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WO2019224942A1 - 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法 - Google Patents

内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2019224942A1
WO2019224942A1 PCT/JP2018/019837 JP2018019837W WO2019224942A1 WO 2019224942 A1 WO2019224942 A1 WO 2019224942A1 JP 2018019837 W JP2018019837 W JP 2018019837W WO 2019224942 A1 WO2019224942 A1 WO 2019224942A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hole
main surface
light emitting
endoscope
optical module
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/019837
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋平 堺
中山　高志
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Priority to PCT/JP2018/019837 priority Critical patent/WO2019224942A1/ja
Publication of WO2019224942A1 publication Critical patent/WO2019224942A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor

Definitions

  • the present invention relates to an optical module for an endoscope including a light emitting element, an optical fiber, and a holding part, an endoscope having an optical module for an endoscope including a light emitting element, an optical fiber, and a holding part, and light emission
  • the present invention relates to a method for manufacturing an endoscope optical module including an element, an optical fiber, and a holding unit.
  • the endoscope has an image sensor at the distal end of the elongated insertion portion.
  • an image sensor having a high pixel count has been studied.
  • the amount of image signal transmitted from the image sensor to the signal processing device (processor) increases.
  • the signal processing device processor
  • the part may become thick.
  • the optical signal transmission includes an E / O type optical module (electric-optical converter) including a light emitting element that converts an electrical signal into an optical signal, and an O / O including a light receiving element that converts the optical signal into an electrical signal.
  • E-type optical module optical-electrical converter
  • ⁇ Miniaturization of the optical module is important for reducing the diameter of the insertion part of the endoscope.
  • an optical module for an endoscope in which a ferrule on which a light emitting element is mounted has an insertion hole in which an optical fiber is inserted and is fixed by a resin, and an injection hole for injecting the resin Is disclosed.
  • the light emitting portion of the light emitting element has a small diameter of, for example, 10 ⁇ m, it is not easy to accurately place the light emitting portion on the central axis of the insertion hole into which the optical fiber is inserted.
  • the optical coupling between the light emitting element and the optical fiber is insufficient, the transmission efficiency is lowered.
  • Embodiments of the present invention are intended to provide an endoscope optical module with good transmission efficiency, a minimally invasive and high-performance endoscope, and a method of manufacturing an endoscope optical module with good transmission efficiency.
  • the endoscope optical module has a first main surface and a second main surface facing the first main surface, and a bonding electrode is disposed on the first main surface.
  • a silicon substrate having a first through hole and a second through hole, a light emitting surface and a back surface facing the light emitting surface, and connected to the light emitting unit for outputting an optical signal and the light emitting unit.
  • a light emitting device in which an external electrode is disposed on the light emitting surface, the light emitting portion is disposed at a position facing the first through hole, and the external electrode is bonded to the bonding electrode; and the silicon substrate An optical fiber that is inserted into the first through hole and transmits the optical signal.
  • the endoscope of the embodiment includes an optical module for endoscope, and the optical module for endoscope has a first main surface and a second main surface facing the first main surface.
  • a glass substrate having a bonding electrode disposed on the first main surface, a third main surface and a fourth main surface opposite to the third main surface, wherein the third main surface A surface is bonded to the second main surface of the glass substrate, and includes a silicon substrate having a first through hole and a second through hole, and a light emitting surface and a back surface facing the light emitting surface,
  • a light emitting unit for outputting an optical signal and an external electrode connected to the light emitting unit are disposed on the light emitting surface, the light emitting unit is disposed at a position facing the first through hole, and the external electrode is A light emitting element bonded to the bonding electrode and the optical signal inserted in the first through hole of the silicon substrate are transmitted.
  • the method of manufacturing an optical module for an endoscope according to the embodiment has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and a bonding electrode is arranged on the first main surface.
  • a glass substrate provided; a third main surface; and a fourth main surface opposite to the third main surface, wherein the third main surface is the second main surface of the glass substrate.
  • a light emitting unit that has a first through hole and a second through hole, a light emitting surface and a back surface opposite to the light emitting surface, and outputs an optical signal; and A light emitting element in which a connected external electrode is disposed on the light emitting surface, the light emitting unit is disposed at a position facing the first through hole, and the external electrode is bonded to the bonding electrode; An optical fiber that is inserted into the first through hole of the silicon substrate and transmits the optical signal.
  • a method for manufacturing an optical module comprising: a first step of bonding the glass substrate and the silicon substrate to produce a bonded substrate; and forming the first through hole and the second through hole.
  • an endoscope optical module with high transmission efficiency a minimally invasive and high-performance endoscope, and an endoscope optical module with high transmission efficiency.
  • FIG. 1 is a perspective view of an endoscope system including an endoscope according to an embodiment. It is a top view of the optical module of 1st Embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical module according to the first embodiment taken along line III-III in FIG. 2.
  • It is a manufacturing flowchart of the optical module of 1st Embodiment. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the optical module of 1st Embodiment. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the optical module of 1st Embodiment. It is a bottom view for demonstrating the manufacturing method of the optical module of 1st Embodiment. It is an exploded sectional view for explaining the manufacturing method of the optical module of a 1st embodiment. It is sectional drawing of the optical module of 2nd Embodiment.
  • the endoscope system 3 including the endoscope 9 includes an endoscope 9, a processor 80, a light source device 81, and a monitor 82.
  • a flexible insertion portion 90 is inserted into a body cavity of a subject, and an in-vivo image of the subject is captured and an imaging signal is output.
  • an operation portion 91 provided with various buttons for operating the endoscope 9 is disposed.
  • the operation unit 91 has a treatment instrument insertion port of a channel 94 for inserting a bioforceps, an electric knife, an inspection probe, and the like into the body cavity of the subject.
  • the insertion portion 90 includes a rigid distal end portion 90A in which the imaging device 2 and the E / O type optical module 1 are disposed, a bendable bending portion 90B provided continuously to the proximal end portion of the distal end portion 90A, It is constituted by a flexible soft portion 90C provided continuously with the base end portion of the bending portion 90B.
  • the bending portion 90B is bent by the operation of the operation portion 91.
  • the universal cord 92 extended from the operation unit 91 is connected to the processor 80 and the light source device 81 via the connector 93.
  • the processor 80 controls the entire endoscope system 3, performs signal processing on the imaging signal, and outputs it as an image signal.
  • the monitor 82 displays the image signal output from the processor 80.
  • the light source device 81 has, for example, a white LED. Illumination light emitted from the light source device 81 is guided to an illumination optical system (not shown) of the distal end portion 90A via a universal cord 92 and a light guide (not shown) that passes through the insertion portion 90, and illuminates the subject. To do.
  • the E / O type optical module 1 converts an imaging signal output from the imaging device 2 into an optical signal and transmits the optical signal via the optical fiber 40.
  • the optical signal is transmitted to the operation unit 91 through the thin optical fiber 40 inserted through the insertion unit 90.
  • the optical signal is converted again into an electrical signal by the O / E type optical module 1X disposed in the operation unit 91, and the electrical connector is passed through the signal cable 40M which is a metal wiring through which the universal cord 92 is inserted. 93.
  • the imaging signal is transmitted through the optical fiber 40 in the insertion portion 90 with a small diameter, and is not inserted into the body, and the universal cord 92 with a small outer diameter limit is a metal wiring thicker than the optical fiber 40. It is transmitted by way of a certain signal cable 40M.
  • the optical fiber 40 passes through the universal cord 92.
  • the endoscope 9 having a thin insertion portion 90 is minimally invasive. As will be described later, since the optical module 1 has high transmission efficiency, the endoscope 9 has high performance.
  • the endoscope 9 including the optical module 1 may be a rigid endoscope, and the use thereof may be medical or industrial.
  • the optical module 1 of the present embodiment includes a glass substrate 10, a silicon substrate 20, a light emitting element 30, and an optical fiber 40.
  • the optical module 1 is an ultra-compact E / O type module (electric-optical converter) that converts an imaging electric signal output from the imaging device 2 into an optical signal and transmits the optical signal.
  • the light emitting element 30 has a light emitting surface 30SA and a back surface 30SB facing the light emitting surface 30SA.
  • the light emitting element 30 is a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) having a light emitting unit 31 that outputs an optical signal along an optical axis O that is an axis perpendicular to the light emitting surface.
  • the ultra-small light emitting element 30 having a planar view size of 235 ⁇ m ⁇ 235 ⁇ m in the direction orthogonal to the optical axis O includes a light emitting unit 31 that outputs an optical signal and a diameter that is connected to the light emitting unit 31 is 4 ⁇ m.
  • Two external electrodes 32 are provided on the light emitting surface 30SA. Two of the four external electrodes 32 are dummy electrodes. As long as the light emitting element 30 has at least two external electrodes 32, it may have one or more dummy electrodes, or may not have dummy electrodes.
  • a driving signal based on the imaging signal output from the imaging device 2 is input to the two external electrodes 32 of the light emitting element 30.
  • the optical fiber 40 for transmitting an optical signal has, for example, a core having a diameter of 62.5 ⁇ m and a clad having a diameter of 80 ⁇ m covering the outer periphery of the core.
  • the glass substrate 10 and the silicon substrate 20 constitute a ferrule 19 that holds the optical fiber 40.
  • Glass substrate 10 has first main surface 10SA and second main surface 10SB facing first main surface 10SA.
  • bonding electrodes 11A and 11C to which the two external electrodes 32 of the light emitting element 30 are bonded are arranged. That is, the light emitting element 30 that emits an optical signal from the light emitting unit 31 is mounted on the first main surface 10SA of the glass substrate 10.
  • the silicon substrate 20 has a third main surface 20SA and a fourth main surface 20SB opposite to the third main surface 20SA.
  • the silicon substrate 20 has a first through hole H20A and a second through hole H20B.
  • the third main surface 20SA of the silicon substrate 20 is bonded to the second main surface 10SB of the glass substrate 10.
  • the first through hole H20A and the second through hole H20B are bottomed holes having the glass substrate 10 as a bottom surface.
  • the optical fiber 40 is inserted into the first through hole H20A, and the tip surface of the optical fiber 40 is in contact with the glass substrate 10.
  • a transparent resin 45 is filled in a gap between the wall surface of the first through hole H20A and the outer peripheral surface of the optical fiber 40.
  • the second through hole H20B is also filled with the transparent resin 45.
  • the second through hole H20B may be filled with a light shielding resin or may not be filled with anything.
  • the optical signal emitted from the light emitting element 30 enters the optical fiber 40 inserted into the first through hole H20A through the glass substrate 10.
  • the ferrule 19 is ultra-compact, for example, having a horizontal (X direction) dimension of 1 mm and a vertical (Y direction) dimension of 0.7 mm.
  • the optical module 1 is ultra-compact, but the central axis of the optical fiber 40, that is, the central axis C20A of the first through hole H20A and the optical axis O of the light emitting element 30 are accurately aligned. Therefore, transmission efficiency is good.
  • the endoscope 9 having the optical module 1 has high performance.
  • the optical module 1 is manufactured by a manufacturing method at the wafer level.
  • the first through-hole H20A and the second through-hole H20B are formed on the bonded wafer 19W in which the glass wafer 10W and the silicon wafer 20W are bonded, and then cut.
  • a ferrule 19 having a glass substrate 10 and a silicon substrate 20 is produced (see FIGS. 5 to 8).
  • the outer shape of the ferrule 19 is a rectangular parallelepiped, but may be a cylinder or a polygonal column.
  • the bonded wafer 19W is manufactured by, for example, anodic bonding of the glass wafer 10W and the silicon wafer 20W (see FIG. 5).
  • the glass wafer 10W is thinned to a thickness of more than 5 ⁇ m and less than 50 ⁇ m after bonding. That is, if the thickness of the glass substrate 10 is less than 50 ⁇ m, the optical signal is transmitted through 95% or more, so that transmission efficiency is good. In addition, if the thickness of the glass substrate 10 exceeds 5 micrometers, it will be hard to be damaged in a next process.
  • the thickness of the silicon substrate 20 is preferably more than 100 ⁇ m in order to hold the optical fiber 40 stably.
  • the etching mask 21 for forming the first through-hole H20A and the second through-hole H20B is formed on the fourth silicon wafer 20W by photolithography. It is disposed on the main surface 20SB (see FIG. 5).
  • a conductive film 11 made of aluminum, copper, or the like is formed on the first main surface 10SA of the glass wafer 10W, patterned using an etching mask 12 provided by a photolithography method, and bonded electrodes 11A, 11B. 11C (see FIGS. 5 to 7).
  • the first through hole H20A and the second through hole H20B are formed in the silicon wafer 20W by etching.
  • the first through hole H20A having a wall surface substantially perpendicular to the main surface can be easily formed by using a reactive ion etching (RIE) method. Since glass wafer 10W serves as an etching stop layer, first through holes H20A and the like having glass wafer 10W as the bottom surface are formed.
  • RIE reactive ion etching
  • the through hole may be formed using wet etching.
  • the inner surface shape of the through hole may be a prism as long as the optical fiber 40 can be held by the inner surface of the cylinder.
  • the inner diameter of the first through hole H20A is 85 ⁇ m.
  • the inner diameter of the first through hole H20A is preferably 105% to 110% of the outer diameter of the optical fiber 40.
  • the inner diameter of the second through hole H20B is not particularly limited, and may be the same as the inner diameter of the first through hole H20A.
  • Step S40> Position Detection Step As shown in FIG. 7, in the fourth step, the silicon wafer 20W is observed from below the bonded wafer 19W by passing through the transparent glass wafer 10W. The positions of the through hole H20A and the second through hole H20B are detected.
  • the positions of the first through holes H20A and the second through holes H20B that is, the positions on the plane (XY plane) perpendicular to the optical axis O are etched on the fourth main surface 20SB of the silicon wafer 20W. It is defined by the position of the mask 21.
  • the positions of the bonding electrodes 11A, 11B, and 11C are defined by the position of the etching mask 12 disposed on the first main surface 10SA of the glass wafer 10W.
  • the relative positions of the etching mask 21 arranged on the fourth main surface 20SB and the etching mask 12 arranged on the first main surface 10SA are arranged by pattern formation using a double-sided mask aligner. Therefore, they are almost the same. However, there is an error of about several ⁇ m to 10 ⁇ m in the arrangement position of both. For this reason, when the light emitting element 30 is mounted on the first main surface 10SA, an error occurs with respect to the position of the first through hole H20A when the positions of the bonding electrodes 11A, 11B, and 11C are used as a reference. Since the light emitting part 31 of the light emitting element 30 has a small diameter of 10 ⁇ m, even if there is an error of several ⁇ m, there is a possibility that the transmission efficiency of the optical module 1 is lowered.
  • the position of the first through hole H20A and the second through hole H20B is directly detected by observing the silicon wafer 20W through the glass wafer 10W.
  • position detection becomes easy by irradiating light from the direction of 4th main surface 20SB.
  • positions of the first through holes H20A and the second through holes H20B detected by passing through the glass wafer 10W are the positions of the openings (bottom surfaces) of the respective third main surfaces 20SA.
  • the light emitting unit 31 is the first based on the positions of the first through hole H20A and the second through hole H20B detected in the fourth step (S40).
  • the light emitting element 30 is disposed at a position that coincides with the central axis C20A of one through hole H20A and that the plurality of external electrodes 32 face each of the bonding electrodes 11A, 11B, and 11C.
  • the relative position of the second through hole H20B with respect to the first through hole H20A is measured. For this reason, when the light emitting element 30 is disposed, the position of the second through hole H20B is used as a reference alignment mark, so that the first through hole H20A cannot be directly confirmed because it is covered with the light emitting element 30.
  • the center axis C20A and the optical axis O of the light emitting element 30 can be accurately aligned.
  • a plurality of second through holes H20B serving as alignment marks may be formed in the silicon wafer 20W.
  • the external electrode 32 of the light emitting element 30 and the bonding electrodes 11A and 11C of the glass substrate 10 are ultrasonically bonded, for example.
  • a transparent resin (not shown) is filled between the glass substrate 10 and the light emitting element 30.
  • an air layer may be provided on the upper portion of the light emitting unit by using a highly viscous resin instead of the transparent resin.
  • Two joining electrodes 11A and 11C and one long and narrow joining electrode 11B are disposed in a region where the first main surface 10SA of the glass wafer 10W is the glass substrate 10 respectively.
  • the two external electrodes 32 of the light emitting element 30 are joined to the joining electrodes 11A and 11C, respectively, and the two dummy electrodes are joined to the joining electrode 11B.
  • the joining electrodes 11A and 11C are connected to a wiring (not shown) that transmits a driving signal.
  • joining of the joining electrode of the glass wafer 10W and the external electrode 32 of the light emitting element 30 is appropriately changed according to the specification.
  • a light emitting element without a dummy electrode for arranging the light emitting surface 30SA in parallel with the first main surface 10SA of the glass wafer 10W may be used.
  • two dummy electrodes of the external electrodes 32 of the light emitting element 30 may be joined to each of the two external electrodes.
  • the external electrode 32 of the light emitting element 30 may be a flat plate electrode and the bonding electrode may be a convex bump.
  • the dummy electrode may only be in contact with the first main surface 10SA of the glass wafer 10W.
  • the convex bonding electrode of the glass wafer 10 ⁇ / b> W may be in contact with the light emitting surface 30 ⁇ / b> SA of the light emitting element 30.
  • a plurality of ferrules 19 each having the light emitting element 30 mounted thereon are manufactured by cutting the bonded wafer 19W.
  • the optical fiber 40 is inserted and fixed in the first through hole H20A of the ferrule 19. Note that the distance between the optical fiber 40 and the light emitting portion 31 is fixed so that the distal end surface is in contact with the bottom surface of the first through hole H20A, that is, the second main surface 10SB of the glass substrate 10. Therefore, it is preferable.
  • the central axis C20A of the first through hole H20A is accurately aligned with the light emitting portion 31 of the light emitting element 30, the central axis of the optical fiber 40 inserted into the first through hole H20A is the light emitting element. Accordingly, the optical fiber 40 is optically coupled to the light emitting element 30 efficiently.
  • the optical fiber 40 is fixed to the first through hole H20A by the transparent resin 45 disposed in the first through hole H20A.
  • the transparent resin 45 various ultraviolet curable resins having a high refractive index and a predetermined refractive index, for example, a silicone resin or an epoxy resin are used.
  • the transparent resin 45 is an ultraviolet / thermosetting resin, after being irradiated with ultraviolet rays, for example, heat curing is performed at 100 ° C. for 1 hour.
  • the optical fiber 40 may be disposed after the ferrule 19 is disposed at the distal end portion 90A of the endoscope 9 and electrically connected to the imaging apparatus.
  • the optical module 1 having high optical coupling efficiency between the light emitting element 30 and the optical fiber 40 can be easily manufactured.
  • the optical module 1 may be manufactured from the cut glass substrate 10 and the silicon substrate 20 instead of being manufactured at the wafer level.
  • the optical module 1A of the present embodiment is similar to the optical module 1 and has the same effects, the same reference numerals are given to components having the same functions, and descriptions thereof are omitted.
  • the optical module 1A shown in FIG. 9 includes a light receiving element 50 mounted at a position facing the second through hole H20B of the fourth main surface 20SB of the silicon substrate 20.
  • the light receiving element 50 is electrically connected to the electrode 23 disposed on the fourth main surface 20SB of the silicon substrate 20.
  • the light receiving element 50 made of a photodiode (PD) or the like detects the intensity (light quantity) of the leaked light of the optical signal propagated through the glass substrate 10 and the second through hole H20B.
  • PD photodiode
  • a part of the light emitted from the light emitting element 30 is multiple-reflected by the inner surface of the second main surface 10SB and the inner surface of the first main surface 10SA of the glass substrate 10, so that the inside of the glass substrate 10 is in-plane. Is propagated in the direction, and further reaches the light receiving element 50 through the second through hole H20B.
  • the second through hole H20B is preferably filled with a transparent resin 45.
  • the optical module 1A and the endoscope 9A including the optical module 1A have high performance.
  • the glass substrate 10 and the second through-hole H20B are passed through the glass substrate 10 and the second through-hole H20B at a position facing the second through-hole H20B of the fourth main surface 20SB of the silicon substrate 20.
  • the method further includes the step of mounting the light receiving element 50 for detecting the intensity of the leaked light of the optical signal propagated thereby.
  • the second through hole H20B has a function of an alignment mark for determining the position of the light emitting element 30 in the manufacturing process. Constitutes a light path for monitoring.
  • first through hole H20A and the second through hole H20B may have a tapered shape in which the opening of the fourth main surface 20SB is larger than the opening of the third main surface 20SA.
  • the tapered first through hole H20A allows easy insertion of the optical fiber 40, and the tapered second through hole H20B facilitates injection of the transparent resin 45.

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Abstract

内視鏡用光モジュール１は、第１の主面１０ＳＡに接合電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが配設されているガラス基板１０と、第３の主面２０ＳＡが前記ガラス基板１０の前記第２の主面１０ＳＢと接合されており、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂがあるシリコン基板２０と、発光部３１および複数の外部電極３２が発光面２０ＳＡに配設されており、前記第１の貫通孔Ｈ２０Ａと対向する位置に前記発光部３１が配置され、前記複数の外部電極３２が前記接合電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと接合されている発光素子３０と、前記シリコン基板２０の前記第１の貫通孔Ｈ２０Ａに挿入されている、前記光信号を伝送する光ファイバ４０と、を具備する。

Description

内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法
　本発明は、発光素子と光ファイバと保持部とを具備する内視鏡用光モジュール、発光素子と光ファイバと保持部とを具備する内視鏡用光モジュールを有する内視鏡、および、発光素子と光ファイバと保持部とを具備する内視鏡用光モジュールの製造方法に関する。
　内視鏡は、細長い挿入部の先端部に撮像素子を有する。近年、高品質の画像を表示するため、高画素数の撮像素子が検討されている。高画素数の撮像素子を使用した場合には、撮像素子から信号処理装置（プロセッサ）へ伝送する画像信号量が増加する。このため、電気信号によるメタル配線を経由した電気信号伝送では、必要な信号量を伝送するためにメタル配線の線径を太くしたり、複数のメタル配線を用いたりする必要があり、配線によって挿入部が太くなるおそれがある。
　挿入部を細径化し低侵襲化するには、光信号による細い光ファイバを経由した光信号伝送が好ましい。光信号伝送には、電気信号を光信号に変換する発光素子を含む、Ｅ／Ｏ型の光モジュール（電気－光変換器）と、光信号を電気信号に変換する受光素子を含む、Ｏ／Ｅ型の光モジュール（光－電気変換器）とが用いられる。
　内視鏡の挿入部の細径化のためには、光モジュールの小型化が重要である。
　国際公開第２０１６／１５７３０１号には、発光素子が実装されているフェルールに、光ファイバが挿入され樹脂によって固定されている挿入孔と、樹脂を注入する注入孔とがある内視鏡用光モジュールが開示されている。
　しかし、発光素子の発光部は、例えば直径が１０μｍと小さいため、光ファイバが挿入される挿入孔の中心軸に正確に発光部を配置することは容易ではなかった。発光素子と光ファイバとの光結合が不十分な場合には伝送効率が低下する。
　一方、光信号伝送の安定化のために、発光素子の発光強度を検出する高性能な光モジュールが求められていた。
国際公開第２０１６／１５７３０１号
　本発明の実施形態は、伝送効率のよい内視鏡用光モジュール、低侵襲で高性能な内視鏡、伝送効率のよい内視鏡用光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
　実施形態の内視鏡用光モジュールは、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面に接合電極が配設されているガラス基板と、第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記ガラス基板の前記第２の主面と接合されており、第１の貫通孔および第２の貫通孔があるシリコン基板と、発光面と前記発光面と対向する裏面とを有し、光信号を出力する発光部および前記発光部と接続された外部電極が前記発光面に配設されており、前記第１の貫通孔と対向する位置に前記発光部が配置され、前記外部電極が前記接合電極と接合されている発光素子と、前記シリコン基板の前記第１の貫通孔に挿入されている、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備する。
　実施形態の内視鏡は、内視鏡用光モジュールを含み、前記内視鏡用光モジュールは、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面に接合電極が配設されているガラス基板と、第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記ガラス基板の前記第２の主面と接合されており、第１の貫通孔および第２の貫通孔があるシリコン基板と、発光面と前記発光面と対向する裏面とを有し、光信号を出力する発光部および前記発光部と接続された外部電極が前記発光面に配設されており、前記第１の貫通孔と対向する位置に前記発光部が配置され、前記外部電極が前記接合電極と接合されている発光素子と、前記シリコン基板の前記第１の貫通孔に挿入されている、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備する。
　実施形態の内視鏡用光モジュールの製造方法は、第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面に接合電極が配設されているガラス基板と、第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記ガラス基板の前記第２の主面と接合されており、第１の貫通孔および第２の貫通孔があるシリコン基板と、発光面と前記発光面と対向する裏面とを有し、光信号を出力する発光部および前記発光部と接続された外部電極が前記発光面に配設されており、前記第１の貫通孔と対向する位置に前記発光部が配置され、前記外部電極が前記接合電極と接合されている発光素子と、前記シリコン基板の前記第１の貫通孔に挿入されている、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備する内視鏡用光モジュールの製造方法であって、前記ガラス基板と前記シリコン基板とを接合し接合基板を作製する第１のステップと、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を形成するためのエッチングマスクを、前記シリコン基板の前記第４の主面に配設する第２のステップと、前記シリコン基板に前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔をエッチングによって形成する第３のステップと、前記ガラス基板を透過することによって前記シリコン基板を観察することで、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の位置を検出する第４のステップと、前記第４のステップにおいて検出された前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の位置に基づいて、前記発光部が前記第１の貫通孔の中心軸と一致し、前記外部電極が前記接合電極と対向する位置に、前記発光素子を配置する第５のステップと、前記外部電極と前記接合電極とを接合する第６のステップと、前記ガラス基板を切断して個片化する第７のステップと、前記第１の貫通孔に前記光ファイバを挿入する第８のステップと、を具備する。
　本発明の実施形態によれば、伝送効率のよい内視鏡用光モジュール、低侵襲で高性能な内視鏡、伝送効率のよい内視鏡用光モジュールの製造方法を提供できる。
実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの斜視図である。 第１実施形態の光モジュールの上面図である。 第１実施形態の光モジュールの図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 第１実施形態の光モジュールの製造フローチャートである。 第１実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための下面図である。 第１実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための分解断面図である。 第２実施形態の光モジュールの断面図である。
＜第１実施形態＞
＜内視鏡の構成＞
　図１に示すように、本実施形態の内視鏡９を含む内視鏡システム３は、内視鏡９と、プロセッサ８０と、光源装置８１と、モニタ８２と、を具備する。例えば、内視鏡９は、可撓性の挿入部９０が被検体の体腔内に挿入され、被検体の体内画像を撮影し撮像信号を出力する。
　内視鏡９の挿入部９０の基端部には、内視鏡９を操作する各種ボタン類が設けられた操作部９１が配設されている。操作部９１には、被検体の体腔内に、生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等を挿入するチャンネル９４の処置具挿入口がある。
　挿入部９０は、撮像装置２およびＥ／Ｏ型の光モジュール１が配設されている硬性の先端部９０Ａと、先端部９０Ａの基端部に連設された湾曲自在な湾曲部９０Ｂと、湾曲部９０Ｂの基端部に連設された可撓性の軟性部９０Ｃとによって構成される。湾曲部９０Ｂは、操作部９１の操作によって湾曲する。
　操作部９１から延設されているユニバーサルコード９２は、コネクタ９３を経由することによってプロセッサ８０および光源装置８１に接続される。
　プロセッサ８０は内視鏡システム３の全体を制御するとともに、撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ８２は、プロセッサ８０が出力する画像信号を表示する。
　光源装置８１は、例えば、白色ＬＥＤを有する。光源装置８１が出射する照明光は、ユニバーサルコード９２および挿入部９０を挿通するライトガイド（不図示）を経由することによって先端部９０Ａの照明光学系（不図示）に導光され、被写体を照明する。
　Ｅ／Ｏ型の光モジュール１は、撮像装置２が出力する撮像信号を光信号に変換し光ファイバ４０を経由することによって伝送する。すなわち、光信号は挿入部９０を挿通する細い光ファイバ４０を経由することによって操作部９１まで伝送される。そして、操作部９１に配設されているＯ／Ｅ型の光モジュール１Ｘによって光信号は再び電気信号に変換され、ユニバーサルコード９２を挿通するメタル配線である信号ケーブル４０Ｍを経由することによって電気コネクタ９３に伝送される。
　すなわち、撮像信号は、細径の挿入部９０においては光ファイバ４０を経由することによって伝送され、体内に挿入されず外径の制限の小さいユニバーサルコード９２においては光ファイバ４０よりも太いメタル配線である信号ケーブル４０Ｍを経由することによって伝送される。
　なお、光モジュール１Ｘがコネクタ９３に配置されている場合には、光ファイバ４０はユニバーサルコード９２を挿通している。
　挿入部９０が細径の内視鏡９は、低侵襲である。また、後述するように、光モジュール１は伝送効率が高いため、内視鏡９は高性能である。
　なお、光モジュール１を含む内視鏡９は、硬性鏡であってもよいし、その用途は医療用でも工業用でもよい。
＜内視鏡用光モジュールの構成＞
　図２および図３に示すように、本実施形態の光モジュール１は、ガラス基板１０と、シリコン基板２０と、発光素子３０と、光ファイバ４０と、を具備する。
　なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率および相対角度などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また一部の構成要素の図示を省略する場合がある。また、光ファイバ４０が延設されている方向（図のＺ軸値増加方向）を、上方向という。
　光モジュール１は、撮像装置２が出力する撮像電気信号を光信号に変換し光信号を伝送する超小型のＥ／Ｏ型モジュール（電気－光変換器）である。
　発光素子３０は、発光面３０ＳＡと発光面３０ＳＡと対向する裏面３０ＳＢとを有する。発光素子３０は、発光面に対して垂直な軸である光軸Ｏに沿って光信号を出力する発光部３１を有する垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting ＬＡＳＥＲ）である。光軸Ｏに直交する方向の平面視寸法が２３５μｍ×２３５μｍと超小型の発光素子３０は、光信号を出力する直径が１０μｍの発光部３１と、発光部３１と接続された直径が７０μｍの４つの外部電極３２とを発光面３０ＳＡに有する。なお、４つの外部電極３２のうちの２つは、ダミー電極である。発光素子３０は少なくとも２つの外部電極３２を有していれば、１つまたは２つ以上のダミー電極を有していてもよいし、ダミー電極を有していなくともよい。
　発光素子３０の２つの外部電極３２には、撮像装置２が出力する撮像信号をもとにした駆動信号が入力される。
　光信号を伝送する光ファイバ４０は、例えば、直径が６２．５μｍのコアと、コアの外周を覆う直径が８０μｍのクラッドとを有する。
　ガラス基板１０およびシリコン基板２０は、光ファイバ４０を保持するフェルール１９を構成している。ガラス基板１０は、第１の主面１０ＳＡと第１の主面１０ＳＡと対向する第２の主面１０ＳＢとを有する。第１の主面１０ＳＡには、発光素子３０の２つの外部電極３２が、それぞれ接合されている接合電極１１Ａ、１１Ｃが配設されている。すなわち、光信号を発光部３１から出射する発光素子３０は、ガラス基板１０の第１の主面１０ＳＡに実装されている。
　シリコン基板２０は、第３の主面２０ＳＡと第３の主面２０ＳＡと対向する第４の主面２０ＳＢとを有する。シリコン基板２０には、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂがある。シリコン基板２０の第３の主面２０ＳＡは、ガラス基板１０の第２の主面１０ＳＢと接合されている。このため、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂは、ガラス基板１０を底面とする有底の孔である。第１の貫通孔Ｈ２０Ａには光ファイバ４０が挿入され、光ファイバ４０の先端面はガラス基板１０と当接している。第１の貫通孔Ｈ２０Ａの壁面と光ファイバ４０の外周面との隙間には透明樹脂４５が充填されている。
　なお、第２の貫通孔Ｈ２０Ｂにも、透明樹脂４５が充填されているが、第２の貫通孔Ｈ２０Ｂには、遮光樹脂が充填されていてもよいし、何も充填されていなくともよい。
　発光素子３０が出射した光信号は、ガラス基板１０を経由することによって、第１の貫通孔Ｈ２０Ａに挿入されている光ファイバ４０に入射する。
　なお、フェルール１９は、図２に示した上面図において、例えば、横（Ｘ方向）寸法が１ｍｍ、縦（Ｙ方向）寸法が０．７ｍｍと超小型である。
　後述するように、光モジュール１は、超小型であるが、光ファイバ４０の中心軸、すなわち、第１の貫通孔Ｈ２０Ａの中心軸Ｃ２０Ａと発光素子３０の光軸Ｏとが正確に位置合わせされているため、伝送効率がよい。光モジュール１を有する内視鏡９は高性能である。
＜製造方法＞
　図４のフローチャートに沿って、光モジュールの製造方法を説明する。光モジュール１はウエハレベルでの製造方法によって作製される。
　ウエハレベルでの製造方法では、ガラスウエハ１０Ｗとシリコンウエハ２０Ｗとが接合された接合ウエハ１９Ｗに、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂ等を形成してから、切断することによって、ガラス基板１０とシリコン基板２０とを有するフェルール１９が作製される（図５～図８参照）。なお、フェルール１９の外形は、直方体であるが、円柱または多角柱であってもよい。
＜ステップＳ１０＞接合基板作製工程
　第１のステップにおいては、ガラスウエハ１０Ｗとシリコンウエハ２０Ｗとが、例えば陽極接合されることによって、接合ウエハ１９Ｗが作製される（図５参照）。
　なお、ガラス基板１０の厚さが厚いと伝送効率が低下する。このため、ガラスウエハ１０Ｗは、接合後に、５μｍ超５０μｍ未満の厚さに薄層化加工される。すなわち、ガラス基板１０の厚さは、５０μｍ未満であれば、光信号が、９５％以上透過するため、伝送効率がよい。なお、ガラス基板１０は、厚さが、５μｍ超であれば、後の工程において破損しにくい。
　シリコン基板２０の厚さは、光ファイバ４０を安定に保持するため、１００μｍ超であることが好ましい。
＜ステップＳ２０＞エッチングマスク配設工程
　第２のステップにおいては、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂを形成するためのエッチングマスク２１が、フォトリソグラフィ法によってシリコンウエハ２０Ｗの第４の主面２０ＳＢに配設される（図５参照）。
　また、ガラスウエハ１０Ｗの第１の主面１０ＳＡに、アルミニウムまたは銅等からなる導電膜１１が成膜され、フォトリソグラフィ法によって配設されたエッチングマスク１２を用いてパターニングされ、接合電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ（図５～図７参照）が配設される。
＜ステップＳ３０＞エッチング工程
　第３のステップにおいては、図６に示すように、シリコンウエハ２０Ｗに第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂがエッチングによって形成される。
　例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いて主面に対して壁面が略垂直な第１の貫通孔Ｈ２０Ａ等を容易に形成できる。ガラスウエハ１０Ｗがエッチングストップ層となるため、ガラスウエハ１０Ｗを底面とする第１の貫通孔Ｈ２０Ａ等が形成される。
　貫通孔は、ウエットエッチングを用いて形成してもよい。貫通孔の内面形状は、円柱のほか、その内面によって光ファイバ４０を保持できれば、角柱であってもよい。
　例えば、光ファイバ４０の外径が８０μｍの場合、第１の貫通孔Ｈ２０Ａの内径は８５μｍである。第１の貫通孔Ｈ２０Ａに挿入された光ファイバ４０を安定に保持するために、第１の貫通孔Ｈ２０Ａの内径は光ファイバ４０の外径の１０５％以上１１０％以下であることが好ましい。一方、第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの内径は、特に限定されるものではなく、第１の貫通孔Ｈ２０Ａの内径と同じでもよい。
＜ステップＳ４０＞位置検出工程
　図７に示すように、第４のステップにおいては、接合ウエハ１９Ｗの下方から、透明なガラスウエハ１０Ｗを透過することによってシリコンウエハ２０Ｗを観察することで、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの位置が検出される。
　第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの位置、すなわち、光軸Ｏに直交方向の面（ＸＹ面）における位置は、シリコンウエハ２０Ｗの第４の主面２０ＳＢに配設されたエッチングマスク２１の位置によって規定されている。これに対して、接合電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの位置は、ガラスウエハ１０Ｗの第１の主面１０ＳＡに配設されたエッチングマスク１２の位置によって規定されている。
　第４の主面２０ＳＢに配設されたエッチングマスク２１と、第１の主面１０ＳＡに配設されたエッチングマスク１２と、の相対位置は、両者が両面マスクアライナを用いたパターン形成によって配設されるため略一致している。しかし、両者の配設位置には、数μｍから１０μｍ程度の誤差がある。このため、第１の主面１０ＳＡに発光素子３０を実装するときに、接合電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの位置を基準とすると、第１の貫通孔Ｈ２０Ａの位置に対して誤差が生じる。発光素子３０の発光部３１は直径が１０μｍと小さいために、数μｍの誤差であっても、光モジュール１の伝送効率が低下するおそれがある。
　これに対して、本実施形態の製造方法では、ガラスウエハ１０Ｗを透過することにより、シリコンウエハ２０Ｗを観察することで第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの位置を直接検出する。なお、第４の主面２０ＳＢの方向から光を照射することによって位置検出が容易になる。
　なお、ガラスウエハ１０Ｗを透過することによって検出される、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの位置は、それぞれの第３の主面２０ＳＡの開口（底面）の位置である。
＜ステップＳ５０＞光素子配置工程
　第５のステップにおいては、第４のステップ（Ｓ４０）において検出された第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの位置に基づいて、発光部３１が第１の貫通孔Ｈ２０Ａの中心軸Ｃ２０Ａと一致し、複数の外部電極３２が接合電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのそれぞれと対向する位置に、発光素子３０が配置される。
　第１の貫通孔Ｈ２０Ａの中心位置（中心軸）Ｃ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの中心位置（中心軸）Ｃ２０Ｂを検出することによって、第１の貫通孔Ｈ２０Ａに対する第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの相対位置が実測される。このため、発光素子３０を配置するときに、第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの位置を基準のアライメントマークとして用いることによって、発光素子３０に覆われるため直接確認することのできない第１の貫通孔Ｈ２０Ａの中心軸Ｃ２０Ａと、発光素子３０の光軸Ｏとを正確に位置合わせできる。
　また、シリコンウエハ２０Ｗに、アライメントマークとなる複数の第２の貫通孔Ｈ２０Ｂが形成されていてもよい。
＜ステップＳ６０＞接合工程
　第６のステップにおいては、発光素子３０の外部電極３２とガラス基板１０の接合電極１１Ａ、１１Ｃとが、例えば超音波接合される。その後、ガラス基板１０と発光素子３０との間には透明樹脂（不図示）が充填される。また、透明樹脂に代えて高粘度の樹脂を用いることによって発光部の上部に空気層を設けてもよい。
　ガラスウエハ１０Ｗの第１の主面１０ＳＡの、それぞれがガラス基板１０となる領域には２つの接合電極１１Ａ、１１Ｃと１つの細長い接合電極１１Ｂが配設されている。発光素子３０の２つ外部電極３２が、それぞれ接合電極１１Ａ、１１Ｃと接合され、２つのダミー電極は接合電極１１Ｂと接合される。接合電極１１Ａ、１１Ｃは駆動信号を伝送する図示しない配線と接続されている。
　なお、ガラスウエハ１０Ｗの接合電極と発光素子３０の外部電極３２との接合は、仕様に応じて適宜変更される。例えば、ガラスウエハ１０Ｗの第１の主面１０ＳＡに対して発光面３０ＳＡを平行に配置するためのダミー電極がない発光素子でもよい。また、発光素子３０の外部電極３２のうちの２つのダミー電極が、２つの外部電極のそれぞれと接合されていてもよい。また、発光素子３０の外部電極３２が平板電極で、接合電極が凸状バンプでもよい。また、ダミー電極がガラスウエハ１０Ｗの第１の主面１０ＳＡと当接しているだけでもよい。すなわち、ダミー電極と接合する接合電極がないガラスウエハ１０Ｗであってもよい。逆にガラスウエハ１０Ｗの凸状の接合電極が発光素子３０の発光面３０ＳＡと当接していてもよい。
＜ステップＳ７０＞切断工程
　第７のステップにおいては、接合ウエハ１９Ｗを切断することによって、それぞれに発光素子３０が実装された複数のフェルール１９が作製される。
＜ステップＳ８０＞光ファイバ挿入工程
　第８のステップにおいては、フェルール１９の第１の貫通孔Ｈ２０Ａに光ファイバ４０が挿入され固定される。なお、光ファイバ４０は先端面が第１の貫通孔Ｈ２０Ａの底面、すなわち、ガラス基板１０の第２の主面１０ＳＢと当接していることが、発光部３１との距離が一定に規定されるため好ましい。
　第１の貫通孔Ｈ２０Ａの中心軸Ｃ２０Ａは、発光素子３０の発光部３１と、正確に位置合わせされているため、第１の貫通孔Ｈ２０Ａに挿入された光ファイバ４０の中心軸は、発光素子３０の光軸Ｏと一致することとなり、光ファイバ４０は発光素子３０と効率よく光結合する。
　光ファイバ４０は、第１の貫通孔Ｈ２０Ａに配設される透明樹脂４５によって、第１の貫通孔Ｈ２０Ａに固定される。透明樹脂４５には、光透過性の高い所定の屈折率の各種の紫外線硬化型樹脂、例えば、シリコーン樹脂、またはエポキシ樹脂を用いる。なお、透明樹脂４５が紫外線・熱硬化併用樹脂の場合には、紫外線を照射した後、更に、例えば、１００℃、１時間の熱硬化が行われる。
　内視鏡９の先端部９０Ａにフェルール１９を配置し、撮像装置と電気的に接続してから、光ファイバ４０が配設されてもよい。
　本実施形態の製造方法によれば、発光素子３０と光ファイバ４０との光結合効率の高い光モジュール１を容易に製造できる。
　なお、光モジュール１はウエハレベルでの作製ではなく、切断されたガラス基板１０およびシリコン基板２０から作製されてもよいことは言うまでも無い。
＜第２実施形態＞
　本実施形態の光モジュール１Ａは、光モジュール１と類似し、同じ効果を有するので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図９に示す光モジュール１Ａは、シリコン基板２０の第４の主面２０ＳＢの第２の貫通孔Ｈ２０Ｂと対向する位置に実装されている受光素子５０を具備する。受光素子５０は、シリコン基板２０の第４の主面２０ＳＢに配置されている電極２３と電気的に接続されている。フォトダイオード（ＰＤ）等からなる受光素子５０は、ガラス基板１０および第２の貫通孔Ｈ２０Ｂを経由することによって伝搬された光信号の漏れ光の強度（光量）を検出する。
　すなわち、発光素子３０が出射した光の一部は、ガラス基板１０の第２の主面１０ＳＢの内面および第１の主面１０ＳＡの内面で多重反射することで、ガラス基板１０の内部を面内方向に伝搬されて、さらに第２の貫通孔Ｈ２０Ｂを経由することによって受光素子５０に到達する。
　漏れ光を受光素子５０まで効率的に伝送するために、第２の貫通孔Ｈ２０Ｂには透明樹脂４５が充填されていることが好ましい。
　受光素子５０を用いて発光素子３０の発光強度を測定することによって、測定した発光強度に基づいて、例えば、発光素子３０に供給する駆動信号を制御できる。このため光モジュール１Ａおよび光モジュール１Ａを有する内視鏡９Ａは高性能である。
　なお、本実施形態の光モジュール１Ａの製造方法は、シリコン基板２０の第４の主面２０ＳＢの第２の貫通孔Ｈ２０Ｂと対向する位置に、ガラス基板１０および第２の貫通孔Ｈ２０Ｂを経由することによって伝搬された光信号の漏れ光の強度を検出する受光素子５０を実装するステップを、更に具備する。
　すなわち、光モジュール１Ａでは、第２の貫通孔Ｈ２０Ｂは、製造工程において発光素子３０の配設位置を決めるためのアライメントマークの機能を有し、さらに、完成品としては、発光素子３０の発光強度をモニタするための光の経路を構成している。
　なお、第１の貫通孔Ｈ２０Ａおよび第２の貫通孔Ｈ２０Ｂの少なくともいずれかは、第４の主面２０ＳＢの開口が、第３の主面２０ＳＡの開口よりも大きいテーパー形状であってもよい。テーパー形状の第１の貫通孔Ｈ２０Ａは、光ファイバ４０の挿入が容易であり、テーパー形状の第２の貫通孔Ｈ２０Ｂは透明樹脂４５の注入が容易である。
　本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせ、および応用が可能である。
１、１Ａ、１Ｘ・・・内視鏡用光モジュール
２・・・撮像装置
３・・・内視鏡システム
９・・・内視鏡
１０・・・ガラス基板
１０ＳＡ・・・第１の主面
１０ＳＡ・・・第２の主面
１０Ｗ・・・ガラスウエハ
１１・・・導電膜
１１Ａ、１１Ｃ・・・接合電極
１１Ｂ・・・接合電極（ダミー電極）
１２・・・エッチングマスク
１９・・・フェルール
１９Ｗ・・・接合ウエハ
２０・・・シリコン基板
２０ＳＡ・・・第３の主面
２０ＳＢ・・・第４の主面
２０Ｗ・・・シリコンウエハ
２１・・・エッチングマスク
２３・・・電極
３０・・・発光素子
３０ＳＡ・・・発光面
３０ＳＢ・・・裏面
３１・・・発光部
３２・・・外部電極
４０・・・光ファイバ
４０Ｍ・・・信号ケーブル
４５・・・透明樹脂
５０・・・受光素子
８０・・・プロセッサ
８１・・・光源装置
８２・・・モニタ
９２・・・ユニバーサルコード
Ｈ２０Ａ・・・第１の貫通孔
Ｈ２０Ｂ・・・第２の貫通孔

Claims (7)

  1. 　第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面に接合電極が配設されているガラス基板と、
    　第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記ガラス基板の前記第２の主面と接合されており、第１の貫通孔および第２の貫通孔があるシリコン基板と、
    　発光面と前記発光面と対向する裏面とを有し、光信号を出力する発光部および前記発光部と接続された外部電極が前記発光面に配設されており、前記第１の貫通孔と対向する位置に前記発光部が配置され、前記外部電極が前記接合電極と接合されている発光素子と、
    　前記シリコン基板の前記第１の貫通孔に挿入されている、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備することを特徴とする内視鏡用光モジュール。
  2. 　前記シリコン基板の前記第４の主面の前記第２の貫通孔と対向する位置に実装され、前記ガラス基板および前記第２の貫通孔を経由することによって伝搬された前記光信号の漏れ光を検出する受光素子を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光モジュール。
  3. 　前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔に、透明樹脂が充填されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用光モジュール。
  4. 　前記第１の貫通孔および第２の貫通孔のうち少なくともいずれかは、前記第４の主面の開口が、前記第３の主面の開口よりも大きいテーパー形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡用光モジュール。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用光モジュールを含むことを特徴とする内視鏡。
  6. 　第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、前記第１の主面に接合電極が配設されているガラス基板と、
    　第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有し、前記第３の主面が前記ガラス基板の前記第２の主面と接合されており、第１の貫通孔および第２の貫通孔があるシリコン基板と、
    　発光面と前記発光面と対向する裏面とを有し、光信号を出力する発光部および前記発光部と接続された外部電極が前記発光面に配設されており、前記第１の貫通孔と対向する位置に前記発光部が配置され、前記外部電極が前記接合電極と接合されている発光素子と、
    　前記シリコン基板の前記第１の貫通孔に挿入されている、前記光信号を伝送する光ファイバと、を具備する内視鏡用光モジュールの製造方法であって、
    　前記ガラス基板と前記シリコン基板とを接合し接合基板を作製する第１のステップと、
    　前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を形成するためのエッチングマスクを、前記シリコン基板の前記第４の主面に配設する第２のステップと、
    　前記シリコン基板に前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔をエッチングによって形成する第３のステップと、
    　前記ガラス基板を透過することによって前記シリコン基板を観察することで、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の位置を検出する第４のステップと、
    　前記第４のステップにおいて検出された前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の位置に基づいて、前記発光部が前記第１の貫通孔の中心軸と一致し、前記外部電極が前記接合電極と対向する位置に、前記発光素子を配置する第５のステップと、
    　前記外部電極と前記接合電極とを接合する第６のステップと、
    　前記ガラス基板を切断して個片化する第７のステップと、
    　前記第１の貫通孔に前記光ファイバを挿入する第８のステップと、を具備することを特徴とする内視鏡用光モジュールの製造方法。
  7. 　前記シリコン基板の前記第４の主面の前記第２の貫通孔と対向する位置に、前記ガラス基板および前記第２の貫通孔を経由することによって伝搬された前記光信号の漏れ光を検出する受光素子を実装するステップを、更に具備することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用光モジュールの製造方法。
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