CN1266500C - 光学安装基板、光学模块、光发送接收装置、光发送接收系统以及光学安装基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的光学安装基板具备设置在高频损耗小的玻璃基板17上的光波导通路用沟11、设置在基板厚度方向上的连接布线或者用于散热的通孔12。

Description

光学安装基板、光学模块、光发送接收装置、 光发送接收系统以及光学安装基板的制造方法

技术领域

本发明涉及主要使用于光通信中的、进行光电信号转换的光学安装基板、光学模块、光接收发送装置、光通信系统以及光学安装基板的制造方法。

背景技术

为了迎合因特网进入一般家庭以及视频媒体的数字化发展，千兆比特级的高速通信基本设施逐渐变得重要起来。作为这样的高速通信的基本设施，我们期待的是光通信系统。

然而，对于将这样的高速系统导入一般家庭等的用户的阻碍之一，是系统性能与费用这两方面。

一般地，光通信系统与无线电系统相比，通信速度高、通信质量好，而它的价格昂贵，故在普及上存在一定阻碍。

特别地，在作为一般家庭的设置的情况下，对于各家庭需要光电转换用的光学模块，而必须能以低成本提供上述光学模块。即，极为重要的是要确立以低成本提供具备作为光通信特长的高速性的光学模块的技术。

作为使用于实现千兆比特以上高速的光电转换的光学模块中的装置，提出了PLC平台(具备光通路的安装基板、PLC：Planar Lightwave Circuit，平面光波电路)(参照(株)オプトロニクス社“光通信技术最新资料集2”中的P.59)。而且，通过原样地引用(参照)文献“光通信技术最新资料集2”中P.59的所有揭示，在此能够相一致。

图8是表示以往技术中形成PLC平台的光学安装基板的基本构造的图。

PLC部810由基板80的一部分(图8的基板80的右侧部分)与形成在其上部的石英类的光波导通路(上部包层81、纤芯82、下部包层83)形成，并且进行光信号的分支及合成。

在基板80的另一部分(图8的基板80的中央部分)上，即光学器件安装部820上，安装有激光器、光电二极管等的光学器件84，它们进行从光到电以及从电到光的信号转换。在基板80的剩余部分(图8的基板80的左侧部分)即电气布线部830是用于连接光学器件84与驱动电路，并传送GHz以上的高速的高频。

对于基板80的材料，采用硅的理由如下所述。

即，可以列举下述情况，(1)适于形成需要高温处理的光波导通路，(2)由于加工性良好，能够容易地加工光纤定位用的V沟，(3)由于热传导性良好，即使在以高功率驱动作为光学器件84的激光器以及半导体IC的情况下，也能够起到散热片的作用，能够抑制元件温度的上升。

如上所述，由于硅的散热效果良好，故能够将光学器件84直接安装在硅制的基板80上。

而另一方面，硅具有较大的介电损耗，使用于上述光学安装基板的高频带时，电气布线部830中的寄生电感、寄生电容会存在问题。

这样，为了尽量减少高频的介电损耗，如图8所示，在电气布线部830上以共面(coplanar)线路等的电气布线85形成电极，将高频损耗小的石英类玻璃86作为厚膜并且使之介于电气布线85与基板80之间。

又，为了使得光学器件84与PLC部分的高度一致，仅在该部分设置剖面为阶台(terrace)状的硅阶台87。

然而，对于这样的PLC平台，制造工序非常复杂而且成本较高。

即，在硅基板80上必须进行用于形成硅阶台87的光蚀刻、蚀刻。再者，必须要多次重复进行用于形成上部包层81、纤芯82、下部包层83的光蚀刻、蚀刻、堆积薄膜、高精度研磨等的工序。而且，由上部包层81、纤芯82、下部包层83构成光波导通路。

光波导通路的成本部分特别高。虽然通过利用火焰堆积法或CVD的膜形成以及利用光蚀刻、蚀刻的纤芯图案形成等的半导体工艺过程，制造成光波导通路，而由于芯片尺寸较大，即使大量生产，也不能够获得减少成本。

另一问题在于，极不容易连接光波导通路与光纤。

为了抑制在光纤与光波导通路的连接上产生的光损耗，在单模的情况下，必须要进行±1μm以下的位置调整、组装、固定。

作为其连接方法，存在下述2种方法。

一种方法是在如图8所示在硅基板80上形成光波导通路(上部包层81、纤芯82、下部包层83)的情况下，在光波导通路的端部(在图8中未图示)的硅部分上形成用于配置光纤的V沟。通过在该V沟中配置固定光纤，能够连接光纤与光波导通路。

然而，为了在硅基板80上形成V沟，必须进行光蚀刻与湿化腐蚀等工序，在成本上升的同时，还会产生蚀刻偏差，故在V沟形状精度上偏差较大，结果，连接光波导通路与光纤所产生的光损耗量也会参数离散。

另一种方法是分别独立准备形成光波导通路的基板与形成配置光纤的V沟的基板并且由具备多轴自动调整机构的系统来调整它们的光轴。然而，对于每个连接位置的调整，需要花费几十秒到几分钟的时间，而且设备昂贵，在生产性、经济性上存在较大问题。

作为制造上述光波导通路、以及解决在连接光波导通路与光纤上产生的问题的方法，已经在特开平7-287141号、特开平7-113924号、特开平7-218739号等中提出了下述的方法，即作为非球面玻璃的制造方法，采用已经实用化的压制成形法，在光纤上形成固定用的沟以及与光波导通路的纤芯相对应的沟，在对应于纤芯的沟中填入树脂等的纤芯材料而制成光波导通路。

而且，通过原样地引用(参照)文献“特开平7-287141号”、“特开平7-113924号”以及“特开平7-218739号”所有的揭示内容，在此能够获得一体化。

对于该方法，例如图9所示，将具备对应于光纤固定部分与光波导通路部分的凹凸形状的模具向被加工物挤压，使得复制形成它的反型形状，能够保持形状重现性良好地、大量生产光纤固定导向管以及光波导通路用沟。这里，91是光纤导向沟形成部，29是光波导通路图案形成部。

若在光波导通路用沟中填入树脂等的纤芯材料，对于作为光波导通路发挥作用的光纤用、光波导通路用的各沟的相对位置，通过以正确模具来复制形状，即使只是将光纤配置在沟中而未进行特别的位置调整，也能够简单、高效地对于光纤与光波导通路进行光连接。

如此，采用压制成形法，能够获得如图10所示的、具备光波导通路101与光纤导向管沟102的光学安装基板103，并且能够减少光波导通路的制作成本与光纤的连接成本。

然而，当在这样的光学安装基板103上设置激光器、光电二极管等的光学器件以及驱动它们的电路时会受到这样的限制，即由于形成在比硅导热性更差的玻璃上，故很难进行散热，而仅以低功率很难驱动光学器件。

又，对于图10的光学安装基板103、图8的PLC平台的任意之一，当在成为电极部分的电气布线(图8中85所示，图10中未图示)上设置电容等的电气元件时，需要引导的导线，在高频带会引起损耗而成为阻碍高速化的障碍。

如此，当前很难提供一种即具备千兆比特级的高速性，而且能够具备适合于提供给一般家庭的成本及生产性的光学安装基板、光学模块。

发明内容

本发明鉴于上述问题，目的在于，提供一种与以往相比结构简单并且具有优良的散热效果的光学安装基板、光学模块、光发送接收装置以及光发送接收系统。

又，本发明的目的在于，提供一种与以往相比高频段损耗更小的光学安装基板、光学模块、光发送接收装置以及光发送接收系统。

又，本发明的目的在于，提供一种制作工序更为简单的光学安装基板的制造方法。

本发明的第1方面(对应于权利要求1所述的本发明)是具备：具有光波导通路的光传递部以及/或者配置并固定光纤的光纤导向部；在主面上用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部，并且在所述配置部上，是设置贯通所述配置部的所述主面与另一主面的通孔的光学安装基板。

又，本发明的第2方面(对应于权利要求2所述的本发明)在所述通孔中填入导电性部件，

所述导电性部件与所述光学元件可电气连接。

又，本发明的第3方面(对应于权利要求3所述的本发明)是在所述通孔中埋入包含热传导性材料的传热部件，

所述传热部件与所述光学元件能够热传导性连接。

又，本发明的第4方面(对应于权利要求4所述的本发明)具备：具有光波导通路的光传递部以及/或者配置并固定光纤的光纤导向部；

在主面上用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部，

在所述配置部上配置导电性部件以使得贯通所述配置部的所述主面与另一主面并且能够与所述光学元件电性连接。

又，本发明的第5方面(对应于权利要求5所述的本发明)具备：具有光波导通路的光传递部以及/或者配置并固定光纤的光纤导向部；

在主面上用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部，

在所述配置部上配置包含热传导性材料的传热部件，以使得贯通所述配置部的所述主面与另一主面并且能够与所述光学元件导热性地连接。

又，本发明的第6方面(对应于权利要求6所述的本发明)是在上述第1、4或5方面的光学安装基板中，由相同材料一体构成所述光传递部以及/或者所述光纤导向部与所述配置部。

又，本发明的第7方面(对应于权利要求7所述的本发明)是在上述第1、4或5方面的光学安装基板中，所述配置部为玻璃制。

又，本发明的第8方面(对应于权利要求8所述的本发明)是在上述第3或5方面的光学安装基板中，以所述配置部的厚度方向为基准，所述导电性材料的贯通部分的长度为500μm以下。

又，本发明的第9方面(对应于权利要求9所述的本发明)是在上述第3或第5方面的光学安装基板，所述传热部件的热传导率比所述配置部的热传导率大。

又，本发明的第10方面(对应于权利要求10所述的本发明)是在上述第3或5方面的光学安装基板中，包含所述热传导性材料的散热部件能够与所述传热部件进行热传导，并且设置在所述配置部的所述另一主面的全部或一部分上。

又，本发明的第11方面(对应于权利要求11所述的本发明)是在上述第1、4或5方面的光学安装基板中，所述配置部具有用于确定所述光学元件的位置的定位标记。

又，本发明的第12方面(对应于权利要求12所述的本发明)是在上述第1、4或5的光学安装基板中，还具备设置在所述光波导通路的第2光学元件。

又，本发明的第13方面(对应于权利要求13所述的本发明)是一种光学模块，它具备：

如权利要求1～5任意一项所述的光学安装基板；

所述光纤；

作为所述光学元件的受光元件或者发光元件。

又，本发明的第14方面(对应于权利要求14所述的本发明)是一种具备第13方面的光学模块与电信号处理电路的光发送接收装置。

又，本发明的第15方面(对应于权利要求15所述的本发明)是一种光发送接收系统，它具备：

第14方面的光发送接收装置；

连接所述光发送接收装置的一端以及另一端的光信号传送线路。

又，本发明的第16方面(对应于权利要求16所述的本发明)是一种光学安装基板的制造方法，它具备：

形成具有光波导通路的光传递部或者用于配置并固定光纤的光纤导向部的工序；

在主面上形成通孔的工序，所述通孔贯通用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部的所述主面、与另一面。

又，本发明的第17方面(对应于权利要求17所述的本发明)是在上述第16方面的光学安装基板的制造方法中，具备在所述通孔中填入导电性材料的导电性材料填充工序。

又，本发明的第18方面(对应于权利要求18所述的本发明)是在第16方面的光学安装基板的制造方法中，具备至少在所述通孔中埋入比所述配置部热传导率大的热传导性材料的热传导材料填充工序。

又，本发明的第19方面(对应于权利要求19所述的本发明)是一种光学安装基板的制造方法，具备：

形成具有光波导通路的光传递部或者配置并固定光纤的光纤导向部的工序；

在主面上为了贯通用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部的所述主面与另一主面而埋入导电性部件的埋入工序。

又，本发明的第20方面(对应于权利要求20所述的本发明)是一种光学安装基板的制造方法，具备：

形成具有光波导通路的光传递部或者配置并固定光纤的光纤导向部的工序；

在主面上为了贯通用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部的所述主面与另一主面而埋入包含热传导性材料的传热部件的埋入工序。

又，本发明的第21方面(对应于权利要求21所述的本发明)是在第16方面的光学安装基板的制造方法中，具备下述工序，即加热并软化用于一体形成所述光传递部以及/或者所述光纤导向部与所述配置部的、具有规定折射率的基板，

在所述软化后的所述基板上，通过对于规定的模具部件挤压，一体形成所述光传递部以及/或者所述光纤导向部与所述配置部的所述通孔。

又，本发明的第22方面(对应于权利要求22所述的本发明)是在第18或20方面的光学安装基板的制造方法中，在所述配置部的所述另一主面的全部或一部分上形成包含所述热传导性材料的散热部件并且使得与所述传热部件能够进行传热的散热部件配置工序。

又，本发明的第23方面(对应于权利要求23所述的本发明)是在第20方面的光学安装基板的制造方法，与包含所述热传导性材料的散热部件一体形成所述传热部件，在所述埋入工序中，在埋入所述传热部件的同时，在所述配置部的所述另一主面的全部或一部分上形成散热部件。

附图简述

图1(a)是表示实施形态1中本发明的光学安装基板的构造的平面图。图1(b)是表示实施形态1中本发明的光学安装基板的构造的A-A’的剖视图。

图2(a)～图2(d)是表示实施形态1中光学安装基板的制造次序的立体图。

图3表示实施形态2中本发明的光学安装基板的构造图。

图4(a)是表示实施形态3中本发明的光学安装基板的构造的平面图。图4(b)是表示实施形态3中本发明的光学安装基板的构造的B-B’的剖视图。

图5(a)～图5(d)表示实施形态3中光学安装基板的制造次序的立体图。

图6是实施形态4中本发明的光学安装基板的构造图。

图7是实施形态5中本发明的光学模块的构造图。

图8是以往的PLC平台的剖视构造图。

图9是表示同时形成光纤固定沟与光波导通路沟的成形模具其以往的一示例的构造图。

图10是同时具备光纤固定沟与光波导通路沟的以往的光学安装基板的构造图。

图11是作为具备光纤固定沟与用于安装光学器件的配置部的本实施形态的改形例的光学安装基板的构造图。

符号说明

11、24、41、54、61、72、101光波导通路用沟

12通孔

13、43、64、102光纤排列V沟

13、44、65定位标记

15、26、45、56平板玻璃部件

16微型电容器

17、46玻璃基板

18、47、67激光器安装部

19、48、68光电二极管安装部

21、51上部模具

22下部模具

23、53玻璃基板

25、55紫外线固化树脂

31、71、103光学安装基板

32光波导通路

33、73光纤

34、74、49激光器

35、75、110光电二极管

36电极

42、410高热传导材料

52高热传导性部件

62沟

63波长滤波器

66导电性材料(通孔)

76激光器驱动机

77前置放大器

81上部包层

82纤芯

83下部包层

85光学器件

85电气布线

86石英类玻璃

87硅阶台

91光纤导向管沟形成部

92光波导通路图案成形部

最佳实施形态

以下，参照附图对于本发明的最佳实施形态进行说明。

(实施形态1)

图1(a)、图1(b)表示本发明的光学安装基板的构造。

而且，图1(a)是本实施形态的光学安装基板的平面图，图1(b)是图1(a)的A-A’剖视图。

本实施形态的光学安装基板是由玻璃形成，如图1所示，由用于配置并固定光纤的光纤导向部1、具有光波导通路27(参照图2(b))的光传导部2、用于配置作为与光波导通路27光学性连接的光学器件的激光器以及光电二极管110的配置部3构成。

再者，为了详细地进行说明，如图1(a)、(b)所示，具备玻璃基板17、形成在玻璃基板17上的光导向管用沟11、用于填充到光波导通路用沟11的比玻璃基板17的折射率大的紫外线固化树脂(未图示)、在通孔中填充导电胶的通孔12、形成在玻璃基板17上的用于固定光纤的光纤排列V沟13。

又，在玻璃基板17上还具备：形成在从光波导通路用沟11观察而与光纤排列V沟13相对称的位置上的、用于配置激光器及光电二极管110等的光学器件的激光器安装部18以及光电二极管安装部19；决定光学器件位置的定位标记14。

再者，在包含光波导通路用沟11的玻璃基板17的1一部分上，贴附着与玻璃基板17有相同折射率的平板玻璃部件15，以使得密封光波导通路沟11。而且，为了缩短布线长度，使得包含玻璃基板17的通孔12的背面部分地为空心。在该空心部分(凹部111)上以与多个通孔连接的形式配置微型电容器16等的电路元件。

其次，上述本实施形态的光学安装基板所希望的制造次序的一示例如图2(a)～(d)所示。

这里，采用具备凸状光波导通路图案21a、光纤排列V沟形成用的凸部21b以及确定光学器件位置用的标记图案形成部(未图示)的上部模具21与用于形成通孔12以及背面的凹部111(参照图1(b))的下部模具22。

即，首先，分别向加热软化后的玻璃基板23的上面以及下面挤压上述上部模具21以及下部模具22(图2(a))，在玻璃基板23上复制反型的形状(图2(b))。

其次，为了填充光波导通路用沟24内部，而将比玻璃基板23折射率大的紫外线固化树脂25涂布到玻璃基板23、至少包含光波导通路用沟24的部分的主面上。在涂布时，采用旋涂(spin coating)等，以使其厚度变薄(图2(c))。

最后，将具有与玻璃基板23大致相同的折射率的平板玻璃部件26贴附到光波导通路部分，向通孔27填充导电胶(未图示)，安装微型电容器(未图示)(图2(d))。如此，完成图1的光学安装基板。

本实施形态的光学安装基板能够作为光发送接收模块的基础基板。

即，在V沟13中设置光纤，仅通过光学粘接剂等固定光纤，就能够连接光纤与光波导通路。以往，对于这样的连接必须要求亚微米级的位置精度，而对于本安装基板，能够大幅度地减少调整的成本。

又，对于安装激光器以及光电二极管等的光学器件，通过在成形时同时形成的采用定位标记14，能够实现被动定位(passive alignment)。此时，将激光器以及光电二极管分别配置在不同的高度，以使得光射出、受光高度与光波导通路一致。如此，通过成形法也能够容易地形成这样的高度差。

不采用光蚀刻法、蚀刻、薄膜堆积、高精度研磨等的工序，就能够制作本发明的光学安装基板。特别地，若采用图2所示的成形法，能够以很低的成本进行大批量生产。然而，并不仅限于该制造方法，例如，也可以利用成形法仅形成光波导通路沟11，而对于通孔12采用机械加工等的其他手段。

在本实施形态中，作为基板的材料采用了玻璃，而并不仅限于此，只要是光学上透明的材料即可。例如，若是聚烯烃等的各种热塑性塑料、玻璃，并且能够采用成形法，在节省成本的方面存在优势。

特别地，由于玻璃与硅等相比介电损失较少，能够减少连接激光器以及光电二极管的传输线路中的高频损耗，能够非常有效地用作为高速通信模块。

当需要高速性时，作为传输线路，最好是共面线路、微波传输带线路、时隙线路。

又，对于本发明的光学安装基板，由于在基板厚度方向上设置通孔12，故布线长度变短，在较宽的高频带区域能够获得平坦的增益特性以及群延迟特性，对于高速通信很有效。

特别地，作为填充到通孔中的导电材料，最好采用焊锡，例如以银、铜、镍等为主要成分的导电胶或者导电性粘接剂等。

又，对于布线长度，特别地，在高频特性方面，最好为500μm以下。为此，除了采用本实施形态这样的在背面设置凹部111来缩短布线长度的手段之外，也可以不形成凹部111而使得玻璃基板本身的厚度在500μm以下。此时，也可以在基板背面形成金属层等。

又，连接在通孔之间的元件不仅限于微型电容器等的高频元件，也可以是其他高频元件。又，也可以是高频电路。

在本实施形态中，如图2(a)～图2(d)所示，利用具备光波导通路图案21a、光纤排列V沟形成用的凸部21b等的上部模具21以及设有通孔12的成形用突起22a的下部模具22进行制造。

特别地，若使得基板较薄并且在背面不需要凹部111，则能够将光波导通路图案与通孔用的突起设置在同一模具上。

又，如本实施形态所示，作为同一基板最好能够利用成形法一体形成光波导通路用沟11、通孔12、光纤排列V沟13，这样就不需要进行装配部件时的位置调整。然而，不仅限于此，例如，可以采用成形法以外的方法形成通孔12的情况(例如，用钻头打孔的方法)，例如，在构造上也可以在平板玻璃部件侧设置通孔。

而且，此时，与图1(a)所示的构造不同，在玻璃基板上没有配置部而设置光纤导向部与光传递部。这样，呈现出如图1(b)所示的平板玻璃部件15的右端更向右方向扩张的形状，该被扩张的部分成为安装光学器件的配置部。此时，将光学器件安装在平板玻璃部件的背面。因此，如上所述，在平板玻璃部件的配置部上需要设置通孔。

又，在本实施形态中，作为纤芯材料，最好采用紫外线固化树脂或者热固性树脂，为了填埋沟，也可以堆积石英类材料的薄膜并通过研磨等除去沟以外的多余部分。

又，在本实施形态中，列举了具备光波导通路用沟11、24的示例，而即使不具备它们，对本发明的效果也不会有什么影响。

在图1中，也可以在直到激光器以及光电二极管等的光学器件安装部分上较长地设置光纤排列沟13而直接连接光纤与光学器件。

(实施形态2)

图3表示本发明的光学模块的构造。

在图3中，以与实施形态1的构造基本相同的安装基板为基础来构成光学安装基板31。光学安装基板31具备2条光波导通路32，在其中具备光纤33、作为光学器件的激光器34以及光电二极管35、共面传输通路的电极36。

对于电极36的形成，为了确保与作为基板材料的玻璃的粘附性，也可以作为衬底形成铬膜并且在其上通过电镀设置金电极。或者也可以采用印刷等的方法。

如此，通过采用本发明的光学安装基板，能够容易地实现高速的光学模块。

对于激光器以及光电二极管的安装，虽然也可以通过丝焊(wire bonding)进行，而当特别地要求高速化的情况下，最好采用倒装(flip chip)安装、柱块(stud bump)安装等的短连接的安装方法。

而且，在实施形态1中，表示了2支路的光波导通路图案，而并不特别地限定与此，如本实施形态2那样，也可以有多个光波导通路图案。

特别地，对于模拟通信以及高速的数字通信等，由于光入射到激光器的部分成为噪声，最好在发送接收中分别设置光波导通路图案。

(实施形态3)

图4(a)、图4(b)表示本发明的光学安装基板的构造。

而且，图4(a)是本实施形态的光学安装基板的平面图，图4(b)是图4(a)中B-B’的剖视图。

本实施形态的光学安装基板由玻璃形成，如图4(a)、图4(b)所示，具备玻璃基板46、形成在玻璃基板46上的光波导通路用沟41、用于填充到光波导通路用沟41的折射率大于玻璃基板46的紫外线固化树脂(未图示)、包含高热传导材料的高热传导性部件42、形成在玻璃基板46上用于固定光纤的光纤排列V沟43、用于配置激光器49以及光电二极管等的光学器件的激光器安装部47以及光电二极管安装部48、确定光学器件位置的定位标记44。

再者，在包含光波导通路用沟41的玻璃基板46的一部分上，为了密封光波导通路用沟41，贴附与玻璃基板46的折射率相同的平板部件45。作为高热传导材料，可以列举铜等的各种金属、硅等。

而且，在本实施形态中，如图4(b)、图5(a)所示，由传热部件52a以及散热部件52b一体构成高热传导性部件52。

其次，该实施形态的光学安装基板的所要求的制造次序的一示例如图5(a)～(d)所示。

这里，采用具备凸状光波导通路图案51a、光纤排列V沟形成用的凸部51b、光学器件定位用标记图案形成部(未图示)的上部模具51与由热传导性良好的材料形成的在表面设有突起(传热部件52a)的高热传导性部件52。这里，高热传导性部件52是包含本发明的传热部件与散热部件的部件的一示例。

即，首先，将上述上部模具51以及高热传导性部件52加热并且分别挤压到软化的玻璃基板53的上面以及下面(图5(a))，在玻璃基板53上复制反型形状，并且同时将高热传导性部件52埋入玻璃基板53之中(图5(b))。

此时，当高热传导性部件52的突起部分的顶端部52b埋没在玻璃基板53中时，对于玻璃基板53的表面进行研磨，以使得露出高热传导性材料部分的突出的顶端部52b。

对于玻璃基板53成形时上下模具的定位，并不需要很高的精度，若设置调整上下模具的偏移的鼓形，则能够确保定位精度。

而且，设置高热传导性部件52是为了使得能够有效地释放安装在玻璃基板46上的激光器49所产生的热量。

其次，将折射率大于玻璃基板53的紫外线固化树脂55涂布在玻璃基板53的、至少包含光波导通路54的部分的主面上。

由此，在光波导通路用沟54中填入紫外线固化树脂55。在涂布时，采用旋涂等使得厚度变薄(图5(c))。

最后，将具有与玻璃基板53大致相同的折射率的平板玻璃部件56贴附在光波导通路部分(图5(d))。如此，完成图4的光学安装基板。

该安装基板作为光发送接收模块的基础基板发挥作用。即，在V沟43中设置光纤，仅通过光学粘接剂等固定光纤，就能够进行光纤与光波导通路的连接。以往，对于这样的连接必需亚微米级的位置精度，而本安装基板能够大幅度减少调整成本。

又，通过采用在安装激光器以及光电二极管等的光学器件的同时形成的定位标记44也能够实现被动定位。不需要采用光蚀刻法、蚀刻、薄膜堆积、高精度研磨等的工序就能够制造本发明的光学安装基板。

特别地，若采用图5(a)～图5(d)所示的成形法，能够以非常低的成本进行大量生产。然而，并不仅限定于该制造方法，例如，也可以仅以成形法形成光波导通路沟41，对于高热传导性材料42，也可以采用机械加工等的其他手段打通通孔并填充胶状物质。

在本实施形态中，对于基板材料采用玻璃，而并仅限于此，只要是光学上透明的材料即可。例如，若是聚烯烃等的各种热塑性塑料、玻璃，并且能够采用成形法，在节省成本的方面也存在优势。

本发明的光学安装基板是在基板厚度方向上设置高热传导性材料42，通过将其配置在激光器以及半导体IC的设置部垂直下方，也能够发挥散热作用，能够防止温度上升引起的元件性能的劣化、损伤。

在本实施形态中，通过以高热传导性基板22夹持玻璃基板与具备光波导通路沟的上部模具21，由此，进行如图2所示的成形过程，而也可以在上部模具侧的一部分上设置高热传导性材料并成形而填埋到玻璃基板中。在任何一种情况下，当使得高热传导性材料为突起状并且通过成形进行填埋时，最好突起的形状为顶端部逐渐变细的形状。

又，最好如本实施形态那样，在同一基板上形成光波导通路用沟41、高热传导性材料42、光纤排列V沟13，这样在组装部件时，就不需要进行位置的调整，而对于采用成形法以外的情况，并没有这样的限定，例如，也可以在平板玻璃部件45侧设置高热传导性材料。

又，作为纤芯材料最好采用本实施形态中的紫外线固化树脂或者热固性树脂，为了填埋光导向沟54，也可以堆积石英类材料的薄膜并通过研磨等除去沟以外的多余部分。

又，以本实施形态的光学安装基板为基础，也能够同样地构成图3所示的本实施形态2的光学模块。

又，当然，若在一个光学安装基板同时设置实施形态1的通孔与本实施形态的高热传导材料部分，则效果更好，也可以兼用电气布线与散热通孔。

又，根据情况，也可以不是在玻璃基板46的整个面上设置高热传导材料部分，而仅它的一部分的面上扩展设置高热传导材料部分。

(实施形态4)

图6表示本发明的光学安装基板的构造。

在图6中，以与实施形态1构造基本相同的光学安装基板为基础，构成光学安装基板31。

即，本实施形态的光学安装基板31具备光波导通路用沟61、填充到光波导通路用沟61折射率大于玻璃基板60的紫外线固化树脂(未图示)、横向切割由光波导通路用沟形成的光波导通路的沟62。

又，本实施形态的光学安装基板31还具备插入该沟62并粘接固定的波长滤波器63、用于固定光波的光纤排列V沟64、确定激光器以及光电二极管等的光学元件的定位标记65。

而且，光学安装基板31贴附有具有与基板相同折射率的平板玻璃部件(未图示)，以使得密封光波导通路沟61。

波长滤波器63通过在聚酰亚胺等上多层叠层多个电介质材料而形成，具有根据波长不同分别进行光的反射、透射的功能。即，能够适用于大容量、高速的波长多种用途。

在本实施形态中，在光波导通路中设置波长滤波器，而并不限定于此，也可以设置隔离器、反射镜、半反射镜、衰减滤波器等。最好沟的宽度在几十微米以下。

或者，使得沟的宽度为几毫米到几厘米，通过离子交换等在LiNbO3等的基板上设置光波导通路，也可以组入设有电极的外部调制器。

如此，本发明的光学安装基板也能够与以往的PLC模块相同地，在光波导通路部分上附加各种光学器件。

又，本实施形态是对于由以实施形态1的光学安装基板为基础的光学安装基板的结构进行了说明，也可以由实施形态3的光学安装基板构成。

(实施形态5)

图7是表示以本发明实施形态1的光学安装基板为基础制成的光发送接收模块的构造图。

即，如图7所示，本实施形态的光发送接收模块是在具备光波导通路用沟72的光学安装基板71上安装光纤73、激光器74及光电二极管75等的光学器件、激光器驱动机76及前置放大器77等的前端。又，使得电极为共面线路。

根据本实施形态中的光发送接收模块，通过将本发明的光学安装基板作为基础，在激光器驱动机、前置放大器部分上也设置填埋高热传导材料，由此能够获得充分的散热效果。

如此，若在光发送接收模块中附加逻辑LSI、接口，则能够构成成本非常低的光发送接收装置。

再者，若以光纤等的光信号传输线路连接光发送接收装置，则能够容易地构筑光发送接收系统。

例如，对于连接LAN以及基站与参与者终端的存取网络非常有效。本发明的光学安装基板由于具有高速性以及良好的散热效果，还能够用作为安装有基站所必要的高功率元件的光学模块。

又，本实施形态对于由以实施形态1的光学安装基板为基础的光学安装基板所构成的基板进行了说明，而也可以由实施形态3的光学安装基板构成。

又，本发明的光传递部相当于各实施形态的光波导通路用沟、平面玻璃部件、玻璃基板以及紫外线固化树脂。

而且，对于本发明的光学安装基板等，在上述实施形态中，作为将通孔用于高频电路与高频元件的电气连接的示例，以一体形成光纤导向部(光纤排列V沟)、光传递部(光波导通路用沟)、配置部(激光器安装部、光电二极管安装部)的情况为中心进行了说明(图1(b)、图2(a)～图2(d))。然而，并没有限定于此，例如，也可以分别由其他工序形成这些部分，又，也可以不采用成形模进行制造。主要地，只要是通过填埋在通孔(通孔)中的导电性部件来连接光学器件与高频元件或高频电路的构造即可，而且，不管是利用何种制造方法而制成的。

即使在该情况下，与以往相比，也能够提供高频特性良好并且可实现高速化的光学安装基板、光学模块、光发送接收装置以及光发送接收系统。

又，对于本发明的光学安装基板等的导电性部件的埋入方法，在上述实施形态中，以预先形成通孔并且填入到通孔的情况为中心进行了说明(图2(a)等)。然而，并不限定于此，例如，对于传热部件，与参照图5(a)说明的情况相同，也可以采用在玻璃基板上预先不设置通孔而通过挤压柱状导电性部件而强制性填入玻璃基板的方法。

又，对于本发明的光学安装基板等的传热部件的埋入方法，在上述实施形态中，对于在玻璃基板上预先不设置通孔而通过挤压柱状热传导性部件而强制性填入玻璃基板的方法进行了说明(图5(a)等)。然而，并不仅限于此，例如，对于导电性部件，也可以与参照图2(a)说明的情况同样地，采用在玻璃基板上预先形成通孔并且向该通孔中埋入传热部件的方法。

又，在上述实施形态中，对于由传热部件52a以及散热部件52b一体地构成热传导性部件的情况进行了说明(图5(a))。然而，并不仅限于此，也可以在制造阶段中分离图5(a)所示的传热部件52a与散热部件52b。即，在该情况下，首先将传热部件埋入玻璃基板53，此后，将散热部件配置在玻璃基板的背面，以使得与传热部件的端面接触。若一体构成传热部件与散热部件的情况下，由于挤压时向传热部件施加的横向应力，而有可能会折断，若为上述的分离构造，则不会产生问题，能够提高制造工序的成品率。

又，在上述实施形态中，对于光学安装基板包含光纤导向部、光传递部与配置部的情况进行了说明(图1(a)等)。然而，并不仅限于此，例如，也可以是未包含图11(a)、图11(b)所示的光传递部的构造。

即，此时，如该图所示，光纤(省略图示)没有通过光波导通路而直接与光电二极管110连接。而且，对于与图1(a)、图1(b)中所说明的构造相同的部分，采用相同的符号。而且，图11(a)是本改形例的光学安装基板的平面图，图1(b)是图11(a)的A-A’剖视图。

又，在上述实施形态中，以利用相同工序一体形成光学安装基板的各部分的情况为中心进行了说明(图2(a)～图2(d)等)。然而，并不仅限于此，例如，也可以分别通过其他的工序形成，而且，也可以采用以成形以外的方法分别形成其他部件并且最好为了将各部件一体化而进行结合的制造方法。

又，在上述的实施形态中，对于本发明的光学安装基板，作为埋入导电性部件或热传导性部件的基板进行了说明。然而，并不仅限于此，例如，具有通孔而未埋入导电性部件或传热部件的基板也是本发明的光学安装基板的一示例。

上述说明的本发明的一示例，其特点在于，例如，由具备光波导通路沟的基板、与所述基板折射率相同并且贴附在所述光波导通路沟的部件、填充到所述光波导通路沟并且折射率比所述基板高的材料形成，在所述基板或者部件上部分地埋入与部件不同类型的导电材料。

根据上述构造，能够简单地制作光波导通路，能够降低成本并进行大量生产。又，通过在基板的厚度方向上埋入导电性材料，能够缩短布线长度，并且能够减少高频损耗及相位延迟，同时，能够提高电路部分的密集度而实现小型化。

特别地，对于基板、部件采用玻璃等的介电损耗小的材料并且设置共面线路等的高频传输线路，能够组入高速的电子电路。

又，本发明的其他示例的特点在于，由具备光波导通路沟的基板、与所述基板折射率相同并且贴附在所述光波导通路的部件、填充到所述光波导通路沟并且折射率比所述基板高的材料形成，在所述基板或者部件上部分地埋入与比部件热传导率高的材料。

根据上述构造，能够简单地制作光波导通路，能够减低成本并大量进行生产。

又，由于将激光器、半导体IC、调制元件等的产生热量的元件安装于在基板厚度方向上埋入高热传导性材料的部分上，能够便于提高散热效果。

又，本发明的其他示例是在光波导通路部分之间组入光学滤波器、外部调制元件、隔离器等的光学部件。

即，通过组入各种光学器件，对于光学信号能够进行多功能的处理。

又，本发明的其他示例的特点在于，作为光学模块，在上述光学安装基板上具备光纤与受光元件或发光元件。

又，本发明的其他示例的特点在于，光发送接收装置，在上述光学模块中具备电信号处理电路。

又，本发明的其他示例的特点在于，作为光发送接收系统，具备光信号传输线路与所述信号传输线路两端的所述光发送接收装置。

又，本发明的其他示例的特点在于，作为光学安装基板的制造方法，具备：通过将模具挤压到加热软化后的基板并加压而在所述基板上形成光波导通路与通孔的工序；在所述通孔中填充导电性材料或高热传导性材料的工序。通过采用利用成形模具的成形法，能够一起形成光波导通路与通孔。

又，本发明的其他示例的特点在于，作为光学安装基板的制造方法具备下述工序，即在加热软化后的基板与模具之间配置导电性材料或高热传导性材料，通过挤压所述模具并进行加压，将所述导电性材料或高热传导性材料填入所述基板。通过采用成形法，能够容易地将不同的材料埋入基板。

如上所述，根据本发明，能够提供一种比以往高频特性更良好且更高速化的光学安装基板、光学模块、光发送接收装置以及光发送接收系统。

又，根据本发明，与以往相比，能够以较低成本制造光学安装基板。又，例如，若也利用成形法形成光纤固定导向沟、光学元件定位标记，则能够进一步降低成本。

工业利用性

如上所述，根据本发明，能够提供一种比以往的结构更简单且具有优良散热效果的光学安装基板、光学模块、光发送接收装置以及光发送接收系统。

又，根据本发明，能够提供一种高频带损耗比以往进一步减少的光学安装基板、光学模块、光发送接收装置以及光发送接收系统。

又，根据本发明，能够提供一种制造工序更为简单的光学安装基板的制造方法。

Claims (4)

1.一种光学安装基板的制造方法，其特征在于，具备

形成具有光波导通路的光传递部或配置并固定光纤用的光纤导向部的工序；以及

在主面上埋入贯通用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部的所述主面与另一主面的导电性部件埋入工序，

其中在所述形成工序中，利用在加热软化的所述基材上从所述主面侧挤压模子，转录所述模子的反转形状，来形成所述光传递部、所述光纤导向部以及所述配置部的全部或一部分，

在所述埋入工序中，与所述形成工序同时，利用在加热软化的所述基材上从所述另一主面侧直接挤压预先具有一定形状的所述导电性部件，来将所述导电性部件埋入所述基材内。

2.一种光学安装基板的制造方法，其特征在于，具备

形成具有光波导通路的光传递部以及/或者配置并固定光纤用的光纤导向部的工序；

在主面上埋入贯通用于配置与所述光波导通路或所述光纤光学性连接的光学元件的配置部的所述主面与另一主面的包含热传导性材料的传热部件的埋入工序，

其中在所述形成工序中，利用在加热软化的所述基材上从所述主面侧挤压模子，转录所述模子的反转形状，来形成所述光传递部、所述光纤导向部以及所述配置部的全部或一部分，

在所述埋入工序中，与所述形成工序同时，利用在加热软化的所述基材上从所述另一主面侧直接挤压预先具有一定形状的所述传热部件，来将所述传热部件埋入所述基材内。

3.如权利要求2所述的光学安装基板的制造方法，其特征在于，

在所述配置部的所述另一主面的全部或一部分上形成包含所述热传导性材料的散热部件，并且使其与所述传热部件能够进行传热地连接的散热部件配置工序。

4.如权利要求2所述的光学安装基板的制造方法，其特征在于，

与包含所述热传导性材料的散热部件一体形成所述传热部件，在所述埋入工序中，在埋入所述传热部件的同时，在所述配置部的所述另一全面的全部或一部分上形成所述散热部件。

Images