、こ
の裸光ファイバ部を基板51上のV溝52内に接着剤で
直線状に固定し、前記基板51の中央部分に前記V溝5
2と直交するスリット溝53を入れて、このスリット溝
53に光学部品を挿入して光学接着剤で固着している。
【0003】従来上記光部品の構成部材である基板51
は、シリコン(Si)基板や、セラミック基板が用いら
れ、その表面をエッチングや研削法による加工後、精密
な加工仕上げによってV溝52やスリット溝53が形成
されてきた(たとえば特開平4−352109号公報、
特開平5−134146号公報)。またこれらの光部品
を固着する溝を量産良く形成するために、プラスチック
を用いて射出成形法により形成したものもある(たとえ
ば、特開平5−19131号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで光通信用光学
部品のモジュール化、集積化を考えた場合、光スイッ
チ、フィルター、レンズ、偏光子、アイソレータ等の光
学素子や光導波路等を光ファイバ系にアセンブルするこ
とが必要である。
【0005】しかしながらこれらの素子や部品の多く
は、導波路型デバイスであるため、部品どうしを高い位
置精度で(たとえば0.5μm)、しかも信頼性よく安
価に接続することが必要である。また場合によっては、
電気配線も同時に同一基板上に形成できることも必要に
なって来ている。
【0006】しかしながら、上記のようなSiやセラミ
ックの基板を1つづつ研削加工やエッチング加工してい
たのでは、コスト的に高くなってしまう。またSiやセ
ラミックの基板では、同時に光導波路まで一体成形する
のは困難である。一方プラスチックのインジェクション
法では一体成形が可能であるが、プラスチックであるた
め吸水性があり、しかも耐熱性も劣るので、1μm以下
の精度でファイバ溝や光導波路を形成するのは困難であ
る。
【0007】本発明は前記従来の問題に留意し、信頼
性、再現性に優れ、光ファイバ、光学素子、光導波路等
が安価に実装できる実装基板およびその製造方法を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、ガラス基板の表面に、光ファイバを保持す
るための溝と、この溝に直交するように形成された光学
部品を挿入する溝と、光導波路とが、プレス成形された
光導部品実装基板の構成とする。
【0009】また本発明は、光ファイバを保持するピッ
チ精度0.5μm以下の溝と、光学素子を挿入する形状
精度0.5μm以下の溝とを形成させるための凸部を有
する第1の成形金型を用いて、ガラス板を金型間(一方
の金型は、平金型)にはさみ、窒素雰囲気中で加熱加圧
してファイバを保持する溝と光学素子を挿入する溝をガ
ラス板に一体成形する。次に、この溝付きガラス基板に
前記溝付きガラス基板より屈折率が大きく、しかも前記
溝付きガラス基板より軟化点が低い薄板ガラスをのせ、
第2の成形金型を用いて窒素雰囲気中で加熱加圧して光
ファイバと同じ光軸上に光導波路を形成する。
【0010】
【作用】本発明によれば、光ファイバを保持する溝や、
光学素子を挿入する溝および光導波路(特に光導波路部
分は、基板より屈折率の高いガラスを重ね合わせて成形
する)を同一ガラス基板上にプレス成形法を用いて形成
できるために、高精度で光学部品を位置合わせでき、し
かも小型化、集積化が可能で信頼性が高く、量産に適し
た光学部品の実装基板とすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (実施例1)図1は、本発明の実施例1の光学部品実装
基板の構成を示す斜視図である。すなわちガラス基板1
1上に光ファイバを保持するV溝12、前記V溝12に
直交し光学素子を挿入する溝13、および前記V溝12
と同軸的な光導波路14が設けられている。
【0012】図2は、前記光学部品実装基板を成形する
第1の金型を示す斜視図である。すなわち超硬合金(W
C)あるいは、WC上にニッケル合金を付着させた母材
21上に、光ファイバ保持用の溝を形成させるための逆
V形の凸部22と、この凸部22と直交するように光学
素子挿入用の溝を形成させるための凸部23とが設けら
れている。
【0013】図3は、前記光学部品実装基板を成形する
第2の金型の斜視図である。すなわち超硬合金(WC)
あるいは、WC上にニッケル合金を付着させた母材31
上に光導波路を形成させるための凹部32が設けられて
いる。
【0014】図4は、前記の図2の金型によって形成さ
れた光学部品実装基板斜視図を示し、図中の41がガラ
ス基板、42は光ファイバ保持用の溝、43は光学素子
挿入用の溝、44は光導波路を形成するための平面部で
ある。
【0015】次に図1に示した光ファイバを保持するV
溝12、および光学素子を挿入する溝13、および光導
波路14を有する光学部品実装基板の製造方法について
さらに具体的に説明する。先ず、光ファイバを保持する
溝12光学素子挿入用溝13の作成方法について述べ
る。
【0016】図2に示した超硬合金の母材21のブロッ
クを用意し、これに光ファイバを保持するV溝12(V
溝の角度70゜、深さ80μm)を形成する凸部22を
ピッチ精度±0.5μmで研削加工し、次に光学素子を
保持する溝13を形成する凸部23を形状精度(500
μm溝巾の精度)±0.5μmになるように研削加工す
る。次にこれらの加工面上をスパッタリング法にてイリ
ジウム(Ir)合金(Ir−レニウム合金、Ir−白金
合金、Ir−ロジウム合金、Ir−タンタル合金)を
1.5μmコーティングしてファイバーを保持する溝、
および光学素子を挿入する溝の成形用の第1の金型とす
る。
【0017】次にガラス基板として、BK−7ガラス
(屈折率n=1.516)を用意し、図2の第1の金型
間(一方は平面型)にBK−7ガラスをはさみ込んで窒
素雰囲気中で温度590℃、圧力40kg/cm2 の条
件で3分間成形し、光ファイバ用のV溝(図4の42)
および光学素子挿入用の溝(図4の43)を作成する。
【0018】次に光ファイバ保持用の溝と光学素子挿入
用の溝が成形されたガラス基板上に光導波路を作成する
方法について述べる。まず、図3に示した超硬合金の母
材31のブロックを用意し、同様の方法で光導波路を形
成する凹部(溝の深さ7μm、巾7μm)32をピッチ
精度±0.5μmになるように研削加工し、次にこの加
工面にスパッタ法にてIr−レニウム合金を1.5μm
コーティングして光導波路形成用の第2の金型とする。
【0019】次に図4に示す光導波路を設ける部分(図
4の44)上に屈折率がBK−7より大きいガラス板S
F−1(屈折率n=1.717)を置き、図3の第2の
金型を用いて、(一方は平金型)同様に窒素雰囲気中で
温度460℃圧力10kg/cm2 の条件で3分間成形
し、光導波路部を作成し光学部品の実装基板とした。
【0020】次にこの光学部品実装基板の寸法精度や信
頼性試験の結果を表1の試料No.1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】(実施例2)図2に示す100μmの厚さ
でニッケル(Ni)合金(Ni−銅、Ni−リン、Ni
−ボロン、Ni−モリブデン)を付着した、超硬合金の
母材21のブロックを用意し、光ファイバを保持するV
溝(V溝の角度70゜、深さ80μm)を形成する凸部
22をピッチ精度±0.3μmで、ダイヤモンドバイト
で切削加工し、次に光学素子を挿入する溝を形成する凸
部23を、形状精度(500μmの溝巾の精度)±0.
3μmになるように同じくダイヤモンドバイトで切削加
工する。次にこの加工面上をスパッタリング法にてイリ
ジウム(Ir)合金(Ir−白金、Ir−レニウム、I
r−タンタル)を1.0μmコーティングしてファイバ
ーを保持する溝、光学素子挿入用の溝の成形用の第1の
金型とする。
【0023】次に図3に示す100μm厚さで、Ni合
金を付着した超硬合金母材31のブロックを用意し、ダ
イヤモンドバイトで切削加工法で光導波路部分となる凹
部(溝深さ7μm、巾7μm)32をピッチ精度±0.
3μmになるように加工し、次にこの加工面上にスパッ
タ法にて、イリジウム合金(Ir−白金、Ir−レニウ
ム、Ir−タンタル)を1.0μmコーティングして光
導波路形成用の第2の金型とする。
【0024】次にガラス基板として、BK−7ガラスを
用意し、第1の金型間(一方は、平面型)にBK−7ガ
ラスをはさみ込んで窒素雰囲気中で温度590℃、圧力
40kg/cm2 の条件で3分間成形し、光ファイバ用
のV溝および光学素子用挿入用の溝を作成する。
【0025】以下実施例1と同様にして、光導波路を成
形し、光学部品実装基板とした。次にこの光学部品実装
基板の寸法精度や、信頼性試験の結果を表1の試料N
o.2に示す。 (実施例3)実施例1、2で作成された光部品実装基板
(図1の11)を用いて基板11の側面および裏面に銅
メッキを行い、次にファトレジストを銅メッキ面に塗布
し、配線部分のレジストが残るようにファトリソグラフ
ィー法にて、配線パターンを作成し、その後エッチング
により不用の銅部分を除きレジストを洗浄して、電気配
線をガラス基板上に作成した。
【0026】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、ガラス基板上に光ファイバを保持する溝と、
光学素子を挿入する溝と、光導波路とを成形方法で作成
しているため、低コスト、高精度で信頼性が高いという
利点がある。しかもガラス基板上に電気配線も可能であ
り、光学部品の実装動作も可能であるという優れた光学
部品実装基板であり、産業上きわめて有益な発明であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光学部品実装基板の構成を
示す斜視図
【図2】同光学実装基板における光ファイバ保持用の溝
および光学素子を挿入する溝を作成するための第1の金
型の斜視図
【図3】同光学実装基板における光導波路を作成するた
めの第2の金型の斜視図
【図4】第2の金型で成形する前の光ファイバ保持用の
溝(V溝)および光学素子挿入用の溝を有するガラス基
板の斜視図
【図5】従来の光ファイバー保持用の溝と光学素子挿入
用溝をもつ光学部品実装基板の斜視図
【符号の説明】
11 ガラス基板(光部品実装ガラス基板) 12 光ファイバ保持用の溝 13 光学素子挿入用の溝 14 光導波路 21 第1の金型 22 光ファイバ保持用の溝成形用の凸部 23 光学素子挿入用の溝成形用の凸部 31 光導波路成形用の第2の金型 32 光導波路成形用の凹部 41 光ファイバ保持用の溝および光学素子挿入用の
溝を有するガラス基板 42 光ファイバ保持用の溝 43 光学素子挿入用の溝 44 光導波路形成用部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 健二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板の表面に、光ファイバを保持
    するための溝と、この溝に直交するように形成された光
    学部品素子を挿入する溝と、光導波路とが、プレス成形
    により形成されたことを特徴とする光学部品実装基板。
  2. 【請求項2】 ガラス基板上に電気配線を設けたことを
    特徴とする請求項1記載の光学部品実装基板。
  3. 【請求項3】 光ファイバを保持するピッチ精度0.5
    μm以下の溝と、光学素子を挿入する形状精度0.5μ
    m以下の溝を形成させるための凸部を有する第1の成形
    金型でガラス板をはさみ、窒素雰囲気中で加熱加圧して
    溝を作成し、次に前記ガラス板の光導波路形成部に上記
    ガラス板より屈折率の大きいガラス板を配置し、光導波
    路を形成させるためのピッチ精度0.5μm以下の凹部
    を有する第2の金型を用いて、再び窒素雰囲気中で加熱
    加圧して光導波路部を形成することを特徴とする光学部
    品実装基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 第1、第2の金型は超硬合金(WC)を
    母材とし、これを研削法にて凸部および凹部を形成し、
    この上にイリジウム合金膜をスパッタ法にて形成した構
    成とする請求項3記載の光学部品実装基板の製造方法。
  5. 【請求項5】 第1、第2の金型は超硬合金(WC)を
    母材とし、この上にニッケル合金を付着させ、この合金
    をダイヤモンドバイトにて切削加工法にて凸部および凹
    部を形成し、この上にイリジウム合金膜をスパッタ法に
    て形成した構成とする請求項3記載の光学部品実装基板
    の製造方法。
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