WO2007086206A1 - 光モジュール及び光モジュールの製造方法 - Google Patents

光モジュール及び光モジュールの製造方法 Download PDF

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deep trench
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Inventor
Akira Nakamura
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Mitsumi Electric Co., Ltd.
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical 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
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
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    • G02B6/3648—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
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    • G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3684—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier
    • G02B6/3692—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier with surface micromachining involving etching, e.g. wet or dry etching steps

Definitions

  • the present invention relates to an optical module in which an optical fiber and an optical component are integrated on an integrated substrate, and a method for manufacturing the optical module.
  • V-groove a V-shaped groove
  • an optical fiber is fixed in the V-groove.
  • optical axis alignment using a V-groove for mounting an optical fiber is performed.
  • An optical component is a component used for optical communication.
  • a light emitting device such as a laser diode (Laser Diode: hereinafter referred to as LD) or a light receiving device such as a photodiode (Photo Diode: hereinafter referred to as PD).
  • LD Laser Diode
  • PD Photodiode
  • FIG. 6A, FIG. 6B, and FIG. 6C show the configuration of a conventional optical module 31.
  • 6A is a top view of the conventional optical module 31
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line P—P in FIG. 6A
  • FIG. 6C is an end view taken along line Q—Q in FIG. 6A.
  • the optical module 31 is configured by mounting a PD 33, an LD 34, and optical fibers 35a, 35b on a substrate 32.
  • V-grooves 323a and 323b are formed on the substrate 32.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-211928
  • the present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and avoids the breakage of an optical fiber, and improves mechanical reliability such as handling property and impact resistance during an assembling process. Is an issue.
  • an optical component and an optical fiber are mounted on the same substrate, and an end surface on which light in the optical component enters or exits,
  • the optical module is mounted in a state where the end face in the axial direction of the optical fiber is opposed to the optical fiber, and a V-groove for mounting the optical fiber is formed in the substrate. Is formed with a deep portion having a predetermined depth from the position of the V groove forming surface on the substrate, and a covering portion for covering the optical fiber is placed on the deep portion.
  • the distance h from the end face of the optical component facing the end face of the optical fiber to the end face of the deep trench portion, the end face of the optical fiber facing the end face of the optical component, and the light in the covering portion It is preferable that the distance k to the end surface facing the exposed side of the fiber satisfies the relationship of h> k.
  • each of the substrate and the covering portion has an uneven portion for positioning.
  • an optical component and an optical fiber are mounted on the same substrate, and an end surface of the optical component on which light enters or exits and an end in the axial direction of the optical fiber.
  • a deep portion having a predetermined depth is formed from the position of the forming surface, and the optical fiber is mounted in the V groove, and a covering portion that covers the optical fiber is placed in the deep portion.
  • the distance h from the end surface of the optical component facing the end surface of the optical fiber to the end surface of the deep trench portion, the end surface of the optical fiber facing the end surface of the optical component, and the light in the covering portion The distance k to the end surface facing the exposed side of the fiber satisfies the relationship of h> k, and the optical fiber is mounted by bringing the end surface of the covering portion into contact with the end surface of the deep trench portion. Is preferred.
  • a positioning uneven portion is formed on each of the substrate and the covering portion, and the positioning uneven portion formed on the substrate and the positioning uneven portion formed on the covering portion are fitted. Thus, it is preferable to determine the position of the optical fiber.
  • the V groove and the deep trench may be formed by performing an anisotropic wet etching process on the substrate.
  • the V groove and the deep trench may be formed by cutting the substrate.
  • the covering portion is placed on the deep trench portion formed at the end portion of the substrate, and the optical fiber does not directly hit the end portion of the substrate.
  • Mechanical reliability such as handling and impact resistance at the time can be improved.
  • the optical fiber can be placed at an accurate position by the positioning uneven portions of the substrate and the covering portion.
  • the V-groove and the deep trench can be formed at the same time, so that the manufacturing process can be simplified.
  • V-grooves and deep trenches can be formed by cutting the substrate.
  • FIG. 1A is a top view showing an optical module 1 of a first embodiment.
  • FIG. IB is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A.
  • FIG. 1C is an end view taken along line BB in FIG. 1A.
  • FIG. 1D is an end view of the CC line in FIG. 1A.
  • FIG. 2A is a diagram showing a state where a mask 7 is formed on a substrate 2.
  • FIG. 2B is a diagram showing the substrate 2 after anisotropic wet etching.
  • FIG. 3A is a diagram showing a cutting position on the substrate 2.
  • FIG. 3B is a top view of the substrate 2 after cutting.
  • FIG. 3C is a sectional view taken along line FF in FIG. 3B.
  • FIG. 4 A graph showing the relationship between the distance z (m) of the optical component end surface force at the optical fiber end surface and the loss (dB).
  • FIG. 5A is a top view showing the optical module 11 of the second embodiment.
  • FIG. 5B is a sectional view taken along line GG in FIG. 5A.
  • FIG. 6A is a top view of a conventional optical module 31.
  • FIG. 6A is a top view of a conventional optical module 31.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line PP in FIG. 6A.
  • FIG. 6C is an end view of the Q—Q line in FIG. 6A.
  • FIG. 1A is a top view showing the optical module 1 of the first embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1A
  • Figure 1D is an end view
  • the optical module 1 is configured by mounting PD3, LD4, and optical fibers 5a and 5b on a substrate 2.
  • the optical fibers 5a and 5b are covered with the covering portion 6, and a part of them is exposed.
  • the exposed portions of the optical fibers 5a and 5b are fixed by a cover glass 8 from above.
  • the substrate 2 is a plate-like substrate formed of single crystal silicon (Si). As shown in FIGS. 1A and 1B, the optical component mounting portion 21, the groove portion 22, the V groove forming portion 23, It consists of Fukahori 24.
  • the groove portion 22 is a groove provided on the substrate 2 in a direction (Yl-Y2 direction shown in FIG. 1A) perpendicular to the extending direction of the substrate 2 (XI-X2 direction shown in FIG. 1A).
  • V grooves 23a and 23b are formed on the V groove forming surface 23c of the V groove forming portion 23.
  • the V grooves 23a and 23b are provided in a streak pattern in the extending direction of the substrate 2 (the XI-X2 direction shown in FIG. 1A).
  • V-grooves 23a and 23b are designed so that the optical axes of PD3 and LD4 coincide with the cores of optical fibers 5a and 5b when optical fibers 5a and 5b are mounted in V-grooves 23a and 23b. Yes.
  • the deep trench portion 24 is formed at the end portion of the substrate 2, and is lower than the position of the V groove forming surface 23c by a predetermined depth d in the Z2 direction.
  • the depth d of the deep trench portion 24 is designed such that when the optical fibers 5a and 5b are mounted in the V grooves 23a and 23b, the lower surface of the covering portion 6 that covers the optical fibers 5a and 5b is in contact with each other. .
  • PD3 is a light receiving element that converts light propagating through optical fiber 5a into an electrical signal.
  • L D4 is a light emitting element that emits light in response to an electrical signal supplied from the outside.
  • the end surface 3a on which light enters PD3 is incident and the end surface 51a in the axial direction of the optical fiber 5a are opposed to each other, and the end surface 4a from which light is emitted in LD4 is opposed to the end surface 51b in the axial direction of the optical fiber 5b.
  • the optical fibers 5a and 5b have a double structure of a core and a clad covering the core, and light is propagated by total reflection by making the refractive index of the core higher than that of the clad.
  • the covering portion 6 is a covering material that covers the optical fibers 5a and 5b.
  • the distance h from the end surface 3a facing the end surface 51a of the optical fiber 5a in the PD 3 to the end surface 24a of the deep trench portion 24, and the end surface 3a of the PD 3 in the optical fiber 5a satisfies the relationship of force 3 ⁇ 4i> k.
  • the distance from the end face 4a facing the end face 51b of the optical fiber 5b in the LD4 to the end face 24a of the deep trench 24 is equal to the distance h.
  • Covering from the end face 5lb facing the end face 4a of the LD4 in the optical fiber 5b The distance to the end face 6a of the part 6 is equal to the distance k.
  • a mask 7 is formed in which the opening regions 7a and 7b for mounting the fiber and the opening region 7c for mounting the covering portion are formed adjacent to each other.
  • an anisotropic wet etching process is performed on the deep trench portion 24 so as to obtain a desired etching amount.
  • the etching solution potassium hydroxide (KOH), hydroxide tetramethyl ammonium (TMAH), or the like is used.
  • the cut depth is such that the substrate 2 is not separated.
  • FIG. 3B is a top view of the substrate 2 after cutting
  • FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line FF in FIG. 3B.
  • the part obtained by cutting the end E of 3b becomes a part of the deep trench 24. In this way, the optical part
  • the product placement portion 21, the groove portion 22, the V groove forming portion 23, and the deep trench portion 24 are formed. As shown in FIG. 3C, the deep trench 24 is lower than the position of the V groove forming surface 23c by a predetermined depth d in the Z2 direction.
  • PD3 and LD4 are placed on the optical component placement portion 21, and the end surface 6a of the covering portion 6 is brought into contact with the end surface 24a of the deep trench portion 24.
  • the optical fiber 5a, 5b does not directly contact the end portion of the substrate 2, but the coating portion 6 contacts, so that the optical fibers 5a, 5b are fixed on the substrate 2. Stress concentration does not occur at the boundary between unfixed parts. Furthermore, since the covering portion 6 is placed on the deep trench portion 24, bending of the optical fibers 5a and 5b can be prevented. Therefore, the optical fibers 5a and 5b can be prevented from being broken, and mechanical reliability such as handling properties and impact resistance during the assembly process can be improved.
  • V grooves 23a and 23b and the deep trench portion 24 can be formed at the same time, so that the manufacturing process can be simplified.
  • the end surfaces 51a and 51b of the optical fibers 5a and 5b are connected to the PD3 and LD4.
  • the distance z between the end faces 3a and 4a is determined.
  • FIG. 5A is a top view showing the optical module 11 according to the second embodiment
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 5A. Since the optical module 11 has the same configuration as that of the optical module 1 shown in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In fact, the optical module 11 However, in the optical fibers 5a and 5b, the upper force is also pressed and fixed by the cover glass. The illustration is omitted in FIGS. 5A and 5B. The characteristic configuration of the second embodiment will be described below.
  • positioning irregularities are provided on the substrate 2 and the covering 6.
  • a positioning convex portion 25 is formed at the end of the deep trench portion 24 of the substrate 2.
  • the positioning convex portion 25 may be cut so as to leave an inclined surface formed by anisotropic wet etching in the cutting step of the manufacturing method of the optical module 1 described in the first embodiment. .
  • a positioning recess 61 is formed in the covering portion 6 so as to be fitted to the positioning protrusion 25.
  • the positioning recess 61 is formed by cutting the covering 6.
  • the positioning convex portion 25 formed on the substrate 2 and the positioning concave portion 61 formed on the covering portion 6 are fitted to determine the position of the covering portion 6.
  • the positioning concave portion 61 is arranged so that the end faces 51a, 51b of the optical fibers 5a, 5b and the end faces 3a of the PD3 and LD4 when the optical fibers 5a, 5b and the covering portion 6 are mounted on the substrate 2. It is desirable to install it at a position where the distance to 4a is 20 m or less (see Figure 4).
  • the end faces 51a of the optical fibers 5a, 5b , 511) and the end faces 3 &, 4a of 1 3 03 and 1 ⁇ 4 are determined.
  • the optical fibers 5a and 5b can be accurately positioned. It becomes possible to arrange. Therefore, the mounting yield can be improved by an easy method, and the low-loss optical module 11 can be supplied.
  • optical module 11 is an example in which the positioning convex portion 25 is located at the end of the deep trench portion 24, but the positioning uneven portion may be present in the middle portion of the deep trench portion 1. You can have multiple uneven parts for the optical fiber of the book!
  • the optical component placed on the optical module is an optical waveguide, a mirror, a polarizer, or the like. There may be.
  • the method of forming the V grooves 23a, 23b and the deep trench portion 24 by performing anisotropic wet etching on the substrate 2 has been described.
  • the V grooves 23a and 23b and the deep trench portion 24 may be formed by performing a cutting process.
  • the number of optical fibers placed on the substrate 2 may be any number, such as one, two, or four.
  • the optical fiber can be quartz fiber or plastic fiber, single mode fiber, or multi-fiber.
  • an optical module in which a V-groove is formed at one end of the optical component has been described.
  • an optical component such as a splitter that branches one optical signal into a plurality of outputs is described.
  • V-grooves are formed at both ends on the input and output sides.
  • optical module and the method for manufacturing the optical module according to the present invention may be used in the field of optical communication.

Abstract

　光ファイバの断裂を回避し、組立工程時のハンドリング性、耐衝撃性等の機械的信頼性を向上させる。 　同一基板２上にＰＤ３、光ファイバ５ａが実装されている光モジュールにおいて、光ファイバ５ａを実装するためのＶ溝が形成されているＶ溝形成面よりＺ２方向に所定深さを有する深堀部２４に、光ファイバ５ａを覆う被覆部６が載置されている。ＰＤ３の端面３ａから深堀部２４の端面２４ａまでの距離ｈと、光ファイバ５ａの端面５１ａから被覆部６の端面６ａまでの距離ｋと、がｈ＞ｋの関係を満たしており、被覆部６の端面６ａを深堀部２４の端面２４ａと当接させて光ファイバ５ａの実装を行う。

Description

明 細 書
光モジュール及び光モジュールの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、光ファイバと光部品とを一体基板上に集積した光モジュール及び光モ ジュールの製造方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、データ通信の高速化に伴い、メタリックケーブルによる通信に代わって、低損 失で広帯域の通信が可能な光通信が普及している。光通信においては、ケーブルを 接続する際の位置合わせが重要であり、例えば、基板上に V字形状の溝 (以下、 V溝 という。）を形成し、この V溝に光ファイバを固定することにより、光ファイバの位置合わ せが行われている (例えば、特許文献 1参照。 ) o
[0003] また、光ファイバ及び各種光部品を一体基板上に集積した光モジュールにおいて も、光ファイバ実装用の V溝を用いた光軸合わせが行われている。光部品とは、光通 信に用いる部品をいい、レーザダイオード (Laser Diode :以下、 LDと記す。）等の発 光素子、フォトダイオード (Photo Diode :以下、 PDと記す。）等の受光素子、光導波 路、ミラー、偏光子等を含む。
[0004] 図 6A、図 6B及び図 6Cに、従来の光モジュール 31の構成を示す。図 6Aは、従来 の光モジュール 31の上面図であり、図 6Bは、図 6Aの P— P線の断面図であり、図 6 Cは、図 6Aの Q— Q線の端面図である。
[0005] 図 6Aに示すように、光モジュール 31は、基板 32に、 PD33、 LD34、光ファイバ 35 a, 35bが実装されて構成されている。図 6Cに示すように、基板 32上には V溝 323a , 323b力形成されており、 V溝 323a, 323bに光ファイノ 35a, 35bを実装することに より、 PD33及び LD34と、光ファイバ 35a, 35bとの光軸の位置が合うようになってい る。
特許文献 1：特開平 11— 211928号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0006] し力し、図 6Bに示すように、従来の光モジュール 31においては、 V溝 323a, 323b の端部 36に、被覆されていない光ファイバ 35a, 35bが当たるため、光ファイバ 35a, 35bが基板 32上に固定されて 、る部分と固定されて 、な 、部分の境界部に応力集 中が生じ、光ファイバ 35a, 35bが断裂するおそれがあった。そのため、組立工程時 のハンドリング'性、耐衝撃'性等の機械的信頼'性に問題があった。
[0007] 本発明は、上記従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、光ファイバ の断裂を回避し、組立工程時のハンドリング性、耐衝撃性等の機械的信頼性を向上 させることを課題とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上記課題を解決するために、本発明の第 1の側面によると、同一基板上に光部品と 光ファイバとが実装されており、前記光部品における光が入射又は出射する端面と 前記光ファイバの軸方向の端面とが対向した状態で実装されている光モジュールで あって、前記基板には、前記光ファイバを実装するための V溝が形成されており、前 記基板の端部には、前記基板における V溝形成面の位置より所定深さを有する深堀 部が形成されており、前記深堀部には、前記光ファイバを覆う被覆部が載置されてい る。
[0009] また、前記光部品における前記光ファイバの端面と対向する端面から前記深堀部 の端面までの距離 hと、前記光ファイバにおける前記光部品の端面と対向する端面 力 前記被覆部における前記光ファイバの露出側に面する端面までの距離 kと、が h >kの関係を満たして 、ることが好ま 、。
[0010] また、前記基板及び前記被覆部は、それぞれ位置決め用凹凸部を有することが好 ましい。
[0011] 本発明の第 2の側面によると、同一基板上に光部品と光ファイバとが実装されてお り、前記光部品における光が入射又は出射する端面と前記光ファイバの軸方向の端 面とが対向した状態で実装されている光モジュールの製造方法であって、前記基板 に、前記光ファイバを実装するための V溝を形成し、前記基板の端部に、前記基板 における V溝形成面の位置より所定深さを有する深堀部を形成し、前記 V溝に前記 光ファイバを実装するとともに、前記深堀部に前記光ファイバを覆う被覆部を載置す る。
[0012] また、前記光部品における前記光ファイバの端面と対向する端面から前記深堀部 の端面までの距離 hと、前記光ファイバにおける前記光部品の端面と対向する端面 力 前記被覆部における前記光ファイバの露出側に面する端面までの距離 kと、が h > kの関係を満たしており、前記被覆部の端面を前記深堀部の端面と当接させて前 記光ファイバの実装を行うことが好まし 、。
[0013] また、前記基板及び前記被覆部に、それぞれ位置決め用凹凸部を形成し、前記基 板に形成された位置決め用凹凸部と前記被覆部に形成された位置決め用凹凸部と を嵌合させることにより、前記光ファイバの位置を決定することが好ましい。
[0014] また、前記基板に異方性ウエットエッチング処理を行うことにより、前記 V溝及び前 記深堀部を形成することとしてもょ 、。
[0015] また、前記基板に対して切削加工を行うことにより、前記 V溝及び前記深堀部を形 成することとしてもよい。
発明の効果
[0016] 本発明によれば、基板の端部に形成された深堀部に被覆部が載置され、基板の端 部に光ファイバが直接当たらないので、光ファイバの断裂を回避し、組立工程時のハ ンドリング性、耐衝撃性等の機械的信頼性を向上させることができる。
[0017] また、光ファイバの端面と光部品の端面との接触による素子破壊を回避することが でき、被覆部の端面を深堀部の端面と当接させて光ファイバの実装を行うことで、光 ファイバを正確な位置に配置することができる。
[0018] また、基板及び被覆部の位置決め用凹凸部により、光ファイバを正確な位置に配 置することができる。
[0019] また、基板に異方性ウエットエッチング処理を行うことにより、 V溝及び深堀部を同時 に形成することが可能となるため、製造工程を簡略ィ匕することができる。
[0020] また、基板に対して切削加工を行うことにより、 V溝及び深堀部を形成することがで きる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1A]第 1の実施の形態の光モジュール 1を示す上面図である。 [図 IB]図 1Aの A— A線の断面図である。
[図 1C]図 1Aの B— B線の端面図である。
[図 1D]図 1Aの C C線の端面図である。
[図 2A]基板 2にマスク 7が形成された状態を示す図である。
[図 2B]異方性ゥ ットエッチング処理後の基板 2を示す図である。
[図 3A]基板 2における切削加工の位置を示す図である。
[図 3B]切削加工後の基板 2の上面図である。
[図 3C]図 3Bの F— F線の断面図である。
[図 4]光ファイバ端面の光部品端面力もの距離 z ( m)と、損失 (dB)との関係を示す グラフである。
[図 5A]第 2の実施の形態の光モジュール 11を示す上面図である。
[図 5B]図 5Aの G— G線の断面図である。
[図 6A]従来の光モジュール 31の上面図である。
[図 6B]図 6Aの P— P線の断面図である。
[図 6C]図 6Aの Q— Q線の端面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0022] [第 1の実施の形態]
まず、本発明の第 1の実施の形態における光モジュール 1について説明する。 図 1Aは、第 1の実施の形態の光モジュール 1を示す上面図であり、図 1Bは、図 1A の A— A線の断面図であり、図 1Cは、図 1Aの B— B線の端面図であり、図 1Dは、図
1 Aの C C線の端面図である。
[0023] 図 1Aに示すように、光モジュール 1は、基板 2に、 PD3、 LD4、光ファイノく 5a, 5b が実装されて構成されている。光ファイバ 5a, 5bは、被覆部 6に覆われており、その 一部が露出している。光ファイバ 5a, 5bの露出部分は、上部からカバーガラス 8によ り固定されている。
[0024] 基板 2は、単結晶シリコン (Si)で形成された板状基板であり、図 1A及び図 1Bに示 すように、光部品載置部 21、溝部 22、 V溝形成部 23、深堀部 24から構成される。
[0025] 光部品載置部 21には、光部品として PD3及び LD4が載置されている。 [0026] 溝部 22は、基板 2上に、基板 2の延在方向（図 1Aに示す XI— X2方向）と直交する 方向（図 1Aに示す Yl— Y2方向）に設けられた溝である。
[0027] 図 1Cに示すように、 V溝形成部 23の V溝形成面 23cには、 V溝 23a, 23bが形成さ れている。 V溝 23a, 23bは、基板 2の延在方向（図 1Aに示す XI— X2方向）に、筋 状に設けられている。 V溝 23a, 23bは、 V溝 23a, 23bに光ファイバ 5a, 5bが実装さ れた際に、 PD3及び LD4と、光ファイバ 5a, 5bのコアとの光軸が一致するように設計 されている。
[0028] 深堀部 24は、図 1B及び図 1Dに示すように、基板 2の端部に形成され、 V溝形成面 23cの位置より Z2方向に所定深さ dだけ低くなつている。深堀部 24の深さ dは、 V溝 2 3a, 23bに光ファイバ 5a, 5bが実装された場合に、光ファイバ 5a, 5bを覆う被覆部 6 の下面がちょうど接するように設計されて 、る。
[0029] PD3は、光ファイバ 5aを伝播してきた光を電気信号に変換する受光素子である。 L D4は、外部から供給された電気信号に応じて光を発する発光素子である。 PD3〖こ おける光が入射する端面 3aと光ファイバ 5aの軸方向の端面 51aとは対向し、 LD4に おける光が出射する端面 4aと光ファイバ 5bの軸方向の端面 51bとは対向している。
[0030] 光ファイバ 5a, 5bは、コアとそれを覆うクラッドの二重構造を有し、クラッドよりもコア の屈折率を高くすることで、全反射により光を伝播させる。
[0031] 被覆部 6は、光ファイバ 5a, 5bを覆う被覆材である。
[0032] また、図 1Bに示すように、 PD3における光ファイバ 5aの端面 51aと対向する端面 3 aから深堀部 24の端面 24aまでの距離 hと、光ファイバ 5aにおける PD3の端面 3aと 対向する端面 5 laから被覆部 6における光ファイバ 5aの露出側に面する端面 6aまで の距離 kと、力 ¾i>kの関係を満たしている。なお、 LD4における光ファイバ 5bの端面 51bと対向する端面 4aから深堀部 24の端面 24aまでの距離は距離 hと等しぐ光ファ ィバ 5bにおける LD4の端面 4aと対向する端面 5 lbから被覆部 6の端面 6aまでの距 離は距離 kと等しい。
[0033] 次に、図 2A、図 2B、図 3A、図 3B及び図 3Cを参照して、光モジュール 1の製造方 法を説明する。
まず、図 2Aに示すように、フォトリソグラフィとエッチングにより、基板 2の表面に、光 ファイバ実装用の開口領域 7a, 7bと、被覆部実装用の開口領域 7cとが隣接して形 成されたマスク 7を形成する。
[0034] 次に、図 2Bに示すように、深堀部 24に対して所望のエッチング量となるように、異 方性ウエットエッチング処理を行う。エッチング液としては、水酸ィ匕カリウム (KOH)や 水酸ィ匕テトラメチルアンモ -ゥム (TMAH)等が用いられる。この際、光ファイバ実装 用の開口領域 7a, 7bでは、 V溝 23a, 23bの V字形状が形成された時点でエツチン グの進行が停止するため、オーバーエッチングによる形状の変化はない。したがって 、 V溝 23a, 23bと、深堀部 24とを同時に形成することができる。
[0035] 次に、チップとして切り出すために、図 3Aに示すように、 D— D、 D— D、 D— D
1 1 2 2 3 3
、 D—Dの位置で、基板 2の周辺部 4辺に切削加工を施し、隣接チップと分離する。
4 4
さらに、 V溝 23a, 23bの両端部 E , Eに対して、基板 2が分離しない切り込み深さに
1 2
て切削加工を行う。
[0036] 図 3Bは、切削加工後の基板 2の上面図であり、図 3Cは、図 3Bの F— F線の断面図 である。 V溝 23a, 23bの端部 Eを切削した部分は、溝部 22となる。また、 V溝 23a, 2
1
3bの端部 Eを切削した部分は、深堀部 24の一部となる。このように、基板 2に、光部
2
品載置部 21、溝部 22、 V溝形成部 23、深堀部 24が形成される。図 3Cに示すよう〖こ 、深堀部 24は、 V溝形成面 23cの位置より Z2方向に所定深さ dだけ低くなつている。
[0037] 次に、図 1 A及び図 1Bに示すように、 PD3及び LD4を光部品載置部 21に載置し、 被覆部 6の端面 6aを深堀部 24の端面 24aと当接させて光ファイバ 5a, 5bの実装を 行う。ここで、 PD3の端面 3aから深堀部 24の端面 24aまでの距離（LD4の端面 4aか ら深堀部 24の端面 24aまでの距離) hは、光ファイバ 5aの端面 5 laから被覆部 6の端 面 6aまでの距離 (光ファイバ 5bの端面 5 lbから被覆部 6の端面 6aまでの距離) kより 長ぐ PD3の端面 3aと光ファイバ 5aの端面 51aとの距離（LD4の端面 4aと光ファイバ 5bの端面 51bとの距離) z=h—kの値は、距離 h及び距離 kにより決定する。
[0038] 図 4に、光ファイバ 5aの端面 51aの PD3の端面 3aからの距離（光ファイバ 5bの端面 5 lbの LD4の端面 4aからの距離) z m)と、損失 (dB)との関係を示す。図 4は、コ ァの屈折率が 1. 534、クラッドの屈折率が 1. 525、接着剤の屈折率が 1. 570の場 合の計算結果である。距離 zにおける損失力も接触状態 (z = 0 m)における損失を 引いた値、すなわち、ギャップによる過剰損失の値は、 2= 10 111のとき0. 04dB、 z = 20 111のとき0. 12dB、 ζ = 30 /ζ πιのとき 0. 26dBであった。接虫状態（ζ = 0 /ζ πι )からの損失増加を 0. ldB以下とするために、距離 zを 20 m以下とすることが望ま しい。
[0039] 次に、基板 2に光ファイバ 5a, 5b及び被覆部 6が実装された状態で、カバーガラス 8により光ファイバ 5a, 5bを押圧して固定し、接着剤を流し込み、光ファイバ 5a, 5bを V溝 23a, 23bに、被覆部 6を深堀部 24に接着する。
[0040] 以上説明したように、基板 2の端部に光ファイバ 5a, 5bが直接当たらず、被覆部 6 が当たる構造とするので、光ファイバ 5a, 5bが基板 2上に固定されている部分と固定 されていない部分の境界部に応力集中が生じることがない。さらに、深堀部 24に被 覆部 6を載置するので、光ファイバ 5a, 5bの曲がりを防ぐことができる。したがって、 光ファイバ 5a, 5bの断裂を回避し、組立工程時のハンドリング性、耐衝撃性等の機 械的信頼性を向上させることができる。
[0041] また、異方性ウエットエッチング処理を行うことにより、 V溝 23a, 23bと深堀部 24とを 同時に形成することが可能となるため、製造工程を簡略ィ匕することができる。
[0042] また、被覆部 6の端面 6aを深堀部 24の端面 24aと当接させて光ファイバ 5a, 5bの 実装を行うことにより、光ファイバ 5a, 5bの端面 51a, 51bと PD3及び LD4の端面 3a , 4aとの距離 zが決定する。これにより、光ファイノく 5a, 5bの端面 51a, 51bと PD3及 び LD4の端面 3a, 4aとの接触による素子破壊を回避することができ、さらには、光フ アイバ 5a, 5bの端面 51a, 51bが PD3及び LD4の端面 3a, 4aから距離 zの位置にな るように正確に配置することが可能となる。したがって、容易な方法で実装歩留まりが 向上し、かつ、低損失な光モジュール 1を供給することができる。
[0043] [第 2の実施の形態]
次に、本発明を適用した第 2の実施の形態について説明する。
図 5Aは、第 2の実施の形態の光モジュール 11を示す上面図であり、図 5Bは、図 5 Aの G— G線の断面図である。光モジュール 11は、第 1の実施の形態に示した光モ ジュール 1と同様の構成によってなるため、同一の構成部分については同一の符号 を付し、その構成については説明を省略する。また、実際は、光モジュール 11にお いても、光ファイバ 5a, 5bは上部力もカバーガラスにより押圧固定されている力 図 5 A及び図 5Bでは図示を省略する。以下、第 2の実施の形態に特徴的な構成につい て説明する。
[0044] 光モジュール 11は、基板 2及び被覆部 6に位置決め用凹凸部が設けられている。
図 5A及び図 5Bに示すように、基板 2の深堀部 24の端部には位置決め用凸部 25が 形成されている。位置決め用凸部 25は、第 1の実施の形態で説明した光モジュール 1の製造方法の切削加工工程において、異方性ウエットエッチング処理により形成さ れた傾斜面を残すように切削すればょ ヽ。
[0045] また、被覆部 6には、位置決め用凸部 25と嵌合するように位置決め用凹部 61が形 成されている。位置決め用凹部 61は、被覆部 6を切削することにより、形成する。
[0046] そして、基板 2に形成された位置決め用凸部 25と被覆部 6に形成された位置決め 用凹部 61とを嵌合させることにより、被覆部 6の位置を決定する。
[0047] このように、被覆部 6側に位置決め用凹部 61を設け、基板 2側に位置決め用凸部 2 5を設けることが加工上好ましい。また、位置決め用凸部 25及び位置決め用凹部 61 は、光ファイバ 5a, 5b及び被覆部 6を基板 2に実装した場合に、光ファイバ 5a, 5bの 端面 51a, 51bと PD3及び LD4の端面 3a, 4aとの距離が 20 m以下となる位置に 設けることが望ま 、（図 4参照)。
[0048] 以上説明したように、位置決め用凸部 25及び位置決め用凹部 61が嵌合するように 光ファイバ 5a, 5b及び被覆部 6の実装を行うことにより、光ファイバ 5a, 5bの端面 51 a, 511)と1303及び1^4の端面3&, 4aとの距離が決定する。これにより、光ファイバ 5 a, 5bの端面 51a, 51bと PD3及び LD4の端面 3a, 4aとの接触による素子破壊を回 避することができ、さらには、光ファイバ 5a, 5bを正確な位置に配置することが可能と なる。したがって、容易な方法で実装歩留まりが向上し、かつ、低損失な光モジユー ル 11を供給することができる。
[0049] なお、光モジュール 11は、深堀部 24の端部に位置決め用凸部 25が位置する例で あるが、位置決め用凹凸部は深堀部 24の途中の部分に存在してもよぐ 1本の光フ アイバに対して複数の凹凸部を有して 、てもよ!/、。
[0050] 上記各実施の形態における記述は、本発明に係る光モジュールの例であり、これ に限定されるものではない。光モジュールを構成する各部の細部構成に関しても本 発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
[0051] 例えば、上記各実施の形態では、光部品として PD3及び LD4を備えた場合にっ ヽ て説明したが、光モジュールに載置される光部品は、光導波路、ミラー、偏光子等で あってもよい。
[0052] また、上記各実施の形態では、基板 2に異方性ウエットエッチング処理を行うことに より、 V溝 23a, 23b及び深堀部 24を形成する方法を説明したが、基板 2に対して切 削加工を行うことにより、 V溝 23a, 23b及び深堀部 24を形成することとしてもよい。
[0053] また、基板 2に載置される光ファイバの芯数は、 1芯、 2芯、 4芯等、いくつであっても よい。また、光ファイバは石英製ファイバでもプラスチックファイバでもよぐまた、シン グルモードファイバでも、マルチードファイバでもよ ヽ。
[0054] また、上記各実施の形態では、光部品の一端に V溝が形成されている光モジユー ルについて説明したが、 1つの光信号を複数の出力に分岐するスプリッタ等の光部 品の入力側 ·出力側の両端に V溝が形成されて 、てもよ 、。
産業上の利用可能性
[0055] 本発明に係る光モジュール及び光モジュールの製造方法は、光通信分野におい て利用可能性がある。
符号の説明
[0056] 1, 11 光モジュール
2 基板
21 光部品載置部
22 溝部
23 V溝形成部
23a, 23b V溝
23c V溝形成面
24 深堀部
24a 端面
25 位置決め用凸部 PD
3a 端面
LD
4a 端面
a, 5b 光ファイバ
51a, 51b 端面 被覆部
6a 端面
61 位置決め用凹部 マスク
カバーガラス1 光モジュール2 基板
323a, 323b V溝3 PD
LD
5a, 35b 光ファイノ

Claims

請求の範囲
[1] 同一基板上に光部品と光ファイバとが実装されており、前記光部品における光が入 射又は出射する端面と前記光ファイバの軸方向の端面とが対向した状態で実装され て 、る光モジュールであって、
前記基板には、前記光ファイバを実装するための V溝が形成されており、 前記基板の端部には、前記基板における V溝形成面の位置より所定深さを有する 深堀部が形成されており、
前記深堀部には、前記光ファイバを覆う被覆部が載置されていることを特徴とする 光モジユーノレ。
[2] 前記光部品における前記光ファイバの端面と対向する端面から前記深堀部の端面 までの距離 hと、前記光ファイバにおける前記光部品の端面と対向する端面から前記 被覆部における前記光ファイバの露出側に面する端面までの距離 kと、力 > kの関 係を満たしていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の光モジュール。
[3] 前記基板及び前記被覆部は、それぞ; 立置決め用凹凸部を有することを特徴とす る請求の範囲第 1項又は請求の範囲第 2項に記載の光モジュール。
[4] 同一基板上に光部品と光ファイバとが実装されており、前記光部品における光が入 射又は出射する端面と前記光ファイバの軸方向の端面とが対向した状態で実装され て 、る光モジュールの製造方法であって、
前記基板に、前記光ファイバを実装するための V溝を形成し、
前記基板の端部に、前記基板における V溝形成面の位置より所定深さを有する深 堀部を形成し、
前記 V溝に前記光ファイバを実装するとともに、前記深堀部に前記光ファイバを覆う 被覆部を載置することを特徴とする光モジュールの製造方法。
[5] 前記光部品における前記光ファイバの端面と対向する端面から前記深堀部の端面 までの距離 hと、前記光ファイバにおける前記光部品の端面と対向する端面から前記 被覆部における前記光ファイバの露出側に面する端面までの距離 kと、力 > kの関 係を満たしており、
前記被覆部の端面を前記深堀部の端面と当接させて前記光ファイバの実装を行う ことを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の光モジュールの製造方法。
[6] 前記基板及び前記被覆部に、それぞれ位置決め用凹凸部を形成し、
前記基板に形成された位置決め用凹凸部と前記被覆部に形成された位置決め用 凹凸部とを嵌合させることにより、前記光ファイバの位置を決定することを特徴とする 請求の範囲第 4項又は請求の範囲第 5項に記載の光モジュールの製造方法。
[7] 前記基板に異方性ウエットエッチング処理を行うことにより、前記 V溝及び前記深堀 部を形成することを特徴とする請求の範囲第 4項力 請求の範囲第 6項のいずれか 一項に記載の光モジュールの製造方法。
[8] 前記基板に対して切削加工を行うことにより、前記 V溝及び前記深堀部を形成する ことを特徴とする請求の範囲第 4項力 請求の範囲第 6項のいずれか一項に記載の 光モジュールの製造方法。
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