JP2008250007A - Optoelectronic circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電子回路基板に関する。 The present invention relates to an optoelectronic circuit board.
従来、低コストの光伝送装置として、面発光レーザやフォトダイオードなどの受発光部を備えた面型光素子を用いた光伝送装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a low-cost optical transmission apparatus, an optical transmission apparatus using a surface optical element including a light emitting / receiving unit such as a surface emitting laser or a photodiode is known.
このような光伝送装置として、面型光素子である発光素子と受光素子とを回路基板上に実装し、発光素子から送信される光を回路基板上に設けられる光導波路を介して受光素子で受光するものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As such an optical transmission device, a light emitting element and a light receiving element, which are surface optical elements, are mounted on a circuit board, and light transmitted from the light emitting element is received by the light receiving element through an optical waveguide provided on the circuit board. A device that receives light has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この光伝送装置は、回路基板上に光導波路を設けた後に光導波路と回路基板をブレードで切除して回路基板に斜めの斜面を有するように形成し、この斜面に金属膜からなるミラーを形成しており、ミラーによって折り返される光路上に受光素子を設けている。光導波路を介して送信される光はミラーで反射して受光素子に導かれる。このようにミラーによって光路を折り返しているので、薄型化することができる。
本発明の目的は、光導波路のクラッドを伝播した光を受光することなく、ノイズ混入を防いで光通信の信頼性に優れる光電子回路基板を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optoelectronic circuit board which is excellent in the reliability of optical communication by preventing the mixing of noise without receiving the light propagated through the cladding of the optical waveguide.
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光電子回路基板を提供する。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides the following optoelectronic circuit board.
(1)発光素子、受光素子、またはその両方を有する光モジュールを実装される実装面を有する基板と、前記基板の前記実装面と反対側の面に設けられ、前記発光素子から発せられる光を伝播させるコアと前記コアを覆うクラッドとを有し、前記コアの光入射位置および光出射位置に光路変換面が設けられ、前記光路変換面の表面が前記クラッドと同等の屈折率を有する樹脂で覆われている光導波路とを有する光電子回路基板。 (1) A substrate having a mounting surface on which an optical module having a light emitting element, a light receiving element, or both is mounted; and a light emitted from the light emitting element provided on a surface opposite to the mounting surface of the substrate. A resin having a core to be propagated and a clad covering the core, wherein an optical path conversion surface is provided at a light incident position and a light output position of the core, and a surface of the optical path conversion surface has a refractive index equivalent to that of the clad. An optoelectronic circuit board having a covered optical waveguide.
(2)前記光路変換面は、光反射膜で構成されるミラーを有する前記(1)に記載の光電子回路基板。 (2) The optoelectronic circuit board according to (1), wherein the optical path conversion surface includes a mirror formed of a light reflecting film.
(3)前記光路変換面は、傾斜面に光反射膜で構成されるミラーを有したミラーブロックを前記光導波路に形成された溝に固定することによって形成されている前記(1)に記載の光電子回路基板。 (3) The optical path conversion surface is formed by fixing a mirror block having a mirror composed of a light reflecting film on an inclined surface to a groove formed in the optical waveguide. Optoelectronic circuit board.
(4)前記ミラーブロックは、前記傾斜面に前記ミラーと光を吸収または拡散する領域とを有する前記(3)に記載の光電子回路基板。 (4) The optoelectronic circuit board according to (3), wherein the mirror block includes the mirror and a region that absorbs or diffuses light on the inclined surface.
(5)前記基板は、前記発光素子から発せられて前記コアの前記光路変換面に入射する光の径を前記コアの幅および高さより小になるように規制する孔を有する前記(1)に記載の光電子回路基板。 (5) In the (1), the substrate has a hole that regulates a diameter of light emitted from the light emitting element and incident on the optical path conversion surface of the core so as to be smaller than a width and a height of the core. The optoelectronic circuit board described.
(6)発光素子、受光素子、またはその両方を有する光モジュールを実装される実装面を有する基板と、前記基板の前記実装面と反対側の面に設けられ、前記発光素子から発せられる光を伝播させるコアと前記コアを覆うクラッドとを有し、前記コアの光入射位置および光出射位置の一方の側に前記コアを覆う光路変換面が設けられ、前記一方の側と異なる側に前記コアおよび前記クラッドを覆う光路変換面が設けられ、前記光路変換面の表面が前記クラッドと同等の屈折率を有する樹脂で覆われている光導波路とを有する光電子回路基板。 (6) A substrate having a mounting surface on which an optical module having a light emitting element, a light receiving element, or both is mounted; and a light emitted from the light emitting element provided on a surface opposite to the mounting surface of the substrate. An optical path conversion surface covering the core is provided on one side of the light incident position and the light emitting position of the core, and the core is disposed on a side different from the one side. And an optical waveguide having an optical path provided with an optical path conversion surface covering the clad, the surface of the optical path conversion surface being covered with a resin having a refractive index equivalent to that of the clad.
請求項1に記載の光電子回路基板によれば、光導波路のクラッドを伝播した光を受光することなく、ノイズ混入を防いで優れた信頼性が得られる。 According to the optoelectronic circuit board of the first aspect, noise can be prevented from being mixed and excellent reliability can be obtained without receiving the light propagating through the cladding of the optical waveguide.
請求項2に記載の光電子回路基板によれば、光反射膜による良好な光反射性が得られる。 According to the optoelectronic circuit board of the second aspect, good light reflectivity by the light reflecting film can be obtained.
請求項3に記載の光電子回路基板によれば、ミラーブロックを別部材として形成することができ、組み立てによって光導波路の生産性を高めることができる。 According to the optoelectronic circuit board of the third aspect, the mirror block can be formed as a separate member, and the productivity of the optical waveguide can be increased by assembling.
請求項4に記載の光電子回路基板によれば、ミラーブロックのミラー以外の部分に光が入射したとしてもコア以外の部分に光が入射することを防ぐことができる。 According to the optoelectronic circuit board of the fourth aspect, even if light is incident on the portion other than the mirror of the mirror block, it is possible to prevent the light from entering the portion other than the core.
請求項5に記載の光電子回路基板によれば、光路変換面の微小加工を要することなく、基板への孔あけ加工によってコアへの光入射を実現できる。 According to the optoelectronic circuit board according to the fifth aspect, it is possible to realize the light incidence to the core by drilling the board without requiring micro machining of the optical path conversion surface.
請求項6に記載の光電子回路基板によれば、光導波路のクラッドを伝播した光を受光することなく、ノイズ混入を防いで優れた信頼性が得られる。 According to the optoelectronic circuit board according to the sixth aspect, noise can be prevented from being mixed and excellent reliability can be obtained without receiving the light propagated through the cladding of the optical waveguide.
[第1の実施の形態]
(光電子回路基板の構成)
[First embodiment]
(Configuration of optoelectronic circuit board)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光電子回路基板の概略構成を示し、(a)は光電子回路基板の斜視図、(b)は(a)のA−A部における光電子回路基板中央部分の縦断面図、(c)は(a)のB−B部における光電子回路基板の横断面図である。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an optoelectronic circuit board according to a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view of the optoelectronic circuit board, and (b) is an optoelectronic circuit in the AA portion of (a). The longitudinal cross-sectional view of the center part of a board | substrate, (c) is a cross-sectional view of the optoelectronic circuit board in the BB part of (a).
この光電子回路基板1は、図1(a)に示すように、第1基板10Aと第2基板10Bとの間に光導波路10Cを積層して構成される基板10と、光導波路10Cの一方の側(送信側)に位置して基板10に実装される第1光モジュール12Aと、光導波路10Cの他方の側(受信側)に位置して基板10に実装される第2光モジュール12Bとを有して構成されている。第1光モジュール12Aと第2光モジュール12Bは、光導波路10Cのコア層100を介して光信号2を受送信する。
As shown in FIG. 1A, the
光導波路10Cは、図1(b)に示すように、コア層100と、コア層100より屈折率の小なるクラッド層101とで構成され、コア層100がクラッド層101の間に挟まれた構造を有する。この光導波路10Cは、例えば、一般によく用いられるフォトリソグラフィや反応性イオンエッチング(RIE)を利用した方法で作製可能である。特に、本出願人が既に提案した特開2004−29507号公報等に記載されている鋳型を用いた作製工程により効率的に製造することができる。
As shown in FIG. 1B, the
図2Aは、光電子回路基板を図1(a)のA−A部において切断した第1光モジュール部分における部分断面図、図2Bは、光電子回路基板を図1(a)のA−A部において切断した第2光モジュール部分における部分断面図である。 2A is a partial cross-sectional view of the first optical module section obtained by cutting the optoelectronic circuit board at the AA section in FIG. 1A, and FIG. 2B is the optoelectronic circuit board at the AA section in FIG. It is the fragmentary sectional view in the cut 2nd optical module part.
第1光モジュール12Aおよび第2光モジュール12Bは、外部接続用として設けられる端子120と基板10の第1基板10Aに設けられた端子110Aとをハンダボール121を介して接続するボールグリッドアレイ(BGA)型の光モジュールである。
The first
第1光モジュール12Aは、図2Aに示すように、大規模集積回路(LSI)等の電子部品を実装可能な支持基板122と、支持基板122のハンダボール121接合側である裏面側に固定され、ワイヤ123を介して端子124に電気的に接続される発光素子125と、発光素子125の固定された側とは反対の表面側に固定されるLSI等の制御部126と、支持基板122を貫通して裏面側のハンダボール121と電気的に接続され、制御部126とワイヤ123を介して電気的に接続される端子127と、支持基板122表面の制御部126,ワイヤ123,および端子127を封止する封止樹脂128とを有する。
As shown in FIG. 2A, the first
また、第1光モジュール12Aは、後述する第2光モジュール12Bから送信された光信号を受信する受光素子を支持基板122の裏面側に有している。 The first optical module 12 </ b> A has a light receiving element that receives an optical signal transmitted from the second optical module 12 </ b> B, which will be described later, on the back side of the support substrate 122.
この第1光モジュール12Aは、基板10の方向に光を発する発光素子125と基板10内に設けられた光導波路10Cのクラッド層101とが光結合可能となるように、第1基板10Aに設けられた開口部10aに発光素子125が位置するように固定されている。
The first
第2光モジュール12Bは、図2Bに示すように、光導波路10Cのクラッド層101から光信号2を受信可能な光路上に受光素子129が位置するように第1基板10Aに固定されている構成以外については、第1光モジュール12Aと同様の構成を有する。受光素子129は、第1基板10Aに設けられた開口部10bを介して光導波路10Cのクラッド層101から光信号2を受信する。
As shown in FIG. 2B, the second optical module 12B is fixed to the
第2光モジュール12Bは、第1光モジュール12Aに対して光信号2を送信する発光素子を支持基板122の裏面側に有している。
The second optical module 12B has a light emitting element that transmits an
(発光素子)
発光素子125は、面型発光ダイオードや面型レーザ等の発光素子(面型光素子)を用いることができる。本実施の形態では、発光素子125として、VCSEL(面発光レーザ)を用いており、その発光波長は850nmである。
(Light emitting element)
As the light emitting element 125, a light emitting element (surface type optical element) such as a surface type light emitting diode or a surface type laser can be used. In this embodiment mode, a VCSEL (surface emitting laser) is used as the light emitting element 125, and the emission wavelength is 850 nm.
この面発光レーザは、例えば、n型GaAs基板上に、n型下部反射鏡層、活性層、電流狭窄層、p型上部反射鏡層、p型コンタクト層、p側電極を形成し、n型GaAs基板の裏面にn側電極を形成したものであり、p側電極は、活性層の発光領域の直上に開口を有する。 In this surface emitting laser, for example, an n-type lower reflector layer, an active layer, a current confinement layer, a p-type upper reflector layer, a p-type contact layer, and a p-side electrode are formed on an n-type GaAs substrate. An n-side electrode is formed on the back surface of the GaAs substrate, and the p-side electrode has an opening immediately above the light emitting region of the active layer.
なお、本実施の形態では、発光素子はひとつであるが、複数の発光素子をアレイ状に配列したものを用いることもできる。 Note that although one light-emitting element is provided in this embodiment, a plurality of light-emitting elements arranged in an array can also be used.
(受光素子)
受光素子129は、例えば、面型のフォトダイオード等の面型光素子を用いることができる。本実施の形態では、受光素子として、高速応答性に優れたGaAs系のPINフォトダイオードを用いる。
(Light receiving element)
As the light receiving element 129, for example, a planar optical element such as a planar photodiode can be used. In this embodiment, a GaAs PIN photodiode excellent in high-speed response is used as the light receiving element.
この受光素子129は、例えば、GaAs基板上に、PIN接合されたP層、I層およびN層と、P層に接続されたp側電極と、N層に形成されたn側電極とを備え、p側電極は、開口を有し、開口の内側がレーザ光を受光する受光部となっている。 The light receiving element 129 includes, for example, a P-layer, an I-layer, and an N-layer that are PIN-bonded on a GaAs substrate, a p-side electrode connected to the P-layer, and an n-side electrode formed on the N layer. The p-side electrode has an opening, and the inside of the opening serves as a light receiving portion that receives laser light.
なお、本実施の形態では、受光素子はひとつであるが、送信側の複数の発光素子に対応した複数の受光素子をアレイ状に配列したものを用いることもできる。 In the present embodiment, the number of light receiving elements is one, but a plurality of light receiving elements corresponding to the plurality of light emitting elements on the transmission side may be arranged in an array.
(支持基板)
第1光モジュール12Aおよび第2光モジュール12Bの支持基板122は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料から形成され、外部回路への実装側となる裏面に銅等の導電性材料から形成された端子120を有する。また端子120の一部は、スルーホールを介して制御部126が固定される表面に銅等の導電性材料から形成された端子や配線パターンと接続されている。
(Support substrate)
The support substrate 122 of the first
発光素子125については、図2Aに示す端子120と同様の導電性材料によって支持基板122の裏面に形成されたグランドに導電性接着剤によりn側電極が接着される。発光素子125のp側電極と端子124とは金等からなるワイヤ123により接続される。
As for the light emitting element 125, an n-side electrode is bonded to a ground formed on the back surface of the support substrate 122 by a conductive material similar to that of the terminal 120 illustrated in FIG. 2A using a conductive adhesive. The p-side electrode of the light emitting element 125 and the terminal 124 are connected by a
また、受光素子129については、図2Bに示す端子120と同様の導電性材料によって支持基板122の裏面に形成されたグランドに導電性接着剤によりn側電極が接着される。受光素子129のp側電極と端子124とは金等からなるワイヤ123により接続される。
For the light receiving element 129, the n-side electrode is bonded to the ground formed on the back surface of the support substrate 122 by the same conductive material as the terminal 120 shown in FIG. The p-side electrode of the light receiving element 129 and the terminal 124 are connected by a
なお、支持基板122は、他の回路基板上に実装できるように構成されていてもよい。例えば、支持基板122の表面に形成された端子,グランドからスルーホールを介して支持基板122の裏面に設けられたハンダボール121に接続し、このハンダボール121を介して支持基板122を他の回路基板に実装してもよい。
Note that the support substrate 122 may be configured to be mounted on another circuit board. For example, a terminal formed on the surface of the support substrate 122 and a ground are connected to a
(制御部)
制御部126は、発光素子125を駆動する駆動回路と、受光素子129での受光に基づいて光電変換された電気信号を増幅する増幅回路とを有している。
(Control part)
The control unit 126 includes a drive circuit that drives the light emitting element 125 and an amplification circuit that amplifies the electrical signal photoelectrically converted based on light received by the light receiving element 129.
(封止樹脂)
封止樹脂128は、エポキシ樹脂等の熱硬化性成形材料からなり、ワイヤ123、制御部126、および端子127を光・熱や湿度などの環境から保護する。なお、エポキシ樹脂を主成分とし、シリカ等の充填材を加えたものであってもよい。
(Sealing resin)
The sealing resin 128 is made of a thermosetting molding material such as an epoxy resin, and protects the
(基板)
基板10は、第1基板10Aと第2基板10Bについて、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料から形成されている。第1基板10Aは、表面に銅等の導電性材料から形成された端子110Aを有する。
(substrate)
The
第1基板10Aは、図2Aに示すように、第1光モジュール12Aが設けられる位置に発光素子125と基板10に設けられる光導波路10Cのコア層100とを光結合させるための開口部10aを有している。なお、開口部10aについては、光導波路10Cのコア層100との光結合が可能であれば、発光素子125から発せられる光の波長に対して透明な光透過性材料で埋められていてもよい。
As shown in FIG. 2A, the
また、第1基板10Aは、図2Bに示すように、第2光モジュール12Bが設けられる位置に受光素子129と基板10に設けられる光導波路10Cのコア層100とを光結合させるための開口部10bを有している。なお、開口部10bについても開口部10aと同様に、光導波路10Cのコア層100との光結合が可能であれば、発光素子125から発せられる光の波長に対して透明な光透過性材料で埋められていてもよい。
Further, as shown in FIG. 2B, the
(光導波路)
光導波路10Cは、コア層100と、コア層100の周囲に形成されたクラッド層101とから構成されている。コア層100は、第1基板10Aの開口部10a,10bに対応する位置に45度に傾斜した光路変換面としてのミラー10Dが形成されている。このミラー10Dは、発光素子125、コア層100、および受光素子129の間の光路上に設けられる。ミラー10Dの周囲にはクラッド層101と同等の屈折率を有する光透過性樹脂10Eが充填されており、ミラー10Dの表面は光透過性樹脂10Eによって覆われている。
(Optical waveguide)
The
光導波路10Cは、例えば、コア層100とクラッド層101を含む層厚さが100〜200μmで形成される。
For example, the
光導波路10Cの作製は、まず、コア層100に対応する硬化性樹脂を塗布し、凹部を有した鋳型を作製する。
The optical waveguide 10C is manufactured by first applying a curable resin corresponding to the
次に、鋳型に、クラッド用フィルム基材を密着させ、鋳型の凹部に、コア層の材料となる硬化性樹脂を充填する。 Next, the clad film base material is brought into close contact with the mold, and the concave portion of the mold is filled with a curable resin serving as a material for the core layer.
次に、凹部内の硬化性樹脂を硬化させてコア層100とした後、鋳型を剥離する。これにより、クラッド層101となるクラッド用フィルム基材上にコア層100が残される。
Next, the curable resin in the recess is cured to form the
次に、クラッド用フィルム基材のコア層100が形成された面側に、コア層100を覆うようにクラッド層101を設ける。以上は、鋳型を用いて光導波路層を形成する方法であるが、他にも、例えば耐熱性の光反応性の高分子材料を直接露光して光導波路を形成するなども有力な手段である。本実施の形態では、このようにして形成された光導波路10Cのコア層100にミラー10Dを設ける。
Next, the
図3(a)から(g)は、光導波路に光路変換面としてのミラーを設ける工程を示す図である。 FIGS. 3A to 3G are views showing a process of providing a mirror as an optical path conversion surface on the optical waveguide.
まず、図3(a)に示すように、前述したコア層100およびクラッド層101からなる光導波路10Cを用意する。
First, as shown in FIG. 3A, an optical waveguide 10C composed of the
次に、図3(b)に示すように、光導波路10Cに対してコア層100への光入射位置となる所定の位置にダイサーで切り込みを入れて45度の傾斜面103Aを有するように溝103を形成する。溝103内にはコア層100が露出する。
Next, as shown in FIG. 3B, a groove is formed so that the optical waveguide 10C has a 45-degree
次に、図3(c)に示すように、光導波路10Cの溝103を形成した側にフォトレジスト104を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, a
次に、図3(d)に示すように、コア層100の端面に形成するミラーの形状に応じたマスクパターンを有するフォトマスクをフォトレジスト104形成面に重ねてフォトレジスト104を露光する。この後、エッチングによってフォトレジスト104を部分的に除去することにより、開口部105を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図3(e)に示すように、溝103の傾斜面103Aに露出したコア層100の部分に蒸着等の薄膜形成法によって光反射膜としてのミラー10Dを形成する。ミラー10Dとして、例えばAu、Al等の金属膜、TiN等の金属光沢を有する膜を設けることができる。
Next, as shown in FIG. 3E, a
次に、図3(f)に示すように、ミラー10Dを形成した光導波路10Cからフォトレジスト104を除去する。
Next, as shown in FIG. 3F, the
次に、図3(g)に示すように、傾斜面103Aにミラー10Dを形成された溝103にクラッド層101と同等の屈折率を有する光透過性材料10Eを充填する。これによりコア層100の形成方向に対して45度の傾斜角を有する光路変換面としてのミラー10Dを備え、ミラー10D以外の部分では光路変換しない光導波路10Cが得られる。
Next, as shown in FIG. 3G, the
図4(a)および(b)は、光導波路と第1基板および第2基板とを一体化する工程を示す図である。 FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a process of integrating the optical waveguide with the first substrate and the second substrate.
まず、図4(a)に示すように、光導波路10Cの下面に熱硬化型接着剤等の接着剤によって第2基板10Bを接合する。
First, as shown in FIG. 4A, the
次に、図4(b)に示すように、光導波路10Cの上面に対して、コア層100に形成されたミラー10Dが開口部10aの位置に配置されるように第1基板10Aを位置決めする。次に、位置決めされた第1基板10Aを熱硬化型接着剤等の接着剤によって上面に接合して基板10とする。
Next, as shown in FIG. 4B, the
なお、上記した工程については光導波路10Cの光入射位置側について説明したが、光出射位置側についても同様に形成されている。 In addition, although the above-described process was described on the light incident position side of the optical waveguide 10C, it is similarly formed on the light emitting position side.
(光電子回路基板の動作)
以下に、第1の実施の形態の光電子回路基板の動作について、図1から図4を参照しつつ説明する。
(Operation of optoelectronic circuit board)
Hereinafter, the operation of the optoelectronic circuit board according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
(光信号の送受信)
第1光モジュール12Aの制御部126は、一例として、画像信号の送信を第2光モジュール12Bに対して行うとき、画像信号に基づいて駆動回路に制御信号を出力する。駆動回路は、制御信号に基づく発光素子125への通電制御を行う。発光素子125は、通電に基づいてp型電極とn型電極との間に電圧を印可されることにより、波長850nmのレーザ光を出射する。
(Transmission and reception of optical signals)
For example, when the image signal is transmitted to the second optical module 12B, the control unit 126 of the first
図2Aに示すように、発光素子125から発せられたレーザ光の光信号2は、開口部10aを介して光導波路10Cに入射し、コア層100に設けられたミラー10Dで反射されて90度光路変換することによりコア層100内を伝播する。光導波路10Cは、コア層100にミラー10Dが設けられているので、開口部10aから入射した光信号2がクラッド層101には入射しない。このような構成によって、第2光モジュール12Bでクラッド層101を伝播した光を受信することがなく、光信号2にノイズが含まれず、ビットエラーの発生を防ぐことができる。
As shown in FIG. 2A, the
図2Bに示すように、コア層100を伝播した光信号2は、コア層100の光出射位置側に設けられるミラー10Dに入射する。ミラー10Dは、コア層100を伝播した光信号2を反射して90度光路変換する。光路変換された光信号2は開口部10bより出射し、第2光モジュール12Bの受光素子129に入射する。
As shown in FIG. 2B, the
受光素子129は、入射した光信号2の光強度に応じてp側電極とn側電極の間に電圧が生じ、この電圧に基づく電流を制御部126に出力する。制御部126は、受光素子129から出力される電流を増幅回路で増幅した後に信号処理する。
The light receiving element 129 generates a voltage between the p-side electrode and the n-side electrode according to the light intensity of the incident
図5は、光導波路の他の構成を示し、(a)は第1の変形例を示す断面図、(b)は第2の変形例を示す断面図である。第1の実施の形態では、光導波路10Cのコア層100への光入射位置側と、コア層100からの光出射位置側に45度の傾斜角を有するミラーを設けた構成を説明した。コア層100にミラーを形成し、クラッド層にはミラーを形成していないので、光信号2の光路変換がコア層の部分で行われる。このように、第2光モジュール12Bに対してコア層100を伝播した光信号2を入射させる他の構成として、上記した光入射位置側または光出射位置側の一方の側についてミラーをコア層100のみに設ける構成としてもよい。
5A and 5B show another configuration of the optical waveguide. FIG. 5A is a cross-sectional view showing a first modification, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a second modification. In the first embodiment, a configuration has been described in which mirrors having an inclination angle of 45 degrees are provided on the light incident position side of the
例えば、図5(a)に示すように、コア層100からの光出射位置側に、コア層100とクラッド層101を覆うようにミラー10Hを形成した場合では、光入射位置側でミラー10Dによってコア層100だけに光信号2が入射し、クラッド層101には入射しないことから、このような構成であってもよい。
For example, as shown in FIG. 5A, when the
また、図5(b)に示すように、コア層100への光入射位置側に、コア層100とクラッド層101を含むようにミラー10Hを形成した場合では、光出射位置側でミラー10Dによってコア層100からの光信号2だけが光路変換される。このような構成であってもよい。
As shown in FIG. 5B, when the
[第2の実施の形態]
(光電子回路基板の構成)
図6Aは、本発明の第2の実施の形態に係る光電子回路基板の第1光モジュール部分の部分断面図、図6Bは、本発明の第2の実施の形態に係る光電子回路基板の第2光モジュール部分の部分断面図である。以下の説明において、第1の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については共通の符号を付している。
[Second Embodiment]
(Configuration of optoelectronic circuit board)
6A is a partial cross-sectional view of the first optical module portion of the optoelectronic circuit board according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a second cross section of the optoelectronic circuit board according to the second embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view of an optical module part. In the following description, portions having the same configuration and function as those of the first embodiment are denoted by common reference numerals.
この光電子回路基板1は、図6Aに示すように、光導波路10Cに第1光モジュール12Aの発光素子125から発せられた光信号2を反射するミラー10Dを有するミラーブロック10Fを設けた構成において、第1の実施の形態と相違している。
As shown in FIG. 6A, the
また、図6Bに示すように、光導波路10Cに第2光モジュール12Bの受光素子129に入射するようにコア層100を伝播した光信号2を反射させるミラー10Dを有するミラーブロック10Fを設けた構成において、第1の実施の形態と相違している。その他の構成については第1の実施の形態と同様の構成を有する。
Further, as shown in FIG. 6B, a configuration in which a
ミラーブロック10Fは、クラッド層101と同等の屈折率を有する光透過性材料によって、光導波路10Cの面方向に対して45度の傾斜面を有するように形成されている。この傾斜面は、コア層100に当接する位置に光信号2を反射させるためのミラー10Dが設けられている。
The
図7は、ミラーブロックを示す斜視図である。ミラーブロック10Fは、傾斜面の部分にミラー10Dが形成されている。ミラー10Dは、光導波路に溝を形成することにより露出するコア層に応じた形状を有する。また、ミラーブロック10Fは、ミラー10D以外の部分を粗面化した領域10Gとして光を拡散し、反射を生じにくい構成としている。なお、領域10Gについては粗面化に限らず、黒色等の光を吸収する色に着色されていてもよい。
FIG. 7 is a perspective view showing a mirror block. In the
図8(a)から(c)は、図7のミラーブロックを光導波路に取り付ける工程を示す図である。光導波路10Cを作製する工程については、第1の実施の形態で説明したものと同様であることから説明を省略する。 FIGS. 8A to 8C are diagrams showing a process of attaching the mirror block of FIG. 7 to the optical waveguide. About the process of producing the optical waveguide 10C, since it is the same as that of what was demonstrated in 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
まず、図8(a)に示すように、前述したコア層100およびクラッド層101からなる光導波路10Cを用意する。この光導波路10Cに対して光入射位置となる所定の位置にダイサーで切り込みを入れて45度の傾斜面103Aを有する溝103を形成する。これにより傾斜面103Aにはコア層100が露出する。
First, as shown in FIG. 8A, an optical waveguide 10C composed of the
次に、図8(b)に示すように、溝103に接着剤106を塗布した後に図7で説明したミラーブロック10Fを取り付ける。ミラーブロック10Fは接着剤106の毛管力によってミラー10Dがコア層100の端面部分に位置決めされるとともに密着する。
Next, as shown in FIG. 8B, after the adhesive 106 is applied to the
次に、図8(c)に示すように、接着剤106を硬化させることによって、ミラーブロック10Fを光導波路10Cと一体化させる。 Next, as shown in FIG. 8C, the mirror 106F is integrated with the optical waveguide 10C by curing the adhesive 106.
なお、上記した工程については光導波路10Cの光入射位置側について説明したが、光出射位置側についても同様に形成されている。 In addition, although the above-described process was described on the light incident position side of the optical waveguide 10C, it is similarly formed on the light emitting position side.
接着剤106は、発光素子125の発光波長を透過する特性を有し、かつ、加熱により硬化する熱硬化型接着剤や、可視光線、紫外線、電子線、放射線等のエネルギー線を照射して硬化するエネルギー線硬化型接着剤を用いることができる。本実施の形態では、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型接着剤を用いる。なお、予めミラーブロック10F側に接着剤106を塗布してもよい。
The adhesive 106 has a property of transmitting the light emission wavelength of the light emitting element 125, and is cured by irradiating a thermosetting adhesive that is cured by heating, or energy rays such as visible light, ultraviolet light, electron beam, or radiation. An energy ray curable adhesive can be used. In this embodiment, an ultraviolet curable adhesive that is cured by ultraviolet irradiation is used. Note that the adhesive 106 may be applied to the
[第3の実施の形態]
(光電子回路基板の構成)
図9Aは、本発明の第3の実施の形態に係る光電子回路基板の第1光モジュール部分の部分断面図、図9Bは、本発明の第3の実施の形態に係る光電子回路基板の第2光モジュール部分の部分断面図である。第2光モジュール部分および光路変換部については、第1の実施の形態で説明した第2光モジュール部分および光路変換部と同一であるので、重複する説明を省略する。
[Third embodiment]
(Configuration of optoelectronic circuit board)
FIG. 9A is a partial cross-sectional view of the first optical module portion of the optoelectronic circuit board according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a second cross section of the optoelectronic circuit board according to the third embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view of an optical module part. Since the second optical module part and the optical path conversion unit are the same as the second optical module part and the optical path conversion unit described in the first embodiment, redundant description is omitted.
この光電子回路基板1は、図9Aに示す第1光モジュール12Aの発光素子125から発せられた光信号2を第1基板10Aに設けた開口部10cを介してミラーブロック10Fに入射する構成を有し、ミラーブロック10Fのミラー10Hが光導波路10Cのコア層100およびクラッド層101を覆うサイズを有する構成において第1の実施の形態と相違している。
The
開口部10cは、発光素子125から発せられて拡散しながら空間を伝播し、ミラー10Hに達する光信号2の径がコア層100のサイズ(幅および高さ)より小となるように規制する開口径を有している。
The opening 10c is emitted from the light emitting element 125, propagates through the space while diffusing, and is controlled so that the diameter of the
図10は、本発明の第3の実施の形態に係る第1光モジュールから光導波路にかけての光の透過を示す概略図である。 FIG. 10 is a schematic diagram showing light transmission from the first optical module to the optical waveguide according to the third embodiment of the present invention.
開口部10cは、光導波路10Cに光信号2を入射させるための孔130Aを有している。孔130Aの開口径D1は、孔130Aからミラー10Hの入射面までの距離Lと、光信号2の拡散性によって定まる。
The opening 10c has a
光信号2は、第1基板10Aの開口部10cに形成された孔130Aを介してミラー10Hに達する。孔130Aは、発光素子から発せられて拡散しながら空間を伝播する光をその開口径D1に応じて規制する。孔130Aで規制された光信号2は、コア層100の高さD2より小である外径D3のビームスポットでミラー10Hに入射する。ミラー10Hは、光信号2を反射して90度光路変換し、コア層100に入射させる。コア層100に入射した光のうち、クラッド層との界面に達する光信号2は全反射され、コア層100内を直線状に伝播する光とともに伝播する。
The
なお、第3の実施の形態では、コア層100の光入射位置側に光導波路10Cのコア層100およびクラッド層101を覆うサイズを有するミラー10Hを設けた構成を説明したが、第1の実施の形態で説明したコア層100を覆うサイズを有するミラー10Dを設けてもよい。
In the third embodiment, the configuration in which the
[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記した各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施が可能である。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることが可能である。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. In addition, the constituent elements of the respective embodiments can be arbitrarily combined without departing from the spirit of the present invention.
例えば、図3(b)で説明した光導波路の傾斜面103Aは45度に限定されない。また、ミラー10Dとして形成される光反射膜についても金属膜に限定されず、波長選択性を有する誘電体多層膜を形成してもよい。
For example, the
また、第3の実施の形態で説明した第1基板10Aに孔130Aを有する開口部10cを設けた構成についても同様である。この場合、他の構成として孔130Aの部分を発光素子125から発せられる光信号2に対して透過性を示す透過性材料で形成し、孔130A以外の部分を発光素子125から発せられる光信号2に対して不透過性を示す不透過性材料で形成して光信号2の径を規制するようにしてもよい。また、他の構成として、第1基板10Aに光信号2を透過させる部分を透過性材料で形成し、その表面に光信号2を透過させる径に応じた開口を有する遮光性のマスクを形成してもよい。
The same applies to the configuration in which the opening 10c having the
また、第1光モジュール12Aと第2光モジュール12Bは、それぞれ発光素子125と受光素子129の両方を有する双方向型の光モジュールとして説明したが、発光素子125のみ、または受光素子129のみを有する一方向型の光モジュールとして、光導波路10Cを介した光通信を行うものであってもよい。
In addition, the first
1…光電子回路基板
2…光信号
10…基板
10A…第1基板
10a,10b,10c…開口部
10B…第2基板
10C…光導波路
10D…ミラー
10E…光透過性樹脂
10F…ミラーブロック
10G…領域
10H…ミラー
12A…第1光モジュール
12B…第2光モジュール
100…コア層
101…クラッド層
103…溝
103A…傾斜面
104…フォトレジスト
105…開口部
106…接着剤
110A…端子
120…端子
121…ハンダボール
122…支持基板
123…ワイヤ
124…端子
125…発光素子
126…制御部
127…端子
128…封止樹脂
129…受光素子
130A…孔
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の前記実装面と反対側の面に設けられ、前記発光素子から発せられる光を伝播させるコアと前記コアを覆うクラッドとを有し、前記コアの光入射位置および光出射位置に光路変換面が設けられ、前記光路変換面の表面が前記クラッドと同等の屈折率を有する樹脂で覆われている光導波路とを有する光電子回路基板。 A substrate having a mounting surface on which an optical module having a light emitting element, a light receiving element, or both is mounted;
Provided on a surface opposite to the mounting surface of the substrate, and having a core for propagating light emitted from the light emitting element and a clad covering the core, and optical path conversion to a light incident position and a light emitting position of the core An optical electronic circuit board comprising: an optical waveguide provided with a surface, and the surface of the optical path conversion surface is covered with a resin having a refractive index equivalent to that of the cladding.
前記基板の前記実装面と反対側の面に設けられ、前記発光素子から発せられる光を伝播させるコアと前記コアを覆うクラッドとを有し、前記コアの光入射位置および光出射位置の一方の側に前記コアを覆う光路変換面が設けられ、前記一方の側と異なる側に前記コアおよび前記クラッドを覆う光路変換面が設けられ、前記光路変換面の表面が前記クラッドと同等の屈折率を有する樹脂で覆われている光導波路とを有する光電子回路基板。 A substrate having a mounting surface on which an optical module having a light emitting element, a light receiving element, or both is mounted;
The core is provided on a surface opposite to the mounting surface of the substrate, and has a core for propagating light emitted from the light emitting element and a clad covering the core, and one of a light incident position and a light emitting position of the core. An optical path conversion surface that covers the core is provided on the side, an optical path conversion surface that covers the core and the cladding is provided on a side different from the one side, and the surface of the optical path conversion surface has a refractive index equivalent to that of the cladding. An optoelectronic circuit board having an optical waveguide covered with a resin.
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