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JP2013003549A - Optical module - Google Patents

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JP2013003549A JP2011137961A JP2011137961A JP2013003549A JP 2013003549 A JP2013003549 A JP 2013003549A JP 2011137961 A JP2011137961 A JP 2011137961A JP 2011137961 A JP2011137961 A JP 2011137961A JP 2013003549 A JP2013003549 A JP 2013003549A
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internal waveguide
substrate
optical
mirror
gap
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Application number
JP2011137961A
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Japanese (ja)
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Takuya Matsumoto
卓也 松本
Nobuyuki Asahi
信行 朝日
Yutaka Kinugasa
豊 衣笠
Tadahiro Yamaji
忠寛 山路
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module contrived to reduce damage of a light-emitting element caused by a stress with heat generation and to prevent an occurrence of peeling of a mirror part and an internal waveguide in a clearance part.SOLUTION: The optical module includes: an internal waveguide 16 provided in a groove 1a that is formed on the surface of a substrate 1; and a mirror part 15 for optical path conversion formed at the tip end of the groove 1a. The optical module includes at least optical elements 12a and 12b that are mounted on the surface of the substrate 1 so as to face the mirror part 15, and emit an optical signal to a core part 17 of the internal waveguide 16 via the mirror part 15 or receive an optical signal from the core part 17 of the internal waveguide 16 via the mirror part 15. A material of the internal waveguide 16 of a clearance part S between the optical element 12a out of the optical elements 12a and 12b and the mirror part 15 is a low-stress material different from the material of the other part of the internal waveguide 16.

Description

本発明は、光素子を備えた光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module including an optical element.

従来、光モジュールは、基板の表面に形成された溝内に設けられた内部導波路と、この溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部とを備えている。また、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子とを少なくとも備えているものがある(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical module includes an internal waveguide provided in a groove formed on the surface of a substrate, and an optical path conversion mirror part formed at the tip of the groove. Also, it is mounted on the surface of the substrate so as to face this mirror part, and emits an optical signal to the core part of the internal waveguide through the mirror part, or light from the core part of the internal waveguide through the mirror part. Some include at least an optical element that receives a signal (see Patent Document 1).

ここで、内部導波路のコア部とクラッド部は合成樹脂製であり、ミラー部は金メッキのような金属製である。また、内部導波路のコア部は、光素子とミラー部との間の隙間部分の直前まで延在し、この隙間部分にはクラッド部と同じ材料が充填されている。   Here, the core part and the clad part of the internal waveguide are made of synthetic resin, and the mirror part is made of metal such as gold plating. Further, the core portion of the internal waveguide extends just before the gap portion between the optical element and the mirror portion, and this gap portion is filled with the same material as that of the cladding portion.

ところで、光モジュールが動作している場合、金属製のミラー部と隙間部分の合成樹脂製の内部導波路は、光吸収によって発熱することがある。特に光素子が発光素子であるときは、これに近いミラー部付近は、光が拡がる前であるので、光のパワー密度が高いために、発熱温度が高くなる傾向になる。   By the way, when the optical module is operating, the metallic mirror part and the synthetic resin internal waveguide in the gap may generate heat due to light absorption. In particular, when the optical element is a light-emitting element, the vicinity of the mirror portion close to this is before the light spreads, and thus the light power density is high, so that the heat generation temperature tends to increase.

このような光モジュールにおいて、短距離や低速伝送であれば、発光素子からの光のパワー密度が低いために、ミラー部や隙間部分の内部導波路の発熱温度は、問題となるほど高くならない。   In such an optical module, if the transmission distance is short or low, the power density of the light from the light emitting element is low, so that the heat generation temperature of the internal waveguide in the mirror part or the gap part does not become so high as to be a problem.

特開2009−260227号公報JP 2009-260227 A

しかしながら、長距離や高速伝送であれば、伝送信頼性を確保するために、より高い光出力が必要となり、その分、ミラー部や隙間部分の内部導波路の発熱温度も高くなる。   However, in the case of long distance and high-speed transmission, higher light output is required to ensure transmission reliability, and the heat generation temperature of the internal waveguide in the mirror part and the gap part increases accordingly.

そのため、ミラー部や隙間部分の内部導波路の温度上昇で発生した応力のために、発光素子がダメージを受け、あるいはミラー部や隙間部分の内部導波路に剥離が発生する可能性がある。   Therefore, there is a possibility that the light emitting element may be damaged due to the stress generated by the temperature rise of the internal waveguide in the mirror part or the gap part, or the internal waveguide in the mirror part or the gap part may be peeled off.

ここで、隙間部分の内部導波路は、光結合効率をより良くするためであるが、発光素子とミラー部との間の隙間部分程度の短距離に限れば、内部導波路が無くても、光結合効率の低下は僅かなものと考えられる。   Here, the internal waveguide of the gap portion is for improving the optical coupling efficiency, but as long as it is limited to a short distance of the gap portion between the light emitting element and the mirror portion, even if there is no internal waveguide, The decrease in optical coupling efficiency is considered slight.

したがって、光モジュール全体の信頼性や寿命を考えると、光素子とミラー部との間の隙間部分は、光結合効率に優れた材料よりも、温度上昇に対して低応力な材料で構成することが望ましいことになる。   Therefore, considering the reliability and lifetime of the entire optical module, the gap between the optical element and the mirror should be made of a material that is less stressful with respect to temperature rise than a material with excellent optical coupling efficiency. Would be desirable.

本発明は、前記のような知見に基づいてなされたもので、発熱に伴う応力に起因する発光素子のダメージの低減、およびミラー部や隙間部分の内部導波路に剥離が発生しにくいように工夫した光モジュールを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made on the basis of the above-described knowledge, and has been devised so as to reduce the damage of the light emitting element due to the stress caused by heat generation and to prevent the internal waveguide of the mirror part and the gap part from being peeled off. It is an object to provide an optical module.

前記課題を解決するために、本発明は、基板の表面に形成された溝内に設けられた内部導波路と、この溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子とを少なくとも備えた光モジュールにおいて、前記光素子の内の発光素子と前記ミラー部との間の隙間部分の前記内部導波路の材料は、それ以外の内部導波路の材料よりも低応力な別材料であることを特徴とする光モジュールを提供するものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an internal waveguide provided in a groove formed on the surface of a substrate, an optical path conversion mirror formed at the tip of the groove, and the mirror Light that is mounted on the surface of the substrate so as to face the substrate and emits an optical signal to the core portion of the internal waveguide via the mirror portion, or receives an optical signal from the core portion of the internal waveguide via the mirror portion In the optical module including at least an element, the material of the internal waveguide in the gap portion between the light emitting element and the mirror portion in the optical element is lower in stress than the material of the other internal waveguide. An optical module characterized by being made of another material is provided.

前記基板の溝内に、前記隙間部分以外の前記内部導波路が予め形成されていて、前記隙間部分に前記低応力な別材料が充填されることで、隙間部分の内部導波路が形成されている構成とすることができる。   In the groove of the substrate, the internal waveguide other than the gap portion is formed in advance, and the gap waveguide portion is filled with the low stress different material, so that the internal waveguide of the gap portion is formed. It can be set as a structure.

前記基板の溝内に、前記隙間部分以外の前記内部導波路が予め形成されていて、前記隙間部分に、前記光素子と基板の表面との間に充填される、前記低応力な別材料である封止材料が同時に充填されることで、隙間部分の内部導波路が形成されている構成とすることができる。   In the groove of the substrate, the internal waveguide other than the gap portion is formed in advance, and the gap portion is filled between the optical element and the surface of the substrate. It can be set as the structure by which the internal waveguide of a clearance gap part is formed by being filled with a certain sealing material simultaneously.

本発明によれば、光素子の内の発光素子とミラー部との間の隙間部分の内部導波路の材料を、それ以外の内部導波路の材料よりも低応力な別材料としたものである。   According to the present invention, the material of the internal waveguide in the gap portion between the light emitting element and the mirror portion in the optical element is made of another material having a lower stress than the other internal waveguide materials. .

したがって、ミラー部や光素子とミラー部との間の隙間部分の発熱温度が高くなっても、隙間部分は低応力な別材料であるから、応力に起因する発光素子のダメージが低減されるとともに、ミラー部や隙間部分の内部導波路に剥離が発生しにくいようになる。   Therefore, even if the heat generation temperature of the mirror part or the gap part between the optical element and the mirror part becomes high, the gap part is a different material with low stress, so that damage to the light emitting element due to the stress is reduced. In addition, peeling is unlikely to occur in the internal waveguides in the mirror part and the gap part.

本発明に係る光モジュールの概略側面図である。1 is a schematic side view of an optical module according to the present invention. 図1の発光側の光モジュールの第1基板であり、(a)は側面断面図、(b)は(a)のI−I線断面図、(c)は(a)のII−II線断面図である。It is the 1st board | substrate of the optical module of the light emission side of FIG. 1, (a) is side surface sectional drawing, (b) is II sectional view taken on the line of (a), (c) is II-II line of (a). It is sectional drawing. 図2の第1基板であり、(a)は斜視図、(b)は内部導波路を形成した斜視図である。2A is a perspective view of the first substrate of FIG. 2, and FIG. 3B is a perspective view in which an internal waveguide is formed. 第1基板であり、(a)は発光素子を実装した斜視図、(b)は光ファイバーを挿入した斜視図である。FIG. 3A is a perspective view in which a light emitting element is mounted, and FIG. 3B is a perspective view in which an optical fiber is inserted. (a)は第1基板に押さえブロックを固定した斜視図、(b)は光ファイバーの斜視図である。(A) is the perspective view which fixed the pressing block to the 1st board | substrate, (b) is the perspective view of an optical fiber. (a)は第1実施形態の第1基板の側面断面図、(b)は第2実施形態の第1基板の側面断面図である。(A) is side surface sectional drawing of the 1st board | substrate of 1st Embodiment, (b) is side surface sectional drawing of the 1st board | substrate of 2nd Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明に係る光モジュールの概略側面図である。図2は図1の発光側の光モジュールの第1基板1であり、(a)は側面断面図、(b)は(a)のI−I線断面図、(c)は(a)のII−II線断面図である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view of an optical module according to the present invention. 2 is a first substrate 1 of the light-emitting side optical module of FIG. 1, (a) is a side sectional view, (b) is a sectional view taken along line II of (a), and (c) is a sectional view of (a). It is II-II sectional view taken on the line.

図3は第1基板1であり、(a)は斜視図、(b)は内部導波路16を形成した斜視図である。図4は第1基板1であり、(a)は発光素子12aを実装した斜視図、(b)は光ファイバー2を挿入した斜視図である。   3A and 3B show the first substrate 1. FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is a perspective view in which an internal waveguide 16 is formed. 4A and 4B show the first substrate 1, in which FIG. 4A is a perspective view in which the light emitting element 12a is mounted, and FIG. 4B is a perspective view in which the optical fiber 2 is inserted.

図5(a)は押さえブロック24を固定した斜視図、図5(b)は光ファイバー2の斜視図である。   FIG. 5A is a perspective view in which the holding block 24 is fixed, and FIG. 5B is a perspective view of the optical fiber 2.

図1において、光モジュール(光モジュール)は、発光側の第1基板(マウント基板)1と、受光側の第1(マウント)基板3と、この第1基板1,3を光学的に結合する光ファイバー2とを備えている。   In FIG. 1, an optical module (optical module) optically couples a first substrate (mount substrate) 1 on a light emitting side, a first (mount) substrate 3 on a light receiving side, and the first substrates 1 and 3. And an optical fiber 2.

第1基板1,3は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子12aから受光素子12bまでの光結合効率が必要になるので、光素子(発光素子12aと受光素子12b)を高精度に実装することや使用中の位置変動を極力抑制する必要がある。このため、第1基板1,3として、本実施形態ではシリコン(Si)基板が採用されている。   The first substrates 1 and 3 need to have rigidity in order to avoid the influence of heat during mounting and the influence of stress due to the use environment. Further, in the case of optical transmission, since optical coupling efficiency from the light emitting element 12a to the light receiving element 12b is required, the optical elements (the light emitting element 12a and the light receiving element 12b) can be mounted with high accuracy and the positional fluctuation during use. Must be suppressed as much as possible. For this reason, a silicon (Si) substrate is employed as the first substrates 1 and 3 in this embodiment.

特にシリコン基板であれば、シリコンの結晶方位を利用して表面に高精度のエッチング溝加工が可能〔この溝を利用して高精度なミラー部15(後述)、溝内に内部導波路16(後述)を形成する。〕となる。また、シリコン基板は、平坦性も良好である。   In particular, in the case of a silicon substrate, it is possible to process a highly accurate etching groove on the surface by utilizing the crystal orientation of silicon [a highly accurate mirror portion 15 (described later) using this groove, and an internal waveguide 16 ( (To be described later). ]. In addition, the silicon substrate has good flatness.

第1基板1,3は、それよりもサイズが大きい第2基板(インタポーザ基板)6の表面(上面)にそれぞれ設置されている。各第2基板6の裏面(下面)には、他の回路装置に電気的に接続するためのコネクタ7がそれぞれ取付けられている。   The first substrates 1 and 3 are respectively installed on the surface (upper surface) of a second substrate (interposer substrate) 6 having a larger size. Connectors 7 for electrically connecting to other circuit devices are respectively attached to the back surface (lower surface) of each second substrate 6.

第1基板1の表面(上面)には、電気信号を光信号に変換する発光素子12aが発光面を下向きとしてバンプ12c(図2参照)でフリップチップ実装されている。また、第2基板6の表面には、この発光素子12aに電気信号を送信するためのIC回路が形成されたIC基板(信号処理部)4aが実装されている。   On the surface (upper surface) of the first substrate 1, a light emitting element 12a that converts an electrical signal into an optical signal is flip-chip mounted with bumps 12c (see FIG. 2) with the light emitting surface facing downward. An IC substrate (signal processing unit) 4a on which an IC circuit for transmitting an electrical signal to the light emitting element 12a is formed is mounted on the surface of the second substrate 6.

発光素子12aとして、本実施形態では、半導体レーザである面発光レーザ〔VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)〕が採用されている。この発光素子12aはLED等でもよい。   In the present embodiment, a surface emitting laser (VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)) that is a semiconductor laser is employed as the light emitting element 12a. The light emitting element 12a may be an LED or the like.

IC基板4aは、前記VCSELを駆動させるドライバICであり、発光素子12aの近傍に配設されている。そして、発光素子12aおよびIC基板4aは、第1基板1の表面に形成されたメタル回路(銅や金スパッタによるパターニング回路)に接続されている。   The IC substrate 4a is a driver IC that drives the VCSEL, and is disposed in the vicinity of the light emitting element 12a. The light emitting element 12a and the IC substrate 4a are connected to a metal circuit (patterning circuit by copper or gold sputtering) formed on the surface of the first substrate 1.

第1基板1の表面には、図3(a)に示すように、略台形状の第1溝(導波路形成用溝)1aと、第1溝1aよりも深い略V字形状の第2溝1bが前後方向に連なって形成されている。   On the surface of the first substrate 1, as shown in FIG. 3 (a), a substantially trapezoidal first groove (waveguide forming groove) 1a and a substantially V-shaped second deeper than the first groove 1a. The groove 1b is formed continuously in the front-rear direction.

第1溝1aの先端部には、発光素子12aの真下となる位置に、光路を90度屈曲させるための光路変換用のミラー部15が形成されている。このミラー部15には、反射率の向上のための金メッキ等が施されている。   At the tip of the first groove 1a, an optical path changing mirror 15 for bending the optical path by 90 degrees is formed at a position directly below the light emitting element 12a. The mirror portion 15 is subjected to gold plating for improving the reflectance.

第1基板1の第1溝1a内には、図3(b)に示すように、第1基板1の発光素子12aと光学的に結合する内部導波路16が設けられている。この内部導波路16は、ミラー部15から第2溝1bの方向に延在していて、第1溝1aの後端部1dと面一となっている。   As shown in FIG. 3B, an internal waveguide 16 that is optically coupled to the light emitting element 12a of the first substrate 1 is provided in the first groove 1a of the first substrate 1. The internal waveguide 16 extends from the mirror portion 15 in the direction of the second groove 1b and is flush with the rear end portion 1d of the first groove 1a.

内部導波路16は、光が伝播する屈折率の高い断面略正方形状のコア部17と、それよりも屈折率の低いクラッド部18とから構成されている。図2(c)のように、コア部17の左右の両面は、クラッド部18で覆われている。   The internal waveguide 16 includes a core portion 17 having a substantially square cross section with a high refractive index through which light propagates, and a cladding portion 18 having a refractive index lower than that. As shown in FIG. 2C, the left and right surfaces of the core portion 17 are covered with the cladding portion 18.

図4(a)のように、内部導波路16が設けられた第1基板1の表面の所定位置には、発光素子12aが実装され、この発光素子12aと第1基板1の表面との間には、図2(a)のように、光学透明樹脂(封止部材…アンダーフィル材)13が充填されている。   As shown in FIG. 4A, a light emitting element 12a is mounted at a predetermined position on the surface of the first substrate 1 where the internal waveguide 16 is provided, and between the light emitting element 12a and the surface of the first substrate 1. As shown in FIG. 2A, an optical transparent resin (sealing member: underfill material) 13 is filled.

図1に戻って、受光側の第1基板3について説明する。この受光側の第1基板3の基本的な構成は、発光側の第1基板1と同様に構成されている。ただし、受光側の第1基板3の表面(上面)に、光信号を電気信号に変換する受光素子12bが受光面を下向きとしてバンプでフリップチップ実装されている。また、第2基板6の表面に、この受光素子12bに電気信号を送信するためのIC回路が形成されたIC基板(信号処理部)4bが実装されている点で、発光側の第1基板1と異なる。この受光素子12bとしては、PD(Photo Diode)が採用されており、IC基板4bは、電流・電圧の変換を行うTIA(Trans−impedance Amplifier)などの素子である。   Returning to FIG. 1, the first substrate 3 on the light receiving side will be described. The basic structure of the first substrate 3 on the light receiving side is the same as that of the first substrate 1 on the light emitting side. However, on the surface (upper surface) of the first substrate 3 on the light receiving side, a light receiving element 12b for converting an optical signal into an electric signal is flip-chip mounted with bumps with the light receiving surface facing downward. In addition, on the surface of the second substrate 6, an IC substrate (signal processing unit) 4b on which an IC circuit for transmitting an electric signal to the light receiving element 12b is formed is mounted. Different from 1. As this light receiving element 12b, PD (Photo Diode) is adopted, and the IC substrate 4b is an element such as a TIA (Trans-impedance Amplifier) that performs current / voltage conversion.

発光側の第1基板1と受光側の第1基板3およびIC基板4a,4bは、第2基板6の表面に取付けたシールドケース8でそれぞれシールドされていて、光ファイバー2は、シールドケース8の貫通孔8aを貫通させている。   The first substrate 1 on the light emitting side, the first substrate 3 on the light receiving side, and the IC substrates 4 a and 4 b are shielded by a shield case 8 attached to the surface of the second substrate 6, respectively. The through hole 8a is penetrated.

次に、光ファイバー2を説明する。光ファイバー2は、図1および図5に示すように、発光側の第1基板1の内部導波路16のコア部17と、受光側の第1基板3の内部導波路16のコア部17とを光学的に結合可能なファイバーコア部21を内部に有している。そして、このファイバーコア部21の外周を包囲するファイバークラッド部22と、このファイバークラッド部22の外周を被覆する被覆部23とで構成されるコードタイプである。このファイバーコア部21とファイバークラッド部22と被覆部23は円形状である。   Next, the optical fiber 2 will be described. As shown in FIGS. 1 and 5, the optical fiber 2 includes a core portion 17 of the internal waveguide 16 of the first substrate 1 on the light emitting side and a core portion 17 of the internal waveguide 16 of the first substrate 3 on the light receiving side. An optically connectable fiber core portion 21 is provided inside. And it is a cord type comprised by the fiber cladding part 22 surrounding the outer periphery of this fiber core part 21, and the coating | coated part 23 which coat | covers the outer periphery of this fiber cladding part 22. FIG. The fiber core portion 21, the fiber clad portion 22, and the covering portion 23 are circular.

光ファイバー2は、図1のように、シールドケース8の貫通孔8aを貫通して第1基板1の第2溝1bの手前付近で被覆部23が剥がされて、ファイバークラッド部22が露出されている。   As shown in FIG. 1, the optical fiber 2 penetrates the through hole 8a of the shield case 8 and the covering portion 23 is peeled off in the vicinity of the second groove 1b of the first substrate 1 so that the fiber clad portion 22 is exposed. Yes.

そして、図2(a)(c)および図4(b)のように、第1基板1の第2溝1bに光ファイバー2のファイバークラッド部22を設置して、第1溝1aとの境部分の立ち上がり傾斜部でファイバークラッド部22の位置決めをする。このときに、第1基板1の内部導波路16のコア部17と光ファイバー2のファイバーコア部21の光軸が一致した位置決め状態で光学的に結合されるようになる。   Then, as shown in FIGS. 2A, 2C, and 4B, the fiber clad portion 22 of the optical fiber 2 is installed in the second groove 1b of the first substrate 1, and the boundary portion with the first groove 1a. The fiber clad portion 22 is positioned at the rising slope portion. At this time, it is optically coupled with the optical axis of the core part 17 of the internal waveguide 16 of the first substrate 1 and the fiber core part 21 of the optical fiber 2 being aligned.

第1基板1の表面の位置において、図2(a)および図5のように、光ファイバー2のファイバークラッド部22の上部には押えブロック24が配置され、この押えブロック24と第2溝1bとの間の空間には、接着剤14が充填されている。   At the position of the surface of the first substrate 1, as shown in FIGS. 2A and 5, a holding block 24 is disposed on the upper portion of the fiber cladding portion 22 of the optical fiber 2, and the holding block 24 and the second groove 1 b are arranged. The space between is filled with the adhesive 14.

このように、光ファイバー2のファイバークラッド部22の先端側は、押えブロック24で第2溝1bに押え付けられた状態で、押えブロック24とともに第1基板1に接着剤14で接着固定されるようになる。   As described above, the front end side of the fiber clad portion 22 of the optical fiber 2 is bonded and fixed to the first substrate 1 together with the pressing block 24 with the adhesive 14 while being pressed against the second groove 1 b by the pressing block 24. become.

図6(a)は、発熱対策を施した第1実施形態の第1基板1の側面断面図である。発光素子12aとミラー部15との間の隙間部分(側面視で略三角形部分)Sの内部導波路16のクラッド部18´の材料は、それ以外のクラッド部18の材料よりも低応力な別材料としたものである。   FIG. 6A is a side cross-sectional view of the first substrate 1 of the first embodiment in which heat generation measures are taken. The material of the cladding portion 18 ′ of the internal waveguide 16 in the gap portion (substantially triangular portion in side view) S between the light emitting element 12 a and the mirror portion 15 is less stressed than the materials of the other cladding portions 18. It is a material.

この隙間部分Sのクラッド部18´の材料は、例えばウレタンゴム系またはシリコンゴム系の樹脂とすることができる。   The material of the clad portion 18 ′ of the gap portion S can be, for example, a urethane rubber-based or silicon rubber-based resin.

第1実施形態は、発光素子12aとミラー部15との間の隙間部分Sの内部導波路16のクラッド部18´の材料を、それ以外の内部導波路16のクラッド部18の材料よりも低応力な別材料としたものである。   In the first embodiment, the material of the cladding portion 18 ′ of the internal waveguide 16 in the gap portion S between the light emitting element 12 a and the mirror portion 15 is lower than the material of the cladding portion 18 of the other internal waveguide 16. It is a separate material with stress.

したがって、ミラー部15や、発光素子12aとミラー部15との間の隙間部分Sの発熱温度が高くなっても、隙間部分Sは低応力(低αE αは線膨張率 Eは弾性率)な別材料であるから、応力に起因する発光素子12aのダメージが低減されるとともに、ミラー部15や隙間部分Sの内部導波路16のクラッド部18´に剥離が発生しにくいようになる。   Therefore, even if the heat generation temperature of the mirror portion 15 or the gap portion S between the light emitting element 12a and the mirror portion 15 becomes high, the gap portion S has low stress (low αE α is linear expansion coefficient E is elastic modulus). Since it is a different material, damage to the light emitting element 12a due to stress is reduced, and peeling is less likely to occur in the mirror portion 15 and the clad portion 18 'of the internal waveguide 16 in the gap portion S.

また、第1実施形態では、第1基板1の第1溝1a内に、隙間部分S以外の内部導波路16を予め形成しておく。その後、隙間部分Sにクラッド部18´の材料である低応力な別材料を充填することで、隙間部分Sに内部導波路16のクラッド部18´を形成することができる。   In the first embodiment, the internal waveguide 16 other than the gap portion S is formed in advance in the first groove 1 a of the first substrate 1. Thereafter, the gap portion S is filled with another low-stress material that is the material of the clad portion 18 ′, whereby the clad portion 18 ′ of the internal waveguide 16 can be formed in the gap portion S.

このように、内部導波路16を予め形成することで、パターニングが行えない隙間部分Sの内部導波路のクラッド部18´を最小限にすることができる。つまり、隙間部分Sの内部導波路16のクラッド部18´を先に形成しようとすると、パターニング露光用の紫外線がミラー部15で反射するために、それ以外の内部導波路16側に漏れた別材料によって、それ以外の内部導波路16の領域に、別材料による内部導波路16のクラッド部18´が形成される可能性があることによる。   Thus, by forming the internal waveguide 16 in advance, it is possible to minimize the clad portion 18 'of the internal waveguide in the gap portion S where patterning cannot be performed. That is, if the cladding portion 18 ′ of the internal waveguide 16 in the gap portion S is formed first, the ultraviolet light for patterning exposure is reflected by the mirror portion 15, so that the other leaked to the other internal waveguide 16 side. This is because the clad portion 18 ′ of the internal waveguide 16 made of another material may be formed in the region of the other internal waveguide 16 depending on the material.

図6(b)は、発熱対策を施した第2実施形態の第1基板1の側面断面図である。第1実施形態と相違するのは、隙間部分Sにクラッド部18´の材料である低応力な別材料を充填する工程を省略した点にある。   FIG. 6B is a side cross-sectional view of the first substrate 1 of the second embodiment in which measures against heat generation are taken. The difference from the first embodiment is that the step of filling the gap portion S with another low-stress material that is the material of the cladding portion 18 ′ is omitted.

すなわち、図2(a)で説明したように、発光素子12aと第1基板1の表面との間には、光学透明樹脂(封止部材…アンダーフィル材)13を充填するようにしている。この封止材料である光学透明樹脂13は、発光素子12aに対する応力の影響を少なくするために、通常、低応力の材料が使用されることが多いことから、隙間部分Sのクラッド部18´として兼用することが可能である。   That is, as described with reference to FIG. 2A, an optical transparent resin (sealing member: underfill material) 13 is filled between the light emitting element 12 a and the surface of the first substrate 1. As the sealing material, the optical transparent resin 13 is usually made of a low stress material in order to reduce the influence of stress on the light emitting element 12a. It is possible to use both.

そこで、光学透明樹脂13を発光素子12aと第1基板1の表面との間に充填するのと同時に、隙間部分Sに光学透明樹脂13を充填することで、隙間部分Sに内部導波路16のクラッド部18´を形成するものである。   Therefore, the optical transparent resin 13 is filled between the light emitting element 12 a and the surface of the first substrate 1, and at the same time, the optical transparent resin 13 is filled in the gap portion S, whereby the internal waveguide 16 is filled in the gap portion S. The clad portion 18 'is formed.

このように、発光素子12aと第1基板1の表面との間に、低応力な別材料である光学透明樹脂(封止部材)13を充填する工程で、隙間部分Sにも光学透明樹脂(封止部材)13、つまりクラッド部18´を同時に充填することができるから、別材料を充填する工程が不要になる。   Thus, in the step of filling the light transparent element (sealing member) 13, which is another low stress material, between the light emitting element 12 a and the surface of the first substrate 1, the optical transparent resin ( Since the sealing member 13, that is, the clad portion 18 ′ can be filled at the same time, the step of filling another material becomes unnecessary.

以上のように、本発明に係る光モジュールは、基板の表面に形成された溝内に設けられた内部導波路と、この溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子とを少なくとも備えた光モジュールにおいて、前記光素子の内の発光素子と前記ミラー部との間の隙間部分の前記内部導波路の材料は、それ以外の内部導波路の材料よりも低応力な別材料であることを特徴とするを特徴とするものである。   As described above, the optical module according to the present invention includes the internal waveguide provided in the groove formed on the surface of the substrate, the optical path conversion mirror formed at the tip of the groove, and the mirror. Mounted on the surface of the substrate so as to face the part, emits an optical signal to the core part of the internal waveguide via the mirror part, or receives an optical signal from the core part of the internal waveguide via the mirror part In an optical module including at least an optical element, the material of the internal waveguide in the gap portion between the light emitting element and the mirror part in the optical element is lower in stress than the material of the other internal waveguides. It is characterized by being a different material.

これによれば、光素子の内の発光素子とミラー部との間の隙間部分の内部導波路の材料を、それ以外の内部導波路の材料よりも低応力な別材料としたものである。   According to this, the material of the internal waveguide in the gap portion between the light emitting element and the mirror portion in the optical element is a different material having a lower stress than the other internal waveguide materials.

したがって、ミラー部や光素子とミラー部との間の隙間部分の発熱温度が高くなっても、隙間部分は低応力な別材料であるから、応力に起因する発光素子のダメージが低減されるとともに、ミラー部や隙間部分の内部導波路に剥離が発生しにくいようになる。   Therefore, even if the heat generation temperature of the mirror part or the gap part between the optical element and the mirror part becomes high, the gap part is a different material with low stress, so that damage to the light emitting element due to the stress is reduced. In addition, peeling is unlikely to occur in the internal waveguides in the mirror part and the gap part.

前記基板の溝内に、前記隙間部分以外の前記内部導波路が予め形成されていて、前記隙間部分に前記低応力な別材料が充填されることで、隙間部分の内部導波路が形成されている成とすることができる。   In the groove of the substrate, the internal waveguide other than the gap portion is formed in advance, and the gap waveguide portion is filled with the low stress different material, so that the internal waveguide of the gap portion is formed. It can be done.

これによれば、内部導波路を予め形成することで、パターニングが行えない隙間部分の内部導波路を最小限にすることができる。つまり、隙間部分の内部導波路を先に形成しようとすると、パターニング露光用の紫外線がミラー部で反射するために、それ以外の内部導波路側に漏れた別材料によって、それ以外の内部導波路の領域に、別材料による内部導波路が形成される可能性があることによる。   According to this, by forming the internal waveguide in advance, it is possible to minimize the internal waveguide in the gap portion where patterning cannot be performed. In other words, if the internal waveguide in the gap is first formed, the ultraviolet light for patterning exposure is reflected by the mirror part, so that other internal waveguide leaks due to another material leaking to the other internal waveguide side. This is because an internal waveguide made of a different material may be formed in this region.

前記基板の溝内に、前記隙間部分以外の前記内部導波路が予め形成されていて、前記隙間部分に、前記光素子と基板の表面との間に充填される、前記低応力な別材料である封止材料が同時に充填されることで、隙間部分の内部導波路が形成されている構成とすることができる。   In the groove of the substrate, the internal waveguide other than the gap portion is formed in advance, and the gap portion is filled between the optical element and the surface of the substrate. It can be set as the structure by which the internal waveguide of a clearance gap part is formed by being filled with a certain sealing material simultaneously.

これによれば、光素子と基板の表面との間に、低応力な別材料である封止材料(アンダーフィル材)を充填する工程で、隙間部分に封止材料を同時に充填することができるから、別材料を充填する工程が不要になる。   According to this, in the step of filling the sealing material (underfill material) which is another low-stress material between the optical element and the surface of the substrate, the gap material can be filled with the sealing material at the same time. Therefore, the step of filling another material becomes unnecessary.

1 第1基板
1a 第1溝
12a 発光素子(光素子)
12b 受光素子(光素子)
13 光学透明樹脂(封止部材…アンダーフィル材)
15 ミラー部
16 内部導波路
17 コア部
18 クラッド部
18´ クラッド部
S 隙間部分
1 1st board | substrate 1a 1st groove | channel 12a Light emitting element (optical element)
12b Light receiving element (optical element)
13 Optical transparent resin (sealing member: underfill material)
15 Mirror part 16 Internal waveguide 17 Core part 18 Clad part 18 'Clad part S Crevice part

Claims (3)

基板の表面に形成された溝内に設けられた内部導波路と、この溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部と、このミラー部と対向するように基板の表面に実装され、ミラー部を介して内部導波路のコア部に光信号を発光し、若しくはミラー部を介して内部導波路のコア部からの光信号を受光する光素子とを少なくとも備えた光モジュールにおいて、
前記光素子の内の発光素子と前記ミラー部との間の隙間部分の前記内部導波路の材料は、それ以外の内部導波路の材料よりも低応力な別材料であることを特徴とする光モジュール。
An internal waveguide provided in a groove formed on the surface of the substrate, an optical path conversion mirror formed at the tip of the groove, and mounted on the surface of the substrate so as to face the mirror, In an optical module including at least an optical element that emits an optical signal to the core portion of the internal waveguide via the mirror portion or receives an optical signal from the core portion of the internal waveguide via the mirror portion,
The material of the internal waveguide in the gap portion between the light emitting element and the mirror part in the optical element is another material having a lower stress than the material of the other internal waveguide. module.
前記基板の溝内に、前記隙間部分以外の前記内部導波路が予め形成されていて、前記隙間部分に前記低応力な別材料が充填されることで、隙間部分の内部導波路が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。   In the groove of the substrate, the internal waveguide other than the gap portion is formed in advance, and the gap waveguide portion is filled with the low stress different material, so that the internal waveguide of the gap portion is formed. The optical module according to claim 1. 前記基板の溝内に、前記隙間部分以外の前記内部導波路が予め形成されていて、前記隙間部分に、前記光素子と基板の表面との間に充填される、前記低応力な別材料である封止材料が同時に充填されることで、隙間部分の内部導波路が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。   In the groove of the substrate, the internal waveguide other than the gap portion is formed in advance, and the gap portion is filled between the optical element and the surface of the substrate. The optical module according to claim 1, wherein an internal waveguide in a gap portion is formed by simultaneously filling a certain sealing material.
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