WO2010107044A1 - 信号伝送装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2010107044A1
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optical waveguide
optical
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signal transmission
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義昭 中野
学良 宋
フーチョン イット
書栄 王
勝正 堀口
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University of Tokyo NUC
Advanced Photonics Inc
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    • 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
    • G02B6/4231—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment with intermediate elements, e.g. rods and balls, between the elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the present invention relates to a signal transmission device and a method for manufacturing the same, and is suitable for application to a signal transmission device such as an optical communication device or an optical router device.
  • an optical signal is transmitted and received between a signal transmission device including an optical transmission element such as a laser diode and a signal reception device including an optical reception element such as a photodetector, and high-speed data communication is realized using the optical signal.
  • Signal transmission systems are known.
  • a signal transmission device and signal reception device hereinafter collectively referred to simply as a signal transmission device
  • an optical signal having very little interference between signals compared to an electrical signal is used in an electrical waveguide. Compared to this, the distance between the optical waveguides can be remarkably shortened, and the signal transmission path can be mounted at a higher density.
  • FIG. 26A and FIG. 26B showing a cross section of W1-W1 ′ in FIG. 26A
  • an optical waveguide 101 for transmitting an optical signal is shown.
  • a signal transmission device 100 embedded in the base 102 is also considered (see, for example, Patent Document 1).
  • the signal transmission device 100 includes a base 102 in which a plurality of optical waveguides 101 (“...” in FIG. 26A indicates the omission of the optical waveguides) are embedded, and an optical transmission element or optical A receiving element (hereinafter collectively referred to simply as an optical element) 103 and an optical module substrate 105 on which an IC (Integrated Circuit) 104 is mounted.
  • the optical module substrate 105 is attached to the base 102 by guide pins 111. It can be positioned.
  • the base 102 is made of, for example, an epoxy resin member, and is formed so as to confine light in the optical waveguide 101 formed of a polymer resin member.
  • the base 102 is provided with a plurality of optical waveguides 101 formed linearly in parallel with the width direction x orthogonal to the thickness direction z.
  • the base 102 has a rectangular parallelepiped concave portion 107 formed on the surface by router processing, and an end surface of the optical waveguide 101 (hereinafter simply referred to as an optical waveguide end surface) 109 on a side surface portion 108 of the concave portion 107. Is configured to be exposed. As shown in FIG. 27 showing a cross section taken along line W2-W2 ′ of FIG.
  • a plurality of optical waveguides 101 formed in a prismatic shape are opposed to the optical element 103 inside the base 102. They are provided at the same height so that they can be combined.
  • the base 102 has a pair of guide pin holes 110 penetrating the thickness on both sides of the optical waveguide 101. A rod-shaped guide pin 111 can be inserted.
  • an IC 104 is mounted in a region facing the recess 107 of the base 102, and the optical element 103 is opposed to the optical waveguide end surface 109 with a gap ⁇ L1.
  • a support portion 113 is provided to support the.
  • a guide pin hole 114 for inserting the guide pin 111 is formed in the optical module substrate 105 at a position facing the guide pin hole 110 of the base 102 so as to penetrate the thickness.
  • the spacer 116 is inserted between the base 102 and the optical module substrate 105 so that the guide pin hole 110 of the base 102 matches the guide pin hole 114 of the optical module substrate 105.
  • the optical module substrate 105 may be placed on the base 102.
  • the signal transmission device 100 is positioned by inserting the guide pins 111 into the guide pin holes 110 and 114, and a plurality of joint members (for example, solder and adhesive) 117 provided in advance are positioned.
  • a plurality of joint members for example, solder and adhesive
  • the base 102 and the optical module substrate 105 can be joined. That is, in this case, the guide pin 111 has a gap ⁇ between the optical element 103 and the optical waveguide end surface 109 exposed in the concave portion 107 of the base 102 in the depth direction y and the width direction x orthogonal to the depth direction y.
  • Position L1 so that they face each other.
  • the thickness direction z orthogonal to the width direction x and the depth direction y is positioned by a spacer 116 interposed between the front surface 102a of the base 102 and the back surface 115 of the optical module substrate 105, and the optical element 103 And the optical waveguide end face 109 face each other and can be optically coupled (hereinafter simply referred to as optical coupling).
  • optical coupling simply referred to as optical coupling.
  • the optical element 103 and the optical waveguide end face 109 are positioned using the spacer 116 in the thickness direction z, first, the light receiving region and the light emitting region of the optical element 103 from the back surface 115 of the optical module substrate 105. Is measured using a length measuring device (not shown). Next, a distance L2 from the surface 102a of the base 102 to the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 is measured using a length measuring device (not shown).
  • the distance L2 from the surface 102a of the base 102 to the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101, the distance L3 from the back surface 115 of the optical module substrate 105 to the surface 102a of the base 102, and the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 The total distance including the distance L4 to the center is adjusted to the same length as the distance L3 so that the distance L1 from the back surface 115 of the optical module substrate 105 to the light receiving area and the light emitting area of the optical element 103 is the same.
  • a spacer 116 is prepared, and the spacer 116 is inserted between the front surface 102 a of the base 102 and the back surface 115 of the optical module substrate 105.
  • the optical element 103 and the optical waveguide end surface 109 are optically coupled, and the optical element 103 is an optical receiving element, the optical signal transmitted from the optical waveguide 101 is reliably used as the optical receiving element.
  • the optical element 103 can receive light, while the optical element 103 is an optical transmission element, the optical waveguide 101 can be reliably irradiated with an optical signal emitted from the optical element 103 as the optical transmission element.
  • the distance L1 from the back surface 115 of the optical module substrate 105 to the light receiving region and the light emitting region of the optical element 103 in a consistently accurate dimension with good reproducibility.
  • the distance L2 from the surface 102a of the base 102 to the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 tends to vary from production to production, and an error occurs. This is because the base 102 is manufactured by bonding each layer with an adhesive or the like in accordance with the manufacturing process of the FR4 printed circuit board (glass epoxy board), so that each layer (particularly the surface 102a of the base 102 is connected to the optical waveguide 101).
  • a spacer 116 having an optimal height is sequentially prepared for each signal transmission device 100 according to the distance L3 from the front surface 102a of the base 102 to the back surface 115 of the optical module substrate 105. Considering mass productivity and parts inventory management, there is a problem that the production efficiency is very poor.
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose a signal transmission device and a method for manufacturing the same that can improve the production efficiency of the product and can reduce the production cost.
  • claim 1 of the present invention includes: a base in which an optical waveguide for transmitting an optical signal is formed; an end surface of the optical waveguide exposed; and an optical element for transmitting or receiving the optical signal.
  • An optical module substrate having a back surface opposite to the front surface of the base, and a signal transmission device in which the end face of the optical waveguide and the optical element face each other and are optically coupled.
  • An optical waveguide exposed portion that exposes a peripheral surface portion of the optical waveguide; a peripheral surface portion of the optical waveguide exposed to the optical waveguide exposed portion; and a back surface of the optical module substrate, and an end surface of the optical waveguide.
  • the optical waveguide is formed inside the base between the end surface of the optical waveguide and the exposed portion of the optical waveguide, and the peripheral surface portion of the optical waveguide is in an unexposed state. It is characterized by being.
  • the spacer is formed of a member harder than the base and the optical waveguide, and an end surface of the optical waveguide is formed flush with one side surface of the spacer. It is characterized by that.
  • the support portion for supporting the optical element and the upper end portion of the spacer are joined to the back surface of the optical module substrate by a joining member, and is flush with the end surface of the optical waveguide.
  • An escape space is formed on one side surface of the spacer to escape an extra joining member protruding from the joining portion of the support portion or the spacer.
  • At least one of the base and the optical module substrate is provided with a guide pin hole, and the spacer includes either the base or the optical module substrate.
  • the guide pin hole is provided, and a guide pin for positioning the spacer on the base or the optical module substrate is provided.
  • an optical waveguide for transmitting an optical signal is formed therein, and a base having an exposed end surface of the optical waveguide and an optical element for transmitting or receiving the optical signal are provided on the base.
  • An optical module substrate having a back surface opposite to the front surface, and a method of manufacturing a signal transmission device in which an end face of the optical waveguide and the optical element face each other and are optically coupled, and the optical waveguide from the surface of the base
  • a spacer installation step of aligning the optical element to a height facing the end face of the optical waveguide by the spacer.
  • the optical waveguide in the exposed portion forming step, is formed inside the base between the end surface of the optical waveguide and the exposed portion of the optical waveguide, and the optical waveguide The peripheral surface portion is in an unexposed state.
  • the spacer used in the spacer installation step is formed of a member harder than the base and the optical waveguide, and one side surface of the spacer is provided after the spacer installation step.
  • a processing step for forming the end face of the optical waveguide to be flush with each other is provided.
  • a relief space is formed on one side surface that is flush with an end surface of the optical waveguide, and the support for supporting the optical element is provided. And when the upper end portion of the spacer is bonded to the back surface of the optical module substrate by a bonding member, the excess bonding member protruding from the bonding portion of the support portion or the spacer escapes to the escape space. It is a feature.
  • a drilling step of drilling a guide pin hole in at least one of the base or the optical module substrate before the spacer installing step is provided with a guide pin that can be inserted into the guide pin hole of either the base or the optical module substrate.
  • the base or the optical module substrate is provided with the guide pin. The spacer is positioned by a guide pin.
  • a spacer is interposed between the peripheral surface portion of the optical waveguide exposed at the exposed portion of the optical waveguide and the back surface of the optical module substrate,
  • the peripheral surface portion of the optical waveguide can be prevented from being chipped in the polishing process by making the peripheral surface portion of the optical waveguide unexposed.
  • a flat end face can be formed in the optical waveguide.
  • the end face of the optical waveguide is formed in accordance with one side surface of the spacer, so that the position of the end face of the optical waveguide can be polished for each production. It can prevent variation.
  • the signal transmission device of the fourth aspect and the manufacturing method of the ninth aspect it is possible to allow the excess joining member protruding from the joining portion with the optical module substrate in the support portion or the spacer to escape into the escape space.
  • the spacer can be accurately positioned with respect to the exposed portion of the optical waveguide by inserting the guide pin into the guide pin hole.
  • FIGS. 1 (A) and 1 (B) in which the same reference numerals are assigned to the corresponding parts to FIGS. 26 (A) and (B), 1 is the first embodiment according to the present invention.
  • the signal transmission apparatus of the form is shown.
  • the signal transmission device 1 is provided with the optical waveguide 101 on the surface 2a of the base 2. It has a feature that it has an exposed optical waveguide portion 5 with an exposed peripheral surface portion 101a, and a spacer 4 is provided on the exposed optical waveguide portion 5.
  • the spacer 4 is interposed between the peripheral surface portion 101 a of the optical waveguide 101 and the back surface 115 of the optical module substrate 105 in the optical waveguide exposed portion 5, and has a height facing the optical waveguide end surface 109.
  • the optical waveguide exposed portion 5 is a predetermined position between the concave portion 107 of the base 2 and the guide pin hole 110, and the region between the surface 2a of the base 2 and the optical waveguide 101 is notched. It is formed to be.
  • the optical waveguide exposed portion 5 has a rectangular parallelepiped shape, and is formed so that the peripheral surface portion 101 a of the optical waveguide 101 can be exposed from the surface 2 a of the base 2.
  • the optical waveguide exposed portion 5 has a width dimension in which the spacer 4 supporting the optical module substrate 105 can be installed inside, and as shown in FIG. 2 showing a BB ′ cross section of FIG. The depth dimension is formed such that the spacer 4 can be installed.
  • the concave portion 107 is formed.
  • An uncut remaining portion 6 may be provided on the surface between the side surface portion 108 and the optical waveguide exposed portion 5.
  • the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 extends between the installation location of the spacer 4 and the optical waveguide end surface 109. Is exposed, there is a possibility that the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 is chipped because the exposed optical waveguide 101 is directly polished in the polishing process for forming the optical waveguide end surface 109. There arises a problem that it is difficult to form the optical waveguide end face 109 flat.
  • the spacer 4 has a rectangular parallelepiped shape, and its upper end is joined to the back surface 115 of the optical module substrate 105 by the joining member 8.
  • the optical waveguide of the base 2 It can be arranged in the exposed portion 5.
  • the spacer 4 has an outer peripheral shape that is substantially the same as the optical waveguide exposed portion 5 and is slightly smaller than the outer peripheral shape of the optical waveguide exposed portion 5. ing.
  • the spacer 4 adjusts a distance L5 from the back surface 115 of the optical module substrate 105 to the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101, and the center of the optical waveguide 101 is the optical element 103.
  • a dimension in the thickness direction z (hereinafter referred to as a height dimension) is selected so as to face the light receiving area and the light emitting area. That is, the height of the spacer 4 is such that the total distance combined with the distance L4 from the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 to the center thereof is from the back surface 115 of the optical module substrate 105 to the light receiving region and the light emitting region of the optical element 103. It is selected to be the same as the distance L1.
  • FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B) showing the CC ′ cross section of FIG. 3 (A) a plurality of layers are bonded with an adhesive or the like according to the manufacturing process of the FR4 printed circuit board.
  • a processing base 10 in which a plurality of optical waveguides 101 are arranged in parallel is manufactured.
  • a polishing margin in which the optical waveguide 101 extends to the recess formation region in order to form a flat optical waveguide end surface 109 (FIG. 1B) later by polishing processing. M1 is formed.
  • a flat optical waveguide end surface 109 is formed on the processing base 10 by polishing the side surface portion 108 of the recess 107.
  • FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B) showing the EE ′ cross section of FIG. 5 (A) a predetermined distance from the recess 107 is applied to the surface by the same processing method as the cavity substrate.
  • the base 2 can be manufactured by forming the optical waveguide exposed portion 5 where the peripheral surface portion 101 a of the optical waveguide 101 is exposed and the remaining portion 6.
  • the spacer 4 provided on the back surface 115 of the optical module substrate 105 is disposed in the optical waveguide exposed portion 5, and the guide pin hole 114 of the optical module substrate 105 and the base
  • the signal transmission device 1 can be manufactured by inserting the guide pin 111 into the guide pin hole 110 of the base 2 and joining the base 2 and the optical module substrate 105 with the joining member 117 in this state.
  • the surface 2 a of the base 2 is selectively removed at a predetermined distance from the optical waveguide end face 109 of the base 2, and the peripheral surface portion 101 a of the optical waveguide 101 is the base 2.
  • An optical waveguide exposed portion 5 exposed from the surface 2a is formed.
  • the spacer 4 is inserted between the peripheral surface portion 101 a of the optical waveguide 101 exposed in the optical waveguide exposed portion 5 and the back surface 115 of the optical module substrate 105, and the height of the spacer 4 is determined. The distance from the back surface 115 of the optical module substrate 105 to the optical waveguide 101 is adjusted only by the dimensions.
  • the height of the optical element 103 provided on the optical module substrate 105 is opposed to the optical waveguide end surface 109 by simply adjusting the height of the spacer 4 with the optical waveguide 101 as a reference at all times.
  • the optical waveguide exposed portion 5 is formed at a predetermined distance from the side surface portion 108 of the recess 107, and the remaining portion is provided between the side surface portion 108 of the recess 107 and the optical waveguide exposed portion 5.
  • 6 is provided so that the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 is not exposed, so that the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 can be prevented from being chipped during polishing, and thus a flat optical waveguide end surface 109 can be formed.
  • this signal transmission device 1 since the remaining portion 6 is provided between the support portion 113 and the spacer 4 and a predetermined space is formed above the remaining portion 6, the support portion 113 and the spacer 4.
  • the extra joining member 8 that protrudes from the joint between the optical module substrate 105 and the optical module substrate 105 can be released into the space.
  • the spacer 4 is interposed between the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 exposed at the optical waveguide exposed portion 5 and the back surface 115 of the optical module substrate 105, and only the height dimension of the spacer 4 is concerned.
  • the optical element 103 of the optical module substrate 105 it is not necessary to individually produce a spacer for each signal transmission device, and the optical waveguide from the surface 2a of the base 2
  • Individual length measurement such as the distance L2 to the peripheral surface 101a of 101 can be omitted, thus improving the production efficiency of the product and reducing the production cost by eliminating the need for the length measurement process and length measurement device. Can be planned.
  • FIGS. 6 (A) and 6 (B) the parts corresponding to those in FIGS. 1 (A) and 1 (B) are denoted by the same reference numerals, and 21 is according to the second embodiment.
  • the signal transmission device is shown, and the position of the optical waveguide exposure portion 23 formed on the base 22 and the installation position of the spacer 24 are different from those of the first embodiment.
  • the base 22 has the remaining portion 6 (FIG. 6) in the first embodiment. 1 (B)) is not formed, and the optical waveguide exposed portion 23 is formed adjacent to the recess 107.
  • the optical waveguide exposed portion 23 is the same as the optical waveguide exposed portion 5 (FIG. 1B) of the first embodiment except that it is formed so as to be adjacent to the concave portion 107.
  • the exposed portion 23 of the optical waveguide has a width dimension in which a rectangular parallelepiped spacer 24 can be installed, and the depth dimension thereof is the spacer 24 as shown in FIG. 7 showing a section GG ′ in FIG. It is formed in the dimension that can be installed.
  • the spacer 24 is formed of a harder member than the optical waveguide 101 or the base 22, such as ceramic or metal (copper, aluminum), for example.
  • the one side surface 24a is configured not to be reduced by polishing performed when forming the film. Thereby, the spacer 24 has a role of a stopper because the one side surface 24a is not cut during the polishing process for processing the optical waveguide end surface 109 to be flat, and the optical waveguide end surface 109 is flush with the flat one side surface 24a. Can be formed.
  • the spacer 24 is the same as the spacer 4 (FIG. 1B) of the first embodiment except for the configuration described above.
  • FIG. 8A and FIG. 8B showing the HH ′ cross section of FIG. 8A
  • a plurality of layers are bonded with an adhesive or the like according to the manufacturing process of the FR4 printed circuit board.
  • a processing base 26 in which a plurality of optical waveguides 101 are arranged in parallel is manufactured.
  • the processing base 26 is formed with a polishing margin M1 in which the optical waveguide 101 extends to the recess formation region in order to form the flat optical waveguide end surface 109 by the subsequent polishing processing. .
  • the processing base 26 is an area adjacent to the recess 107 as shown in FIG. 10A and FIG. 10B showing the JJ ′ cross section of FIG.
  • the optical waveguide exposed portion 23 in which the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 is exposed from the surface is formed.
  • the optical waveguide exposed portion 23 has a rectangular parallelepiped shape and communicates with the concave portion 107, and a polishing margin M1 having a predetermined width dimension is provided at the bottom.
  • the polishing margin is formed on the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 exposed at the optical waveguide exposed portion 23.
  • M1 is provided and the spacer 24 is placed, and the spacer 24 is fixed to the optical waveguide exposed portion 23 by the bonding member 28 in this state.
  • the polishing margin M1 is polished in the region adjacent to the one side surface 24a of the spacer 24, the optical waveguide end surface 109 is formed on the side surface portion 108 of the recess 107, and thus the base 22 can be manufactured. Yes.
  • the spacer 24 is formed of a harder member than the optical waveguide 101 and the base 22, and is difficult to polish by polishing.
  • the side surface 24a plays the role of a stopper without being cut, and as shown in FIG. 12 (A) and FIG. 12 (B) showing the LL ′ cross section of FIG.
  • the optical waveguide end face 109 can be formed flush.
  • the guide pin 111 is inserted into the guide pin hole 114 of the optical module substrate 105 and the guide pin hole 110 of the base 2, and the upper end portion of the spacer 24 is joined to the joining member 29.
  • 117 can be used to manufacture the signal transmission device 21.
  • the spacer 24 is interposed between the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 exposed at the optical waveguide exposed portion 23 and the back surface 115 of the optical module substrate 105, and the spacer 24 The distance from the back surface 115 of the optical module substrate 105 to the optical waveguide 101 is adjusted only by the height dimension.
  • the height of the optical element 103 provided on the optical module substrate 105 is opposed to the optical waveguide end surface 109 by simply adjusting the height of the spacer 24 with the optical waveguide 101 as a reference at all times.
  • the spacer 24 when the spacer 24 is formed of a harder member than the optical waveguide 101 or the base 22, and the optical waveguide end surface 109 is formed by polishing processing, the polishing processing is performed.
  • the side surface 24a of the spacer 24 is not cut, and the spacer 24 serves as a stopper for regulating the polishing range, so that the optical waveguide end surface 109 is flush with the side surface 24a of the spacer 24.
  • the optical waveguide end surface 109 can be accurately formed by polishing to match the one side surface 24a of the spacer 24. Therefore, the gap ⁇ L2 between the optical element 103 and the optical waveguide end surface 109 is increased for each production. It can prevent variation.
  • the optical waveguide end surface 109 of the base 102 is formed by polishing, and the optical waveguide end surface 109 with respect to the position of the guide pin hole 110 is formed.
  • the position contains a certain error.
  • the gap ⁇ L1 between the optical element 103 and the optical waveguide end face 109 is likely to vary from production to production, resulting in production variations in optical coupling efficiency and a decrease in yield. It was.
  • the optical coupling efficiency between the optical element 103 and the optical waveguide 101 is low, in the optical transmission path from the optical transmission element (optical element) to the optical light receiving element (optical element) via the optical waveguide 101, each gap ⁇ L1 As a result of the increase, the optical loss occurs at each optical coupling point, and the light receiving level at the optical receiving element decreases. For this reason, in order to compensate for the loss, the optical transmission element needs to increase the optical output level accordingly, and there is a problem that the power consumption increases as the drive current increases.
  • the spacer 24 is accurately placed at a predetermined position, and polishing is performed in this state, so that the light is aligned with the one side surface 24a of the spacer 24. Since the waveguide end face 109 is formed, it is possible to prevent the distance from the position of the guide pin hole 110 to the position of the optical waveguide end face 109 from being varied for each production due to polishing. Thereby, in this signal transmission device 21, the gap ⁇ L2 between the optical element 103 and the optical waveguide end face 109 can be kept constant, so that the optical coupling efficiency between the optical element 103 and the optical waveguide end face 109 can be improved. And the yield can be improved.
  • the gap ⁇ L2 between the optical element 103 and the optical waveguide end face 109 can be maintained constant, optical loss due to variation in the gap ⁇ L2 is less likely to occur in the optical coupling between the optical element 103 and the optical waveguide 101. It is possible to reduce power consumption set in consideration of optical loss in an optical element that is an optical transmission element.
  • FIGS. 13 (A) and 13 (B) in which parts corresponding to those in FIGS. 6 (A) and 6 (B) are denoted by the same reference numerals, 31 denotes the third embodiment.
  • a signal transmission device is shown, which differs from the second embodiment in that a stepped portion 33 is formed on one side surface of the spacer 32.
  • the spacer 32 forms a relief space G1 with a recessed step portion 33 on one side, and is supported.
  • An extra joining member 29 that protrudes from the joining portion between the portion 113 or the spacer 32 and the optical module substrate 105 is configured to escape into the escape space G1.
  • the spacer 32 is composed of a first spacer portion 34 fixed to the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 exposed at the optical waveguide exposed portion 23, and the first spacer portion 34, and is separated from the first spacer portion 34.
  • the second spacer portion 35 is interposed between the spacer portion 34 and the back surface 115 of the optical module substrate 105.
  • the present invention is not limited to this, and the first A spacer in which the spacer portion and the second spacer portion are integrally formed may be applied.
  • the spacer 32 is formed between the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 exposed at the optical waveguide exposed portion 23 and the back surface 115 of the optical module substrate 105, as shown in FIG.
  • the height dimension of the first spacer portion 34 and the second spacer portion 35 is selected so that the center of the optical waveguide 101 faces the light receiving region and the light emitting region of the optical element 103. Has been. Thereby, the spacer 32 can obtain the same effect as that of the second embodiment described above.
  • the first spacer portion 34 has a rectangular parallelepiped shape, is formed of a harder member than the optical waveguide 101 and the base 22, and is not reduced by polishing performed when the optical waveguide end surface 109 is formed. It is configured. As a result, the first spacer portion 34 has a role of a stopper since the one side surface 34a is not cut during the polishing process for processing the optical waveguide end face 109 to be flat, and the optical waveguide is flush with the one side surface 34a. An end face 109 can be formed.
  • the second spacer portion 35 is formed of various other members such as the same hard member as the first spacer portion 34 or the same member as the base 22.
  • the second spacer portion 35 has a rectangular parallelepiped shape, and the dimension (width dimension) in the width direction x is selected to be shorter than the width dimension of the first spacer part 35.
  • the second spacer portion 35 is disposed so that one side surface 35a faces the support portion 113 when disposed at the upper end portion of the first spacer portion 34, as shown in FIG. 13B.
  • the other side surface 35b facing the one side surface 35a is arranged flush with the other side surface 34b of the first spacer portion 34.
  • the spacer 32 is formed with a stepped portion 33 that is recessed at the boundary between the one side surface 34a of the first spacer portion 34 and the one side surface 35a of the second spacer portion 35, and the stepped portion 33 forms the second spacer.
  • a clearance space G1 may be formed between the portion 35 and the support portion 113.
  • the spacer 32 is formed at the location adjacent to the optical module substrate 105 by forming a clearance space G1 between the second spacer portion 35 facing the support portion 113, and thereby the support portion 113 and the second spacer. Even if a part of the joining member 29 used when fixing the portion 35 to the back surface 115 of the optical module substrate 105 protrudes, the excess joining member 29 that protrudes can escape to the escape space G1.
  • the other side surface 34b of the first spacer portion 34 and the other side surface 35b of the second spacer portion 35 are arranged flush with each other, whereby one side surface of the first spacer portion 34 is arranged.
  • the present invention is not limited to this, and the other side surface 34b of the first spacer portion 34,
  • the other side surface 35b of the second spacer portion 35 may be provided with a step, and in short, is recessed at the boundary between the one side surface 34a of the first spacer portion 34 and the one side surface 35a of the second spacer portion 35. It is only necessary that the stepped portion 33 can be formed.
  • the manufacturing method of the base 22 according to the third embodiment is the same as the manufacturing method of the base 22 according to the second embodiment. That is, in FIG. 11 and FIG. 12, the base 22 in which the optical waveguide end face 109 is formed flush with the one side surface 34a of the first spacer portion 34 by replacing the spacer 24 with the first spacer portion 34. Can be manufactured.
  • the third embodiment when the optical module substrate 105 is bonded to the base 22, one side surface 34a of the first spacer portion 34 and one side surface of the second spacer portion 35 are provided.
  • the second spacer portion 35 is joined to the back surface 115 of the optical module substrate 105 by the joining member 29 so that a stepped portion 33 that is recessed at the boundary with 35a is formed. Then, as shown in FIG.
  • the optical module substrate The signal transmission device 31 is manufactured by inserting the guide pin 111 into the guide pin hole 114 of 105 and the guide pin hole 110 of the base, and joining the base 22 and the optical module substrate 105 with the joining member 117. Can do.
  • the signal transmission device 31 can obtain the same effect as that of the second embodiment described above, and can be supported on the first spacer portion 34 even if the support portion 113 and the spacer 32 are close to each other.
  • the relief space G1 is formed in the region where the portion 113 and the second spacer portion 35 are opposed to each other, so that the excess joining that protrudes from the joining portion with the optical module substrate 105 in the support portion 113 and the second spacer portion 35 is performed.
  • the member 29 can escape to the escape space G1.
  • the first spacer portion 34 can maintain a predetermined width dimension while forming the escape space G1, and thus can be stably installed on the bottom portion of the optical waveguide exposed portion 23.
  • the spacer 24 in the second embodiment and the first spacer portion 34 in the third embodiment are optically flush with the side surfaces 24a and 34a.
  • the spacer 24 and the first spacer portion 34 can be accurately installed on the optical waveguide exposed portion 23. .
  • the spacer installation jig 40 is formed of a plate-like member having a predetermined thickness, and includes an installation part 41 formed thicker and a positioning part 42 formed thinner than the installation part 41. It has an integrally formed configuration.
  • the positioning portion 42 has a pin insertion hole 43 formed at a position facing the guide pin hole 110 formed in the base 22 when the spacer installation jig 40 is disposed above the base 22.
  • the guide pin 111 can be inserted into the pin insertion hole 43.
  • the spacer installation jig 40 can be accurately positioned with respect to the base 22 by inserting the guide pin 111 inserted into the guide pin hole 110 of the base 22 into the pin insertion hole 43 of the positioning portion 42. It is configured as follows.
  • the installation portion 41 integrally formed with the positioning portion 42 has, for example, substantially the same shape as the outer periphery of the spacer 24, and has a through hole 44 selected slightly larger than the spacer 24.
  • the through hole 44 is formed so as to face a predetermined position of the optical waveguide exposed portion 23 where the spacer 24 is disposed when the positioning portion 42 is positioned with respect to the base 22 by the guide pin 111.
  • the installation portion 41 moves the spacer 24 along the through hole 44 when the spacer 24 is inserted into the through hole 44 from above.
  • the spacer 24 is dropped as it is, and the spacer 24 can be accurately placed at a predetermined position of the optical waveguide exposed portion 23.
  • the spacer 24 can be joined to the optical waveguide exposed portion 23 by the joining member.
  • the guide pin 111 provided on the base 22 is simply inserted into the pin insertion hole 43 of the spacer installation jig 40, so that the installation portion 41 can be accurately positioned, and in this state, the spacer 24 can be accurately installed on the optical waveguide exposed portion 23 only by inserting the spacer 24 into the through hole 44 of the installation portion 41 and dropping it. Therefore, the manufacturing method using the spacer installation jig 40 is optimal for automation of the manufacturing process and is suitable for mass production.
  • reference numeral 50 denotes a spacer installation jig according to another embodiment, and the configuration of the installation part 51 is different from the spacer installation jig 40 described above.
  • the spacer installation jig 50 has an installation portion 51 formed in a U-shaped cross section, and is configured to sandwich the spacer 24 between projections 52a and 52b protruding from the lower surface of the installation portion 51.
  • the spacer installation jig 50 is inserted into the pin insertion hole 43 of the positioning portion with the spacer 24 sandwiched between the protrusions 52a and 52b as shown in FIG. 18 showing the PP ′ cross section of FIG.
  • the guide pin 111 is inserted and positioned, approaches the base 22 along the guide pin 111, and places the spacer 24 held between the protruding portions 52a and 52b at a predetermined position of the optical waveguide exposed portion 23. .
  • the installation unit 51 joins the spacer 24 to the optical waveguide exposed part 23 by using, for example, a joining member, and then moves the spacer installation jig 50 itself along the guide pin 111 to move the protrusions 52a and 52b between The spacer 24 can be removed from the.
  • the spacer installation jig 50 is used as described above, the guide pin 111 provided on the base 22 is simply inserted into the pin insertion hole 43 of the spacer installation jig 50 and the spacer 24 is inserted into the base 22. Can be positioned accurately.
  • FIGS. 19 (A) and 19 (B) in which the same reference numerals are given to the corresponding parts to FIGS. 6 (A) and 6 (B), 61 is according to the fourth embodiment.
  • a signal transmission device is shown and differs from the above-described second embodiment in that a spacer 64 with a pin provided with a guide pin 63 is applied to a spacer body 62.
  • the base 65 is provided with the optical waveguide 101 at the bottom of the optical waveguide exposed portion 23.
  • Guide pin holes 66 penetrating the thickness are formed on both sides so as to avoid, and the guide pin 63 protruding from the lower end of the pin-attached spacer 64 can be inserted into the guide pin hole 66.
  • the optical module substrate 68 is provided with a guide pin hole 67 penetrating through a thickness at a position facing the guide pin hole 66 of the base 65 when positioned with respect to the base 65, A guide pin 63 protruding from the upper end of the pin spacer 64 can be inserted into the guide pin hole 67.
  • the base 65 has an optical waveguide end surface 109 flush with the one side surface 62a of the spacer main body 62 of the spacer 64 with the pin, and the optical waveguide end surface 109 is between the optical element 103 of the optical module substrate 68.
  • the optical waveguide 101 and the optical element 103 can be optically coupled to each other with a predetermined gap ⁇ L2 therebetween.
  • two guide pins 63 are arranged at intervals in a spacer body 62 formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the guide pins 63 are provided so that the front ends thereof can protrude from the upper end portion and the lower end portion of the spacer body 62, respectively.
  • the spacer main body 62 and the guide pin 63 are configured separately as shown in FIG. 20C showing the RR ′ cross section of FIG. 20B.
  • the invention is not limited to this, and the spacer main body and the guide pin may be integrally formed.
  • the spacer main body 62 is formed of a member that is harder than the optical waveguide 101 or the base 65, such as ceramic or metal (copper, aluminum), for example, and is formed when the optical waveguide end face 109 is formed.
  • the one side surface 62a is not reduced by the polishing process.
  • the spacer main body 62 has a role of a stopper because the one side surface 62a is not cut during polishing for processing the optical waveguide end surface 109 to be flat, and the optical waveguide end surface is flush with the flat one side surface 62a. 109 can be formed.
  • the height dimension of the spacer body 62 (that is, the distance L5) is such that the total distance combined with the distance L4 from the peripheral surface portion 101a to the center of the optical waveguide 101 is from the back surface 69 of the optical module substrate 68 to It is selected to be the same as the distance L1 to the light emitting area.
  • FIG. 21 (A) and FIG. 21 (B) showing the SS ′ cross section of FIG. A part of the surface is removed to form a rectangular parallelepiped concave portion 107.
  • the recess 107 is provided with a polishing margin M1 having a predetermined width dimension on the side surface 108.
  • the processing base 71 is subjected to router processing on the region adjacent to the recess 107 and above the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101, so that light is transmitted from the surface of the processing base 71.
  • An optical waveguide exposed portion 23 in which the peripheral surface portion 101a of the waveguide 101 is exposed is formed.
  • the optical waveguide exposed portion 23 has a rectangular parallelepiped shape and communicates with the recess 107, and a polishing margin M1 having a predetermined width dimension is provided as it is at the bottom.
  • a guide pin hole 66 that penetrates the thickness is formed at a predetermined position on both sides of the optical waveguide 101 so as to avoid the optical waveguide 101 at the bottom of the optical waveguide exposed portion 23.
  • the lower end portion of the pinned spacer 64 is inserted into the guide pin hole 66 of the exposed portion 23 of the optical waveguide.
  • the spacer main body 62 is positioned on the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 exposed at the optical waveguide exposed portion 23 by inserting the guide pin 63 protruding from the optical waveguide, and the spacer main body 62 is moved by the bonding member 28 in this state. Fix to the exposed part 23. At this time, the spacer main body 62 is installed on the optical waveguide exposed portion 23 with a polishing margin M1.
  • the polishing margin M1 in the region adjacent to the side surface 62a of the spacer body 62 is polished.
  • the optical waveguide end face 109 is formed on the side face 108 of the recess 107.
  • the spacer main body 62 is formed of a hard member compared to the optical waveguide 101 and the base 65 and is difficult to polish by polishing.
  • the one side surface 62a of the main body 62 serves as a stopper without being cut, and the optical waveguide end face 109 can be formed flush with the one side surface 62a of the spacer main body 62.
  • the guide pin 63 protruding from the upper end of the pin spacer 64 installed on the base 65 is inserted into the guide pin hole 67 drilled in the optical module substrate 68, and thereby the optical module substrate 68 with respect to the base 65.
  • the signal transmission device 61 shown in FIGS. 19A and 19B can be manufactured.
  • the spacer main body 62 is inserted between the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 exposed at the optical waveguide exposed portion 23 and the back surface 69 of the optical module substrate 68, and the spacer The distance from the back surface 69 of the optical module substrate 68 to the optical waveguide 101 is adjusted only by the height dimension of the main body 62.
  • the height of the optical element 103 provided on the optical module substrate 68 is opposed to the optical waveguide end surface 109 by simply adjusting the height of the spacer body 62, always using the optical waveguide 101 as a reference. Can be adapted. Therefore, in the signal transmission device 61, even if the distance L2 from the surface 65a of the base 65 to the peripheral surface portion 101a of the optical waveguide 101 changes for each production, the thickness is increased by the spacer body 62 selected in advance to a predetermined height. In the vertical direction z, the optical element 103 can be optically coupled to the optical waveguide end face 109 with certainty.
  • the spacer main body 62 when the spacer main body 62 is formed of a harder member than the optical waveguide 101 and the base 65, and the optical waveguide end surface 109 is formed by polishing, the spacer main body 62 is obtained by the polishing.
  • the optical waveguide end surface 109 is formed flush with the one side surface 62a of the spacer main body 62 by making the spacer main body 62 act as a stopper for regulating the polishing range without cutting the one side surface 62a of the optical waveguide. can do.
  • the optical waveguide end surface 109 can be accurately formed by polishing to match the one side surface 62a of the spacer main body 62. Therefore, the gap ⁇ L2 between the optical element 103 and the optical waveguide end surface 109 is increased every production It is possible to prevent scatter.
  • the spacer body 62 since the spacer body 62 itself is provided with the guide pin 63, the guide pin hole 66 formed in the optical waveguide exposed portion 23 By inserting the guide pin 63, the spacer body 62 can be accurately positioned with respect to the optical waveguide exposed portion. Therefore, in this signal transmission device 61, the optical waveguide end surface 109 flush with the one side surface 62a of the spacer main body 62 is formed by polishing, so that the base 65 is aligned with the position of the one side surface 62a of the spacer main body 62. On the other hand, the optical waveguide end face 109 can be accurately formed.
  • the tip of the guide pin 63 is formed so as to protrude also at the upper end portion of the spacer 64 with the pin, and the guide pin 63 protruding from the upper end portion of the spacer body 62 is connected to the optical module substrate 68.
  • the optical module substrate 68 can be accurately positioned with respect to the base 65. Therefore, in this signal transmission device 61, a separate guide pin is prepared separately from the pin spacer 64, and the installation work of the base 65 and the optical module board 68 using the guide pin is separately performed separately from the spacer installation work. The labor to perform can be saved and the manufacturing operation can be simplified.
  • FIG. 24 in which parts corresponding to those in FIG. 19B are assigned the same reference numerals, 81 denotes a signal transmission apparatus according to the fifth embodiment.
  • This embodiment is different from the embodiment in that a stepped portion 84 is formed in the spacer main body 83 of the spacer 82 with the pin.
  • the spacer main body 83 in the vicinity of the back surface 69 of the optical module substrate 68, the spacer main body 83 has a stepped portion 84 formed by cutting a part of one side surface 83a facing the support portion 113 into a thin shape. ing.
  • the spacer body 83 forms a clearance space G1 by the stepped portion 84, and the excess joining member 29 that protrudes from the joint portion with the optical module substrate 68 in the support portion 113 or the spacer body 83 is allowed to escape to the clearance space G1. It is configured as follows.
  • the signal transmission device 81 can obtain the effects of the above-described fourth embodiment and also the effects of the third embodiment.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
  • the spacer is applied, the present invention is not limited to this, and for example, a spacer with a pin in which a guide pin is integrally formed with a spacer main body as in the fourth embodiment may be applied.
  • the escape space is provided by forming the step portion in the spacer
  • the present invention is not limited to this, You may make it provide relief space by providing the concave of various shapes, such as curved shape, in a spacer.
  • the guide pins 63 protrude from the upper and lower ends of the spacer bodies 62 and 83, and the spacer bodies 62 and 83 are positioned on the base 65 and the optical module substrate 68.
  • the present invention is not limited to this, and the guide pin protrudes only at either the upper end or the lower end of the spacer body, and the spacer body is provided on either the base or the optical module substrate. It may be positioned.

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Abstract

製品の生産効率を向上し得ると共に、生産時のコスト低減を図り得る信号伝送装置及びその製造方法を提案する。 光導波路露出部５に露出した光導波路101の周面部101aと、光モジュール基板105の裏面115との間にスペーサ４を介挿させ、当該スペーサ４の高さ寸法のみで光モジュール基板105の光素子103を光導波路端面109に対向する高さに調整することにより、信号伝送装置毎にスペーサを個別に生産する必要がなく、また基台２の表面2aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2等の個々の測長を省くことができ、かくして製品の生産効率を向上し得ると共に、測長工程や測長装置が不要となる分だけ生産時のコスト低減を図り得る。

Description

信号伝送装置及びその製造方法
　本発明は、信号伝送装置及びその製造方法に関し、例えば、光通信装置や光ルータ装置等の信号伝送装置に適用して好適なものである。
　従来、例えばレーザダイオード等の光送信素子を備えた信号送信装置と、フォトディテクタ等の光受信素子を備えた信号受信装置との間で光信号を送受信し、当該光信号により高速データ通信を実現した信号伝送システムが知られている。このような信号送信装置及び信号受信装置（以下、これらをまとめて単に信号伝送装置と呼ぶ）では、電気信号に比べて信号同士の干渉が非常に少ない光信号を用いることにより、電気導波路に比べて光導波路の間隔を飛躍的短くでき、信号伝送路を一段と高密度に実装できる。そして、この種の信号伝送装置としては、図２６（Ａ）と、図２６（Ａ）のＷ１－Ｗ１´断面を示す図２６（Ｂ）とに示すように、光信号が伝送する光導波路101が基台102の内部に埋め込まれた信号伝送装置100も考えられている（例えば、特許文献１参照）。
　実際上、この信号伝送装置100は、複数の光導波路101（図２６（Ａ）中の「…」は光導波路の省略を示す）が内部に埋め込まれた基台102と、光送信素子又は光受信素子（以下、これらをまとめて単に光素子と呼ぶ）103やIC（Integrated　Circuit）104が実装された光モジュール基板105とから構成され、当該基台102に光モジュール基板105をガイドピン111によって位置決めし得るようになされている。
　ここで基台102は、例えばエポキシ系樹脂部材からなり、ポリマー系樹脂部材により形成された光導波路101内に光を閉じ込めるように形成されている。実際上、基台102には、厚さ方向ｚと直交する幅方向ｘと平行に直線状に形成された複数の光導波路101が配置されている。また、この基台102には、ルータ加工にて表面に直方体形状の凹部107が形成されており、当該凹部107の側面部108に光導波路101の端面（以下、単に光導波路端面と呼ぶ）109が露出し得るように構成されている。なお、図２６（Ｂ）のＷ２－Ｗ２´断面を示す図２７のように、基台102の内部には、角柱状に形成された複数の光導波路101が、光素子103と対向して光結合し得るように同一高さに設けられている。図２６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基台102には、厚みを貫通する一対のガイドピン孔110が光導波路101の両側部に穿設されており、当該ガイドピン孔110に棒状のガイドピン111が挿通され得るようになされている。
　一方、光モジュール基板105の裏面115には、基台102の凹部107と対向する領域に、IC104が実装されていると共に、光導波路端面109とギャップ△L1を設けて対向するように光素子103を支持する支持部113が設けられている。また、光モジュール基板105には、基台102のガイドピン孔110と対向する位置に、ガイドピン111を挿通するためのガイドピン孔114が厚みを貫通するように穿設されている。かくして、信号伝送装置100は、基台102と光モジュール基板105との間にスペーサ116を介挿させて、基台102のガイドピン孔110と、光モジュール基板105のガイドピン孔114とが一致するように、光モジュール基板105が基台102上に載置され得る。
　そして、信号伝送装置100は、この状態のままこれらガイドピン孔110，114にそれぞれガイドピン111が挿通されることにより位置決めされ、予め設けられていた複数の接合部材（例えば半田や接着剤）117によって基台102と光モジュール基板105が接合され得る。すなわち、この場合、ガイドピン111は、奥行き方向ｙと、当該奥行き方向ｙと直交する幅方向ｘとにおいて、基台102の凹部107に露出した光導波路端面109と、光素子103とをギャップ△L1を設けて対向させるように位置決めする。
　また、幅方向ｘ及び奥行き方向ｙと直交する厚さ方向ｚについては、基台102の表面102aと光モジュール基板105の裏面115との間に介挿されたスペーサ116によって位置決めされ、光素子103と光導波路端面109とが対向して光学的に結合（以下、単に光結合と呼ぶ）し得るようになされている。実際上、厚さ方向ｚにおいてスペーサ116を用いて光素子103と光導波路端面109とを位置決めする場合には、先ず始めに、光モジュール基板105の裏面115から光素子103の受光領域や発光領域までの距離L1を、図示しない測長装置を用いて測定する。次いで、基台102の表面102aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2を、図示しない測長装置を用いて測定する。
　次いで、基台102の表面102aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2と、光モジュール基板105の裏面115から基台102の表面102aまでの距離L3と、光導波路101の周面部101aから中心までの距離L4とを合わせた合算距離が、光モジュール基板105の裏面115から光素子103の受光領域や発光領域までの距離L1と同じになるように、距離L3と同じ長さに調整したスペーサ116を用意し、基台102の表面102aと光モジュール基板105の裏面115との間に当該スペーサ116を介挿する。
　このようにして信号伝送装置100では、光素子103と光導波路端面109とが光結合し、光素子103が光受信素子の場合、光導波路101から伝送された光信号を確実に光受信素子たる光素子103で受光でき、一方、光素子103が光送信素子の場合、当該光送信素子たる光素子103から発する光信号を確実に光導波路101へ照射できる。
ＷＯ２００７／１１４３８４Ａ１
　ところで、このような信号伝送装置100では、光モジュール基板105の裏面115から光素子103の受光領域や発光領域までの距離L1を一貫して正確な寸法にて再現性よく生産することが可能であるものの、その一方で基台102の表面102aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2については生産毎にばらつき易く誤差が生じる。これは、基台102がＦＲ４プリント基板（ガラスエポキシ基板）の製造工程に準じて、各層を接着剤等で張り合わせて製造していることから、各層（特に基台102の表面102aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2に配置される層）や接着剤の厚さにそれぞれ誤差が生じることによる。このため、このような信号伝送装置100では、基台102の表面102aから光モジュール基板105の裏面115までの距離L3に合わせて最適な高さのスペーサ116を、信号伝送装置100毎に逐次用意する必要があり、量産性や部品在庫の管理等を考慮すると、非常に生産効率が悪いという問題があった。
　また、このような信号伝送装置100では、製造工程毎に、光モジュール基板105の裏面115から光素子103の受光領域や発光領域までの距離L1や、基台102の表面102aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2を、測長装置によってその都度測定する必要があるため、この測長作業に要する工程や設備コストが問題となっていた。
　本発明は以上の点を考慮してなされたもので、製品の生産効率を向上し得ると共に、生産時のコスト低減を図り得る信号伝送装置及びその製造方法を提案することを目的とする。
　かかる課題を解決するため本発明の請求項１は、光信号が伝送する光導波路が内部に形成され、前記光導波路の端面が露出した基台と、前記光信号を送信又は受信する光素子を前記基台の表面と対向する裏面に有する光モジュール基板とを備え、前記光導波路の端面と前記光素子とが対向して光結合する信号伝送装置であって、前記基台は、前記表面から前記光導波路の周面部を露出させる光導波路露出部と、前記光導波路露出部に露出した前記光導波路の周面部と、前記光モジュール基板の裏面との間に介挿され、前記光導波路の端面に対向する高さに前記光素子を合わせるスペーサとを備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項２は、前記光導波路の端面から前記光導波路露出部までの間は、前記光導波路が前記基台の内部に形成され、前記光導波路の周面部が非露出状態であることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項３は、前記スペーサは前記基台及び前記光導波路よりも硬質な部材により形成されており、前記スペーサの一側面に対して前記光導波路の端面が面一に形成されていることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項４は、前記光素子を支持する支持部と、前記スペーサの上端部とが前記光モジュール基板の裏面に接合部材により接合されており、前記光導波路の端面と面一となる前記スペーサの一側面には、前記支持部又は前記スペーサの接合箇所からはみ出た余分な接合部材を逃がす逃げ空間が形成されていることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項５は、少なくとも前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかに、ガイドピン孔が穿設されており、前記スペーサには、前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかの前記ガイドピン孔に挿通し、前記基台又は前記光モジュール基板に前記スペーサを位置決めさせるためのガイドピンが設けられていることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項６は、光信号が伝送する光導波路が内部に形成され、前記光導波路の端面が露出した基台と、前記光信号を送信又は受信する光素子を前記基台の表面と対向する裏面に有する光モジュール基板とを備え、前記光導波路の端面と前記光素子とが対向して光結合する信号伝送装置の製造方法であって、前記基台の表面から前記光導波路の周面部が露出した光導波路露出部を形成する露出部形成ステップと、前記光導波路露出部に露出した前記光導波路の周面部と、前記光モジュール基板の裏面との間にスペーサを介挿し、前記スペーサによって前記光導波路の端面に対向する高さに前記光素子を合わせるスペーサ設置ステップとを備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項７は、前記露出部形成ステップは、前記光導波路の端面から前記光導波路露出部までの間において、前記光導波路が前記基台の内部に形成され、前記光導波路の周面部が非露出状態であることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項８は、前記スペーサ設置ステップで用いられる前記スペーサは前記基台及び前記光導波路よりも硬質な部材により形成されており、前記スペーサ設置ステップの後に、前記スペーサの一側面に対して前記光導波路の端面を面一に形成する加工ステップを備えることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項９は、前記スペーサ設置ステップで用いられる前記スペーサには、前記光導波路の端面と面一となる一側面に逃げ空間が形成されており、前記光素子を支持する支持部と、前記スペーサの上端部とが前記光モジュール基板の裏面に接合部材により接合された際に、前記支持部又は前記スペーサの接合箇所からはみ出た余分な接合部材が前記逃げ空間に逃げることを特徴とするものである。
　また、本発明の請求項１０は、前記スペーサ設置ステップの前に、少なくとも前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかに、ガイドピン孔を穿設する穿設ステップを備え、前記スペーサ設置ステップで用いる前記スペーサには、前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかの前記ガイドピン孔に挿通可能なガイドピンが設けられており、前記スペーサ設置ステップでは、前記基台又は前記光モジュール基板に前記ガイドピンによって前記スペーサを位置決めさせることを特徴とするものである。
　本発明の請求項１の信号伝送装置、請求項６の製造方法によれば、光導波路露出部に露出した光導波路の周面部と、光モジュール基板の裏面との間にスペーサを介挿させ、当該スペーサの高さのみで光モジュール基板の光素子を光導波路の端面に対向する高さに調整することにより、信号伝送装置毎にスペーサを個別に生産する必要がなく、また基台の表面から光導波路までの距離等の個々の測長を省くことができ、かくして製品の生産効率を向上し得ると共に、測長工程や測長装置が不要となる分だけ生産時のコスト低減を図り得る。
　また、請求項２の信号伝送装置、請求項７の製造方法によれば、光導波路の周面部を非露出状態としたことにより、研磨加工において光導波路の周面部が欠けることを防止でき、かくして光導波路に平坦な端面を形成できる。
　また、請求項３の信号伝送装置、請求項８の製造方法によれば、スペーサの一側面に合わせて光導波路の端面が形成することで、光導波路の端面の位置が研磨加工により生産毎にばらつくことを防止できる。
　また、請求項４の信号伝送装置、請求項９の製造方法によれば、支持部やスペーサにおいて光モジュール基板との接合箇所からはみ出した余分な接合部材を逃げ空間に逃がすことができる。
　また、請求項５の信号伝送装置、請求項１０の製造方法によれば、ガイドピン孔にガイドピンを挿入することにより、光導波路露出部に対してスペーサを正確に位置決めさせることができる。
本発明における第１の実施の形態による信号伝送装置の上面構成と側断面構成を示す概略図である。 第１の実施の形態による信号伝送装置の縦断面構成を示す概略図である。 第１の実施の形態による基台の製造方法（１）の説明に供する概略図である。 第１の実施の形態による基台の製造方法（２）の説明に供する概略図である。 第１の実施の形態による基台の製造方法（３）の説明に供する概略図である。 第２の実施の形態による信号伝送装置の上面構成と側断面構成を示す概略図である。 第２の実施の形態による信号伝送装置の縦断面構成を示す概略図である。 第２の実施の形態による基台の製造方法（１）の説明に供する概略図である。 第２の実施の形態による基台の製造方法（２）の説明に供する概略図である。 第２の実施の形態による基台の製造方法（３）の説明に供する概略図である。 第２の実施の形態による基台の製造方法（４）の説明に供する概略図である。 第２の実施の形態による基台の製造方法（５）の説明に供する概略図である。 第３の実施の形態による信号伝送装置の上面構成と側断面構成を示す概略図である。 第３の実施の形態による信号伝送装置の縦断面構成を示す概略図である。 スペーサ設置治具の上面構成の概略図と、スペーサ設置治具を基台に設けた際の様子を示す斜視図である。 スペーサ設置治具によってスペーサを設置する際の様子を示す側断面図である。 他の実施の形態によるスペーサ設置治具の上面構成の概略図と、このスペーサ設置治具を基台に設けた際の様子を示す斜視図である。 他の実施の形態によるスペーサ設置治具によってスペーサを設置する際の様子を示す側断面図である。 第４の実施の形態による信号伝送装置の上面構成と側断面構成を示す概略図である。 ピン付スペーサの構成を示す概略図である。 第４の実施の形態による基台の製造方法（１）の説明に供する概略図である。 第４の実施の形態による基台の製造方法（２）の説明に供する概略図である。 第４の実施の形態による基台の製造方法（３）の説明に供する概略図である。 第５の実施の形態による信号伝送装置の側断面構成を示す概略図である。 他の実施の形態によるピン付スペーサの構成を示す概略図である。 従来における信号伝送装置の上面構成と側断面構成を示す概略図である。 従来における信号伝送装置の縦断面構成を示す概略図である。
　以下図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。
　（１）第１の実施の形態
　図２６（Ａ）及び（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図１（Ａ）及び（Ｂ）において、１は本発明による第１の実施の形態の信号伝送装置を示す。ここで、図１（Ａ）と、図１（Ａ）のＡ－Ａ´断面を示す図１（Ｂ）のように、この信号伝送装置１は、基台２の表面2aに光導波路101の周面部101aが露出した光導波路露出部５を有し、この光導波路露出部５にスペーサ４が設けられている点を特徴としている。
　このスペーサ４は、光導波路露出部５において、光導波路101の周面部101aと光モジュール基板105の裏面115との間に介挿されており、光導波路端面109に対向する高さに光素子103を合わせるように構成されている。これにより、信号伝送装置１では、仮に基台２の表面2aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2が生産毎にばらついても、スペーサ４によって光導波路端面109と対向する高さに光素子103を合わせることができ、かくして光素子103と光導波路101とを光結合させることができる。
　実際上、光導波路露出部５は、基台２の凹部107とガイドピン孔110との間の所定位置であって、当該基台２の表面2aと光導波路101との間の領域が切り欠かれるように形成されている。この光導波路露出部５は、直方体形状からなり、光導波路101の周面部101aが基台２の表面2aから露出し得るように形成されている。また、この光導波路露出部５は、光モジュール基板105を支持するスペーサ４が内部に設置可能な幅寸法を有し、図１（Ｂ）のＢ－Ｂ´断面を示す図２のように、その奥行き寸法が当該スペーサ４を設置可能な寸法に形成されている。
　また、この実施の形態の場合、基台２には、光導波路端面109がある凹部107の側面部108から所定の距離を空けて光導波路露出部５が形成されていることにより、当該凹部107の側面部108と光導波路露出部５との間の表面に切削加工されていない残存部６が設けられ得る。これにより、基台２では、凹部107の側面部108において光導波路101の周面部101aが残存部６に囲まれて非露出状態となっており、光導波路端面109を形成する研磨加工にて、光導波路101の周面部101aが欠けることなく、光導波路端面109を平坦に研磨し得るようになされている。
　すなわち、仮に凹部107の側面部108と光導波路露出部５との間に残存部６を形成せずに、スペーサ４の設置箇所と光導波路端面109の間に亘って光導波路101の周面部101aが露出している場合には、光導波路端面109を形成する研磨加工にて、露出した光導波路101に直接研磨が行われることから光導波路101の周面部101a等に欠けが生じる虞があり、光導波路端面109を平坦に形成し難いという問題が生じる。
　スペーサ４は、直方体形状で上端部が接合部材８によって光モジュール基板105の裏面115に接合されており、当該光モジュール基板105が基台２上に設置される際に、基台２の光導波路露出部５内に配置され得るようになされている。実際上、このスペーサ４は、図１（Ａ）に示すように、外周形状が光導波路露出部５とほぼ同一形状からなり、かつ当該光導波路露出部５の外周形状よりも僅かに小さく形成されている。
　また、このスペーサ４は、図１（Ｂ）に示すように、光モジュール基板105の裏面115から光導波路101の周面部101aまでの距離L5を調整し、光導波路101の中心が光素子103の受光領域や発光領域と対向し得るように、厚み方向ｚの寸法（以下、これを高さ寸法と呼ぶ）が選定されている。すなわち、スペーサ４の高さ寸法は、光導波路101の周面部101aからその中心までの距離L4と合わせた合算距離が、光モジュール基板105の裏面115から光素子103の受光領域や発光領域までの距離L1と同じになるように選定されている。
　次に基台２の製造方法について以下説明する。この場合、図３（Ａ）と、図３（Ａ）のＣ－Ｃ´断面を示す図３（Ｂ）のように、ＦＲ４プリント基板の製造工程に準じて、複数の層を接着剤等で張り合わせて積層させることにより、内部に複数の光導波路101が平行に配置された加工用基台10を製造する。因みに、このとき、加工用基台10には、後に研磨加工により平坦な光導波路端面109（図１（Ｂ））を形成するために、当該光導波路101が凹部形成領域にまで延長した研磨マージンM1が形成されている。次いで、図４（Ａ）と、図４（Ａ）のＤ－Ｄ´断面を示す図４（Ｂ）のように、所定箇所に厚みを貫通したガイドピン孔110を穿設した後、当該ガイドピン孔110から所定距離だけ離れた凹部形成領域に対してルータ加工を施すことにより、加工用基台10の表面の一部を除去して凹部107を形成する。
　このとき加工用基台10には、凹部107の側面部108に研磨加工が施されることにより平坦な光導波路端面109が形成される。次いで、図５（Ａ）と、図５（Ａ）のＥ－Ｅ´断面を示す図５（Ｂ）のように、凹部107から所定距離を空けてキャビティ基板と同様の加工方法により、表面に光導波路101の周面部101aが露出した光導波路露出部５と、残存部６とを形成することにより基台２を製造し得るようになされている。
　そして、図１（Ｂ）に示すように、光モジュール基板105の裏面115に設けられたスペーサ４を、光導波路露出部５内に配置させると共に、光モジュール基板105のガイドピン孔114と、基台２のガイドピン孔110とにガイドピン111を挿通し、この状態のまま接合部材117により基台２と光モジュール基板105と接合させ、信号伝送装置１を製造し得る。
　以上の構成において、信号伝送装置１では、基台２の光導波路端面109から所定の距離を空けて基台２の表面2aを選択的に除去し、光導波路101の周面部101aが基台２の表面2aから露出した光導波路露出部５を形成する。そして、この信号伝送装置１では、光導波路露出部５に露出した光導波路101の周面部101aと、光モジュール基板105の裏面115との間にスペーサ４を介挿させ、当該スペーサ４の高さ寸法のみで光モジュール基板105の裏面115から光導波路101までの距離が調整される。
　これにより信号伝送装置１では、常に光導波路101を基準とし、単にスペーサ４の高さを調整するだけで、光モジュール基板105に設けた光素子103の高さを光導波路端面109に対向するように合わせることができる。従って、信号伝送装置１では、仮に基台２の表面2aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2が生産毎に変化しても、予め所定の高さに選定したスペーサ４により、厚さ方向ｚにおいて光素子103を光導波路端面109に確実に対向させて光結合させることができる。
　また、この信号伝送装置１では、凹部107の側面部108から所定の距離を設けて光導波路露出部５を形成し、当該凹部107の側面部108と光導波路露出部５との間に残存部６を設けて光導波路101の周面部101aを非露出状態としたことにより、研磨加工において光導波路101の周面部101aが欠けることを防止でき、かくして平坦な光導波路端面109を形成できる。
　さらに、この信号伝送装置１では、支持部113とスペーサ４との間に残存部６が設けられ、当該残存部６の上方に所定の空間が形成されていることから、支持部113及びスペーサ４と光モジュール基板105との接合箇所からはみ出した余分な接合部材８を当該空間に逃がすことができる。
　以上の構成によれば、光導波路露出部５に露出した光導波路101の周面部101aと、光モジュール基板105の裏面115との間にスペーサ４を介挿させ、当該スペーサ４の高さ寸法のみで光モジュール基板105の光素子103を光導波路端面109に対向する高さに調整することにより、信号伝送装置毎にスペーサを個別に生産する必要がなく、また基台２の表面2aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2等の個々の測長を省くことができ、かくして製品の生産効率を向上し得ると共に、測長工程や測長装置が不要となる分だけ生産時のコスト低減を図り得る。
　（２）第２の実施の形態
　図１（Ａ）及び（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図６（Ａ）及び（Ｂ）において、21は第２の実施の形態による信号伝送装置を示し、第１の実施の形態とは基台22に形成される光導波路露出部23の位置と、スペーサ24の設置位置とが相違する。
　この場合、図６（Ａ）と、図６（Ａ）のＦ－Ｆ´断面を示す図６（Ｂ）のように、基台22には、第１の実施の形態における残存部６（図１（Ｂ））が形成されておらず、光導波路露出部23が凹部107と隣接するように形成されている。因みに、この光導波路露出部23は、凹部107と隣接するように形成されている以外は第１の実施の形態の光導波路露出部５（図１（Ｂ））と同じである。光導波路露出部23は、直方体形状のスペーサ24が内部に設置可能な幅寸法を有し、図６（Ｂ）のＧ－Ｇ´断面を示す図７のように、その奥行き寸法が当該スペーサ24を設置可能な寸法に形成されている。
　また、かかる構成に加えて、このスペーサ24は、例えばセラミックや金属（銅、アルミ）等のように、光導波路101や基台22に比べて硬質な部材により形成されており、光導波路端面109を形成する際に行われる研磨加工により一側面24aが目減りしないように構成されている。これにより、スペーサ24は、光導波路端面109を平坦に加工する研磨加工の際に、一側面24aが切削されないことからストッパの役割を有し、平坦な一側面24aと面一に光導波路端面109を形成し得るようになされている。
　ここでは、研磨加工としてルータ加工と同様の方法が用いられており、この加工方法により凹部107の側面部108が研磨され得るようになされている。なお、このスペーサ24は、上述した構成以外の構成は第１の実施の形態のスペーサ４（図１（Ｂ））と同様である。
　次に基台22の製造方法について以下説明する。この場合、図８（Ａ）と、図８（Ａ）のＨ－Ｈ´断面を示す図８（Ｂ）のように、ＦＲ４プリント基板の製造工程に準じて、複数の層を接着剤等で張り合わせて積層させることにより、内部に複数の光導波路101が平行に配置された加工用基台26を製造する。因みに、このとき、加工用基台26には、後の研磨加工により平坦な光導波路端面109を形成するために、当該光導波路101が凹部形成領域にまで延長した研磨マージンM1が形成されている。次いで、図９（Ａ）と、図９（Ａ）のＩ－Ｉ´断面を示す図９（Ｂ）のように、所定箇所に厚みを貫通したガイドピン孔110を穿設した後、当該ガイドピン孔110から所定距離だけ離れた凹部形成領域に対してルータ加工を施すことにより、加工用基台26の表面の一部を除去して直方体形状の凹部107を形成する。この段階において凹部107には、所定の幅寸法を有した研磨マージンM1が側面部108に設けられている。
　これに加えて加工用基台26には、図１０（Ａ）と、図１０（Ａ）のＪ－Ｊ´断面を示す図１０（Ｂ）のように、凹部107と隣接した領域であって光導波路101の周面部101aの上方領域に対してキャビティ基板製造法と同様の加工を施すことにより、表面から光導波路101の周面部101aが露出した光導波路露出部23を形成する。この光導波路露出部23は、直方体形状で凹部107と連通しており、底部に所定の幅寸法を有した研磨マージンM1が設けられている。
　次いで、図１１（Ａ）と、図１１（Ａ）のＫ－Ｋ´断面を示す図１１（Ｂ）のように、光導波路露出部23に露出した光導波路101の周面部101a上に研磨マージンM1を設けてスペーサ24を載置し、この状態のまま接合部材28によりスペーサ24を光導波路露出部23に固定する。次いで、スペーサ24の一側面24aと隣接した領域にある研磨マージンM1を研磨加工することにより凹部107の側面部108に光導波路端面109を形成し、かくして基台22を製造し得るようになされている。このとき、この第２の実施の形態では、スペーサ24が光導波路101や基台22に比べて硬質な部材により形成され、研磨加工により研磨し難いことから、研磨加工の際にスペーサ24の一側面24aが切削されずにストッパの役割を果たし、図１２（Ａ）と、図１２（Ａ）のＬ－Ｌ´断面を示す図１２（Ｂ）のように、スペーサ24の一側面24aに対して光導波路端面109を面一に形成できる。
　そして、図６（Ｂ）に示すように、光モジュール基板105のガイドピン孔114と、基台２のガイドピン孔110とにガイドピン111を挿通し、スペーサ24の上端部等を接合部材29，117により接合することにより、信号伝送装置21を製造し得る。
　以上の構成において、この信号伝送装置21では、光導波路露出部23に露出した光導波路101の周面部101aと、光モジュール基板105の裏面115との間にスペーサ24を介挿させ、当該スペーサ24の高さ寸法のみで光モジュール基板105の裏面115から光導波路101までの距離が調整される。
　これにより信号伝送装置21では、常に光導波路101を基準とし、単にスペーサ24の高さを調整するだけで、光モジュール基板105に設けた光素子103の高さを光導波路端面109に対向するように合わせることができる。従って、信号伝送装置21では、仮に基台22の表面22aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2が生産毎に変化しても、予め所定の高さに選定したスペーサ24により、厚さ方向ｚにおいて光素子103を光導波路端面109に確実に対向させて光結合させることができる。
　また、これに加えて、この信号伝送装置21では、スペーサ24を光導波路101や基台22に比べて硬質な部材により形成し、研磨加工により光導波路端面109を形成する際に、当該研磨加工によりスペーサ24の一側面24aが切削されずに、当該スペーサ24が研磨範囲を規制するストッパの役割を果たすようにしたことにより、スペーサ24の一側面24aに対して光導波路端面109を面一に形成することができる。かくして、信号伝送装置21では、研磨加工によりスペーサ24の一側面24aに合わせて光導波路端面109を正確に形成できることから、光素子103と光導波路端面109との間のギャップ△L2が生産毎にばらつくことを防止できる。
　この点について、図２６（Ｂ）に示した従来における信号伝送装置100でも、基台102の光導波路端面109は研磨加工を経て形成しており、ガイドピン孔110の位置に対する光導波路端面109の位置にはある一定の誤差が含まれている。このため、光素子103と光導波路端面109との間のギャップ△L1は、生産毎にばらつき易く、その結果、光結合効率に生産上のばらつきが生じ、歩留まりが低下してしまうという問題があった。
　また、このように光素子103と光導波路端面109との間のギャップ△L1が大きくなってしまった信号伝送装置100では光結合効率が低くなるという問題があった。特に、光素子103と光導波路101の光結合効率が低いと、光送信素子（光素子）から光導波路101を介在して光受光素子（光素子）までの光伝送経路において、それぞれギャップ△L1が大きくなることにより各光結合箇所で光損失が生じ、光受信素子での受光レベルが低下してしまう。このため、その損失を補うために光送信素子では、その分だけ光出力レベルを増加する必要があり、駆動電流が高くなる分だけ消費電力も高くなってしまうという問題があった。
　これに対して、第２の実施の形態による信号伝送装置21では、スペーサ24を正確に所定位置に設置し、この状態のまま研磨加工を施すことにより、スペーサ24の一側面24aに合わせて光導波路端面109が形成されることから、ガイドピン孔110の位置から光導波路端面109の位置までの距離が研磨加工により生産毎にばらつくことを防止できる。これによりこの信号伝送装置21では、光素子103と光導波路端面109との間のギャップ△L2を一定に維持できるので、光素子103と光導波路端面109との光結合効率の向上を図ることができ、歩留まりの向上を図ることができる。また、光素子103及び光導波路端面109間のギャップ△L2を一定に維持することもできるので、光素子103と光導波路101との光結合においてギャップ△L2のばらつきによる光損失が生じ難くなり、光送信素子である光素子において光損失を考慮して設定された消費電力を低減することができる。
　（３）第３の実施の形態
　図６（Ａ）及び（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図１３（Ａ）及び（Ｂ）において、31は第３の実施の形態による信号伝送装置を示し、第２の実施の形態とはスペーサ32の一側面に段差部33が形成されている点で相違する。図１３（Ａ）と、図１３（Ａ）のＭ－Ｍ´断面を示す図１３（Ｂ）のように、スペーサ32は、一側面の凹んだ段差部33によって逃げ空間G1を形成し、支持部113又はスペーサ32と光モジュール基板105との接合箇所からはみ出た余分な接合部材29を、この逃げ空間G1へ逃がすように構成されている。
　実際上、このスペーサ32は、光導波路露出部23に露出した光導波路101の周面部101aに固定される第１のスペーサ部34と、第１のスペーサ部34と別体からなり、当該第１のスペーサ部34と光モジュール基板105の裏面115との間に介挿される第２のスペーサ部35とから構成されている。因みに、この実施の形態の場合、第１のスペーサ部34と第２のスペーサ部35とを別体としたスペーサ32を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１のスペーサ部と第２のスペーサ部とが一体形成されたスペーサを適用してもよい。
　スペーサ32は、図１３（Ｂ）のＮ－Ｎ´断面を示す図１４のように、光導波路露出部23に露出した光導波路101の周面部101aと、光モジュール基板105の裏面115との間に介挿されており、光導波路101の中心が光素子103の受光領域や発光領域と対向するように、第１のスペーサ部34と第２のスペーサ部35とを合わせた高さ寸法が選定されている。これによりスペーサ32は、上述した第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　また、第１のスペーサ部34は、直方体形状からなり、光導波路101や基台22に比べて硬質な部材により形成され、光導波路端面109を形成する際に行われる研磨加工により目減りしないように構成されている。これにより、第１のスペーサ部34は、光導波路端面109を平坦に加工する研磨加工の際に、一側面34aが切削されないことからストッパの役割を有し、一側面34aと面一な光導波路端面109を形成させ得るようになされている。
　第２のスペーサ部35は、第１のスペーサ部34と同じ硬質な部材又は基台22と同じ部材等この他種々の部材により形成されている。この実施の形態の場合、第２のスペーサ部35は、直方体形状からなりその幅方向ｘの寸法（幅寸法）が第１のスペーサ部35の幅寸法よりも短く選定されている。また、第２のスペーサ部35は、第１のスペーサ部34の上端部に配置された際に、一側面35aが支持部113と対向するように配置されると共に、図１３（Ｂ）に示すように、当該一側面35aと対向した他側面35bが第１のスペーサ部34の他側面34bと面一に配置される。これによりスペーサ32には、第１のスペーサ部34の一側面34aと第２のスペーサ部35の一側面35aとの境目に凹んだ段差部33が形成され、この段差部33によって第２のスペーサ部35と支持部113との間に逃げ空間G1が形成され得る。
　かくして、スペーサ32は、光モジュール基板105との隣接箇所において、支持部113と対向する第２のスペーサ部35との間に逃げ空間G1を形成することにより、当該支持部113や第２のスペーサ部35を光モジュール基板105の裏面115に固定する際に使用された接合部材29の一部がはみ出しても、はみ出した余分な接合部材29を逃げ空間G1に逃がすことができる。
　なお、この実施の形態の場合、第１のスペーサ部34の他側面34bと、第２のスペーサ部35の他側面35bとを面一に配置し、これにより第１のスペーサ部34の一側面34aと、第２のスペーサ部35の一側面35aとの境目に段差部33を形成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１のスペーサ部34の他側面34bと、第２のスペーサ部35の他側面35bとを段差を設けて配置してもよく、要は第１のスペーサ部34の一側面34aと、第２のスペーサ部35の一側面35aとの境目に凹んだ段差部33を形成できればよい。
　因みに、第３の実施の形態による基台22の製造方法については、第２の実施の形態の基台22の製造方法と同じである。すなわち、図１１及び図１２において、スペーサ24を第１のスペーサ部34に置き換えることにより、第１のスペーサ部34の一側面34aに対して光導波路端面109を面一に形成させた基台22を製造することができる。また、この第３の実施の形態においては、基台22に対して光モジュール基板105を接合させた際に、第１のスペーサ部34の一側面34aと、第２のスペーサ部35の一側面35aとの境目に凹んだ段差部33が形成されるように、接合部材29によって光モジュール基板105の裏面115に第２のスペーサ部35が接合されている。そして、図１３（Ｂ）に示すように、光モジュール基板
105のガイドピン孔114と、基台のガイドピン孔110とにガイドピン111を挿通し、これら基台22と光モジュール基板105とを接合部材117により接合することにより、信号伝送装置31を製造し得る。
　以上の構成において、信号伝送装置31では、上述した第２の実施の形態と同様の効果が得られる他、支持部113とスペーサ32とが近接しても、第１のスペーサ部34上において支持部113と第２のスペーサ部35とが対向する領域に逃げ空間G1が形成されることにより、支持部113や第２のスペーサ部35において光モジュール基板105との接合箇所からはみ出した余分な接合部材29を逃げ空間G1に逃がすことができる。
　また、このスペーサ32では、逃げ空間G1を形成しつつ、第１のスペーサ部34が所定の幅寸法を維持できることから、当該光導波路露出部23の底部に対し安定して設置させることができる。
　（４）スペーサ設置治具について
　ここで、上述した第２の実施の形態におけるスペーサ24や、第３の実施の形態における第１のスペーサ部34は、各一側面24a，34aと面一に光導波路端面109を形成させるため、製造工程において、光導波路端面109が形成される位置に対し正確に設置する必要がある。そこで、図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すようなスペーサ設置治具40を用いることにより、スペーサ24や第１のスペーサ部34を光導波路露出部23に対して正確に設置させることができる。
　このスペーサ設置治具40は、所定の厚みを有した板状部材により形成されており、厚肉に形成された設置部41と、当該設置部41よりも薄肉に形成された位置決め部42とが一体形成された構成を有する。位置決め部42には、スペーサ設置治具40を基台22の上方に配置した際に、基台22に穿設されたガイドピン孔110と対向した位置にピン挿通孔43が穿設されており、当該ピン挿通孔43にガイドピン111を挿通し得る。かくしてスペーサ設置治具40は、基台22のガイドピン孔110に挿通されたガイドピン111を、位置決め部42のピン挿通孔43に挿通させることにより、基台22に対して正確に位置決めし得るように構成されている。
　位置決め部42と一体成形された設置部41には、例えばスペーサ24の外周形状とほぼ同一形状からなり、当該スペーサ24に比べて僅かに大きく選定された貫通孔44が穿設されている。この貫通孔44は、位置決め部42がガイドピン111によって基台22に対して位置決めされた際に、スペーサ24が配置される光導波路露出部23の所定位置に対向するように形成されている。かくして、図１５（Ａ）のＯ－Ｏ´断面を示す図１６のように、設置部41は、スペーサ24が上方から貫通孔44に挿通されると、貫通孔44に沿って当該スペーサ24をそのまま光導波路露出部23に落下させ、光導波路露出部23の所定位置にスペーサ24を正確に載置し得るように構成されている。次いで、この状態のままスペーサ24は接合部材によって光導波路露出部23に接合され得る。
　このように、このスペーサ設置治具40を用いた場合には、基台22に設けられたガイドピン111を、スペーサ設置治具40のピン挿通孔43に挿通するだけで、基台22に対して設置部41を正確に位置決めできると共に、この状態で設置部41の貫通孔44にスペーサ24を挿通させて落下させるだけ、スペーサ24を光導波路露出部23に対して正確に設置できる。よって、このスペーサ設置治具40を用いた製造方法は、製造工程の自動化に最適であり量産性に適している。
　図１７（Ａ）及び（Ｂ）において、50は他の実施の形態によるスペーサ設置治具を示し、上述したスペーサ設置治具40とは設置部51の構成が相違する。このスペーサ設置治具50は、設置部51が断面コ字状に形成されており、設置部51の下面から突出した突起部52a，52b間にスペーサ24を挟み込むように構成されている。かくして、スペーサ設置治具50は、図１７（Ａ）のＰ－Ｐ´断面を示す図１８のように、突起部52a，52b間にスペーサ24を挟み込んだ状態で位置決め部のピン挿通孔43にガイドピン111が挿入されて位置決めされ、当該ガイドピン111に沿って基台22に近づいてゆき、突起部52a，52b間に保持されたスペーサ24を光導波路露出部23の所定位置に載置する。
　次いで、設置部51は、例えば接合部材によりスペーサ24を光導波路露出部23に接合させた後、スペーサ設置治具50自体をガイドピン111に沿って上方に移動させることにより突起部52a，52b間からスペーサ24を脱落させ得る。このようにスペーサ設置治具50を用いた場合には、基台22に設けられたガイドピン111を、スペーサ設置治具50のピン挿通孔43に挿通するだけで基台22に対してスペーサ24を正確に位置決めできる。
　（５）第４の実施の形態
　図６（Ａ）及び（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図１９（Ａ）及び（Ｂ）において、61は第４の実施の形態による信号伝送装置を示し、上述した第２の実施の形態とはスペーサ本体62にガイドピン63が設けられたピン付スペーサ64を適用した点で相違する。図１９（Ａ）と、図１９（Ａ）のＱ－Ｑ´断面を示す図１９（Ｂ）のように、この基台65には、光導波路露出部23の底部であって光導波路101を避けるように両側部に厚みを貫通したガイドピン孔66が穿設され、ピン付スペーサ64の下端部から突出したガイドピン63が当該ガイドピン孔66に挿入され得る。また、光モジュール基板68には、基台65に対して位置決めされた際に、当該基台65のガイドピン孔66と対向する位置に厚みを貫通したガイドピン孔67が穿設されており、ピン付スペーサ64の上端部から突出したガイドピン63が当該ガイドピン孔67に挿入され得る。
　基台65は、ピン付スペーサ64のスペーサ本体62の一側面62aに対して光導波路端面109が面一に形成されており、当該光導波路端面109が光モジュール基板68の光素子103との間に所定のギャップ△L2を設けて対向し、光導波路101と光素子103とが光結合し得るように構成されている。
　実際上、図２０（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ピン付スペーサ64には、直方体形状に形成されたスペーサ本体62に２本のガイドピン63が間隔を空けて配置され、ガイドピン63の先端がスペーサ本体62の上端部及び下端部からそれぞれ突出し得るように設けられている。なお、図２０（Ｂ）のＲ－Ｒ´断面を示す図２０（Ｃ）のように、この実施の形態の場合、スペーサ本体62とガイドピン63とが別体に構成されているが、本発明はこれに限らず、スペーサ本体とガイドピンとが一体成形された構成としてもよい。
　ここでスペーサ本体62は、例えばセラミックや金属（銅、アルミ）等のように、光導波路101や基台65に比べて硬質な部材により形成されており、光導波路端面109を形成する際に行われる研磨加工により一側面62aが目減りしないように構成されている。これにより、スペーサ本体62は、光導波路端面109を平坦に加工する研磨加工の際に、一側面62aが切削されないことからストッパの役割を有し、平坦な一側面62aと面一に光導波路端面109を形成させ得るようになされている。また、スペーサ本体62の高さ寸法（すなわち距離L5）は、光導波路101の周面部101aから中心までの距離L4と合わせた合算距離が、光モジュール基板68の裏面69から光素子の受光領域や発光領域までの距離L1と同じになるように選定されている。
　次に基台65の製造方法について以下説明する。この場合、図２１（Ａ）と、図２１（Ａ）のＳ－Ｓ´断面を示す図２１（Ｂ）のように、凹部形成領域に対してルータ加工を施すことにより加工用基台71の表面の一部を除去して直方体形状の凹部107を形成する。この段階において凹部107には、側面部108に所定の幅寸法を有した研磨マージンM1が設けられている。
　次いで、この加工用基台71に対して、凹部107と隣接した領域であって光導波路101の周面部101aの上方領域に対してルータ加工を施すことにより、加工用基台71の表面から光導波路101の周面部101aが露出した光導波路露出部23を形成する。この光導波路露出部23は、直方体形状で凹部107と連通しており、底部に所定の幅寸法を有した研磨マージンM1がそのまま設けられている。これに加えて、この実施の形態の場合、光導波路露出部23の底部には、光導波路101を避けるように光導波路101の両側部の所定位置に、厚みを貫通した
ガイドピン孔66が穿設される。
　次いで、図２２（Ａ）と、図２２（Ａ）のＴ－Ｔ´断面を示す図２２（Ｂ）のように、光導波路露出部23のガイドピン孔66に、ピン付スペーサ64の下端部から突出したガイドピン63を挿入することにより、光導波路露出部23に露出した光導波路101の周面部101a上にスペーサ本体62を位置決めし、この状態のまま接合部材28によりスペーサ本体62を光導波路露出部23に固定する。このとき、スペーサ本体62は研磨マージンM1を設けて光導波路露出部23に設置される。
　次いで、図２３（Ａ）と、図２３（Ａ）のＵ－Ｕ´断面を示す図２３（Ｂ）のように、スペーサ本体62の一側面62aと隣接した領域にある研磨マージンM1を研磨加工することにより凹部107の側面部108に光導波路端面109を形成する。このとき、この第２の実施の形態と同様に、スペーサ本体62が光導波路101や基台65に比べて硬質な部材により形成され、研磨加工により研磨し難いことから、研磨加工の際にスペーサ本体62の一側面62aが切削されずにストッパの役割を果たし、スペーサ本体62の一側面62aに対して光導波路端面109を面一に形成できる。
　その後、基台65に設置したピン付スペーサ64の上端部から突出したガイドピン63を、光モジュール基板68に穿設したガイドピン孔67に挿入し、これにより基台65に対し光モジュール基板68を設置して接合部材117により接合することにより、図１９（Ａ）及び（Ｂ）に示した信号伝送装置61を製造し得る。
　以上の構成において、この信号伝送装置61では、光導波路露出部23に露出した光導波路101の周面部101aと、光モジュール基板68の裏面69との間にスペーサ本体62を介挿させ、当該スペーサ本体62の高さ寸法のみで光モジュール基板68の裏面69から光導波路101までの距離が調整される。
　これにより信号伝送装置61では、常に光導波路101を基準とし、単にスペーサ本体62の高さを調整するだけで、光モジュール基板68に設けた光素子103の高さを光導波路端面109に対向するように合わせることができる。従って、信号伝送装置61では、仮に基台65の表面65aから光導波路101の周面部101aまでの距離L2が生産毎に変化しても、予め所定の高さに選定したスペーサ本体62により、厚さ方向ｚにおいて光素子103を光導波路端面109に確実に対向させて光結合させることができる。
　また、この信号伝送装置61では、スペーサ本体62を光導波路101や基台65に比べて硬質な部材により形成し、研磨加工により光導波路端面109を形成する際に、当該研磨加工によりスペーサ本体62の一側面62aが切削されずに、当該スペーサ本体62が研磨範囲を規制するストッパの役割を果たすようにしたことにより、スペーサ本体62の一側面62aに対して光導波路端面109を面一に形成することができる。かくして、信号伝送装置61では、研磨加工によりスペーサ本体62の一側面62aに合わせて光導波路端面109を正確に形成できることから、光素子103と光導波路端面109との間のギャップ△L2が生産毎にばらつくことを防止できる。
　これに加えて、第４の実施の形態による信号伝送装置61では、スペーサ本体62自体にガイドピン63が設けられていることから、光導波路露出部23に穿設されたガイドピン孔66に当該ガイドピン63を挿入することにより、光導波路露出部23に対してスペーサ本体62を正確に位置決めさせることができる。従って、この信号伝送装置61では、研磨加工によってスペーサ本体62の一側面62aと面一な光導波路端面109が形成されることから、スペーサ本体62の一側面62aの位置に合わせて基台65に対し光導波路端面109を正確に形成することができる。
　また、この信号伝送装置61では、ピン付スペーサ64の上端部にもガイドピン63の先端が突出するように形成され、当該スペーサ本体62の上端部から突出したガイドピン63を光モジュール基板68のガイドピン孔67に挿入することにより、基台65に対して光モジュール基板68を正確に位置決めできる。従って、この信号伝送装置61では、ピン付スペーサ64とは別体のガイドピンを改めて用意して、スペーサの設置作業とは別にガイドピンによる基台65と光モジュール基板68との設置作業を別途行う手間を省くことができ、製造作業を簡略化することができる。
　（６）第５の実施の形態
　図１９（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図２４において、81は第５の実施の形態による信号伝送装置を示し、上述した第４の実施の形態とはピン付スペーサ82のスペーサ本体83に段差部84が形成されている点で相違する。この場合、スペーサ本体83は、光モジュール基板68の裏面69近傍付近において、支持部113と対向する一側面83aの一部が切り欠かれて薄肉状に形成されることにより段差部84が形成されている。これによりスペーサ本体83は、段差部84によって逃げ空間G1を形成し、支持部113又はスペーサ本体83において光モジュール基板68との接合箇所からはみ出た余分な接合部材29を、この逃げ空間G1へ逃がすように構成されている。
　以上の構成において、この信号伝送装置81では、上述した第４の実施の形態による効果が得られると共に、第３の実施の形態による効果も得ることができる。
　（７）他の実施の形態
　なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であり、例えば第１の実施の形態においてスペーサを適用したが、本発明はこれに限らず、例えば第４の実施の形態のようにスペーサ本体にガイドピンを一体成形させたピン付スペーサを適用してもよい。
　また、上述した第３の実施の形態や、第５の実施の形態において、スペーサに段差部を形成することにより逃げ空間を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、スペーサに湾曲状等の種々の形状の凹みを設けることで逃げ空間を設けるようにしてもよい。
　さらに、上述した第４及び第５の実施の形態においては、スペーサ本体62，83の上端部及び下端部にガイドピン63が突出し、基台65及び光モジュール基板68にスペーサ本体62，83が位置決めされる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、スペーサ本体の上端部又は下端部のいずれか一方にのみガイドピンが突出しており、基台又は光モジュール基板のいずれかにスペーサ本体が位置決めされるようにしてもよい。
　１，21，31，61，81　信号伝送装置
　２，22，65　基台
　105，68　光モジュール基板
　４，24，32　スペーサ
　５，23　光導波路露出部
　64，82ピン付スペーサ（スペーサ）
　63　ガイドピン
　101　光導波路
　103　光素子

Claims (10)

  1. 　光信号が伝送する光導波路が内部に形成され、前記光導波路の端面が露出した基台と、前記光信号を送信又は受信する光素子を前記基台の表面と対向する裏面に有する光モジュール基板とを備え、前記光導波路の端面と前記光素子とが対向して光結合する信号伝送装置であって、
    　前記基台は、
    　前記表面から前記光導波路の周面部を露出させる光導波路露出部と、
    　前記光導波路露出部に露出した前記光導波路の周面部と、前記光モジュール基板の裏面との間に介挿され、前記光導波路の端面に対向する高さに前記光素子を合わせるスペーサとを備える
    　ことを特徴とする信号伝送装置。
  2. 　前記光導波路の端面から前記光導波路露出部までの間は、前記光導波路が前記基台の内部に形成され、前記光導波路の周面部が非露出状態である
    　ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
  3. 　前記スペーサは前記基台及び前記光導波路よりも硬質な部材により形成されており、
    　前記スペーサの一側面に対して前記光導波路の端面が面一に形成されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
  4. 　前記光素子を支持する支持部と、前記スペーサの上端部とが前記光モジュール基板の裏面に接合部材により接合されており、
    　前記光導波路の端面と面一となる前記スペーサの一側面には、前記支持部又は前記スペーサの接合箇所からはみ出た余分な接合部材を逃がす逃げ空間が形成されている
    　ことを特徴とする請求項３記載の信号伝送装置。
  5. 　少なくとも前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかに、ガイドピン孔が穿設されており、
    　前記スペーサには、前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかの前記ガイドピン孔に挿通し、前記基台又は前記光モジュール基板に前記スペーサを位置決めさせるためのガイドピンが設けられている
    　ことを特徴とする請求項１～４のうちいずれか１項記載の信号伝送装置。
  6. 　光信号が伝送する光導波路が内部に形成され、前記光導波路の端面が露出した基台と、
    前記光信号を送信又は受信する光素子を前記基台の表面と対向する裏面に有する光モジュール基板とを備え、前記光導波路の端面と前記光素子とが対向して光結合する信号伝送装置の製造方法であって、
    　前記基台の表面から前記光導波路の周面部が露出した光導波路露出部を形成する露出部形成ステップと、
    　前記光導波路露出部に露出した前記光導波路の周面部と、前記光モジュール基板の裏面との間にスペーサを介挿し、前記スペーサによって、前記光導波路の端面に対向する高さに前記光素子を合わせるスペーサ設置ステップと
    　を備えることを特徴とする信号伝送装置の製造方法。
  7. 　前記露出部形成ステップは、
    　前記光導波路の端面から前記光導波路露出部までの間において、前記光導波路が前記基台の内部に形成され、前記光導波路の周面部が非露出状態である
    　ことを特徴とする請求項６記載の信号伝送装置の製造方法。
  8. 　前記スペーサ設置ステップで用いられる前記スペーサは前記基台及び前記光導波路よりも硬質な部材により形成されており、
    　前記スペーサ設置ステップの後に、前記スペーサの一側面に対して前記光導波路の端面を面一に形成する加工ステップを備える
    　ことを特徴とする請求項６記載の信号伝送装置の製造方法。
  9. 　前記スペーサ設置ステップで用いられる前記スペーサには、前記光導波路の端面と面一となる一側面に逃げ空間が形成されており、
    　前記光素子を支持する支持部と、前記スペーサの上端部とが前記光モジュール基板の裏面に接合部材により接合された際に、前記支持部又は前記スペーサの接合箇所からはみ出た余分な接合部材が前記逃げ空間に逃げる
    　ことを特徴とする請求項８記載の信号伝送装置の製造方法。
  10. 　前記スペーサ設置ステップの前に、少なくとも前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかに、ガイドピン孔を穿設する穿設ステップを備え、
    　前記スペーサ設置ステップで用いる前記スペーサには、前記基台又は前記光モジュール基板のいずれかの前記ガイドピン孔に挿通可能なガイドピンが設けられており、
    　前記スペーサ設置ステップでは、前記基台又は前記光モジュール基板に前記ガイドピンによって前記スペーサを位置決めさせる
    　ことを特徴とする請求項６～９記載のうちいずれか１項記載の信号伝送装置の製造方法。
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