WO2005121855A1 - 光導波路型モジュール - Google Patents

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WO2005121855A1
WO2005121855A1 PCT/JP2005/010517 JP2005010517W WO2005121855A1 WO 2005121855 A1 WO2005121855 A1 WO 2005121855A1 JP 2005010517 W JP2005010517 W JP 2005010517W WO 2005121855 A1 WO2005121855 A1 WO 2005121855A1
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WO
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optical waveguide
light receiving
receiving element
light
wiring board
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PCT/JP2005/010517
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuru Kurihara
Kenji Yamauchi
Original Assignee
Nec Corporation
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Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/4232—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using the surface tension of fluid solder to align the elements, e.g. solder bump techniques

Definitions

  • the present invention relates to an optical waveguide module used for optical communication, particularly wavelength multiplex transmission.
  • optical waveguide modules have been studied and commercialized as structures that can be made smaller and less expensive.
  • FIG. 1 shows the structure of a first conventional example of an optical waveguide module (for example, disclosed in JP-A-2001-133666 and JP-A-2001-305365).
  • a wavelength filter plate 102 having a filter film 103 and a light-shielding film 104 is fixed by a resin 106 to an end face of the optical waveguide substrate 100 on which the optical waveguide 101 is formed, on the light receiving element 107 side.
  • the filter film 103 transmits light of a wavelength received by the light receiving element 107 and reflects light of other wavelengths.
  • the light shielding film 104 of the wavelength filter plate 102 has an opening 105 through which light received by the light receiving element 107 passes.
  • the wavelength filter plate 102 is positioned with respect to the optical waveguide substrate 100 such that the optical axis of the optical waveguide 101 and the opening 105 are aligned.
  • This optical waveguide substrate 100 is fixed to a ceramic substrate 111 by solder 112.
  • the light receiving element 107 is joined to a light receiving element carrier 109 by solder 110.
  • the light receiving element carrier 109 is joined to the ceramic substrate 111 by solder 113.
  • the position accuracy of the light receiving region 108 of the light receiving element 107 with respect to the outer shape of the light receiving element carrier 109 and the ceramics The relative positional accuracy between the optical waveguide substrate 100 and the light receiving element carrier 109 bonded to the optical substrate 111 determines the relative positional accuracy between the optical axis of the optical waveguide 101 and the optical axis of the light receiving element 107.
  • a light emitting element (not shown) is mounted on the optical waveguide substrate 100.
  • the light emitting element emits light having a wavelength different from the wavelength received by the light receiving element 107 and propagates the light through the optical waveguide 101.
  • Light emitted from the light emitting element and propagated through the optical waveguide 101 is almost reflected by the filter film 103 of the wavelength filter plate 102. Therefore, unnecessary light incident on the light receiving element 107 can be reduced. Further, a small amount of unnecessary light generated by leakage light emitted from the light emitting element and not incident on the optical waveguide 101 propagates through the optical waveguide substrate 100 and passes through the filter film 103. Propagation to the light receiving element 107 can be prevented.
  • FIG. 2 shows the structure of a second conventional example of an optical waveguide module (for example, see Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
  • a wavelength filter plate 123 is inserted in the middle of the optical waveguide 121 formed on the optical waveguide substrate 120.
  • the wavelength filter plate 123 transmits light of the first wavelength that is received and emitted by the light receiving element 125 and the light emitting element 126, and reflects light of other wavelengths.
  • Only the light of wavelength ⁇ 1 passes through the wavelength filter plate 123, and the light of other wavelengths is reflected by the wavelength filter plate 123 and guided to the reflection port 124.
  • the optical waveguide 121 is branched into two so as to be optically coupled to the light receiving element 125 and the light emitting element 126 at the end of the wavelength filter plate 123.
  • the light receiving element 125 and the light emitting element 126 are mounted on the optical waveguide substrate 120 such that the optical axes of the two branched optical waveguides 121 coincide with each other. Leakage light emitted from the light emitting element 126 and not incident on the optical waveguide 121 propagates through the optical waveguide 121 but is blocked at the light shielding groove 127, so that leakage light from the light emitting element 126 propagates to the reflection port 124. Can be prevented.
  • the above-mentioned conventional optical waveguide module has the following problems.
  • the relative positional accuracy between the optical axis of the light receiving element 107 and the optical axis of the optical waveguide 101 depends on the light receiving area 108 of the light receiving element 107 with respect to the outer shape of the light receiving element carrier 109.
  • Positional accuracy and light reception with optical waveguide substrate 100 fixed to ceramic substrate 111 It is determined by the positional accuracy of the element carrier 109.
  • the wavelength filter plate 102 needs to be accurately fixed so that the light transmitted from the optical waveguide 101 and transmitted through the filter film 103 is not blocked and the position of the opening 105 is matched with the light.
  • the optical waveguide module used for wavelength multiplex transmission must be assembled so that the optical axis deviation is small (error ⁇ 5 to about 10 xm).
  • At least three high-precision assembling steps (the step of attaching the light receiving element 107 to the light receiving element carrier 109 and the step of fixing the optical waveguide substrate 100 and the light receiving element carrier 109 to the ceramic substrate 111) And a step of attaching the wavelength filter plate 102 to the optical waveguide substrate 100), and therefore, an expensive high-precision assembly device is required.
  • two wiring forming steps (a step of forming electric wiring between the light receiving element 107 and the light receiving element carrier 109 and a step of forming electric wiring between the light receiving element carrier 109 and the ceramic substrate 111) are required. is there.
  • the edge-incident type light receiving element 125 is more expensive than a general plane-illuminated light-receiving element, and the types of usable products are extremely small at present.
  • the optical waveguides 100 and 121 and the light receiving elements 107 and 125 must be connected to each other unless the assembling step and the wiring forming step are completed.
  • the force at which the connection is appropriate, and whether or not (satisfies the desired performance) cannot be determined. Therefore, a general active alignment method, such as a general active alignment method, is required for the optical axis alignment process when assembling the optical module. That is, while emitting light from the optical waveguide to the light receiving element, a current is applied to the light receiving element, and while monitoring the optical coupling efficiency, the relative positions of the two are adjusted so that the light receiving element and the optical waveguide have the best positional relationship. There is a problem that a method of fixing the two after adjustment cannot be adopted. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a small-sized optical waveguide type module which is easy to mount and assemble and has low manufacturing cost.
  • the present invention relates to a wiring board having electric wiring formed on at least one surface, a light receiving element mounted on the wiring board such that a light receiving region faces the surface having the electric wiring formed thereon,
  • the base material of the wiring board transmits light of a wavelength received by the light receiving element.
  • a wavelength filter that reflects light other than the wavelength received by the light receiving element is disposed between the base material of the wiring board and the optical waveguide.
  • An opening larger than the outer shape of the core of the optical waveguide is formed at a position facing the light receiving region, and the end of the optical waveguide on the optical waveguide substrate and the light receiving region of the light receiving element are optically connected via a wavelength filter and the opening. Connected to The door and Features.
  • the light receiving element is mounted on the wiring board, and the wiring board is directly attached to the end face of the optical waveguide board. Therefore, as long as the relative positional relationship among the three members of the light receiving element, the wiring board, and the optical waveguide board is high, the mounting process of other components does not require much high precision. Therefore, compared with the conventional configuration in which the light receiving element and the optical waveguide substrate are independently mounted on the substrate, the number of steps requiring strict accuracy is reduced.
  • the wavelength filter may be in the form of a film formed on the surface of the wiring board opposite to the surface on which the light receiving element is mounted. In that case, the number of parts is small, the configuration is simple, and the mounting work is easy.
  • the wavelength filter may be in a plate shape disposed between the surface of the wiring substrate opposite to the surface on which the light receiving element is mounted and the optical waveguide substrate. In that case, it is generally manufactured and used without the need to prepare a special wiring board on which a film-like wavelength filter is formed.
  • the plate-shaped wavelength filter that is used can be arbitrarily selected and used, so that it is efficient, the production cost can be kept low, and it is practical.
  • the opening of the electric wiring is formed at a position facing the light receiving area over a wider range than the outer shape of the light receiving area.
  • the plate-shaped wavelength filter blocks light unnecessary to be received by the light receiving element.
  • An opening larger than the outer shape of the core of the optical waveguide may be formed at a position of the light shielding film facing the light receiving region of the light receiving element. According to this configuration, the relative positional accuracy in the step of attaching the light receiving element and the wiring board may be further reduced, so that the manufacturing is further facilitated and the manufacturing cost is reduced.
  • the opening of the electric wiring and the opening formed in the base material may communicate with each other to form a hole penetrating the wiring board. In this case, it is easier to manufacture the through hole than in the case where the opening is formed only in the electric wiring.
  • the wiring substrate may be formed using a flexible dielectric as a base material.
  • the wiring board is bent at a portion other than the portion where the light receiving element is mounted, and the surface of a part of the wiring board is substantially parallel to the optical axis of the optical waveguide.
  • such a configuration is often desired in which the optical axis of the optical waveguide is often parallel to the wiring board at the end of the optical module.
  • a flexible dielectric as the base material of the wiring board and bending the wiring board on which the optical element is mounted halfway, the optical axis of the optical waveguide and the wiring board at the end of the optical module are parallel. Configuration can be realized.
  • flexible wiring boards based on polymers and the like are widely used in many electronic devices and are very inexpensive boards. By using such wiring boards, inexpensive modules have been realized. There are also benefits.
  • the integrated circuit chip may be mounted on the wiring board in the vicinity of the light receiving element.
  • a flexible wiring board based on a polymer or the like is suitable for mounting such an integrated circuit.
  • the number of steps requiring strictly high-precision assembly can be reduced as compared with the related art, and the wiring step for the light receiving element is not required. Therefore, the manufacturing is simple and the manufacturing cost can be reduced. Also, since the wiring substrate is directly fixed to the optical waveguide substrate, expensive ceramics are used. The components such as the backing substrate and the light receiving element carrier are not required, and the manufacturing cost can be reduced because the number of components is small. Further, in the optical waveguide module of the present invention, a general and inexpensive planar incident type light receiving element can be used. Since an expensive optical waveguide substrate does not require a space for mounting a light receiving element, the cost can be reduced by reducing the size of the optical waveguide substrate used.
  • the optical waveguide module of the present invention electric wiring is completed when the light receiving element is mounted on the wiring board. Therefore, before bonding to the optical waveguide board, the characteristic inspection of the light receiving element is performed to eliminate defective products. can do. Therefore, since only a good light receiving element needs to be joined to the optical waveguide substrate, the expensive optical waveguide substrate can be effectively used without wasting. Furthermore, since the active alignment method can be used as a method for matching the optical axis of the optical waveguide with the optical axis of the light receiving element, it is possible to improve the optical coupling efficiency.
  • the optical waveguide substrate and the wiring substrate can be fixed to the same substrate, and a simple optical module structure can be realized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a first conventional example of an optical waveguide module.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a second conventional example of an optical waveguide module.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an optical waveguide module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of an example in which the optical waveguide module shown in FIG. 3 is applied to a transmission / reception module.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an optical waveguide module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the optical waveguide module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an optical waveguide module according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing an optical waveguide module according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an optical coupling structure between an optical waveguide and a light receiving element of the optical waveguide module according to the first embodiment of the present invention, which is cut along a plane passing through an optical axis of a core of the optical waveguide. It is sectional drawing.
  • a wiring board 7 having a thickness of 50 ⁇ m is composed of a base 5, surface electric wiring 4, and a filter film (film-like wavelength filter) 6.
  • the base material 5 has a property of transmitting light having a wavelength ⁇ ⁇ (for example, 1.55 zm) received by the light receiving element 9.
  • the filter film 6 is formed on the back side of the surface electrical wiring 4, and has a property of transmitting light of wavelength ⁇ 1 received by the light receiving element 9 and reflecting light of other wavelengths.
  • the surface electrical wiring 4 is formed with an opening 8 having a diameter of 100 zm which is larger than the core 3 of the optical waveguide.
  • a plane-incidence type light receiving element 9 is mounted on the surface electric wiring 4 by flip-chip mounting using gold stud bumps 11 having a height of about 20 zm.
  • the light receiving area 10 of the light receiving element 9 faces the wiring board 7.
  • the mounting accuracy of the light receiving element 9 with respect to the wiring board 7 is such that the light receiving area 10 of the light receiving element 9 having a diameter of 80 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ falls within the range of the opening 8 having a diameter of 100 / im, specifically, an error of about ⁇ 10 ⁇ . Is good.
  • the surface of the wiring substrate 7 on the filter film 8 side is fixed to the end surface of the optical waveguide substrate 1 with a resin 12.
  • the optical axis of the core 3 of the optical waveguide 2 coincides with the center of the light receiving area 10 of the light receiving element 9 with an error of ⁇ 5 to: 10 / im.
  • the base material 5 of the wiring board 7 is made of a flexible material such as a polymer. Therefore, as shown in FIG. 3, the mounting portion of the light receiving element 9 of the wiring board 7 is fixed to the end face of the optical waveguide board 1 by the resin 12 as described above, and the bent portion 13 is bent substantially at a right angle.
  • the substrate region 16 of 7 is fixed together with the optical waveguide substrate 1 on the substrate 14 by the resin 15.
  • a signal amplification IC (integrated circuit chip) 17 for amplifying a light receiving signal of the light receiving element 9 is mounted on the substrate region 16 by using a bump 18.
  • the light receiving element 9 is fixed to the wiring board 7 by the bumps 11, and then the wiring board 7 and the optical waveguide board 1 are aligned and fixed to each other. At this time, a current is caused to flow through the light receiving element 9 while emitting light from the optical waveguide 2 to the light receiving element 9, and while monitoring the optical coupling efficiency, both light receiving elements 9 and the optical waveguide 2 are placed in the best positional relationship.
  • the wiring substrate 7 is , A so-called active alignment method. Therefore, the positioning and fixing of the light receiving element 9 and the optical waveguide 2 can be performed easily and with high precision.
  • the light receiving element 9 can be fixed to the wiring board 7 after the wiring board 7 and the optical waveguide board 1 are aligned and fixed.
  • connection with other members is performed immediately and the connection to the substrate region 16 of a component such as the signal amplification IC 17 starts. Can be easily and reliably mounted.
  • the mounting position of the signal amplification IC 17 may be a position parallel to the light receiving element 9 (a position facing the end face of the optical waveguide substrate 1). In that case, by bringing the signal amplification IC 17 close to the light receiving element 9, even a weak electric output signal of the light receiving element can be transmitted to the signal amplifier IC 17 and amplified.
  • the mounting of the signal amplification IC 17 may be performed before fixing the substrate region 16 to the substrate 14 or may be performed after fixing the substrate region 16 to the substrate 14.
  • the number of assembling steps for forming an optical coupling structure between the optical waveguide 2 and the light receiving element 9 can be reduced as compared with the related art, and in particular, the number of assembling steps requiring high accuracy is reduced. Become. Therefore, manufacturing becomes very easy. Specifically, as long as the relative positional relationship among the three members of the light receiving element 9, the wiring substrate 7, and the optical waveguide substrate 1 is high, not so high accuracy is required for the mounting process of other components.
  • the light receiving element 107 and the optical waveguide substrate 100 are independently mounted on the substrate 111, and the relative positional relationship between the light receiving element 107, the light receiving element carrier 109, the optical waveguide substrate 100, and the substrate 111 is determined. Each must have high precision. In this embodiment, the number of steps requiring strict accuracy is reduced as compared with the conventional configuration.
  • the number of components that does not require the provision of a wavelength filter plate separately from the wiring board is reduced as compared with the conventional case. Furthermore, it is not necessary to use expensive materials (ceramics, etc.) that were required in the past for higher precision, and materials that are cheaper than before can be used. Therefore, manufacturing costs can be reduced.
  • a general and inexpensive light-receiving element 9 of a plane incidence type can be used.
  • the cost can be reduced by reducing the size of the optical waveguide substrate 1 to be used.
  • FIG. 4 shows a case where the optical coupling structure between the optical waveguide and the light receiving element of the optical waveguide module according to the first embodiment of the present invention is applied to an optical waveguide type transmission / reception module used for wavelength division multiplexing transmission. It is a top view of the example which did.
  • two optical waveguides 2 for the transmission port 20 and the common port 21 are formed on the optical waveguide substrate 1.
  • the two optical waveguides 2 intersect with each other at an end on the light receiving element 9 side at an angle of 10 ° to 30 °.
  • a light emitting element 19 and an optical fiber 22 are mounted on an end of the optical waveguide substrate 1 opposite to the light receiving element 9 side.
  • the optical axis of the core 3 of the optical waveguide 2 for the transmission port 20 and the optical axis of the light emitting element 19 coincide with an error of about ⁇ 1 ⁇ m.
  • the optical axis of the core 3 of the optical waveguide 2 for the common port 21 and the optical axis of the optical fiber 22 coincide with an error of about ⁇ 2 ⁇ m.
  • the light having a wavelength of 1 2 (for example, 1.3 zm) emitted from the light emitting element 19 propagates through the optical waveguide 2 for the transmission port 20 and is reflected by the filter film 6, and further, the optical waveguide for the common port 21.
  • the light propagates through the waveguide 2 and is guided to the optical fiber 22 and transmitted to the outside of the optical waveguide module.
  • light of wavelength 1 transmitted from the outside by the optical fiber 22 propagates through the optical waveguide 2 for the common port 21, passes through the filter film 6, and is guided to the light receiving region 10 of the light receiving element 9.
  • the light emitted from the light emitting element 19 includes a small amount of light having the wavelength ⁇ 1, and propagates through the optical waveguide 2 for the transmission port 20 and passes through the filter film 6.
  • the optical axis of the optical waveguide 2 for the transmission port 20 and the optical axis of the optical waveguide 2 for the common port 21 are mutually 10.
  • the center of the light receiving area 10 of the light receiving element 9 and the opening 8 are arranged so as to face the optical axis of the optical waveguide 2 for the common port 21. Therefore, light transmitted through the filter film 6 from the optical waveguide 2 for the transmission port 20 is blocked by the surface electric wiring 4 and does not enter the light receiving region 10. Further, unnecessary light that is irregularly reflected in the optical waveguide module is also blocked by the surface electrical wiring 4 and is prevented from entering the light receiving element 9.
  • FIG. 5 is a diagram showing an optical coupling structure between an optical waveguide and a light receiving element of the optical waveguide module according to the second embodiment of the present invention, which is cut along a plane passing through an optical axis of a core of the optical waveguide. It is sectional drawing.
  • a wiring board 32 having a thickness of 50 ⁇ m is composed of a base material 31 and surface electric wiring 30. It is made.
  • the base material 31 has transparency to light having a wavelength ⁇ (for example, 1.55 / im) received by the light receiving element 9.
  • An opening 33 having a diameter of 100 ⁇ larger than the core 3 of the optical waveguide 2 is formed in the surface electric wiring 30 of the wiring board 32.
  • a plane-incidence type light receiving element 9 is flip-chip mounted on the surface electric wiring 30 by using a gold stud bump 11 having a height of about 20 zm.
  • the light receiving area 10 of the light receiving element 9 faces the wiring board 32.
  • the mounting accuracy of the light receiving element 9 with respect to the wiring board 32 is such that the light receiving area 10 of the light receiving element 9 having a diameter of 80 ⁇ m falls within the range of the opening 33 having a diameter of 100 ⁇ m, specifically, an error of about ⁇ 10 zm. good.
  • a wavelength filter plate (plate-like wavelength filter) 34 having a filter film 35 is fixed to an end face of the optical waveguide substrate 1 with a resin 36.
  • the filter film 35 has a characteristic of transmitting light of wavelength 11 received by the light receiving element 9 and reflecting light of other wavelengths.
  • the surface of the wiring board 32 opposite to the surface on which the light receiving element 9 is mounted is fixed to the wavelength filter plate 34 by a resin 37.
  • the optical axis of the core 3 of the optical waveguide 2 coincides with the center of the light receiving region 10 of the light receiving element 9 with an error of ⁇ 5 to: 10 / im.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
  • the number of assembling steps for configuring the optical coupling structure between the optical waveguide 2 and the light receiving element 9 is not much different from the conventional one. However, it is not necessary to fix the wavelength filter plate 34 to the waveguide substrate 1 with high accuracy. Further, for the same reason as in the first embodiment, it is possible to reduce the number of steps requiring high-precision assembly. They reduce manufacturing costs.
  • the wavelength filter plate 34 that has been generally manufactured and used can be arbitrarily selected and used, so that it is efficient, the manufacturing cost can be reduced, and It is a target.
  • FIG. 6 shows a modification of the second embodiment.
  • a double-sided wiring board 39 including a base 31, a front surface electrical wiring 30, and a back wiring board 38 may be used, and the back wiring board 38 may be provided with a pinhole 38a.
  • FIG. 7 is a diagram showing an optical coupling structure between an optical waveguide and a light receiving element of an optical waveguide module according to a third embodiment of the present invention, which is cut along a plane passing through an optical axis of a core of the optical waveguide. It is sectional drawing.
  • a wiring board 42 having a thickness of 50 ⁇ m is composed of a base material 41 and surface electric wiring 40. It is made.
  • the base material 41 has transparency for light of a wavelength ⁇ (for example, 1.55 / im) received by the light receiving element 9.
  • the plane-illuminated light receiving element 9 is flip-chip mounted on the surface electric wiring 40 by using gold stud bumps 11 having a height of about 20 am.
  • the light receiving area 10 of the light receiving element 9 faces the wiring board 42.
  • the mounting accuracy of the light receiving element 9 with respect to the wiring board 42 may be such that the light receiving area 10 having a diameter of 80 zm of the light receiving element 9 falls within the range of the opening 43 having a diameter of 200 zm, specifically, an error of about ⁇ 60 xm.
  • a wavelength filter plate (plate-like wavelength filter) 44 having a filter film 45 and a light-shielding film 46 is fixed to an end face of the optical waveguide substrate 1 with a resin 48.
  • the finole film 45 has the property of transmitting light of wavelength ⁇ 1 received by the light receiving element 9 and reflecting light of other wavelengths.
  • an opening 47 having a diameter of 100 zm larger than the core 3 of the optical waveguide is formed.
  • the surface of the wiring board 42 opposite to the surface on which the light receiving element 9 is mounted is fixed to the wavelength filter plate 44 by a resin 49.
  • the optical axis of the core 3 of the optical waveguide coincides with the center of the light receiving region 10 of the light receiving element 9 with an error of ⁇ 5 to: 10 / im. Note that other configurations are the same as those of the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted.
  • the number of assembly steps for forming an optical coupling structure between the optical waveguide and the light receiving element is not much different from the conventional one. However, it is not necessary to fix the light receiving element 9 to the wiring board 42 with high accuracy. Further, for the same reason as in the first embodiment, it is possible to reduce the number of steps requiring high-precision assembly. They reduce manufacturing costs.
  • FIG. 8 is a diagram showing an optical coupling structure between an optical waveguide and a light receiving element of an optical waveguide module according to a fourth embodiment of the present invention, which is cut along a plane passing through an optical axis of a core of the optical waveguide. It is sectional drawing.
  • a wiring board 52 having a thickness of 50 ⁇ m is composed of the base material 51 and the surface electric wiring 50.
  • the base material 41 has a light shielding property for light having a wavelength ⁇ ⁇ (for example, 1.55 zm) received by the light receiving element 9.
  • a through hole 53 having a diameter of 100 zm larger than the core 3 of the optical waveguide is formed.
  • the through-hole 53 is formed by communication between an opening provided in the surface electric wiring 50 and an opening provided in the base material 51.
  • the mounting accuracy of the light receiving element 9 with respect to the wiring board 52 may be such that the light receiving area 10 having a diameter of 80 zm of the light receiving element 9 falls within the range of the through hole 53 having a diameter of 100 zm, specifically, an error of about ⁇ 10 zm.
  • a wavelength filter plate (plate-shaped wavelength filter) 54 having a filter film 55 is fixed to an end surface of the optical waveguide substrate 1 with a resin 56.
  • the filter film 55 has a characteristic of transmitting light of wavelength 11 received by the light receiving element 9 and reflecting light of other wavelengths.
  • the surface of the wiring board 52 opposite to the surface on which the light receiving element 9 is mounted is fixed to the wavelength filter plate 54 by a resin 57.
  • the optical axis of the core 3 of the optical waveguide coincides with the center of the light receiving region 10 of the light receiving element 9 with an error of ⁇ 5 to: 10 zm.
  • the number of assembling steps for forming an optical coupling structure between the optical waveguide 2 and the light receiving element 9 is not much different from the conventional one.
  • the through hole 53 is relatively large, it is not necessary to fix the wavelength filter plate 54 to the waveguide substrate 1 with high accuracy. Further, for the same reason as in the first embodiment, it is possible to reduce the number of steps requiring high-precision assembly. As a result, manufacturing costs are reduced.

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Abstract

　光導波路型モジュールが、配線基板７と、この配線基板７を挟んで両側に位置する受光素子９および光導波路基板１とを有する。配線基板７は、受光素子９に受光される波長の光に対する透過性を有する基材５と、基材５の表面の表面電気配線４と、基材５の裏面の、受光素子９に受光される波長のみを透過してそれ以外の波長の光は反射するフィルタ膜６とから構成されている。表面電気配線４には、光導波路２のコア３よりも大きい開口８が形成されている。受光素子９は表面電気配線４上に、バンブ１１を用いてフリップチップ実装されており、この受光素子９の受光領域１０が配線基板７に対向している。配線基板７のフィルタ膜８側の面は、光導波路基板１の端面に樹脂１２によって固定されている。光導波路２のコア３の光軸が受光素子９の受光領域１０の中心と誤差±５～１０μｍの精度で一致している。

Description

明 細 書
光導波路型モジュール
技術分野
[0001] 本発明は、光通信、特に波長多重伝送に用いられる光導波路型モジュールに関す る。
背景技術
[0002] 近年、光通信システムの適用領域の拡大に伴い、光モジュールの小型化と低価格 化が望まれている。特に、加入者系の光通信システム、すなわち通信事業者の局と ユーザ宅との接続に光ファイバを用いたシステム（「光アクセスシステム」、 「FTTH (Fi ber To The Home)」とも言う）においては、 1本の光ファイバに 2つの波長を用いること により双方向光通信を実現する波長多重通信が望まれている。そのため、この通信 システムに必要な波長多重光送受信モジュールの小型化と低価格化が重要な課題 となっている。このような背景から、小型化と低価格化が可能な構造として、光導波路 型モジュールが検討されて実用化されてきた。
[0003] 以下、光導波路型モジュールの従来例について説明する。
[0004] 図 1に、光導波路型モジュールの第 1の従来例の構造を示す (例えば、特開 2001 _ 133666号公報および特開 2001— 305365号公報に開示されてレ、る）。光導波 路 101が形成されている光導波路基板 100の、受光素子 107側の端面に、フィルタ 膜 103と遮光膜 104を有する波長フィルタ板 102が、樹脂 106によって固定されてい る。フィルタ膜 103は、受光素子 107に受光される波長の光を透過し、それ以外の波 長の光を反射する。波長フィルタ板 102の遮光膜 104には、受光素子 107に受光さ れる光が透過する開口 105がある。波長フィルタ板 102は、光導波路 101の光軸と開 口 105がー致するように、光導波路基板 100に対して位置決めされている。この光導 波路基板 100はセラミック基板 111に半田 112で固定されてレ、る。受光素子 107は 受光素子キャリア 109に半田 110で接合されている。受光素子キャリア 109はセラミツ ク基板 111に半田 113で接合されている。この光導波路型モジュールでは、受光素 子キャリア 109の外形に対する受光素子 107の受光領域 108の位置精度と、セラミツ ク基板 111に接合された光導波路基板 100と受光素子キャリア 109の相対的な位置 精度により、光導波路 101の光軸と受光素子 107の光軸の相対的な位置精度が決 まる。
[0005] 光導波路基板 100には発光素子（図示せず）が実装されてレ、る。発光素子は、受 光素子 107に受光される波長とは異なる波長の光を発光して光導波路 101を伝搬さ せる。発光素子から出射されて光導波路 101を伝搬した光は、波長フィルタ板 102の フィルタ膜 103でほとんど反射される。したがって、受光素子 107に入射する不要光 を小さく抑えることができる。さらに、発光素子から出射されて光導波路 101に入射し なかった漏れ光が光導波路基板 100を伝搬してフィルタ膜 103を透過することにより 生じる僅かな不要光も、遮光膜 104で遮断されて、受光素子 107へ伝搬するのを防 ぐことができる。
[0006] 図 2に、光導波路型モジュールの第 2の従来例の構造を示す (例えば、特開平 10
54917号公報に開示されてレ、る）。光導波路基板 120に形成されてレ、る光導波路 121の途中に、波長フィルタ板 123が挿入されている。波長フィルタ板 123は、受光 素子 125と発光素子 126が受光および発光する波長え 1の光を透過し、それ以外の 波長の光を反射する。共通ポート 122を伝搬する複数の波長の光のうち、波長 λ 1の 光のみが波長フィルタ板 123を透過し、それ以外の波長の光は波長フィルタ板 123 で反射されて反射ポート 124へ導かれる。光導波路 121は波長フィルタ板 123の先 で受光素子 125および発光素子 126とそれぞれ光結合するように 2つに分岐してい る。受光素子 125と発光素子 126は 2つに分岐した各光導波路 121と光軸が一致す るように、光導波路基板 120に実装されている。発光素子 126から出射されて光導波 路 121に入射しなかった漏れ光は、光導波路 121を伝搬するが遮光溝 127の部分 で遮断されるため、発光素子 126の漏れ光が反射ポート 124へ伝搬するのを防ぐこ とができる。
[0007] 前記した従来の光導波路型モジュールには以下の問題点がある。
[0008] 第 1の従来例では、前記した通り、受光素子 107の光軸と光導波路 101の光軸の 相対的な位置精度は、受光素子キャリア 109の外形に対する受光素子 107の受光 領域 108の位置精度と、セラミック基板 111に固定された光導波路基板 100と受光 素子キャリア 109の位置精度により決まる。そして、波長フィルタ板 102は、光導波路 101からフィルタ膜 103を透過して放出される光を遮断しないように、その光と開口 1 05の位置を一致させるように精度良く固定する必要がある。波長多重伝送に用いら れる光導波路型モジュールでは、光軸ずれが小さく（誤差 ± 5〜： 10 x m程度に）なる ように組み立てなければならなレ、。例えば図 1に示す構成では、少なくとも 3つの高精 度の組立工程 (受光素子キャリア 109に対して受光素子 107を取り付ける工程と、光 導波路基板 100および受光素子キャリア 109をセラミック基板 111に固定する工程と 、光導波路基板 100に対して波長フィルタ板 102を取り付ける工程）が必要であり、 そのために、高価な高精度組立装置が必要である。さらに、 2つの配線形成工程 (受 光素子 107と受光素子キャリア 109の間の電気配線を形成する工程と、受光素子キ ャリア 109とセラミック基板 111の間の電気配線を形成する工程）が必要である。この ように、第 1の従来例の構成を製造するためには、多くの高精度の組立工程が必要 であるため、製造コストが高く歩留まり向上が難しい。また、高精度の組立を実現する ためには、受光素子キャリア 109やセラミック基板 111の材料として、機械強度に優 れ熱変形が小さいセラミックなどを使用する必要があり、寸法精度を誤差 ± l /i m程 度に抑える必要があり、製造コストはさらに高くなる。
[0009] 第 2の従来例では、端面入射型の受光素子 125を使用する必要がある。端面入射 型の受光素子 125は、一般的な平面入射型の受光素子と比較して高価であり、使用 可能な製品の種類が現状では極めて少ない。さらに、光導波路 121の光軸と受光素 子 125の光軸の誤差が ± 1 μ m程度になるように受光素子 125を実装する必要があ り、そのために、非常に高価な高精度実装装置が必要である。また、光導波路型モ ジュールの種類によっては、高価な光導波路基板 120に、発光素子 126を実装する 場所と受光素子 125を実装する場所とをそれぞれ別個に設ける必要がある。その場 合、 1枚の基板から製作できる光導波路基板 120の数量が減り、より高価になる。
[0010] さらに、第 1の従来例と第 2の従来例のいずれにおいても、組立工程および配線形 成工程が完了した後でなければ、光導波路 100, 121と受光素子 107， 125との光 結合が適切である力、 (所望の性能を満たすか)否かが判定できなレ、。従って、光モジ ユールの組立時の光軸合わせ工程にぉレ、て一般的なアクティブァライメント法、すな わち、光導波路から受光素子へ光を出射しつつ受光素子に電流を流し、光結合効 率をモニタしながら、受光素子と光導波路が最良の位置関係になるように両者の相 対位置を調整してから、両者を固定する方法が採用できないという問題がある。 発明の開示
[0011] 本発明の目的は、前記した課題を解決し、構造が簡単で実装組立が容易な、小型 で製造コストの低い光導波路型モジュールを提供することにある。
[0012] 本発明は、少なくとも一方の面に電気配線が形成された配線基板と、電気配線が 形成された面に受光領域が対向するように配線基板に実装されている受光素子と、 配線基板を挟んで受光素子の反対側に位置する、光導波路が形成された光導波路 基板とを有する光導波路型モジュールにおいて、配線基板の基材は、受光素子によ り受光される波長の光に対する透過性を有しており、配線基板の基材と光導波路と の間に、受光素子により受光される波長以外の光を反射する波長フィルタが配置さ れており、電気配線には、受光素子の受光領域と対向する位置に、光導波路のコア の外形よりも大きい開口が形成されており、光導波路基板の光導波路の端部と受光 素子の受光領域が、波長フィルタおよび開口を介して光学的に結合していることを特 徴とする。
[0013] この光導波路型モジュールによると、受光素子が配線基板に実装され、その配線 基板が光導波路基板の端面に直接取り付けられている。従って、受光素子と配線基 板と光導波路基板の 3部材の相対位置関係さえ高精度であれば、その他の部品の 取付工程にはさほど高精度は要求されない。そのため、受光素子と光導波路基板が それぞれ独立して基板上に取り付けられる従来の構成と比べると、厳密な精度を要 求される工程が少なくなる。
[0014] 波長フィルタは、配線基板の、受光素子を実装した面と反対側の面に形成されてい る膜状であってもよレ、。その場合、部品数が少なく構成が簡単で、取り付け作業が容 易である。
[0015] また、波長フィルタは、配線基板の、受光素子を実装した面と反対側の面と、光導 波路基板との間に配置されている板状であってもよい。その場合、膜状の波長フィル タが形成された特別な配線基板を用意する必要がなぐ一般的に製造されて使用さ れている板状の波長フィルタを任意に選択して利用することができ、効率的で製造コ ストを低く抑えられ、実用的である。そして、電気配線の開口は、受光領域と対向する 位置に、受光領域の外形よりも広い範囲に亘つて形成されており、板状の波長フィル タは、受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光膜を有し、遮光膜の受光素子の 受光領域と対向する位置に、光導波路のコアの外形よりも大きい開口が形成されて レ、る構成であってもよい。この構成によると、受光素子と配線基板の取付工程におけ る相対位置精度をさらに低くしても構わないため、製造がさらに容易になり、製造コス トを低く抑えられる。
[0016] 電気配線の開口と基材に形成されている開口とが連通して、配線基板を貫通する 穴が構成されていてもよい。その場合、電気配線のみに開口を形成する場合に比べ ると、貫通穴の製造が容易である。
[0017] 配線基板はフレキシブルな誘電体を基材として形成されていてもよい。その場合、 配線基板は受光素子が実装されている部分以外の個所で曲げられ、配線基板の一 部の表面が光導波路の光軸と実質的に平行であることが好ましい。一般の光モジュ ールでは、光導波路の光軸と光モジュールの末端における配線基板とが平行な構 成が多ぐこのような構成が望まれる場合が多い。それに対して、配線基板の基材と してフレキシブルな誘電体を用い、光学素子を実装した配線基板を途中で曲げるこ とにより、光導波路の光軸と光モジュールの末端における配線基板が平行な構成が 実現できる。特に、ポリマなどを基材とするフレキシブルな配線基板は、多くの電子機 器で広く使われており、非常に安価な基板であり、このような配線基板を用いることに よって安価なモジュールを実現できるメリットもある。
[0018] さらに、配線基板上に集積回路チップを受光素子に近接して実装していてもよい。
受光素子の電気出力信号は非常に微弱であるため、信号を増幅する集積回路をで きるだけ受光素子に近接して実装することが好ましレ、。ポリマなどを基材とするフレキ シブルな配線基板は、このような集積回路を実装するのにも適している。
[0019] 本発明によると、厳密に高精度の組立が必要な工程を従来よりも減らすことが可能 で、かつ受光素子に対する配線工程が不要になる。従って、製造が簡単で製造コス トが低減できる。また、配線基板を光導波路基板に直接固定するため、高価なセラミ ック基板ゃ受光素子キャリアなどの部品が不要になり、部品点数が少なぐ製造コスト を抑制することができる。また、本発明の光導波路型モジュールでは、一般的で安価 な平面入射型の受光素子を使用可能である。高価な光導波路基板には、受光素子 を実装するためのスペースが不要であるため、使用する光導波路基板を小さくしてコ ストの低減が図れる。
[0020] 本発明の光導波路型モジュールは、配線基板に受光素子を実装した段階で電気 配線も完了するため、光導波路基板に接合する前に受光素子の特性検査を実施し て不良品を排除することができる。従って、良品の受光素子のみを光導波路基板に 接合すればよいので、高価な光導波路基板を無駄に廃棄することなく有効に使用す ることができる。さらに、光導波路の光軸と受光素子の光軸を一致させる工法として、 アクティブァライメント法が利用できるため、光結合効率を向上させることが可能にな る。
[0021] さらに、ポリマなどのフレキシブルな基材を有する配線基板を用いることで、光導波 路基板と配線基板を同じ基板に固定でき、簡便な光モジュール構造が実現できる。 また、受光信号を増幅する集積回路チップを受光素子に近接して実装することが容 易であり、性能向上が可能になる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]光導波路型モジュールの第 1の従来例の構造を示す断面図である。
[図 2]光導波路型モジュールの第 2の従来例の構造を示す斜視図である。
[図 3]本発明の第 1の実施形態の光導波路型モジュールを示す断面図である。
[図 4]図 3に示す光導波路型モジュールを送受信モジュールに適用した例の平面図 である。
[図 5]本発明の第 2の実施形態の光導波路型モジュールを示す断面図である。
[図 6]本発明の第 2の実施形態の光導波路型モジュールの変形例を示す断面図であ る。
[図 7]本発明の第 3の実施形態の光導波路型モジュールを示す断面図である。
[図 8]本発明の第 4の実施形態の光導波路型モジュールを示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態 [0023] 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[0024] 図 3は、本発明の第 1の実施形態の光導波路型モジュールの光導波路と受光素子 との光結合構造を示す図であり、光導波路のコアの光軸を通る面で切断した断面図 である。
[0025] 本実施形態では、厚さ 50 μ mの配線基板 7が、基材 5と表面電気配線 4とフィルタ 膜 (膜状の波長フィルタ） 6から構成されている。基材 5は、受光素子 9に受光される波 長 λ ΐ (例えば 1. 55 z m)の光に対する透過性を有している。フィルタ膜 6は表面電 気配線 4の裏側に成膜されており、受光素子 9に受光される波長 λ 1の光は透過し、 それ以外の波長の光は反射する特性を有している。表面電気配線 4には、光導波路 のコア 3よりも大きい直径 100 z mの開口 8が形成されている。平面入射型の受光素 子 9が、表面電気配線 4上に、高さ 20 z m程度の金スタッドバンプ 11を用いてフリツ プチップ実装されている。この受光素子 9の受光領域 10が配線基板 7に対向してい る。受光素子 9の配線基板 7に対する実装精度は、受光素子 9の直径 80 μ ΐηの受光 領域 10が、直径 100 /i mの開口 8の範囲内に入る程度、具体的には誤差 ± 10 μ ΐη 程度で良い。配線基板 7のフィルタ膜 8側の面は、光導波路基板 1の端面に樹脂 12 によって固定されている。そして、光導波路 2のコア 3の光軸が、受光素子 9の受光領 域 10の中心と、誤差 ± 5〜： 10 /i mの精度で一致している。
[0026] さらに本実施形態では、配線基板 7の基材 5が、ポリマなどのフレキシブルな材料か らなる。そのため、図 3に示すように、前記の通り配線基板 7の受光素子 9搭載部分が 光導波路基板 1の端面に樹脂 12によって固定され、曲げ部 13がほぼ直角に屈曲さ せられて、配線基板 7の基板領域 16が、光導波路基板 1とともに基板 14上に樹脂 15 によって固定されている。基板領域 16には、受光素子 9の受光信号を増幅する信号 増幅 IC (集積回路チップ） 17が、バンプ 18を用レ、て実装されてレ、る。
[0027] この光導波路型モジュールの製造時には、受光素子 9をバンプ 11によって配線基 板 7に固定した後に、配線基板 7と光導波路基板 1とを位置合わせして互いに固定す る。その際に、光導波路 2から受光素子 9へ光を出射しつつ受光素子 9に電流を流し 、光結合効率をモニタしながら、受光素子 9と光導波路 2が最良の位置関係になるよ うに両者の相対位置を調整してから、樹脂 12を用いて配線基板 7を光導波路基板 1 に固定する、いわゆるアクティブァライメント法を行うことができる。したがって、容易か つ高精度に受光素子 9と光導波路 2の位置合わせおよび固定が行える。ただし、配 線基板 7と光導波路基板 1とを位置合わせして固定した後に、受光素子 9を配線基板 7に固定することもできる。
[0028] 本実施形態では、光導波路 2の光軸と配線基板 7の基板領域 16が平行であるため 、他部材との接続が行いやすぐまた、信号増幅 IC17などの部品の基板領域 16へ の実装が容易かつ信頼性高く行える。
[0029] ただし、図示しないが、信号増幅 IC17の実装位置は、受光素子 9と平行な位置（光 導波路基板 1の端面に対向する位置）であってもかまわなレ、。その場合には、信号増 幅 IC17を受光素子 9に近接させることによって、受光素子の微弱な電気出力信号で あっても信号増幅 IC17に良好に伝達させて増幅することができる。
[0030] なお、信号増幅 IC17の実装は、基板領域 16を基板 14に固定する前に行っても、 基板領域 16を基板 14に固定した後に行ってもよい。
[0031] 本実施形態では、光導波路 2と受光素子 9との光結合構造を構成するための組立 工程数を従来よりも減らすことができ、特に、高い精度が要求される組立工程が少な くなる。従って、製造が非常に容易になる。具体的には、受光素子 9と配線基板 7と光 導波路基板 1の 3部材の相対位置関係さえ高精度であれば、その他の部品の取付 工程にはさほど高精度は要求されない。図 1に示す従来の構成では、受光素子 107 と光導波路基板 100がそれぞれ独立して基板 111上に取り付けられ、受光素子 107 と受光素子キャリア 109と光導波路基板 100と基板 111の相対位置関係がそれぞれ 高精度でなければならない。この従来の構成に比べると、本実施形態では、厳密な 精度を要求される工程が少なくなる。
[0032] また、配線基板と別に波長フィルタ板を設ける必要がなぐ部品点数が従来より少 なくなる。さらに、高精度化のために従来は必要であった高価な材料 (セラミック等）を 用いる必要がなくなり、従来よりも安価な材料が使用できる。従って、製造コストが低 減できる。
[0033] 本実施形態では、一般的で安価な平面入射型の受光素子 9を使用可能である。そ れによって、高価な光導波路基板 1には、受光素子 9を実装するためのスペースが不 要であるため、使用する光導波路基板 1を小さくしてコストの低減が図れる。
[0034] 図 4は、前記した本発明の第 1の実施形態の光導波路型モジュールの光導波路と 受光素子との光結合構造を、波長多重伝送に用いられる光導波路型送受信モジュ ールに適用した例の平面図である。
[0035] この例では、光導波路基板 1に送信ポート 20用と共通ポート 21用の 2つの光導波 路 2が形成されている。 2つの光導波路 2は、受光素子 9側の端部で互いに 10° 〜3 0° の角度をなすように交差している。光導波路基板 1の、受光素子 9側と反対側の 端部には、発光素子 19と光ファイバ 22が実装されている。送信ポート 20用の光導波 路 2のコア 3の光軸と発光素子 19の光軸は、誤差 ± 1 μ m程度の精度で一致してい る。共通ポート 21用の光導波路 2のコア 3の光軸と光ファイバ 22の光軸は、誤差 ± 2 μ m程度の精度で一致している。発光素子 19から出射される波長; 1 2 (例えば 1. 3 z m)の光は、送信ポート 20用の光導波路 2を伝搬してフィルタ膜 6で反射され、さら に、共通ポート 21用の光導波路 2を伝搬して、光ファイバ 22に導かれ光導波路型モ ジュールの外部へ伝送される。一方、光ファイバ 22により外部から伝送される波長え 1の光は、共通ポート 21用の光導波路 2を伝搬して、フィルタ膜 6を透過して受光素 子 9の受光領域 10へ導かれる。
[0036] 発光素子 19から放出される光には、僅かではあるが波長 λ 1の光も含まれており、 送信ポート 20用の光導波路 2を伝搬してフィルタ膜 6を透過してしまう。しかし、送信 ポート 20用の光導波路 2の光軸と共通ポート 21用の光導波路 2の光軸は互いに 10 。 〜30° の角度をなしており、受光素子 9の受光領域 10の中心と開口 8は、共通ポ ート 21用の光導波路 2の光軸に対向するように配置されている。従って、送信ポート 20用の光導波路 2からフィルタ膜 6を透過した光は表面電気配線 4で遮断され、受光 領域 10に入射することはなレ、。さらに、光導波路型モジュール内を乱反射している不 要光も、表面電気配線 4で遮断され、受光素子 9への入射は防止されている。
[0037] 図 5は、本発明の第 2の実施形態の光導波路型モジュールの光導波路と受光素子 との光結合構造を示す図であり、光導波路のコアの光軸を通る面で切断した断面図 である。
[0038] 本実施形態では、厚さ 50 μ mの配線基板 32が、基材 31と表面電気配線 30から構 成されている。基材 31は、受光素子 9に受光される波長 λ ΐ (例えば 1. 55 /i m)の光 に対する透過性を有している。配線基板 32の表面電気配線 30には、光導波路 2の コア 3よりも大きい直径 100 μ ΐηの開口 33が形成されている。そして、平面入射型の 受光素子 9が、表面電気配線 30上に、高さ 20 z m程度の金スタッドバンプ 11を用い てフリップチップ実装されている。この受光素子 9の受光領域 10が配線基板 32に対 向している。受光素子 9の配線基板 32に対する実装精度は、受光素子 9の直径 80 μ mの受光領域 10が直径 100 μ mの開口 33の範囲内に入る程度、具体的には誤 差 ± 10 z m程度で良い。光導波路基板 1の端面には、フィルタ膜 35を有する波長フ ィルタ板（板状の波長フィルタ） 34が樹脂 36によって固定されている。フィルタ膜 35 は、受光素子 9に受光される波長; 1 1の光は透過し、それ以外の波長の光は反射す る特性を有している。配線基板 32の、受光素子 9を実装した面と反対側の面は、波 長フィルタ板 34に樹脂 37によって固定されている。そして、光導波路 2のコア 3の光 軸が、受光素子 9の受光領域 10の中心と、誤差 ± 5〜： 10 /i mの精度で一致している 。その他の構成については第 1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
[0039] 本実施形態では、光導波路 2と受光素子 9との光結合構造を構成するための組立 工程数は従来と大差ない。しかし、導波路基板 1に波長フィルタ板 34を高精度に固 定する必要が無くなる。また、第 1の実施形態と同様の理由で、高精度組立が必要な 工程を減らすことが可能になる。それらによって製造コストが低減する。
[0040] なお、本実施形態では、既に一般的に製造されて使用されている波長フィルタ板 3 4を任意に選択して利用することができるため、効率的で製造コストを低く抑えられ、 実用的である。
[0041] 図 6には、この第 2の実施形態の変形例を示している。この変形例のように、基材 31 と表面電気配線 30と裏面配線基板 38とからなる両面配線基板 39を用い、裏面配線 基板 38にピンホール 38aを設けた構成としてもよい。
[0042] 図 7は、本発明の第 3の実施形態の光導波路型モジュールの光導波路と受光素子 との光結合構造を示す図であり、光導波路のコアの光軸を通る面で切断した断面図 である。
[0043] 本実施形態では、厚さ 50 μ mの配線基板 42が基材 41と表面電気配線 40から構 成されている。基材 41は、受光素子 9に受光される波長 λ ΐ (例えば 1. 55 /i m)の光 に対する透過性を有している。配線基板 42の表面電気配線 40には、光導波路 2の コア 3よりも十分に大きい直径 200 /i mの開口 43が形成されている。そして、平面入 射型の受光素子 9が表面電気配線 40上に、高さ 20 a m程度の金スタッドバンプ 1 1 を用いてフリップチップ実装されている。この受光素子 9の受光領域 10が配線基板 4 2に対向している。受光素子 9の配線基板 42に対する実装精度は、受光素子 9の直 径 80 z mの受光領域 10が直径 200 z mの開口 43の範囲内に入る程度、具体的に は誤差 ± 60 x m程度で良い。光導波路基板 1の端面には、フィルタ膜 45と遮光膜 4 6を有する波長フィルタ板（板状の波長フィルタ） 44が、樹脂 48によって固定されてい る。フイノレタ膜 45は、受光素子 9に受光される波長 λ 1の光は透過し、それ以外の波 長の光は反射する特性を有している。遮光膜 46には、光導波路のコア 3よりも大きい 直径 100 z mの開口 47が形成されている。配線基板 42の、受光素子 9を実装した面 と反対側の面は、波長フィルタ板 44に樹脂 49によって固定されている。そして、光導 波路のコア 3の光軸が、受光素子 9の受光領域 10の中心と、誤差 ± 5〜： 10 /i mの精 度で一致している。なお、その他の構成については第 1 , 2の実施形態と同様である ため説明を省略する。
[0044] 本実施形態では、光導波路と受光素子との光結合構造を構成するための組立ェ 程数は従来と大差ない。しかし、配線基板 42に受光素子 9を高精度に固定する必要 が無い。また、第 1の実施形態と同様の理由で、高精度組立が必要な工程を減らす ことが可能となる。それらによって製造コストが低減する。
[0045] 図 8は、本発明の第 4の実施形態の光導波路型モジュールの光導波路と受光素子 との光結合構造を示す図であり、光導波路のコアの光軸を通る面で切断した断面図 である。
[0046] 本実施形態では、厚さ 50 μ mの配線基板 52が基材 51と表面電気配線 50から構 成されている。基材 41は、受光素子 9に受光される波長 λ ΐ (例えば 1. 55 z m)の光 に対する遮光性を有している。配線基板 52には光導波路のコア 3よりも大きい直径 1 00 z mの貫通穴 53が形成されている。この貫通穴 53は、表面電気配線 50に設けら れた開口と基材 51に設けられた開口とが連通したものである。 [0047] 平面入射型の受光素子 9が表面電気配線 50上に、高さ 20 β m程度の金スタッドバ ンブ 11を用いてフリップチップ実装されている。この受光素子 9が配線基板 52に対 向している。受光素子 9の配線基板 52に対する実装精度は、受光素子 9の直径 80 z mの受光領域 10が直径 100 z mの貫通穴 53の範囲内に入る程度、具体的には 誤差 ± 10 z m程度で良い。光導波路基板 1の端面には、フィルタ膜 55を有する波 長フィルタ板（板状の波長フィルタ） 54が樹脂 56によって固定されている。フィルタ膜 55は、受光素子 9に受光される波長; 1 1の光は透過し、それ以外の波長の光は反射 する特性を有している。配線基板 52の、受光素子 9を実装した面と反対側の面は、 波長フィルタ板 54に樹脂 57によって固定されている。そして、光導波路のコア 3の光 軸が、受光素子 9の受光領域 10の中心と、誤差 ± 5〜： 10 z mの精度で一致している 。なお、その他の構成については第 1〜3の実施形態と同様であるため説明を省略 する。
[0048] 本実施形態では、光導波路 2と受光素子 9との光結合構造を構成するための組立 工程数は従来と大差ない。しかし、特に貫通穴 53が比較的大きいため、導波路基板 1に波長フィルタ板 54を高精度に固定する必要が無い。また、第 1の実施形態と同様 の理由で、高精度組立が必要な工程を減らすことが可能である。それによつて製造コ ストが低減する。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも一方の面に電気配線が形成された配線基板と、前記電気配線が形成さ れた面に受光領域が対向するように前記配線基板に実装されている受光素子と、前 記配線基板を挟んで前記受光素子の反対側に位置する、光導波路が形成された光 導波路基板とを有する光導波路型モジュールにおいて、
前記配線基板の基材は、前記受光素子により受光される波長の光に対する透過性 を有しており、
前記配線基板の前記基材と前記光導波路との間に、前記受光素子により受光され る波長以外の光を反射する波長フィルタが配置されており、
前記電気配線には、前記受光素子の前記受光領域と対向する位置に、前記光導 波路のコアの外形よりも大きい開口が形成されており、
前記光導波路基板の前記光導波路の端部と前記受光素子の前記受光領域が、前 記波長フィルタおよび前記開口を介して光学的に結合していることを特徴とする、光 導波路型モジュール。
[2] 前記波長フィルタは、前記配線基板の、前記受光素子を実装した面と反対側の面 に形成されてレ、る膜である、請求項 1に記載の光導波路型モジュール。
[3] 前記波長フィルタは、前記配線基板の、前記受光素子を実装した面の反対側の面 と、前記光導波路基板との間に配置されている板である、請求項 1に記載の光導波 路型モジュール。
[4] 前記電気配線の前記開口は、前記受光領域と対向する位置に、前記受光領域の 外形よりも広い範囲に亘つて形成されており、
板状の前記波長フィルタは、前記受光素子にて受光不要な光を遮光する遮光膜を 有し、前記遮光膜の前記受光素子の前記受光領域と対向する位置に、前記光導波 路のコアの外形よりも大きい開口が形成されている、請求項 3に記載の光導波路型 モジユーノレ。
[5] 前記電気配線の前記開口と前記基材に形成されている開口とが連通して、前記配 線基板を貫通する貫通穴が構成されている、請求項 3または 4に記載の光導波路型 モジユーノレ。
[6] 前記配線基板の前記基材はフレキシブルな誘電体からなる、請求項：!〜 5のいず れカ 1項に記載の光導波路型モジュール。
[7] 前記配線基板は前記光学素子が実装されている部分以外の個所で曲げられてお り、該配線基板の一部の表面が前記光導波路と実質的に平行である、請求項 6に記 載の光導波路型モジュール。
[8] 集積回路チップが、前記配線基板上に、前記受光素子に近接して実装されている
、請求項:!〜 7のいずれか 1項に記載の光導波路型モジュール。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008139492A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Fujitsu Ltd 光モジュール
JP2008170868A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Nec Corp 光導波路型モジュール
WO2008096716A1 (ja) * 2007-02-05 2008-08-14 Nippon Telegraph And Telephone Corporation 半導体サブモジュール、コネクタと半導体サブモジュールとの接続方法、および、光モジュール
JP2010243770A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Nitto Denko Corp 光電気混載モジュールの製造方法およびそれによって得られた光電気混載モジュール

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005121855A1 (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Nec Corporation 光導波路型モジュール
JP2008244364A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Nec Corp 光モジュール
US7654753B2 (en) * 2008-06-02 2010-02-02 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical subassembly for an electro-optical assembly
US8705906B2 (en) * 2009-04-23 2014-04-22 Korea Electronics Technology Institute Photoelectric conversion module
JP2011033876A (ja) 2009-08-03 2011-02-17 Nitto Denko Corp 光センサモジュールの製造方法およびそれによって得られた光センサモジュール
US10852069B2 (en) 2010-05-04 2020-12-01 Fractal Heatsink Technologies, LLC System and method for maintaining efficiency of a fractal heat sink
US9228785B2 (en) 2010-05-04 2016-01-05 Alexander Poltorak Fractal heat transfer device
JP5308408B2 (ja) 2010-07-27 2013-10-09 日東電工株式会社 光センサモジュール
JP5325184B2 (ja) 2010-08-31 2013-10-23 日東電工株式会社 光センサモジュール
JP5693986B2 (ja) 2011-02-03 2015-04-01 日東電工株式会社 光センサモジュール
JP5608125B2 (ja) * 2011-03-29 2014-10-15 日東電工株式会社 光電気混載基板およびその製法
KR101256000B1 (ko) * 2011-04-13 2013-04-18 엘지이노텍 주식회사 광 모듈용 인터포저 및 이를 이용한 광모듈, 인터포저의 제조방법
CN102436042A (zh) * 2011-10-28 2012-05-02 江苏奥雷光电有限公司 一种灵活耦合的高速光电器件
CN103609048B (zh) 2013-06-24 2016-08-31 华为技术有限公司 一种光模块及光网络***
CN111433549A (zh) 2017-07-17 2020-07-17 分形散热器技术有限责任公司 多重分形散热器***及方法
US10338329B2 (en) * 2017-08-02 2019-07-02 Nokia Solutions And Networks Oy Arrangement for connecting photonic and electronic components
KR102182768B1 (ko) 2017-11-24 2020-11-25 주식회사 엘지화학 차광막이 형성되어 있는 도파관 및 이의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625734A (en) * 1995-05-31 1997-04-29 Motorola Optoelectronic interconnect device and method of making
JP2001133666A (ja) * 1999-11-09 2001-05-18 Nec Corp 遮光フィルタ付き光通信モジュール

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3067865B2 (ja) 1991-11-18 2000-07-24 富士通株式会社 光半導体素子の実装構造
JPH06208030A (ja) 1993-01-12 1994-07-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光結合構造
JP3324936B2 (ja) 1996-08-09 2002-09-17 日立電線株式会社 光導波路型モジュール
JPH11202140A (ja) 1998-01-08 1999-07-30 Fujitsu Ltd 光送受信デバイス及びその製造方法
JPH11352341A (ja) 1998-06-04 1999-12-24 Nec Corp 導波路型波長多重光送受信モジュール
JP2001305365A (ja) 2000-04-25 2001-10-31 Nec Corp 光導波路モジュールにおける迷光の遮光構造
JP2002353508A (ja) 2001-05-23 2002-12-06 Fuji Xerox Co Ltd 光伝送装置
US6850674B2 (en) * 2002-05-09 2005-02-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical device
KR20040016406A (ko) * 2002-08-15 2004-02-21 호야 가부시키가이샤 광 모듈
JP2004133038A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Nippon Sheet Glass Co Ltd フィルタモジュール
WO2005121855A1 (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Nec Corporation 光導波路型モジュール
JP4704125B2 (ja) * 2005-06-22 2011-06-15 浜松ホトニクス株式会社 光デバイス

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625734A (en) * 1995-05-31 1997-04-29 Motorola Optoelectronic interconnect device and method of making
JP2001133666A (ja) * 1999-11-09 2001-05-18 Nec Corp 遮光フィルタ付き光通信モジュール

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008139492A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Fujitsu Ltd 光モジュール
JP2008170868A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Nec Corp 光導波路型モジュール
WO2008096716A1 (ja) * 2007-02-05 2008-08-14 Nippon Telegraph And Telephone Corporation 半導体サブモジュール、コネクタと半導体サブモジュールとの接続方法、および、光モジュール
JPWO2008096716A1 (ja) * 2007-02-05 2010-05-20 日本電信電話株式会社 半導体サブモジュール、コネクタと半導体サブモジュールとの接続方法、および、光モジュール
US8333517B2 (en) 2007-02-05 2012-12-18 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Semiconductor submodule, method for connecting connector and semiconductor submodule, and optical module
JP2010243770A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Nitto Denko Corp 光電気混載モジュールの製造方法およびそれによって得られた光電気混載モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US7403676B2 (en) 2008-07-22
CN100492079C (zh) 2009-05-27
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