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公開番号2024083662
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-24
出願番号2022197581
出願日2022-12-12
発明の名称光導波路基板、光モジュールおよび光モジュールの製造方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 6/12 20060101AFI20240617BHJP(光学)
要約【課題】光照射による、光学素子と電気回路基板の間のアンダーフィルの硬化が、より促進される光導波路基板等を提供する。
【解決手段】光導波路基板は、円柱状または角柱状に形成され、第1の方向に線状に延伸するコアと、シート状に光透過部材により形成され、コアの外周面を覆うクラッドと、クラッドの第1の主面の一端部に設けられ、光学素子が実装される第1の領域と、第1の主面の反対側の第1の領域と向かい合う領域内に設けられ、第1の方向の他端部側から一端部側にコア内を伝搬する光を、第1の主面の垂直方向に反射して第1の領域に入射させる第1のミラーと、第1の主面の反対側の第1の領域と少なくとも一部が向かい合う領域内に設けられ、第1の方向の一端部側から他端部側にコア内を伝搬する光を、反射前の光軸と反射後の光軸とがなす角度が鈍角となる方向に反射して第1の領域に入射させる第2のミラーと、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
円柱状または角柱状に形成され、第１の方向に線状に延伸するコアと、
シート状に光透過部材により形成され、前記コアの外周面を覆うクラッドと、
前記クラッドの第１の主面における前記第１の方向の一端部に設けられ、光学素子が実装される第１の領域と、
前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と向かい合う領域内に、前記第１の方向の一端部側から他端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第１の傾斜面に形成され、前記第１の方向の他端部側から一端部側に前記コア内を伝搬する光を、前記第１の主面に対して垂直方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第１のミラーと、
前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と少なくとも一部が向かい合う領域内に、前記第１の方向の他端部側から一端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第２の傾斜面に形成され、前記第１の方向の一端部側から他端部側に前記コア内を伝搬する光を、反射前の光軸と反射後の光軸とがなす角度が鈍角となる方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第２のミラーと、
を有する、
ことを特徴とする光導波路基板。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域より前記一端部側の領域内に、前記第１の方向の前記他端部側から前記一端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第３の傾斜面に形成され、前記第１の主面から入射した光を前記コアの中で前記第２のミラーに向けて反射する第３のミラーを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路基板。
【請求項３】
前記第２のミラーと前記第３のミラーとの間に前記コアが不連続となる第１の不連続部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の光導波路基板。
【請求項４】
前記第２のミラーの算術平均粗さが０．１μｍから１０μｍの範囲である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光導波路基板。
【請求項５】
前記第２のミラーのうちで前記コアに対応する領域が前記コアの方向に凸状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光導波路基板。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光導波路基板と、
前記第１の領域において、前記クラッドに実装された光学素子と、
前記光学素子と前記クラッドの間に充填され、光硬化性を有するアンダーフィルと、
を有する、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
前記アンダーフィルが、
フロンタル重合する性質、酸増殖反応する性質、または塩基増殖反応する性質を備えた樹脂である、
ことを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記クラッドの前記第１の主面に電極が形成され、
前記電極と前記光学素子とがバンプによって接続されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項９】
光導波路基板に光学素子を実装する光モジュールの製造方法であって、
前記光導波路基板は、
円柱状または角柱状に形成され、第１の方向に線状に延伸するコアと、
シート状に光透過部材により形成され、前記コアの外周面を覆うクラッドと、
前記クラッドの第１の主面における前記第１の方向の一端部に設けられ、光学素子が実装される第１の領域と、
前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と向かい合う領域内に、前記第１の方向の一端部側から他端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第１の傾斜面に形成され、前記第１の方向の他端部側から一端部側に前記コア内を伝搬する光を、前記第１の主面に対して垂直方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第１のミラーと、
前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と少なくとも一部が向かい合う領域内に、前記第１の方向の他端部側から一端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第２の傾斜面に形成され、前記第１の方向の一端部側から他端部側に前記コア内を伝搬する光を、反射前の光軸と反射後の光軸とがなす角度が鈍角となる方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第２のミラーと、
を有し、
前記第１の領域に前記光学素子を実装し、
前記光学素子と前記クラッドの間に、光硬化性を備えたアンダーフィルを充填し、
前記コアから前記第２のミラーに向かって前記アンダーフィルを光硬化させる光を入射させる、
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記アンダーフィルを光硬化させる光を入射した後に、
前記第２のミラーの前記一端部側の前記コアに、前記コアから前記第２のミラーへの光の入射をブロックする遮光部材を取り付ける、
ことを特徴とする請求項９に記載の光モジュールの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路基板等に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理装置では、大容量化、高速化のために光通信の利用が盛んになっている。そして、光通信を行うために様々な光モジュールが開発されている。このような光モジュールの一種に、光導波路を備えた配線板（以降、光導波路基板と称する）を利用するものがある。光導波路基板としては、例えば、フレキシブルプリント配線板に複数の光導波路を形成したものが用いられる。このような光モジュールでは、小型化のために、光導波路基板の端部に、光学素子をフェイスダウン実装した構成が提案されている。フェイスダウン実装では、光学素子の受光面あるいは発光面が光導波路基板の主面に対向される。また、光導波路の端部に、光導波路の光軸と４５度をなす反射面（ミラー）が設けられる。この反射面によって、光導波路中を伝搬する光が垂直に反射される。この反射によって、光導波路中を伝搬する光を光学素子の受光面に導くことができる。あるいは、光学素子から出射された光を、光導波路に導くことができる。
【０００３】
光学素子のフェイスダウン実装では、例えば、はんだバンプや金バンプ等の導電性接合材によって光学素子とフレキシブル基板の配線とが接続される。そして、この接続部を保護するために、アンダーフィルの樹脂が、接続部の周囲に充填される。つまり、光素子とフレキシブル基板の間の接続部を含む部分にアンダーフィルが充填される。このような構成を持つ光モジュールの技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１の光モジュールは、電気回路基板（本願の光導波路基板に相当）と、電気回路基板に接合された光素子（本願の光学素子に相当）とを備えている。電気回路基板は、光透過性樹脂基板を備え、光素子が接合された面と反対側の面には、光導波路が設けられている。光導波路は、第１クラッド層、コア、および第２クラッド層の積層からなる。光素子は、その発光部（または受光部）を電気回路基板に向けた状態（フェイスダウン）で、回路基板に実装されている。また、バンプおよび実装用パッドを介して、光素子が回路基板の電気回路に接続されている。
【０００５】
光導波路の一端部には、コアの長手方向に対して４５度傾斜した傾斜面が形成されている。そして、その傾斜面に位置するコアの部分は、光反射面になっている。このような構成により、上記光素子の発光部（または受光部）とコアとが光結合されている。また、光素子の発光部（または受光部）と、電気回路基板の光透過性樹脂基板との間が、光透過性樹脂硬化物（アンダーフィル）で埋められている。そして、光透過性樹脂硬化物の硬化にあたっては、まず、光素子の背面側（発光部の反対側）からＵＶ（ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ、紫外線）が照射される。これにより、アンダーフィルが部分的に硬化される。この部分的な硬化によって光素子が仮固定される。その後、熱硬化によって、未硬化部分（ＵＶが照射されなかった部分）が硬化される。これにより、アンダーフィルが完全に硬化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１３／０６９１００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術では、熱硬化前の光照射の段階において、光素子と電気回路基板との間の部分のアンダーフィルが、ほとんど硬化されない。光素子の背面からＵＶが照射されることが、その原因である。つまり光素子の陰になる部分のアンダーフィルには、ＵＶ光が照射されない。このため、ＵＶ光の光照射だけでは、光素子と電気回路基板の間のアンダーフィルの硬化が進まないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、光照射による、光学素子と電気回路基板の間のアンダーフィルの硬化が、より促進される光導波路基板等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の光導波路基板は、円柱状または角柱状に形成され、第１の方向に線状に延伸するコアと、シート状に光透過部材により形成され、前記コアの外周面を覆うクラッドと、前記クラッドの第１の主面における前記第１の方向の一端部に設けられ、光学素子が実装される第１の領域と、前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と向かい合う領域内に、前記第１の方向の一端部側から他端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第１の傾斜面に形成され、前記第１の方向の他端部側から一端部側に前記コア内を伝搬する光を、前記第１の主面に対して垂直方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第１のミラーと、前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と少なくとも一部が向かい合う領域内に、前記第１の方向の他端部側から一端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第２の傾斜面に形成され、前記第１の方向の一端部側から他端部側に前記コア内を伝搬する光を、反射前の光軸と反射後の光軸とがなす角度が鈍角となる方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第２のミラーと、を有する。
【００１０】
また、本発明の光モジュールは、上記の光導波路基板と、前記第１の領域において、前記クラッドに実装された光学素子と、前記光学素子と前記クラッドの間に充填され、光硬化性を有するアンダーフィルと、を有する
また、本発明の光モジュールの製造方法は、光導波路基板に光学素子を実装する光モジュールの製造方法であって、前記光導波路基板は、円柱状または角柱状に形成され、第１の方向に線状に延伸するコアと、シート状に光透過部材により形成され、前記コアの外周面を覆うクラッドと、前記クラッドの第１の主面における前記第１の方向の一端部に設けられ、光学素子が実装される第１の領域と、前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と向かい合う領域内に、前記第１の方向の一端部側から他端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第１の傾斜面に形成され、前記第１の方向の他端部側から一端部側に前記コア内を伝搬する光を、前記第１の主面に対して垂直方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第１のミラーと、前記第１の主面の反対側の面であって前記第１の領域と少なくとも一部が向かい合う領域内に、前記第１の方向の他端部側から一端部側に向かうにつれて前記第１の主面から遠ざかる第２の傾斜面に形成され、前記第１の方向の一端部側から他端部側に前記コア内を伝搬する光を、反射前の光軸と反射後の光軸とがなす角度が鈍角となる方向に反射することで前記第１の領域に入射させる第２のミラーと、を有し、前記第１の領域に前記光学素子を実装し、前記光学素子と前記クラッドの間に、光硬化性を備えたアンダーフィルを充填し、前記コアから前記第２のミラーに向かって前記アンダーフィルを光硬化させる光を入射させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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