JP4828437B2 - 光送受信装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、図1に示すように、プリント基板5に対し垂直方向に出射する向きにVCSEL4を実装し、続いて、光路を直角に変換するミラー6を設けた光導波路1を準備し、これをプリント基板5に実装されたVCSEL4に対して光軸を合わせ固定する方式が開示されている。なお、図1中の符号2はIC、3は光出射部である。光路の直角変換は、光導波路に切削加工やレーザ加工により45°ミラーを形成するなどして達成している。
特許文献2には、発光デバイスから出射した光を導波路出射端で出力を受光デバイスでモニタし、その出力が最大になるように発光デバイス、受光デバイス、導波路を相対的に移動し、固定する手法が開示されている。
特許文献3には、発光素子と光導波路を、流動性の光導波路路材料で結合する構造が開示されている。流動性材料の塗布にはディスペンサを用いる。作製した光導波路はコア・クラッド構造を有する。光導波路のコア径は発光部径より大きい。
特許文献4には、ディスペンサにより粘性材料を塗布し、光導波路を形成することが開示されている。作製した光導波路は、コア・クラッド構造を有する。
特許文献5には、複数の受発光素子をディスペンサで塗布した光導波路で結合する構造が開示されている。作製した光導波路はコア・クラッド構造を有する。光導波路のコア・クラッド径は、発光部径より大きい。
特許文献6には、ディスペンサにより粘性材料を塗布し、光導波路を形成することが開示されている。作製した光導波路は、コア・クラッド構造を有する。
特許文献1に開示された方法では、45°ミラーの形成に多くの時間とコストがかかり、問題となっている。また、45°ミラー面での拡散や、光路長の延長により、VCSELと光導波路の結合効率が劣化する問題がある。また、VCSELと光導波路の光軸合わせにも多くの時間とコストがかかるという問題もある。
特許文献2に開示された方法は、光路調整に大変時間がかり、特に複数の導波路を接続しようとすると効率が悪く、コスト増の原因となっている。
特許文献3には、光導波路材料で発光素子全体を覆うという記載はない。
特許文献4には、受発光素子との結合については記載がない。
特許文献5には、光導波路材料で発光素子全体を覆うという記載はない。
特許文献6には、受発光素子との結合については記載がない。
なお、VCSEL以外の発光素子や受光素子と光導波路の結合に関しても、同様の見解である。
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、低コストで高品質な光送受信装置の提供を目的とする。
発光素子と受光素子とが、光導波路を形成するコア材料からなる被覆部コアで素子の外側全体を被覆した構造を有し、各素子を被覆した被覆部コアと光導波路のコアとが一体に形成され、発光素子と受光素子とに結合するボンディングワイヤが、被覆部コアで素子とともに被覆されたことを特徴とする光送受信装置を提供する。
発光素子と受光素子とが、光導波路を形成するコア材料からなる被覆部コアで素子の外側全体を被覆し、該被覆部コアの外面を光導波路を形成するクラッド材料からなる被覆部クラッドで被覆した構造を有し、各素子を被覆した被覆部コアと光導波路のコアとが一体に形成され、且つ被覆部クラッドと光導波路のクラッドとが一体に形成され、発光素子と受光素子とに結合するボンディングワイヤが、被覆部コアで素子とともに被覆されたことを特徴とする光送受信装置を提供する。
前記基板に下部クラッドを形成する工程と、前記下部クラッドの上に、コア材料からなる被覆部コア及び該コア材料からなる光導波路のコアを一体に形成する工程と、を少なくとも含み、前記発光素子の外側全体及び前記発光素子に結合されたボンディングワイヤが前記被覆部コアをなす前記コア材料内部に完全に入るように、ディスペンサを用いて、前記コア材料を塗布し、該ディスペンサを前記発光素子から前記受光素子まで掃引して前記光導波路となる前記コア材料を前記下部クラッド上に塗布し、前記受光素子の外側全体及び前記受光素子に結合されたボンディングワイヤが前記被覆部をなす前記コア材料内部に完全に入るように、該ディスペンサを用いて、前記コア材料を塗布する際、前記被覆部コアとなる前記コア材料の塗布中に前記ディスペンサのノズルの掃引速度を調整することを特徴とする光送受信装置の製造方法を提供する。
本発明の製造方法は、前記発光素子を覆う前記被覆部コアをなす前記コア材料を塗布する際のノズルの掃引を停止し、前記受光素子を覆う前記被覆部コアをなす前記コア材料を塗布する際のノズルの掃引速度を調整することが好ましい。
また、受発光素子に結合するボンディングワイヤも被覆することで、ボンディングワイヤの十分な保護が達成できる。
また、本発明の光送受信装置は、光導波路を形成するコア材料からなる被覆部コアで発光素子及び受光素子の全体を被覆し、この被覆部コアと光導波路のコアとを一体的に形成したので、これら受発光素子の基板への実装強度を高めることができる。
また、ミラーを用いずに受発光素子と光導波路とを結合させることができるので、より小型化、薄型化を図ることができる。
図2は、本発明の光送受信装置の一実施形態を示す図であり、図2(a)は光送受信装置10の側面断面図、(b)は平面図である。図中、符号10は光送受信装置、11は発光素子であるVCSEL、12は受光素子であるPD、13は光導波路、14はプリント基板、15はサブマウント基板、16はコア、17は下部クラッド、18は上部クラッド、19は被覆部コア、20は被覆部クラッドである。
まず、特許文献5については、FIG.5との比較が重要であろう。FIG.5において符号39は素子40の一部分であり、接続している光導波路のコア材料71は接続界面で多少広くなって図示されてはいるものの、符号39で示す部分よりもかなり狭い径であることは明らかである。よって、本実施形態の図3で示したように「素子全体をコア材料およびクラッド材料ですっぽり覆う」という構成は、特許文献5のFIG.5に図示された例示と明らかな差異がある。
特許文献3については、図19あるいは図21との比較が重要であろう。これらにおいては、前述した特許文献5と同様、光伝送路40あるいはそのコア部40aおよびクラッド部40bは光・電子集積回路2と比較して大変細く、また光伝送路21と比較しても接続界面付近で同程度にまで広がっているに過ぎず、基本的にはそれよりも細い。よって、本実施形態の図3で示したように素子全体をコア材料およびクラッド材料ですっぽり覆うという構成とは明らかな差異がある。
特許文献6及び特許文献4については、その製法においてきわめて類似しているだけであり、これらの従来技術には、発光素子・受光素子とディスペンサ描画高分子光導波路のコアとの接続構造について記載は無い。
本実施形態の光送受信装置10を製造する場合、まず、VCSEL11及びPD12をそれぞれサブマウント基板15の側面に実装し、次いでこれらのサブマウント基板15の底面をプリント基板14の所定位置に固定する。この固定の際、VCSEL11及びPD12とプリント基板14との電気的接続を行う。
この上部クラッド18を形成することによって、図2に示す本実施形態の光送受信装置10が得られる。
Claims (7)
- 発光素子と、受光素子と、コア・クラッド構造を有する光導波路とが光学的に結合されてなる光送受信装置において、
発光素子と受光素子とが、光導波路を形成するコア材料からなる被覆部コアで素子の外側全体を被覆した構造を有し、各素子を被覆した被覆部コアと光導波路のコアとが一体に形成され、
発光素子と受光素子とに結合するボンディングワイヤが、被覆部コアで素子とともに被覆されたことを特徴とする光送受信装置。 - 発光素子と、受光素子と、コア・クラッド構造を有する光導波路とが光学的に結合されてなる光送受信装置において、
発光素子と受光素子とが、光導波路を形成するコア材料からなる被覆部コアで素子の外側全体を被覆し、該被覆部コアの外面を光導波路を形成するクラッド材料からなる被覆部クラッドで被覆した構造を有し、各素子を被覆した被覆部コアと光導波路のコアとが一体に形成され、且つ被覆部クラッドと光導波路のクラッドとが一体に形成され、
発光素子と受光素子とに結合するボンディングワイヤが、被覆部コアで素子とともに被覆されたことを特徴とする光送受信装置。 - 光導波路を形成するコア材料が、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂からなる群から選択される1種の樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光送受信装置。
- 発光素子及び受光素子を搭載したサブマウントが基板に実装され、発光素子の光放射方向及び受光素子の光受光方向を基板面と平行な向きとしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光送受信装置。
- 発光素子が面発光レーザであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光送受信装置。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の光送受信装置、の製造方法であって、
ボンディングワイヤが結合された発光素子及び受光素子を基板に実装する工程と、
前記基板に下部クラッドを形成する工程と、
前記下部クラッドの上に、コア材料からなる被覆部コア及び該コア材料からなる光導波路のコアを一体に形成する工程と、
を少なくとも含み、
前記発光素子の外側全体及び前記発光素子に結合されたボンディングワイヤが前記被覆部コアをなす前記コア材料内部に完全に入るように、ディスペンサを用いて、前記コア材料を塗布し、該ディスペンサを前記発光素子から前記受光素子まで掃引して前記光導波路となる前記コア材料を前記下部クラッド上に塗布し、前記受光素子の外側全体及び前記受光素子に結合されたボンディングワイヤが前記被覆部をなす前記コア材料内部に完全に入るように、該ディスペンサを用いて、前記コア材料を塗布する際、
前記被覆部コアとなる前記コア材料の塗布中に前記ディスペンサのノズルの掃引速度を調整することを特徴とする光送受信装置の製造方法。 - 前記発光素子を覆う前記被覆部コアをなす前記コア材料を塗布する際のノズルの掃引を停止し、前記受光素子を覆う前記被覆部コアをなす前記コア材料を塗布する際のノズルの掃引速度を調整することを特徴とする請求項6に記載の光送受信装置の製造方法。
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