JPH0527140A - 光伝送装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光実装における高精度な光軸位置合わせを簡略
化し、信頼性及び生産性を考慮した無調整で光導波路と
光ファイバとを低損失結合を実現する。 【構成】光導波路素子端面の金属パッド１６に、はんた
バンプと呼ばれる突起状はんだ１７を形成し、光ファイ
バ端末端面の金属パッド１８の一部がはんだバンプ１７
に接触するように仮接続する。バンプ１７を加熱溶融さ
せると、溶融はんだ１９の表面張力によるセルファライ
メント作用で、光導波路素子に対して光ファイバ端末が
正規の位置に自動的に移動し固定させるため、光導波路
と光ファイバとが無調整で結合することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信等において光波の
変調、光路の切り替え等を行う光通信モジュールを構成
する光導波路素子と光ファイバ端末を接続した光伝送装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムの実用化が進み、大容量
の多機能をもつさらに高度のシステムへと開発が進めら
れている。光伝送路網の交換機能、光データバスにおけ
る端末間の高速接続、切り替え等の新たな機能が求めら
れており、それらを可能にする光通信ネットワークの必
要性が高まっている。

【０００３】このような大容量、広帯域の特徴を有する
光伝送の実現において、例えば、現在実用されている光
スイッチは、プリズム、ミラー、ファイバ等を機械的に
移動させるものであり、低速であること、信頼性が不十
分なこと、形状が大きくマトリクス化に不適なこと等の
欠点がある。これを解決する手段として開発が進められ
ているものは基板上に設置した光導波路を用いた導波形
の光スイッチであり、高速、他素子の集積化が可能、高
信頼等の特長がある。特にＬｉＮｂＯ₃ 結晶等の強誘電
体材料を用いたのものは、光吸収が小さく低損失である
ことと大きな電気光学効果を有しているため高効率であ
る等の特長があり、光伝送、光交換などの分野への適用
が期待されている。

【０００４】このような導波路型光デバイスと光伝送網
との接続では、温度変動等の周囲の環境変動に対して安
定、光損失が小さいことが要求され、そのため光導波路
−光ファイバ間の高精度（１〜１０μｍ）の位置合わ
せ、固定が必要とされており、最も単純な構成として光
導波路端面と光ファイバ端面と突き合わせにより実現さ
れている。

【０００５】導波路型光デバイスと光ファイバ端末との
結合構成の従来の光伝送装置の斜視図を図３に示す。基
板１１上に光導波路１２が形成されており、光ファイバ
端末１３に配列された光ファイバ１４を光軸調整にお
り、光導波路１２に突き合わせ、その状態を保持しなが
らＵＶ硬化樹脂などの接着剤１５で光ファイバ端末１３
を基板１１に固定する。固定方法に関しては、接着剤の
他に半田溶接、レーザ溶接がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように光導波
路素子（導波路型光デバイス）と光ファイバ端末とを高
精度で位置合わせ、固定をする必要がある。しかしなが
ら、従来の光軸調整、固定方法では、固着時の位置ず
れ、経時変化が大きいので、長期安定性を要求されるも
のには不適であり、生産性も悪い。レーザ溶接を用いた
場合でも、高精度の光軸調整を要求される課題は解消さ
れない。今後、光デバイスモジュールに対してより以上
の高精度化、光損失低減の要求が予想され、光実装にお
ける高精度光軸合わせの簡略化が必要である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光導波路が基
板表面に形成されている光導波路素子端面に光ファイバ
端末を接続した光伝送装置であって、光導波路素子の光
ファイバ端末との接続端末及び光ファイバ端末の光導波
路素子との接続端面に少なくとも一対の金属パッドを形
成し、この金属パッドにバンプを設けて、バンプを介し
て金属パッド同志を接着して光導波路素子と光ファイバ
端末とを端面結合させたことを特徴とする構成になって
いる。

【０００８】

【作用】光導波路素子端面の金属パッドに、はんだバン
プと呼ばれる突起状はんだを形成し、光ファイバ端末を
仮接続する。このとき光ファイバ端末端面の金属パッド
の一部がはんだバンプに接触するように接続していれ
ば、バンプを加熱溶融させると、溶融はんだの表面張力
によるセルフアライメント作用で、光導波路素子に対し
て光ファイバ端末が正規の位置に自動的に移動し固定さ
れるため、光導波路を光ファイバとが無調整で結合する
ことができる。従って、光実装における高精度光軸合わ
せの大幅な簡略化が図れる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る光導波路素子
と光ファイバ端末とをはんだバンプを介して端面結合し
た接続する方法を示す説明図である。基板１１の表面に
光導波路１２が形成された光導波路素子の端面には、数
十〜数百μｍ角程度の金属パッド１６、およびはんだバ
ンプ１７が形成されている。パッド１６の金属材料は、
用いるはんだバンプ１７の材料により異なるが、ＰｂＳ
ｎはんだであればＣｒ−Ｎｉ、ＡｕＳｎはんだならばＣ
ｒ−Ａｕでよい。はんだバンプの高さは数十〜百μｍ程
がよい。光ファイバ１４が配列された光ファイバ端末１
３の端面にも光導波路素子と同様の金属パッド１８が形
成されている（図１（Ａ））。光ファイバ１４と金属パ
ット１８との位置関係は、光導波路１２と金属パッド１
６とのそれに一致するようになっている。先ず、図１
（Ｂ）に示すように、光導波路素子に光ファイバ端末１
３を仮接続する。このときの位置合わせは、光ファイバ
端末１３端面の金属パッド１８の一部がはんだバンプ１
７に接触する低度でよいので、従来要求されていた高精
度の位置合わせは不要となる。次に、バンプ１７を溶融
させると、図１（Ｃ）、（Ｄ）に示すように溶融はんだ
１９の表面張力により、光導波路１２と光ファイバ１４
との高精度位置合わせが自動的に行われ、同時に固定す
ることができる。

【００１０】なお、はんだバンプ１７を光ファイバ端末
１３に設けられた金属パッド１８に形成した場合にも同
様な効果が期待できる。

【００１１】図２は本発明の一実施例に係るはんだバン
プ用の金属パッドを設けた光導波路素子およビ光ファイ
バ端末の斜視図である。光導波路素子１０及び光ファイ
バ端末１３の端面にそれぞれ対となる金属パッド１６，
１８を形成することにより、はんだバンプを用いた結合
方法により無調整で高精度の光軸位置合わせが実現でき
る。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光導波路
素子の光ファイバ端末との接続端面及び光ファイバ端末
の光導波路素子との接続端面に少なくとも一対の金属パ
ッドを設けバンプを介して端面結合させるので、従来要
求された光実装における高精度な光軸位置合わせの簡略
化が図れ、光導波路と光ファイバとを容易に低損失で結
合させることができる。また、温度変化等に対する信頼
性が高く、生産性も優れているので実用的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光導波路素子と光ファ
イバ端末とをはんだバンプを介して端面結合した接続方
法を示す説明図。

【図２】本発明の一実施例に係るはんだバンプ用の金属
パッドを設けた光導波路素子および光ファイバ端末の斜
視図。

【図３】従来例の斜視図。

【符号の説明】

１０ 光導波路素子 １１ 基板 １２ 光導波路 １３ 光ファイバ端末 １４ 光ファイバ １５ 接着剤 １６，１８ 金属パッド １７ はんだバンプ １９ 溶融はんだ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本望 宏 東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式 会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光導波路が基板表面に形成されている光
   導波路素子の端面に光ファイバ端末を接続して成る光伝
   送装置において、前記光導波路素子の光ファイバ端末と
   の接続端面及び前記光ファイバ端末の光導波路素子との
   接続端面に少なくとも一対の金属パッドを備え、互いの
   金属パッドを接着したことを特徴とする光伝送装置。
2. 【請求項２】 光導波路素子の接合端面及び光ファイバ
   端末の接合端面に少なくとも一対の金属パッドをそれぞ
   れに設け、この金属パッドにバンプを形成し、このバン
   プを介して金属パッドを接着して前記光導波路素子と、
   光ファイバ端末とを端面結合させることを特徴とする光
   伝送装置の製造方法。