JP5570322B2

JP5570322B2 - Optical transmission substrate and light receiving module

Info

Publication number: JP5570322B2
Application number: JP2010148629A
Authority: JP
Inventors: 恵子小田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012013819A

Description

本発明は、光伝送基体および受光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical transmission substrate and a light receiving module.

近年、情報処理能力の向上を図るべく、集積回路素子などの電気素子の間の電気通信を光伝送に変更することが検討されている。例えば、特許文献１には、集積回路素子と、光導波路と、発光素子などの光電変換素子と、を具備する光伝送基板が開示されている。集積回路素子は、駆動素子などを介して光電変換素子に電気信号を伝送する機能を担っている。 In recent years, in order to improve information processing capability, it has been studied to change electrical communication between electrical elements such as integrated circuit elements to optical transmission. For example, Patent Document 1 discloses an optical transmission substrate including an integrated circuit element, an optical waveguide, and a photoelectric conversion element such as a light emitting element. The integrated circuit element has a function of transmitting an electrical signal to the photoelectric conversion element via a drive element or the like.

特開２００６−１２０９５６号公報JP 2006-12095 A

しかし、光導波路を伝播する光の光路を変更する際に、意図しない箇所から光導波路に光が入射されてしまい、かかる不要光と、本来の光信号とが混ざってしまう場合があった。 However, when changing the optical path of the light propagating through the optical waveguide, light is incident on the optical waveguide from an unintended location, and the unnecessary light may be mixed with the original optical signal.

本発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、光信号の信頼性が優れた光伝送基体および受光モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been conceived under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical transmission substrate and a light receiving module with excellent optical signal reliability.

本発明の光伝送基体は、基体と、該基体の上に形成される光学層とを有し、前記光学層は、第１方向に光が伝送される光導波路と、該光導波路の前記第１方向における端部に位置し、上面より窪んでいる窪み部とを有し、前記窪み部は、前記光導波路の端部に接し、前記第１方向と第２方向との間で前記基板とは反対側方向に光路の変更を行う第１光路変更部と、前記第１光導波路と離隔して且つ前記第１光路変更部に対向して位置し、前記第１方向と他の方向との間で光路の変更を行う第２光路変更部とを有し、前記第２光路変更部の傾斜角度（前記第２光路変更部の面と前記第１方向とのなす角）は、前記第１光路変更部の傾斜角度（前記第１光路変更部の面と前記第１方向とのなす角）に比べて小さい。
The optical transmission substrate of the present invention includes a substrate and an optical layer formed on the substrate, and the optical layer includes an optical waveguide that transmits light in a first direction, and the first optical waveguide. A recess portion which is located at an end portion in one direction and is recessed from an upper surface, the recess portion is in contact with an end portion of the optical waveguide, and the substrate is disposed between the first direction and the second direction. Is a first optical path changing unit that changes the optical path in the opposite direction, and is positioned away from the first optical waveguide and facing the first optical path changing unit, and the first direction and the other direction A second optical path changing unit that changes the optical path between them, and an inclination angle of the second optical path changing unit (an angle formed by a surface of the second optical path changing unit and the first direction) is the first It is smaller than the inclination angle of the optical path changing unit (the angle formed by the surface of the first optical path changing unit and the first direction).

本発明の受光モジュールは、本発明に係る光伝送基板と、前記第１光導波路を経て入力される光の光電変換を行う受光素子とを有する。 The light-receiving module of the present invention includes the optical transmission board according to the present invention and a light-receiving element that performs photoelectric conversion of light input through the first optical waveguide.

本発明によれば、光信号の信頼性が優れた光伝送基体および受光モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical transmission base | substrate and light receiving module with which the reliability of the optical signal was excellent can be provided.

本発明に係る受光モジュールの１つの実施形態の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of one Embodiment of the light reception module which concerns on this invention. 図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った要部断面図である。It is principal part sectional drawing along the II-II line | wire shown in FIG. 図１に示した受光モジュールの構成の一部を省略した図である。It is the figure which abbreviate | omitted a part of structure of the light reception module shown in FIG. （ａ）図３に示したＩＶａ−ＩＶａ線に沿った断面図であり、（ｂ）図４（ａ）に示したＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った断面図である。(A) It is sectional drawing along the IVa-IVa line shown in FIG. 3, (b) It is sectional drawing along the IVb-IVb line shown in FIG. 4 (a). 図１に示した受光モジュールの構成の一部をさらに省略した図である。FIG. 2 is a diagram further omitting a part of the configuration of the light receiving module shown in FIG. 1. （ａ）図５に示した要部を拡大した平面図であり、（ｂ）図６（ａ）に示したＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿った断面図である。(A) It is the top view to which the principal part shown in FIG. 5 was expanded, (b) It is sectional drawing along the VIb-VIb line | wire shown in FIG. 6 (a). 図２に示した受光モジュールの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the light reception module shown in FIG.

＜光伝送基板および受光モジュール＞
以下、本発明に係る光伝送基板および受光モジュールの一実施形態として光伝送基板１１および受光モジュール１０を例示し、図面を参照しつつ説明する。本発明でいう「受光モジュール」とは、受光する機能を有するモジュールの意味であり、受光する機能に加えて、発光する機能を有していてもよい。 <Optical transmission board and light receiving module>
Hereinafter, an optical transmission board 11 and a light receiving module 10 will be exemplified as an embodiment of an optical transmission board and a light receiving module according to the present invention, and will be described with reference to the drawings. The “light-receiving module” in the present invention means a module having a function of receiving light, and may have a function of emitting light in addition to the function of receiving light.

図１，２に示した受光モジュール１０は、第１基体２０と、光学層３０と、第２基体４０と、受光素子５０と、回路素子６０と、電気配線７０とを備えている。この第２基体４０と、光学層３０とは、光伝送基板１１として機能する。 The light receiving module 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes a first base 20, an optical layer 30, a second base 40, a light receiving element 50, a circuit element 60, and an electrical wiring 70. The second base 40 and the optical layer 30 function as the light transmission substrate 11.

第１基体２０は、光学層３０を支持する機能を担っている。この第１基体２０の厚みとしては、例えば０．１〜２〔ｍｍ〕の範囲が挙げられる。この第１基体２０としては、例えばガラス基材エポキシ樹脂基板、ガラス基材銅張基板、ポリイミド樹脂基板、セラミック基板などが使用される。 The first base 20 has a function of supporting the optical layer 30. Examples of the thickness of the first base body 20 include a range of 0.1 to 2 [mm]. For example, a glass substrate epoxy resin substrate, a glass substrate copper-clad substrate, a polyimide resin substrate, or a ceramic substrate is used as the first base 20.

この第１基体２０の上面の所定領域には、光学層３０が形成されている。この光学層３０は、第１クラッド部３１と、第１コア部３２とを含んでいる。 An optical layer 30 is formed in a predetermined region on the upper surface of the first base 20. The optical layer 30 includes a first cladding part 31 and a first core part 32.

この第１クラッド部３１は、光学層３０の母材として機能している。この第１コア部３２は、第１クラッド部３１の中に形成されている。この第１コア部３２の屈折率ｎ_３２は、第１クラッド部３１の屈折率ｎ_３１に比べて大きくなっている。第１クラッド部３１の屈折率ｎ_３１に比べて第１コア部３２の屈折率ｎ_３２を大きくすることで、光学層３０は、光信号を閉じ込めることができるようになり、光導波路として機能することができるようになる。本実施形態の第１コア部３２は、一部が第１光導波路３２ａとして機能している。この第１光導波路３２ａでは、第１方向Ｄ１，Ｄ２におけるＤ１方向に向かって光が伝送される。この第１コア部３２の屈折率ｎ_３２としては、第１クラッド部３１の屈折率ｎ_３１に対しての比屈折率差が０．８〜３〔％〕の範囲内であることが好ましい。 The first cladding part 31 functions as a base material for the optical layer 30. The first core part 32 is formed in the first clad part 31. Refractive index _{n 32} of the first core portion 32 is larger than the refractive index _{n 31} of the first cladding portion 31. By increasing the refractive index n ₃₂ of the first core portion 32 as compared with the refractive index n ₃₁ of the first cladding portion 31, the optical layer 30, will be able to confine the optical signal, which functions as an optical waveguide Will be able to. Part of the first core portion 32 of the present embodiment functions as the first optical waveguide 32a. In the first optical waveguide 32a, light is transmitted in the D1 direction in the first directions D1 and D2. The refractive index n ₃₂ of the first core part 32 is preferably such that the relative refractive index difference with respect to the refractive index n ₃₁ of the first cladding part 31 is in the range of 0.8 to 3%.

この第１コア部３２は、第１クラッド部３１の中に複数形成されており、各々が第１方向Ｄ１，Ｄ２に沿って延びている。この複数の第１コア部３２は、第１方向Ｄ１，Ｄ２に交わる第３方向Ｄ５，Ｄ６に沿って配列されている。本実施形態では、第１方向Ｄ１，Ｄ２と、第３方向Ｄ５，Ｄ６とが直交している。本実施形態では、第１コア部３２が延びている第１方向Ｄ１，Ｄ２が光伝送方向となり、第１コア部３２が配列される第３方向Ｄ５，Ｄ６が配列方向となる。 A plurality of the first core portions 32 are formed in the first cladding portion 31, and each extend along the first directions D1 and D2. The plurality of first core portions 32 are arranged along third directions D5 and D6 that intersect the first directions D1 and D2. In the present embodiment, the first directions D1 and D2 are orthogonal to the third directions D5 and D6. In the present embodiment, the first directions D1 and D2 in which the first core portion 32 extends are the optical transmission directions, and the third directions D5 and D6 in which the first core portions 32 are arranged are the arrangement directions.

この第１コア部３２の第３方向Ｄ５，Ｄ６における間隔としては、例えば２５〜４５〔μｍ〕の範囲が挙げられる。第１コア部３２の大きさとしては、第２方向Ｄ３，Ｄ４と第３方向Ｄ５，Ｄ６とに広がる面方向Ｄ１，Ｄ２−Ｄ５，Ｄ６において、一辺の長さまたは直径が例えば２０〜１００〔μｍ〕の範囲が挙げられる。 As a space | interval in the 3rd direction D5, D6 of this 1st core part 32, the range of 25-45 [micrometer] is mentioned, for example. As the size of the first core portion 32, the length or diameter of one side is, for example, 20 to 100 in the surface directions D1, D2-D5, D6 extending in the second direction D3, D4 and the third direction D5, D6. [mu] m].

この第１クラッド部３１と、第１コア部３２とを形成する材料としては、例えば直接露光法が使用可能な樹脂、または屈折率変化法が使用可能な樹脂などが挙げられる。直接露光法が使用可能な樹脂としては、例えば感光性を有する樹脂が挙げられ、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などが含まれる。また、屈折率変化法が使用可能な樹脂としては、紫外線（Ultra-Violet radiation、ＵＶ線）の照射により屈折率が低下する特性を有する樹脂が挙げられ、例えばポリシランなどの樹脂が含まれる。 Examples of the material for forming the first clad portion 31 and the first core portion 32 include a resin that can be used for the direct exposure method and a resin that can be used for the refractive index change method. Examples of resins that can be used for the direct exposure method include resins having photosensitivity, and include epoxy resins, acrylic resins, polyimide resins, and the like. Examples of the resin that can be used for the refractive index change method include resins having a characteristic that the refractive index is lowered by irradiation with ultraviolet rays (Ultra-Violet radiation, UV rays), and examples thereof include resins such as polysilane.

なお、直接露光法とは、第１クラッド部３１の下部を形成後、第１コア部３２の材料を塗工してマスク露光により第１コア部３２を形成し、その上面および側面にさらに第１クラッド部３１の材料を塗工形成して光学層３０を作製する方法である。また、屈折率変化法とは、第１コア部３２となる部位以外にＵＶ線の照射を行ない、第１コア部３２となる部位以外の屈折率を低下させることによって光導波路を作製する方法である。 In the direct exposure method, after the lower portion of the first cladding portion 31 is formed, the material of the first core portion 32 is applied, the first core portion 32 is formed by mask exposure, and the upper surface and side surfaces are further formed. In this method, the optical layer 30 is formed by coating and forming the material of the 1 cladding portion 31. The refractive index changing method is a method of producing an optical waveguide by irradiating UV rays other than the portion that becomes the first core portion 32 and reducing the refractive index other than the portion that becomes the first core portion 32. is there.

この第１コア部３２には、第１光路変更部３２ｂと、第２光路変更部３２ｃとが形成されている。第１光路変更部３２ｂは、第１光導波路３２ａの第１方向Ｄ１，Ｄ２におけるＤ１方向側の端部に位置している。また、第２光路変更部３２ｃは、第１光路変更部３２ｂの第１方向Ｄ１，Ｄ２におけるＤ１方向側の端部に位置し、当該第１光路変更部３２ｂと対向して形成されている。この第１光路変更部３２ｂは、第１光導波路３２ａに接しており、この第２光路変更部３２ｃは、第１光導波路３２ａと離隔している。 In the first core portion 32, a first optical path changing portion 32b and a second optical path changing portion 32c are formed. The first optical path changing unit 32b is located at the end of the first optical waveguide 32a on the D1 direction side in the first directions D1 and D2. The second optical path changing unit 32c is located at the end of the first optical path changing unit 32b on the D1 direction side in the first directions D1 and D2, and is formed to face the first optical path changing unit 32b. The first optical path changing unit 32b is in contact with the first optical waveguide 32a, and the second optical path changing unit 32c is separated from the first optical waveguide 32a.

この第１光路変更部３２ｂは、第１光導波路３２ａの内をＤ１方向に伝送する光を、当該第１光導波路３２ａの外側に光路変更する機能を担っている。この第１光路変更部３２ｂは、第１光導波路３２ａの内をＤ１方向に伝送する光を第２方向Ｄ３，Ｄ４に光路変更する機能を担っている。本実施形態では、第２方向Ｄ３，Ｄ４が第１方向Ｄ１，Ｄ２および第３方向Ｄ５，Ｄ６に直交している。つまり、この第１コア部３２は、第１光路変更部３２ｂよりも第１方向Ｄ１，Ｄ２におけるＤ２方向側に位置する部位が第１光導波路３２ａとして機能することとなり、第１光路変更部３２ｂよりも第１方向Ｄ１，Ｄ２におけるＤ１方向側に位置する部位が第１光導波路３２ａとして機能しないこととなる。 The first optical path changing unit 32b has a function of changing the optical path of light transmitted in the direction D1 through the first optical waveguide 32a to the outside of the first optical waveguide 32a. The first optical path changing unit 32b has a function of changing the optical path of light transmitted in the D1 direction through the first optical waveguide 32a in the second directions D3 and D4. In the present embodiment, the second directions D3 and D4 are orthogonal to the first directions D1 and D2 and the third directions D5 and D6. That is, in the first core portion 32, a portion located on the D2 direction side in the first directions D1 and D2 relative to the first optical path changing portion 32b functions as the first optical waveguide 32a, and the first optical path changing portion 32b. The part located in the D1 direction side in the first directions D1 and D2 rather than functions as the first optical waveguide 32a.

また、第２光路変更部３２ｃは、第１光導波路３２ａの内をＤ１方向に伝送する光を、当該第１光導波路３２ａの外側に光路変更する機能を担っている。この第２光路変更部３２ｃは、第１光導波路３２ａの内をＤ１方向に伝送する光を第２方向Ｄ３，Ｄ４以外の方向に光路変更する機能を担っている。 The second optical path changing unit 32c has a function of changing the optical path of the light transmitted in the direction D1 through the first optical waveguide 32a to the outside of the first optical waveguide 32a. The second optical path changing unit 32c has a function of changing the optical path of light transmitted in the direction D1 through the first optical waveguide 32a in a direction other than the second directions D3 and D4.

本実施形態の光学層３０には、Ｄ４方向側の上面からＤ３方向に窪んでいる窪み部３０ａが形成されている。この窪み部３０ａは、内部が中空になっており、第１クラッド部３１および第１コア部３２が内周面に現れている。この窪み部３０ａの内部は、充填物があってもよく、窪み部の内周面のみに表面層が形成されていてもよい。 The optical layer 30 of the present embodiment is formed with a recess 30a that is recessed in the D3 direction from the upper surface on the D4 direction side. The hollow portion 30a is hollow inside, and the first cladding portion 31 and the first core portion 32 appear on the inner peripheral surface. The inside of this hollow part 30a may have a filler, and the surface layer may be formed only on the inner peripheral surface of the hollow part.

この窪み部３０ａは、第２方向Ｄ３，Ｄ４に沿って広がっており、当該第１方向Ｄ１，Ｄ２において第１コア部３２を分断している。つまり、本実施形態では、窪み部３０ａによって、１つの第１コア部３２が２つに分かれている。本実施形態では、この窪み部３０ａの内面に現れている第１コア部３２のうち、Ｄ２方向側の一方が第１光路変更部３２ｂとして機能し、Ｄ１方向側の他方が第２光路変更部３２ｃとして機能している。この窪み部３０ａは、１つの窪み部が１つの第１コア部３２を分断しても、１つの窪み部が複数の第１コア部３２を分断してもよい。本実施形態では、窪み部３０ａが広がっている第２方向Ｄ３，Ｄ４が上下方向となっている。 The hollow portion 30a extends along the second directions D3 and D4, and divides the first core portion 32 in the first directions D1 and D2. That is, in this embodiment, the 1st core part 32 is divided into two by the hollow part 30a. In the present embodiment, among the first core portions 32 appearing on the inner surface of the hollow portion 30a, one on the D2 direction side functions as the first optical path changing portion 32b, and the other on the D1 direction side is the second optical path changing portion. 32c is functioning. As for this hollow part 30a, even if one hollow part divides one 1st core part 32, one hollow part may divide the some 1st core part 32. FIG. In the present embodiment, the second directions D3 and D4 in which the recessed portions 30a are widened are the vertical directions.

本実施形態では、第１光路変更部３２ｂとして光反射面が形成されている。この光反射面は、第１光導波路３２ａの光軸に対して傾斜しており、光の反射によって光路変更が可能となっている。この第１光路変更部３２ｂでは、屈折率の異なる界面における光反射を利用して、第１光導波路３２ａを伝搬する光の大部分を反射している。この光反射面の傾斜角は、第１光導波路３２ａの光軸方向と、光路変更する方向との二等分角θ_Ｌであることが好ましく、この二等分角θ_Ｌから±３度の範囲に形成される。本実施形態では、第１方向Ｄ１，Ｄ２と第２方向Ｄ３，Ｄ４とが直交しているので、光反射面が当該２つの方向に対して４５°の角度で傾斜している。 In the present embodiment, a light reflecting surface is formed as the first optical path changing unit 32b. The light reflecting surface is inclined with respect to the optical axis of the first optical waveguide 32a, and the optical path can be changed by reflecting light. The first optical path changing unit 32b reflects most of the light propagating through the first optical waveguide 32a by utilizing light reflection at the interface having different refractive indexes. The inclination angle of the light reflecting surface is preferably a bisector angle θ _L between the optical axis direction of the first optical waveguide 32a and the direction of changing the optical path, and is ± 3 degrees from the bisector angle θ _L. Formed in the range. In the present embodiment, since the first directions D1, D2 and the second directions D3, D4 are orthogonal, the light reflecting surface is inclined at an angle of 45 ° with respect to the two directions.

この第１コア部３２を形成する材料としては、窪み部３０ａの内部の屈折率ｎ_Ａに比べて屈折率ｎ_３２の大きいものが挙げられる。このような屈折率を有する材料を採用することで、第１コア部３２は、第１光路変更部３２ｂにおいて効率的に光を反射することができる。この第１コア部３２は、第１光路変更部３２ｂにおいて全反射が生じる条件を満たす材料を採用するのが好ましい。この全反射が生じる条件は、スネルの法則によって求めることができる。つまり、第１コア部３２を構成する材料としては、窪み部３０ａの内部の屈折率ｎ_Ａに、ｓｉｎθ_Ｌを乗じた値よりも大きい屈折率ｎ_３２を有する材料が好ましい。本実施形態の場合、ｎ_Ａ≒１であり、θ_Ｌ＝４５°であることから、第１コア部３２は、√２以上の屈折率を有することが好ましい。 As the first material forming the core portion 32, and the like having a large refractive index n ₃₂ than in the interior of the refractive index n _A of the recessed portion 30a. By adopting a material having such a refractive index, the first core unit 32 can efficiently reflect light at the first optical path changing unit 32b. The first core portion 32 is preferably made of a material that satisfies the condition that causes total reflection in the first optical path changing portion 32b. The conditions under which this total reflection occurs can be obtained by Snell's law. That is, the material constituting the first core portion 32 is preferably a material having a refractive index n ₃₂ that is larger than a value obtained by multiplying the refractive index n _A inside the hollow portion 30 a by sin θ _L. In the present embodiment, n _A ≈1 and θ _L = 45 °. Therefore, the first core portion 32 preferably has a refractive index of √2 or more.

本実施形態では、第２光路変更部３２ｃとして光屈折面が形成されている。この光屈折面は、第１光導波路３２ａの光軸に対して傾斜しており、光の屈折によって光路変更が可能となっている。この第２光路変更部３２ｃでは、屈折率の異なる界面における光屈折を利用して、第１光導波路３２ａを伝搬する光のうち、第１光路変更部３２ｂを透過した光の大部分を屈折させている。この光屈折面の傾斜角は、第１光導波路３２ａの光軸方向と、光路変更する方向との二等分角θ_Ｌよりも小さいことが好ましい。本実施形態では、第１方向Ｄ１，Ｄ２と第２方向Ｄ３，Ｄ４とが直交しているので、光屈折面が第１方向Ｄ１，Ｄ２に対して４５°よりも小さい角度で傾斜している。 In the present embodiment, a light refracting surface is formed as the second optical path changing unit 32c. The light refracting surface is inclined with respect to the optical axis of the first optical waveguide 32a, and the optical path can be changed by light refraction. The second optical path changing unit 32c refracts most of the light transmitted through the first optical path changing unit 32b out of the light propagating through the first optical waveguide 32a using light refraction at the interface having different refractive indexes. ing. The inclination angle of the light refracting surface is preferably smaller than the bisector angle θ _L between the optical axis direction of the first optical waveguide 32a and the direction of changing the optical path. In the present embodiment, since the first directions D1 and D2 and the second directions D3 and D4 are orthogonal, the photorefractive surface is inclined at an angle smaller than 45 ° with respect to the first directions D1 and D2. .

この窪み部３０ａを形成する方法としては、例えばレーザ加工、ドリル加工、およびダイシング加工などが挙げられる。レーザ加工、ドリル加工、ダイシング加工を採用する場合は、例えば第１光路変更部３２ｂとなる面と、第２光路変更部３２ｃとなる面とを異なる角度で加工することで、窪み部３０ａを形成することができる。また、ダイシング加工を採用する場合は、例えば面方向Ｄ１，Ｄ２−Ｄ３，Ｄ４における窪み部３０ａの形状と、同形状の切り刃を採用して加工することで、窪み部３０ａを形成することができる。レーザ加工、ドリル加工、およびダイシング加工を採用する場合は、第３方向Ｄ５，Ｄ６に沿って走査する距離を制御することで、当該第３方向Ｄ５，Ｄ６における窪み部３０ａの長さを制御して形成することができる。 Examples of the method for forming the recess 30a include laser processing, drilling, and dicing. When laser processing, drilling, or dicing is employed, for example, the recess 30a is formed by processing the surface that becomes the first optical path changing portion 32b and the surface that becomes the second optical path changing portion 32c at different angles. can do. Moreover, when employ | adopting a dicing process, the hollow part 30a can be formed by employ | adopting and processing the shape of the hollow part 30a in surface direction D1, D2-D3, D4, and the same shape, for example. it can. When laser processing, drilling, and dicing are employed, the length of the recess 30a in the third direction D5, D6 is controlled by controlling the distance scanned along the third direction D5, D6. Can be formed.

第１光路変更部３２ｂを透過した光は、第１光路変更部３２ｂで光路変更した光と光路距離が異なっている。そのため、かかる２つの光が合わさると第２光導波路４２ａに入射されると、光信号の信頼性が低下してしまう場合がある。この光伝送基板１１では、第１光路変更部３２ｂの傾斜角度に比べて第２光路変更部３２ｃの傾斜角度が小さくなっているので、第１光路変更部３２ｂを透過した光が合わさって伝送される第２光導波路４２ａに入射されるのを抑えることができる。ひいては、この光伝送基板１１では、光信号の信頼性を高めることができる。 The light transmitted through the first optical path changing unit 32b has a different optical path distance from the light changed by the first optical path changing unit 32b. For this reason, when such two lights are combined and incident on the second optical waveguide 42a, the reliability of the optical signal may decrease. In this optical transmission board 11, since the inclination angle of the second optical path changing unit 32c is smaller than the inclination angle of the first optical path changing unit 32b, the light transmitted through the first optical path changing unit 32b is transmitted together. It can suppress entering into the 2nd optical waveguide 42a. As a result, the optical transmission board 11 can improve the reliability of the optical signal.

この光伝送基板１１では、第１基体２０と、第１クラッド部３１との間に導電体層３３が形成されている。この導電体層３３は、第１基体２０と光学層３０との密着性を高める機能を担っている。また、この導電体層３３は、例えば窪み部３０ａを形成する手段としてレーザ加工を採用した際に、第１基体２０にレーザ光が照射され、第１基体２０に変形が生じるのを防いでいる。本実施形態では、導電体層３３が窪み部３０ａの底面を構成している。この導電体層３３が窪み部３０ａから露出している領域は、第２基体４０のコア部２２のＤ３方向側に位置している。この導電体層３３の当該領域と、コア部２２との間に第１光路変更部３２ｂが位置している。 In the optical transmission substrate 11, a conductor layer 33 is formed between the first base 20 and the first cladding portion 31. The conductor layer 33 has a function of improving the adhesion between the first base 20 and the optical layer 30. The conductor layer 33 prevents the first base 20 from being deformed by applying laser light to the first base 20 when laser processing is employed as a means for forming the recess 30a, for example. . In the present embodiment, the conductor layer 33 constitutes the bottom surface of the recess 30a. The region where the conductor layer 33 is exposed from the hollow portion 30 a is located on the D3 direction side of the core portion 22 of the second base body 40. The first optical path changing unit 32 b is located between the region of the conductor layer 33 and the core unit 22.

第２基体４０は、受光素子５０と、回路素子６０と、電気配線７０とを支持する機能を担っている。この第２基体４０の厚みとしては、例えば０．２〜１．５〔ｍｍ〕の範囲が挙げられる。この第２基体４０としては、例えばガラス基材エポキシ樹脂基板、ガラス基
材銅張基板、ポリイミド樹脂基板、セラミック基板などが使用される。この第２基体４０は、単層の基板、または複数の基板を積層した積層体として形成される。 The second base body 40 has a function of supporting the light receiving element 50, the circuit element 60, and the electric wiring 70. Examples of the thickness of the second base body 40 include a range of 0.2 to 1.5 [mm]. As this 2nd base | substrate 40, a glass base material epoxy resin substrate, a glass base material copper-clad board | substrate, a polyimide resin substrate, a ceramic substrate etc. are used, for example. The second base 40 is formed as a single layer substrate or a stacked body in which a plurality of substrates are stacked.

この第２基体４０としては、ベース基体とビルドアップ層とから構成され、貫通導体を有するビルドアップ基板が好適に用いられる。この貫通導体としては、中央が中空となった形状でも、また中央が導電ペーストなどにより埋められた構成でもかまわない。この貫通導体は、めっき法、金属膜の蒸着法、導電性樹脂の注入法などの方法を用いて形成できる。このようにビルドアップ基板に貫通導体が設けることによって、貫通導体を介して良好な放熱が可能となる。このビルドアップ層は、樹脂絶縁層と導電層とから構成される。樹脂絶縁層としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂などが使用される。この樹脂絶縁層の厚みとしては、例えば１０〜７０〔μｍ〕の範囲が挙げられる。この樹脂絶縁層は、レーザで微細な穴あけが可能であることが好ましい。この樹脂絶縁層によってビルドアップ層は、積層して複雑な電気配線パターンを引き回したり、狭い範囲に集約したりすることができる。このビルドアップ層の導電層は、種々の電極に電気的に接続されており、一部が電気配線７０にも電気的に接続されている。 As this 2nd base | substrate 40, the buildup board | substrate comprised from a base base | substrate and a buildup layer and having a penetration conductor is used suitably. The through conductor may have a shape with a hollow center, or a structure in which the center is filled with a conductive paste or the like. This through conductor can be formed using a plating method, a metal film vapor deposition method, a conductive resin injection method, or the like. By providing the build-up board with the through conductor in this way, good heat dissipation can be achieved through the through conductor. This build-up layer is composed of a resin insulating layer and a conductive layer. As the resin insulating layer, for example, a thermosetting epoxy resin, a bismaleimide triazine resin, or the like is used. Examples of the thickness of the resin insulating layer include a range of 10 to 70 [μm]. This resin insulating layer is preferably capable of fine drilling with a laser. With this resin insulating layer, the build-up layer can be laminated to draw a complicated electric wiring pattern or to be concentrated in a narrow range. The conductive layer of the buildup layer is electrically connected to various electrodes, and a part thereof is also electrically connected to the electric wiring 70.

また、この第２基体４０には、第２方向Ｄ３，Ｄ４に貫通して形成されている貫通孔４０ａが形成されている。この貫通孔４０ａは、受光素子５０が配置される領域のＤ３方向側に位置し、第３方向Ｄ５，Ｄ６に沿って並んでいる。この貫通孔４０ａは、光学層３０と、受光素子５０との間の光路として機能する。 The second base body 40 is formed with a through hole 40a formed so as to penetrate in the second directions D3 and D4. The through hole 40a is located on the D3 direction side of the region where the light receiving element 50 is disposed, and is arranged along the third directions D5 and D6. The through hole 40 a functions as an optical path between the optical layer 30 and the light receiving element 50.

貫通孔４０ａには、第２クラッド部４１と、第２コア部４２とが形成されている。この第２クラッド部４１は、この貫通孔４０ａを第２方向Ｄ３，Ｄ４に貫通して形成されている。この第２コア部４２は、第２クラッド部４１を第２方向Ｄ３，Ｄ４に貫通して形成されている。この第２コア部４２の屈折率ｎ_４２は、第２クラッド部４１の屈折率ｎ_４１に比べて大きくなっている。第２クラッド部４１の屈折率ｎ_４１に比べて第２コア部４２の屈折率ｎ_４２を大きくすることで、第２コア部４２は、光信号を閉じ込めることができるようになり、第２光導波路４２ａとして機能することができるようになる。この第２コア部４２の屈折率ｎ_４２としては、第２クラッド部４１の屈折率ｎ_４１に対しての比屈折率差が０．８〜３〔％〕の範囲内であることが好ましい。なお、この貫通孔４０ａは、中空の貫通孔であってもよいが、光を効率的に導く観点から、第２クラッド部４１および第２コア部４２を有することが好ましい。 A second clad portion 41 and a second core portion 42 are formed in the through hole 40a. The second cladding portion 41 is formed so as to penetrate the through hole 40a in the second directions D3 and D4. The second core portion 42 is formed so as to penetrate the second cladding portion 41 in the second directions D3 and D4. Refractive index _{n 42} of the second core portion 42 is larger than the refractive index _{n 41} of the second cladding part 41. By increasing the refractive index n ₄₂ of the second core portion 42 as compared with the refractive index n ₄₁ of the second cladding part 41, the second core portion 42, will be able to confine the optical signal, the second optical It can function as the waveguide 42a. The refractive index n ₄₂ of the second core part 42 is preferably such that the relative refractive index difference with respect to the refractive index n ₄₁ of the second cladding part 41 is in the range of 0.8 to 3%. The through hole 40a may be a hollow through hole, but preferably has a second cladding part 41 and a second core part 42 from the viewpoint of efficiently guiding light.

本実施形態では、第１光導波路２２ａの中を伝送される光が第１光路変更部２２ｂによって光路変換され、第２光導波路４２ａに入射されるように構成されている。つまり、第１光路変更部２２ｂは、第１光導波路３２ａと、第２光導波路４２ａとを光学的に連結している。また、第２光路変更部２２ｃは、第１光導波路２２ａの中を伝送される光が第２光導波路４２ａの内に伝送しないように光路変更する機能を担っている。この第２光路変更部３２ｃは、第１光導波路３２ａを伝送する光のうち、第１光路変更部３２ｂで光路を変更することができなかった光が、第２光導波路４２ａに入射されないように設けられている。つまり、第２光路変更部２２ｃは、第１光路変更部３２ｂで光路変更した光と光路距離が異なる光が第２光導波路４２ａに入射されるのを抑えている。 In the present embodiment, the light transmitted through the first optical waveguide 22a is optically converted by the first optical path changing unit 22b and is incident on the second optical waveguide 42a. That is, the first optical path changing unit 22b optically connects the first optical waveguide 32a and the second optical waveguide 42a. The second optical path changing unit 22c has a function of changing the optical path so that light transmitted through the first optical waveguide 22a is not transmitted into the second optical waveguide 42a. The second optical path changing unit 32c prevents the light that cannot be changed by the first optical path changing unit 32b from the light transmitted through the first optical waveguide 32a from entering the second optical waveguide 42a. Is provided. That is, the second optical path changing unit 22c suppresses the light having a different optical path distance from the light whose optical path has been changed by the first optical path changing unit 32b from entering the second optical waveguide 42a.

受光素子５０は、第２光導波路４２ａから照射される光を受けて電気信号に変換する機能を担っている。光を受ける受光素子５０としては、例えばフォトディテクタ（ＰＤ；Photo Diode）など種々の受光素子が適用できる。この受光素子としてＰＤを採用する場合
は、応答速度の速い素子が好ましく、例えばＰＩＮ−ＰＤなどが挙げられる。この受光素子５０としては、面方向Ｄ３，Ｄ４−Ｄ５，Ｄ６に実装することができ、Ｄ６方向に伝播する光を受けて光電変換をする受光素子が好ましい。かかる受光素子では、第２光導波路４２ａに良好に光を入射することができる。 The light receiving element 50 has a function of receiving light irradiated from the second optical waveguide 42a and converting it into an electric signal. As the light receiving element 50 that receives light, for example, various light receiving elements such as a photodetector (PD) can be applied. When the PD is used as the light receiving element, an element having a high response speed is preferable, for example, PIN-PD. The light receiving element 50 is preferably a light receiving element that can be mounted in the plane directions D3, D4-D5, and D6 and that performs photoelectric conversion by receiving light propagating in the D6 direction. In such a light receiving element, light can be favorably incident on the second optical waveguide 42a.

受光素子５０は、１つの素子に１つの光電変換部を有していても、１つの素子に複数の光電変換部を有していてもよい。本実施形態の受光素子５０は、１つの素子に１つの光電変換部を有している。１つの光電変換部は、１つの貫通孔４０ａに対応して配置される。つまり、この１つの光電変換部は、１つの第２光導波路４２ａに対応して配置される。 The light receiving element 50 may have one photoelectric conversion unit in one element, or may have a plurality of photoelectric conversion units in one element. The light receiving element 50 of the present embodiment has one photoelectric conversion unit in one element. One photoelectric conversion unit is arranged corresponding to one through hole 40a. That is, this one photoelectric conversion unit is arranged corresponding to one second optical waveguide 42a.

回路素子６０は、受光素子５０と電気的に接続されている。この回路素子６０は、受光素子５０で受光する光信号強度に応じて出力される電流信号を電圧信号に変換して出力している。また、この回路素子６０は、信号の波形を制御したり、ノイズ成分を除去したりする機能を併せ持っていてもよい。なお、受光素子５０で発する電気信号の出力が小さい場合、信号を増幅する機能を担っていても良い。この信号増幅機能は、受光素子５０自体が有していてもよい。また、この回路素子６０は、論理演算および数値計算を行う機能を有していてもよい。 The circuit element 60 is electrically connected to the light receiving element 50. The circuit element 60 converts a current signal output according to the intensity of an optical signal received by the light receiving element 50 into a voltage signal and outputs the voltage signal. The circuit element 60 may have a function of controlling a signal waveform or removing a noise component. In addition, when the output of the electrical signal emitted by the light receiving element 50 is small, it may have a function of amplifying the signal. The light receiving element 50 itself may have this signal amplification function. The circuit element 60 may have a function of performing logical operation and numerical calculation.

電気配線７０は、第１電気配線７１、第２電気配線７２、第３電気配線７３、第４電気配線７４、接続導体７５を有している。 The electrical wiring 70 includes a first electrical wiring 71, a second electrical wiring 72, a third electrical wiring 73, a fourth electrical wiring 74, and a connection conductor 75.

第１電気配線７１および第２電気配線７２は、光伝送基板１１において、受光素子５０と回路素子６０とを電気的に接続する機能を担っている。 The first electrical wiring 71 and the second electrical wiring 72 have a function of electrically connecting the light receiving element 50 and the circuit element 60 in the optical transmission board 11.

第１電気配線７１は、第２基体４０の上面に形成されている。この第１電気配線７１は、第１端部が受光素子５０に接続され、第２端部が回路素子６０または基準電位に電気的に接続されている。第２電気配線７２は、第２基体４０の上面に形成されている。この第２電気配線７２は、第１端部が回路素子６０に接続され、第２端部が受光素子５０および基準電位を含む種々の部位に電気的に接続されている。この第１電気配線７２の一部は、第２基体４０の内部または上面などに設けられる導体を介して、第１電気配線７１に電気的に接続されている。 The first electric wiring 71 is formed on the upper surface of the second base body 40. The first electric wiring 71 has a first end connected to the light receiving element 50 and a second end electrically connected to the circuit element 60 or the reference potential. The second electric wiring 72 is formed on the upper surface of the second base body 40. The second electric wiring 72 has a first end connected to the circuit element 60 and a second end electrically connected to the light receiving element 50 and various parts including the reference potential. A part of the first electric wiring 72 is electrically connected to the first electric wiring 71 through a conductor provided inside or on the upper surface of the second base body 40.

第３電気配線７３および第４電気配線７４は、第２基体４０と第２基体４０とを電気的に接続する機能を担っている。第３電気配線７３は、第２基体４０の下面に形成されている。この第３電気配線７３は、第１端部が第２基体４０の内部または上面などに設けられる導体を介して、第１電気配線７１および第２電気配線７３を含む種々の部位に電気的に接続されている。この第３電気配線７３は、第２端部が第４電気配線７４に接続されている。この第４電気配線７４は、第２基体４０の上面に形成されている。この第４電気配線７４は、第３電気配線７３と対向して配置されている。この第４電気配線７４は、第１端部が第３電気配線７３に接続され、第２端部が電源および基準電位を含む種々の部位に電気的に接続されている。 The third electrical wiring 73 and the fourth electrical wiring 74 have a function of electrically connecting the second base 40 and the second base 40. The third electrical wiring 73 is formed on the lower surface of the second base body 40. The third electric wiring 73 is electrically connected to various parts including the first electric wiring 71 and the second electric wiring 73 through a conductor having a first end provided inside or on the upper surface of the second base body 40. It is connected. The third electric wiring 73 has a second end connected to the fourth electric wiring 74. The fourth electric wiring 74 is formed on the upper surface of the second base body 40. The fourth electrical wiring 74 is disposed to face the third electrical wiring 73. The fourth electrical wiring 74 has a first end connected to the third electrical wiring 73 and a second end electrically connected to various parts including a power source and a reference potential.

第１電気配線７１と第２電気配線７２との接続、および第３電気配線７３と第４電気配線７４との接続は、接続導体７５を介して行われている。この接続導体７５としては、例えば金属バンプ、導電性接着剤、異方性導電材料などが挙げられる。 The connection between the first electric wiring 71 and the second electric wiring 72 and the connection between the third electric wiring 73 and the fourth electric wiring 74 are made through a connection conductor 75. Examples of the connection conductor 75 include a metal bump, a conductive adhesive, and an anisotropic conductive material.

なお、電気配線７０の上には、樹脂絶縁層としてソルダレジスト層が設けられていてもよい。ソルダレジスト層は、電気配線７０を含む領域の上面に、ラミネート法、またはスピンコートおよびドクターブレードに代表される塗布法を用いることで作製することができる。 Note that a solder resist layer may be provided as a resin insulating layer on the electric wiring 70. The solder resist layer can be produced by using a laminating method or a coating method typified by spin coating and a doctor blade on the upper surface of the region including the electric wiring 70.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本実施形態では、第２基体４０に第２光導波路４２ａが形成されている。しかし、このような形態に限られない。例えば、図７に示したように、第１基体２０Ａに貫通孔２０Ａａが形成され、この貫通孔２０Ａａに第２光導波路２２Ａａが形成されていてもよい。この貫通孔２０Ａａには、第２クラッド部２１および第２コア部２２が設けられている。この場合には、第１基体２０Ａの上に光電変換素子５０、駆動素子６０、電気配線７０などが形成され、かかる第１基体２０Ａが第２基体４０の代替機能を奏する。 In the present embodiment, the second optical waveguide 42 a is formed on the second base 40. However, it is not limited to such a form. For example, as shown in FIG. 7, a through hole 20Aa may be formed in the first base 20A, and a second optical waveguide 22Aa may be formed in the through hole 20Aa. A second cladding portion 21 and a second core portion 22 are provided in the through hole 20Aa. In this case, the photoelectric conversion element 50, the driving element 60, the electric wiring 70, and the like are formed on the first base body 20A, and the first base body 20A functions as a substitute for the second base body 40.

また、第１光路変更部２２ｂが光学的に結合されるのは、第２光導波路４２ａに限られない。例えば、光電変換素子５０に光学的に直接結合していてもよいし、他の光路変更部に光学的に結合していてもよく、種々の光学的な構成への結合が考慮される。 Further, the optical coupling of the first optical path changing unit 22b is not limited to the second optical waveguide 42a. For example, it may be optically coupled directly to the photoelectric conversion element 50, or may be optically coupled to another optical path changing unit, and coupling to various optical configurations is considered.

１０、１０Ａ・・・受光モジュール
１１・・・光伝送基板
２０、２０Ａ・・・第１基体（基体）
２０Ａａ・・・貫通孔
２２Ａａ・・・第２光導波路
３０・・・光学層
３０ａ・・・窪み部
３１・・・第２クラッド部
３２・・・第２コア部
３２ａ・・・第１光導波路（光導波路）
３２ｂ・・・第１光路変更部
３２ｃ・・・第２光路変更部
３３・・・導電体層
４０・・・第２基体（第２の基体）
４０ａ・・・貫通孔
４１・・・第１クラッド部
４２・・・第１コア部
４２ａ・・・第２光導波路（第２の光導波路）
５０・・・光電変換素子
６０・・・駆動素子
７０・・・電気配線
７１・・・第１電気配線
７２・・・第２電気配線
７３・・・第３電気配線
７４・・・第４電気配線
７５・・・接続導体 10, 10A ... light receiving module 11 ... optical transmission board 20, 20A ... first base (base)
20Aa ... through hole 22Aa ... second optical waveguide 30 ... optical layer 30a ... depression 31 ... second cladding 32 ... second core 32a ... first optical waveguide (Optical waveguide)
32b ... 1st optical path changing part 32c ... 2nd optical path changing part 33 ... Conductor layer 40 ... 2nd base | substrate (2nd base | substrate)
40a ... through hole 41 ... first clad part 42 ... first core part 42a ... second optical waveguide (second optical waveguide)
50 ... Photoelectric conversion element 60 ... Drive element 70 ... Electric wiring 71 ... First electric wiring 72 ... Second electric wiring 73 ... Third electric wiring 74 ... Fourth electric Wiring 75 ... Connection conductor

Claims

A substrate and an optical layer formed on the substrate;
The optical layer has an optical waveguide through which light is transmitted in a first direction, and an indented portion located at an end of the optical waveguide in the first direction and recessed from the upper surface,
The recess is in contact with an end of the optical waveguide, and changes the optical path in the direction opposite to the substrate between the first direction and the second direction, and the first light guide. A second optical path changing unit that is positioned away from the waveguide and facing the first optical path changing unit, and that changes the optical path between the first direction and the other direction;
The inclination angle of the second optical path changing unit (the angle between the surface of the second optical path changing unit and the first direction) is the inclination angle of the first optical path changing unit (the surface of the first optical path changing unit and the An optical transmission substrate that is smaller than the angle formed by the first direction.

2. The optical transmission substrate according to claim 1, further comprising a second substrate that is formed so as to penetrate in the second direction and has a second optical waveguide through which light is transmitted in the second direction.

Further comprising a conductor layer formed below the optical layer, the optical transmission substrate according to claim 1 or 2.

The optical conductor according to claim 3 , wherein the conductor layer constitutes a bottom surface of the recess.

The optical transmission base according to claim 1, wherein the base is formed so as to penetrate in the second direction, and a third optical waveguide that transmits light in the second direction is formed.

The optical layer is formed of a resin material,
The recess portion is formed using a laser, an optical transmission substrate according to any one of claims 1 to 5.

An optical transmission substrate according to any one of claims 1 to 6 ;
And a light receiving element that performs photoelectric conversion of light input through the second optical waveguide.