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JP5457656B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents

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JP5457656B2
JP5457656B2 JP2008251433A JP2008251433A JP5457656B2 JP 5457656 B2 JP5457656 B2 JP 5457656B2 JP 2008251433 A JP2008251433 A JP 2008251433A JP 2008251433 A JP2008251433 A JP 2008251433A JP 5457656 B2 JP5457656 B2 JP 5457656B2
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Description

本発明は、光素子を備えた光電気変換装置に関するものである。   The present invention relates to a photoelectric conversion apparatus including an optical element.

従来、光電気変換装置としては、電気信号を光信号に変換して発光する発光素子と、この発光素子に電気信号を送信するためのIC回路(信号処理部)が形成され、発光素子が発光する側と反対側から一方面に実装される基板が設けられている。また、発光素子から基板の一方面と直交する方向に延びるように配設されて、発光素子が発光する光を伝送する導波路を設けたものが知られている(特許文献1参照)。以下では、発光素子と受光素子とを、単に光素子と言うことがある。
特開2001−42170号公報
Conventionally, as a photoelectric conversion device, a light emitting element that emits light by converting an electric signal into an optical signal and an IC circuit (signal processing unit) for transmitting the electric signal to the light emitting element are formed, and the light emitting element emits light. A substrate mounted on one side from the side opposite to the side to be mounted is provided. In addition, there is known one provided with a waveguide that is disposed so as to extend from the light emitting element in a direction orthogonal to one surface of the substrate and that transmits light emitted from the light emitting element (see Patent Document 1). Hereinafter, the light emitting element and the light receiving element may be simply referred to as an optical element.
JP 2001-42170 A

ところで、基板に、光素子と信号処理部(IC回路若しくはIC基板)とが実装されているような場合、光素子と信号処理部とを個別に検査することが困難であるという問題がある。   By the way, when an optical element and a signal processing unit (IC circuit or IC substrate) are mounted on the substrate, there is a problem that it is difficult to individually inspect the optical element and the signal processing unit.

また、光素子と信号処理部のいずれかが不良であると、基板全体がロスになるという問題がある。   In addition, if either the optical element or the signal processing unit is defective, there is a problem that the entire substrate is lost.

さらに、信号処理部からの熱が光素子の発光特性や受光特性に影響をもたらす場合には、熱影響が及ばないようにしなければならない。   Furthermore, when the heat from the signal processing unit affects the light emission characteristics and the light receiving characteristics of the optical element, it is necessary to prevent the heat effects.

本発明は、このような事情に鑑み、光素子と信号処理部とを個別に検査することができ、いずれかが不良であっても、基板全体がロスにならず、信号処理部からの熱影響が光素子に及ばないようにした光電気変換装置を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention can individually inspect the optical element and the signal processing unit, and even if either one is defective, the entire substrate is not lost, and the heat from the signal processing unit An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion apparatus in which the influence is not exerted on the optical element.

本発明は、マウント基板の上一側部にサブマウント基板が実装され、前記サブマウント基板はシリコン基板であり、前記サブマウント基板の上面に導波路形成用溝が形成され、この導波路形成用溝内に、光を導波するコアと、このコアを周囲から覆って保持するクラッドとで構成されて、外部導波路と接続する内部導波路が配設され、電気信号を光信号に変換して発光するまたは受光して光信号を電気信号に変換する光素子は、前記サブマウント基板に実装され、前記サブマウント基板の前記導波路形成用溝内における前記光素子の真下となる位置に、光素子の光の光路を略90°変換するミラー部が形成され、前記光素子と光学的に結合する前記内部導波路は、前記ミラー部から前記サブマウント基板の端面まで延びるように形成され、光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信するための信号処理部は、前記マウント基板の上面の他側部に実装され、外部の電気接触端子を着脱可能なコネクタは、前記マウント基板の前記サブマウント基板と前記信号処理部とが実装される上面と反対の下面で、かつ前記サブマウント基板と前記信号処理部とに跨るほぼ真下の位置に実装若しくは形成されていることを特徴とする光電気変換装置を提供するものである。 The present invention is the sub-mount substrate is mounted on one side of the upper surface of the mount substrate, the sub-mount substrate is a silicon substrate, the upper surface waveguide forming groove of the sub-mount substrate is formed, the waveguide An internal waveguide connected to the external waveguide is disposed in the formation groove, which includes a core that guides light and a clad that covers and holds the core from the periphery, and converts an electrical signal into an optical signal. An optical element that converts and emits light or receives light and converts an optical signal into an electrical signal is mounted on the submount substrate, and a position directly below the optical element in the waveguide formation groove of the submount substrate In addition, a mirror part for converting the optical path of light of the optical element by approximately 90 ° is formed, and the internal waveguide optically coupled to the optical element is formed to extend from the mirror part to the end face of the submount substrate. Is The signal processing unit for receiving electrical signals from or optical element to transmit an electrical signal to an optical element is mounted on the other side of the upper surface of the mounting substrate, the connector detachable external electrical contact terminal, the in the upper surface opposite the lower surface and the mounting substrate submount substrate and the signal processing unit is mounted, and that it is mounted or formed at a position substantially directly below the spans and the submount substrate and the signal processing unit A characteristic photoelectric conversion device is provided.

前記サブマウント基板側とマウント基板側との信号処理部との電気的接続は、ワイヤーボンディングであることが好ましい。 The electrical connection between the signal processing unit of the sub-mount substrate side and the mounting substrate side is preferably a wire bonding.

前記サブマウント基板側とマウント基板側との電気的接続は、面実装であることが好ましい。 The electrical connection between the sub-mount substrate side and the mounting substrate side is preferably a surface-mounted.

前記サブマウント基板に、外部導波路と導波路とを光結合するために位置合わせする嵌合部を形成していることが好ましい。 On the submount substrate, it is preferable to form a fitting portion for aligning an external waveguide and the waveguide for optical coupling.

前記サブマウント基板には、光素子として、発光素子と受光素子とを実装していることが好ましい。 The submount substrate as an optical element, it is preferable to implement a light emitting element and a light receiving element.

前記光電気変換装置として、発光側光電気変換部と受光側光電気変換部とを備え、これら両部の導波路を接続する外部導波路はフレキシブルであり、これら両部のマウント基板の配線パターンは、電気信号を伝達するフレキシブル基板の回路パターンで接続している構成とすることができる。 The photoelectric conversion device includes a light emission side photoelectric conversion unit and a light reception side photoelectric conversion unit, and an external waveguide connecting the waveguides of both the parts is flexible, and the wiring pattern of the mount substrate of both parts Can be configured to be connected by a circuit pattern of a flexible substrate that transmits an electrical signal.

前記フレキシブル基板は、マウント基板のサブマウント基板が実装される面およびその反対の面との少なくとも一方の面に接続している構成とすることができる。 The flexible substrate may be configured to be connected to at least one of a surface on which the submount substrate of the mount substrate is mounted and an opposite surface thereof.

前記フレキシブル基板は、2層に形成したマウント基板の間に挟んで接続している構成とすることができる。 The flexible substrate may be connected by being sandwiched between two mount substrates formed in two layers.

前記フレキシブル基板がマウント基板を兼ねている構成とすることができる。 The flexible substrate can also serve as a mount substrate.

本発明によれば、マウント基板の上に実装するサブマウント基板に、光素子を実装するとともに、マウント基板に、信号処理部とコネクタとを実装したものである。これにより、マウント基板の上にサブマウント基板を実装する前に、マウント基板の信号処理部と、サブマウント基板の光素子とは、個別に検査することが容易になる。   According to the present invention, the optical element is mounted on the submount substrate mounted on the mount substrate, and the signal processing unit and the connector are mounted on the mount substrate. Thereby, before mounting the submount substrate on the mount substrate, it becomes easy to individually inspect the signal processing unit of the mount substrate and the optical element of the submount substrate.

また、光素子と信号処理部のいずれかが不良であっても、マウント基板またはサブマウント基板の一方が不良となるだけであるので、基板全体がロスにならなくなる。   Further, even if either the optical element or the signal processing unit is defective, only one of the mount substrate and the submount substrate is defective, so that the entire substrate is not lost.

さらに、信号処理部を実装したマウント基板では無く、サブマウント基板に光素子が実装されているから、信号処理部からの熱影響が光素子に及びにくくなって、発光特性が安定するようになる。   Further, since the optical element is mounted on the submount substrate instead of the mount substrate on which the signal processing unit is mounted, the thermal effect from the signal processing unit is less likely to affect the optical element, and the light emission characteristics are stabilized. .

また、サブマウント基板は、サイズを小さくできるので、シリコンウェハ等からの取数が増えて、低コスト化が可能になる。さらに、サブマウント基板の導波路形成用溝内に内部導波路とミラー部とを形成すれば、光電気変換装置の薄型化が可能となる。 Further, since the size of the submount substrate can be reduced, the number of silicon wafers and the like can be increased, and the cost can be reduced. Furthermore, if the internal waveguide and the mirror portion are formed in the waveguide forming groove of the submount substrate, the photoelectric conversion device can be made thinner.

また、マウント基板の上面の一側部にサブマウント基板を実装し、マウント基板の上面の他側部に信号処理部を実装し、マウント基板の下面で、サブマウント基板と信号処理部とに跨るほぼ真下の位置にコネクを実装若しくは形成しているから、マウント基板の両面を実装面若しくは形成面として利用できるので、光電気変換装置の実装・形成面積を低減できるようになる。 Also, the submount substrate is mounted on one side of the upper surface of the mount substrate, the signal processing unit is mounted on the other side of the upper surface of the mount substrate, and straddles the submount substrate and the signal processing unit on the lower surface of the mount substrate. Since the connector is mounted or formed at a position almost directly below, both surfaces of the mounting substrate can be used as a mounting surface or a forming surface, so that the mounting / forming area of the photoelectric conversion device can be reduced.

一方、本発明の好ましい形態として、サブマウント基板側とマウント基板側との電気的接続がワイヤーボンディングであれば、接続の信頼性が向上するようになる。 On the other hand, as the preferred form of the invention, the electrical connection between the sub-mount substrate side and the mounting substrate side comes to improving the reliability of wire bonding der lever, connected.

また、サブマウント基板側とマウント基板側との電気的接続が面実装であれば、接続の信頼性が向上するようになる。また、リフロー等により一括接続が可能となり、工数を短縮できるようになる。 Further, electrical connection between the sub-mount substrate side and the mounting substrate side surface mount der lever, reliability comes to improve the connection. In addition, batch connection is possible by reflow or the like, and man-hours can be shortened.

また、位置合わせ用の嵌合部を形成すれば、サブマウント基板の導波路と外部導波路との光結合精度が向上するようになる。 In addition, if the fitting portion for alignment is formed , the optical coupling accuracy between the waveguide of the submount substrate and the external waveguide is improved.

さらに、光素子としての発光素子と受光素子とを同一のサブマウント基板に実装すれば、光電気変換装置が双方向モジュールとなるので、小型化が可能になる。また、双方向モジュールは、個別に検査が可能となる。 Moreover, lever to implement a light emitting element as a light element and a light receiving element on the same sub-mount substrate, since the photoelectric converting device is bi-directional module, it can be reduced in size. In addition, the bidirectional module can be individually inspected.

また、発光側光電気変換部と受光側光電気変換部との間で光信号と電気信号とを伝送する際、光信号用の光コネクタ(外部導波路)と別に、電気信号用の電気コネクタが必要であった。これに対して、両部のマウント基板の配線パターンを、電気信号を伝達するフレキシブル基板の回路パターンで接続すれば、電気コネクタが不要となる。また、フレキシブル基板と外部導波路は、フレキシブルで屈曲性があるために、配線の自由度が高くなる。これらにより、省スペース、コストダウン、電気コネクタの実装タクトが不要となる。 In addition, when transmitting an optical signal and an electrical signal between the light emitting side photoelectric conversion unit and the light receiving side photoelectric conversion unit, an electrical signal electrical connector is provided separately from the optical signal optical connector (external waveguide). Was necessary. In contrast, the wiring pattern of the mounting substrate of both parts, lever connecting the circuit pattern of the flexible substrate for transmitting electrical signals, the electrical connector is not required. Moreover, since the flexible substrate and the external waveguide are flexible and flexible, the degree of freedom of wiring is increased. As a result, space saving, cost reduction, and mounting tact for electrical connectors are unnecessary.

さらに、フレキシブル基板をサブマウント基板が実装される面に接続すれば、フレキシブル基板と外部導波路との間隔が狭くなるので、フレキシブル基板と外部導波路との屈曲性がよくなる。また、フレキシブル基板をサブマウント基板が実装される面およびその反対の面の双方に接続すれば、フレキシブル基板が2層となるので、電気配線数を増やすことができる。 Furthermore, if the flexible substrate is connected to the surface on which the submount substrate is mounted, the distance between the flexible substrate and the external waveguide is reduced, so that the flexibility between the flexible substrate and the external waveguide is improved. Further, if the flexible substrate is connected to both the surface on which the submount substrate is mounted and the opposite surface, the flexible substrate has two layers, so that the number of electrical wirings can be increased.

また、フレキシブル基板は、2層に形成したマウント基板の間に挟んで接続すれば、マウント基板の両面がリジッドとなるため、いずれかの面がフレキシブル基板となる場合と比較して、部品やワイヤボンドの密着強度が大きくとれるので、実装信頼性がよくなる。 In addition, if the flexible substrate is sandwiched and connected between the two layers of the mount substrate, both sides of the mount substrate become rigid. Therefore, compared to the case where either surface becomes the flexible substrate, components and wires Since the bond adhesion strength can be increased, mounting reliability is improved.

さらに、フレキシブル基板がマウント基板を兼ねていれば、マウント基板をリジッドなものを用いる場合と比較して、マウント基板の厚みをフレキシブル基板と同じ厚さまで薄くできる。 Furthermore, if the flexible substrate also serves as the mount substrate, the thickness of the mount substrate can be reduced to the same thickness as that of the flexible substrate, compared to the case where a rigid mount substrate is used.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、本発明の第1実施形態に係る光電気変換装置1Aを示す。この光電気変換装置1Aは、一方(図1では左側)の配線基板2に電気コネクタ(以下、単にコネクタという)6,7同士の嵌合によって装着される発光側光電気変換部(E/Oモジュールともいう)1A1を備えている。また、他方(図1では右側)の配線基板2にコネクタ6,7同士の嵌合によって装着される受光側光電気変換部(O/Eモジュールともいう)1A2を備えている。さらに、これらの変換部1A1,1A2を光学的に連結する外部導波路9を備えている。   FIG. 1 shows a photoelectric conversion apparatus 1A according to the first embodiment of the present invention. This photoelectric conversion device 1A includes a light emitting side photoelectric conversion unit (E / O) mounted on one (left side in FIG. 1) wiring board 2 by fitting electrical connectors (hereinafter simply referred to as connectors) 6 and 7 together. 1A1 is also provided. In addition, a light-receiving side photoelectric conversion part (also referred to as an O / E module) 1A2 that is attached to the other (right side in FIG. 1) wiring board 2 by fitting the connectors 6 and 7 is provided. Furthermore, an external waveguide 9 that optically connects these conversion units 1A1 and 1A2 is provided.

なお、本明細書では、図1の上下方向を光電気変換装置1Aの上下方向、図1の紙面と直交する方向を光電気変換装置1Aの左右方向というとともに、発光側光電気変換部1A1に対しては図1の右側を前方、左側を後方といい、受光側光電気変換部1A2に対しては図1の左側を前方、右側を後方という。   In this specification, the vertical direction in FIG. 1 is referred to as the vertical direction of the photoelectric conversion device 1A, the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1 is referred to as the horizontal direction of the photoelectric conversion device 1A, and the light emission side photoelectric conversion unit 1A1. On the other hand, the right side of FIG. 1 is referred to as the front and the left side is referred to as the rear, and the left side of FIG.

図6にも示すように、発光側光電気変換部1A1は、平面視で前後方向に延びる長方形状をなすマウント基板3を備えている。   As shown also in FIG. 6, the light emission side photoelectric conversion part 1A1 is provided with the mount board | substrate 3 which makes the rectangular shape extended in the front-back direction by planar view.

このマウント基板3の上面3cの前側部には、サブマウント基板12の下面が接着等で実装されている。このサブマウント基板12の上面には、電気信号を光信号に変換して発光する発光素子4Aが実装されているとともに、発光素子4Aと光学的に結合する内部導波路31が形成されている。   The lower surface of the submount substrate 12 is mounted on the front side of the upper surface 3c of the mount substrate 3 by bonding or the like. On the upper surface of the submount substrate 12, a light emitting element 4A that emits light by converting an electrical signal into an optical signal is mounted, and an internal waveguide 31 that is optically coupled to the light emitting element 4A is formed.

サブマウント基板12の上面には、発光素子4Aの真下となる位置に、発光素子4Aが発光する光の光路を略90°変換するミラー部33が形成されている。この発光素子4Aと光学的に結合する内部導波路31は、ミラー部33からサブマウント基板12の前端面まで延びるように形成されている。   On the upper surface of the submount substrate 12, a mirror portion 33 that converts the optical path of the light emitted by the light emitting element 4 </ b> A by approximately 90 ° is formed at a position directly below the light emitting element 4 </ b> A. The internal waveguide 31 that is optically coupled to the light emitting element 4 </ b> A is formed to extend from the mirror portion 33 to the front end surface of the submount substrate 12.

さらに、マウント基板3の上面3cの後側部には、発光素子4A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)5が実装されている。   Further, an IC substrate (signal processing unit) 5 on which an IC circuit for transmitting an electric signal to the light emitting element 4A is formed is mounted on the rear side portion of the upper surface 3c of the mount substrate 3.

また、マウント基板3の下面3aには、コネクタ6が実装されている。このコネクタ6は、図1からも明らかなように、マウント基板3の下面3aで、かつサブマウント基板12とIC基板(信号処理部)5とに跨るほぼ真下の位置に実装されている。 A connector 6 is mounted on the lower surface 3 a of the mount substrate 3. As is clear from FIG. 1, the connector 6 is mounted on the lower surface 3 a of the mount substrate 3 and at a position almost directly below the submount substrate 12 and the IC substrate (signal processing unit) 5.

マウント基板3の上面3cには、発光素子4Aの駆動用電源ラインや信号ライン等の配線パターン36が形成されている。   On the upper surface 3c of the mount substrate 3, wiring patterns 36 such as a driving power line and a signal line for the light emitting element 4A are formed.

前記発光素子4Aとしては、半導体レーザーであるVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が採用されている。なお、発光素子4Aとしては、LED等も採用可能である。しかし、LED等は指向性がなく、内部導波路31に光結合する割合が小さいので、光の効率に余裕があることが条件となり、その場合には低価格という点で有利である。   As the light emitting element 4A, a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) that is a semiconductor laser is employed. In addition, LED etc. are employable as the light emitting element 4A. However, an LED or the like has no directivity and has a small ratio of optical coupling to the internal waveguide 31, so that it is necessary to have a margin of light efficiency. In this case, it is advantageous in terms of low cost.

前記IC基板5は、VCSELを駆動させるドライバICである。そして、発光素子4AおよびIC基板5は、金等のワイヤー13でマウント基板3の配線パターン36に接続されている(ワイヤーボンディング)。なお、ワイヤー13や配線パターン36は、封止樹脂14により封止されている。   The IC substrate 5 is a driver IC that drives the VCSEL. The light emitting element 4A and the IC substrate 5 are connected to the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 by a wire 13 such as gold (wire bonding). The wires 13 and the wiring pattern 36 are sealed with the sealing resin 14.

サブマウント基板12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、発光素子から受光素子までの光伝送効率が必要になるので、光素子を高精度に実装することや使用中の熱影響による位置変動を極力抑制する必要がある。このため、サブマウント基板12としては、シリコン基板が採用されている。また、サブマウント基板12は、発光素子4Aと線膨張係数の近い材料で構成されていることが好ましく、シリコン以外には、VCSEL材料と同系統のGaAs等の化合物半導体で構成されていてもよい。または、線膨張係数や熱伝導率の良い材料として窒化アルミや窒化ケイ素等のセラミックス材料でもよい。   The submount substrate 12 needs 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 transmission efficiency from the light emitting element to the light receiving element is required, it is necessary to mount the optical element with high accuracy and to suppress position fluctuation due to the influence of heat during use as much as possible. For this reason, a silicon substrate is employed as the submount substrate 12. The submount substrate 12 is preferably made of a material having a linear expansion coefficient close to that of the light emitting element 4A, and may be made of a compound semiconductor such as GaAs of the same system as the VCSEL material other than silicon. . Alternatively, a ceramic material such as aluminum nitride or silicon nitride may be used as a material having a good coefficient of linear expansion and thermal conductivity.

ミラー部33は、サブマウント基板12がエッチングされることにより形成された45°傾斜面に金やアルミニウムを蒸着することにより形成することができる。なお、45°傾斜面は、例えば水酸化カリウム溶液による異方性エッチングにより形成することができる。   The mirror part 33 can be formed by evaporating gold or aluminum on a 45 ° inclined surface formed by etching the submount substrate 12. The 45 ° inclined surface can be formed, for example, by anisotropic etching with a potassium hydroxide solution.

内部導波路31は、サブマウント基板12の上面に沿って形成されており、発光素子4Aが発光する光をサブマウント基板12の上面と平行な方向に伝送するものである。この内部導波路31は、屈折率の異なる2種類の樹脂から構成されている。   The internal waveguide 31 is formed along the upper surface of the submount substrate 12, and transmits light emitted from the light emitting element 4 </ b> A in a direction parallel to the upper surface of the submount substrate 12. The internal waveguide 31 is composed of two types of resins having different refractive indexes.

具体的には、内部導波路31は、光を導波するコアと、このコアを周囲から覆って保持するクラッドとで構成されており、サブマウント基板12の上面に形成された導波路形成用溝内に配設されている。コアは屈折率の高い樹脂からなり、クラッドは屈折率の低い樹脂からなっている。コアおよびクラッドのサイズは、発光素子4Aの発散角度と後述する受光素子4Bの受光径等による光損失計算から決定される。なお、内部導波路31は、樹脂以外にも石英等の光透過性のある材料であれば無機材料で構成されていてもよい。   Specifically, the internal waveguide 31 includes a core that guides light and a clad that covers and holds the core from the periphery, and is used for forming a waveguide formed on the upper surface of the submount substrate 12. It is disposed in the groove. The core is made of a resin having a high refractive index, and the clad is made of a resin having a low refractive index. The sizes of the core and the clad are determined from light loss calculation based on the divergence angle of the light emitting element 4A and the light receiving diameter of the light receiving element 4B described later. In addition to the resin, the internal waveguide 31 may be made of an inorganic material as long as it is a light transmissive material such as quartz.

サブマウント基板12の前端面には、外部導波路9が光学用接着剤によって接合されるようになっており、この接合により、内部導波路31は外部導波路9と光学的に結合されるようになる。すなわち、ミラー部33および内部導波路31によって、本発明の導波路が構成される。なお、ミラー部33から外部導波路9までの距離が短ければ、単に空気中に光を伝搬させるようにしても損失が少ない場合がある。この場合には、内部導波路31を省略して、ミラー部33から外部導波路9に直接光を入射させるようにしてもよい。   The external waveguide 9 is bonded to the front end surface of the submount substrate 12 by an optical adhesive, and the internal waveguide 31 is optically coupled to the external waveguide 9 by this bonding. become. That is, the mirror portion 33 and the internal waveguide 31 constitute the waveguide of the present invention. In addition, if the distance from the mirror part 33 to the external waveguide 9 is short, there may be a small loss even if light is simply propagated in the air. In this case, the internal waveguide 31 may be omitted, and light may be directly incident on the external waveguide 9 from the mirror unit 33.

外部導波路9は、樹脂光導波路を薄型化したフレキシブルなフィルム状のものを用いた方が取り扱い上便利である。つまり、フィルム状の外部導波路9であれば、屈曲性に優れており、例えば携帯電話等の折り曲げ部に使用しても問題ない。折り曲げの曲率によっては光の損失が発生することもあるが、これはコアとクラッドの屈折率差を大きくすることによって低減させることが可能である。なお、外部導波路9としては、フィルム状のもの以外でも、石英系ファイバやプラスチックファイバであってもよい。   As the external waveguide 9, it is more convenient to use a flexible film-like one in which the resin optical waveguide is thinned. That is, the film-like external waveguide 9 is excellent in flexibility, and there is no problem even if it is used for a bent portion of, for example, a mobile phone. Depending on the bending curvature, light loss may occur, but this can be reduced by increasing the refractive index difference between the core and the cladding. The external waveguide 9 may be a silica fiber or a plastic fiber other than the film-like one.

サブマウント基板12の前端面と外部導波路9との接合は、具体的には、サブマウント基板12と外部導波路9との隙間を5〜30μmにし、その隙間に接着剤を充填して、紫外線により接着剤を硬化させることにより行う。または、サブマウント基板12と外部導波路9との隙間を100μm程度にしたときに接着剤を充填し、その後にサブマウント基板12と外部導波路9との隙間を小さくするようにすれば、接着剤を不足することなく充填することができる。   Specifically, the junction between the front end face of the submount substrate 12 and the external waveguide 9 is such that the gap between the submount substrate 12 and the external waveguide 9 is 5 to 30 μm, and the gap is filled with an adhesive. This is done by curing the adhesive with ultraviolet rays. Alternatively, when the gap between the submount substrate 12 and the external waveguide 9 is set to about 100 μm, an adhesive is filled, and then the gap between the submount substrate 12 and the external waveguide 9 is reduced, thereby bonding. The agent can be filled without running out.

受光側光電気変換部1A2の基本的な構成は、発光側光電気変換部1A1と同様であるため、詳細な説明は省略するが、受光素子は、符号4Bで示している。   The basic configuration of the light-receiving side photoelectric conversion unit 1A2 is the same as that of the light-emitting side photoelectric conversion unit 1A1, and a detailed description thereof is omitted, but the light receiving element is denoted by reference numeral 4B.

そして、発光側光電気変換部1A1および受光側光電気変換部1A2に、上述したように外部導波路9を接合すれば、発光側光電気変換部1A1と受光側光電気変換部1A2とが光学的に連結されるようになる。   If the external waveguide 9 is joined to the light emitting side photoelectric conversion unit 1A1 and the light receiving side photoelectric conversion unit 1A2, as described above, the light emitting side photoelectric conversion unit 1A1 and the light receiving side photoelectric conversion unit 1A2 are optically coupled. Will be connected.

第1実施形態の光電気変換装置1Aでは、マウント基板3の上面3cに実装するサブマウント基板12の上面に、発光素子4Aを実装するとともに、マウント基板3の上面3cにIC基板5を実装し、下面3aにコネクタ6を実装したものである。   In the photoelectric conversion apparatus 1A of the first embodiment, the light emitting element 4A is mounted on the upper surface of the submount substrate 12 mounted on the upper surface 3c of the mount substrate 3, and the IC substrate 5 is mounted on the upper surface 3c of the mount substrate 3. The connector 6 is mounted on the lower surface 3a.

これにより、マウント基板3の上面3cにサブマウント基板12を実装する前に、マウント基板3のIC基板5と、サブマウント基板12の発光素子4Aとは、個別に検査することが容易になる。   Thereby, before mounting the submount substrate 12 on the upper surface 3c of the mount substrate 3, the IC substrate 5 of the mount substrate 3 and the light emitting element 4A of the submount substrate 12 can be easily inspected individually.

また、発光素子4AとIC基板5のいずれかが不良であっても、マウント基板3またはサブマウント基板12の一方が不良となるだけであるので、基板全体がロスにならなくなる。   Further, even if either the light emitting element 4A or the IC substrate 5 is defective, only one of the mount substrate 3 and the submount substrate 12 becomes defective, so that the entire substrate is not lost.

さらに、IC基板5を実装したマウント基板3ではなく、サブマウント基板12に発光素子4Aが実装され、ミラー部33および内部導波路31が形成されている。これにより、IC基板5からの熱影響が発光素子4Aに及びにくくなって、発光特性が安定するようになる。   Furthermore, the light emitting element 4A is mounted on the submount substrate 12 instead of the mount substrate 3 on which the IC substrate 5 is mounted, and the mirror portion 33 and the internal waveguide 31 are formed. As a result, the heat effect from the IC substrate 5 does not easily reach the light emitting element 4A, and the light emission characteristics are stabilized.

また、サブマウント基板12は、サイズを小さくできるので、シリコンウェハ等からの取数が増えて、低コスト化が可能になる。   In addition, since the submount substrate 12 can be reduced in size, the number of parts taken from a silicon wafer or the like is increased, and the cost can be reduced.

さらにまた、サブマウント基板12の導波路形成用溝内に内部導波路31とミラー部33とを形成することにより、光電気変換装置の薄型化が可能となる。 Furthermore, by forming the internal waveguide 31 and the mirror portion 33 in the waveguide forming groove of the submount substrate 12, it is possible to reduce the thickness of the photoelectric conversion device.

また、マウント基板3のサブマウント基板12が実装される上面3cと反対の下面3aに、コネクタ6実装することで、マウント基板3の両面を実装面として利用できるので、光電気変換装置の実装面積を低減できるようになる。 In addition, by mounting the connector 6 on the lower surface 3a opposite to the upper surface 3c on which the submount substrate 12 of the mount substrate 3 is mounted, both surfaces of the mount substrate 3 can be used as mounting surfaces. The area can be reduced.

さらに、サブマウント基板12側とマウント基板3側の電気的接続がワイヤーボンディングであるので、接続の信頼性が向上するようになる。   Furthermore, since the electrical connection between the submount substrate 12 side and the mount substrate 3 side is wire bonding, the connection reliability is improved.

図2は、第2実施形態の光電気変換装置1Bである。第1実施形態の光電気変換装置1Aと相違する点は、IC基板5は、金または半田からなるバンプ11でマウント基板3の配線パターン36に接続したことである。このように、IC基板5を金または半田からなるバンプ11でマウント基板3の配線パターン36に接続することで、ワイヤーボンディング接続するよりも高周波特性に優れるようになる(インピーダンス整合が取り易い)。   FIG. 2 shows a photoelectric conversion apparatus 1B according to the second embodiment. The difference from the photoelectric conversion apparatus 1A of the first embodiment is that the IC substrate 5 is connected to the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 by bumps 11 made of gold or solder. In this way, by connecting the IC substrate 5 to the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 with the bumps 11 made of gold or solder, the high-frequency characteristics can be improved (impedance matching is easy).

図3は、第3実施形態の光電気変換装置1Cである。第1実施形態の光電気変換装置1Aと相違する点は、IC基板5は、金または半田からなるバンプ11でマウント基板3の配線パターン36に接続する。また、サブマウント基板12は、上下逆向きに反転されて、金または半田からなるバンプ11でマウント基板3の配線パターン36に接続したことである。   FIG. 3 shows a photoelectric conversion apparatus 1C according to the third embodiment. The difference from the photoelectric conversion apparatus 1A of the first embodiment is that the IC substrate 5 is connected to the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 by bumps 11 made of gold or solder. Further, the submount substrate 12 is inverted upside down and connected to the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 by bumps 11 made of gold or solder.

このように、ワイヤーボンディング接続を全て無くすることにより、さらに高周波特性を向上させることができる。また、ワイヤーに外部ノイズが印加されることが防止でき、ノイズ特性にも優れるようになる。また、サブマウント基板12側とマウント基板3側の電気的接続が面実装であるので、接続の信頼性が向上するようになる。   Thus, by eliminating all wire bonding connections, the high frequency characteristics can be further improved. In addition, external noise can be prevented from being applied to the wire, and the noise characteristics can be improved. In addition, since the electrical connection between the submount substrate 12 side and the mount substrate 3 side is surface mounting, the connection reliability is improved.

図4(a)は、第4実施形態の光電気変換装置1Dである。第1実施形態の光電気変換装置1Aと相違する点は、コネクタ6に代えて、マウント基板3の上面3cに、SDカード等17を差し込むための電気接続端子15を有するスロット(コネクタ)18を設けたことである。これにより、マウント基板3の上面(片面)3cにサブマウント基板12とスロット(コネクタ)18とを実装するので、光電気変換装置の薄型化が可能となる。なお、図4(b)に示すように、マウント基板3の上面3cに、電気接続端子15を設けるとともに、相手の基板50にスロット(コネクタ)18を設けることもできる。   Fig.4 (a) is the photoelectric conversion apparatus 1D of 4th Embodiment. The difference from the photoelectric conversion apparatus 1A of the first embodiment is that a slot (connector) 18 having an electrical connection terminal 15 for inserting an SD card or the like 17 is inserted into the upper surface 3c of the mount substrate 3 in place of the connector 6. It is provided. Thereby, since the submount substrate 12 and the slot (connector) 18 are mounted on the upper surface (one surface) 3c of the mount substrate 3, the photoelectric conversion device can be thinned. As shown in FIG. 4B, the electrical connection terminals 15 can be provided on the upper surface 3 c of the mount substrate 3, and the slots (connectors) 18 can be provided on the mating substrate 50.

図5は、第5実施形態の光電気変換装置1Eである。第1実施形態の光電気変換装置1Aと相違する点は、マウント基板3のサブマウント基板12やIC基板5をシールドカバー19でカバーしたことである。これにより、シールドカバー19をマウント基板3のグランドと接続することで、外部ノイズに対する影響を低減することができる。また、自己放射ノイズを外部に放出することを抑制できる。   FIG. 5 shows a photoelectric conversion apparatus 1E according to the fifth embodiment. The difference from the photoelectric conversion apparatus 1A of the first embodiment is that the submount substrate 12 and the IC substrate 5 of the mount substrate 3 are covered with the shield cover 19. Thereby, the influence with respect to external noise can be reduced by connecting the shield cover 19 with the ground of the mount substrate 3. Moreover, it can suppress releasing self-radiation noise outside.

図7(a)(b)は、第6実施形態の光電気変換装置1Fである。第1実施形態の光電気変換装置1Aと相違する点は、発光側光電気変換部1A1と受光側光電気変換部1A2のマウント基板3の配線パターン36を、電気信号を伝達するフレキシブル基板22の回路パターン22aで接続している点である。   FIGS. 7A and 7B show the photoelectric conversion apparatus 1F of the sixth embodiment. The difference from the photoelectric conversion device 1A of the first embodiment is that the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 of the light emission side photoelectric conversion unit 1A1 and the light reception side photoelectric conversion unit 1A2 is transmitted through the flexible substrate 22 that transmits an electrical signal. It is a point connected by the circuit pattern 22a.

すなわち、発光側光電気変換部1A1と受光側光電気変換部1A2との間で光信号と電気信号とを伝送する際、光信号用の光コネクタ(外部導波路9)と別に、図1には具体的に図示していないが、電気信号用の電気コネクタが必要であった。つまり、電源供給、グランド配線、光信号の伝達を安定動作せるためのフィードバック制御等のためである。   That is, when transmitting an optical signal and an electrical signal between the light emitting side photoelectric conversion unit 1A1 and the light receiving side photoelectric conversion unit 1A2, separately from the optical signal optical connector (external waveguide 9), FIG. Although not specifically illustrated, an electrical connector for electrical signals is required. That is, for power supply, ground wiring, feedback control for stable operation of optical signal transmission, and the like.

これに対して、第6実施形態の光電気変換装置1Fでは、外部導波路9はフレキシブルであることを前提としている。そして、発光側と受光側の光電気変換部1A1,1A2のマウント基板3の配線パターン36を、フレキシブル基板22の回路パターン22aで接続している。なお、回路パターン22a,22fの部分は、分かりやすくするために、ハッチングで表示している。   On the other hand, in the photoelectric conversion apparatus 1F of the sixth embodiment, it is assumed that the external waveguide 9 is flexible. And the wiring pattern 36 of the mount board 3 of the photoelectric conversion parts 1A1, 1A2 on the light emitting side and the light receiving side is connected by the circuit pattern 22a of the flexible board 22. The circuit patterns 22a and 22f are hatched for easy understanding.

具体的には、発光側と受光側の光電気変換部1A1,1A2のフレキシブル基板22の端部22b,22cは、その側のマウント基板3と同じ外形状に形成されて、各マウント基板3の下面に接続している。   Specifically, the end portions 22b and 22c of the flexible substrate 22 of the light-emitting side and the light-receiving side photoelectric conversion units 1A1 and 1A2 are formed in the same outer shape as the mounting substrate 3 on that side. Connected to the bottom.

また、フレキシブル基板22の回路パターン22aは、図7(b)では、発光側と受光側の光電気変換部1A1,1A2のマウント基板3の配線パターン36を、2本の回路パターン22aで接続している。なお、回路パターン22aは、簡略化のために2本としたが、2本に限られるものではない。   Further, in FIG. 7B, the circuit pattern 22a of the flexible substrate 22 is formed by connecting the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 of the photoelectric conversion units 1A1 and 1A2 on the light emitting side and the light receiving side with two circuit patterns 22a. ing. Note that the number of circuit patterns 22a is two for simplification, but the number is not limited to two.

また、発光側と受光側の光電気変換部1A1,1A2のフレキシブル基板22の回路パターン22aの端部22d,22eは、各電気コネクタ6の端子6aに接続している。フレキシブル基板22には、別に多数の回路パターン22fが形成されて、各回路パターン22fは、各電気コネクタ6の適宜な端子に接続している。なお、22gはスルーホールであり、第5実施形態のシールドカバー19の脚部等を差し込んで、フレキシブル基板22のグランド用回路パターン22fと接続している。   Further, the end portions 22d and 22e of the circuit pattern 22a of the flexible substrate 22 of the photoelectric conversion portions 1A1 and 1A2 on the light emitting side and the light receiving side are connected to the terminals 6a of the respective electrical connectors 6. A large number of circuit patterns 22 f are separately formed on the flexible substrate 22, and each circuit pattern 22 f is connected to an appropriate terminal of each electrical connector 6. Reference numeral 22g denotes a through hole, which is connected to the ground circuit pattern 22f of the flexible substrate 22 by inserting a leg portion or the like of the shield cover 19 of the fifth embodiment.

また、フレキシブル基板22の回路パターン22a,22fは、マウント基板3、サブマウント基板12、IC基板5等の回路や部品に接続してもよい。   Further, the circuit patterns 22 a and 22 f of the flexible substrate 22 may be connected to circuits and components such as the mount substrate 3, the submount substrate 12, and the IC substrate 5.

第6実施形態の光電気変換装置1Fであれば、発光側と受光側の光電気変換部1A1,1A2のマウント基板3の配線パターン36を、電気信号を伝達するフレキシブル基板22の回路パターン22aで接続することにより、電気コネクタが不要となる。   In the photoelectric conversion device 1F of the sixth embodiment, the wiring pattern 36 of the mount substrate 3 of the photoelectric conversion units 1A1 and 1A2 on the light emitting side and the light receiving side is replaced with the circuit pattern 22a of the flexible substrate 22 that transmits an electrical signal. By connecting, an electrical connector becomes unnecessary.

また、フレキシブル基板22と外部導波路9は、フレキシブルで屈曲性があるために、配線の自由度が高くなる。これらにより、省スペース、コストダウン、電気コネクタの実装タクトが不要となる。   Moreover, since the flexible substrate 22 and the external waveguide 9 are flexible and flexible, the degree of freedom of wiring is increased. As a result, space saving, cost reduction, and mounting tact for electrical connectors are unnecessary.

図7(a)(b)では、フレキシブル基板22をマウント基板3の下面に接続したが、図8(a)のように、フレキシブル基板22をマウント基板3の上面に接続することができる。   7A and 7B, the flexible substrate 22 is connected to the lower surface of the mount substrate 3, but the flexible substrate 22 can be connected to the upper surface of the mount substrate 3 as shown in FIG. 8A.

このようにすれば、フレキシブル基板22をサブマウント基板12が実装されるマウント基板3の上面に接続できるから、フレキシブル基板22と外部導波路9との間隔tが狭くなるので、フレキシブル基板22と外部導波路9との屈曲性がよくなる。   In this way, since the flexible substrate 22 can be connected to the upper surface of the mount substrate 3 on which the submount substrate 12 is mounted, the interval t between the flexible substrate 22 and the external waveguide 9 is narrowed. Flexibility with the waveguide 9 is improved.

また、図8(b)のように、フレキシブル基板22は、マウント基板3の上面と下面の双方に接続することができる。   Further, as shown in FIG. 8B, the flexible substrate 22 can be connected to both the upper surface and the lower surface of the mount substrate 3.

このようにすれば、フレキシブル基板22が2層となるので、電気配線数を増やすことができる。   In this way, since the flexible substrate 22 has two layers, the number of electrical wirings can be increased.

さらに、図8(c)のように、フレキシブル基板22は、2層に形成したマウント基板3(3d,3e)の間に挟んで接続することができる。   Further, as shown in FIG. 8C, the flexible substrate 22 can be connected by being sandwiched between the mount substrates 3 (3d, 3e) formed in two layers.

このようにすれば、マウント基板3(3d,3e)の両面がリジッドとなるため、いずれかの面がフレキシブル基板22となる場合〔図8(a)(b)参照〕と比較して、部品やワイヤボンドの密着強度が大きくとれるので、実装信頼性がよくなる。   In this case, since both surfaces of the mount substrate 3 (3d, 3e) are rigid, compared to the case where either surface is the flexible substrate 22 (see FIGS. 8A and 8B), the component In addition, since the adhesion strength of the wire bond can be increased, mounting reliability is improved.

さらにまた、図8(d)のように、フレキシブル基板22をマウント基板3に兼用することができる。すなわち、リジッドなマウント基板3を省略して、フレキシブル基板22の端部22b,22cをマウント基板3´として利用するのである。   Furthermore, as shown in FIG. 8D, the flexible substrate 22 can also be used as the mount substrate 3. That is, the rigid mount substrate 3 is omitted, and the end portions 22b and 22c of the flexible substrate 22 are used as the mount substrate 3 '.

このようにすれば、マウント基板3をリジッドなものを用いる場合と比較して、マウント基板3´の厚みをフレキシブル基板22と同じ厚さまで薄くできる。   In this way, the thickness of the mount substrate 3 ′ can be reduced to the same thickness as that of the flexible substrate 22 as compared with the case where the mount substrate 3 is rigid.

前記各実施形態において、サブマウント基板12の内部導波路31と外部導波路9とを光結合するために位置合わせする嵌合形状を形成することが好ましい。   In each of the above embodiments, it is preferable to form a fitting shape that aligns the optical waveguide 31 and the external waveguide 9 of the submount substrate 12 for optical coupling.

すなわち、図9(b)に示すように、サブマウント基板12の上面には、内部導波路31のコア31aを中心にした左右位置に、略台形状(勾配状)の嵌合凹部12a,12bがそれぞれ形成されている。なお、クラッドの図示は省略している。   That is, as shown in FIG. 9B, the upper surface of the submount substrate 12 has substantially trapezoidal (gradient-shaped) fitting recesses 12a and 12b at left and right positions around the core 31a of the internal waveguide 31. Are formed respectively. Illustration of the cladding is omitted.

また、図9(a)に示すように、外部導波路9の下面には、コア9aを中心にした左右位置に、サブマウント基板12の各嵌合凹部12a,12bに嵌り合い可能な略台形状(勾配状)の嵌合凸部9b,9cがそれぞれ形成されている。なお、クラッドの図示は省略している。   Further, as shown in FIG. 9A, on the lower surface of the external waveguide 9, there is a substantial base that can be fitted in the fitting recesses 12a and 12b of the submount substrate 12 at the left and right positions around the core 9a. Shaped (gradient-shaped) fitting projections 9b and 9c are formed, respectively. Illustration of the cladding is omitted.

そして、図10に示すように、サブマウント基板12の各嵌合凹部12a,12bに、外部導波路9の各嵌合凸部9b,9cをそれぞれ嵌め合わせる。   Then, as shown in FIG. 10, the fitting convex portions 9 b and 9 c of the external waveguide 9 are fitted into the fitting concave portions 12 a and 12 b of the submount substrate 12, respectively.

これにより、サブマウント基板12の内部導波路31のコア31aと、外部導波路9のコア9aとが、互いに左右方向(幅方向)にずれないように、軸心を位置合わせすることができる。この結果、サブマウント基板12の内部導波路31と外部導波路9との光結合精度が向上するようになる。   Thereby, the axis center can be aligned so that the core 31a of the internal waveguide 31 of the submount substrate 12 and the core 9a of the external waveguide 9 do not shift in the left-right direction (width direction). As a result, the optical coupling accuracy between the internal waveguide 31 and the external waveguide 9 of the submount substrate 12 is improved.

前記各実施形態は、サブマウント基板12に発光素子4Aを実装し、発光素子4Aと光学的に結合する内部導波路31を形成するとともに、マウント基板3に、発光素子4A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(Drv−IC)5を実装した単方向モジュールであった。   In each of the above embodiments, the light emitting element 4A is mounted on the submount substrate 12, the internal waveguide 31 that is optically coupled to the light emitting element 4A is formed, and an electrical signal is transmitted to the light emitting element 4A on the mount substrate 3. It was a unidirectional module which mounted IC board (Drv-IC) 5 in which the IC circuit for it was formed.

これに対して、図11(a)に示すように、サブマウント基板12に発光素子(VCSEL)4Aと受光素子(PD)4Bとを実装するとともに、発光素子4Aと光学的に結合する内部導波路31とは別に、受光素子4Bと光学的に結合する内部導波路40を形成する。   On the other hand, as shown in FIG. 11A, the light-emitting element (VCSEL) 4A and the light-receiving element (PD) 4B are mounted on the submount substrate 12, and the internal conductor optically coupled to the light-emitting element 4A. Apart from the waveguide 31, an internal waveguide 40 that is optically coupled to the light receiving element 4B is formed.

また、発光側の外部導波路9とは別に、内部導波路40と光結合する受光側の外部導波路41を設ける。   In addition to the light-emitting side external waveguide 9, a light-receiving side external waveguide 41 that is optically coupled to the internal waveguide 40 is provided.

さらに、マウント基板3には、IC基板(Drv−IC)5とは別に、受光素子4Bからの電気信号を受信するためのIC回路が形成されたIC基板(TIA…トランス・インピーダンス・アンプ)42を実装する。   Furthermore, an IC substrate (TIA: transimpedance amplifier) 42 on which an IC circuit for receiving an electrical signal from the light receiving element 4B is formed on the mount substrate 3 separately from the IC substrate (Drv-IC) 5. Is implemented.

このようにして、発光素子4Aと受光素子4Bとを同一のサブマウント基板12に実装することで、光電気変換装置が双方向モジュールとなるので、小型化が可能になる。また、双方向モジュールは、個別に検査が可能となる。なお、図11(b)のように、IC基板5,42を一体化したIC基板(Drv+TIA)43とすることもできる。   By mounting the light emitting element 4A and the light receiving element 4B on the same submount substrate 12 in this way, the photoelectric conversion device becomes a bidirectional module, so that the size can be reduced. In addition, the bidirectional module can be individually inspected. As shown in FIG. 11B, an IC substrate (Drv + TIA) 43 in which the IC substrates 5 and 42 are integrated may be used.

また、図11(a)に対応する図12(a)と、図11(b)に対応する図12(b)それぞれに示すように、外部導波路9,41を一体化(2ch化)した外部導波路44とすることもできる。   Further, as shown in FIG. 12A corresponding to FIG. 11A and FIG. 12B corresponding to FIG. 11B, the external waveguides 9 and 41 are integrated (2ch). An external waveguide 44 can also be used.

このようにして、集積化したIC基板(Drv+TIA)43や外部導波路44を設ければ、小型化が可能となる。   If the integrated IC substrate (Drv + TIA) 43 and the external waveguide 44 are provided in this way, the size can be reduced.

本発明の第1実施形態に係る光電気変換装置およびこの光電気変換装置が接続される配線基板の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the photoelectric conversion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the wiring board to which this photoelectric conversion apparatus is connected. 本発明の第2実施形態の光電気変換装置の発光側光電気変換部の要部断面側面図である。It is a principal part cross-sectional side view of the light emission side photoelectric conversion part of the photoelectric conversion apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の光電気変換装置の発光側光電気変換部の要部断面側面図である。It is a principal part cross-sectional side view of the light emission side photoelectric conversion part of the photoelectric conversion apparatus of 3rd Embodiment of this invention. (a)(b)は、本発明の第4実施形態の光電気変換装置の発光側光電気変換部の要部断面側面図である。(A) and (b) are the principal part cross-sectional side views of the light emission side photoelectric conversion part of the photoelectric conversion apparatus of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態の光電気変換装置の発光側光電気変換部の要部断面側面図である。It is a principal part cross-sectional side view of the light emission side photoelectric conversion part of the photoelectric conversion apparatus of 5th Embodiment of this invention. 第1実施形態に係る発光側光電気変換部の平面図である。It is a top view of the light emission side photoelectric conversion part which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第6実施形態に係る光電気変換装置であり、(a)は側面図、(b)は底面図である。It is the photoelectric conversion apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention, (a) is a side view, (b) is a bottom view. (a)〜(d)は、本発明の第6実施形態に係る光電気変換装置の変形例の側面図である。(A)-(d) is a side view of the modification of the photoelectric conversion apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention. (a)は外部導波路の嵌合形状の斜視図、(b)はサブマウント基板の嵌合形状の斜視図である。(A) is a perspective view of the fitting shape of an external waveguide, (b) is a perspective view of the fitting shape of a submount substrate. 図9における外部導波路とサブマウント基板の嵌合状態の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a fitting state of the external waveguide and the submount substrate in FIG. 9. (a)(b)は、それぞれ1chの外部導波路で双方向モジュールとした発光側光電気変換部の平面図である。(A) (b) is a top view of the light emission side photoelectric conversion part made into the bidirectional | two-way module with the external waveguide of 1ch, respectively. (a)(b)は、それぞれ2chの外部導波路で双方向モジュールとした発光側光電気変換部の平面図である。(A) (b) is a top view of the light emission side photoelectric conversion part made into the bidirectional | two-way module with the external waveguide of 2ch, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1A〜1F 光電気変換装置
1A1 発光側光電気変換部
1A2 受光側光電気変換部
2 配線基板
3 マウント基板
3a 下面
3c 上面
31 内部導波路(導波路)
33 ミラー部
36 配線パターン
4A 発光素子(光素子)
4B 受光素子(光素子)
5 IC基板(信号処理部)
6 電気コネクタ
7 電気コネクタ
9 外部導波路
12 サブマウント基板
22 フレキシブル基板
1A to 1F Photoelectric conversion device 1A1 Light emission side photoelectric conversion unit 1A2 Light reception side photoelectric conversion unit 2 Wiring substrate 3 Mount substrate 3a Lower surface 3c Upper surface 31 Internal waveguide (waveguide)
33 Mirror part 36 Wiring pattern 4A Light emitting element (optical element)
4B Light receiving element (optical element)
5 IC board (signal processing part)
6 Electrical connector 7 Electrical connector 9 External waveguide 12 Submount substrate 22 Flexible substrate

Claims (9)

マウント基板の上一側部にサブマウント基板が実装され、
前記サブマウント基板はシリコン基板であり、前記サブマウント基板の上面に導波路形成用溝が形成され、この導波路形成用溝内に、光を導波するコアと、このコアを周囲から覆って保持するクラッドとで構成されて、外部導波路と接続する内部導波路が配設され、
電気信号を光信号に変換して発光するまたは受光して光信号を電気信号に変換する光素子は、前記サブマウント基板に実装され、
前記サブマウント基板の前記導波路形成用溝内における前記光素子の真下となる位置に、光素子の光の光路を略90°変換するミラー部が形成され、前記光素子と光学的に結合する前記内部導波路は、前記ミラー部から前記サブマウント基板の端面まで延びるように形成され、
光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信するための信号処理部は、前記マウント基板の上面の他側部に実装され、
外部の電気接触端子を着脱可能なコネクタは、前記マウント基板の前記サブマウント基板と前記信号処理部とが実装される上面と反対の下面で、かつ前記サブマウント基板と前記信号処理部とに跨るほぼ真下の位置に実装若しくは形成されていることを特徴とする光電気変換装置。
Submount substrate is mounted on one side of the upper surface of the mount substrate,
The submount substrate is a silicon substrate, and a waveguide forming groove is formed on the upper surface of the submount substrate. In the waveguide forming groove, a core that guides light, and the core is covered from the periphery. An internal waveguide that is connected to an external waveguide,
An optical element that converts an electrical signal into an optical signal to emit light or receives and converts an optical signal into an electrical signal is mounted on the submount substrate,
A mirror part for converting the optical path of the light of the optical element by approximately 90 ° is formed at a position directly below the optical element in the waveguide forming groove of the submount substrate, and is optically coupled to the optical element. The internal waveguide is formed to extend from the mirror portion to an end surface of the submount substrate,
The signal processing unit for receiving electrical signals from or optical element to transmit an electrical signal to an optical element is mounted on the other side of the upper surface of the mounting substrate,
Connector detachable external electrical contact terminal, by the upper surface opposite the lower surface and the sub-mount substrate and the signal processing unit is mounted in the mounting substrate, and span and the submount substrate and the signal processing unit A photoelectric conversion device, characterized in that it is mounted or formed at a position almost directly below .
前記サブマウント基板側とマウント基板側との電気的接続は、ワイヤーボンディングであることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。   2. The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the electrical connection between the submount substrate side and the mount substrate side is wire bonding. 前記サブマウント基板側とマウント基板側との電気的接続は、面実装であることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。   The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the electrical connection between the submount substrate side and the mount substrate side is surface mounting. 前記サブマウント基板に、外部導波路と導波路とを光結合するために位置合わせする嵌合部を形成していることを特徴とする請求項に記載の光電気変換装置。 The photoelectric conversion apparatus according to claim 1 , wherein a fitting portion for aligning the external waveguide and the waveguide for optical coupling is formed on the submount substrate. 前記サブマウント基板には、光素子として、発光素子と受光素子とを実装していることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光電気変換装置。 The submount substrate as an optical element, photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it implements a light emitting element and a light receiving element. 前記光電気変換装置として、発光側光電気変換部と受光側光電気変換部とを備え、これら両部の導波路を接続する外部導波路はフレキシブルであり、
これら両部のマウント基板の配線パターンは、電気信号を伝達するフレキシブル基板の回路パターンで接続していることを特徴とする請求項に記載の光電気変換装置。
As the photoelectric conversion device, a light emitting side photoelectric conversion unit and a light receiving side photoelectric conversion unit are provided, and an external waveguide connecting the waveguides of both the parts is flexible,
2. The photoelectric conversion apparatus according to claim 1 , wherein the wiring patterns of the mounting boards in both parts are connected by a circuit pattern of a flexible board that transmits an electrical signal.
前記フレキシブル基板は、マウント基板のサブマウント基板が実装される面およびその反対の面との少なくとも一方の面に接続していることを特徴とする請求項に記載の光電気変換装置。 The photoelectric conversion apparatus according to claim 6 , wherein the flexible substrate is connected to at least one of a surface on which the submount substrate of the mount substrate is mounted and an opposite surface thereof. 前記フレキシブル基板は、2層に形成したマウント基板の間に挟んで接続していることを特徴とする請求項に記載の光電気変換装置。 7. The photoelectric conversion apparatus according to claim 6 , wherein the flexible substrate is sandwiched and connected between mount substrates formed in two layers. 前記フレキシブル基板がマウント基板を兼ねていることを特徴とする請求項に記載の光電気変換装置。 The photoelectric conversion apparatus according to claim 6 , wherein the flexible substrate also serves as a mount substrate.
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