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JP3901067B2 - Optical communication module and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP3901067B2 - Optical communication module and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いる光通信モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、光導波路および電気回路を備えた光通信モジュールにおいては、光導波路および光学部品の位置精度を確保するために、光導波路および光学部品を電気回路の構成部品やパッケージとは別部品として、プレーナ光波回路(Planar Lightwave Circuit :PLC)を形成したシリコン基板などの基板上に形成したり配置している(例えば、特許文献1〜4参照)。
【0003】
特許文献1に開示されている光通信モジュールは、図11に示すように、光半導体素子70がPLCを形成した基板80上に配置され、当該基板80がパッケージ90内に収納されている。同様に、特許文献2に開示されている光通信モジュールは、図12に示すように、光半導体素子であるレーザダイオード71がPLCを形成した基板(シリコン基板)80上に配置され、当該基板80がパッケージ90内に収納されている。また、特許文献3に開示されている光通信モジュールは、図13に示すように、光半導体素子72〜74がPLCを形成した基板80上に配置され、当該基板80がパッケージ90内に収納されている。また、特許文献4に開示されている光通信モジュールは、図14に示すように、それぞれ光半導体素子であるレーザダイオード75およびフォトダイオード76,77がPLCを形成した基板80上に配置され、当該基板80がパッケージ90内に収納されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−274121号公報(第4頁−第5頁、図1〜図3)
【特許文献2】
特開平11−176966号公報(第4頁−第5頁、図1、図2)
【特許文献3】
特開2001−305364号公報(第3頁、図1、図2)
【特許文献4】
特開2002−94170号公報(第4頁−第5頁、図1、図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各従来構成の光通信モジュールでは、光半導体素子をシリコン基板などの比較的高価な基板80上に配置し当該基板80とは別部品のパッケージ90内に収納しているので、部品点数が多く、光接続や電気接続を行う組立時に工数が多くなるという不具合があった。
【0006】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来に比べて部品点数の削減および組立時の工数の削減を図れる光通信モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、外部の光ファイバに光結合し光回路を形成するコア部が埋設されパッケージの一部を構成する合成樹脂製の基板と、基板の一表面側に設けられ光回路に光結合する光半導体素子と、光半導体素子と協働する電気集積回路素子とを備え、前記基板には、光半導体素子と電気集積回路素子とを電気的に接続する電気回路パターンが形成されるとともに、光半導体素子を位置決めする位置決め部が形成されてなることを特徴とするものであり、コア部と光半導体素子と電気回路パターンとがパッケージの一部を構成する基板に配置されているので、従来のようにプレーナ光波回路(PLC)が形成され光半導体素子が配置されたシリコン基板などの基板とパッケージとが別部品である場合に比べて部品点数を削減できて低コスト化を図れ、また、光半導体素子を位置決めする位置決め部が基板に形成されているので、組立時に位置合わせが必要となる工程が簡単になる。なお、請求項1における光半導体素子は、発光ダイオード、レーザダイオード(半導体レーザ)のような発光素子、フォトダイオードのような受光素子を含む概念である。
【0008】
また、請求項1の発明は、光半導体素子および電気集積回路素子および電気回路パターンを覆うように前記基板に気密的に固着されたカバーと、前記基板の側面に設けられ電気集積回路素子に電気的に接続された外部接続端子とを備えているので、パッケージ内への塵や埃などの異物の侵入を防止することができ、光通信モジュールの信頼性が向上する。
【0009】
また、請求項1の発明では、カバーは、前記基板との対向面に電気集積回路素子が配置されるとともに、電気集積回路素子と光半導体素子とを電気的に接続する電気回路パターンの一部が形成されているので、前記基板の厚み方向に直交する面内におけるパッケージの小型化が可能となる。また、カバーに配置された電気集積回路素子を光半導体素子に隣接して前記基板上に配置する場合に比べて、電気集積回路素子と光半導体素子との間で前記基板を通じて伝わる熱を少なくでき、互いの熱によるそれぞれの動作特性への影響を少なくすることができる。
【0010】
請求項の発明は、請求項の発明において、前記カバーと前記基板とが凹凸嵌合し、前記カバーと前記基板との互いの合わせ面に前記電気回路パターンが延設されているので、前記カバーに配置された前記電気集積回路素子と前記基板に配置された光半導体素子との間の電気的な接続の信頼性が向上するとともに、前記パッケージの気密性のアップによる信頼性の向上が図れる。
【0011】
請求項の発明は、請求項1の発明において、前記基板と前記カバーとで前記パッケージが構成され、前記パッケージの外面側に放熱板が設けられているので、放熱性を高めることができ、前記各素子の発熱による前記基板の変形を防止することができるから、光結合部の位置ずれが生じるのを防止できて光結合効率の低下を抑制できるとともに光回路での伝送損失の増加を抑制することができ、さらに前記各素子の特性変動を抑制することができる。
【0012】
請求項の発明は、請求項1の発明において、前記基板と前記カバーとで前記パッケージが構成され、前記パッケージの外面に被着され前記外部接続端子と電気的に接続された金属膜を備えているので、金属膜がシールド膜としての機能と遮光膜としての機能とを有することとなり、シールド効果による高周波ノイズの防止と遮光効果による前記各素子の誤動作防止を図ることができる。
【0013】
請求項の発明は、請求項1ないし請求項のいずれかに記載の光通信モジュールの製造方法であって、前記基板を形成するにあたって、キャリア基板の一面側にフォトレジストを塗布してパターニングする過程を複数回繰り返すことで前記コア部のコア材料の注入溝および前記位置決め部が一表面側に形成され光導波路の下部クラッド層を兼ねる合成樹脂製のベースのマスタ型を形成する工程と、前記マスタ型を電気めっきにより転写して金型を形成する工程と、当該金型を用いてベースを成形する工程と、ベースにおける注入溝にベースよりも屈折率の高い前記コア材料を注入して前記コア部を形成する工程と、前記コア部よりも屈折率の低い合成樹脂からなり前記コア部を覆う上部クラッド層をベースの前記一表面側に形成する工程と、上部クラッド層を形成した後で前記電気回路パターンを形成する工程とを備えることを特徴とし、従来に比べて部品点数の削減および組立時の工数の削減を図れる光通信モジュールを提供することができる。また、前記マスタ型を電気めっきにより転写して形成した金型を利用することで量産化対応による低コスト化が可能となる。
【0014】
請求項の発明は、請求項の発明において、前記電気回路パターンを形成する工程では、前記基板の前記一表面に導電性薄膜を形成する過程と、導電性薄膜のうち前記電気回路パターンに対応した部分と周辺の不要部分との境界領域へレーザビームを照射して縁切りする過程と、導電性薄膜のうち前記電気回路パターンに対応した部分にめっきを施す過程と、導電性薄膜のうち不要部分を除去する過程とを有するので、前記位置決め部を有する前記基板の前記一表面側に精度良く電気回路パターンを形成することができる。また、導電性薄膜の不要部分全体にレーザビームを照射する場合に比べてレーザビームの照射時間を短縮することができて生産性を向上でき、しかもめっき材料の無駄が少なくなって低コスト化を図れる。
【0015】
【発明の実施の形態】
(参考例)
本参考例の光通信モジュールは、図2に示すように、光回路を形成するコア部12が埋設された合成樹脂製の基板10と、基板10の一表面側(図2における上面側)に固着される合成樹脂製のカバー20とで構成されるパッケージ1を備えており、基板10の側面に複数本の外部接続端子17(図1参照)が設けられている。また、パッケージ1は、外部から導入されコア部12に光結合する2本の光ファイバ2(図2には1本しか図示されていない)を保持している。ここにおいて、パッケージ1は、基板10の上記一表面に、各光ファイバ2のそれぞれの被覆3を剥いだ端部を位置決めする2つの位置決め溝14a,14b(図1参照)と、各位置決め溝14a,14bに連通し光ファイバ2を当該光ファイバ2の被覆3を含めて固定する固定溝15a,15b(図1参照)とが形成されている。なお、固定溝15a,15bは、位置決め溝14a,14bよりも深さ寸法および幅寸法が大きく設定されており、各固定溝15a,15bの内底面には、カバー20における対向面から突設された突起28とともに光ファイバ2の被覆3を保持する保持突起18が突設されている。ここに、各光ファイバ2はパッケージ1に対して接着剤で接着してもよい。
【0016】
コア部12は、図1に示すように、上述の各光ファイバ2およびパッケージ1内に収納された受信用のフォトダイオード(以下、受信用フォトダイオードと称す)32およびパッケージ1内に収納され受信用フォトダイオード32と離間して配置された送信用のレーザダイオード(以下、送信用レーザダイオードと称す)33それぞれに光結合する平面形状に形成されている。また、コア部12の途中には所定の透過特性を有する多層膜フィルタ31が挿入されている。ここにおいて、多層膜フィルタ31の透過特性は、第1の規定波長(本参考例では、1.31μm)の光信号を選択的に透過させ且つ第2の規定波長(本参考例では、1.55μm)の光信号を反射するように設定されており、基板10の上記一表面に形成された位置決め溝14aにより位置決めされた光ファイバ2からコア部12へ入射した光は多層膜フィルタ31へ導かれる。
【0017】
しかして、本参考例の光通信モジュールでは、位置決め溝14aにより位置決めされた光ファイバ2からコア部12へ入射された第1の規定波長の光信号は多層膜フィルタ31を透過して受信用フォトダイオード32へ導かれて受信用フォトダイオード32にて電気信号に変換され、また、コア部12へ入射された第2の規定波長の光信号は多層膜フィルタ31にて反射され位置決め溝14bにより位置決めされた光ファイバ2へ導かれる。
【0018】
ここにおいて、受信用フォトダイオード32から出力される電気信号は、パッケージ1内に収納された電気集積回路素子35と電子部品37とで構成される第1の信号処理回路にて増幅され、第1の信号処理回路から出力される信号は外部接続端子17を通して外部機器(図示せず)へ取り出すことができる。また、送信用レーザダイオード33は、パッケージ1内に収納された電気集積回路素子36と電子部品38とで構成される第2の信号処理回路から与えられる電気信号にて発振して光信号を送信する。送信用レーザダイオード33から出力されコア部12へ入射した光信号は多層膜フィルタ31を透過し位置決め溝14aに位置決めされている光ファイバ2を通して送信される。第2の信号処理回路は、外部接続端子17を通して外部機器から受信した制御信号を上記電気信号に変換して送信用レーザダイオード33へ与えるように構成されている。なお、パッケージ1内には、送信用レーザダイオード33の出力などを監視するモニタ用のフォトダイオード(以下、モニタ用フォトダイオードと称す)34も収納されている。また、本参考例では、受信用フォトダイオード32、送信用レーザダイオード33およびモニタ用フォトダイオード34それぞれが光半導体素子を構成しており、電気集積回路素子35,36が光半導体素子と協働する電気集積回路素子を構成している。
【0019】
ところで、基板10は、上記一表面に収納凹所10aが形成されており、収納凹所10aの内底面に、多層膜フィルタ31、受信用フォトダイオード32、送信用レーザダイオード33、モニタ用フォトダイオード34それぞれが位置決めされる4つの位置決め凹部10c,10d,10e,10fが形成されており、コア部12に対して容易に光結合(光接続)することができるようになっている。すなわち、多層膜フィルタ31は、位置決め凹部10cに図2の上方から挿入することで基板10およびコア部12に対して位置決めされてコア部12と光結合可能となる。同様に、受信用フォトダイオード32は、位置決め凹部10dに図2の上方から挿入することで基板10およびコア部12に対して位置決めされてコア部12と光結合可能となり、送信用レーザダイオード33は、位置決め凹部10eに図2の上方から挿入することで基板10およびコア部12に対して位置決めされてコア部12と光結合可能となり、モニタ用フォトダイオード34は、位置決め凹部10fに図2の上方から挿入することで基板10に対して位置決めされることになる。なお、本参考例では、位置決め凹部10d〜10fそれぞれが光半導体素子を位置決めする位置決め部を構成しているが、各位置決め部は、凹部と凸部との少なくとも一方により光半導体素子を位置決めできる形状に形成すればよい。
【0020】
また、基板10は、上記収納凹所10aの内底面上に、上述の各電気集積回路素子35,36や電子部品37,38などが配設されるとともに、複数の電気回路パターン16が形成されており、受信用フォトダイオード32と電気集積回路素子35とは電気回路パターン16を介して電気的に接続され、送信用レーザダイオード33と電気集積回路素子36とは別の電気回路パターン16を介して電気的に接続されている。また、上記各信号処理回路と外部接続端子17との間も電気回路パターン16を介して電気的に接続されている。
【0021】
上述のカバー20は、上記各光半導体素子および電気集積回路素子35,36および電気回路パターン16を覆うように基板10に気密的に固着されている。ここに、カバー20は基板10の収納凹所10aと対応する部位に凹所20aが形成されている。したがって、カバー20における凹所20aの周壁20bと、基板10における収納凹所10aの周壁10bとの互いの先端面が合わせ面となっており、両合わせ面が図示しない接着剤を介して固着されている。
【0022】
しかして、本参考例の光通信モジュールでは、コア部12と光半導体素子(受信用フォトダイオード32、送信用レーザダイオード33、モニタ用フォトダイオード34)と電気回路パターン16とがパッケージ1の一部を構成する基板10に配置されているので、図11〜図14に示した各従来構成のようにプレーナ光波回路(PLC)が形成され光半導体素子が配置されたシリコン基板などの基板80とパッケージ90とが別部品である場合に比べて部品点数を削減できて低コスト化を図れ、また、多層膜フィルタ31を位置決めする位置決め凹部10cおよび各光半導体素子それぞれを位置決めする位置決め凹部10d〜10fが基板10に形成されているので、組立時に位置合わせが必要となる工程が簡単になる。また、基板10が熱の影響により収縮したり膨張したりしてもコア部12とコア部12に光結合している各光半導体素子との光相対的な位置精度が保たれるので、周囲温度の変化やパッケージ1内の部品の発熱に起因した温度変動の影響による光結合効率の低下を抑制することができる。
【0023】
なお、基板10においてコア部12を除いた大部分はコア部12に比べて屈折率の低い合成樹脂により形成されている。また、カバー20の材料としては、基板10と同じ合成樹脂を用いることが好ましく、基板10と同じ合成樹脂を採用することにより、温度変動に起因して基板10の周壁10bとカバー20の周壁20bとの互いの先端面の間に隙間が生じるのを防止することができ、パッケージ1内への塵や埃などの異物の侵入を防止することができ、光通信モジュールの信頼性が向上する。また、各光半導体素子はボンディングワイヤW(図2参照)を介して電気回路パターン16と電気的に接続されている。
【0024】
(実施形態
本実施形態の光通信モジュールの基本構成は参考例と略同じであって、図3に示すように、参考例にて説明した電気集積回路素子36がカバー20における凹所20aの内底面に配置され、凹所20aの内底面に形成された電気回路パターン16を介して送信用レーザダイオード33(図1参照)と電気的に接続されている点などが相違する。ここにおいて、基板10およびカバー20それぞれに形成された電気回路パターン16において外部接続端子17に接続される電気回路パターン16は基板10とカバー20との合わせ面(各周壁10b,20bそれぞれの先端面)まで延設されている(つまり、電気回路パターン16は立体配線されている)。なお、参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0025】
しかして、本実施形態の光通信モジュールでは、カバー20における基板10との対向面に、電気集積回路素子36が配置されるとともに、電気集積回路素子36と送信用レーザダイオード33とを電気的に接続する電気回路パターン16の一部が形成されているので、基板10の厚み方向(図3の上下方向)に直交する面内におけるパッケージ1の小型化が可能となる。また、カバー29に配置された電気集積回路素子36を光半導体素子に隣接して基板10上に配置する場合に比べて、電気集積回路素子36と光半導体素子との間で基板10を通じて伝わる熱を少なくでき、互いの熱によるそれぞれの動作特性への影響を少なくすることができる。
【0026】
以下、本実施形態の光通信モジュールの基本となる製造方法について図4〜図7を参照しながら説明する。
【0027】
まず、シリコン基板からなるキャリア基板40の一表面上にスピンコート法などによりフォトレジストを塗布して第1のレジスト層41を形成することによって、図4(a)に示す構造が得られる。なお、第1のレジスト層41の厚みを面内で均一にするためには、キャリア基板40として、表面が平滑で表面粗さが小さく、且つ熱や吸湿に起因した寸法変化の小さな基板を用いることが望ましいので、本実施形態では、キャリア基板40としてシリコン基板を用いている。
【0028】
続いて、リソグラフィ技術(露光および現像)により、コア部12の形成予定領域に対応する部位に溝42が形成されるとともに、各位置決め溝14a,14bおよび各位置決め凹部10c〜10fに対応する部位ではキャリア基板40の上記一表面を露出させる開口部が形成されるように第1のレジスト層41をパターニングし、ベーキングを行うことによって、図4(b)に示す構造が得られる。なお、第1のレジスト層41の材料となるフォトレジストとしては、紫外線またはX線により露光された部分が現像時に除去されるポジ型のフォトレジストを採用してもよいし、露光されていない部分が現像時に除去されるネガ型のフォトレジストを採用するのが良く、透過する光の強度を部分的に変更できるグレースケールマスクや、照射強度を制御可能なレーザを用いることにより、深さの異なる溝42や開口部(各位置決め凹部10c〜10fに対応する部位に形成される開口部)を容易に形成することができる。
【0029】
次に、キャリア基板40の上記一表面側の全面にスピンコート法によりフォトレジストを塗布して第2のレジスト層43を形成することによって、図4(c)に示す構造が得られる。続いて、リソグラフィ技術(露光および現像)により第2のレジスト層43のうち基板10の周壁10bに対応する部位が残るようにパターニングすることで第1のレジスト層41と第2のレジスト層43とからなるマスタ型44を形成することによって、図4(d)に示す構造が得られる。なお、第2のレジスト層43の材料としては、第1のレジスト層41と同様に、ポジ型、ネガ型のいずれのフォトレジストを採用してもよい。ここに、第1のレジスト層41と第2のレジスト層43との一方をネガ型、他方をポジ型とすることで、第2のレジスト層43の現像時に第1のレジスト層41が侵食されるのを防止することができる。また、第1のレジスト層41の現像後にベーキング処理を行うことで、第2のレジスト層43の現像時に第1のレジスト層41が侵食されるのを防止することもできる。
【0030】
マスタ型44を形成した後、電気めっきによる電鋳を行うために、マスタ型44上に金属材料(例えば、ニッケル、銀、銅、クロム、コバルトなど)からなる第1の導電性薄膜(図示せず)を被着し、電気めっきを行うことで第1の金型51が形成され、図4(e)に示す構造が得られる。なお、第1の導電性薄膜の成膜方法としては、例えば、スパッタ法、蒸着法、化学めっき法などを採用すればよいが、電気めっき時にマスタ型44の表面から導電性薄膜が剥がれない程度の密着性が必要であり、上述の成膜方法の中ではスパッタ法が最も適している。ただし、スパッタ法による成膜時にはスパッタリング前にマスタ型44の表面をプラズマにより活性化する処理を行う必要がある。また、電気めっきに用いる金属材料としては、例えば、ニッケル、クロム、コバルト、銅、ニッケル合金などを用いればよいが、表面硬度、耐食性、耐熱性など成形金型として必要な物性を確保するために、少量の添加剤を添加することが好ましい。
【0031】
続いて、キャリア基板40を除去し、マスタ型44を剥離することにより第1の金型51を離型した後、図5(a)に示すように、第1の金型51を上型とし、図5(a)における下側の第2の金型52を下型として、成形を行うことで合成樹脂成形品からなるベース11が形成され、離型することによって、図5(b)に示す構造が得られる。ここにおいて、ベース11の一表面側(図5(b)の上面側)には、参考例にて説明した位置決め溝14a,14b、位置決め凹部10c〜10f(図1参照)およびコア部12のコア材料を注入する注入溝10gが形成されている。なお、注入溝10gは上述のマスタ型44における溝42に対応している。本実施形態では、第1の導電性薄膜の材料と電気めっきに用いる材料の主成分とを同じにしてあり、第1の導電性薄膜が第1の金型51の一部を構成しているが、第1の導電性薄膜の材料と電気めっきに用いる材料とを異ならせてもよい。また、キャリア基板40およびマスタ型44を除去した後に選択エッチングにより第1の金型51に被着している第1の導電性薄膜を除去するようにしてもよい。また、キャリア基板40の除去方法としては、物理的に剥がす方法や、薬品により溶解除去する方法などを採用すればよい。また、マスク型44の剥離には、有機溶剤や市販のレジスト専用剥離剤を用いればよく、レジスト残渣が残る場合には、アルカリ水溶液またはプラズマにより除去すればよい。また、第2の金型52は機械加工により形成してある。また、ベース11の成形方法としては、射出成形や圧縮成形などを行えばよい。ここに、ベース11は光導波路の下部クラッド層を兼ねているので、成形材料としては光導波路のクラッドに適した材料(例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂など)を用いればよい。
【0032】
ベース11を離型した後、図5(c)に示すように、ベース11においてコア部12の形成予定領域に対応した注入溝10gへコア部12の構成材料(以下、コア材料と称す)となる合成樹脂(例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂など)をディスペンサ46などを用いて注入して注入溝10gを埋め込む。なお、コア材料として、ベース11よりも屈折率の高い合成樹脂を用いることは勿論である。また、本実施形態では、注入溝10gへコア材料を注入する際にディスペンサ46を利用しているので、注入溝10g以外の部分にコア材料が付着するのを防止することができる。また、位置決め凹部10c〜10fにはダミー部品を挿入したりマスキングを行ってコア材料の侵入を防ぐようにすることが望ましい。
【0033】
その後、注入溝10gへ注入されたコア材料を紫外線硬化または熱硬化させることによってコア部12が形成され、図5(d)に示す構造が得られる。
【0034】
次に、コア部12を覆うようにクラッド材料を塗布し、紫外線硬化または熱硬化させ上部クラッド層13を形成することで基板10が形成され、図5(e)に示す構造が得られる。なお、本実施形態では、下部クラッド層を兼ねるベース11とコア部12と上部クラッド層13とで光導波路を構成する。また、上部クラッド層13は別部品として接着するようにしてもよい。
【0035】
上述の光導波路を形成した後、基板10の上記一表面側に第2の導電性薄膜からなるめっき下地層47を成膜することによって、図6(a)に示す構造が得られる。なお、めっき下地層47の材料としては、例えば、銅、ニッケル、銀などを採用すればよく、めっき下地層47の成膜方法としては、スパッタ法、蒸着法、化学めっき法などを採用すればよい。ここに、めっき下地層47の厚さが薄すぎると後の電気めっきの際に析出がなされず、厚すぎると次工程であるレーザビームによるめっき下地層47のパターニングが困難となるので、めっき下地層47の厚さは、0.1μm〜10μmの範囲で設定することが望ましい。
【0036】
基板10の上記一表面側にめっき下地層47を形成した後、めっき下地層47のうち基板10上に形成する電気回路パターン16に対応する部分(以下、回路部と称す)47aと周辺の不要部分(以下、非回路部と称す)47bとの境界領域にレーザビームBなどの電磁波を照射してめっき下地層47の一部を除去するパターニングを行うことによって、図6(b)に示す構造が得られる。
【0037】
続いて、めっき下地層47のうち回路部47aに対してのみ電流を流して電気めっきを行って電気回路パターン16を形成することによって、図6(c)に示す構造が得られる。なお、めっき下地層47における非回路部47bには電流を流さないので、非回路部47bがめっきされることはない。また、電気めっきの材料としては、例えば、銅、ニッケル、銀などを採用すればよい。
【0038】
次に、めっき下地層47のうち非回路部47bをエッチング液によるエッチングやプラズマなどによるドライエッチングにより除去することによって、図6(d)に示す構造が得られる。なお、エッチング終了後に、必要に応じて或いは用途に応じて電気回路パターン16に金めっきや半田めっきなどの表面処理を行ってもよい。
【0039】
その後、基板10の上記一表面側へ多層膜フィルタ31を実装し、受信用フォトダイオード32、送信用レーザダイオード33、モニタ用フォトダイオード34などの光半導体素子を実装してから、ワイヤボンディングを行うことでボンディングワイヤWを介して電気回路パターン16と電気的に接続する。さらにその後、基板10の上記一表面側へ電気集積回路素子35,36や電子部品37,38などを実装し、電気回路パターン16と電気的に接続することによって、図7(a)に示す構造が得られる。なお、光半導体素子および電気部品(電気集積回路素子35,36など)の実装の順番は特に限定するものではない。ただし、多層膜フィルタ31と光半導体素子とは高精度に位置決めする必要があるので、各光半導体素子を動作させて光導波路のコア部12へ光を伝搬させ光学測定を行いながら位置決めを行う必要がある。
【0040】
次に、光ファイバ2を基板10の位置決め溝14a,14b(図1参照)により位置決めし、図7(b)の上側に示すカバー20を基板10へ接着剤(図示せず)を用いて固着することによって、図3に示す構造が得られる。なお、光ファイバ2は位置決め溝14a,14bにより高精度に位置決めできるので、光ファイバ2へ光を伝搬させながら位置決めを行う必要がなく、無調整で実装することが可能である。
【0041】
以上説明した製造方法によれば、基板10を形成するにあたって、キャリア基板40の一面側にフォトレジストを塗布してパターニングする過程を複数回繰り返すことでコア部12のコア材料の注入溝10gおよび各光半導体素子それぞれの位置決め部たる位置決め凹部10c〜10fが一表面側に形成され光導波路の下部クラッド層を兼ねる合成樹脂製のベース11のマスタ型44を形成する工程と、マスタ型44を電気めっきにより転写して金型51を形成する工程と、当該金型51を用いてベース11を成形する工程と、ベース11における注入溝10gにベース11よりも屈折率の高い上記コア材料を注入してコア部12を形成する工程と、コア部12よりも屈折率の低い合成樹脂からなりコア部12を覆う上部クラッド層13をベース11の上記一表面側に形成する工程と、上部クラッド層13を形成した後で電気回路パターン16を形成する工程とを備えるので、従来に比べて部品点数の削減および組立時の工数の削減を図れる光通信モジュールを提供することができる。また、上述のマスタ型44を電気めっきにより転写して形成した第1の金型51を利用することで量産化対応による低コスト化が可能となるという利点がある。
【0042】
また、電気回路パターン16を形成する工程では、基板10の上記一表面に導電性薄膜からなるめっき下地層47を形成する過程と、めっき下地層47のうち電気回路パターン16に対応した回路部47aと非回路部47bとの境界領域へレーザビームBを照射して縁切りする過程と、回路部47aに対応した部分にめっきを施す過程と、非回路部47bを除去する過程とを有するので、基板10の上記一表面側に精度良く電気回路パターン16を形成することができる。また、めっき下地層47の非回路部47b全体にレーザビームBを照射する場合に比べてレーザビームBの照射時間を短縮することができて生産性を向上でき、しかもめっき材料の無駄が少なくなって低コスト化を図れるという利点がある。
【0043】
なお、以上説明した製造方法は他の実施形態や参考例の光通信モジュールの製造方法にも適用できる。また、上述の製造方法では、キャリア基板40の一面側にフォトレジストを塗布してパターニングする過程を2回繰り返すことでマスタ型44を形成しており、固定溝15a,15bに対応する部位を形成していないが、繰り返し回数と露光マスクを適宜設計することでマスタ型44に固定溝15a,15bに対応する部位を形成できることは勿論である。
【0044】
ところで、上述の光通信モジュールにおいて、図3および図7(b)に示すように、基板10およびカバー20に形成される電気回路パターン16を立体配線し基板10とカバー20との合わせ面まで延設して導電性ペースト67(図8(a)参照)を介して電気回路パターン16同士を電気的に接続するとともに基板10とカバー20とを接着剤19(図8(a)参照)を介して気密的に固着するようにすれば、カバー20に配置された電気集積回路素子と基板10に配置された光半導体素子との間の電気的な接続の信頼性が向上するとともに、パッケージ1の気密性のアップによる信頼性の向上が図れる。
【0045】
また、図8(a),(b),(c)のいずれかに示したような凹凸嵌合構造を採用すれば、基板10とカバー20との相対的な位置決めが容易になるとともに、パッケージ1の気密性をさらにアップすることができる。図8(a),(b)では、基板10における周壁10bの先端面に凹部19を形成するとともに、カバー20における周壁20bの先端面に凹部19と嵌合する凸部29を突設してある。また、図8(c)では、カバー20における周壁20bの先端面に凸部27を突設してある。なお、周壁10bは外側面に外部接続端子17を有している部分においては凹部19を形成せず、周壁20bにおいて周壁10bの外側面に外部接続端子17を有している部分と対向している部分には凸部29を突設しない構造となっている。
【0046】
(実施形態
本実施形態の光通信モジュールの基本構成は実施形態と略同じであって、図9に示すように、パッケージ1の外面側に放熱板61が埋設されている点が相違する。なお、実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0047】
本実施形態における放熱板61は受信用フォトダイオード32および送信用レーザダイオード33に接するように基板10に設けられている。ここに、放熱板61としては、熱伝導率が高い金属材料(例えば、アルミニウムや銅または銅合金など)からなる金属板や熱伝導率が高いセラミック材料(例えば、アルミナなど)からなるセラミック板などを採用することができる。
【0048】
基板10に放熱板61を埋め込む方法としては、ベース11の成形時にインサート成形する方法やベース11の成形後に基板10を加工してから接着する方法などがある。また、外部接続端子17をリードフレームの一部により構成し、リードフレームの他の部分を放熱板とする方法も採用できる。
【0049】
しかして、本実施形態の光通信モジュールでは、パッケージ1の外面側に放熱板61が設けられているので、放熱性を高めることができ、各素子(光半導体素子や電気集積回路素子35,36や電子部品37,38など)の発熱による基板10の変形を防止することができるから、光結合部の位置ずれが生じるのを防止できて光結合効率の低下を抑制できるとともに光回路での伝送損失の増加を抑制することができ、さらに各素子の特性変動を抑制することができる。
【0050】
(実施形態
本実施形態の光結合装置の基本構成は実施形態と略同じであって、図10に示すように、パッケージ1の外面に被着され外部接続端子17と電気的に接続された金属膜63を備えている点が相違する。ここにおいて、金属膜63は、基板10およびカバー20の両方に形成されている。なお、実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0051】
しかして、本実施形態の光通信モジュールでは、パッケージ1の外面に被着された金属膜63がシールド膜としての機能と遮光膜としての機能とを有することとなり、シールド効果による高周波ノイズの防止と遮光効果による前記各素子の誤動作防止を図ることができる。
【0052】
また、金属膜63を電気回路パターン16と同じ材料により構成すれば、金属膜63を電気回路パターン16と同時形成することが可能となり、新たな工程を追加することなく光導波路の伝送損失の増加を抑制することが可能となる。
【0053】
【発明の効果】
請求項1の発明は、外部の光ファイバに光結合し光回路を形成するコア部が埋設されパッケージの一部を構成する合成樹脂製の基板と、基板の一表面側に設けられ光回路に光結合する光半導体素子と、光半導体素子と協働する電気集積回路素子とを備え、前記基板には、光半導体素子と電気集積回路素子とを電気的に接続する電気回路パターンが形成されるとともに、光半導体素子を位置決めする位置決め部が形成されてなるものであり、コア部と光半導体素子と電気回路パターンとがパッケージの一部を構成する基板に配置されているので、従来のようにプレーナ光波回路(PLC)が形成され光半導体素子が配置されたシリコン基板などの基板とパッケージとが別部品である場合に比べて部品点数を削減できて低コスト化を図れるという効果があり、また、光半導体素子を位置決めする位置決め部が基板に形成されているので、組立時に位置合わせが必要となる工程が簡単になるという効果がある。
【0054】
また、請求項1の発明は、光半導体素子および電気集積回路素子および電気回路パターンを覆うように前記基板に気密的に固着されたカバーと、前記基板の側面に設けられ電気集積回路素子に電気的に接続された外部接続端子とを備えているので、パッケージ内への塵や埃などの異物の侵入を防止することができ、光通信モジュールの信頼性が向上するという効果がある。
【0055】
また、請求項1の発明では、カバーは、前記基板との対向面に電気集積回路素子が配置されるとともに、電気集積回路素子と光半導体素子とを電気的に接続する電気回路パターンの一部が形成されているので、前記基板の厚み方向に直交する面内におけるパッケージの小型化が可能となるという効果がある。また、カバーに配置された電気集積回路素子を光半導体素子に隣接して前記基板上に配置する場合に比べて、電気集積回路素子と光半導体素子との間で前記基板を通じて伝わる熱を少なくでき、互いの熱によるそれぞれの動作特性への影響を少なくすることができるという効果がある。
【0056】
請求項の発明は、請求項の発明において、前記カバーと前記基板とが凹凸嵌合し、前記カバーと前記基板との互いの合わせ面に前記電気回路パターンが延設されているので、前記カバーに配置された前記電気集積回路素子と前記基板に配置された光半導体素子との間の電気的な接続の信頼性が向上するとともに、前記パッケージの気密性のアップによる信頼性の向上が図れるという効果がある。
【0057】
請求項の発明は、請求項1の発明において、前記基板と前記カバーとで前記パッケージが構成され、前記パッケージの外面側に放熱板が設けられているので、放熱性を高めることができ、前記各素子の発熱による前記基板の変形を防止することができるから、光結合部の位置ずれが生じるのを防止できて光結合効率の低下を抑制できるとともに光回路での伝送損失の増加を抑制することができ、さらに前記各素子の特性変動を抑制することができるという効果がある。
【0058】
請求項の発明は、請求項1の発明において、前記基板と前記カバーとで前記パッケージが構成され、前記パッケージの外面に被着され前記外部接続端子と電気的に接続された金属膜を備えているので、金属膜がシールド膜としての機能と遮光膜としての機能とを有することとなり、シールド効果による高周波ノイズの防止と遮光効果による前記各素子の誤動作防止を図ることができるという効果がある。
【0059】
請求項の発明は、請求項1ないし請求項のいずれかに記載の光通信モジュールの製造方法であって、前記基板を形成するにあたって、キャリア基板の一面側にフォトレジストを塗布してパターニングする過程を複数回繰り返すことで前記コア部のコア材料の注入溝および前記位置決め部が一表面側に形成され光導波路の下部クラッド層を兼ねる合成樹脂製のベースのマスタ型を形成する工程と、前記マスタ型を電気めっきにより転写して金型を形成する工程と、当該金型を用いてベースを成形する工程と、ベースにおける注入溝にベースよりも屈折率の高い前記コア材料を注入して前記コア部を形成する工程と、前記コア部よりも屈折率の低い合成樹脂からなり前記コア部を覆う上部クラッド層をベースの前記一表面側に形成する工程と、上部クラッド層を形成した後で前記電気回路パターンを形成する工程とを備えるので、従来に比べて部品点数の削減および組立時の工数の削減を図れる光通信モジュールを提供することができるという効果がある。また、前記マスタ型を電気めっきにより転写して形成した金型を利用することで量産化対応による低コスト化が可能となるという利点がある。
【0060】
請求項の発明は、請求項の発明において、前記電気回路パターンを形成する工程では、前記基板の前記一表面に導電性薄膜を形成する過程と、導電性薄膜のうち前記電気回路パターンに対応した部分と周辺の不要部分との境界領域へレーザビームを照射して縁切りする過程と、導電性薄膜のうち前記電気回路パターンに対応した部分にめっきを施す過程と、導電性薄膜のうち不要部分を除去する過程とを有するので、前記位置決め部を有する前記基板の前記一表面側に精度良く電気回路パターンを形成することができるという効果がある。また、導電性薄膜の不要部分全体にレーザビームを照射する場合に比べてレーザビームの照射時間を短縮することができて生産性を向上でき、しかもめっき材料の無駄が少なくなって低コスト化を図れるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例を示し、カバーを取り外した状態の概略斜視図である。
【図2】 同上を示す概略断面図である。
【図3】 実施形態を示す概略断面図である。
【図4】 同上の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図5】 同上の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図6】 同上の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図7】 同上の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図8】 (a)は同上の要部説明図、(b),(c)は同上の要部の他の構成例の説明図である。
【図9】 実施形態を示す概略断面図である。
【図10】 実施形態を示す概略断面図である。
【図11】 従来例を示す概略断面図である。
【図12】 他の従来例を示す一部破断した概略斜視図である。
【図13】 別の従来例を示す概略斜視図である。
【図14】 また別の従来例を示す一部破断した分解斜視図である。
【符号の説明】
1 パッケージ
10 基板
10a 収納凹所
10c〜10f 位置決め凹部
10g 注入溝
11 ベース
12 コア部
13 上部クラッド層
14a,14b 位置決め溝
16 電気回路パターン
17 外部接続端子
20 カバー
31 多層膜フィルタ
32 フォトダイオード(受信用フォトダイオード)
33 レーザダイオード(送信用レーザダイオード)
34 フォトダイオード(モニタ用フォトダイオード)
35,36 電気集積回路素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication module used for optical communication and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical communication module including an optical waveguide and an electric circuit, in order to ensure the positional accuracy of the optical waveguide and the optical component, the optical waveguide and the optical component are separated from the components and package of the electric circuit. It is formed or disposed on a substrate such as a silicon substrate on which a planar lightwave circuit (PLC) is formed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
[0003]
As shown in FIG. 11, the optical communication module disclosed in Patent Document 1 has an optical semiconductor element 70 disposed on a substrate 80 on which a PLC is formed, and the substrate 80 is accommodated in a package 90. Similarly, in the optical communication module disclosed in Patent Document 2, as shown in FIG. 12, a laser diode 71 as an optical semiconductor element is disposed on a substrate (silicon substrate) 80 on which a PLC is formed, and the substrate 80 Is housed in the package 90. Further, in the optical communication module disclosed in Patent Document 3, as shown in FIG. 13, optical semiconductor elements 72 to 74 are arranged on a substrate 80 on which a PLC is formed, and the substrate 80 is accommodated in a package 90. ing. Further, as shown in FIG. 14, the optical communication module disclosed in Patent Document 4 includes a laser diode 75 and photodiodes 76 and 77, which are optical semiconductor elements, arranged on a substrate 80 on which a PLC is formed. A substrate 80 is accommodated in the package 90.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-274121 (pages 4 to 5, FIGS. 1 to 3)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-176966 (pages 4 to 5, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 3]
JP 2001-305364 A (page 3, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 4]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-94170 (pages 4 to 5, FIGS. 1 and 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in each of the conventional optical communication modules described above, since the optical semiconductor element is disposed on a relatively expensive substrate 80 such as a silicon substrate and housed in a package 90 that is separate from the substrate 80, the number of components is reduced. In many cases, the number of man-hours increases during assembly for optical connection and electrical connection.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide an optical communication module that can reduce the number of parts and the number of man-hours during assembly as compared with the prior art, and a method for manufacturing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a synthetic resin substrate that is embedded in a core portion that is optically coupled to an external optical fiber to form an optical circuit, and forms a part of the package. An optical semiconductor element provided on the surface side and optically coupled to an optical circuit, and an electric integrated circuit element cooperating with the optical semiconductor element, and the optical semiconductor element and the electric integrated circuit element are electrically connected to the substrate And a positioning part for positioning the optical semiconductor element is formed, and the core part, the optical semiconductor element, and the electric circuit pattern constitute a part of the package. Compared to the conventional case where a substrate such as a silicon substrate on which a planar lightwave circuit (PLC) is formed and an optical semiconductor element is arranged and a package are separate parts. And can reduce the number of results in low costs, also, the positioning portion for positioning the optical semiconductor element is formed on a substrate, the process required alignment during assembly is simplified. The optical semiconductor element in claim 1 is a concept including a light emitting element such as a light emitting diode and a laser diode (semiconductor laser) and a light receiving element such as a photodiode.
[0008]
  The invention of claim 1 is a lightSemiconductor elements andPowerIntegrated circuit elements andPowerA cover hermetically fixed to the substrate so as to cover the air circuit pattern, and a side surface of the substrate.PowerSince it has an external connection terminal electrically connected to the integrated circuit element, PaIntrusion of foreign matter such as dust and dirt into the package can be prevented, and the reliability of the optical communication module is improved.
[0009]
  In the invention of claim 1,The bar is the surface facing the substrateToWith integrated circuit elements, ElectricIntegrated circuit elementAnd lightSince a part of the electric circuit pattern for electrically connecting the semiconductor element is formed, it can be placed in a plane perpendicular to the thickness direction of the substrate.RuThe package can be downsized. Also, MosquitoPlaced in the barPowerIntegrated circuit elementThe lightCompared to the case where it is arranged on the substrate adjacent to the semiconductor element., ElectricIntegrated circuit elementAnd lightThe heat transmitted through the substrate to and from the semiconductor element can be reduced, and the influence of the mutual heat on the respective operation characteristics can be reduced.
[0010]
  Claim2The invention of claim1In this invention, since the cover and the substrate are concavo-convexly fitted, and the electric circuit pattern is extended on the mating surfaces of the cover and the substrate, the electric integrated circuit disposed on the cover The reliability of the electrical connection between the device and the optical semiconductor device disposed on the substrate can be improved, and the reliability can be improved by increasing the airtightness of the package.
[0011]
  Claim3The invention is claimedItem 1In the invention, since the package is constituted by the substrate and the cover, and a heat radiating plate is provided on the outer surface side of the package, heat dissipation can be improved, and deformation of the substrate due to heat generation of the respective elements. Therefore, the optical coupling portion can be prevented from being displaced, the decrease in the optical coupling efficiency can be suppressed, and the increase in the transmission loss in the optical circuit can be suppressed. Variations can be suppressed.
[0012]
  Claim4The invention is claimedItem 1In the invention, the package is constituted by the substrate and the cover, and includes a metal film that is attached to the outer surface of the package and electrically connected to the external connection terminal. Therefore, the metal film serves as a shield film. It has a function and a function as a light shielding film, so that it is possible to prevent high frequency noise due to the shielding effect and prevent malfunction of each element due to the light shielding effect.
[0013]
  Claim5The invention of claim 1 to claim 14The method of manufacturing an optical communication module according to any one of the above, wherein in forming the substrate, the core material of the core portion is formed by repeating a process of applying a photoresist on one surface side of the carrier substrate and patterning a plurality of times. A step of forming a master mold of a synthetic resin base which is formed on one surface side of the injection groove and the positioning portion and also serves as a lower cladding layer of the optical waveguide, and a mold is formed by transferring the master mold by electroplating A step of forming a base using the mold, a step of injecting the core material having a higher refractive index than the base into an injection groove in the base, and forming the core portion, A step of forming an upper clad layer made of a synthetic resin having a low refractive index and covering the core portion on the one surface side of the base; and after forming the upper clad layer, the electric circuit Characterized by comprising a step of forming a pattern, it is possible to provide an optical communication module which attained a reduction and reduction of man-hour in assembling the parts as compared with the prior art. Further, by using a mold formed by transferring the master mold by electroplating, it is possible to reduce the cost due to mass production.
[0014]
  Claim6The invention of claim5In the invention, in the step of forming the electric circuit pattern, a process of forming a conductive thin film on the one surface of the substrate, and a portion of the conductive thin film corresponding to the electric circuit pattern and a peripheral unnecessary portion Because it includes a process of irradiating the boundary region with a laser beam, a process of plating a portion corresponding to the electric circuit pattern in the conductive thin film, and a process of removing unnecessary portions of the conductive thin film. An electric circuit pattern can be accurately formed on the one surface side of the substrate having the positioning portion. In addition, the laser beam irradiation time can be shortened compared with the case where the entire unnecessary portion of the conductive thin film is irradiated with a laser beam, productivity can be improved, and the cost of the plating material can be reduced and the cost can be reduced. I can plan.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  (Reference example)
  Of this reference exampleAs shown in FIG. 2, the optical communication module is composed of a synthetic resin substrate 10 in which a core portion 12 forming an optical circuit is embedded, and a synthetic member fixed to one surface side (upper surface side in FIG. 2) of the substrate 10. A package 1 composed of a resin cover 20 is provided, and a plurality of external connection terminals 17 (see FIG. 1) are provided on the side surface of the substrate 10. The package 1 also holds two optical fibers 2 (only one is shown in FIG. 2) that are introduced from the outside and optically coupled to the core portion 12. Here, the package 1 has two positioning grooves 14a and 14b (see FIG. 1) for positioning the end portions of the optical fibers 2 from which the coating 3 is peeled, and each positioning groove 14a on the one surface of the substrate 10. , 14b, and fixing grooves 15a, 15b (see FIG. 1) for fixing the optical fiber 2 including the coating 3 of the optical fiber 2 are formed. The fixing grooves 15a and 15b are set to be larger in depth and width than the positioning grooves 14a and 14b. The inner bottom surfaces of the fixing grooves 15a and 15b are projected from the facing surfaces of the cover 20. A holding projection 18 that holds the coating 3 of the optical fiber 2 together with the projection 28 is provided. Here, each optical fiber 2 may be bonded to the package 1 with an adhesive.
[0016]
  As shown in FIG. 1, the core unit 12 is housed in the optical fiber 2 and the receiving photodiode 32 (hereinafter referred to as a receiving photodiode) housed in the package 1 and received in the package 1. Each of the transmission laser diodes (hereinafter referred to as “transmission laser diodes”) 33 disposed apart from the transmission photodiode 32 is formed in a planar shape that is optically coupled. A multilayer filter 31 having a predetermined transmission characteristic is inserted in the middle of the core portion 12. Here, the transmission characteristic of the multilayer filter 31 is the first specified wavelength (In this reference exampleSelectively transmits an optical signal of 1.31 μm) and a second specified wavelength (In this reference exampleIs set to reflect an optical signal of 1.55 μm), and light incident on the core portion 12 from the optical fiber 2 positioned by the positioning groove 14 a formed on the one surface of the substrate 10 is a multilayer film. Guided to filter 31.
[0017]
  ButOf this reference exampleIn the optical communication module, the optical signal of the first specified wavelength incident on the core portion 12 from the optical fiber 2 positioned by the positioning groove 14a passes through the multilayer filter 31 and is guided to the receiving photodiode 32 and received. The optical signal of the second specified wavelength that has been converted into an electrical signal by the photodiode 32 and incident on the core portion 12 is reflected by the multilayer filter 31 and guided to the optical fiber 2 positioned by the positioning groove 14b. It is burned.
[0018]
  Here, the electric signal output from the receiving photodiode 32 is amplified by a first signal processing circuit including an electric integrated circuit element 35 and an electronic component 37 housed in the package 1, The signal output from the signal processing circuit can be taken out to an external device (not shown) through the external connection terminal 17. The transmission laser diode 33 oscillates by an electric signal supplied from a second signal processing circuit composed of an electric integrated circuit element 36 and an electronic component 38 housed in the package 1 and transmits an optical signal. To do. An optical signal output from the transmission laser diode 33 and incident on the core portion 12 is transmitted through the multilayer filter 31 and transmitted through the optical fiber 2 positioned in the positioning groove 14a. The second signal processing circuit is configured to convert the control signal received from the external device through the external connection terminal 17 into the electric signal and to supply the electric signal to the transmitting laser diode 33. The package 1 also houses a monitoring photodiode (hereinafter referred to as a monitoring photodiode) 34 for monitoring the output of the transmitting laser diode 33 and the like. Also,In this reference exampleEach of the receiving photodiode 32, the transmitting laser diode 33, and the monitoring photodiode 34 constitutes an optical semiconductor element, and the electric integrated circuit elements 35 and 36 cooperate with the optical semiconductor element. It is composed.
[0019]
  By the way, the substrate 10 has a housing recess 10a formed on the one surface, and a multilayer filter 31, a receiving photodiode 32, a transmitting laser diode 33, a monitoring photodiode on the inner bottom surface of the housing recess 10a. Four positioning recesses 10c, 10d, 10e, and 10f in which each of 34 is positioned are formed, and can be easily optically coupled (optically connected) to the core portion 12. That is, the multilayer filter 31 is positioned with respect to the substrate 10 and the core portion 12 by being inserted into the positioning recess 10c from above in FIG. Similarly, the receiving photodiode 32 is positioned with respect to the substrate 10 and the core portion 12 by being inserted into the positioning recess 10d from above in FIG. 2, and can be optically coupled to the core portion 12, and the transmitting laser diode 33 is 2 is inserted into the positioning recess 10e from above in FIG. 2 so that it is positioned with respect to the substrate 10 and the core portion 12 and can be optically coupled to the core portion 12. The monitoring photodiode 34 is inserted into the positioning recess 10f in the upper direction of FIG. It will be positioned with respect to the board | substrate 10 by inserting from above. In addition,In this reference exampleEach of the positioning recesses 10d to 10f constitutes a positioning portion for positioning the optical semiconductor element, but each positioning portion may be formed in a shape that can position the optical semiconductor element by at least one of the recess and the convex portion. .
[0020]
The substrate 10 is provided with the above-described electric integrated circuit elements 35 and 36 and electronic components 37 and 38 on the inner bottom surface of the housing recess 10a, and a plurality of electric circuit patterns 16 are formed. The receiving photodiode 32 and the electric integrated circuit element 35 are electrically connected via the electric circuit pattern 16, and the transmitting laser diode 33 and the electric integrated circuit element 36 are connected via another electric circuit pattern 16. Are electrically connected. The signal processing circuits and the external connection terminals 17 are also electrically connected via the electric circuit pattern 16.
[0021]
The cover 20 is hermetically fixed to the substrate 10 so as to cover the optical semiconductor elements, the electric integrated circuit elements 35 and 36, and the electric circuit pattern 16. Here, the cover 20 is formed with a recess 20 a in a portion corresponding to the storage recess 10 a of the substrate 10. Accordingly, the front end surfaces of the peripheral wall 20b of the recess 20a in the cover 20 and the peripheral wall 10b of the storage recess 10a in the substrate 10 are mating surfaces, and both mating surfaces are fixed via an adhesive (not shown). ing.
[0022]
  ButOf this reference exampleIn the optical communication module, the core portion 12, the optical semiconductor element (receiving photodiode 32, transmitting laser diode 33, monitoring photodiode 34) and electric circuit pattern 16 are arranged on the substrate 10 constituting a part of the package 1. Therefore, a substrate 80 such as a silicon substrate on which a planar lightwave circuit (PLC) is formed and an optical semiconductor element is arranged as in each of the conventional configurations shown in FIGS. 11 to 14 and the package 90 are separate parts. Compared to the case, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced, and positioning recesses 10c for positioning the multilayer filter 31 and positioning recesses 10d to 10f for positioning the respective optical semiconductor elements are formed in the substrate 10. This simplifies the process that requires alignment during assembly. Further, even if the substrate 10 contracts or expands due to the influence of heat, the optical relative positional accuracy between the core portion 12 and each optical semiconductor element optically coupled to the core portion 12 is maintained. It is possible to suppress a decrease in optical coupling efficiency due to a temperature change caused by a change in temperature or heat generation of components in the package 1.
[0023]
Note that most of the substrate 10 excluding the core portion 12 is made of a synthetic resin having a lower refractive index than that of the core portion 12. Moreover, it is preferable to use the same synthetic resin as the substrate 10 as the material of the cover 20. By using the same synthetic resin as the substrate 10, the peripheral wall 10 b of the substrate 10 and the peripheral wall 20 b of the cover 20 are caused by temperature fluctuation. Between the front end faces of each other and foreign matter such as dust and dirt can be prevented from entering the package 1 and the reliability of the optical communication module is improved. Each optical semiconductor element is electrically connected to the electric circuit pattern 16 via a bonding wire W (see FIG. 2).
[0024]
  (Embodiment1)
  Basic configuration of optical communication module of this embodimentIs a reference example andAlmost the same, as shown in FIG., For reference exampleThe electric integrated circuit element 36 described above is disposed on the inner bottom surface of the recess 20a in the cover 20, and the transmitting laser diode 33 (see FIG. 1) is connected via the electric circuit pattern 16 formed on the inner bottom surface of the recess 20a. It is different in that it is electrically connected. Here, in the electric circuit pattern 16 formed on each of the substrate 10 and the cover 20, the electric circuit pattern 16 connected to the external connection terminal 17 is a mating surface between the substrate 10 and the cover 20 (tip surfaces of the peripheral walls 10 b and 20 b, respectively). ) (That is, the electric circuit pattern 16 is three-dimensionally wired). In additionAnd reference examplesSimilar components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0025]
Thus, in the optical communication module of the present embodiment, the electrical integrated circuit element 36 is disposed on the surface of the cover 20 facing the substrate 10, and the electrical integrated circuit element 36 and the transmitting laser diode 33 are electrically connected. Since part of the electric circuit pattern 16 to be connected is formed, the package 1 can be reduced in size in a plane orthogonal to the thickness direction of the substrate 10 (vertical direction in FIG. 3). Further, compared with the case where the electrical integrated circuit element 36 disposed on the cover 29 is disposed on the substrate 10 adjacent to the optical semiconductor element, the heat transmitted through the substrate 10 between the electrical integrated circuit element 36 and the optical semiconductor element. And the influence of the mutual heat on the respective operating characteristics can be reduced.
[0026]
Hereinafter, a basic manufacturing method of the optical communication module of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0027]
First, a structure shown in FIG. 4A is obtained by forming a first resist layer 41 by applying a photoresist on one surface of a carrier substrate 40 made of a silicon substrate by spin coating or the like. In order to make the thickness of the first resist layer 41 uniform in the plane, a substrate having a smooth surface, a small surface roughness, and a small dimensional change due to heat and moisture absorption is used as the carrier substrate 40. Therefore, in this embodiment, a silicon substrate is used as the carrier substrate 40.
[0028]
Subsequently, a groove 42 is formed in a portion corresponding to a region where the core portion 12 is to be formed by lithography technology (exposure and development), and in portions corresponding to the positioning grooves 14a and 14b and the positioning recesses 10c to 10f. The first resist layer 41 is patterned and baked to form an opening that exposes the one surface of the carrier substrate 40, whereby the structure shown in FIG. 4B is obtained. In addition, as a photoresist used as the material of the first resist layer 41, a positive photoresist in which a portion exposed by ultraviolet rays or X-rays is removed during development may be employed, or a portion not exposed. It is better to use a negative type photoresist that is removed during development, and the depth varies by using a gray scale mask that can partially change the intensity of transmitted light and a laser that can control the irradiation intensity. The grooves 42 and the openings (openings formed in the portions corresponding to the positioning recesses 10c to 10f) can be easily formed.
[0029]
Next, a photoresist is applied to the entire surface of the carrier substrate 40 by spin coating to form a second resist layer 43, whereby the structure shown in FIG. 4C is obtained. Subsequently, the first resist layer 41 and the second resist layer 43 are patterned by lithographic techniques (exposure and development) so that a portion of the second resist layer 43 corresponding to the peripheral wall 10b of the substrate 10 remains. By forming the master mold 44 made of the structure shown in FIG. As the material of the second resist layer 43, as in the case of the first resist layer 41, either positive type or negative type photoresist may be adopted. Here, by making one of the first resist layer 41 and the second resist layer 43 negative type and the other positive type, the first resist layer 41 is eroded when the second resist layer 43 is developed. Can be prevented. In addition, by performing a baking process after the development of the first resist layer 41, the first resist layer 41 can be prevented from being eroded during the development of the second resist layer 43.
[0030]
After the master mold 44 is formed, a first conductive thin film (not shown) made of a metal material (for example, nickel, silver, copper, chromium, cobalt, etc.) is formed on the master mold 44 in order to perform electroforming by electroplating. The first mold 51 is formed by performing electroplating, and the structure shown in FIG. 4E is obtained. As a method for forming the first conductive thin film, for example, a sputtering method, a vapor deposition method, a chemical plating method, or the like may be adopted. However, the conductive thin film is not peeled off from the surface of the master mold 44 during electroplating. Of these film formation methods, the sputtering method is most suitable. However, at the time of film formation by sputtering, it is necessary to perform a process of activating the surface of the master mold 44 with plasma before sputtering. Moreover, as a metal material used for electroplating, for example, nickel, chromium, cobalt, copper, nickel alloy or the like may be used. In order to ensure physical properties necessary for a molding die such as surface hardness, corrosion resistance, and heat resistance. It is preferable to add a small amount of additives.
[0031]
  Subsequently, after removing the carrier substrate 40 and releasing the first mold 51 by peeling off the master mold 44, the first mold 51 is set as the upper mold as shown in FIG. The base 11 made of a synthetic resin molded product is formed by molding using the lower second mold 52 in FIG. 5A as the lower mold, and the mold 11 is released from the mold as shown in FIG. The structure shown is obtained. Here, on one surface side of the base 11 (upper surface side in FIG. 5B), For reference exampleThe positioning grooves 14a and 14b, the positioning recesses 10c to 10f (see FIG. 1), and the injection groove 10g for injecting the core material of the core portion 12 are formed. The injection groove 10g corresponds to the groove 42 in the master mold 44 described above. In this embodiment, the material of the first conductive thin film and the main component of the material used for electroplating are the same, and the first conductive thin film constitutes a part of the first mold 51. However, the material of the first conductive thin film may be different from the material used for electroplating. Further, after removing the carrier substrate 40 and the master mold 44, the first conductive thin film attached to the first mold 51 may be removed by selective etching. Further, as a method for removing the carrier substrate 40, a method of physically peeling or a method of dissolving and removing with a chemical may be employed. Further, for removing the mask mold 44, an organic solvent or a commercially available resist-specific release agent may be used. If a resist residue remains, it may be removed with an alkaline aqueous solution or plasma. The second mold 52 is formed by machining. In addition, as a method for forming the base 11, injection molding, compression molding, or the like may be performed. Here, since the base 11 also serves as the lower cladding layer of the optical waveguide, a material suitable for the cladding of the optical waveguide (for example, acrylic resin, polycarbonate resin, epoxy resin, etc.) may be used as the molding material.
[0032]
After the base 11 is released, as shown in FIG. 5C, the constituent material of the core portion 12 (hereinafter referred to as the core material) is injected into the injection groove 10g corresponding to the region where the core portion 12 is to be formed in the base 11. A synthetic resin (for example, acrylic resin, polycarbonate resin, epoxy resin, or the like) to be formed is injected using a dispenser 46 or the like to fill the injection groove 10g. Of course, a synthetic resin having a refractive index higher than that of the base 11 is used as the core material. In the present embodiment, since the dispenser 46 is used when injecting the core material into the injection groove 10g, it is possible to prevent the core material from adhering to portions other than the injection groove 10g. Further, it is desirable to insert a dummy part into the positioning recesses 10c to 10f or perform masking to prevent the core material from entering.
[0033]
Thereafter, the core material 12 injected into the injection groove 10g is cured by ultraviolet or heat to form the core 12 and the structure shown in FIG. 5D is obtained.
[0034]
Next, a substrate 10 is formed by applying a clad material so as to cover the core portion 12 and forming an upper clad layer 13 by ultraviolet curing or thermosetting, and the structure shown in FIG. 5E is obtained. In the present embodiment, the base 11, which serves also as the lower clad layer, the core part 12, and the upper clad layer 13 constitute an optical waveguide. Further, the upper clad layer 13 may be bonded as a separate part.
[0035]
After forming the above optical waveguide, a plating base layer 47 made of a second conductive thin film is formed on the one surface side of the substrate 10 to obtain the structure shown in FIG. For example, copper, nickel, silver, or the like may be used as the material of the plating base layer 47. As a film forming method of the plating base layer 47, a sputtering method, a vapor deposition method, a chemical plating method, or the like may be used. Good. Here, if the thickness of the plating base layer 47 is too thin, precipitation does not occur during the subsequent electroplating, and if it is too thick, patterning of the plating base layer 47 by the laser beam, which is the next process, becomes difficult. The thickness of the formation 47 is preferably set in the range of 0.1 μm to 10 μm.
[0036]
After the plating base layer 47 is formed on the one surface side of the substrate 10, a portion (hereinafter referred to as a circuit portion) 47 a corresponding to the electric circuit pattern 16 formed on the substrate 10 in the plating base layer 47 and the surrounding unnecessary A structure shown in FIG. 6B is formed by performing patterning for irradiating an electromagnetic wave such as a laser beam B to a boundary region with a portion (hereinafter referred to as a non-circuit portion) 47b to remove a part of the plating base layer 47. Is obtained.
[0037]
Subsequently, the structure shown in FIG. 6C is obtained by forming an electric circuit pattern 16 by applying an electric current to only the circuit portion 47a of the plating base layer 47 to perform electroplating. In addition, since a current is not passed through the non-circuit portion 47b in the plating base layer 47, the non-circuit portion 47b is not plated. Moreover, what is necessary is just to employ | adopt copper, nickel, silver etc. as a material of electroplating, for example.
[0038]
Next, the structure shown in FIG. 6D is obtained by removing the non-circuit portion 47b of the plating base layer 47 by etching using an etching solution or dry etching using plasma or the like. In addition, after completion | finish of etching, you may perform surface treatments, such as gold plating and solder plating, to the electric circuit pattern 16 as needed or according to a use.
[0039]
Thereafter, the multilayer filter 31 is mounted on the one surface side of the substrate 10 and optical semiconductor elements such as the receiving photodiode 32, the transmitting laser diode 33, and the monitoring photodiode 34 are mounted, and then wire bonding is performed. Thus, the electric circuit pattern 16 is electrically connected via the bonding wire W. After that, by mounting electrical integrated circuit elements 35, 36, electronic components 37, 38, etc. on the one surface side of the substrate 10 and electrically connecting to the electrical circuit pattern 16, the structure shown in FIG. Is obtained. Note that the order of mounting the optical semiconductor elements and the electrical components (electrical integrated circuit elements 35, 36, etc.) is not particularly limited. However, since it is necessary to position the multilayer filter 31 and the optical semiconductor element with high precision, it is necessary to perform positioning while operating each optical semiconductor element to propagate light to the core portion 12 of the optical waveguide and performing optical measurement. There is.
[0040]
Next, the optical fiber 2 is positioned by the positioning grooves 14a and 14b (see FIG. 1) of the substrate 10, and the cover 20 shown in the upper side of FIG. 7B is fixed to the substrate 10 with an adhesive (not shown). By doing so, the structure shown in FIG. 3 is obtained. Since the optical fiber 2 can be positioned with high accuracy by the positioning grooves 14a and 14b, it is not necessary to perform positioning while propagating light to the optical fiber 2, and can be mounted without adjustment.
[0041]
According to the manufacturing method described above, when the substrate 10 is formed, the process of applying the photoresist on the one surface side of the carrier substrate 40 and patterning is repeated a plurality of times, so that the core material injection groove 10g and each of the core portions 12 are formed. A step of forming a master mold 44 of a synthetic resin base 11 which is formed with positioning recesses 10c to 10f serving as positioning sections of the respective optical semiconductor elements on one surface side and also serves as a lower cladding layer of the optical waveguide; and electroplating the master mold 44 The step of forming the mold 51 by transfer, the step of forming the base 11 using the mold 51, the core material having a refractive index higher than that of the base 11 is injected into the injection groove 10g of the base 11 The step of forming the core portion 12 and the upper cladding layer 13 made of a synthetic resin having a lower refractive index than the core portion 12 and covering the core portion 12 are And forming the electric circuit pattern 16 after the upper clad layer 13 is formed, so that the number of parts and the number of man-hours for assembling can be reduced as compared with the prior art. An optical communication module capable of achieving the above can be provided. Further, by using the first mold 51 formed by transferring the above-described master mold 44 by electroplating, there is an advantage that the cost can be reduced due to mass production.
[0042]
Further, in the step of forming the electric circuit pattern 16, a process of forming a plating base layer 47 made of a conductive thin film on the one surface of the substrate 10 and a circuit portion 47 a corresponding to the electric circuit pattern 16 in the plating base layer 47. And a step of irradiating the boundary region between the non-circuit portion 47b by irradiating the laser beam B, a step of plating the portion corresponding to the circuit portion 47a, and a step of removing the non-circuit portion 47b. The electric circuit pattern 16 can be accurately formed on the one surface side of 10. Further, the irradiation time of the laser beam B can be shortened compared with the case where the entire non-circuit portion 47b of the plating base layer 47 is irradiated with the laser beam B, productivity can be improved, and the waste of the plating material can be reduced. There is an advantage that the cost can be reduced.
[0043]
  In addition, the manufacturing method demonstrated above is another embodiment.Condition and reference examplesThe present invention can also be applied to an optical communication module manufacturing method. Further, in the above-described manufacturing method, the master mold 44 is formed by repeating the process of applying the photoresist on the one surface side of the carrier substrate 40 and patterning twice, thereby forming the portions corresponding to the fixing grooves 15a and 15b. However, it is a matter of course that portions corresponding to the fixing grooves 15a and 15b can be formed in the master die 44 by appropriately designing the number of repetitions and the exposure mask.
[0044]
Incidentally, in the above-described optical communication module, as shown in FIGS. 3 and 7B, the electric circuit pattern 16 formed on the substrate 10 and the cover 20 is three-dimensionally wired and extended to the mating surface of the substrate 10 and the cover 20. The electric circuit patterns 16 are electrically connected to each other through the conductive paste 67 (see FIG. 8A) and the substrate 10 and the cover 20 are connected to each other through the adhesive 19 (see FIG. 8A). Thus, the reliability of the electrical connection between the electrical integrated circuit element disposed on the cover 20 and the optical semiconductor element disposed on the substrate 10 is improved, and the package 1 Reliability can be improved by improving airtightness.
[0045]
Further, if the concave-convex fitting structure as shown in any of FIGS. 8A, 8B, and 8C is employed, the relative positioning between the substrate 10 and the cover 20 can be facilitated, and the package can be easily mounted. The airtightness of 1 can be further improved. 8A and 8B, a recess 19 is formed on the front end surface of the peripheral wall 10b of the substrate 10, and a convex portion 29 that fits the recess 19 is provided on the front end surface of the peripheral wall 20b of the cover 20. is there. Moreover, in FIG.8 (c), the convex part 27 is protrudingly provided in the front end surface of the surrounding wall 20b in the cover 20. As shown in FIG. The peripheral wall 10b does not form the recess 19 in the portion having the external connection terminal 17 on the outer surface, and faces the portion of the peripheral wall 20b having the external connection terminal 17 on the outer surface of the peripheral wall 10b. The projecting portion 29 is not provided in the projecting portion.
[0046]
  (Embodiment2)
  The basic configuration of the optical communication module of this embodiment is an embodiment.19 and is different in that a heat radiating plate 61 is embedded on the outer surface side of the package 1 as shown in FIG. Embodiment1The same components as those in FIG.
[0047]
In the present embodiment, the heat radiating plate 61 is provided on the substrate 10 so as to be in contact with the receiving photodiode 32 and the transmitting laser diode 33. Here, as the heat radiating plate 61, a metal plate made of a metal material having a high thermal conductivity (for example, aluminum, copper, or a copper alloy), a ceramic plate made of a ceramic material having a high thermal conductivity (for example, alumina), or the like. Can be adopted.
[0048]
As a method of embedding the heat sink 61 in the substrate 10, there are a method of insert molding when the base 11 is molded, a method of bonding after processing the substrate 10 after the base 11 is molded, and the like. Further, it is also possible to adopt a method in which the external connection terminal 17 is constituted by a part of the lead frame and the other part of the lead frame is a heat sink.
[0049]
Thus, in the optical communication module of this embodiment, since the heat radiating plate 61 is provided on the outer surface side of the package 1, heat dissipation can be improved, and each element (optical semiconductor element or electric integrated circuit element 35, 36). And the deformation of the substrate 10 due to the heat generated by the electronic components 37, 38, etc. can be prevented, so that the optical coupling portion can be prevented from being displaced, the decrease in the optical coupling efficiency can be suppressed, and the optical circuit can be transmitted. The increase in loss can be suppressed, and further, the characteristic variation of each element can be suppressed.
[0050]
  (Embodiment3)
  The basic configuration of the optical coupling device of this embodiment is an embodiment.110 except that a metal film 63 that is attached to the outer surface of the package 1 and electrically connected to the external connection terminal 17 is provided as shown in FIG. Here, the metal film 63 is formed on both the substrate 10 and the cover 20. Embodiment1The same components as those in FIG.
[0051]
Thus, in the optical communication module according to the present embodiment, the metal film 63 deposited on the outer surface of the package 1 has a function as a shield film and a function as a light shield film, thereby preventing high frequency noise due to the shield effect. It is possible to prevent malfunction of each element due to the light shielding effect.
[0052]
If the metal film 63 is made of the same material as the electric circuit pattern 16, the metal film 63 can be formed simultaneously with the electric circuit pattern 16, and the transmission loss of the optical waveguide is increased without adding a new process. Can be suppressed.
[0053]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate made of a synthetic resin, which is embedded in a core part which forms an optical circuit by being optically coupled to an external optical fiber and constitutes a part of the package, and an optical circuit provided on one surface side of the substrate. An optical semiconductor element that is optically coupled and an electric integrated circuit element that cooperates with the optical semiconductor element, and an electric circuit pattern that electrically connects the optical semiconductor element and the electric integrated circuit element is formed on the substrate. In addition, a positioning part for positioning the optical semiconductor element is formed, and the core part, the optical semiconductor element, and the electric circuit pattern are arranged on the substrate constituting a part of the package. Compared to the case where a substrate such as a silicon substrate on which a planar lightwave circuit (PLC) is formed and an optical semiconductor element is arranged and a package are separate components, the number of components can be reduced and the cost can be reduced. There are fruit, also the positioning portion for positioning the optical semiconductor element is formed on the substrate, there is an effect that process required alignment during assembly is simplified.
[0054]
  The invention of claim 1 is a lightSemiconductor elements andPowerIntegrated circuit elements andPowerA cover hermetically fixed to the substrate so as to cover the air circuit pattern, and a side surface of the substrate.PowerSince it has an external connection terminal electrically connected to the integrated circuit element, PaIntrusion of foreign matter such as dust and dirt into the package can be prevented, and the reliability of the optical communication module is improved.
[0055]
  In the invention of claim 1,The bar is the surface facing the substrateToWith integrated circuit elements, ElectricIntegrated circuit elementAnd lightSince a part of the electric circuit pattern for electrically connecting the semiconductor element is formed, it can be placed in a plane perpendicular to the thickness direction of the substrate.RuThere is an effect that the package can be downsized. Also, MosquitoPlaced in the barPowerIntegrated circuit elementThe lightCompared to the case where it is arranged on the substrate adjacent to the semiconductor element., ElectricIntegrated circuit elementAnd lightThere is an effect that the heat transmitted through the substrate to and from the semiconductor element can be reduced, and the influence of the mutual heat on the respective operation characteristics can be reduced.
[0056]
  Claim2The invention of claim1In this invention, since the cover and the substrate are concavo-convexly fitted, and the electric circuit pattern is extended on the mating surfaces of the cover and the substrate, the electric integrated circuit disposed on the cover The reliability of the electrical connection between the device and the optical semiconductor device disposed on the substrate is improved, and the reliability can be improved by increasing the airtightness of the package.
[0057]
  Claim3The invention is claimedItem 1In the invention, since the package is constituted by the substrate and the cover, and a heat radiating plate is provided on the outer surface side of the package, heat dissipation can be improved, and deformation of the substrate due to heat generation of the respective elements. Therefore, the optical coupling portion can be prevented from being displaced, the decrease in the optical coupling efficiency can be suppressed, and the increase in the transmission loss in the optical circuit can be suppressed. There is an effect that fluctuation can be suppressed.
[0058]
  Claim4The invention is claimedItem 1In the invention, the package is constituted by the substrate and the cover, and includes a metal film that is attached to the outer surface of the package and electrically connected to the external connection terminal. Therefore, the metal film serves as a shield film. It has the function and the function as a light shielding film, and there is an effect that it is possible to prevent high frequency noise due to the shielding effect and prevent malfunction of each element due to the light shielding effect.
[0059]
  Claim5The invention of claim 1 to claim 14The method of manufacturing an optical communication module according to any one of the above, wherein in forming the substrate, the core material of the core portion is formed by repeating a process of applying a photoresist on one surface side of the carrier substrate and patterning a plurality of times. A step of forming a master mold of a synthetic resin base which is formed on one surface side of the injection groove and the positioning portion and also serves as a lower cladding layer of the optical waveguide, and a mold is formed by transferring the master mold by electroplating A step of forming a base using the mold, a step of injecting the core material having a higher refractive index than the base into an injection groove in the base, and forming the core portion, A step of forming an upper clad layer made of a synthetic resin having a low refractive index and covering the core portion on the one surface side of the base; and after forming the upper clad layer, the electric circuit Because and forming a pattern, there is an effect that it is possible to provide an optical communication module which attained a reduction and reduction of man-hour in assembling the parts as compared with the prior art. In addition, there is an advantage that the cost can be reduced due to mass production by using a mold formed by transferring the master mold by electroplating.
[0060]
  Claim6The invention of claim5In the invention, in the step of forming the electric circuit pattern, a process of forming a conductive thin film on the one surface of the substrate, and a portion of the conductive thin film corresponding to the electric circuit pattern and a peripheral unnecessary portion Since it includes a process of irradiating the boundary region with a laser beam, a process of plating the part corresponding to the electric circuit pattern in the conductive thin film, and a process of removing unnecessary parts of the conductive thin film. There is an effect that an electric circuit pattern can be accurately formed on the one surface side of the substrate having the positioning portion. In addition, the laser beam irradiation time can be shortened compared with the case where the entire unnecessary portion of the conductive thin film is irradiated with a laser beam, productivity can be improved, and the cost of the plating material can be reduced and the cost can be reduced. There is an advantage that it can be planned.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Reference examplesIt is a schematic perspective view of the state which showed and removed the cover.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the above.
FIG. 31It is a schematic sectional drawing which shows.
FIG. 4 is a cross-sectional view of main processes for explaining the manufacturing method according to the embodiment.
FIG. 5 is a main process sectional view for illustrating the manufacturing method according to the embodiment.
FIG. 6 is a sectional view of a main process for explaining the manufacturing method according to the embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of main steps for describing the manufacturing method according to the embodiment.
8A is an explanatory diagram of the main part of the above, and FIG. 8B is an explanatory diagram of another configuration example of the main part of the same.
FIG. 92It is a schematic sectional drawing which shows.
FIG. 10 is an embodiment.3It is a schematic sectional drawing which shows.
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a conventional example.
FIG. 12 is a partially broken schematic perspective view showing another conventional example.
FIG. 13 is a schematic perspective view showing another conventional example.
FIG. 14 is a partially broken exploded perspective view showing another conventional example.
[Explanation of symbols]
  1 package
  10 Substrate
  10a Storage recess
  10c-10f Positioning recess
  10g injection groove
  11 base
  12 Core part
  13 Upper cladding layer
  14a, 14b Positioning groove
  16 Electric circuit pattern
  17 External connection terminal
  20 Cover
  31 multilayer filter
  32 photodiode (receiver photodiode)
  33 Laser diode (Transmission laser diode)
  34 Photodiode (Monitor Photodiode)
  35, 36 Electrical integrated circuit elements

Claims (6)

外部の光ファイバに光結合し光回路を形成するコア部が埋設されパッケージの一部を構成する合成樹脂製の基板と、基板の一表面側に設けられ光回路に光結合する光半導体素子と、光半導体素子と協働する電気集積回路素子とを備え、前記基板には、光半導体素子と電気集積回路素子とを電気的に接続する電気回路パターンが形成されるとともに、光半導体素子を位置決めする位置決め部が形成されてなり、光半導体素子および電気集積回路素子および電気回路パターンを覆うように前記基板に気密的に固着されたカバーと、前記基板の側面に設けられ電気集積回路素子に電気的に接続された外部接続端子とを備え、カバーは、前記基板との対向面に電気集積回路素子が配置されるとともに、電気集積回路素子と光半導体素子とを電気的に接続する電気回路パターンの一部が形成されてなることを特徴とする光通信モジュール。A synthetic resin substrate that is embedded in a core part that is optically coupled to an external optical fiber and forms an optical circuit, and an optical semiconductor element that is provided on one surface side of the substrate and is optically coupled to the optical circuit And an electric integrated circuit element cooperating with the optical semiconductor element, and an electric circuit pattern for electrically connecting the optical semiconductor element and the electric integrated circuit element is formed on the substrate, and the optical semiconductor element is positioned And a cover that is hermetically fixed to the substrate so as to cover the optical semiconductor element, the electric integrated circuit element, and the electric circuit pattern, and an electric circuit that is provided on a side surface of the substrate. And an external connection terminal connected to the substrate. The cover has an electrical integrated circuit element disposed on a surface facing the substrate, and electrically connects the electrical integrated circuit element and the optical semiconductor element. Optical communication module, wherein a part of the electric circuit pattern is formed to be. 前記カバーと前記基板とが凹凸嵌合し、前記カバーと前記基板との互いの合わせ面に前記電気回路パターンが延設されてなることを特徴とする請求項1記載の光通信モジュール。 2. The optical communication module according to claim 1 , wherein the cover and the substrate are concavo-convexly fitted, and the electric circuit pattern is extended on a mating surface of the cover and the substrate . 前記基板と前記カバーとで前記パッケージが構成され、前記パッケージの外面側に放熱板が設けられてなることを特徴とする請求項記載の光通信モジュール。 Wherein the package substrate and the cover is configured, the optical communication module according to claim 1, characterized in that heat radiating plate is provided on the outer surface side of the package. 前記基板と前記カバーとで前記パッケージが構成され、前記パッケージの外面に被着され前記外部接続端子と電気的に接続された金属膜を備えてなることを特徴とする請求項記載の光通信モジュール。 Is the package consists of said cover and said substrate, optical communication according to claim 1, wherein is deposited on the outer surface of the package is characterized by including the external connection terminal electrically connected to the metal film module. 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の光通信モジュールの製造方法であって、前記基板を形成するにあたって、キャリア基板の一面側にフォトレジストを塗布してパターニングする過程を複数回繰り返すことで前記コア部のコア材料の注入溝および前記位置決め部が一表面側に形成され光導波路の下部クラッド層を兼ねる合成樹脂製のベースのマスタ型を形成する工程と、前記マスタ型を電気めっきにより転写して金型を形成する工程と、当該金型を用いてベースを成形する工程と、ベースにおける注入溝にベースよりも屈折率の高い前記コア材料を注入して前記コア部を形成する工程と、前記コア部よりも屈折率の低い合成樹脂からなり前記コア部を覆う上部クラッド層をベースの前記一表面側に形成する工程と、上部クラッド層を形成した後で前記電気回路パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする光通信モジュールの製造方法。5. The method of manufacturing an optical communication module according to claim 1, wherein in forming the substrate, a process of applying a photoresist on one surface side of the carrier substrate and patterning is repeated a plurality of times. A step of forming a master mold of a synthetic resin base in which the groove for injecting the core material of the core section and the positioning section are formed on one surface side and also serving as a lower cladding layer of the optical waveguide; and the master mold by electroplating A step of transferring and forming a mold; a step of forming a base using the mold; and a step of injecting the core material having a higher refractive index than the base into an injection groove in the base to form the core portion A step of forming an upper clad layer made of a synthetic resin having a lower refractive index than the core portion on the one surface side of the base, and an upper clad layer Method of manufacturing an optical communication module, characterized in that after form and forming the electric circuit pattern. 前記電気回路パターンを形成する工程では、前記基板の前記一表面に導電性薄膜を形成する過程と、導電性薄膜のうち前記電気回路パターンに対応した部分と周辺の不要部分との境界領域へレーザビームを照射して縁切りする過程と、導電性薄膜のうち前記電気回路パターンに対応した部分にめっきを施す過程と、導電性薄膜のうち不要部分を除去する過程とを有することを特徴とする請求項5記載の光通信モジュールの製造方法。In the step of forming the electric circuit pattern, a laser is applied to a boundary region between a step of forming a conductive thin film on the one surface of the substrate and a portion of the conductive thin film corresponding to the electric circuit pattern and a peripheral unnecessary portion. The method includes a step of irradiating a beam, cutting a portion corresponding to the electric circuit pattern of the conductive thin film, and a step of removing unnecessary portions of the conductive thin film. Item 6. A method for manufacturing an optical communication module according to Item 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4810887B2 (en) * 2004-06-07 2011-11-09 パナソニック電工株式会社 Epoxy resin film, optical waveguide, photoelectric composite substrate, optical communication module
JP4579868B2 (en) * 2006-06-08 2010-11-10 日本電信電話株式会社 Optical integrated circuit
JP2014027179A (en) * 2012-07-27 2014-02-06 Harison Toshiba Lighting Corp Light-emitting device, method of manufacturing the same, and package member
CN108028508A (en) * 2015-09-15 2018-05-11 日本电气株式会社 Light source module and the method for manufacturing light source module
JP7176842B2 (en) * 2017-12-12 2022-11-22 日東電工株式会社 opto-electric hybrid board
JP7187790B2 (en) * 2018-03-20 2022-12-13 日本電気株式会社 Optical module package and optical module package mounting method
US12292602B2 (en) * 2021-08-02 2025-05-06 Nichia Corporation Light source device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103782211A (en) * 2011-09-15 2014-05-07 日本电气株式会社 Optical transmitter/receiver and manufacturing method therefor
CN103782211B (en) * 2011-09-15 2015-12-02 日本电气株式会社 Optical transmitter/receiver device and manufacturing method thereof

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