光学互连器件制造技术

本发明专利技术提供了一种光学互连器件。所述光学互连器件包括：光学元件和上面表面安装有光学元件的基板。所述基板包括：光学波导，其形成在所述基板中，并且包括芯层和覆盖所述芯层的包层；以及光路改变部分，其设置在所述光学波导的一个端部附近，用于改变透射通过所述光学波导的光的光路或者通过所述光学元件传播的光的光路。在从与所述基板的表面平行的平面观看时，所述芯层的宽度朝着所述光路改变部分的方向加宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学互连器件。更具体地说，本专利技术涉及上面安装 有诸如光接收元件和光发射元件等光学元件的光学互连器件。
技术介绍
随着数字设备的信号速度提高、封装密度提高等，需要抵抗电信号的噪音和EMI的措施。作为这种措施，现在正在研发一种用光 学信号代替一部分电配线的光/电混合基板。在现有技术中，在将诸如激光二极管、光电二极管等光学元件 安装在光/电混合基板上的情况下，尤其是在将表面安装光学元件(其 中，光沿着垂直于基板表面的方向入射/透射)安装在基板上的情况 下，会由于在光学波导核心与光学元件或光路改变部分之间出现的几 微米的光轴偏移而导致光耦合损失，因而使光学信号衰减。为了解决上述问题，例如，JP-A-2001-141965描述了一种光耦 合器，该光耦合器可以用简单的结构在光学上有效地耦合光学器件， 并且还容易实现尺寸减小和阵列构造。此外，作为以高生产率制造光 耦合器的方法，JP-A-2001-141965还描述了一种光耦合器，在该光耦 合器中，通过由大致椭球体的一部分构造的椭圆镜来使第一光学器件 与第二光学器件光学耦合。如图1所示，在JP-A-2001-141965中，通过将垂直腔表面发射 激光器(VCSEL) 102安装在基板104上而构成第一光学器件100。 第一光学器件100通过粘合剂150安装在第二光学器件200上。第二 光学器件200包括光学波导204和形成在椭圆形凹陷部208中的反射 镜206。从VCSEL 102发射的激光束沿着与第二光学器件200垂直 的方向入射。该激光束的光路被用作光路改变部分的椭圆形反射镜 206改变90度并会聚。该激光束与光学波导204的位于反射镜206焦点附近的芯层210光学耦合。从VCSEL 102发射的激光束类似圆锥形状。因此，这种激光束 被反射镜206反射90°角，其中反射镜206类似椭球体形状，并设 置为与激光束的入射方向成45° 。此外，与入射的激光束类似，被 反射的激光束类似圆锥形状。此后，被反射的激光束会聚于光学波导 204的芯层210的入射端附近，然后透射通过光学波导204。根据这 种构造，可以提高VCSEL 102 (第一光学器件)与光学波导204 (第 二光学器件)之间的光学耦合效率。此外，在图1中，附图标记207 表示光学波导204的包层。然而，在JP-A-2001-141965中，反射镜206必须呈类似椭圆形 凹陷部208的形状。因此，需要花费大量时间和劳动来形成反射镜， 并且还难以对具有椭圆形凹陷部的反射镜的定位和排列方式进行控 制，并且还需要使光学波导与反射镜对准。此外，作为另一项现有技术，JP-A-2006-47764描述了一种光/ 电混合基板。在该光/电混合基板中提供了一种光学波导，该光学波 导可以在耦合光电路(optical circuit)时简单、高效地提供光学耦合。 根据这种构造，凸状光学波导插入到光/电混合基板的孔中。从VCSEL 发射的光进入凸状光学波导，然后透射通过该凸状光学波导。如图 2A所示，当光学波导中形成有光路改变部分时，从VCSEL发射的 光通过凸状光学波导会聚于光学波导的芯层。此外，如图2B所示， 当光学波导中没有形成光路改变部分时，从VCSEL发射的光通过形 成在凸状光学波导中的微镜耦合到光学波导的芯层。在图2A和图2B中，307表示电路基板，311表示凸状光学波 导，312表示VCSEL， 313表示光学波导，314表示光/电混合基板， 315表示切割表面，320表示光的传播方向，321表示微镜，322表示 光。在JP-A-2006-47764所述的光/电混合基板中，必须通过单独的 工序来制造凸状光学波导，因而这种基板不利于大规模生产和降低成 本。此外，凸状光学波导必须装入预先形成的孔中，因而增加了步骤 数量。另外，当在凸状光学波导中形成有微镜时，这种微镜在安装时必须精确对准，使得通过该微镜反射的光耦合到光学波导的芯层。在上述现有技术(JP-A-2001-141965和JP-A-2006-47764)中，需要单独的工序来形成光路改变部分，并且光路改变部分自身也需要 高的对准精度。因此，上述光学互连器件及其制造方法不利于大规模 生产和降低成本。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例针对上述缺点和上文没有描述的其他缺 点。然而，并不要求本专利技术克服上述缺点，因此，本专利技术的示例性实 施例可以不必克服任何上述问题。本专利技术的示例性实施例提供了一种光学互连器件，包括具有 光学波导的基板；以及安装在所述基板上的表面安装的光学元件，例如光发射元件或光接收元件。根据本专利技术的示例性实施例，形成在所述基板中的芯层呈楔形 形状或抛物线形状，从而可以减少因耦合或透射光学信号而引起的光 学损失，并且在安装时还可以使表面安装的光学元件与基板高精度地 对准。根据本专利技术的一个或多个方面，提供了一种光学互连器件。该光学互连器件包括光学元件；以及基板，所述光学元件表面安装在 所述基板上。所述基板包括..光学波导，其形成在所述基板中，并且 包括芯层和覆盖所述芯层的包层；以及光路改变部分，其设置在所述 光学波导的一个端部附近，用于改变透射通过所述光学波导的光的光 路或者通过所述光学元件传播的光的光路。在从与所述基板的表面平 行的平面观看时，所述芯层的宽度朝着所述光路改变部分的方向加宽o根据本专利技术的一个或多个方面，在从所述平面观看时，所述芯 层的一部分朝着所述芯层的另一个端部的方向逐渐变细。根据本专利技术的一个或多个方面，所述芯层的一部分呈抛物线形 状，并且在从所述平面观看时，所述呈抛物线形状的部分的宽度朝着 所述光路改变部分的方向逐渐加宽。根据本专利技术的一个或多个方面，所述光学元件安装在所述基板 上，使得通过所述光学元件传播的光沿着与所述基板的表面垂直的方 向。根据本专利技术的一个或多个方面，所述光路改变部分为反射镜， 所述反射镜与所述光学波导形成一体并且相对于所述基板的表面成 45度角设置；并且所述光路改变部分用于使光路改变90度。根据本专利技术的一个或多个方面，所述光学元件为光电二极管。 根据本专利技术的一个或多个方面，所述光学元件为垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。根据本专利技术的一个或多个方面，所述芯层的所述部分位于所述 光路改变部分附近。根据本专利技术的示例性实施例，可以通过使芯层的位于反射镜附 近的轮廓形成楔形形状或抛物线形状来明显加宽芯层的宽度。因此， 可以提高反射镜与芯层之间的光学偶合效率。此外，由于加宽了芯层 宽度，所以可以在与反射镜平行的方向上增加光学元件的安装容差。 此外，由于可以仅通过改变用于使芯层曝光的掩模图案来控制芯层宽 度的这种变化，所以可以低成本地制造本专利技术的光学互连器件。附图说明在附图中图1是示出现有技术的光学互连器件的视图2A和图2B是示出现有技术的光学互连器件的视图3是根据本专利技术第一示例性实施例的上面安装有表面发射元件基板的光学互连器件的平面图4是根据本专利技术第一示例性实施例的上面安装有表面发射元件基板的光/电混合基板的剖视图5是根据本专利技术第一示例性实施例的上面没有安装表面发射元件基板的光/电混合基板的剖视图6是根据本专利技术第一示例性实施例的上面没有安装表面发射元件基板的光/电混合基板的平面7图7是根据本专利技术第一示例性实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学互连器件，包括：　光学元件；以及　基板，所述光学元件表面安装在所述基板上，所述基板包括：　光学波导，其形成在所述基板中，并且包括芯层和覆盖所述芯层的包层；以及　光路改变部分，其设置在所述光学波导的一个端部附近 ，用于改变透射通过所述光学波导的光的光路或者通过所述光学元件传播的光的光路，　其中，在从与所述基板的表面平行的平面观看时，所述芯层的宽度朝着所述光路改变部分的方向加宽。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本贵功，
申请(专利权)人：新光电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]