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JP2002214485A - 面型光素子、面型光素子実装体、その作製方法、およびそれを用いた光配線装置 - Google Patents

面型光素子、面型光素子実装体、その作製方法、およびそれを用いた光配線装置

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JP2002214485A
JP2002214485A JP2001012593A JP2001012593A JP2002214485A JP 2002214485 A JP2002214485 A JP 2002214485A JP 2001012593 A JP2001012593 A JP 2001012593A JP 2001012593 A JP2001012593 A JP 2001012593A JP 2002214485 A JP2002214485 A JP 2002214485A
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JP
Japan
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optical fiber
optical
optical element
type
type optical
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JP2001012593A
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Hajime Sakata
肇 坂田
Aya Imada
彩 今田
Toshihiko Onouchi
敏彦 尾内
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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  • Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数の増加やプロセス制御性の向上を必要
とせずに、プラスチック光ファイバと面型光素子のアラ
イメント精度を向上させ、プラスチック光ファイバの固
定作業も容易にして生産性を向上させ、低コスト化を図
る面型光素子である。 【解決手段】面型光素子5の表面に、面型光素子5との光
結合が可能なようにプラスチック光ファイバ16を差し込
んで固定するためのガイド穴4が形成される。ガイド穴4
は、光感光性あるいは電子ビーム硬化性を持ちホトリソ
グラフィでパターニングすることで選択的に硬化が可能
な厚膜材料3で形成してある。プラスチック光ファイバ1
6の先端面はレンズ形状に加工して光結合効率を向上さ
せている。

Description

【発明の詳細な説明】
【OO01】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを効率
良く光学的に結合できる面型光素子、面型光素子と光フ
ァイバを低コストで光学的に結合した光実装体(これら
の面型光素子、光実装体を本明細書では光インタコネク
ションモジュールなどとも言う)、その作製方法、およ
びそれを用いた光配線装置に関する。
【OO02】
【従来の技術】近年、高速光接続のための光モジュール
が開発されている。しかし、光素子と光ファイバなどの
光伝送体との結合に関しては、特に、低コスト化、高性
能化などの観点から課題が多い。
【OO03】光素子として、受光素子では、作製の容易性や
感度などの点で面型の素子が主に使用されているが、光
ファイバと該面型素子の主面とで光結合させる場合に、
受光素子を動作させないでアライメントするパッシブア
ライメントが低コスト化のためには必須である。そのた
めの手法として、一般には固定部材を作製して組み立て
るという方法が用いられている。しかし、固定部材の機
械精度が要求され、その弾性係数や熱膨張係数などに制
約があり、また部品点数も多くなるために、コスト低減
が困難であった。特に、コスト低減のためにプラスチッ
クモールドなどを用いると、光結合の歩留まりや長期信
頼性に欠けるという問題点がある。
【0004】発光素子においても、基板面から垂直に光出射
を行う垂直共振器型面発光レーザが、光伝送モジュール
の低消費電力化、低コスト化の観点で改善できる可能性
があり、盛んに研究されている。該面発光レーザでは、
1mA以下の低しきい値で駆動でき、ウエハレベルの検査
が可能で、へき開精度を必要としないため、低コスト化
が可能である。このような面発光レーザと光ファイバと
の光結合においても上記と同様な問題が生じている。
【0005】そこで、光ファイバとの結合のためのガイド穴
をホトリソグラフィの精度で作製する方法が提案されて
いる。例えば特開平8-111559号公報では、図12に示すよ
うに、面型受光素子もしくは発光素子を作製した基板10
21側に光ファイバ1037を固定するための穴をエッチング
により形成するものが開示されている。尚、図12におい
て、1022は光吸収層、1023と1027はDBRミラー、1024と1
026はクラッド層、1025は活性層、1028はコンタクト
層、1032はSiO2層、1033と1035は電極、1036は反射防止
膜である。
【O006】また、特開平6-237016号公報にも、図13に示す
ように、面発光レーザ1203の裏面側に、基板をエッチン
グしたガイド穴1209を形成して光ファイバ1210を固定す
る方法が開示されている。これらの場合、部品点数を減
少させることができ、組み立ても非常に簡単なので、低
コスト化が可能である。尚、図13において、1201は電子
回路基板、1202は発光チップ、1204はトランジスタ、12
05と1206と1207はトランジスタ電極、1208は絶縁層、12
11は接着剤である。
【O007】しかしながら、基板に穴を開ける方法では、光
ファイバと受光部あるいは発光部との距離の制御が難し
く、ファイバを結晶に突き当てたときに結晶にダメージ
が入るために素子を劣化させてしまう恐れがあった。そ
こで、特開平6-237016号公報の発明では、ガイド穴1209
に順テーパ形状をつけてファイバが結晶面と接触しない
様にガイド穴先端の径を小さくしたり(図13参照)、完全
にエピ層までエッチングせずに基板をわずかに残した状
態でエッチングを止めるなどの方法が用いられていた。
【0008】一方、面型光素子が形成された表面側にファイ
バ固定用の部材を直接固定して、光ファイバを実装する
方法も提案されている。例えば、特開平11-307869号公
報においては、図14に示すように、面発光レーザ素子20
18の表面にファイバ固定部材2014を嵌合させるための突
起2022、2023を設け、面発光レーザ2018の発光部に対応
する位置にガイド穴を構成したものが開示されている。
尚、図14において、2012はモジュール基板、2016は光フ
ァイバ、2024はファイバ挿入孔、2026と2027はガイド孔
である。
【OO09】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、エ
ッチングでガイド穴を作製する場合、その深さは通常10
0μm以上になるため、テーパ形状や穴径の制御性には問
題があり、歩留まりを向上させることは困難であった。
また、基板を残す場合には基板での光の吸収の問題があ
って、使用できる波長帯には制限があった。
【0010】一方、光ファイバ固定用ブロックを用いる場合
では、上記のような作製上の問題は生じないが、部品点
数とその加工工程が増えてしまうために、必ずしも低コ
スト化ができなかった。
【OO11】さらには、光ファイバからの出射光は広がるた
め、できるだけ受光素子と近づけて実装することが肝要
であったが、それでも、受光素子への入射効率を高くす
ることは困難であった。同様に、発光素子との接続につ
いても、発光素子の発光径および放射角と光ファイバの
コア径および受容角との不整合が大きければ,光ファイ
バへの光結合効率を高くすることは困難であった。
【0012】このような課題に鑑み、本発明の目的は、光フ
ァイバを固定するガイド穴を形成して、部品点数の増加
やプロセス制御性の向上を必要とせずに、光導波体と面
型光素子のアライメント精度を向上させ、このことか
ら、光ファイバの固定作業も容易にして生産性を向上さ
せ、低コスト化を図り、更に、面型光素子と光ファイバ
の間の距離を自由に設定でき、実装の容易性、自由度を
向上させる構造を提供することにある。さらに、このよ
うな実装するための構造体を量産できる作製方法、低コ
スト化が可能な光実装体、およびこれを用いた光配線装
置を提供することにある。
【OO13】特に、本発明の目的は、光ファイバの先端をレ
ンズ形状に加工することで、発光または受光素子との光
結合効率を向上させ、このことから、光インタコネクシ
ョンモジュールの挿入損失を低減し、素子駆動に関わる
消費電力の低減化を図り、生産性を向上させ低コスト化
を図る構造を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の面型
光素子においては、面型光素子の表面に厚膜材料により
直接ホトリソグラフィによって、光ファイバを差し込む
ためのガイド穴となる構造体を作り込むことで、上記課
題を解決するものである。すなわち、本発明の発光また
は受光が可能な面型光素子は、先端がレンズ形状のポリ
マーを含む光ファイバを該面型光素子との光結合が可能
なように差し込んで固定するためのガイド穴を、該面型
光素子の表面に、光感光性あるいは電子ビーム硬化性を
持ちホトリソグラフィでパターニングすることで選択的
に硬化が可能な厚膜材料(ポリマー化が可能な厚膜レジ
ストなど)で形成してあることを特徴とする。
【O015】前記厚膜材料ないし厚膜レジストの厚さとして
は、10μm(これは石英シングルモードファイバのコア程
度である)〜1000μm(これはアクリル材料によるプラス
チックファイバ(POF)のコア程度である)がよく、さらに
好ましくは50μmから500μm程度のものが好適に用いら
れる。光ファイバのサイズとして、125μm程度から1mm
程度までどのようなサイズでも適用可能である。光ファ
イバの芯線径で云えば、100μmから1mm程度まで、どの
ようなサイズでも適用可能である。厚膜材料ないし厚膜
レジストは通常のホトリソグラフィ工程でプロセスを行
うため、面型光素子とガイド穴中心位置を精度良く合わ
せることが簡単にできる。そのため、ガイド穴を形成し
た構造体をアライメントして接着する工程などを省くこ
とができる。
【0016】穴径の制御性や形状制御も厚膜材料ないし厚膜
レジストの特性から優れており、基板エッチングにより
穴を開ける方法に比べて工程が簡単になる。
【0017】面型光素子については、面発光レーザや面型受
光素子などが用いられ、実装基板に必要なチップサイ
ズ、アレイ数の素子を実装してから成長基板を除去して
薄膜型にすることで、実装基板をハンドリング基板とし
て用いることもできる。これにより、面型光素子のエピ
ウエハから取り得る収率が増大して低コスト化すること
ができる。
【0018】また、前記面型光素子は複数アレイ化され、そ
れに対応してガイド穴も共にアレイ化して形成された
り、前記複数の面型光素子は面型発光素子のみ、面型受
光素子のみ、あるいは面型発光素子と面型受光素子の組
み合わせであったり、前記面型光素子は垂直共振器型の
面発光レーザ或いは発光ダイオードであったり、面発光
レーザは、活性層、共振器層、およびブラッグ反射ミラ
ー層のみの機能層が残されているものであったり、前記
面型光素子は、成長基板を除去或いは薄膜化して薄膜型
になっていたり、成長基板がそのまま残されているもの
であったりする。
【0019】光ファイバ端面と面型光素子の距離について
は、厚膜材料ないし厚膜レジストを2層にして、1層目の
厚みで距離をコントロールするようにすれば、制御性、
自由度を向上させることができる。すなわち、前記厚膜
材料あるいは厚膜レジストは、前記光ファイバのサイズ
より小さく光のみが透過できる穴を形成した第1層と、
該第1層上に形成され該光ファイバを固定するためのガ
イド穴を形成した第2層から成り、第1層の厚さで前記面
型光素子と該光ファイバの端面の距離を規定する様にで
きる。
【OO20】光ファイバガイド穴の形状についてもホトマス
クの設計次第で自由に設定することができ、固定用接着
剤の逃げを作り込んだり、光ファイバとガイド穴が嵌合
しやすいように設計すること(例えば、ガイド穴をテー
パ状にする)も可能である。すなわち、前記厚膜材料あ
るいは厚膜レジストで形成したガイド穴は、該光ファイ
バの外形に合わせてある部分のみを形成して成ったり、
該光ファイバの外形に合わせてある部分とともに、その
外形とは異なる溝パターンをも形成して成ったり、この
場合、前記ガイド穴の光ファイバの外形に合わせてある
部分と溝パターンは連続して形成されたりする。
【OO21】前記光ファイバについては、その先端が凹レン
ズ状に加工されていて、この凹部に樹脂が充填されてい
たりする。この樹脂は、集光効果を良くする為に、典型
的には、光ファイバより高い屈折率を有する樹脂であ
る。また、前記光ファイバの先端と前記面型光素子との
間隙に樹脂を充填して使用されたりする。
【O022】更に、本発明の面型光素子実装体は、上記の面
型光素子が、実装基板に、駆動が可能なように電気的接
続を有して実装され、前記ガイド穴に光ファイバを固定
して成ることを特徴とする。
【0023】前記実装基板は、他の光素子あるいは電子素子
をハイブリッドに集積することができ、ヒートシンク機
能を持つ実装基板であったりする。前記面型光素子は複
数アレイ化され、光ファイバも同時にアレイ化し得る。
前記光ファイバは、ポリマーを含む光ファイバすなわち
プラスチック光ファイバ(POF)で構成される。
【O024】また、素子との光結合効率をより向上させる為
に、光ファイバの先端をレンズ形状に加工し、光ファイ
バの先端と面型光素子との間隙に樹脂、空気、或いは窒
素ガスを充填させてもよい。この樹脂は、光学接着剤な
いし透明樹脂などである硬化性樹脂であったりする。光
ファイバの先端が凹レンズ状に加工されていて、前記樹
脂が該光ファイバより高い屈折率を有したり、光ファイ
バの先端が凸レンズ状に加工されていて、前記樹脂が該
光ファイバより低い屈折率を有したりする。光ファイバ
の先端と面型光素子との間隙に空気或いは窒素ガスが充
填されている場合には、前記光ファイバの先端は典型的
には凸レンズ状に加工される。
【OO25】本発明におけるプラスチック光ファイバとは、
コアとクラッドからなる芯線部がポリマーである光ファ
イバ、ないしはクラッドもしくはコアのみがポリマーで
ある光ファイバを指す。芯線周囲が、保護層やポリマー
ジャケットで被覆されていてもよい。また、芯線部がス
テップインデックス型(屈折率段階型)光ファイバでも
グレーデッドインデックス型(屈折率分布型)光ファイ
バでもよい。
【OO26】プラスチック光ファイバの先端の形状は、加熱
した鋳型にプラスチック光ファイバの先端を押し付ける
ことで自由に加工が可能である。あるいは、クラッドも
しくはコアが溶融する適当な有機溶剤に浸漬して、浸漬
時間、引き上げ方等を制御することで凸レンズ状もしく
は凹レンズ状に整形する手法もある。その際、発光また
は受光素子と光ファイバ端面の間に空気あるいは窒素ガ
スなどが充填される場合は、凸面先端とする。これに対
して、発光または受光素子と光ファイバ端面間に硬化性
樹脂などが充填される場合は、光ファイバと該樹脂の屈
折率の大小関係に鑑み、凸面あるいは凹面とする。いず
れにせよ、別個のレンズを位置合わせのうえ実装するこ
となく、光ファイバ自体が集光性を有する凸レンズ機能
を発現できる。
【OO27】鋳型を用いる場合、剃刀などにより平面状に切
断したプラスチック光ファイバ端面に、加熱した凸面状
もしくは凹面状の鋳型を押し付けるなどの手法により、
該プラスチック光ファイバ端面に凹面もしくは凸面レン
ズを作製する。球面ないし非球面の鋳型径は、プラスチ
ック光ファイバのコア径と同程度かそれ以上が好まし
い。凹面先端構造の場合には、プラスチック光ファイバ
よりも高い屈折率を有する硬化性樹脂などを充填する。
凸面構造の場合は、間隙部に空気ないし窒素を充填する
か、プラスチック光ファイバよりも低い屈折率を有する
硬化性樹脂などを充填する。硬化性樹脂としては、透明
性が優れ、硬化時の発泡や収縮膨張の少ない合成樹脂性
接着剤あるいは透明樹脂などを用いることが好ましい。
熱硬化性の合成樹脂性接着剤においては、プラスチック
光ファイバの軟化が起こらない低温硬化性接着剤が好ま
しく、全フッ素化ポリマー系プラスチック光ファイバお
よびポリスチレン系プラスチック光ファイバでは70℃以
下、ポリメチルメタアクリレート系プラスチック光ファ
イバでは80℃以下、ポリカーボネート系プラスチック光
ファイバでは125℃以下が好ましい。
【OO28】全フッ素化ポリマー系プラスチック光ファイバ
のように、屈折率が1.3〜1.4程度に低い光ファイバで
は、硬化性樹脂で充填して凸レンズ効果を得ようとする
と、さらに低屈折率の硬化性樹脂を選択する必要があ
る。しかしながら、そのような低い屈折率を有する硬化
性樹脂は殆どなく、たとえ実現したとしても光ファイバ
との屈折率差が小さいため、屈折パワーの極めて弱い凸
レンズしか実現しない。そこで、本発明では、プラスチ
ック光ファイバの端面を逆に凹面状として、その凹面構
造に比較的高い屈折率の硬化性樹脂を充填させること
で、硬化性樹脂側を凸レンズとして集光作用を発現させ
る。端面を凸状レンズとする手法に比べ、光ファイバ端
面中央部がへこんでいるため、発光または受光素子と近
接させても、接触することはなく、光ファイバの実装が
容易になる。
【OO29】更に、本発明の上記の面型光素子実装体を作製
する方法は、ウエハ状の実装基板に配線パターンを形成
する工程、少なくとも1つの面型光素子を逐次、実装基
板の複数箇所に、実装する工程、各面型光素子上に厚膜
材料でガイド穴を形成する工程、必要な電子デバイス等
を必要な位置に逐次フリップチップ実装した後に必要な
大きさの実装体に複数切り出す工程、最後に光ファイバ
をガイド穴に差し込んで固定する工程を含むことを特徴
とする。
【0030】更に、本発明の光配線装置は、電子機器内のボ
ードに接続リードを介して実装して、ボード間の信号の
授受を光で行う光配線装置であって、上記の面型光素子
実装体に面型光素子駆動用電子回路も集積化しており、
電気的接触を得るための接続リードを固定する台座に該
光素子実装体を面実装して光接続モジュールを構成して
いることを特徴としたり、上記の面型光素子実装体を面
型光素子駆動用電子回路上に実装して電気コネクタ内に
収めて、該駆動用電子回路への電気接続を、脱着可能な
コネクタ用の接続ピンで行い、電子機器同志の信号の授
受を光で行うことを特徴とする。
【0031】このように、厚膜レジストないし厚膜材料を用
いて面型光素子と光ファイバを結合させた光素子実装体
を、電子回路と集積化させて、送受信を備えた光インタ
ーコネクション装置として用いることができる。その場
合、電子回路ボード間の光配線、電子機器間の光接続な
どに利用でき、電磁放射ノイズを抑えながら1chあたり1
Gbps以上で多チャンネルの大容量高速伝送を低コストで
実現することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の実
施例で発明の実施の形態を説明する。
【0033】(第1の実施例)本発明による第1の実施例を斜視
図である図1に示す。750μmピッチで4つにアレイ化され
た面発光レーザ5が、実装基板1に、共通電極2を介して
ボンディングされている。各素子5の素子分離溝が8で示
され、発光点に相当する部分が6で示されている。面発
光レーザ5を駆動するための電気配線は、共通電極用の
配線10と独立駆動用の配線9が実装基板1上に形成されて
いる。面発光レーザ駆動用の独立電極25は配線9と接続
されている。また、面発光レーザ駆動用のドライバIC12
が同一実装基板1上にフリップチップ実装されている。
ドライバIC12は配線13により他の電子デバイス等に接続
される。
【0034】ガイド穴4に挿入する光ファイバとしては、補
強層を含んだ全径500μmの全フッ素化ポリマー系プラス
チック光ファイバ16が用いられている。POF16は、プラ
スチックモールドで形成されたV溝を持つ固定治具14と
平坦治具15によりサンドイッチされて、接着剤17により
固定されている。このV溝によって、POF16のピッチおよ
び中心位置の整列が行えるようになっている。POF16の
先端は、固定治具14、15で形成される面よりも図1に示
すように突き出た形になっており、本実施例では突き出
し量を500μmとした。4本のプラスチック光ファイバ16
は、固定治具14、15を用いて接着固定したあと剃刀など
で平面状に一括切断して、加熱した凸面鋳型を押し付け
て端面に球面状凹構造18を作製する。図2では、プラス
チック光ファイバ径よりも小さな、しかしコア径よりは
大きな径を有する球面状凹構造18を作製し、その周囲の
端面に平面が残されている例を示している。
【OO35】この球面状凹構造18に、プラスチック光ファイ
バ16よりも高い屈折率を有する硬化性樹脂19を充填す
る。硬化性樹脂は1.4〜1.7程度の屈折率を有し、全フッ
素化ポリマー系光ファイバ(例:旭ガラス製、商品名ル
キナ)は約1.35、ポリメチルメタアクリレート系光ファ
イバでは約1.49であり、集光効果を得るには充分な屈折
率差(典型的には、0.2から0.3程度)である。硬化性樹
脂19は、室温硬化タイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ
とあるが、全フッ素化ポリマー系光ファイバでは、軟化
する温度が比較的低いため、室温硬化タイプを使用し
た。無論、プラスチック光ファイバの軟化する温度より
低い硬化温度を有する硬化性樹脂であれば、加熱硬化は
可能である。また、光ファイバガイド穴4が紫外線透過
性であれば、光硬化タイプを使用することもできる。屈
折率差が適当であり、光学的に安定していれば、非硬化
性の樹脂を用いることもできる。
【0036】本実施例で用いたPOF16は、0.8μm帯、1.3μm
帯で伝送可能な全フッ素化ポリマーを用いた光ファイバ
(旭ガラス製、商品名ルキナ)としたが、ポリメタルメタ
アクリレート、ポリカーボイネート、ポリスチレン、重
水素化ポリマーを用いたものや、UV硬化樹脂を用いたも
のなど、材料には制限はない。また、ファイバ径に応じ
てガイド穴4の径や固定治具14のV溝の形状を設計すれば
よい。
【0037】一方、本発明の特徴となる光ファイバ用のガイ
ド穴4は、面発光レーザ5の各発光点6の中心が光ファイ
バ16のコア中心と一致するように、厚膜レジスト3で形
成されている。図1では分かりやすいように透視斜視図
としている。この厚膜レジスト3は、実装基板1上に直接
スピンコーターなどで塗布して、ホトリソグラフィを行
うことでパターン形成している。パターン合わせは、面
発光レーザ5の表面に形成した電極25と合わせるマーク
をホトマスク上に形成しておけば、発光点6の中心とガ
イド穴4の中心を数μm以下の位置精度で一致させること
ができる。
【0038】本実施例では、厚膜レジスト3としてMicroChem
社のSU8-50を用いた。スピンコートにより200μmの厚さ
で塗布し、ホットプレート上において90℃でプリベーク
を行った。3mm×1mmの外枠サイズで、750μmピッチで52
0μmの円形パターンを持つように、ホトマスクを用いて
上記のようなパターン合わせを行いながら、アライナで
露光を行った。次に、再びホットプレート上で90℃で露
光後べークを行なった後、現像液によってレジストの現
像を行った。現像後のリンスはイソプロピルアルコール
で行い、溶剤を完全に蒸発させるためにオーブンで90℃
のべ一クを行った。以上のように厚膜レジスト3の工程
は低温で行えるため、光素子5や電気コンタクトなどに
損傷を与えることなく、ガイド穴4を形成できる、厚膜
レジスト3としては、ここではSU8を用いたが、これに限
定されるものではない。
【0039】次に、硬化性樹脂19を光ファイバガイド穴4に
塗布した後、固定治具に固定されたプラスチック光ファ
イバ16を差し込むことで、光ファイバ16の端面の凸レン
ズ作用が発現し、容易に光結合が達成できる。
【OO40】次に、1つの素子の断面図である図2(図4のA-A'
断面)を用いて、面発光レーザ5とPOF16との結合部につ
いて説明する。
【O041】本実施例で用いた面発光レーザ5の詳細は後に
説明するが、厚膜レジスト3の工程が行い易いように成
長基板を除去して、機能層のみを転写して薄膜化した構
造としている。機能層は、活性層を含む1波長共振器23
をAlGaAs多層膜からなるp-DBRミラー22およびn-DBRミラ
ー24で挟んだ構造となっており、厚さは約7μmである。
p-DBRミラー22側に電流狭窄のためのエアポスト28を15
μmφの円形に加工し、周りはポリイミド27で埋め込ん
で平坦化している。活性層近傍には、Alモル分率がO.95
以上のAlGaAs層のみを横方向に選択的に水蒸気酸化して
Alx0y層29を形成してあり、電流注入領域のアパーチャ
サイズを3μmφ程度にして、発振しきい値を1mA以下に
している。
【0042】p-DBRミラー22側に共通電極20を形成し、基板1
表面の電極パッド2の上にAuSnはんだ等で接着してい
る。接着はAu同志の圧着でもよい。n側の電極25は、各
素子に独立に電流注入できるように、n-DBRミラー24表
面のGaAs基板(不図示)を除去して現れた表面上に形成し
ている。この表面に絶縁膜26を形成して、光取り出し部
31およびコンタクトホール32を形成し、基板1の表面に
形成する配線9とのコンタクトを取るようにしている。
なお、配線9は面発光レーザ5の側壁も介して段差配線す
るため、レーザ5の側壁およびp側の共通電極パッド2の
上が絶縁膜26で覆われている必要がある。このような絶
縁膜形成には、例えば旭化成製PIMELのような感光性ポ
リイミドが好適に用いられ、厚さは1μmとした。
【0043】プラスチック光ファイバ16は図2のように凹面
先端の周囲の平面領域が、素子表面に突き当たる位置
(この例では配線9)で固定される。凹面構造18が光フ
ァイバ16の中央部に形成されているため、光ファイバ端
面が面発光レーザの結晶表面に直接当たることはなく、
これにダメージ等を与えることはない。
【O044】一方、面発光レーザから発生する熱は、電極パ
ッド2を介して実装基板1に放熱するようにしている。そ
のため実装基板1の材質としては、AlN、または表面にAl
2O3などの絶縁薄膜を形成したSiが好適に用いられる。
【0045】次に、図3を参照して本実施例に用いた薄膜型
の面発光レーザの作製工程を説明する。ここでは簡単化
のため2つの素子のアレイで説明する。
【O046】(a)において、n-GaAs基板30上に、n-DBRミラー
24、GaAs/AlGaAsの3量子井戸から成る活性層を含みAlGa
Asから成る1波長共振器層23、P-DBRミラー22、p-GaAsコ
ンタクト層(不図示)を有機金属気相成長法などにより結
晶成長する。エアポスト28をCl2を用いた反応性エッチ
ングにより形成し、上述した選択酸化層29を水蒸気によ
る酸化により形成する。その後、SiNx膜21で絶縁膜を形
成してポリイミド27で平坦化を行い、共通電極20を成膜
する。共通電極20としては例えばTi/Auを用いることが
できる。
【0047】(b)において、(a)で作製したウエハ上の素子を
基板30の研磨で100μm程度にしてから適当な大きさに切
り出し、実装基板1上に形成した電極パッド2の上に、Au
-Auの圧着(超音波でアシストしてもよい)で、あるいはA
uSnはんだで、接着を行う。このとき電極パッド2はTi/P
t/Auから成り、最表面はAuとなっている。
【O048】(c)において、GaAs基板30をH2O2とNH3の混合液
を用いてエッチングし、n-DBRミラー24の第1層であるAl
Asでエッチングがストップされる。その後、HClによっ
てAlAsを除去して現れたn-GaAs層上に、独立電極25を形
成する。独立電極25には、例えばAuGe/Ni/Auを用いるこ
とができる。その後、コンタクトのために380℃程度で
アニールを行う。
【O049】(d)において、感光性ポリイミドで電極コンタ
クトのためのホール32および光取り出し窓31を形成しな
がら、全体をポリイミド26でコーティングするようにす
る。配線9をTi/Auなどでリフトオフ法等で形成すれば、
図4の平面図のような実装基板1上に薄膜型面発光レーザ
5が形成された状態となる。
【0050】上記では、1つのチップについての作製工程に
ついて述べたが、実際には生産性の向上のためにウエハ
レベルの工程が必要になる。その様子を説明するものが
図5である。面発光レーザが作製されたGaAsウエハ50か
ら、必要な大きさのレーザチップ51(上記の実施例では1
×4アレイ)を切り出し、表面にAl203膜および電極パッ
ド2を必要な領域54に複数形成したSiウエハ52に接着す
る。このとき、フリップチップボンダー装置でウエハ52
上の必要な位置54にアライメントをしながら逐次ボンデ
ィングを行う。レーザの薄膜化プロセス、配線プロセス
および厚膜レジスト3によるファイバガイド穴4の形成
は、この状態で一括してホトリソグラフィおよびエッチ
ング工程で行う。
【O051】次に、レーザ駆動用のSi-IC53をフリップチッ
プホンダーで逐次ボンディングする。最後に、破線55の
ように1つ1つのチップにダイシングすれば、一括して複
数のチップが形成できる。
【O052】なお、ここまでの例では、面発光レーザ5およ
び光ファイバ16のアレイ数を4つとした例を示してきた
が、もちろんこの数には限定はない。4つ以上でもよい
し、1つの面発光レーザと1本の光ファイバのみとしたも
のでもよい。また、面型受光素子に適用することもでき
る。
【O053】光実装体としては、送信側において面発光レー
ザだけが集積されたもの、受信側において面型受光素子
のみが集積されたもの、あるいは送受信の両方を備えた
光実装体とするもののいずれでもよい。送信デバイス、
受信デバイスが分かれている場合には一方向伝送とな
り、他方、送・受信デバイスが1つのモジュール内に収
められていれば、双方向伝送が可能となる。
【0054】(第2の実施例)本発明の第2の実施例は、GaAs基
板を除去した薄膜型の面発光レーザではなく、GaAs基板
上に作製した通常の面発光レーザを用いた例に係わる。
面発光レーザの断面構造は、プロセスを説明する図の図
3(a)に示されるものとほぼ同じで、p側の電極の構造が
光取り出し用の窓を設けたことと、素子間で電極分離す
るところが異なる。
【0055】図8に本実施例の斜視図を示す。面発光レーザ8
4の切り出しサイズが大きくなったこと、レーザ84とIC1
2の配線81をワイヤボンディングで行った以外は、図1の
構成とほぼ同じであり、同一部分の説明は省略する。
【O056】GaAs基板上に作製された面発光レーザ84の表面
には、絶縁膜上にp電極兼電気配線および電極パッドと
なるTi/Au82が形成されている。そのp電極の発光点83に
相当するところには光取り出し窓が形成されている。IC
12と電気的に接合している実装基板1上の電極パッド80
とP電極82の間は、ワイヤボンディング81で配線されて
いる。この配線はフレキシブル配線板などを用いてもよ
い。
【O057】ファイバガイド穴4を構成する厚膜レジスト3
は、GaAs基板上で面発光レーザおよびp電極を形成して
から、チップに切り出す前に一括して表面上に形成して
いる。従って、面発光レーザ84のチップを実装基板1上
に実装したあとのホトリソグラフィ等のプロセスはな
く、一括リフロー(はんだの加熱)による表面実装および
ワイヤボンディングなどによる配線があるだけである。
【O058】本実施例では、GaAsウエハからのチップ切り出
しサイズが第1の実施例より大きいため、レーザウエハ
から得られるレーザの個数すなわち収率が低減して実装
体のコストが上昇する。また、カソードコモンとして駆
動するために第1の実施例のようなアノードコモンタイ
プに比べて駆動の高速性に劣る。
【O059】しかし、本実施例における構造では、プロセス
工程が少なくなって作製コストの低減および歩留まりの
向上が可能となるので、アレイ数が少なく622Mbps程度
の伝送の場合には適している。
【OO60】(第3の実施例)本発明による第3の実施例を図6
に示す。本発明の第3の実施例は、プラスチック光ファ
イバ端面を凸状に加工した例である。プラスチック光フ
ァイバ64は、ポリメタルメタアクリレート系の光ファイ
バであり、その端面は、凹面状の型に加熱押し付けし
て、凸面先端65として整形されている。光ファイバガイ
ド穴4に段差をつけることで、光ファイバ64の中央凸部
が光素子に接触しないように工夫されている。また、硬
化性樹脂として、紫外線硬化型接着剤を用いて、周囲を
固めて、凸レンズ部は空気(或いは、非活性ガス、例え
ば窒素など)ないし接着剤で充填される構成を取ってい
る。接着剤で充填される場合は、プラスチック光ファイ
バより低屈折率のものを使用する。
【OO61】また、発光素子として、GaAs基板30上に作製し
た発振波長650 nmの赤色発光ダイオードを用いる。構造
が似ている図9(ただし、図9では面発光レーザ84を用い
る)を参照しつつ、ここでの符号を借用して説明する
と、GaAs基板上に作製された発光ダイオード84の表面に
は絶縁膜上にp電極兼電気配線および電極パッドとなるT
i/Au82が形成されている。そのp電極の発光点に相当す
るところには光取り出し窓83が形成されている。ICと電
気的に接合している実装基板1上の電極パッド80とp電極
82の間はワイヤボンディング81で配線されている。この
配線はフレキシブル配線板などを用いてもよい。
【OO62】光ファイバガイド穴4を構成する感光性樹脂3
は、GaAs基板上で発光ダイオードおよびp電極を形成し
てから、チップに切り出す前に一括して表面上に形成し
ている。従って、発光ダイオードのチップ84を実装基板
1上に実装したあとのホトリソグラフィ等のプロセスは
なく、一括リフローによる表面実装およびワイヤボンデ
ィングなどによる配線があるだけである。
【OO63】本実施例では、発光ダイオードを駆動するため
に面発光レーザに比べて高速性に劣る。しかし、本実施
例における構造では、プロセス工程が少なくなって作製
コストの低減および歩留まりの向上が可能となるので、
アレイ数が少なく100から200Mbps程度の伝送の場合には
適している。
【OO64】(第4の実施例)本発明による第4の実施例では樹
脂を2段構成にして、面発光レーザの出射面と光ファイ
バ端面との距離を規定するものである。図7を用いてこ
れを説明する。
【OO65】光ファイバ16の芯線径よりも細い150μmφの穴
62を形成した感光性樹脂60を厚さ100μmで1層目とし、
光ファイバ16のクラッド74まで含んだ芯線が挿入できる
300μmφの光ファイバガイド穴63を厚さ200μmで2層目
の感光性樹脂61で形成している。これは、第1実施例と
同様の樹脂パターニング工程を2回繰り返すことで構成
することができる。
【OO66】ここで、プラスチック光ファイバ16は、全フッ
素化ポリマーからコア73およびクラッド74を構成したも
ので、アクリルからなる保護層(不図示)を削除した
後、コア73およびクラッド74をまとめて、微小金属半球
体からなる凸面に加熱押し付けして凹面先端部75として
いる。硬化性樹脂76は、全フッ素化ポリマーより屈折率
の高い材料からなり、これをプラスチック光ファイバ16
の凹面先端部75に滴下した後に光ファイバを光ファイバ
ガイド穴63に挿入し、プラスチック光ファイバ16周辺の
隙間をすべて硬化性樹脂76で埋め尽くす。
【OO67】上記2段構造の光ファイバガイド穴構造によっ
て、光ファイバの凹面先端部75の周囲を感光性樹脂層60
に突き当たるように実装する場合にも、発光または受光
素子に衝突してダメージを与えることはない。また、光
ファイバ先端の凹面部75に挿入された硬化性樹脂76が凸
レンズとなり、直下の発光または受光素子と光結合が効
率よく行われる。この方法では、凸レンズの焦点距離に
応じて一層目の樹脂60の厚さを制御することができる。
【O068】(第5の実施例)図8に本発明の第5の実施例の厚
膜レジスト70のパターンの平面図を示す。ファイバを実
装するガイド穴72の他に溝71を形成している。
【0069】この溝71を形成することで、厚膜レジスト70の
現像時間を早める効果、下地とのストレスの緩和の効
果、および固定用の接着剤の逃げとしての作用などがあ
る。さらに、ファイバをガイド穴72に入れるときに嵌合
しやすいという利点もある。
【0070】厚膜レジストを用いてファイバガイド穴を形成
する方法の場合、このようにホトマスクのパターンを変
えることで自由にパターン形状を設計できる。たとえ
ば、ファイバ径の異なるもの(1mmφ、500μmφ、250μm
φなど)を集積化させたりすることもできる。
【OO71】(第6の実施例)本発明による第6の実施例は、以
上で述べてきた光実装体をモジュール化してできた高速
光配線装置に関するものである。
【0072】図10は、上記の実施例のような厚膜レジストに
よるガイド穴によって、面発光レーザや面型受光素子と
ファイバが固定された実装体を用いた光インタコネクシ
ョンモジュールを示している。図10(a)において、94は4
本のファイバを束ねたリボンファイバで、95はPOF(こ
こでは端面を平坦に描いてあるが上記の実施例の如く凹
面或いは凸面になっている)、96はPOF固定用治具、93
は全体をカバーしてPOF95の固定強度を強めるものであ
る。また、92は図1で示した実装基板1であるが、周辺回
路も同時に形成してチップ抵抗やコンデンサも集積化し
ている。更に、90は接続用リード91を固定する台座であ
り、実装基板92の裏面と接着して、実装基板92の電極パ
ッドとリード91のトップとをワイヤボンディングで接続
している。ファイバ95と実装基板92との間の固定はワイ
ヤボンディングを行なってから最後に行う。接続用リー
ド91と実装基板92の接続は、実装基板92にスルーホール
を形成してフリップチップ実装で行ってもよい。
【O073】一方、図10(b)、(c)には、このコネクタモジュ
ールと回路基板97との実装形態を示す。(b)において、
基板97上に、ソケット98をリード102とはんだ10で固定
しており、コネクタモジュールの接続リード91とソケッ
ト98の板ばね99とで接触が得られるようになっており、
脱着可能である。(c)においては、接続リード91を、直
接、回路基板97にはんだ付け(103)するものである。
【O074】このような構成にすることで、高速信号の伝送
をボード間で行う場合の光配線装置を提供することがで
きる。1chあたり1Gbpsを越えるような場合や、電磁放射
ノイズが問題になるような場合に有効となる。
【O075】図10(c)では回路基板97に固定することになる
が、実装基板92とファイバ固定治具93との間を接着せ
ず、厚膜レジスト100のガイド穴のところで脱着可能に
してもよい。その場合、ファイバ固定治具93の外枠にツ
メなどを設けて脱着可能な機械機構を形成すればよい。
尚、101はカバーである。
【O076】(第7の実施例)本発明による第7の実施例は、第
6の実施例のように光実装体の集積された光送受信モジ
ュールを直接マザーボードに装着するのではなく、図11
に示すように電気コネクタ110内に収めて、電気接続リ
ード111を介してPCやモニタ、プリンタ、デジタルカメ
ラ、デジタルビデオカメラなどの電子機器のインターフ
ェース部と脱着が可能なようにしている。この電気コネ
クタ110は必要な機器の規格に応じて作製することがで
きる。例えば、PCと液晶モニタを接続するためのデジタ
ルモニタインターフェースの規格に合わせて26ピンのMD
Rコネクタにしたり、IEEE1394やUSBなどの規格に合わせ
ることも可能である。また、デジタル複写器のスキャナ
部と感光部との内部接続などにも適用できる。これらの
電子機器間の接続に本発明の光配線装置を用いること
で、1チャンネルあたり1Gbpsから2.5Gbps程度で4〜5チ
ャンネルの信号伝送が50m以上可能となる。こうして、
電気ケーブルでは限界のある高速映像伝送に代わって使
用することができる。また、光接続であるので伝送線路
から発生する電磁放射ノイズがなく、特に高速デジタル
伝送でのノイズ対策の軽減につなげられる。
【0077】
【発明の効果】本発明によって以下のような効果が期待
される。光ファイバと光素子のアライメント精度を向上
させ、光ファイバの固定作業も容易にして、生産性を向
上させることができる。また、面型光素子を薄膜化する
ことで光ファイバとの光結合を別個のレンズ無しで行う
際の実装の容易性、設計の自由度を向上させることがで
きる。
【OO78】また、プラスチック光ファイバの光結合効率を
高めるために先端レンズ加工を施した状態で、発光また
は受光素子との光実装を容易に行える。その際、光ファ
イバ素材と充填・接着用硬化性或いは非硬化性樹脂との
屈折率の大小関係に応じて、先端を凹面もしくは凸面と
することで、結果として、凸レンズ作用をもたらすこと
ができる。
【OO79】さらに、接続にともなう挿入損失を低減させ、
その結果、低消費電力の光インタコネクションモジュー
ルを提供できる。
【O080】さらには、このような高効率な実装をするため
の構造体を量産できる作製方法を提供することで、低コ
スト化が可能な光実装体ないし光インタコネクションモ
ジュールおよびこれを用いた光配線装置を実現できる。
従って、高速デジタル信号を扱う電子機器内のボード
間、あるいは電子機器同志の信号接続において、電気接
続では限界のある領域、すなわち50m以上で2.5Gbps程度
の信号伝送が可能となり、大容量の映像伝送などを容易
に、特別な電磁ノイズ対策などもなしに行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1実施例の面型光素子実装体を説
明する斜視図である。
【図2】本発明による第1実施例における面型光素子実装
体の断面図である。
【図3】本発明による面型光素子の作製方法を説明する
断面図である。
【図4】本発明による面型光素子実装体の配線を説明す
る平面図である。
【図5】本発明による面型光素子実装体の作製方法を説
明する斜視図である。
【図6】本発明による第3実施例の面型光素子実装体の断
面図である。
【図7】本発明による第4実施例の面型光素子実装体の断
面図である。
【図8】本発明による第4実施例のガイド穴形状の平面図
である。
【図9】本発明による第2実施例の面型光素子実装体を説
明する斜視図である。
【図10】本発明による光接続モジュールを説明する図で
ある。
【図11】本発明による光配線装置を示す斜視図である。
【図12】第1の従来の面型光素子と光ファイバの結合を
説明する断面図である。
【図13】第2の従来の面型光素子と光ファイバの結合を
説明する断面図である。
【図14】第3の従来の面型光素子と光ファイバの結合を
説明する図である。
【符号の説明】
1…実装基板 2,80…電極パッド 3,60,61,70,100…厚膜レジスト 4,63,72,1209…ファイバガイド穴 5,84…面型光素子 6,31,62,83…光透過窓 8…素子分離溝 9,10,13…電気配線 12,53…Si-IC 14,15,2014…ファイバ固定治具 16,64,95,1037,1210,2016…光ファイバ 17,1211…接着剤 18,75…凹面先端部 19,76…硬化性樹脂 20,25,1033,1035…電極 21,26,1208…絶縁膜 22,24,1023,1027…DBRミラー 23…活性層および共振器層 27…埋め込み層 28…エアポスト 29…選択酸化Al2O3層 30,1021…基板 32…コンタクトホール 50…レーザウエハ 51…レーザチップ 52…実装用ウエハ 54…実装領域 55…ダイシングする切り取り線 65…凸面先端部 71…溝 73…コア 74…クラッド 90…接続リード固定用台座 91,111…接続リード 92…光実装体 93,96…ファイバ固定治具 94…ファイバアレイ 97…回路基板 98…ソケット 99…板ばね 101…カバー 102…接続ピン 103…はんだ 110…電気コネクタ 1022…光吸収層 1024,1026…クラッド層 1025…活性層 1028…コンタクト層 1032…Si02 1036…反射防止膜 1201…電子回路基板 1202…発光チップ 1203,2018…面発光レーザ 1204…トランジスタ 1205,1206,1207…トランジスタ電極 2012…モジュール基板 2022,2023…突起 2024…ファイバ挿入孔 2026,2027…ガイド孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾内 敏彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA05 BA14 CA08 DA04 DA06 4M109 AA01 BA03 DA06 GA01 5F041 AA02 CA36 CA46 DA01 DA07 EE02 FF14 5F073 AA74 AB14 AB17 AB28 BA01 CA04 CB02 DA05 DA21 DA24 DA27 EA14 EA29 FA07 FA11

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光または受光が可能な面型光素子であっ
    て、先端がレンズ形状のポリマーを含む光ファイバを該
    面型光素子との光結合が可能なように差し込んで固定す
    るためのガイド穴が、該面型光素子の表面に、光感光性
    あるいは電子ビーム硬化性を持ちホトリソグラフィでパ
    ターニングすることで選択的に硬化が可能な厚膜材料で
    形成してあることを特徴とする面型光素子。
  2. 【請求項2】前記厚膜材料はポリマー化が可能な厚膜レ
    ジストである請求項1記載の面型光素子。
  3. 【請求項3】前記厚膜材料あるいは厚膜レジストの厚さ
    は10μmから1000μmである請求項1または2記載の面型光
    素子。
  4. 【請求項4】前記厚膜材料あるいは厚膜レジストは、前
    記光ファイバのサイズより小さく光のみが透過できる穴
    を形成した第1層と、該第1層上に形成され該光ファイバ
    を固定するためのガイド穴を形成した第2層から成り、
    第1層の厚さで前記面型光素子と該光ファイバの端面の
    距離を規定している請求項1、2または3記載の面型光素
    子。
  5. 【請求項5】前記厚膜材料あるいは厚膜レジストで形成
    したガイド穴は、該光ファイバの外形に合わせてある部
    分のみを形成している請求項1乃至4の何れかに記載の面
    型光素子。
  6. 【請求項6】前記厚膜材料あるいは厚膜レジストで形成
    したガイド穴は、該光ファイバの外形に合わせてある部
    分と共に、その外形とは異なる溝パターンをも形成して
    いる請求項1乃至4の何れかに記載の面型光素子。
  7. 【請求項7】前記ガイド穴の光ファイバの外形に合わせ
    てある部分と溝パターンは連続して形成されている請求
    項6記載の面型光素子。
  8. 【請求項8】前記面型光素子は複数アレイ化され、それ
    に対応してガイド穴も共にアレイ化して形成されている
    請求項1乃至7の何れかに記載の面型光素子。
  9. 【請求項9】前記複数の面型光素子は面型発光素子の
    み、面型受光素子のみ、あるいは面型発光素子と面型受
    光素子の組み合わせである請求項8記載の面型光素子。
  10. 【請求項10】前記面型光素子は垂直共振器型の面発光レ
    ーザないし発光ダイオードである請求項1乃至9の何れか
    に記載の面型光素子。
  11. 【請求項11】前記面発光レーザは、活性層、共振器層、
    およびブラッグ反射ミラー層のみの機能層が残されてい
    る請求項10記載の面型光素子。
  12. 【請求項12】前記面型光素子は、成長基板を除去或いは
    薄膜化して薄膜型になっている請求項1乃至10の何れか
    に記載の面型光素子。
  13. 【請求項13】前記面型光素子は、成長基板がそのまま残
    されている請求項1乃至10の何れかに記載の面型光素
    子。
  14. 【請求項14】前記光ファイバの先端が凹レンズ状に加工
    されていて、この凹部に樹脂が充填されている請求項1
    乃至13の何れかに記載の面型光素子。
  15. 【請求項15】前記樹脂は該光ファイバより高い屈折率を
    有する樹脂である請求項14記載の面型光素子。
  16. 【請求項16】前記光ファイバの先端と前記面型光素子と
    の間隙に樹脂を充填して使用する請求項1乃至13の何れ
    かに記載の面型光素子。
  17. 【請求項17】請求項1乃至16記載の何れかに記載の面型
    光素子が、実装基板に、駆動が可能なように電気的接続
    を有して実装され、前記ガイド穴に光ファイバを固定し
    て成ることを特徴とする面型光素子実装体。
  18. 【請求項18】前記実装基板は、他の光素子あるいは電子
    素子をハイブリッドに集積することができ、ヒートシン
    ク機能を持つ実装基板である請求項17記載の面型光素子
    実装体。
  19. 【請求項19】前記面型光素子が複数アレイ化され、光フ
    ァイバも同時にアレイ化してなる請求項17または18記載
    の面型光素子実装体。
  20. 【請求項20】前記光ファイバの先端と前記面型光素子と
    の間隙に樹脂が充填されている請求項17、18または19記
    載の面型光素子実装体。
  21. 【請求項21】前記樹脂は硬化性樹脂である請求項20記載
    の面型光素子実装体。
  22. 【請求項22】前記硬化性樹脂は、光学接着剤ないし透明
    樹脂である請求項21記載の面型光素子実装体。
  23. 【請求項23】前記光ファイバの先端が凹レンズ状に加工
    されていて、且つ、前記樹脂は該光ファイバより高い屈
    折率を有する樹脂である請求項20記載の面型光素子実装
    体。
  24. 【請求項24】前記光ファイバの先端が凸レンズ状に加工
    されていて、且つ、前記樹脂は該光ファイバより低い屈
    折率を有する樹脂である請求項20記載の面型光素子実装
    体。
  25. 【請求項25】前記光ファイバの先端と前記面型光素子と
    の間隙に空気或いは窒素ガスが充填されている請求項1
    7、18または19記載の面型光素子実装体。
  26. 【請求項26】前記光ファイバの先端が凸レンズ状に加工
    されている請求項25記載の面型光素子実装体。
  27. 【請求項27】前記光ファイバの先端は、凹レンズ状ない
    し凸レンズ状の加熱された鋳型に該光ファイバの先端を
    押し付けすることで加工されてなる請求項17乃至26の何
    れかに記載の面型光素子実装体。
  28. 【請求項28】前記光ファイバの先端は、有機溶剤中に該
    光ファイバの先端を浸漬し、引き上げた後乾燥させるこ
    とで加工されてなる請求項17乃至26の何れかに記載の面
    型光素子実装体。
  29. 【請求項29】前記光ファイバは全フッ素化ポリマーを含
    む光ファイバで構成される請求項17乃至28の何れかに記
    載の面型光素子実装体。
  30. 【請求項30】前記光ファイバはポリメチルメタアクリレ
    ートを含む光ファイバで構成される請求項17乃至28の何
    れかに記載の面型光素子実装体。
  31. 【請求項31】請求項17乃至30の何れかに記載の面型光素
    子実装体を作製する方法において、ウエハ状の実装基板
    に配線パターンを形成する工程、少なくとも1つの面型
    光素子を逐次、実装基板の複数箇所に、実装する工程、
    各面型光素子上に厚膜材料でガイド穴を形成する工程、
    必要な電子デバイス等のデバイスを必要な位置に逐次フ
    リップチップ実装した後に必要な大きさの実装体に複数
    切り出す工程、最後に先端がレンズ形状の光ファイバを
    ガイド穴に差し込んで固定する工程を含むことを特徴と
    する面型光素子実装体の作製方法。
  32. 【請求項32】電子機器内のボードに接続リードを介して
    実装して、ボード間の信号の授受を光で行う光配線装置
    において、請求項17乃至30の何れかに記載の面型光素子
    実装体に面型光素子駆動用電子回路も集積化しており、
    電気的接触を得るための接続リードを固定する台座に該
    光素子実装体を実装して光接続モジュールを構成してい
    ることを特徴とする光配線装置。
  33. 【請求項33】請求項17乃至30の何れかに記載の面型光素
    子実装体を面型光素子駆動用電子回路上に実装して電気
    コネクタ内に収めて、該駆動用電子回路への電気接続を
    脱着可能なコネクタ用の接続ピンで行い、電子機器同志
    の信号の授受を光で行うことを特徴とする光配線装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032408A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Sony Corp 半導体レーザ装置およびその製造方法
WO2007111046A1 (ja) * 2006-03-29 2007-10-04 Jtekt Corporation 光ファイバアレイ及び半導体レーザ集光装置及び光ファイバアレイの製造方法
JP2007296111A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Olympus Corp 内視鏡、内視鏡装置、内視鏡の組み立て方法、内視鏡装置の組み立て方法
JP2009088405A (ja) * 2007-10-02 2009-04-23 Fuji Xerox Co Ltd 光モジュール
JP2010232502A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 一次元アレイ素子の製造方法および一次元アレイ素子
JP2012032733A (ja) * 2010-08-03 2012-02-16 Tokai Univ 光モジュール及びその製造方法
KR101875519B1 (ko) * 2016-11-25 2018-07-10 주식회사 옵토웰 다채널 송수신 모듈

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10479668B2 (en) * 2016-11-08 2019-11-19 Pepsico, Inc. Ambient filling system and method
KR102623614B1 (ko) * 2017-01-26 2024-01-11 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 수직 캐비티 표면 방출 레이저 반도체 소자, 광 전송 모듈 및 광 전송 장치

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594514A (ja) * 1982-06-28 1984-01-11 Matsushita Electric Works Ltd リニヤ−パ−ツフイ−ダ
JPS60156023A (ja) * 1983-12-29 1985-08-16 Omron Tateisi Electronics Co 発光素子と光フアイバとの光結合装置
JPS63226607A (ja) * 1986-10-24 1988-09-21 Hitachi Ltd 光結合構造
JPH0611632A (ja) * 1992-03-25 1994-01-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 自動整合光ファイバ・リンク
JPH06237016A (ja) * 1993-02-09 1994-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ファイバモジュールおよびその製造方法
JPH11211942A (ja) * 1998-01-29 1999-08-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 面型光デバイス及び光ファイバとの光結合方法
WO1999050700A1 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Honeywell Inc. Chip-to-interface alignment
JPH11307869A (ja) * 1998-04-22 1999-11-05 Furukawa Electric Co Ltd:The アレイ光素子モジュール
JP4532688B2 (ja) * 2000-07-19 2010-08-25 キヤノン株式会社 面型光素子を備えた装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594514A (ja) * 1982-06-28 1984-01-11 Matsushita Electric Works Ltd リニヤ−パ−ツフイ−ダ
JPS60156023A (ja) * 1983-12-29 1985-08-16 Omron Tateisi Electronics Co 発光素子と光フアイバとの光結合装置
JPS63226607A (ja) * 1986-10-24 1988-09-21 Hitachi Ltd 光結合構造
JPH0611632A (ja) * 1992-03-25 1994-01-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 自動整合光ファイバ・リンク
JPH06237016A (ja) * 1993-02-09 1994-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ファイバモジュールおよびその製造方法
JPH11211942A (ja) * 1998-01-29 1999-08-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 面型光デバイス及び光ファイバとの光結合方法
WO1999050700A1 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Honeywell Inc. Chip-to-interface alignment
JPH11307869A (ja) * 1998-04-22 1999-11-05 Furukawa Electric Co Ltd:The アレイ光素子モジュール
JP4532688B2 (ja) * 2000-07-19 2010-08-25 キヤノン株式会社 面型光素子を備えた装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032408A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Sony Corp 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP4600733B2 (ja) * 2004-07-12 2010-12-15 ソニー株式会社 半導体レーザ装置およびその製造方法
WO2007111046A1 (ja) * 2006-03-29 2007-10-04 Jtekt Corporation 光ファイバアレイ及び半導体レーザ集光装置及び光ファイバアレイの製造方法
JP2007296111A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Olympus Corp 内視鏡、内視鏡装置、内視鏡の組み立て方法、内視鏡装置の組み立て方法
JP2009088405A (ja) * 2007-10-02 2009-04-23 Fuji Xerox Co Ltd 光モジュール
JP2010232502A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 一次元アレイ素子の製造方法および一次元アレイ素子
JP2012032733A (ja) * 2010-08-03 2012-02-16 Tokai Univ 光モジュール及びその製造方法
KR101875519B1 (ko) * 2016-11-25 2018-07-10 주식회사 옵토웰 다채널 송수신 모듈

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