JP2008122756A - Substrate for optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信に用いられる光ファイバと光反射面と搭載すべき光素子との位置合わせを精度良く行える光素子用基板に関する。 The present invention relates to an optical element substrate capable of accurately aligning an optical fiber used for optical communication, a light reflecting surface, and an optical element to be mounted.
従来、光通信に用いる光ファイバと光反射面と光素子との位置合わせ精度を確保しつつ、生産性に優れ且つ安価な光伝送モジュールを提供するため、光ファイバの固定溝と光路を変換する傾斜した反射面とを有する光ファイバ保持部材を製作するに際し、所定の方位を有する結晶基板に対し、半導体プロセスおよび異方性エッチングを施す方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in order to provide an optical transmission module that is excellent in productivity and inexpensive while ensuring alignment accuracy of an optical fiber used for optical communication, a light reflecting surface, and an optical element, the fixing groove and the optical path of the optical fiber are converted. In manufacturing an optical fiber holding member having an inclined reflecting surface, a semiconductor process and a method of performing anisotropic etching on a crystal substrate having a predetermined orientation have been proposed (for example, see Patent Document 1).
前記特許文献１に記載されているように、結晶基板に異方性エッチングを施して断面ほぼＶ字形の光反射面を形成する場合、高精度な加工ができる反面、基板の結晶方位を利用するため、形成すべき形状が制約される。しかも、異方性エッチングを行うには、酸化珪素などのエッチングマスクが必要となるため、生産性を低下させる一因にもなる、という問題があった。
更に、製作される光ファイバ保持部材の固定溝に固定された光ファイバと、光反射面を挟んで上記保持部材に搭載する光素子との光路の結合率は、光ファイバの端面から光素子の受発光面までの距離に大きく依存する。このため、光素子が搭載される姿勢に起因して、光路方向の位置ずれがあると、光信号の伝送ロスを招く、という問題もあった。
As described in Patent Document 1, when a crystal substrate is anisotropically etched to form a light reflecting surface having a substantially V-shaped cross section, the crystal orientation of the substrate is used while high-precision processing is possible. Therefore, the shape to be formed is restricted. In addition, since anisotropic etching requires an etching mask made of silicon oxide or the like, there is a problem in that the productivity can be reduced.
Furthermore, the coupling ratio of the optical path between the optical fiber fixed in the fixing groove of the manufactured optical fiber holding member and the optical element mounted on the holding member with the light reflecting surface interposed therebetween is determined from the end face of the optical fiber to the optical element. This greatly depends on the distance to the light emitting / receiving surface. For this reason, there is also a problem that if there is a positional shift in the optical path direction due to the posture in which the optical element is mounted, transmission loss of the optical signal is caused.
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、光通信に用いる光ファイバと光反射面と搭載すべき光素子との位置合わせを精度良く確実に行える光素子用基板を提供する、ことを課題とする。 The present invention solves the problems described in the background art and provides an optical element substrate capable of accurately and reliably aligning an optical fiber used for optical communication, a light reflecting surface, and an optical element to be mounted. Is an issue.
本発明は、前記課題を解決するため、光ファイバ用の挿入溝と光路を変換する光反射面とを有し、且つ光素子を搭載するための光素子用基板に対し、樹脂による一体成形体を適用する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の光素子用基板は、光素子が搭載される表面、および裏面を有する樹脂製の成形体からなり、かかる成形体の表面に形成した複数の光ファイバ用の挿入溝と、かかる複数の挿入溝の一端ごとに位置し、且つ上記成形体の表面側に向かって広がるように傾斜する光反射面と、を備え、上記成形体の表面のうち、上記光反射面を挟んで、光ファイバ用の挿入溝が形成される上記成形体の表面は、かかる挿入溝と反対側に位置する上記成形体の表面よりも高くされている、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has an optical fiber insertion groove and a light reflecting surface for converting an optical path, and an optical element substrate on which an optical element is mounted. It was conceived to apply.
That is, the optical element substrate of the present invention comprises a resin molded body having a front surface and a back surface on which the optical element is mounted, and a plurality of optical fiber insertion grooves formed on the surface of the molded body. A light reflecting surface that is located at one end of each of the plurality of insertion grooves and is inclined so as to spread toward the surface side of the molded body, and sandwiching the light reflecting surface among the surfaces of the molded body, The surface of the molded body on which the optical fiber insertion groove is formed is higher than the surface of the molded body positioned on the opposite side of the insertion groove.
前記光素子用基板は、射出成形金型によって一括製作できる樹脂製の成形体であるので、生産性が高く且つ安価であり、従来の結晶基板を異方性エッチングした光ファイバ保持部材と同等の高精度な位置および形状精度にできる。また、結晶方位による制限がなくなるため、形状および全体の配置に関する自由度が非常に高くなる。更に、光ファイバ用の挿入溝が形成される上記成形体の表面が、かかる挿入溝と反対側に位置する上記成形体の光素子が搭載される表面よりも高いため、かかる表面の上方に搭載すべき光素子の底面の一部を、上記挿入溝側の表面、またはかかる挿入溝に挿入される複数の光ファイバの上部に支持できる。これにより、当該光素子の搭載姿勢を所要の姿勢に容易に維持することができる。このため、従来の結晶基板を異方性エッチングした光ファイバ保持部材に比べて、光信号の伝送ロスを一層低減することができる。従って、光ファイバと光反射面と光素子との位置合わせを精度良く確実に行えると共に、かかる性能を有する光素子用基板を安価に提供することも可能となる。 Since the optical element substrate is a resin molded body that can be collectively manufactured by an injection mold, it is highly productive and inexpensive, and is equivalent to an optical fiber holding member obtained by anisotropically etching a conventional crystal substrate. Highly accurate position and shape accuracy can be achieved. In addition, since there is no restriction due to the crystal orientation, the degree of freedom regarding the shape and the overall arrangement becomes very high. Furthermore, since the surface of the molded body in which the insertion groove for the optical fiber is formed is higher than the surface on which the optical element of the molded body located on the opposite side of the insertion groove is mounted, the surface is mounted above the surface. A part of the bottom surface of the optical element to be supported can be supported on the surface on the side of the insertion groove or on top of a plurality of optical fibers inserted into the insertion groove. Thereby, the mounting posture of the optical element can be easily maintained in a required posture. For this reason, the transmission loss of an optical signal can be further reduced as compared with a conventional optical fiber holding member obtained by anisotropically etching a crystal substrate. Therefore, the optical fiber, the light reflection surface, and the optical element can be accurately and reliably aligned, and an optical element substrate having such performance can be provided at low cost.
尚、前記成形体の樹脂には、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が用いられる。
上記熱硬化性樹脂には、エポキシ系樹脂（クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノール型、ビフェニール系、ジンクロペンタジエン系、ナフタレン系など）や、フェノール系樹脂が含まれる。
一方、前記熱可塑性樹脂には、ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリアセタール系、ポリカーボネート系、ポリブチレン・テレフタレート系、ポリエチレン・テレフタレート系、ポリフェニレン・エーテル系、ポリエーテルスルフォン系、ポリスルフォン系、ポリエーテル・エーテルケトン系、ポリフェニレンスルフィド系、ポリメチルペンテン系、ポリテトラ・フルオロ・エチレン系、ポリシクロヘキシレンジメチル・テレフタレート系樹脂や、液晶ポリマなどが含まれる。
更に、上記各樹脂材料に対し、熱膨張係数を抑制するシリカなどの無機フィラを添加してものも含まれる。
In addition, a thermosetting resin or a thermoplastic resin is used for the resin of the molded body.
Examples of the thermosetting resin include epoxy resins (cresol novolac type, phenol novolac type, bisphenol type, biphenyl type, gincopentadiene type, naphthalene type, etc.) and phenolic resins.
On the other hand, the thermoplastic resin includes polystyrene, polyamide, polyacetal, polycarbonate, polybutylene / terephthalate, polyethylene / terephthalate, polyphenylene / ether, polyethersulfone / polysulfone, polyether / etherketone. , Polyphenylene sulfide, polymethylpentene, polytetrafluoroethylene, polycyclohexylenedimethyl terephthalate resin, liquid crystal polymer, and the like.
Furthermore, the addition of an inorganic filler such as silica that suppresses the thermal expansion coefficient to each resin material is also included.
また、前記光反射面は、光素子が搭載される前記表面に対し、例えば、傾斜角度が４５度の形態のほか、６０度、または３０度の傾斜角度、これらの間の傾斜角度の形態でも良い。
更に、光ファイバ用の挿入溝は、一対の対称な傾斜面からなる断面ほぼＶ字形（例えば、底部の仰度が６０度）の形態、一対の対称な傾斜面とこれらの底部に水平な平坦面とを有する形態、あるいは、一対の垂直面とこれらの底部に水平な平坦面とを有するほぼＵ字形の形態も含んでいる。
加えて、前記光素子は、発光素子、受光素子、受・発光素子の何れかである。
In addition, the light reflecting surface may be inclined with respect to the surface on which the optical element is mounted, for example, with an inclination angle of 45 degrees, an inclination angle of 60 degrees or 30 degrees, and an inclination angle between them. good.
Furthermore, the insertion groove for the optical fiber has a substantially V-shaped cross-section formed of a pair of symmetrical inclined surfaces (for example, the bottom elevation is 60 degrees), a pair of symmetrical inclined surfaces, and a flat flat surface at the bottom. Or a generally U-shaped configuration having a pair of vertical surfaces and a horizontal flat surface at the bottom thereof.
In addition, the optical element is any one of a light emitting element, a light receiving element, and a light receiving / emitting element.
また、本発明には、前記光反射面は、前記光ファイバ用の挿入溝に対し、平面視で直角にして前記表面に形成される反射溝の一部である、光素子用基板も含まれる。これによれば、複数の挿入溝ごとに挿入される複数の光ファイバの端面と、これらに対応する受発光面を有する複数の光素子、あるいは複数の受発光面を有する単一の光素子とに対し、それぞれ光路方向が位置ずれしない反射面を確実に形成することが可能となる。このため、一層伝送ロスを低減することができる。
尚、前記反射溝は、光素子が搭載される前記表面に対して、例えば傾斜角度が４５度〜６０度の光反射面と垂直面とからなる断面ほぼレ字形の形態、あるいは、傾斜角度が４５度の光反射面と、これと対称な傾斜面とからなる断面ほぼＶ字形（例えば、底部の角度が９０度）の形態など、が含まれる。
Further, the present invention includes an optical element substrate in which the light reflecting surface is a part of a reflecting groove formed on the surface at a right angle in a plan view with respect to the optical fiber insertion groove. . According to this, the end surface of the some optical fiber inserted for every some insertion groove | channel, the some optical element which has a light receiving / emitting surface corresponding to these, or the single optical element which has a some light receiving / emitting surface, On the other hand, it is possible to reliably form a reflecting surface in which the optical path direction is not displaced. For this reason, transmission loss can be further reduced.
The reflection groove has a substantially letter-shaped cross section composed of a light reflection surface and a vertical surface with an inclination angle of 45 to 60 degrees, for example, or an inclination angle with respect to the surface on which the optical element is mounted. The shape includes a substantially V-shaped cross section (for example, the bottom angle is 90 degrees) formed of a 45-degree light reflecting surface and an inclined surface symmetrical to the 45-degree light reflecting surface.
更に、本発明には、前記光反射面または前記反射溝の上方に搭載される光素子は、その底面の一部が前記挿入溝が形成された表面、または前記挿入溝に挿入される光ファイバの上部に支持される、光素子用基板も含まれる。
これによれば、前記表面のうち相対的に低い表面上に形成された表面配線の上にパッドなどを介して搭載された光素子は、その底面の一部が前記挿入溝が形成された表面、または前記挿入溝に挿入される光ファイバの上部に支持される。このため、かかる光素子は、水平姿勢となり、その底面に位置する受・発光面が水平となるため、直下の光反射面に対し、所定の角度で対向する。従って、光ファイバから射出され且つ光反射面で反射した光を、確実に受光面から光素子内に取り込め、あるいは、光素子の発光面から射出され且つ光反射面で反射させた光信号を、確実に光ファイバの対面に露出するコア内に伝送させることが可能となる。
Furthermore, in the present invention, the optical element mounted above the light reflecting surface or the reflecting groove has an optical fiber that is inserted into the insertion groove or a part of the bottom surface of the optical element. An optical element substrate supported on the upper part of the optical element is also included.
According to this, an optical element mounted on a surface wiring formed on a relatively low surface among the surfaces via a pad or the like is a surface in which a part of the bottom surface is formed with the insertion groove. Or supported by the upper part of the optical fiber inserted into the insertion groove. For this reason, since this optical element becomes a horizontal posture and the light receiving / emitting surface located on the bottom surface thereof is horizontal, it faces the light reflecting surface directly below at a predetermined angle. Therefore, the light emitted from the optical fiber and reflected by the light reflecting surface is surely taken into the optical element from the light receiving surface, or the optical signal emitted from the light emitting surface of the optical element and reflected by the light reflecting surface is It is possible to ensure transmission within the core exposed to the opposite side of the optical fiber.
尚、前記光反射面の上方で且つ前記成形体の表面に搭載する光素子と、側面（端面）側に形成される複数の側面配線との間における成形体の表面には、電気特性などの制御用の電子部品（例えば、ＩＣチップ）などが実装される。
また、上記複数の側面配線や、成形体の表面に搭載する光素子と電子部品との間を導通する表面配線は、成形体を射出成形する際に、金型の内面の所定位置に予めセットすることで、前記挿入溝、その一端のファイバ停止面、および光反射面を有する成形体を成形すると同時に、かかる成形体の側面や表面に配置することができる。あるいは、射出成形された成形体の表面などに、薄膜加工によって形成しても良い。
The surface of the molded body between the optical element mounted above the light reflecting surface and on the surface of the molded body and a plurality of side surface wirings formed on the side surface (end surface) side has electrical characteristics and the like. A control electronic component (for example, an IC chip) or the like is mounted.
The plurality of side surface wirings and the surface wiring that conducts between the optical element and the electronic component mounted on the surface of the molded body are set in advance at predetermined positions on the inner surface of the mold when the molded body is injection molded. By doing so, the molded body having the insertion groove, the fiber stop surface at one end thereof, and the light reflecting surface can be molded, and at the same time, the molded body can be disposed on the side surface or surface of the molded body. Alternatively, it may be formed on the surface of an injection-molded molded body by thin film processing.
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の一形態の光素子用基板１を示す斜視図、図２は、その側面図である。かかる光素子用基板１は、例えば、エポキシ系樹脂による一体の成形体ｓから主に構成され、図１，図２に示すように、表面２および裏面３を有する全体がほぼ板形状を呈している。かかる成形体ｓの表面２は、平面視がほぼ長方形で、その中間でこの表面２の長手方向と直交する反射溝６を挟んで、二つの表面２ａ，２ｂに分割されている。
図１，図２で右側の表面２ｂには、当該表面２ｂに開口した断面ほぼＶ字形を呈する四個（複数）の光ファイバ用の挿入溝１０が平行に形成されている。かかる挿入溝１０は、表面２ｂに対し６０度ずつの仰角で対称に傾斜した一対の傾斜面１１からなる。また、四個の挿入溝１０が形成された表面２ｂは、反射溝６を挟んで左側に位置する表面２ａよりも、裏面３からの高さが高く（約３０〜１００μｍ）されている。
尚、挿入溝１０を含む表面２ｂの外側（右側）には、各挿入溝１０の最低部とほぼ同じ高さを上面とするファイバ用の支持部５が延出している。
In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing an optical element substrate 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof. The optical element substrate 1 is mainly composed of, for example, an integrally molded body s made of an epoxy resin, and as shown in FIGS. 1 and 2, the entire surface having a
1 and 2, four (a plurality of) optical
In addition, a
図１，図２に示すように、四個の挿入溝１０ごとの一端（奥端）には、一対の傾斜面１１の最低部から垂直に立設する逆三角形のファイバ停止面１２が位置している。また、反射溝６は、表面２ａ側に向かって広がるように傾斜する光反射面８と垂直面７とからなり、断面がほぼレ形を呈する。かかる反射溝６の最低部は、四個の挿入溝１０の最低部よりも高い位置にある。このため、反射溝６の最低部と各挿入溝１０の最低部との間には、これらの高さの差に応じた高さを有する上記ファイバ停止面１２が形成されている。更に、反射溝６の垂直面７には、各挿入溝１０の一端のほぼ上半部が開口している。
As shown in FIGS. 1 and 2, an inverted triangular
更に、図１，図２で左側の表面２ａには、反射溝６の光反射面８に沿って複数の表面配線１４が形成されている。かかる表面配線１４の上方で且つ反射溝６の光反射面８の上方に後述する光素子２４が搭載される。表面２ａと側面（表面２の長手方向の端面）４との間、および側面４と裏面３との間には、面取り状の傾斜面ｃが形成されている。これらに跨って、複数の側面配線１５が並列で且つ側面４で垂直に形成されている。かかる側面配線１５は、上下の傾斜面ｃ、側面４、裏面３に沿った配線部１６〜１９を備えている。尚、複数の側面配線１５と前記複数の表面配線１４との間に位置する成形体ｓの表面２ａには、これらに導通するＩＣチップ（電子部品）２６が搭載される。
1 and 2, a plurality of surface wirings 14 are formed along the light reflecting surface 8 of the reflecting groove 6 on the
以上のような形状（構造）を有する成形体ｓからなり且つ表面配線１４および側面配線１５を有する光素子用基板１は、次のようにして製作される。
予め、前記反射溝６、ファイバ用の挿入溝１０、およびファイバ停止面１２に対応する凸状などと、前記表面２ａ，２ｂに対応する２つの平坦面と、側面４および傾斜面ｃに対応する側面などを含む内面を有する下型と、前記裏面３に対応する平坦面とを含む内面を有する上型とを、金型加工により製作する。下型の平坦面における表面２ａに対応する部分には、表面配線１４および配線部１６を含む側面配線１５を収容する浅い凹みが形成されている。また、下型および上型の内側面には、側面配線１５の配線部１７，１８を収容する浅い凹みが形成されている。更に、上型の平坦面における裏面３に対応する部分には、側面配線１５の配線部１９を収容する浅い凹みが形成されている。
The optical element substrate 1 made of the molded body s having the shape (structure) as described above and having the
Corresponding to the reflection groove 6, the
次に、下型の各凹みに、銅合金の薄板（銅箔）からなる表面配線１４と側面配線１５とを収容した後、その上に上型をセットして型閉めする。かかる状態で、上・下型間のゲートから溶けたエポキシ系樹脂を型内に向かって射出成形する。
尚、金型から取り出された樹脂製の成形体ｓに対し、パターニングやエッチングなどを含む薄膜加工を施すことによって、表面２ａ，２ｂなどの所定の位置に表面配線１４および側面配線１５を形成しても良い。
その結果、図１，図２に示したような形状の成形体ｓからなり、且つ表面配線１４および側面配線１５を有する光素子用基板１を得ることができる。
Next, after the
Note that the
As a result, it is possible to obtain the optical element substrate 1 made of the molded body s having the shape as shown in FIGS. 1 and 2 and having the
図３は、異なる形態の光素子用基板１ａを示す斜視図、図４は、その側面図である。かかる光素子用基板１ａが前記光素子用基板１との相違点は、反射溝６ａを有する成形体ｓａからなる点である。かかる反射溝６ａは、図３，図４に示すように、成形体ｓａにおいて高さが異なる表面２ａ，２ｂ間に位置し、かかる表面２ａ，２ｂ側に向かって４５度で対称に傾斜する前記光反射面８と傾斜面９を有している。即ち、反射溝６ａは、側面視でほぼＶ字形を呈し、傾斜面９に四個の前記ファイバ用の挿入溝１０の上半部が開口すると共に、これらの開口部の直下には、前記同様の逆三角形を呈する垂直なファイバ停止面１２が位置している。
FIG. 3 is a perspective view showing an optical element substrate 1a of a different form, and FIG. 4 is a side view thereof. The optical element substrate 1a is different from the optical element substrate 1 in that the optical element substrate 1a is formed of a molded body sa having a
図５は、前記光素子用基板１の挿入溝１０内に、光ファイバ２０を挿入する状態を示す。光ファイバ２０は、石英ガラスからなるガラス線であり、中心部に沿った屈折率の高いコア２２と、その周囲を囲う屈折率の低いクラッド２１とを同心で備えており、光信号をコア２２中の軸方向に沿って反射させつつ伝送する。
図５中の矢印で示すように、光素子用基板１の挿入溝１０ごとに、支持部５側から光ファイバ２０を軸方向に沿って挿入する。尚、光ファイバ２０の外径は、挿入溝１０における一対の傾斜面１１，１１間の中間位置の幅とほぼ同等であると共に、かかる挿入溝１０の深さとほぼ同じか、この深さよりもやや小径である。
図６に示すように、予め、軸方向と直交する角度で切断された光ファイバ２０の先端面は、挿入溝１０の一端（奥端）に位置するファイバ停止面１２にクラッド２１の下部が突き当たって停止する。この際、先端面のコア２２は、ファイバ停止面１２の真上に位置すると共に、反射溝６の垂直面７とほぼ面一の位置に達する。かかる状態で、光ファイバ２０のクラッド２１と挿入溝１０の傾斜面１１との間に、図示しない接着剤が塗布され、当該光ファイバ２０が位置固定される。
FIG. 5 shows a state in which the
As indicated by arrows in FIG. 5, the
As shown in FIG. 6, the tip surface of the
図６に示すように、４本の光ファイバ２０は、挿入溝１０ごとのファイバ停止面１２に先端面の下部が面接触して位置決めされると共に、反射溝６の垂直面７付近に位置する先端面のコア２２は、光反射面８に最接近しつつ対向している。
次いで、図７に示すように、表面２ａの表面配線１４ごとにおける反射溝６寄りの位置に、複数のパッド２３の上に跨って、光素子（受・発光素子）２４を図示しないロウ材を介して搭載する。かかる光素子２４の底面に露出する受・発光面（図示せず）は、反射面８の真上に位置すると共に、光素子２４の底面における図７で右側（一部）は、成形体ｓの表面２ｂ上に支持される。その結果、光素子２４の底面は、表面２ａ，２ｂと平行で、反射溝６を跨いだ水平姿勢となる。
As shown in FIG. 6, the four
Next, as shown in FIG. 7, a brazing material (not shown) for the optical element (light receiving / emitting element) 24 is straddled over the plurality of
このため、図７の中の矢印で示すように、光ファイバ２０のコア２２中を伝送された光信号は、光反射面８で直角に反射して垂直に上昇し、上記受光面から光素子２４中に進入する。かかる光路の方向は、各挿入溝１０のファイバ停止面１２で正確に位置決めされた４本の光ファイバ２０、光反射面８、および、水平姿勢にて搭載された光素子２４によって、位置ずれを生じることが少なくなる。
尚、光素子２４は、反射溝６の長手方向に沿った平面視が長方形を呈するほぼ直方体であり、内部に４つ（複数）の光・電気変換素子を内蔵している。
For this reason, as shown by the arrows in FIG. 7, the optical signal transmitted through the
The
図７に示すように、表面配線１４と側面配線１５との間における表面２ａには、Ａｇなどのロウ材またはエポキシ系樹脂を介して、ＩＣチップ（電子部品）２６が搭載される。かかるＩＣチップ２６は、ボンデイングワイヤｗ（またはフリップチップ実装）を介して、表面配線１４および側面配線１５にそれぞれ接続される。当該ＩＣチップ２６は、光素子２４で変換された電気信号を、所定の電圧に高めるなどの制御を行って、側面配線１５を通じて外部に出力すると共に、外部から送信された電気信号を光信号に変換し易い電気特性に制御するものである。
As shown in FIG. 7, an IC chip (electronic component) 26 is mounted on the
即ち、４本の光ファイバ２０の先端面から射出された光信号は、光反射面８で直角に反射し、光素子２４で電気信号に変換され、表面配線１４を通じて、ＩＣチップ２６において所定の電圧に高められるなどした後、側面配線１５を通じて外部に出力される。一方、外部から側面配線１５を通じて、送信された電気信号は、ＩＣチップ２６において所要の電気特性に調整され、表面配線１４を通じて、光素子２４に送られ且つ光信号に変換された後、その発光面から下向きに垂直に射出され、光反射面８で直角の水平方向に反射した後、最接近する光ファイバ２０のコア２２中を伝送される。
尚、前記図１，図３で示したように、表面配線１４，１５は、４本の光ファイバ２０に対して、一対ずつが対応するため、全体を２倍の８個としている。
That is, the optical signals emitted from the front end surfaces of the four
As shown in FIGS. 1 and 3, the surface wirings 14 and 15 correspond to the four
図８は、前記光素子用基板１ａの各挿入溝１０に対し、前記同様に光ファイバ２０を挿入した状態を示す。この場合、光ファイバ２０の外径は、予め、挿入溝１０の深さと同じとなるように設定されている。
図８に示すように、各光ファイバ２０の先端面がファイバ停止面１２に突き当たると、それらの先端面に露出するコア２２は、ファイバ停止面１２の真上に位置すると共に、傾斜面９から反射溝６中央付近の位置に達する。その結果、光反射面８に対し、光ファイバ２０の先端面を最接近させることができる。尚、各光ファイバ２０の最上部は、成形体ｓａの表面２ｂと一致している。
図８に示すように、光素子用基板１ａにおいても、前記同様に、表面配線１４の上方に光素子２４を搭載する。この際、光素子２４の底面における図８で右側部分（一部）は、４本の光ファイバ２０の最上部にそれぞれ支持される。この結果、当該光素子２４は、反射溝６ａを跨いで水平姿勢を保つことができる。
FIG. 8 shows a state in which the
As shown in FIG. 8, when the distal end surfaces of the
As shown in FIG. 8, in the optical element substrate 1a, the
更に、表面２ａ上に搭載したＩＣチップ２６をボンディングワイヤｗ（またはフリップチップ実装）を介して、表面配線１４および側面配線１５に接続する。
その結果、図８中の矢印で示すように、光ファイバ２０の先端面から射出された光信号は、光反射面８で直角に反射され、光素子２４で電気信号に変換され、表面配線１４を通じて、ＩＣチップ２６において所定の電圧に高められるなどした後、側面配線１５を通じて外部に出力される。一方、外部から側面配線１５を通じて、送信された電気信号は、ＩＣチップ２６で電気特性を調整され、表面配線１４を通じて光素子２４に送られた後、その発光面から垂直に射出され、光反射面８で反射された後、最接近する光ファイバ２０のコア２２中を伝送される。
Further, the
As a result, as indicated by an arrow in FIG. 8, the optical signal emitted from the tip surface of the
以上のような光素子用基板１，１ａによれば、樹脂製の成形体ｓ，ｓａにおける表面２ｂには、複数（四個）の光ファイバ用の挿入溝１０，１０ｂが形成され、それらの一端には垂直なファイバ停止面１２が位置すると共に、かかる一端は、挿入溝１０と直交する反射溝６，６ａに開口している。このため、挿入溝１０ごとに光ファイバ２０を支持部５側から挿入すると、それらの先端面におけるクラッド２１の下部がファイバ停止面１２に面接触し、かかる位置で停止すると共に、先端面に露出するコア２２は、反射溝６，６ａの内側に露出し且つ光反射面８に最接近する。しかも、相対的に低い表面２ａ上に搭載される光素子２４の底面の一部は、反射溝６，６ａを挟んで、相対的に高い表面２ｂ、またはこれと同じ高さの光ファイバ２０の上部に支持されるため、当該光素子２４を水平姿勢に保つことができる。その結果、光反射面８とその上方に搭載される光素子２４との間で、光路の方向ずれが生じにくく、正確な光路が形成できるので、伝送ロスを低減することが可能となる。
According to the optical element substrates 1 and 1a as described above, a plurality (four pieces) of
更に、前記側面配線１５は、側面４の上下の傾斜面ｃ，ｃに倣った配線部１６，１８を含むため、リターンロスを低減し、電気信号の導通を良好にできる。しかも、反射溝６，６ａ、挿入溝１０、およびファイバ停止面１２などを有する成形体ｓ，ｓａは、エポキシ樹脂などによる射出成形によって、形状および寸法精度が高く、従来の結晶基板に比べて効率良く安価に製作することができる。
従って、前記のような光素子用基板１，１ａによれば、光ファイバ２０と光反射面８と搭載すべき光素子２４との位置合わせを精度良く確実に行え、伝送ロスを低減できると共に、安価に製作して提供することも可能となる。
Further, since the
Therefore, according to the optical element substrates 1, 1 a as described above, the
図９は、光素子用基板１（１ａ）を用いた電気コネクタ３０を示す斜視図である。かかる電気コネクタ３０は、樹脂またはセラミックからなり、表面３２および裏面３３を有する全体がほぼ板形状のコネクタ本体３１を備え、表面３２上には、隣接する配線とのピッチを中間で拡げた複数（チャンネル数または光ファイバ２０の本数に対し一対：８本）の接続配線３４が形成されている。
図９でコネクタ本体３１の表面３２における中央側では、接続配線３４，３４間のピッチは狭く、かかるピッチは、光素子用基板１（１ａ）における側面配線１５，１５間のピッチと同様に設定されている。
FIG. 9 is a perspective view showing an electrical connector 30 using the optical element substrate 1 (1a). The electrical connector 30 is made of resin or ceramic, and has a substantially plate-shaped connector
In FIG. 9, the pitch between the
予め、光素子用基板１（１ａ）の挿入溝１０ごとに光ファイバ２０を挿入・固着し、表面２ａ上に光素子２４およびＩＣチップ２６を前記同様に搭載すると共に、表面配線１４、ＩＣチップ２６、および側面配線１５の間を、フリップチップまたは前記同様にワイヤボンデングｗを介して接続しておく。
次いで、コネクタ本体３１の表面３２の中央側に位置する接続配線３４ごとの真上に、図示しないロウ材を介して、光素子用基板１（１ａ）の裏面３側に位置する側面配線１５ごとの配線部１９を載置し、加熱（リフロー）して接続する。かかるロウ付け部を囲むコネクタ本体３１の表面３２と光素子用基板１（１ａ）の裏面３との隙間には、封止用のアンダーフィル材（図示せず）を充填および固化することで、両者を接着する。その結果、図９に示すような電気コネクタ３０が得られる。
The
Next, each
以上のような電気コネクタ３０によれば、コネクタ本体３１におけるピッチが大きな接続配線３４側の端面を、図示しない電子・電気機器における外部端子に挿入し、接続配線３４ごとに相手方の接続電極と面接触させることで、前記光ファイバ２０からの光信号を、少ない伝送ロスで電気信号に変換して、電子・電気機器に送信することができる。同時に、かかる電子・電気機器から出力された電気信号を、少ないで伝送ロスで光信号に変換して、光ファイバ２０から離れた場所にある別の電子機器などに伝送することもできる。
According to the electrical connector 30 as described above, the end surface on the side of the
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記光素子用基板を構成する成形体は、前記エポキシ系以外の熱硬化性樹脂や、ポリアミド系などの熱可塑性樹脂により製作しても良い。
また、光ファイバ用の挿入溝は、一対の垂直な側壁と、これらの底辺間の底面とからなる断面がほぼＵ形の形態としても良い。この場合、挿入溝の一端における底部側には、ほぼ矩形のファイバ停止面が形成される。
更に、反射溝の光反射面（８）は、光素子用基板の表面（２ａ）に対して、３０度〜６０度の範囲内における任意の傾斜を有するものとしても良い。
加えて、前記光素子用基板の支持部（５）の上面は、光ファイバ用の挿入溝（１０，１０ｂ）の最低部より裏面（３）側に低くい位置とし、挿入される光ファイバにおいて、そのクラッド（２１）の外周を覆う保護カバーの最低部を支持するようにしても良い。あるいは、上記支持部（５）を省略した成形体（ｓ，ｓａ）を備えた光素子用基板とすることも可能である。
The present invention is not limited to the embodiments described above.
The molded body constituting the optical element substrate may be made of a thermosetting resin other than the epoxy resin or a thermoplastic resin such as a polyamide resin.
Further, the optical fiber insertion groove may have a substantially U-shaped cross section including a pair of vertical side walls and a bottom surface between these bottom sides. In this case, a substantially rectangular fiber stop surface is formed on the bottom side at one end of the insertion groove.
Furthermore, the light reflection surface (8) of the reflection groove may have an arbitrary inclination within a range of 30 degrees to 60 degrees with respect to the surface (2a) of the optical element substrate.
In addition, the upper surface of the support portion (5) of the optical element substrate is positioned lower than the lowest portion of the optical fiber insertion groove (10, 10b) on the back surface (3) side. The lowest part of the protective cover covering the outer periphery of the clad (21) may be supported. Or it is also possible to set it as the board | substrate for optical elements provided with the molded object (s, sa) which abbreviate | omitted the said support part (5).
１，１ａ………光素子用基板
２，２ａ，２ｂ…表面
３…………………裏面
４…………………側面
６，６ａ…………反射溝
８…………………光反射面
１０………………光ファイバ用の挿入溝
２０………………光ファイバ
ｓ，ｓａ…………成形体
1, 1a .........
Claims (3)
上記成形体の表面に形成した複数の光ファイバ用の挿入溝と、
上記複数の挿入溝の一端ごとに位置し、且つ上記成形体の表面側に向かって広がるように傾斜する光反射面と、を備え、
上記成形体の表面のうち、上記光反射面を挟んで、光ファイバ用の挿入溝が形成される上記成形体の表面は、かかる挿入溝と反対側に位置する上記成形体の表面よりも高くされている、
ことを特徴とする光素子用基板。 It consists of a molded body made of resin having a front surface and a back surface on which the optical element is mounted,
Insert grooves for a plurality of optical fibers formed on the surface of the molded body,
A light reflecting surface that is located at one end of each of the plurality of insertion grooves and is inclined so as to spread toward the surface side of the molded body,
Among the surfaces of the molded body, the surface of the molded body on which the optical fiber insertion groove is formed across the light reflecting surface is higher than the surface of the molded body positioned on the opposite side of the insertion groove. Being
An optical element substrate characterized by the above.
ことを特徴とする請求項１に記載の光素子用基板。 The light reflection surface is a part of a reflection groove formed between the two surfaces at a right angle in a plan view with respect to the insertion groove for the optical fiber.
The optical element substrate according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光素子用基板。 The optical element mounted above the light reflecting surface or the reflecting groove is supported by a part of the bottom surface on the surface where the insertion groove is formed, or on the upper part of the optical fiber inserted in the insertion groove.
The optical element substrate according to claim 1, wherein the optical element substrate is an optical element substrate.
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