JP2012078527A - Optical waveguide module and electronic equipment - Google Patents

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Mikiya Kaneda
幹也 兼田
Yoji Owari
洋史 尾張
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide module with reduced optical coupling loss between optical components and an optical waveguide and enabling high quality optical communication, and to provide an electronic equipment which includes the optical waveguide module and enables high quality optical communication.SOLUTION: An optical waveguide module includes an optical waveguide 1 in which a mirror 16 is formed, a circuit board 2 which is provided above the optical waveguide 1 and has a through-hole 24 whose cross-sectional area gradually expands downwards, and a light-emitting device 3 mounted on the circuit board 2. The optical waveguide 1 includes a support film 18, a clad layer 11, a core layer 13, a clad layer 12 and a cover film 19, which are laminated in this order from the bottom. On a top surface of the cover film 19, a ball lens 100 of a substantially spherical shape is disposed at an area on an optical path connecting between the mirror 16 and the light-emitting device 3. A part of the ball lens 100 is inserted into the through-hole 24.

Description

本発明は、光導波路モジュールおよび電子機器に関するものである。   The present invention relates to an optical waveguide module and an electronic device.

近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。   In recent years, with the wave of computerization, wideband lines (broadband) capable of communicating a large amount of information at high speed have been spreading. Also, as devices for transmitting information to these broadband lines, transmission devices such as router devices and WDM (Wavelength Division Multiplexing) devices are used. In these transmission apparatuses, a large number of signal processing boards in which arithmetic elements such as LSIs and storage elements such as memories are combined are installed, and each line is interconnected.

各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。   Each signal processing board has a circuit in which arithmetic elements, storage elements, etc. are connected by electrical wiring. However, with the increase in the amount of information to be processed in recent years, each board has a very high throughput. It is required to transmit. However, with the speeding up of information transmission, problems such as generation of crosstalk and high frequency noise and deterioration of electric signals are becoming apparent. For this reason, electrical wiring becomes a bottleneck, making it difficult to improve the throughput of the signal processing board. Similar problems are also becoming apparent in supercomputers and large-scale servers.

一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。   On the other hand, an optical communication technique for transferring data using an optical carrier wave has been developed, and in recent years, an optical waveguide is becoming popular as a means for guiding the optical carrier wave from one point to another point. This optical waveguide has a linear core part and a clad part provided so as to cover the periphery thereof. The core part is made of a material that is substantially transparent to the light of the optical carrier wave, and the cladding part is made of a material having a refractive index lower than that of the core part.

光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。   In the optical waveguide, light introduced from one end of the core portion is conveyed to the other end while being reflected at the boundary with the cladding portion. A light emitting element such as a semiconductor laser is disposed on the incident side of the optical waveguide, and a light receiving element such as a photodiode is disposed on the emission side. Light incident from the light emitting element propagates through the optical waveguide, is received by the light receiving element, and performs communication based on the flickering pattern of the received light or its intensity pattern.

このような光導波路により信号処理基板内の電気配線を置き換えられると、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。   If the electrical wiring in the signal processing board is replaced by such an optical waveguide, it is expected that the problem of the electrical wiring as described above will be solved and the signal processing board can be further increased in throughput.

ところで、電気配線を光導波路に置き換える際には、電気信号と光信号との相互変換を行うべく、発光素子と受光素子とを備え、これらの間を光導波路で光学的に接続してなる光導波路モジュールが用いられる。   By the way, when replacing electric wiring with an optical waveguide, a light emitting element and a light receiving element are provided in order to perform mutual conversion between an electric signal and an optical signal, and an optical waveguide formed by optically connecting the light emitting element and the light receiving element therebetween. A waveguide module is used.

例えば、特許文献１には、プリント基板と、プリント基板上に搭載された発光素子と、プリント基板の下面側に設けられた光導波路と、を有する光インターフェースが開示されている。そして、光導波路と発光素子との間は、プリント基板に形成された、光信号を伝送するための貫通孔であるスルーホールを介して光学的に接続されている。   For example, Patent Document 1 discloses an optical interface having a printed circuit board, a light emitting element mounted on the printed circuit board, and an optical waveguide provided on the lower surface side of the printed circuit board. The optical waveguide and the light emitting element are optically connected through a through hole, which is a through hole for transmitting an optical signal, formed on the printed board.

しかしながら、上述したような光インターフェースでは、発光素子と光導波路との光結合において、光結合損失が大きいことが課題となっている。具体的には、発光素子の発光部から出射した信号光がスルーホールを通過して光導波路に入射する際、信号光が放射状に発散してしまうため、全ての信号光が光導波路に入射しない。このため、信号光の一部は光通信に寄与せず、光結合損失の増加を招いている。   However, the optical interface as described above has a problem that the optical coupling loss is large in the optical coupling between the light emitting element and the optical waveguide. Specifically, when the signal light emitted from the light emitting portion of the light emitting element passes through the through hole and enters the optical waveguide, the signal light radiates radially, so that all the signal light does not enter the optical waveguide. . For this reason, a part of the signal light does not contribute to the optical communication, resulting in an increase in optical coupling loss.

特開２００５−２９４４０７号公報JP 2005-294407 A

本発明の目的は、光素子と光導波路との光結合損失が小さく、高品質の光通信が可能な光導波路モジュール、および、かかる光導波路モジュールを備え、高品質の光通信が可能な電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical waveguide module capable of high-quality optical communication with a small optical coupling loss between the optical element and the optical waveguide, and an electronic device including the optical waveguide module and capable of high-quality optical communication. Is to provide.

このような目的は、下記（１）〜（９）の本発明により達成される。
（１） コア部と、前記コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、前記コア部の途中または延長線上に設けられ、前記コア部の光路を前記クラッド部の外部へと変換する光路変換部と、を備える光導波路と、
前記クラッド部の外部に設けられた光素子と、
前記光導波路と前記光素子との間に設けられ、前記光路変換部と前記光素子とを繋ぐ光路に沿って形成された貫通孔を備える基板と、を有し、
前記貫通孔は、前記光路に沿って横断面積が徐々に拡張または縮小するよう構成されており、
前記貫通孔内に少なくとも一部が挿入された略球形のボールレンズを有することを特徴とする光導波路モジュール。 Such an object is achieved by the present inventions (1) to (9) below.
(1) A core part, a clad part provided so as to cover the side surface of the core part, and provided in the middle or on an extension line of the core part, and converts the optical path of the core part to the outside of the clad part. An optical waveguide comprising: an optical path conversion unit;
An optical element provided outside the cladding,
A substrate provided between the optical waveguide and the optical element, and having a through-hole formed along an optical path connecting the optical path conversion unit and the optical element, and
The through hole is configured such that a cross-sectional area gradually expands or contracts along the optical path,
An optical waveguide module comprising a substantially spherical ball lens having at least a portion inserted into the through hole.

（２） 前記ボールレンズは、その直径の半分以上が前記貫通孔内に挿入されている上記（１）に記載の光導波路モジュール。   (2) The optical waveguide module according to (1), wherein the ball lens has at least half of its diameter inserted into the through hole.

（３） 前記貫通孔の２つの開口のうち、面積が小さい側の開口は、前記ボールレンズを通過させることができないよう構成されている上記（１）または（２）に記載の光導波路モジュール。   (3) The optical waveguide module according to (1) or (2), wherein, of the two openings of the through hole, an opening having a smaller area cannot be passed through the ball lens.

（４） 前記貫通孔は、前記光導波路側に向かって横断面積が連続的に拡張するよう構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路モジュール。   (4) The optical waveguide module according to any one of (1) to (3), wherein the through hole is configured such that a cross-sectional area continuously expands toward the optical waveguide.

（５） 前記ボールレンズは、接着剤を介して前記光導波路に固定されるとともに、前記貫通孔の内面と接触している上記（４）に記載の光導波路モジュール。   (5) The optical waveguide module according to (4), wherein the ball lens is fixed to the optical waveguide via an adhesive and is in contact with an inner surface of the through hole.

（６） 前記貫通孔は、前記光導波路側に向かって横断面積が連続的に縮小するよう構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路モジュール。   (6) The optical waveguide module according to any one of (1) to (3), wherein the through hole is configured such that a cross-sectional area continuously decreases toward the optical waveguide side.

（７） 前記光路変換部近傍および前記光素子の受発光部近傍の少なくとも一方に前記ボールレンズの焦点が位置するよう構成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路モジュール。   (7) The optical waveguide according to any one of (1) to (6), wherein the focal point of the ball lens is positioned in at least one of the vicinity of the optical path conversion unit and the vicinity of the light emitting / receiving unit of the optical element. module.

（８） 前記ボールレンズは、樹脂材料、ガラス材料、および結晶材料のいずれかで構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路モジュール。   (8) The optical waveguide module according to any one of (1) to (7), wherein the ball lens is configured of any one of a resin material, a glass material, and a crystal material.

（９） 上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。   (9) An electronic apparatus comprising the optical waveguide module according to any one of (1) to (8).

本発明によれば、ボールレンズを備えることにより、光素子と光導波路との光結合損失を小さくすることができるため、光搬送波のＳ／Ｎ比が高く、高品質の光通信が可能な光導波路モジュールが得られる。   According to the present invention, since the ball lens is provided, the optical coupling loss between the optical element and the optical waveguide can be reduced, so that the optical carrier wave having a high S / N ratio and capable of high-quality optical communication. A waveguide module is obtained.

また、本発明によれば、このような光導波路モジュールを備えることにより、高品質の光通信が可能な信頼性の高い電子機器が得られる。   In addition, according to the present invention, by providing such an optical waveguide module, a highly reliable electronic device capable of high-quality optical communication can be obtained.

本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 1st Embodiment of the optical waveguide module of this invention. 図１のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図２の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. 図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other structural example of the optical waveguide module shown in FIG. 貫通孔の他の構成例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other structural example of a through-hole. 本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of the optical waveguide module of this invention. 図２に示す光導波路モジュールを製造する方法を説明するための図（縦断面図）である。It is a figure (longitudinal sectional view) for demonstrating the method to manufacture the optical waveguide module shown in FIG.

以下、本発明の光導波路モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   The optical waveguide module and the electronic device of the present invention will be described in detail below based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

＜光導波路モジュール＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態について説明する。 <Optical waveguide module>
<< First Embodiment >>
First, a first embodiment of the optical waveguide module of the present invention will be described.

図１は、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図２の部分拡大図である。なお、以下の説明では、図２、３の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、厚さ方向を強調して描いている。   1 is a perspective view showing a first embodiment of the optical waveguide module of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. In the following description, the upper side of FIGS. 2 and 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. In each figure, the thickness direction is emphasized.

図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と、その上方に設けられた回路基板２（基板）と、回路基板２上に搭載された発光素子３（光素子）と、を有している。   An optical waveguide module 10 shown in FIG. 1 includes an optical waveguide 1, a circuit board 2 (substrate) provided above the optical waveguide 1, and a light-emitting element 3 (optical element) mounted on the circuit board 2. Yes.

光導波路１は、長尺の帯状をなしており、回路基板２および発光素子３は、光導波路１の一方の端部（図２の左側の端部）に設けられている。   The optical waveguide 1 has a long band shape, and the circuit board 2 and the light emitting element 3 are provided at one end of the optical waveguide 1 (the left end in FIG. 2).

発光素子３は、電気信号を光信号に変換し、発光部３１から光信号を出射して光導波路１に入射させる素子である。図２に示す発光素子３は、その下面に設けられた発光部３１と、発光部３１に通電する電極３２とを有している。発光部３１は、図２の下方に向けて光信号を出射する。なお、図２に示す矢印は、発光素子３から出射した信号光の光路の例である。   The light emitting element 3 is an element that converts an electrical signal into an optical signal, emits the optical signal from the light emitting unit 31, and enters the optical waveguide 1. The light emitting element 3 shown in FIG. 2 has a light emitting part 31 provided on the lower surface thereof, and an electrode 32 for energizing the light emitting part 31. The light emitting unit 31 emits an optical signal downward in FIG. Note that the arrows shown in FIG. 2 are examples of the optical path of the signal light emitted from the light emitting element 3.

一方、光導波路１のうち、発光素子３の位置に対応してミラー（光路変換部）１６が設けられている。このミラー１６は、図２の左右方向に延伸する光導波路１の光路を、光導波路１の外部へと変換するものであり、図２では、発光素子３の発光部３１と光学的に接続されるよう、光路を９０°変換する。このようなミラー１６を介することにより、発光素子３から出射した信号光を光導波路１のコア部１４に入射させることができる。また、図示しないものの、光導波路１の他方の端部には、受光素子が設けられる。この受光素子も光導波路１と光学的に接続されており、光導波路１に入射された信号光は受光素子に到達する。その結果、光導波路モジュール１０において光通信が可能になる。   On the other hand, a mirror (optical path conversion unit) 16 is provided corresponding to the position of the light emitting element 3 in the optical waveguide 1. The mirror 16 converts the optical path of the optical waveguide 1 extending in the left-right direction in FIG. 2 to the outside of the optical waveguide 1. In FIG. 2, the mirror 16 is optically connected to the light emitting portion 31 of the light emitting element 3. The optical path is converted by 90 °. Through such a mirror 16, the signal light emitted from the light emitting element 3 can be incident on the core portion 14 of the optical waveguide 1. Although not shown, a light receiving element is provided at the other end of the optical waveguide 1. This light receiving element is also optically connected to the optical waveguide 1, and the signal light incident on the optical waveguide 1 reaches the light receiving element. As a result, optical communication is possible in the optical waveguide module 10.

また、回路基板２には、ミラー１６と発光部３１とを繋ぐ光路が通過する部位に、厚さ方向に貫通する貫通孔２４が形成されている。この貫通孔２４は、光路に沿ってその横断面積が徐々に拡張または縮小するよう構成されている。そして、貫通孔２４内には、一部が挿入されるよう略球形のボールレンズ１００が載置されている。   In the circuit board 2, a through-hole 24 that penetrates in the thickness direction is formed at a portion through which an optical path connecting the mirror 16 and the light emitting unit 31 passes. The through hole 24 is configured such that its cross-sectional area gradually expands or contracts along the optical path. Then, a substantially spherical ball lens 100 is placed in the through hole 24 so that a part thereof is inserted.

このボールレンズ１００は、発光部３１から光導波路１に入射する信号光を収束光または平行光に変換することにより、信号光の発散を抑制し、ミラー１６の有効領域に対してより多くの信号光を到達させる。したがって、このようなボールレンズ１００を設けることにより、発光素子３と光導波路１との光結合効率が向上する。   The ball lens 100 suppresses the divergence of the signal light by converting the signal light incident on the optical waveguide 1 from the light emitting unit 31 into convergent light or parallel light, and increases the number of signals for the effective region of the mirror 16. Let the light reach. Therefore, by providing such a ball lens 100, the optical coupling efficiency between the light emitting element 3 and the optical waveguide 1 is improved.

以下、光導波路モジュール１０の各部について詳述する。
（光導波路）
図１に示す光導波路１は、下方からクラッド層（第１クラッド層）１１、コア層１３、およびクラッド層（第２クラッド層）１２をこの順で積層してなる帯状の積層体を有している。このうちコア層１３には、図１に示すように、平面視で直線状をなす１本のコア部１４と、このコア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５とが形成されている。コア部１４は、帯状の積層体の長手方向に沿って延伸しており、かつ、積層体の幅のほぼ中央に位置している。なお、図１において、コア部１４にはドットを付している。 Hereinafter, each part of the optical waveguide module 10 will be described in detail.
(Optical waveguide)
The optical waveguide 1 shown in FIG. 1 has a strip-shaped laminate in which a clad layer (first clad layer) 11, a core layer 13, and a clad layer (second clad layer) 12 are laminated in this order from below. ing. Among these, as shown in FIG. 1, the core layer 13 is formed with a single core portion 14 that is linear in a plan view, and a side cladding portion 15 that is adjacent to the side surface of the core portion 14. The core part 14 is extended | stretched along the longitudinal direction of a strip | belt-shaped laminated body, and is located in the approximate center of the width | variety of a laminated body. In FIG. 1, the core portion 14 is provided with dots.

図２に示す光導波路１では、ミラー１６を介して入射された光を、コア部１４とクラッド部（各クラッド層１１、１２および各側面クラッド部１５）との界面で全反射させ、他方の端部に伝搬させることができる。これにより、出射端で受光した光の明滅パターンおよび光の強弱パターンの少なくとも一方に基づいて光通信を行うことができる。   In the optical waveguide 1 shown in FIG. 2, the light incident through the mirror 16 is totally reflected at the interface between the core portion 14 and the clad portion (each clad layer 11, 12 and each side clad portion 15). It can be propagated to the end. Thereby, optical communication can be performed based on at least one of the blinking pattern of light received at the emitting end and the intensity pattern of light.

コア部１４とクラッド部との界面で全反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。コア部１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は特に限定されないものの、クラッド部の屈折率の０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。   In order to cause total reflection at the interface between the core part 14 and the clad part, a difference in refractive index needs to exist at the interface. Although the refractive index of the core part 14 should just be larger than the refractive index of a clad part, and the difference is not specifically limited, It is preferable that it is 0.5% or more of the refractive index of a clad part, and it is 0.8% or more. Is more preferable. On the other hand, the upper limit value may not be set, but is preferably about 5.5%. If the difference in refractive index is less than the lower limit, the effect of transmitting light may be reduced, and even if the upper limit is exceeded, no further increase in light transmission efficiency can be expected.

なお、前記屈折率差とは、コア部１４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表わされる。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００ The difference in refractive index is expressed by the following equation, where A is the refractive index of the core portion 14 and B is the refractive index of the cladding portion.
Refractive index difference (%) = | A / B-1 | × 100

また、図１に示す構成では、コア部１４は平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等していてもよく、その形状は任意である。   Moreover, in the structure shown in FIG. 1, although the core part 14 is formed in linear form by planar view, you may be curving, branching, etc. in the middle, The shape is arbitrary.

また、コア部１４の横断面形状は、正方形または矩形（長方形）のような四角形であるのが一般的であるが、特に限定されず、真円、楕円のような円形、菱形、三角形、五角形のような多角形であってもよい。   The cross-sectional shape of the core portion 14 is generally a square such as a square or a rectangle (rectangle), but is not particularly limited, and is not limited to a circle, such as a perfect circle or an ellipse, a rhombus, a triangle, or a pentagon. A polygon such as

コア部１４の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、２０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。   The width and height of the core portion 14 are not particularly limited, but are preferably about 1 to 200 μm, more preferably about 5 to 100 μm, and still more preferably about 20 to 70 μm.

コア層１３の構成材料は、上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等である。   The constituent material of the core layer 13 is not particularly limited as long as the above-described refractive index difference is generated. Specifically, the core layer 13 is an acrylic resin, a methacrylic resin, a polycarbonate, a polystyrene, an epoxy resin, or an oxetane resin. Other cyclic ether resins, polyamides, polyimides, polybenzoxazoles, polysilanes, polysilazanes, and various resin materials such as cyclic olefin resins such as benzocyclobutene resins and norbornene resins, quartz glass, borosilicate glass Such as a glass material.

また、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。   Of these, norbornene resins are particularly preferable. These norbornene-based polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using a cationic palladium polymerization initiator, and other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).

一方、各クラッド層１１、１２は、それぞれ、コア層１３の下部および上部に位置している。このような各クラッド層１１、１２は、各側面クラッド部１５とともに、コア部１４の外周を囲むクラッド部を構成し、これにより光導波路１は信号光を漏出させることなく伝搬させることができる導光路として機能する。   On the other hand, the clad layers 11 and 12 are located below and above the core layer 13, respectively. The clad layers 11 and 12 together with the side clad parts 15 constitute a clad part surrounding the outer periphery of the core part 14, thereby allowing the optical waveguide 1 to propagate the signal light without leaking. Functions as an optical path.

クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さ（各コア部１４の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．２〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。   The average thickness of the clad layers 11 and 12 is preferably about 0.1 to 1.5 times the average thickness of the core layer 13 (average height of each core portion 14). More preferably, the average thickness of the clad layers 11 and 12 is not particularly limited, but is usually preferably about 1 to 200 μm, and preferably about 5 to 100 μm. More preferably, it is about 10 to 60 μm. Thereby, the function as a clad layer is suitably exhibited while preventing the optical waveguide 1 from becoming unnecessarily large (thickened).

また、各クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。   Further, as the constituent material of each of the cladding layers 11 and 12, for example, the same material as the constituent material of the core layer 13 described above can be used, but a norbornene polymer is particularly preferable.

また、コア層１３の構成材料およびクラッド層１１、１２の構成材料を選択する場合、両者の間の屈折率差を考慮して材料を選択すればよい。具体的には、コア層１３とクラッド層１１、１２との境界において光を確実に全反射させるため、コア層１３の構成材料の屈折率がクラッド層１１、１２の屈折率に比べ十分に大きくなるように材料を選択すればよい。これにより、光導波路１の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、コア部１４からクラッド層１１、１２に光が漏れ出るのを抑制することができる。   Further, when selecting the constituent material of the core layer 13 and the constituent materials of the clad layers 11 and 12, the material may be selected in consideration of the refractive index difference between them. Specifically, the refractive index of the constituent material of the core layer 13 is sufficiently larger than the refractive index of the cladding layers 11 and 12 in order to surely totally reflect light at the boundary between the core layer 13 and the cladding layers 11 and 12. What is necessary is just to select a material so that it may become. Thereby, a sufficient refractive index difference is obtained in the thickness direction of the optical waveguide 1, and light can be prevented from leaking from the core portion 14 to the cladding layers 11 and 12.

なお、光の減衰を抑制する観点からは、コア層１３の構成材料とクラッド層１１、１２の構成材料との密着性（親和性）が高いことも重要である。   From the viewpoint of suppressing light attenuation, it is also important that the adhesiveness (affinity) between the constituent material of the core layer 13 and the constituent materials of the cladding layers 11 and 12 is high.

また、図２に示す光導波路１は、さらに、クラッド層１１の下面に設けられた支持フィルム１８およびクラッド層１２の上面に設けられたカバーフィルム１９を有している。これらの支持フィルム１８およびカバーフィルム１９は、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。   The optical waveguide 1 shown in FIG. 2 further includes a support film 18 provided on the lower surface of the clad layer 11 and a cover film 19 provided on the upper surface of the clad layer 12. These support film 18 and cover film 19 may be provided as necessary and may be omitted.

このような支持フィルム１８およびカバーフィルム１９の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the support film 18 and the cover film 19 include various resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyimide, and polyamide.

また、支持フィルム１８およびカバーフィルム１９の各平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、支持フィルム１８およびカバーフィルム１９は、適度な剛性を有するものとなるため、光導波路１の柔軟性を阻害し難くなる。また、カバーフィルム１９は、光透過を阻害し難くなる。   Moreover, although each average thickness of the support film 18 and the cover film 19 is not specifically limited, It is preferable that it is about 5-200 micrometers, and it is more preferable that it is about 10-100 micrometers. Thereby, since the support film 18 and the cover film 19 have moderate rigidity, it becomes difficult to inhibit the flexibility of the optical waveguide 1. Moreover, the cover film 19 becomes difficult to inhibit light transmission.

なお、支持フィルム１８とクラッド層１１との間、および、カバーフィルム１９とクラッド層１２との間は、接着または接合されているが、その方法としては、熱圧着、接着剤または粘着剤による接着等が挙げられる。   Note that the support film 18 and the clad layer 11 and the cover film 19 and the clad layer 12 are bonded or bonded, and as a method therefor, thermocompression bonding, bonding with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive is used. Etc.

このうち、接着層としては、例えば、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が好ましく用いられる。このような材料で構成された接着層は、比較的柔軟性に富んでいるため、光導波路１の形状が変化したとしても、その変化に自在に追従することができる。その結果、形状変化に伴う剥離を確実に防止し得るものとなる。   Among these, as an adhesive layer, various hot-melt-adhesives (polyester type | system | group, modified olefin type | system | group) etc. are mentioned other than an acrylic adhesive, a urethane type adhesive agent, a silicone type adhesive agent, for example. Moreover, as a thing with especially high heat resistance, thermoplastic polyimide adhesive agents, such as a polyimide, a polyimide amide, a polyimide amide ether, a polyester imide, a polyimide ether, are used preferably. Since the adhesive layer made of such a material is relatively flexible, even if the shape of the optical waveguide 1 changes, the change can be freely followed. As a result, it is possible to reliably prevent peeling due to shape change.

このような接着層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。   The average thickness of such an adhesive layer is not particularly limited, but is preferably about 1 to 100 μm, and more preferably about 5 to 60 μm.

また、前述したように、光導波路１の途中には、ミラー１６が設けられている（図２参照）。このミラー１６は、光導波路１の途中に掘り込み加工を施し、これにより得られた空間（空洞）の内壁面で構成される。この内壁面の一部は、コア部１４を斜め４５°に横切る平面であり、この平面がミラー１６となる。ミラー１６を介して、光導波路１と発光部３１とが光学的に接続されている。   As described above, the mirror 16 is provided in the middle of the optical waveguide 1 (see FIG. 2). The mirror 16 is formed of an inner wall surface of a space (cavity) obtained by digging in the middle of the optical waveguide 1. A part of this inner wall surface is a plane that crosses the core portion 14 at an angle of 45 °, and this plane becomes the mirror 16. The optical waveguide 1 and the light emitting unit 31 are optically connected via the mirror 16.

なお、ミラー１６には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。   A reflective film may be formed on the mirror 16 as necessary. As the reflective film, a metal film such as Au, Ag, or Al is preferably used.

また、ミラー１６は、例えばコア部１４の光軸を９０°曲げる屈曲導波路等の光路変換手段で代替することもできる。   Further, the mirror 16 can be replaced by an optical path conversion means such as a bent waveguide that bends the optical axis of the core portion 14 by 90 °.

また、クラッド層１２の上面には、ボールレンズ１００が載置されている。なお、このボールレンズ１００については後に詳述する。   A ball lens 100 is placed on the upper surface of the cladding layer 12. The ball lens 100 will be described in detail later.

（発光素子）
発光素子３は、前述したように、下面に発光部３１と電極３２とを有するものであるが、具体的には、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような半導体レーザーや、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子である。 (Light emitting element)
As described above, the light-emitting element 3 has the light-emitting portion 31 and the electrode 32 on the lower surface, and specifically, a semiconductor laser such as a surface-emitting laser (VCSEL), a light-emitting diode (LED), or the like. It is a light emitting element.

一方、図１、２に示す光導波路モジュール１０の回路基板２上には、発光素子３に隣り合うように半導体素子４が搭載されている。半導体素子４は、発光素子３の動作を制御する素子であり、下面には電極４２を有している。かかる半導体素子４としては、例えば、ドライバーＩＣや、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）等を含むコンビネーションＩＣの他、各種ＬＳＩ、ＲＡＭ等が挙げられる。   On the other hand, the semiconductor element 4 is mounted on the circuit board 2 of the optical waveguide module 10 shown in FIGS. The semiconductor element 4 is an element that controls the operation of the light emitting element 3, and has an electrode 42 on the lower surface. Examples of the semiconductor element 4 include a combination IC including a driver IC, a transimpedance amplifier (TIA), a limiting amplifier (LA), and various LSIs and RAMs.

なお、発光素子３と半導体素子４は、後述する回路基板２により電気的に接続されており、半導体素子４により発光素子３の発光パターンおよび発光の強弱パターンを制御し得るよう構成されている。   The light emitting element 3 and the semiconductor element 4 are electrically connected by a circuit board 2 to be described later, and the semiconductor element 4 is configured so that the light emission pattern of the light emitting element 3 and the intensity pattern of light emission can be controlled.

（回路基板）
光導波路１の上方には、回路基板２が設けられており、回路基板２の下面と光導波路１の上面とは接着層５を介して接着されている。 (Circuit board)
A circuit board 2 is provided above the optical waveguide 1, and the lower surface of the circuit board 2 and the upper surface of the optical waveguide 1 are bonded via an adhesive layer 5.

回路基板２は、図２に示すように、絶縁性基板２１と、その下面に設けられた導体層２２と、上面に設けられた導体層２３と、を有している。回路基板２上に搭載された発光素子３と半導体素子４とは、導体層２３を介して電気的に接続されている。   As shown in FIG. 2, the circuit board 2 includes an insulating substrate 21, a conductor layer 22 provided on the lower surface thereof, and a conductor layer 23 provided on the upper surface. The light emitting element 3 and the semiconductor element 4 mounted on the circuit board 2 are electrically connected via the conductor layer 23.

ここで、絶縁性基板２１には、発光素子３の発光部３１と光導波路１のミラー１６とを繋ぐ光路に沿って形成された貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４は、前記光路に沿って絶縁性基板２１を厚さ方向に貫通するよう構成されている。   Here, the insulating substrate 21 is formed with a through hole 24 formed along an optical path connecting the light emitting portion 31 of the light emitting element 3 and the mirror 16 of the optical waveguide 1. The through hole 24 is configured to penetrate the insulating substrate 21 in the thickness direction along the optical path.

また、図３に示す絶縁性基板２１おいて貫通孔２４は、その両開口部の形状が平面視で円形をなしており、かつ、下方に向かうにつれて横断面積が徐々に（連続的に）拡張するテーパー状をなしている。換言すれば、貫通孔２４は、円錐台形状をなしている。   Further, in the insulating substrate 21 shown in FIG. 3, the through holes 24 have circular shapes in both openings, and the cross-sectional area gradually (continuously) expands downward. It has a tapered shape. In other words, the through hole 24 has a truncated cone shape.

なお、貫通孔２４の両開口部の形状は特に限定されず、真円、楕円、長円等の円形のほか、三角形、四角形、六角形等の多角形等であってもよい。   In addition, the shape of both opening parts of the through-hole 24 is not specifically limited, In addition to circles, such as a perfect circle, an ellipse, and an ellipse, polygons, such as a triangle, a rectangle, a hexagon, etc. may be sufficient.

また、貫通孔２４の形状は、その横断面積が連続的に変化するテーパー状であってもよいが、横断面積が段階的に（不連続的に）変化する形状であってもよい。すなわち、横断面積が徐々に拡張する形状とは、拡張の仕方が連続的である形状および不連続的である形状の双方を指す。
このような貫通孔２４には、後述する略球状のボールレンズが挿入される。 Further, the shape of the through hole 24 may be a taper shape whose cross-sectional area continuously changes, but may be a shape whose cross-sectional area changes stepwise (discontinuously). That is, the shape in which the cross-sectional area gradually expands refers to both a shape in which the expansion method is continuous and a shape in which it is discontinuous.
In such a through hole 24, a substantially spherical ball lens described later is inserted.

また、絶縁性基板２１は可撓性を有しているのが好ましい。可撓性を有する絶縁性基板２１は、回路基板２と光導波路１との密着性向上に寄与するとともに、形状変化に対する優れた追従性を有するものとなる。その結果、光導波路１が可撓性を有している場合には、光導波路モジュール１０全体も可撓性を有するものとなり、実装性に優れたものとなる。また、光導波路モジュール１０を湾曲させた際には、絶縁性基板２１と導体層２２、２３との剥離や、回路基板２と光導波路１との剥離を確実に防止することができ、剥離に伴う絶縁性の低下や伝送効率の低下を防止する。   The insulating substrate 21 is preferably flexible. The flexible insulating substrate 21 contributes to improving the adhesion between the circuit board 2 and the optical waveguide 1 and has an excellent followability to a shape change. As a result, when the optical waveguide 1 is flexible, the entire optical waveguide module 10 is also flexible and has excellent mountability. Further, when the optical waveguide module 10 is bent, it is possible to reliably prevent the insulating substrate 21 and the conductor layers 22 and 23 from peeling and the circuit board 2 and the optical waveguide 1 from peeling. This prevents a decrease in insulation and a decrease in transmission efficiency.

絶縁性基板２１のヤング率（引張弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で１〜２０ＧＰａ程度であるのが好ましく、２〜１２ＧＰａ程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、絶縁性基板２１は、上述したような効果を得る上で十分な可撓性を有するものとなる。   The Young's modulus (tensile modulus) of the insulating substrate 21 is preferably about 1 to 20 GPa and more preferably about 2 to 12 GPa in a general room temperature environment (around 20 to 25 ° C.). If the range of the Young's modulus is this level, the insulating substrate 21 has sufficient flexibility to obtain the above-described effects.

このような絶縁性基板２１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられるが、中でもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐熱性が高く、優れた透光性および可撓性を有していることから、絶縁性基板２１の構成材料として特に好適である。   Examples of the material constituting the insulating substrate 21 include various resin materials such as polyimide resins, polyamide resins, epoxy resins, various vinyl resins, and polyester resins such as polyethylene terephthalate resins. Of these, those mainly composed of a polyimide resin are preferably used. The polyimide resin is particularly suitable as a constituent material of the insulating substrate 21 because it has high heat resistance and excellent translucency and flexibility.

なお、絶縁性基板２１の具体例としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等に使用されるフィルム基板が挙げられる。   Specific examples of the insulating substrate 21 include film substrates used for polyester copper-clad film substrates, polyimide copper-clad film substrates, aramid copper-clad film substrates, and the like.

また、絶縁性基板２１の平均厚さは、５〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの絶縁性基板２１であれば、その構成材料によらず、十分な可撓性を有するものとなる。また、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、光導波路モジュール１０の薄型化が図られる。   In addition, the average thickness of the insulating substrate 21 is preferably about 5 to 50 μm, and more preferably about 10 to 40 μm. The insulating substrate 21 having such a thickness has sufficient flexibility regardless of the constituent material. If the thickness of the insulating substrate 21 is within the above range, the optical waveguide module 10 can be thinned.

さらには、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、信号光の発散によって伝送効率が低下するのを防止することができる。例えば、発光素子３の発光部３１から出射した信号光は、一定の出射角で発散しつつ回路基板２を通過してミラー１６に入射するが、発光部３１とミラー１６との離間距離が大き過ぎる場合、信号光が発散し過ぎてしまい、ミラー１６に到達する光量が減少するおそれがある。これに対し、絶縁性基板２１の平均厚さを前記範囲内とすることにより、発光部３１とミラー１６との離間距離を確実に小さくすることができるため、信号光は広く発散してしまう前にミラー１６に到達する。その結果、ミラー１６に到達する光量の減少を防止し、発光素子３と光導波路１との光結合に伴う損失（光結合損失）を十分に低下させることができる。   Furthermore, if the thickness of the insulating substrate 21 is within the above range, it is possible to prevent the transmission efficiency from being lowered due to the divergence of the signal light. For example, the signal light emitted from the light emitting unit 31 of the light emitting element 3 is incident on the mirror 16 through the circuit board 2 while diverging at a constant emission angle, but the separation distance between the light emitting unit 31 and the mirror 16 is large. If it is too large, the signal light will diverge too much and the amount of light reaching the mirror 16 may be reduced. On the other hand, by setting the average thickness of the insulating substrate 21 within the above range, the separation distance between the light emitting unit 31 and the mirror 16 can be surely reduced, so that the signal light is diffused widely. The mirror 16 is reached. As a result, a decrease in the amount of light reaching the mirror 16 can be prevented, and a loss (optical coupling loss) associated with optical coupling between the light emitting element 3 and the optical waveguide 1 can be sufficiently reduced.

なお、絶縁性基板２１は、１枚の基板であってもよいが、複数層の基板を積層してなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。この場合、多層基板の層間には、パターニングされた導体層を含み、この導体層には任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、絶縁性基板２１中に高密度の電気回路を構築することができる。   The insulating substrate 21 may be a single substrate, or may be a multilayer substrate (build-up substrate) formed by stacking a plurality of substrates. In this case, a patterned conductor layer is included between the layers of the multilayer substrate, and an arbitrary electric circuit may be formed in the conductor layer. Thereby, a high-density electric circuit can be constructed in the insulating substrate 21.

また、絶縁性基板２１には、厚さ方向に貫通する１つまたは複数の貫通孔が設けられていてもよく、これらの貫通孔には導電性材料が充填されているか、または、貫通孔の内壁面に沿って導電性材料の被膜が成膜されていてもよい。この導電性材料は、絶縁性基板２１の両面の間を電気的に接続する貫通ビアとなる。   Further, the insulating substrate 21 may be provided with one or a plurality of through holes penetrating in the thickness direction, and these through holes are filled with a conductive material, or the through holes A conductive material film may be formed along the inner wall surface. This conductive material becomes a through via that electrically connects both surfaces of the insulating substrate 21.

また、絶縁性基板２１に設けられた導体層２２および導体層２３は、それぞれ導電性材料で構成されている。各導体層２２、２３には、所定のパターンが形成されており、このパターンは配線として機能する。絶縁性基板２１に貫通ビアが形成されている場合、貫通ビアと各導体層２２、２３とが接続され、これにより、導体層２２と導体層２３とが一部で導通する。   The conductor layer 22 and the conductor layer 23 provided on the insulating substrate 21 are each made of a conductive material. A predetermined pattern is formed on each of the conductor layers 22 and 23, and this pattern functions as a wiring. When the through via is formed in the insulating substrate 21, the through via and each of the conductor layers 22 and 23 are connected, whereby the conductor layer 22 and the conductor layer 23 are partially connected.

各導体層２２、２３に用いられる導電性材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の各種金属材料が挙げられる。   Examples of the conductive material used for each of the conductor layers 22 and 23 include aluminum (Al), copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), nickel (Ni), and tungsten (W ) And various metal materials such as molybdenum (Mo).

また、各導体層２２、２３の平均厚さは、配線に要求される導電率等に応じて適宜設定されるものの、例えば１〜３０μｍ程度とされる。   Moreover, although the average thickness of each conductor layer 22 and 23 is suitably set according to the electrical conductivity etc. which are requested | required of wiring, it shall be about 1-30 micrometers, for example.

また、各導体層２２、２３に形成される配線パターンの幅も、配線に要求される導電率や各導体層２２、２３の厚さ等に応じて適宜設定されるものの、例えば２〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、５〜５００μｍ程度であるのがより好ましい。   Also, the width of the wiring pattern formed on each conductor layer 22 and 23 is appropriately set according to the electrical conductivity required for the wiring, the thickness of each conductor layer 22 and 23, etc., for example, about 2 to 1000 μm It is preferable that the thickness is about 5 to 500 μm.

なお、このような配線パターンは、例えば、一旦全面に形成された導体層をパターニングする（例えば、銅張基板の銅箔を部分的にエッチングする）方法、別途用意した基板上にあらかじめパターニングされた導体層を転写する方法等により形成される。   In addition, such a wiring pattern is patterned in advance on a separately prepared substrate, for example, a method of patterning a conductor layer once formed on the entire surface (for example, partially etching a copper foil of a copper-clad substrate). It is formed by a method of transferring a conductor layer.

また、図３に示す各導体層２２、２３は、発光素子３の発光部３１とミラー１６との間の光路に干渉しないよう設けられた開口部２２１、２３１を有している。その結果、開口部２２１には導体層２２の厚さに相当する高さの空隙２２２が、開口部２３１には導体層２３の厚さに相当する高さの空隙２３２がそれぞれ生じている。   Also, each of the conductor layers 22 and 23 shown in FIG. 3 has openings 221 and 231 provided so as not to interfere with the optical path between the light emitting portion 31 of the light emitting element 3 and the mirror 16. As a result, a gap 222 having a height corresponding to the thickness of the conductor layer 22 is generated in the opening 221, and a gap 232 having a height corresponding to the thickness of the conductor layer 23 is generated in the opening 231.

また、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との間は、各種ハンダ、各種ろう材等により電気的かつ機械的に接続される。   Further, the light emitting element 3 or the semiconductor element 4 and the conductor layer 23 are electrically and mechanically connected by various solders, various brazing materials and the like.

ハンダおよびろう材としては、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ系の鉛ハンダの他、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系の各種鉛フリーハンダ、ＪＩＳに規定された各種低温ろう材等が挙げられる。   Examples of the solder and brazing material include Sn—Pb lead solder, Sn—Ag—Cu, Sn—Zn—Bi, Sn—Cu, Sn—Ag—In—Bi, Sn—Zn. -Various Al-based lead-free solders, various low-temperature brazing materials defined by JIS, etc.

なお、発光素子３や半導体素子４としては、例えばＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプやＬＧＡ(Land Grid Array)タイプ等のパッケージ仕様の素子が用いられる。   In addition, as the light emitting element 3 and the semiconductor element 4, a package specification element such as a BGA (Ball Grid Array) type or an LGA (Land Grid Array) type is used, for example.

また、導体層２３とハンダ（またはろう材）とが接触することにより、導体層２３を構成する金属成分の一部がハンダ側に溶解する現象が生じるおそれがある。この現象は、特に銅製の導体層２３に対して生じる場合が多いことから「銅食われ」と呼ばれている。銅食われが発生すると、導体層２３が薄くなったり、欠損したりする等の不具合を招き、導体層２３の機能を損なうおそれがある。   Further, when the conductor layer 23 and the solder (or brazing material) are in contact with each other, there is a possibility that a part of the metal component constituting the conductor layer 23 is dissolved on the solder side. This phenomenon is called “copper erosion” because it often occurs particularly with respect to the copper conductor layer 23. If copper erosion occurs, the conductor layer 23 may be thinned or damaged, and the function of the conductor layer 23 may be impaired.

そこで、ハンダと接する導体層２３の表面には、あらかじめ、ハンダの下地として銅食われ防止膜（下地層）を形成しておくのが好ましい。この銅食われ防止膜の形成により、銅食われが防止され、導体層２３の機能を長期にわたって維持することができる。   Therefore, it is preferable to previously form a copper erosion prevention film (underlayer) as a solder underlayer on the surface of the conductor layer 23 in contact with the solder. By forming the copper erosion preventing film, copper erosion is prevented and the function of the conductor layer 23 can be maintained over a long period of time.

銅食われ防止膜の構成材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられ、銅食われ防止膜は、これらの金属組成１種からなる単層であってもよく、２種以上を含む複合層（例えば、Ｎｉ−Ａｕ複合層、Ｎｉ−Ｓｎ複合層等）であってもよい。   Examples of the constituent material of the copper corrosion prevention film include nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), tin (Sn), palladium (Pd), and the like. A single layer composed of one kind of metal composition may be used, or a composite layer containing two or more kinds (for example, a Ni—Au composite layer, a Ni—Sn composite layer, etc.) may be used.

銅食われ防止膜の平均厚さは、特に限定されないが、０．０５〜５μｍ程度であるのが好ましく、０．１〜３μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、銅食われ防止膜そのものの電気抵抗を抑制しつつ、十分な銅食われ防止作用を発現させることができる。   The average thickness of the copper erosion preventing film is not particularly limited, but is preferably about 0.05 to 5 μm, and more preferably about 0.1 to 3 μm. Thereby, it is possible to exhibit a sufficient copper erosion preventing action while suppressing the electrical resistance of the copper erosion preventing film itself.

なお、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との電気的接続は、上述したような接続方法の他、ワイヤーボンディング、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）等を用いた製造方法で行われてもよい。   In addition, the electrical connection between the light emitting element 3 or the semiconductor element 4 and the conductor layer 23 is performed by wire bonding, anisotropic conductive film (ACF), anisotropic conductive paste (ACP), etc. in addition to the connection method described above. It may be carried out by a manufacturing method using

このうち、ワイヤーボンディングによれば、発光素子３や半導体素子４と回路基板２との間で熱膨張差が生じたとしても、柔軟性の高いボンディングワイヤーによって熱膨張差を吸収することができるので、接続部に対する応力集中が防止される。   Among them, according to wire bonding, even if a difference in thermal expansion occurs between the light emitting element 3 or the semiconductor element 4 and the circuit board 2, the difference in thermal expansion can be absorbed by a highly flexible bonding wire. , Stress concentration on the connecting portion is prevented.

また、回路基板２と光導波路１との間は接着層５により接着されているが、接着層５を構成する接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。   The circuit board 2 and the optical waveguide 1 are bonded to each other with an adhesive layer 5. Examples of the adhesive constituting the adhesive layer 5 include an epoxy adhesive, an acrylic adhesive, and a urethane adhesive. In addition to silicone adhesives, various hot melt adhesives (polyester-based, modified olefin-based) and the like can be mentioned. Moreover, as a thing with especially high heat resistance, thermoplastic polyimide adhesive agents, such as a polyimide, a polyimide amide, a polyimide amide ether, a polyester imide, a polyimide ether, are mentioned.

以上のような光導波路モジュール１０では、発光素子３の発光部３１から出射した信号光が、空隙２３２、貫通孔２４に一部が挿入されたボールレンズ１００、空隙２２２、および接着層５を通過し、光導波路１に入射される。   In the optical waveguide module 10 as described above, the signal light emitted from the light emitting portion 31 of the light emitting element 3 passes through the gap 232, the ball lens 100 partially inserted into the through hole 24, the gap 222, and the adhesive layer 5. Then, the light enters the optical waveguide 1.

なお、光導波路モジュール１０は、光導波路１の他方の端部にも、回路基板２を有していてもよく、他の光学部品との接続を担うコネクター等を有していてもよい。   Note that the optical waveguide module 10 may have the circuit board 2 at the other end of the optical waveguide 1 or may have a connector or the like responsible for connection with other optical components.

図４は、図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。
図４（ａ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の他方の端部（図２、４の右側の端部）の上面にも回路基板２が設けられている。また、この回路基板２上には、受光素子７と半導体素子４とが搭載されている。また、光導波路１には、受光素子７の受光部７１の位置に対応してミラー１６が形成されている。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of the optical waveguide module shown in FIG.
In the optical waveguide module 10 shown in FIG. 4A, the circuit board 2 is also provided on the upper surface of the other end of the optical waveguide 1 (the right end in FIGS. 2 and 4). A light receiving element 7 and a semiconductor element 4 are mounted on the circuit board 2. A mirror 16 is formed in the optical waveguide 1 corresponding to the position of the light receiving portion 71 of the light receiving element 7.

このような光導波路モジュール１０では、光導波路１からミラー１６を介して出射した信号光が、受光素子７の受光部７１に到達すると、光信号から電気信号への変換がなされる。このようにして光導波路１の両端部間における光通信が行われる。   In such an optical waveguide module 10, when the signal light emitted from the optical waveguide 1 through the mirror 16 reaches the light receiving portion 71 of the light receiving element 7, the optical signal is converted into an electrical signal. In this way, optical communication between both ends of the optical waveguide 1 is performed.

一方、図４（ｂ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の他方の端部に、他の光学部品との接続を担うコネクター２０が設けられている。コネクター２０としては、光ファイバーとの接続に用いられるＰＭＴコネクター等が挙げられる。コネクター２０を介して光導波路モジュール１０を光ファイバーに接続することで、より長距離の光通信が可能になる。   On the other hand, in the optical waveguide module 10 shown in FIG. 4B, a connector 20 that is connected to other optical components is provided at the other end of the optical waveguide 1. Examples of the connector 20 include a PMT connector used for connection with an optical fiber. By connecting the optical waveguide module 10 to the optical fiber via the connector 20, optical communication over a longer distance becomes possible.

なお、図４では、光導波路１の一方の端部と他方の端部とで１対１の光通信を行う場合について説明したが、光導波路１の他方の端部には、光路を複数に分岐することができる光スプリッターを接続するようにしてもよい。   In FIG. 4, the case where one-to-one optical communication is performed between one end and the other end of the optical waveguide 1 has been described. However, a plurality of optical paths are provided at the other end of the optical waveguide 1. An optical splitter that can be branched may be connected.

（ボールレンズ）
ここで、光導波路１の表面（クラッド層１２の上面）上のうち、ミラー１６と発光部３１とを繋ぐ光路が通過する部位には、前述したように、ボールレンズ１００が、貫通孔２４内にその一部が挿入された状態で載置されている。 (Ball lens)
Here, on the surface of the optical waveguide 1 (the upper surface of the cladding layer 12), the ball lens 100 is placed in the through-hole 24 at the portion where the optical path connecting the mirror 16 and the light emitting portion 31 passes. It is placed in a state in which a part thereof is inserted.

このようなボールレンズ１００がない場合、発光部３１から出射した信号光が光導波路１に入射するまでの間で、信号光が発散し、ミラー１６の有効領域からはみ出てしまう信号光が発生する。このとき、はみ出た信号光は損失となり、ミラー１６で反射される信号光の光量が少なくなるため、光信号のＳ／Ｎ比が低下してしまう。   Without such a ball lens 100, signal light diverges until signal light emitted from the light emitting section 31 enters the optical waveguide 1, and signal light that protrudes from the effective area of the mirror 16 is generated. . At this time, the protruding signal light is lost, and the amount of the signal light reflected by the mirror 16 is reduced, so that the S / N ratio of the optical signal is lowered.

これに対し、ボールレンズ１００を設けることにより、光導波路１の表面に信号光の収束（収斂）機能が付与される。その結果、より多くの信号光をミラー１６に入射させることにより信号光の損失の発生が抑制され、光通信のＳ／Ｎ比を高めることができる。そして、信頼性が高く高品質な光通信を提供し得る光導波路モジュール１０が得られる。   On the other hand, by providing the ball lens 100, a signal light convergence (convergence) function is imparted to the surface of the optical waveguide 1. As a result, by causing more signal light to enter the mirror 16, occurrence of loss of signal light is suppressed, and the S / N ratio of optical communication can be increased. And the optical waveguide module 10 which can provide a reliable and high quality optical communication is obtained.

ボールレンズ１００は、透明な材料で構成された略球形をなすレンズである。ボールレンズ１００の形状は、真球の他、真球に類似した球形や楕円球等であってもよい。   The ball lens 100 is a substantially spherical lens made of a transparent material. The shape of the ball lens 100 may be a sphere similar to a true sphere, an elliptic sphere, or the like in addition to a true sphere.

また、ボールレンズ１００の表面には、必要に応じて、ボールレンズ１００に入射する信号光の反射を防止する反射防止処理が施されていてもよい。かかる反射防止処理としては、例えば、ボールレンズ１００の表面に微小な凹凸を形成する処理、ボールレンズ１００の表面に反射防止膜を成膜する処理等が挙げられる。   Further, the surface of the ball lens 100 may be subjected to an antireflection treatment for preventing the reflection of the signal light incident on the ball lens 100 as necessary. Examples of the antireflection treatment include a treatment for forming minute irregularities on the surface of the ball lens 100, a treatment for forming an antireflection film on the surface of the ball lens 100, and the like.

このうち、ボールレンズ１００の表面に微小な凹凸を形成する場合、この凹凸のピッチや深さ（高さ）は、ボールレンズ１００に入射する信号光の波長以下であるのが好ましい。凹凸のピッチや深さ（高さ）を信号光の波長以下にすれば、この領域の屈折率を、空気の屈折率とボールレンズ１００の屈折率との中間の値としてみなすことができる。その結果、ボールレンズ１００に入射する信号光の反射が抑制され、信号光の入射効率が向上する。   Among these, when forming minute unevenness on the surface of the ball lens 100, it is preferable that the pitch or depth (height) of the unevenness is equal to or less than the wavelength of the signal light incident on the ball lens 100. If the pitch and depth (height) of the irregularities are made equal to or less than the wavelength of the signal light, the refractive index of this region can be regarded as an intermediate value between the refractive index of air and the refractive index of the ball lens 100. As a result, the reflection of the signal light incident on the ball lens 100 is suppressed, and the incident efficiency of the signal light is improved.

なお、発光素子３から出射される信号光の波長は、一般的に１５０〜１６００ｎｍ程度であるので、それに応じて凹凸のピッチや深さ（高さ）の上限が設定される。   In addition, since the wavelength of the signal light radiate | emitted from the light emitting element 3 is generally about 150-1600 nm, the upper limit of the pitch and depth (height) of an unevenness | corrugation is set according to it.

一方、凹凸のピッチや深さ（高さ）の下限は、特に限定されないが、凹凸の形成容易性や長期信頼性等の観点から２０ｎｍ程度とされる。   On the other hand, the lower limit of the pitch and depth (height) of the unevenness is not particularly limited, but is about 20 nm from the viewpoint of the ease of forming the unevenness and long-term reliability.

また、反射防止膜は、例えば、ボールレンズ１００に入射する信号光の波長をλとしたとき、λ／４の奇数倍の光学的膜厚を有する薄膜で構成される。反射防止膜は、１層に限らず、２層以上のマルチコーティングであってもよい。   The antireflection film is formed of a thin film having an optical film thickness that is an odd multiple of λ / 4, where λ is the wavelength of the signal light incident on the ball lens 100, for example. The antireflection film is not limited to one layer, and may be a multi-coating having two or more layers.

透明な材料としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料、サファイア、水晶のような各種結晶材料等が挙げられる。   Examples of transparent materials include acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonates, polystyrenes, cyclic ether resins such as epoxy resins and oxetane resins, polyamides, polyimides, polybenzoxazoles, polysilanes, polysilazanes, and benzocyclobutenes. In addition to various resin materials such as cyclic olefin resins such as a series resin and a norbornene resin, various glass materials such as quartz glass and borosilicate glass, and various crystal materials such as sapphire and quartz are included.

ところで、ボールレンズ１００は、貫通孔２４の下方から、その直径の半分以上が貫通孔２４内に挿入されている。これにより、ボールレンズ１００は、貫通孔２４内に確実に固定されることとなり、光導波路モジュール１０の信頼性が向上する。   By the way, the ball lens 100 has more than half of its diameter inserted into the through hole 24 from below the through hole 24. Thereby, the ball lens 100 is securely fixed in the through hole 24, and the reliability of the optical waveguide module 10 is improved.

具体的には、ボールレンズ１００の直径の５０〜９５％が挿入されているのが好ましく、６０〜９０％が挿入されているのがより好ましい。これにより、ボールレンズ１００は、貫通孔２４内に確実に固定されるとともに、一部が突出することによってボールレンズ１００と光導波路１との機械的および光学的な接続が確実になされる。その結果、発光素子３と光導波路１との光結合効率が向上する。   Specifically, 50 to 95% of the diameter of the ball lens 100 is preferably inserted, and more preferably 60 to 90% is inserted. As a result, the ball lens 100 is securely fixed in the through hole 24, and the mechanical and optical connection between the ball lens 100 and the optical waveguide 1 is ensured by partly protruding. As a result, the optical coupling efficiency between the light emitting element 3 and the optical waveguide 1 is improved.

また、図３に示す貫通孔２４は、前述したようにテーパー状をなしている。このため、貫通孔２４の下方からボールレンズ１００を挿入すると、ボールレンズ１００の直径と貫通孔２４の内径とが一致する箇所において、ボールレンズ１００と貫通孔２４の内面とが接触し、この箇所においてボールレンズ１００が固定されることとなる。したがって、ボールレンズ１００との接触位置を踏まえて貫通孔２４の形状を適宜設定することにより、ボールレンズ１００の固定位置を厳密に制御することができる。   Further, the through hole 24 shown in FIG. 3 has a tapered shape as described above. For this reason, when the ball lens 100 is inserted from below the through hole 24, the ball lens 100 and the inner surface of the through hole 24 come into contact with each other at a position where the diameter of the ball lens 100 and the inner diameter of the through hole 24 coincide with each other. In this case, the ball lens 100 is fixed. Therefore, the fixing position of the ball lens 100 can be strictly controlled by appropriately setting the shape of the through hole 24 based on the contact position with the ball lens 100.

なお、貫通孔２４が円錐台形状、角錐台形状のようなテーパー状である場合、絶縁性基板２１の厚さ方向および面方向の双方において、ボールレンズ１００の固定位置を一義的に決定することができる。したがって、貫通孔２４の形状および形成位置を正確に設定しさえすれば、ボールレンズ１００の固定位置の再現性を確実に高めることができる。   When the through hole 24 has a tapered shape such as a truncated cone shape or a truncated pyramid shape, the fixing position of the ball lens 100 is uniquely determined in both the thickness direction and the surface direction of the insulating substrate 21. Can do. Therefore, the reproducibility of the fixed position of the ball lens 100 can be reliably improved as long as the shape and the formation position of the through hole 24 are set accurately.

また、この場合、貫通孔２４の内面は、必然的に、ボールレンズ１００の中心方向に向かって押圧する力を付与することとなる。このため、ボールレンズ１００が変形し難く、かつ位置ズレを伴わない確実な固定が可能になる。   In this case, the inner surface of the through-hole 24 inevitably gives a pressing force toward the center direction of the ball lens 100. For this reason, the ball lens 100 is not easily deformed and can be reliably fixed without being displaced.

また、貫通孔２４の平面視形状が円形である場合、ボールレンズ１００と貫通孔２４の内面との接触部は、環状をなす領域となる。これにより、ボールレンズ１００に対して貫通孔２４の内面が偏りなく接触することになるので、ボールレンズ１００がより確実に固定される。   In addition, when the through hole 24 has a circular shape in plan view, a contact portion between the ball lens 100 and the inner surface of the through hole 24 is an annular region. As a result, the inner surface of the through-hole 24 comes into contact with the ball lens 100 without deviation, so that the ball lens 100 is more reliably fixed.

なお、図３に示す貫通孔２４の場合、ボールレンズ１００の上方において、上記環状をなす領域と貫通孔２４の内面とが接触し、ボールレンズ１００の下方においては、接着層５と接触しているため、この２点で支持されることによりボールレンズ１００が固定されている。このような固定方法であれば、ボールレンズ１００を上下から挟み込むようにしてボールレンズ１００を確実に固定することができる。さらには、ボールレンズ１００と光導波路１との間が接着層５によって機械的および光学的に接続されるため、ボールレンズ１００により収束された信号光の光導波路１に対する入射効率が特に向上する。   In the case of the through hole 24 shown in FIG. 3, the annular region and the inner surface of the through hole 24 are in contact with each other above the ball lens 100, and the adhesive layer 5 is in contact below the ball lens 100. Therefore, the ball lens 100 is fixed by being supported at these two points. With such a fixing method, the ball lens 100 can be reliably fixed by sandwiching the ball lens 100 from above and below. Furthermore, since the ball lens 100 and the optical waveguide 1 are mechanically and optically connected by the adhesive layer 5, the incident efficiency of the signal light converged by the ball lens 100 on the optical waveguide 1 is particularly improved.

ボールレンズ１００に対する支持点の数は、特に限定されず、３点以上であってもよい。   The number of support points for the ball lens 100 is not particularly limited, and may be three or more.

また、貫通孔２４の全体がテーパー状をなしていなくても、一部がテーパー状であればよい。   Moreover, even if the whole through-hole 24 does not have a taper shape, a part may just be a taper shape.

また、テーパー状をなす貫通孔２４の内面が、発光素子３の発光部３１と光導波路１のミラー１６とを繋ぐ光路に対してなす角度は、５〜８５°程度であるのが好ましく、１０〜８０°程度であるのがより好ましい。これにより、ボールレンズ１００を絶縁性基板２１の厚さ方向および面方向の双方においてより確実に固定することができる。   The angle formed by the inner surface of the tapered through hole 24 with respect to the optical path connecting the light emitting portion 31 of the light emitting element 3 and the mirror 16 of the optical waveguide 1 is preferably about 5 to 85 °. More preferably, it is about ˜80 °. Thereby, the ball lens 100 can be more reliably fixed in both the thickness direction and the surface direction of the insulating substrate 21.

ここで、貫通孔２４のうち、上方の開口２４２は、下方の開口２４１より面積が小さく、かつ、ボールレンズ１００を通過させることができないよう構成されている。これにより貫通孔２４では、挿入されたボールレンズ１００が貫通孔２４の途中で内面と確実に接触するため、ボールレンズ１００の位置を一義的に決定することができ、かつ、ボールレンズ１００を確実に固定することができる。また、光導波路モジュール１０の厚さは、挿入された分だけ薄くなる。したがって、ボールレンズ１００を固定しつつ、光導波路モジュール１０の薄型化を図ることができる。   Here, in the through hole 24, the upper opening 242 has a smaller area than the lower opening 241 and is configured not to allow the ball lens 100 to pass therethrough. As a result, in the through hole 24, the inserted ball lens 100 is surely in contact with the inner surface in the middle of the through hole 24, so that the position of the ball lens 100 can be uniquely determined, and the ball lens 100 can be securely connected. Can be fixed to. Further, the thickness of the optical waveguide module 10 is reduced by the amount inserted. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the optical waveguide module 10 while fixing the ball lens 100.

図３に示す貫通孔２４の場合、貫通孔２４は円錐台形状をなしているため、開口２４１および開口２４２はそれぞれ円形をなしている。したがって、下方の開口２４１の内径をＬ１とし、上方の開口２４２の内径をＬ２とし、ボールレンズ１００の直径（最大直径）をＤとし、貫通孔２４の中心軸（発光素子３の発光部３１とミラー１６とを繋ぐ光路）に対して貫通孔２４の内面がなす角度をθとしたとき、貫通孔２４では、Ｌ２＜Ｄｃｏｓθの関係と、Ｄ／ｃｏｓθ＜Ｌ１の関係の双方が成立している。貫通孔２４がこのような関係式を満たすことにより、ボールレンズ１００は貫通孔２４に対して直径Ｄの半分以上が挿入された状態で、かつ、貫通孔２４の内面に接した状態をとることができる。その結果、ボールレンズ１００の確実な固定と光導波路モジュール１０の薄型化とを高度に両立することができる。   In the case of the through hole 24 shown in FIG. 3, since the through hole 24 has a truncated cone shape, each of the opening 241 and the opening 242 has a circular shape. Therefore, the inner diameter of the lower opening 241 is L1, the inner diameter of the upper opening 242 is L2, the diameter (maximum diameter) of the ball lens 100 is D, and the central axis of the through-hole 24 (the light emitting portion 31 of the light emitting element 3). When the angle formed by the inner surface of the through-hole 24 with respect to the optical path) to the mirror 16 is θ, both the relationship of L2 <Dcosθ and the relationship of D / cosθ <L1 are established in the through-hole 24. . When the through hole 24 satisfies such a relational expression, the ball lens 100 is in a state in which more than half of the diameter D is inserted into the through hole 24 and is in contact with the inner surface of the through hole 24. Can do. As a result, reliable fixation of the ball lens 100 and thinning of the optical waveguide module 10 can be achieved at a high level.

また、ボールレンズ１００の直径Ｄは、ミラー１６の有効領域の大きさや発光素子３の開口数（ＮＡ：numerical aperture）等に応じて適宜設定されるものの、好ましくは１０μｍ〜１ｍｍ程度とされ、より好ましくは３０μｍ〜５００μｍ程度とされる。   Further, the diameter D of the ball lens 100 is appropriately set according to the size of the effective area of the mirror 16 and the numerical aperture (NA) of the light emitting element 3, but is preferably about 10 μm to 1 mm. Preferably, it is about 30 μm to 500 μm.

さらに、ボールレンズ１００の直径Ｄは、発光素子３の発光部３１の直径（受光素子７の受光部７１の直径）の１．５〜６倍程度であるのが好ましく、２〜５倍程度であるのがより好ましい。   Further, the diameter D of the ball lens 100 is preferably about 1.5 to 6 times the diameter of the light emitting part 31 of the light emitting element 3 (the diameter of the light receiving part 71 of the light receiving element 7), and is about 2 to 5 times. More preferably.

また、ボールレンズ１００は、その焦点が、ミラー１６近傍に位置するよう構成されているのが好ましい。このような構成のボールレンズ１００は、発光素子３の発光部３１から放射状に出射した信号光を、平行光または収束光に変換し、それ以上発散しないように光路変換することができる。その結果、信号光の発散に伴う損失を確実に抑制することができる。   The ball lens 100 is preferably configured so that its focal point is located in the vicinity of the mirror 16. The ball lens 100 having such a configuration can convert the signal light emitted radially from the light emitting unit 31 of the light emitting element 3 into parallel light or convergent light, and change the optical path so as not to diverge any more. As a result, it is possible to reliably suppress a loss associated with signal light divergence.

また、ボールレンズ１００は、その焦点が、発光素子３の発光部３１近傍に位置するよう構成されているのが好ましい。このような構成のボールレンズ１００は、ミラー１６からはみ出る信号光を減らし、信号光の光結合損失を確実に抑えることができる。   The ball lens 100 is preferably configured so that its focal point is located in the vicinity of the light emitting portion 31 of the light emitting element 3. The ball lens 100 having such a configuration can reduce the signal light protruding from the mirror 16 and reliably suppress the optical coupling loss of the signal light.

以上、貫通孔２４内にボールレンズ１００の一部が挿入されることで、光導波路モジュール１０の厚さが著しく厚くなるのを避けつつ（比較的嵩高いボールレンズ１００の高さを相殺しつつ）、ボールレンズ１００の位置を一義的に決定し、その位置で確実に固定することができる。これにより、ボールレンズ１００と発光素子３およびミラー１６との位置関係を設計通りに再現することができ、光結合効率を確実に高めることができる。換言すれば、発光素子３とミラー１６との間で開口数のマッチングを図ることができる。その結果、光通信のＳ／Ｎ比を高めることができ、信頼性が高く高品質な光通信を提供し得る光導波路モジュール１０が得られる。   As described above, by inserting a part of the ball lens 100 into the through hole 24, the thickness of the optical waveguide module 10 is avoided from being significantly increased (while the height of the relatively bulky ball lens 100 is offset). ), The position of the ball lens 100 can be uniquely determined, and can be securely fixed at that position. Thereby, the positional relationship between the ball lens 100, the light emitting element 3, and the mirror 16 can be reproduced as designed, and the optical coupling efficiency can be reliably increased. In other words, numerical aperture matching can be achieved between the light emitting element 3 and the mirror 16. As a result, the optical waveguide module 10 that can increase the S / N ratio of optical communication and can provide high-quality optical communication with high reliability is obtained.

また、ボールレンズ１００は、その他の球面を利用したレンズの中でも最も焦点距離が短い。このため、貫通孔２４内にボールレンズ１００を挿入することによってボールレンズ１００と発光素子３およびミラー１６との離間距離が短くなったとしても、ボールレンズ１００の焦点を目的とする位置に合わせ易くなり、信号光を確実に収束することができる。   The ball lens 100 has the shortest focal length among lenses using other spherical surfaces. For this reason, even if the distance between the ball lens 100 and the light emitting element 3 and the mirror 16 is shortened by inserting the ball lens 100 into the through hole 24, the focus of the ball lens 100 can be easily adjusted to the target position. Thus, the signal light can be reliably converged.

加えて、ボールレンズ１００は、製造が容易であり、かつ安価であるとともに、その形状に基づく流動性の高さゆえ、実装作業も比較的容易である。このため、製造バラツキに伴う歩留まりの低下が抑えられ、個体差の少ない光導波路モジュール１０の製造が可能になる。   In addition, the ball lens 100 is easy to manufacture and inexpensive, and because of its high fluidity based on its shape, the mounting operation is relatively easy. For this reason, a decrease in yield due to manufacturing variations is suppressed, and the optical waveguide module 10 with little individual difference can be manufactured.

なお、必要に応じて、発光素子３と回路基板２との隙間、空隙２３２、貫通孔２４のボールレンズ１００より上方の領域、貫通孔２４のボールレンズ１００より下方の領域、および空隙２２２の少なくとも１つには、封止材を充填するようにしてもよい。また、半導体素子４と回路基板２との隙間にも封止材を充填するようにしてもよい。   If necessary, at least a gap between the light emitting element 3 and the circuit board 2, a gap 232, a region above the ball lens 100 in the through hole 24, a region below the ball lens 100 in the through hole 24, and at least the gap 222. One may be filled with a sealing material. In addition, the gap between the semiconductor element 4 and the circuit board 2 may be filled with a sealing material.

これらの充填材は、発光素子３や半導体素子４の耐候性（耐熱性、耐湿性、気圧変化等）を高めるとともに、振動、外力、異物付着等から発光素子３および半導体素子４を確実に保護することができる。   These fillers enhance the weather resistance (heat resistance, moisture resistance, atmospheric pressure change, etc.) of the light emitting element 3 and the semiconductor element 4 and reliably protect the light emitting element 3 and the semiconductor element 4 from vibration, external force, foreign matter adhesion, and the like. can do.

封止材としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。   Examples of the sealing material include epoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, silicone resins, and the like.

また、上述したようなボールレンズ１００は、受光素子側に設けるようにしてもよい。図４（ａ）には、受光素子７側にボールレンズ１００を設けた場合を示している。図４（ａ）の受光素子７側に設けられたボールレンズ１００は、回路基板２に形成された貫通孔２４内にその一部が挿入された状態で載置されている。   Further, the ball lens 100 as described above may be provided on the light receiving element side. FIG. 4A shows a case where the ball lens 100 is provided on the light receiving element 7 side. The ball lens 100 provided on the light receiving element 7 side in FIG. 4A is placed in a state where a part thereof is inserted into the through hole 24 formed in the circuit board 2.

このような光導波路モジュール１０において、光導波路１を伝搬し、ミラー１６で反射された信号光が受光素子７の受光部７１に入射する際、信号光が発散してしまい、受光部７１からはみ出る信号光を減らすことができる。その結果、光導波路モジュール１０の受光素子側における光結合損失を確実に抑えることができる。
また、貫通孔２４は、図５に示すような縦断面形状をなすものであってもよい。 In such an optical waveguide module 10, when the signal light propagating through the optical waveguide 1 and reflected by the mirror 16 enters the light receiving portion 71 of the light receiving element 7, the signal light diverges and protrudes from the light receiving portion 71. Signal light can be reduced. As a result, the optical coupling loss on the light receiving element side of the optical waveguide module 10 can be reliably suppressed.
Further, the through hole 24 may have a vertical cross-sectional shape as shown in FIG.

図５は、貫通孔の他の構成例を示す縦断面図である。
このうち、図５（ａ）、（ｂ）に示す貫通孔２４は、一部のみがテーパー状になっているもの、図５（ｃ）、（ｄ）に示す貫通孔２４は、内面の傾斜角度が一部で異なっているもの、図５（ｅ）、（ｆ）に示す貫通孔２４は、内面が湾曲しているものである。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of the through hole.
Among these, the through holes 24 shown in FIGS. 5A and 5B are only partially tapered, and the through holes 24 shown in FIGS. 5C and 5D are inclined on the inner surface. The through holes 24 shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f) are partially curved at the inner surface.

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路モジュールの第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す縦断面図である。 << Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the optical waveguide module of the present invention will be described.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the optical waveguide module of the present invention.

以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図６において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, although the second embodiment will be described, the description will focus on differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In FIG. 6, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.

図６に示す光導波路モジュール１０は、貫通孔２４の形状が図３に示すものと上下反対であって、貫通孔２４の上方の開口から、貫通孔２４内に一部が挿入されるようにボールレンズ１００が載置されている以外は、第１実施形態と同様である。   The optical waveguide module 10 shown in FIG. 6 is such that the shape of the through hole 24 is upside down from that shown in FIG. 3, and a part of the through hole 24 is inserted into the through hole 24 from the opening above the through hole 24. Except that the ball lens 100 is placed, the present embodiment is the same as the first embodiment.

すなわち、図６に示す光導波路モジュール１０では、貫通孔２４の形状が光導波路１側に向かって横断面積が連続的に縮小するよう構成されている。そして、図３の場合と同様、貫通孔２４内にボールレンズ１００の一部が挿入されることで、光導波路モジュール１０の厚さが著しく厚くなるのを避けつつ、ボールレンズ１００の位置を一義的に決定し、その位置で確実に固定することができる。   That is, in the optical waveguide module 10 shown in FIG. 6, the shape of the through hole 24 is configured such that the cross-sectional area continuously decreases toward the optical waveguide 1 side. As in the case of FIG. 3, by inserting a part of the ball lens 100 into the through hole 24, the position of the ball lens 100 is unambiguous while avoiding a significant increase in the thickness of the optical waveguide module 10. And can be fixed securely at that position.

また、図６の場合、ボールレンズ１００は、その上部が突出することによって発光素子３とボールレンズ１００との光学的な接続が確実になされる。特に、発光素子３の発光部３１近傍にボールレンズ１００を配置することにより、発光部３１から出射した信号光は、それが広く発散してしまう前にボールレンズ１００に入射し、収束されることになるため、例えば高開口数の発光素子３を用いる場合に本実施形態は好適である。   In the case of FIG. 6, the upper part of the ball lens 100 protrudes so that the optical connection between the light emitting element 3 and the ball lens 100 is ensured. In particular, by disposing the ball lens 100 in the vicinity of the light emitting unit 31 of the light emitting element 3, the signal light emitted from the light emitting unit 31 is incident on the ball lens 100 and converged before it diverges widely. Therefore, for example, this embodiment is suitable when the light emitting element 3 having a high numerical aperture is used.

＜光導波路モジュールの製造方法＞
次に、上述したような光導波路モジュールを製造する方法の一例について説明する。 <Method for manufacturing optical waveguide module>
Next, an example of a method for manufacturing the optical waveguide module as described above will be described.

図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１、回路基板２、ボールレンズ１００、発光素子３および半導体素子４を用意し、これらを実装することで製造される。   An optical waveguide module 10 shown in FIG. 1 is manufactured by preparing an optical waveguide 1, a circuit board 2, a ball lens 100, a light emitting element 3, and a semiconductor element 4, and mounting them.

このうち、回路基板２は、絶縁性基板２１の両面を覆うように導体層を形成した後、不要部分を除去（パターニング）し、配線パターンを含む導体層２２、２３を残存させることで形成される。   Among these, the circuit board 2 is formed by forming a conductor layer so as to cover both surfaces of the insulating substrate 21 and then removing (patterning) unnecessary portions to leave the conductor layers 22 and 23 including the wiring pattern. The

導体層の製造方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、電解めっき、無電解めっき等のめっき法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等が挙げられる。   Examples of the method for producing the conductor layer include chemical vapor deposition methods such as plasma CVD, thermal CVD, and laser CVD, physical vapor deposition methods such as vacuum vapor deposition, sputtering, and ion plating, plating methods such as electrolytic plating and electroless plating, Examples include a thermal spraying method, a sol-gel method, and a MOD method.

また、導体層のパターニング方法としては、例えばフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。   Moreover, as a patterning method of a conductor layer, the method which combined the photolithography method and the etching method is mentioned, for example.

次に、光導波路の製造方法の一例について説明する。
光導波路１は、下方から支持フィルム１８、クラッド層１１、コア層１３、クラッド層１２およびカバーフィルム１９をこの順で積層してなる積層体（母材）と、この積層体の一部を除去することで形成されたミラー１６と、を有している。 Next, an example of a method for manufacturing an optical waveguide will be described.
The optical waveguide 1 has a laminated body (base material) formed by laminating a support film 18, a clad layer 11, a core layer 13, a clad layer 12 and a cover film 19 in this order from the lower side, and a part of the laminated body is removed. Thus, the mirror 16 is formed.

以下、光導波路の製造方法を、［１］積層体を形成する工程、［２］ミラー１６を形成する工程、に分けて説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the optical waveguide will be described by dividing into [1] a step of forming a laminated body and [2] a step of forming the mirror 16.

［１］積層体（母材）のうち、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の３層は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を順次成膜して形成する方法、あるいは、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をあらかじめ基材上に成膜した後、それぞれを基板から剥離して貼り合わせる方法等により製造される。   [1] Of the laminate (base material), the cladding layer 11, the core layer 13, and the cladding layer 12 are formed by sequentially forming the cladding layer 11, the core layer 13, and the cladding layer 12, or The clad layer 11, the core layer 13 and the clad layer 12 are formed on a base material in advance, and then manufactured by a method in which each of them is peeled off and bonded to the substrate.

一方、支持フィルム１８およびカバーフィルム１９は、上述したようにして製造された３層に対して貼り合わせる方法により製造される。   On the other hand, the support film 18 and the cover film 19 are manufactured by a method of bonding to the three layers manufactured as described above.

クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の各層は、それぞれ形成用の組成物を基材上に塗布して液状被膜を形成した後、液状被膜を均一化するとともに揮発成分を除去することにより形成される。   Each of the clad layer 11, the core layer 13 and the clad layer 12 is formed by applying a composition for formation on a substrate to form a liquid film, and then homogenizing the liquid film and removing volatile components. It is formed.

塗布方法としては、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。   Examples of the coating method include a doctor blade method, a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, and a die coating method.

また、液状被膜中の揮発成分を除去するには、液状被膜を加熱したり、減圧下に置いたり、あるいは乾燥ガスを吹き付けたりする方法が用いられる。   In order to remove volatile components in the liquid film, a method of heating the liquid film, placing the liquid film under reduced pressure, or spraying a dry gas is used.

なお、各層の形成用組成物としては、例えば、クラッド層１１、コア層１３またはクラッド層１２の構成材料を各種溶媒に溶解または分散してなる溶液（分散液）が挙げられる。   In addition, as a composition for formation of each layer, the solution (dispersion liquid) formed by melt | dissolving or disperse | distributing the constituent material of the clad layer 11, the core layer 13, or the clad layer 12 in various solvents is mentioned, for example.

ここで、コア層１３中にコア部１４と側面クラッド部１５とを形成する方法としては、例えば、フォトブリーチング法、フォトリソグラフィー法、直接露光法、ナノインプリンティング法、モノマーディフュージョン法等が挙げられる。これらの方法はいずれも、コア層１３の一部領域の屈折率を変化させる、あるいは、一部領域の組成を異ならせることにより、相対的に屈折率の高いコア部１４と相対的に屈折率の低い側面クラッド部１５とを作り込むことができる。   Here, examples of a method for forming the core portion 14 and the side clad portion 15 in the core layer 13 include a photobleaching method, a photolithography method, a direct exposure method, a nanoimprinting method, and a monomer diffusion method. It is done. In any of these methods, the refractive index of the core layer 13 is relatively different from that of the core portion 14 having a relatively high refractive index by changing the refractive index of the partial region of the core layer 13 or changing the composition of the partial region. A side cladding portion 15 having a low height can be formed.

［２］次いで、積層体に対して支持フィルム１８の下面側から一部を除去する掘り込み加工を施す。これにより得られた空間（空洞）の内壁面がミラー１６となる。   [2] Next, a digging process for removing a part from the lower surface side of the support film 18 is performed on the laminate. The inner wall surface of the space (cavity) thus obtained becomes the mirror 16.

積層体に対する掘り込み加工は、例えば、レーザー加工法、ダイシングソーによるダイシング加工法等により行うことができる。
以上のようにして、光導波路１が得られる。 The digging process on the stacked body can be performed by, for example, a laser processing method, a dicing method using a dicing saw, or the like.
The optical waveguide 1 is obtained as described above.

図７は、図２に示す光導波路モジュールを製造する方法を説明するための図（縦断面図）である。   FIG. 7 is a view (longitudinal sectional view) for explaining a method of manufacturing the optical waveguide module shown in FIG.

以下、光導波路モジュールの製造方法を、［１］光導波路１と回路基板２との間にボールレンズ１００を載置する工程、［２］発光素子３および半導体素子４を実装する工程、に分けて説明する。   Hereinafter, the method of manufacturing the optical waveguide module is divided into [1] a process of placing the ball lens 100 between the optical waveguide 1 and the circuit board 2 and [2] a process of mounting the light emitting element 3 and the semiconductor element 4. I will explain.

［１］まず、回路基板２を用意し、開口２４１内にボールレンズ１００を配置する（図７（ａ）参照）。   [1] First, the circuit board 2 is prepared, and the ball lens 100 is disposed in the opening 241 (see FIG. 7A).

この配置方法は、特に限定されないが、例えば、開口２４１が鉛直上方に向くよう回路基板２を配置し、その上に多数のボールレンズ１００を供給し、開口２４１に落下させる方法や、回路基板２の開口２４２側を減圧し、開口２４１側との圧力差に応じてボールレンズ１００を貫通孔２４内に吸引する方法等が用いられる。   The arrangement method is not particularly limited. For example, the circuit board 2 is arranged so that the opening 241 faces vertically upward, a large number of ball lenses 100 are supplied onto the circuit board 2, and the circuit board 2 is dropped into the opening 241. A method of reducing the pressure on the side of the opening 242 and sucking the ball lens 100 into the through hole 24 according to a pressure difference from the side of the opening 241 is used.

このうち、前者の方法では、回路基板２上にボールレンズ１００を供給すると、ボールレンズ１００は、回路基板２上を転がりながら移動する。その後、必要に応じて回路基板２を揺動させ、ボールレンズ１００を転動させる。その結果、一定時間経過後には、開口２４１に１つのボールレンズ１００が落下する。   Among these, in the former method, when the ball lens 100 is supplied onto the circuit board 2, the ball lens 100 moves while rolling on the circuit board 2. Thereafter, the circuit board 2 is swung as necessary, and the ball lens 100 is rolled. As a result, one ball lens 100 falls into the opening 241 after a predetermined time has elapsed.

一方、後者の方法では、圧力差に伴う吸引力によってボールレンズ１００を配置するため、回路基板２の配置の向きが限定されないという利点がある。また、吸引力によりボールレンズ１００が貫通孔２４の内面に圧着されるため、貫通孔２４内におけるボールレンズ１００の位置を正確に誘導することができる。   On the other hand, the latter method has an advantage that the orientation of the circuit board 2 is not limited because the ball lens 100 is disposed by the suction force accompanying the pressure difference. Further, since the ball lens 100 is pressure-bonded to the inner surface of the through hole 24 by the suction force, the position of the ball lens 100 in the through hole 24 can be accurately guided.

その後、必要に応じてボールレンズ１００を貫通孔２４内に固定する。固定方法としては、接着剤または粘着剤による接着、熱圧着、融着等の方法が挙げられる。   Thereafter, the ball lens 100 is fixed in the through hole 24 as necessary. Examples of the fixing method include adhesion with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, thermocompression bonding, and fusion.

［２］次に、接着剤を用いて光導波路１上に回路基板２を積層する（図７（ｂ）参照）。そして、回路基板２上に発光素子３および半導体素子４を実装する（図７（ｃ）参照）。以上のようにして光導波路モジュール１０が効率よく製造される。   [2] Next, the circuit board 2 is laminated on the optical waveguide 1 using an adhesive (see FIG. 7B). Then, the light emitting element 3 and the semiconductor element 4 are mounted on the circuit board 2 (see FIG. 7C). The optical waveguide module 10 is efficiently manufactured as described above.

＜電子機器＞
本発明の光導波路モジュールを備える電子機器（本発明の電子機器）は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路モジュールを備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。 <Electronic equipment>
The electronic device (the electronic device of the present invention) including the optical waveguide module of the present invention can be applied to any electronic device that performs signal processing of both an optical signal and an electric signal. For example, a router device, a WDM device, Application to electronic devices such as mobile phones, game machines, personal computers, televisions, home servers, etc. is preferable. In any of these electronic devices, it is necessary to transmit a large amount of data at high speed between an arithmetic device such as an LSI and a storage device such as a RAM. Therefore, since such an electronic device includes the optical waveguide module of the present invention, problems such as noise and signal degradation peculiar to the electric wiring are eliminated, and a dramatic improvement in performance can be expected.

さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。   In addition, the amount of heat generated in the optical waveguide portion is greatly reduced compared to electrical wiring. Therefore, the degree of integration in the substrate can be increased to reduce the size, the power required for cooling can be reduced, and the power consumption of the entire electronic device can be reduced.

以上、本発明の光導波路モジュールおよび電子機器の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば光導波路モジュールを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよく、複数の実施形態同士を組み合わせるようにしてもよい。   As described above, the embodiments of the optical waveguide module and the electronic device of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, each part constituting the optical waveguide module is an arbitrary one that can exhibit the same function. It can be replaced with the configuration of Moreover, arbitrary components may be added, and a plurality of embodiments may be combined.

また、前記各実施形態では、光導波路１が有するチャンネル（コア部）数は、１つであるが、本発明の光導波路モジュールでは、チャンネル数が２つ以上であってもよい。この場合、チャンネル数に応じてミラー、ボールレンズ、発光素子、受光素子等の数を設定すればよい。また、発光素子および受光素子については、１つの素子に複数の発光部または複数の受光部を備えたものを用いるようにしてもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the number of the channels (core part) which the optical waveguide 1 has is one, the number of channels may be two or more in the optical waveguide module of this invention. In this case, the number of mirrors, ball lenses, light emitting elements, light receiving elements, etc. may be set according to the number of channels. As for the light emitting element and the light receiving element, one element having a plurality of light emitting units or a plurality of light receiving units may be used.

１ 光導波路
１０ 光導波路モジュール
１１ クラッド層（第１クラッド層）
１２ クラッド層（第２クラッド層）
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１６ ミラー
１８ 支持フィルム
１９ カバーフィルム
２ 回路基板
２０ コネクター
２１ 絶縁性基板
２２、２３ 導体層
２２１、２３１ 開口部
２２２、２３２ 空隙
２４ 貫通孔
２４１、２４２ 開口
３ 発光素子
３１ 発光部
３２ 電極
４ 半導体素子
４２ 電極
５ 接着層
７ 受光素子
７１ 受光部
１００ ボールレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide 10 Optical waveguide module 11 Clad layer (1st clad layer)
12 Cladding layer (second cladding layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Core layer 14 Core part 15 Side surface clad part 16 Mirror 18 Support film 19 Cover film 2 Circuit board 20 Connector 21 Insulating board 22, 23 Conductive layer 221,231 Opening part 222,232 Air gap 24 Through-hole 241,242 Opening 3 Light emission Element 31 Light emitting part 32 Electrode 4 Semiconductor element 42 Electrode 5 Adhesive layer 7 Light receiving element 71 Light receiving part 100 Ball lens

Claims (9)

コア部と、前記コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、前記コア部の途中または延長線上に設けられ、前記コア部の光路を前記クラッド部の外部へと変換する光路変換部と、を備える光導波路と、
前記クラッド部の外部に設けられた光素子と、
前記光導波路と前記光素子との間に設けられ、前記光路変換部と前記光素子とを繋ぐ光路に沿って形成された貫通孔を備える基板と、を有し、
前記貫通孔は、前記光路に沿って横断面積が徐々に拡張または縮小するよう構成されており、
前記貫通孔内に少なくとも一部が挿入された略球形のボールレンズを有することを特徴とする光導波路モジュール。 A core part, a clad part provided so as to cover a side surface of the core part, and an optical path conversion part provided in the middle of the core part or on an extension line, for converting the optical path of the core part to the outside of the clad part And an optical waveguide comprising:
An optical element provided outside the cladding,
A substrate provided between the optical waveguide and the optical element, and having a through-hole formed along an optical path connecting the optical path conversion unit and the optical element, and
The through hole is configured such that a cross-sectional area gradually expands or contracts along the optical path,
An optical waveguide module comprising a substantially spherical ball lens having at least a portion inserted into the through hole. 前記ボールレンズは、その直径の半分以上が前記貫通孔内に挿入されている請求項１に記載の光導波路モジュール。   2. The optical waveguide module according to claim 1, wherein at least half of the diameter of the ball lens is inserted into the through hole. 前記貫通孔の２つの開口のうち、面積が小さい側の開口は、前記ボールレンズを通過させることができないよう構成されている請求項１または２に記載の光導波路モジュール。   3. The optical waveguide module according to claim 1, wherein, of the two openings of the through hole, an opening having a smaller area cannot be passed through the ball lens. 前記貫通孔は、前記光導波路側に向かって横断面積が連続的に拡張するよう構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路モジュール。   The optical waveguide module according to any one of claims 1 to 3, wherein the through hole is configured so that a cross-sectional area continuously expands toward the optical waveguide side. 前記ボールレンズは、接着剤を介して前記光導波路に固定されるとともに、前記貫通孔の内面と接触している請求項４に記載の光導波路モジュール。   The optical waveguide module according to claim 4, wherein the ball lens is fixed to the optical waveguide through an adhesive and is in contact with an inner surface of the through hole. 前記貫通孔は、前記光導波路側に向かって横断面積が連続的に縮小するよう構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路モジュール。   The optical waveguide module according to any one of claims 1 to 3, wherein the through hole is configured so that a cross-sectional area continuously decreases toward the optical waveguide side. 前記光路変換部近傍および前記光素子の受発光部近傍の少なくとも一方に前記ボールレンズの焦点が位置するよう構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路モジュール。   The optical waveguide module according to any one of claims 1 to 6, wherein the focal point of the ball lens is positioned in at least one of the vicinity of the optical path changing unit and the vicinity of the light receiving and emitting unit of the optical element. 前記ボールレンズは、樹脂材料、ガラス材料、および結晶材料のいずれかで構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の光導波路モジュール。   The optical waveguide module according to any one of claims 1 to 7, wherein the ball lens is made of any one of a resin material, a glass material, and a crystal material. 請求項１ないし８のいずれかに記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the optical waveguide module according to claim 1.
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