JP2010048940A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤による結合面（他の素子との結合部となる端面）への汚染が抑制されつつ、光導波路素子が実装基板に実装された光学装置を提供すること。
【解決手段】実装基板１０上に、光導波路素子２０と、光ファイバー３０（他の光学素子）と、を実装させる。実装基板１０の実装面に、実装する光導波路素子２０の位置決めをする凸状の第１位置決め部１２Ａと、実装する光ファイバー３０の位置決めをする凸状の第２位置決め部１２Ｂと、を配設させる。実装基板１０の実装面に、光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面（つまり結合部４２Ｃ）と第１接着領域４２Ａとの間に位置する領域に、第１接着剤４０Ａを堰止めるための凸状の第１堰止め部１４Ａ（第１堰止め領域）を配設させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学装置に関するものである。

従来、光通信モジュールと呼ばれる光学装置は、例えば、実装基板に、光導波路素子を光学的に結合させつつ実装させた構成となっている。具体的には、例えば、光導波路素子と光ファイバとを効率よく光学実装する目的で、光導波路素子と光ファイバとの光学的に結合できるように光導波路素子と光ファイバとを位置決めするための溝が形成した実装基板を作製し、光導波路素子と光ファイバとを前記溝に嵌め込むことで両者を光学的に実装することが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００６−３９０７８

光導波路素子は、接着剤により実装基板に固定・実装されることから、当該接着剤が実装基板の実装面上で光導波路素子からはみ出し広がってしまうことがある。

そこで、本発明の課題は、接着剤による結合面（他の素子との結合部となる端面）への汚染が抑制されつつ、光導波路素子が実装基板に実装された光学装置を提供することである。

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
実装基板と、
前記実装基板の実装面上に実装され、他の素子と光学的に結合される結合部となる端面を側面に持つ光導波路素子と、
第１接着剤により前記光導波路素子を前記実装基板に接着させる第１接着領域と、
前記結合部となる端面と前記第１接着領域との間に位置する前記実装基板の実装面に設けられ、前記第１接着剤を堰止めるための第１堰止め領域と、
を備える光学装置。

請求項２に係る発明は、
前記第１堰止め領域が、凸状部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

請求項３に係る発明は、
前記第１堰止め領域が、それ以外の領域よりも前記第１接着剤に対する接触角が大きい領域である請求項１に記載の光学装置。

請求項４に係る発明は、
前記第１堰止め領域が、前記第１接着領域を取り囲んで設けられる請求項１に記載の光学装置。

請求項５に係る発明は、
前記第１堰止め領域が、前記第１接着剤を堰止めると共に前記結合部となる端面以外の前記実装基板の実装面上の領域へ案内する領域である請求項１に記載の光学装置。

請求項６に係る発明は、
前記他の素子として前記実装基板の実装面上に実装されると共に、前記光導波路素子に光学的に結合される光学素子と、
第２接着剤により前記光学素子を前記実装基板に接着させる第２接着領域と、
前記結合部となる端面と前記第１接着領域との間に位置する前記実装基板の実装面に設けられ、前記第第２接着剤を堰止めるための第２堰止め領域と、
をさらに備える請求項１に記載の光学装置。

請求項１に係る発明によれば、接着剤による結合面（他の素子との結合部となる端面）への汚染が抑制されつつ、光導波路素子が実装基板に実装される。
請求項２に係る発明によれば、簡易な構成で、堰止め領域により接着剤の堰止めが実現される。
請求項３に係る発明によれば、光導波路素子の実装への影響を抑えつつ、堰止め領域により接着剤の堰止めが実現される。
請求項４に係る発明によれば、光導波路素子から接着剤のはみ出し自体が抑制される。
請求項５に係る発明によれば、接着剤量が多くなっても、接着剤による結合面（他の素子との結合部となる端面）への汚染が抑制される。
請求項６に係る発明によれば、光学素子を実装するための接着剤による結合面（光導波路素子の結合部となる端面）への汚染が抑制されつつ、光学素子も実装基板に実装される。また、光導波路素子を実装するための接着剤と光学素子を実装するための接着剤との混合による接着不良も抑制される。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機
能・作用を持つ部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する場
合がある。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光学モジュール（光学装置）を示す概略３面図であり、Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図である。図２は、第１実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＡ−Ａ端面図である。

第１実施形態に係る光学モジュール１０１（光学装置）は、図１に示すように、例えば、シリコン基板等から構成される実装基板１０上に、光導波路素子２０と、光ファイバー３０（他の光学素子）と、が実装されている。光導波路素子２０と光ファイバー３０は、互いの端面（光が伝搬する端面）を光学的に結合され実装基板１０上に、所謂光学実装されている。

なお、本実施形態では、入射導波路部及び出射導波路部が各々２つ有する多モード型の導波路２０Ａ（リッジ型）を持つ光導波路素子２０（つまり、入出力部がそれぞれ２つ有する素子）を採用しており、１つの光導波路素子２０の対向する２つの側面にそれぞれ２本の光ファイバー３０が光学的に結合されており、計４本の光ファイバー３０が実装される形態を説明するが、これに限定されるわけではなく、光導波路素子２０の種類に応じて変更される。

実装基板１０と光導波路素子２０とは、第１接着剤４０Ａにより光導波路素子２０の中央部を実装基板１０の実装面に固定させて実装させている。この第１接着剤４０Ａにより固定された領域が第１接着領域４２Ａである。

一方、実装基板１０と光ファイバー３０とは、第２接着剤４０Ｂにより光ファイバーの端部を除く外周面を実装基板１０の実装面に固定させて実装させている。この第２接着剤４０Ｂにより固定された領域が第２接着領域４２Ｂである。

また、光導波路素子２０と光ファイバー３０とは、第３接着剤４０Ｃにより接着されて光学的な結合が行われており、当該第３接着剤４０Ｃにより結合部４２Ｃが構成されている。

実装基板１０は、図２に示すように、実装基板１０の実装面には、実装する光導波路素子２０の位置決めをする凸状の第１位置決め部１２Ａと、実装する光ファイバー３０の位置決めをする凸状の第２位置決め部１２Ｂと、が配設さている。

第１位置決め部１２Ａは、実装される矩形板状の光導波路素子２０の四隅（実装される側の４つの角部）の接触して位置決めを行うために４つ配設されている。そして、第１位置決め部１２Ａには、実装される矩形板状の光導波路素子２０の四隅（実装される側の４つの角部）が各々嵌まり込むための立方体状（又は直方体状）の切欠き１３が形成されている。この第１位置決め部１２Ａ（この切欠き１３）に、実装される矩形板状の光導波路素子２０の四隅が嵌まり込むことで、位置決めがなされる。

第１位置決め部１２Ａにより位置決めされる光導波路素子２０の高さ（実装基板１０の実装面からの高さ）は、結合させる他の光学素子（例えば光ファイバ等））の中心と高さが同じとなるように調整され設定される。

一方、第２位置決め部１２Ｂは、実装される円筒状（円柱状）の光ファイバーの外周面に接触して位置決めを行うため、当該光ファイバー３０の長さ方向に沿って設けられている。通常、第２位置決め部１２Ｂは、１本の光ファイバーにつき２つ配設されるが、本実施形態では、光導波路素子２０の対向する２つの側面毎に、それぞれ２本の光ファイバー３０が並列して実装しているため、並列して配設される２本の光ファイバー３０毎に３本、計６本配設されている。

実装基板１０の実装面には、光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面（つまり結合部４２Ｃ）と第１接着領域４２Ａとの間に位置する領域に、第１接着剤４０Ａを堰止めるための凸状の第１堰止め部１４Ａ（第１堰止め領域）が配設されている。具体的には、第１堰止め部１４Ａは、例えば、第１接着領域４２Ａと光導波路素子２０及び光ファイバー３０の結合部４２Ｃとを隔てるように、光導波路素子２０における結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面の対向方向に直交する方向に沿って当該結合部４２Ｃと第１接着領域４２Ａとを遮って配設されている。

第１堰止め部１４Ａの高さは、光導波路素子２０の実装に影響を与えない高さであることがよく、具体的には、例えば、光導波路素子２０が第１位置決め部１２Ａに嵌め込まれて位置決めされた状態（実装された状態）で、第１堰止め部１４Ａの上面が光導波路素子２０と接触（圧力がかからない状態での接触）又は接触しない高さであることがよい。

なお、第１堰止め部１４Ａは、光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面を有する光導波路素子２０の対向する２つの側面の双方と第１接着領域４２Ａとの間のそれぞれに配設されている。

実装基板１０の実装面には、光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面（つまり結合部４２Ｃ）と第２接着領域４２Ｂとの間に位置する領域に、第２接着剤４０Ｂを堰止めるための凸状の第２堰止め部１４Ｂ（第２堰止め領域）が配設されている。具体的には、第２堰止め部１４Ｂは、例えば、第２接着領域４２Ｂと光導波路素子２０及び光ファイバー３０の結合部４２Ｃとを隔てるように、光ファイバー３０の長さ方向に直交する方向に沿って当該結合部４２Ｃと第２接着領域４２Ｂとを遮って配設されている。

第２堰止め部１４Ｂの高さは、光ファイバー３０の実装に影響を与えない高さであることがよく、具体的には、例えば、光ファイバー３０が第２位置決め部１２Ｂにはめ込まれて位置決めされた状態（実装された状態）で、第２堰止め部１４Ｂの上面が光ファイバー３０と接触（圧力がかからない状態での接触）又は接触しない高さであることがよい。

なお、第２堰止め部１４Ｂは、各光ファイバー３０毎に設けられており、本実施形態では４つ配設されている。

実装する光導波路素子２０は、例えば、基板上に、下部電極（第１電極）、下部クラッド層（第１クラッド層）、光導波路、上部クラッド層（第２クラッド層）、及び上部電極（第２電極）を順次積層した積層体で構成された公知の光導波路素子が適用される。

具体的には、光導波路素子２０としては、例えばマッハ−ツェンダ型の導波路デバイス、モード変換型の導波路デバイス、分岐スイッチ型の導波路デバイス、Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ型の導波路デバイスなどの公知のデバイスが適用される。

また、光ファイバー３０も、公知のものが採用される。なお、本実施形態では、他の光学素子として光ファイバー３０のみを実装した形態を説明しているが、これに限られず、他の光学素子として受光素子、発光素子であってもよく、またこれらを組み合わせて実装させた形態であってもよい。

本実施形態に係る光学モジュール１０１は、次のように作製される。例えば、実装基板１０に溶解又は融解させた樹脂を塗布して樹脂層を形成した後、これをフォトリソグラフィとエッチング（例えば、ＲＩＥ：リクティブイオンエッチング）等により切削し、第１位置決め部１２Ａ、第２位置決め部１２Ｂ、第１堰止め部１４Ａ、第２堰止め部１４Ｂを形成することができる。また、感光性樹脂（例えば感光性ポリイミドなど）の塗布とリソグラフィの繰り返しによって作製する方法もある。なお、各部位は、実装基板（例えばシリコン基板）表面を直接切削して形成してもよい。

次に第１接着剤４０Ａを実装面の中央部（第１位置決め部１２Ａ及び第１堰止め部１４Ａよりも内側の実装面）に滴下した後、光導波路素子２０を第１位置決め部１２Ａに嵌め込むと共に接着して実装する。

次に、第２接着剤４０Ｂを実装面の端部（第２位置決め部の内側であって第２堰止め部１４Ｂの外側の実装面）に滴下すると共に、第３接着剤４０Ｃを光導波路素子２０の光が伝搬する端面に付着させた後、光ファイバー３０を第２位置決め部１２Ｂ間に嵌め込むと共に接着して実装すると共に、光ファイバー３０と光導波路素子２０のとの互いの端面（光が伝搬する端面、即ち光入出力端面）を接触させると共に接着させが光学的に結合させる。

これにより、本実施形態に係る光学モジュール１０１が作製される。なお、光ファイバー３０を接着するための第２接着剤４０Ｂは、光ファイバー３０を第２位置決め部１２Ｂへ嵌め込んで、光導波路素子２０と光学的に結合した後、当該結合部を避けて光ファイバー３０上から塗布してもよい。

ここで、光導波路素子２０及び実装基板１０を接着するための第１接着剤４０Ａと、光ファイバー３０及び実装基板１０を接着するための第２接着剤４０Ｂと、光導波路素子２０及び光ファイバー３０（光学素子）を接着するための第３接着剤４０Ｃと、はそれぞれに対し要求される特性は異なっている。

具体的には、例えば、光導波路素子２０と実装基板１０との接着では、接着剤の硬化収縮率が重要な特性である。光導波路素子２０と実装基板１０の接着では、他の場所の接着と異なり、広い面積を接着することになることから、接着剤の硬化収縮による応力の発生が光導波路素子２０に悪影響を与えることがある。具体的には、例えば、応力の発生により光導波路素子２０の導波路形状が変形して導波路素子の応答波形がくずれたり、光導波路素子２０の挿入損失が増加したりすることがある。特に、大きな応力がかかった場合には、光導波路素子２０や実装基板１０にヒビが入いる場合もある。このため、第１接着剤４０Ａとしては、他種よりも硬化収縮率の小さいエポキシ系接着剤がよい。

例えば、光ファイバー３０と実装基板１０との接着では、接着剤の粘度が重要な特性であり、接着剤が不用意に広がってはならない。このため、第２接着剤４０Ｂとしては、粘度が３００ｃｐｓ以上（望ましくは１０００ｃｐｓ以上）のものがよい。

例えば、光導波路素子２０と光ファイバー３０との接着では、接着剤の屈折率と光の透過率が重要な特性である。光導波路素子２０と光ファイバー３０（光学素子）との接着において、接着剤に光透過性が低く屈折率が特定の範囲内にないと、光導波路素子と光ファイバとの結合損失が増加し、モジュールの光学特性を低下させる原因となることがある。接着剤の屈折率は使用する光導波路素子の材料にもよるが、例えば、有機材料を用いる光導波路素子の場合、第３接着剤４０Ｃとしては、屈折率が１．４６以上１．７０以下で、且つ透過率が６０％以上（望ましくは９０％以上）のものを適用することがよい。

また、光導波路素子と実装基板との接着や、光導波路素子２０と光ファイバー３０との接着においては、接着剤の粘度が高すぎる (接着剤に弾力がある状態：例えば粘度が１００００ｃｐｓを超えた状態)と、光導波路素子２０が実装基板１０へ正確に実装（第１位置決め部１２Ａへの嵌め込み）がうまくいないことがある。また、光導波路素子２０と光ファイバー３０との端面間距離を正確に合せることが難しくなることがある。このため、第１接着剤４０Ａ及び第３接着剤４０Ｃは、粘度が１０００ｃｐｓ以下のものがよい。

なお、光ファイバー３０と実装基板１０との接着や、光導波路素子２０と光ファイバー３０との接着では、各々の位置合せは実装基板１０（位置決め部）で行っているため、接着剤の硬化収縮率が問題となることはない。また、接着剤の屈折率や光透過性は、光を伝搬させない部分の接着（光導波路素子２０と実装基板１０との接着や、光ファイバー３０と実装基板１０との接着）では考慮する必要のない特性である。

以上説明した本実施形態に係る光学モジュール１０１では、実装基板１０の実装面に、光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面（つまり結合部４２Ｃ）と第１接着領域４２Ａとの間に位置する領域に、第１接着剤４０Ａを堰止めるための凸状の第１堰止め部１４Ａ（第１堰止め領域）が配設されている。このため、光導波路素子２０が実装される際、例えば、第１接着剤４０Ａを実装基板１０の実装面上に滴下したときや、光導波路素子２０を実装したときに第１接着剤４０Ａが実装基板１０の実装面上で広がっても、第１堰止め部１４Ａにより堰止められ光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面（つまり結合部４２Ｃ）へ到達することが抑制される。したがって、光導波路素子２０を実装基板１０に接着するための第１接着剤４０Ａによる結合面（他の素子との結合部となる端面）への汚染が抑制されつつ、光導波路素子が実装基板に実装される。結果、結合部４２Ｃ（互いに結合される光導波路素子２０端面や光ファイバー３０端面）への第１接着剤４０Ａの付着・汚染による、屈折率の不整合や、光の散乱に起因する光導波路素子２０と光ファイバー３０との結合損失の増加が抑制される。

また、本実施形態に係る光学モジュール１０１では、実装基板１０の実装面に、光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面（つまり結合部４２Ｃ）と第２接着領域４２Ｂとの間に位置する領域に、第２接着剤４０Ｂを堰止めるための凸状の第２堰止め部１４Ｂ（第２堰止め領域）が配設されている。このため、光ファイバー３０（光学素子）が実装される際、例えば、第２接着剤４０Ｂを実装基板１０の実装面上に滴下したときや、光ファイバー３０（光学素子）を実装したときに第２接着剤４０Ｂが実装基板１０の実装面上で広がっても、第２堰止め部１４Ｂにより堰止められ光導波路素子２０と光ファイバー３０と結合部となる端面（つまり結合部４２Ｃ）へ到達することが抑制される。したがって、光ファイバー３０（光学素子）を実装基板１０に接着するための第２接着剤４０Ｂによる結合面（他の素子との結合部となる端面）への汚染が抑制されつつ、光導波路素子が実装基板に実装される。結果、結合部４２Ｃ（互いに結合される光導波路素子２０端面や光ファイバー３０端面）への第２接着剤４０Ｂの付着・汚染による、屈折率の不整合や、光の散乱に起因する光導波路素子２０と光ファイバー３０との結合損失の増加が抑制される。

ここで、特定の異なる未硬化の接着剤が不用意に広がり混ざってしまうと、接着剤の物性が変化するだけでなく、接着剤の硬化不良の原因ともなるが、本実施形態では、上記第１堰止め部１４Ａや第２堰止め部１４Ｂにより、各接着剤が堰止められることから、互いに混ざり合うことが抑制され、各接着剤の物性変化や、各接着剤の硬化不良が抑制される。

なお、本実施形態に係る光学モジュール１０１では、第１堰止め部１４Ａは、一列で配設した形態を説明したが、これに限られるものではない。例えば、図３に示すように、光導波路素子２０の結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面の対向方向に２列以上の第１堰止め部１４Ａを配設した形態（本形態では２列）であってもよい。第２堰止め部１４Ｂも同様である。

また、本実施形態に係る光学モジュール１０１では、第１堰止め部１４Ａは、第１位置決め部１２Ａとは独立して配設した形態を説明したが、これに限られるものではない。例えば、図４に示すように、第１堰止め部１４Ａを「コ」の字状に屈曲させると共に、第１位置決め部１２Ａと連結して配設した形態であってもよいし、図５に示すように、第１堰止め部１４Ａを第１位置決め部１２Ａに直線状に連結して配設した形態であってもよい。これらの形態では、第１堰止め部１４Ａは、光導波路素子２０の結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面の対向方向に対する直交方向で向き合う２つの第１位置決め部１２Ａと連結して配設させている。第２堰止め部１４Ｂも同様である。

また、図６に示すように、第１堰止め部１４Ａを、「コ」字状に屈曲させると共に光導波路素子２０結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面の対向方向で向き合う２つの第１位置決め部１２Ａと連結して配設させた形態であってもよい。但し、この形態では、光導波路素子２０の両端部（結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面の対向方向に直交する方向の両端部）で第１接着剤４０Ａにより接着させる（つまり、第１接着領域４２Ａを当該両端部とする）。第２堰止め部１４Ｂも同様である。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＦ−Ｆ端面図である。

第２実施形態は、図７に示すように、実装基板１０の実装面に対して、第１接着剤４０Ａに光導波路素子２０の第１接着領域４２Ａを点在させると共に、当該点在させた第１接着領域４２Ａをそれぞれ取り囲んで第１堰止め部１４Ａを配設した形態である。なお、本実施形態では、光導波路素子２０の実装領域（４つの第１位置決め部１２Ａで囲まれる領域）内に四隅と中央部に計５つの第１接着領域４２Ａが配設されている。そして、第１堰止め部１４Ａ（中央部を除く四隅の第１堰止め部１４Ａ）は、それぞれ第１位置決め部１２Ａの一部を構成して配設させている。なお、第１接着領域４２Ａは、５つに限られず、１つでも、２つ以上であってもよい。

これら以外は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。なお、第２堰止め部１４Ｂも同様に配設してもよい。

本実施形態では、実装基板１０の実装面に、第１接着領域４２Ａを取り囲んで第１堰止め部１４Ａを配設させている。このため、全ての方向の広がる第１接着剤４０Ａが第１堰止め部１４Ａにより堰止めされることから、光導波路素子２０から第１接着剤４０Ａのはみ出し自体が抑制される。

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＧ−Ｇ端面図である。

第３実施形態は、図８に示すように、実装基板１０の実装面に対して、光導波路素子２０を接着するための次第１接着剤を堰止めると共に、光導波路素子２０の結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面以外の実装基板１０の実装面上の領域へ案内するように、第１堰止め部１４Ａを配設した形態である。

具体的には、例えば、平面形状が「Ｖ」字状の第１堰止め部１４Ａを、その頂点（平面形状での頂点）が光導波路素子２０の実装領域（４つの第１位置決め部１２Ａで囲まれる領域）中央部側を向き、その反対側を光導波路素子２０の結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面側に向くように配設させている。言い換えれば、光導波路素子２０の結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面の対向方向に傾斜すると共に、光導波路素子２０の実装領域（４つの第１位置決め部１２Ａで囲まれる領域）中央部から光導波路素子２０の結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面側に向かって光導波路素子２０の実装領域外側に広がって、第１堰止め部１４Ａを配設する。

これら以外は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。なお、第２堰止め部１４Ｂも同様に配設してもよい。

本実施形態では、実装基板１０の実装面に、光導波路素子２０を接着するための次第１接着剤を堰止めると共に、光導波路素子２０の結合部４２Ｃとなる端面を持つ側面以外の実装基板１０の実装面上の領域へ案内するように、第１堰止め部１４Ａを配設させている。このため、第１接着剤４０Ａが堰止められるだけでなく、その流れが分散されて第１堰止め部１４Ａにより案内されることから、第１接着剤４０Ａの第１堰止め部１４Ａの乗り越えが抑制される。したがって、第１接着剤４０Ａの量が多くなっても、第１接着剤４０Ａによる結合面（他の素子との結合部となる端面）への汚染が抑制されつつ、光導波路素子２０が実装される。

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態に係る光学モジュール（光学装置）を示す概略３面図であり、Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図である。図１０は、第４実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＨ−Ｈ端面図である。

第４実施形態に係る光学モジュール１０２（光学装置）は、図９及び図１０に示すように、例えば、第１堰止め領域として他の領域よりも第１接着剤４０Ａに対する接触角が大きい第１堰止め部１６Ａと、第２堰止め領域として他の領域よりも第２接着剤４０Ｂに対する接触角が大きい第２堰止め部１６Ｂと、が配設された実装基板１０を具備する形態である。

第１堰止め部１６Ａは他の領域（例えば光導波路素子２０の実装領域内での他の領域）よりも第１接着剤４０Ａに対する接触角が大きい領域であるが、水に対する接触角で特性を代表させると、水に対する第１堰止め部１６Ａの接触角と他の領域との接触角との差は少なくとも１５度以上（望ましくは２０度以上）であることがよい。また、水に対する第１堰止め部１６Ａの接触角自体は、１１０度以上であることがよい。

第２堰止め部１６Ｂは他の領域（例えば光ファイバー３０の実装領域内での他の領域）よりも第２接着剤４０Ｂに対する接触角が大きい領域であるが、水に対する接触角で特性を代表させると（つまり、以下の値は水に対する接触角である）水に対する第２堰止め部１６Ｂの接触角と他の領域との接触角との差は少なくとも１５度以上（望ましくは２０度以上）であることがよい。また、水に対する第２堰止め部１６Ｂの接触角自体は、１１０度以上であることがよい。

上記接触角を持つ第１堰止め部１６Ａ及び第２堰止め部１６Ｂは、例えば、使用する接着剤に対して濡れ性の低い材料等を層状に形成して構成される。当該材料としては、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤などの接着剤に対して全般的に濡れ性が低い、フッ素化合物を採用することがよい。このフッ素化合物としては、フッ素化ポリイミド、テトラフルオロエチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などが挙げられる。

ここで、接触角は、動的接触角試験機（ＦＩＢＲＯ Ｓｙｓｔｅｍ社製、ＦＩＢＲＯ１１００ ＤＡＴ ＭＫ ＩＩ）を用いて、測定対象物表面に水を３μLを滴下し、滴下後０．１秒後の時点での接触角を測定した値である。

これら以外は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

以上説明した本実施形態に係る光学モジュール１０２では、実装基板１０の実装面に、他の領域に比べ、各接着剤に対する接触角が大きい領域、即ち濡れ性が低い領域として、第１堰止め部１６Ａ及び第２堰止め部１６Ｂを設けている。このため、第１堰止め部１６Ａ及び第２堰止め部１６Ｂにより、各接着剤が弾かれることで堰止められる。また、第１堰止め部１６Ａ及び第２堰止め部１６Ｂは、上記如く、使用する接着剤に対して濡れ性の低い材料等を層状に形成して構成されることから、光導波路素子２０や光ファイバー３０の実装への影響を抑えつつ、各接着剤の堰止めが実現される。

なお、本実施形態における第１堰止め部１６Ａ及び第２堰止め部１６Ｂは、第１乃至第３実施形態と同様の形成領域（形成パターン）で形成され得る。また、本実施形態と第１乃至第３実施形態とを組み合わせた形態、即ち、例えば、凸状部表面を使用する接着剤に対して濡れ性の低い材料で被覆処理を施し、他の領域よりも各接着剤に対する接触角が大きい表面を持つ凸状部を、堰止め部（堰止め領域）とする形態であってもよい。

以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。

［実施例１］
−光導波路素子（光導波路デバイス）の作製−
有機電気光学材料（非線形光学材料）の溶液として、シクロヘキサノン、ポリスルホン、及び［３−シアノ−２−ジシアノメチリデン−４−｛ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−［３−（２−（４−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノフェニル）ビニル）シクロヘク−２−エチリデン］−１−プロペニル｝−５−メチル−５−（４−シクロヘキシルフェニル）−２，５−ジヒドロフランを、前記すべての材料の総質量を１００質量部としてそれぞれ、８３質量部、１４質量部、及び３質量部からなる溶液（以下、ＰＳＩ溶液）を調製した。

ここで、ＰＳＩ溶液を石英基板上に塗布し、１２０℃で加熱したサンプルを作製し、屈折率をプリズムカップリング法により測定したところ、屈折率は１．６５であった。

次に、下部電極として金をスパッタしたシリコン基板上に、下部クラッド層として屈折率１．５４のアクリル系紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して膜厚３．５μｍの樹脂硬化膜を得た。

次に、下部クラッド層上に前記ＰＳＩ溶液を塗布した後、加熱・硬化させて、膜厚３．３で屈折率１．６４の導波路層を形成した。そして、導波路層に対し、フォトリソグラフィに続くＲＩＥ（リアクチディブイオンエッチング）を施し、入射導波路部及び出射導波路部が各々２つ有する多モード型の導波路（リッジ型：図１参照）をパターニングした。導波路の膜厚は５μｍであり、リッジ高さは３μｍであった。

次に、導波路上に、下部クラッド層と同様にして紫外線硬化樹脂を塗布し、膜厚３．５μｍ厚の上部クラッド層を作製した。

次に、上部クラッド層上に、２つの上部電極をフォトリソグラフィに続くリフトオフによって多モード型の導波路と重なるようにそれぞれ形成した後、ポーリング処理（分極配向処理）を施し、ダイシングによりウエハーからチップを切出すことで、電気光学効果を有する光導波路素子（光導波路デバイス）を作製した。

−実装基板の作製−
シリコン基板を準備し、感光性ポリイミドを塗布すると共に、リソグラフィーにより、導波路素子及び光ファイバーを位置決めするための凸状の位置決め部（第１位置決め部、第２位置決め部）、導波路素子及び光ファイバーの固定・実装するための接着剤を堰止めるための凸状の堰止め部（第１堰止め部、第２堰止め部）をそれぞれ形成した（図２参照）。なお、導波路素子を位置決めするための位置決め部は、当該光導波路素子の光導波路の中心が実装基板の実施面から６２．５μｍとなるように形成させた。また、各堰止め部は、幅２０μｍ、高さ５０μｍで形成した。

−実装基板への各部材の実装−
実装基板の中央部に、２液性のエポキシ系接着剤（商品名：ＥＰ３０、粘度４００−５００ｃｐｓ）を滴下し、光導波路素子を実装基板側へ押し付けつつ、光導波路素子用の位置決め部に嵌め込んだ（図１参照）。このとき、エポキシ系接着剤は堰止め部により堰止められ、光導波路素子の入出力端面を持つ側面以外の側面側へはみ出したが、当該に入出力端面を持つ側面は到達しなかった。

次に、室温（２５度）で２液性のエポキシ系接着剤を硬化させて、光導波路素子を実装基板に接着（固定・実装）させた後、光ファイバー用の位置決め部内で堰止め部よりも外側に、光硬化型アクリル系接着剤（商品名：ＮＯＡ６３、粘度２０００ｃｐｓ）を滴下すると共に、光ファイバーの端面に光硬化型アクリル系接着剤（商品名：ＮＯＡ７２、屈折率１．５４で透過率が９５％、粘度１５５ｃｐｓ）を付着させ、光ファイバーを当該光ファイバー用の位置決め部にはめ込みつつ、光導波路素子の入出力端面に押し付けた。次に、紫外線を照射して、それぞれの接着剤を硬化させ、光ファイバーを光導波路素子と光学的に結合すると共に実装基板に固定・実装した。このとき、光ファイバーを実装基板に接着するための接着剤は、光導波路素子の入出力端面を持つ側面には到達しなかった。

このようにして光学モジュールを作製した。得られた光学モジュールを観察したところ、光導波路素子と光ファイバーを接着するための接着剤は、光導波路素子の入出力端面を持つ側面に付着しておらず、また互いに接触もしておらず、当該光導波路素子と光ファイバーの接着不良は生じていなかった。

［実施例２］
実施例１の実装基板の作製において、フッ素化ポリイミドを塗布・硬化させた後、フォトリソグラフィーとＲＩＥにより、堰止め部（第１堰止め部、第２堰止め部）を形成した以外は（図１０参照）、実施例１と同様にして光学モジュールを作製した。フッ素化ポリイミドからなる堰止め部の厚みは１μｍ、幅２０μｍとした。

得られた光学モジュールを観察したところ、光導波路素子と光ファイバーを接着するための接着剤は、光導波路素子の入出力端面を持つ側面に付着しておらず、また互いに接触もしておらず、当該光導波路素子と光ファイバーの接着不良は生じていなかった。

なお、フッ素化ポリイミドで構成された堰止め部（第１堰止め部、第２堰止め部）の水に対する接触角は、１１０度であった。

第１実施形態に係る光学モジュール（光学装置）を示す概略３面図であり、Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図である。 第１実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＡ−Ａ端面図である。 他の第１実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＢ−Ｂ端面図である。 他の第１実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＣ−Ｃ端面図である。 他の第１実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＤ−Ｄ端面図である。 他の第１実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＥ−Ｅ端面図である。 第２実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＦ−Ｆ端面図である。 第３実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＧ−Ｇ端面図である。 第４実施形態に係る光学モジュール（光学装置）を示す概略３面図であり、Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図である。 第４実施形態に係る実装基板を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）がＨ−Ｈ端面図である。

符号の説明

１０ 実装基板
１２Ａ 第１位置決め部
１２Ｂ 第２位置決め部
１４Ａ 第１堰止め部
１４Ｂ 第２堰止め部
１６Ａ 第１堰止め部
１６Ｂ 第１堰止め部
２０ 光導波路素子
２０Ａ 導波路
３０ 光ファイバー
４０Ａ 第１接着剤
４０Ｂ 第２接着剤
４０Ｃ 第３接着剤
４２Ａ 第１接着領域
４２Ｂ 第２接着領域
４２Ｃ 結合部
１０１ 光学モジュール
１０２ 光学モジュール

Claims (6)

1. 実装基板と、
   前記実装基板の実装面上に実装され、他の素子と光学的に結合される結合部となる端面を側面に持つ光導波路素子と、
   第１接着剤により前記光導波路素子を前記実装基板に接着させる第１接着領域と、
   前記結合部となる端面と前記第１接着領域との間に位置する前記実装基板の実装面に設けられ、前記第１接着剤を堰止めるための第１堰止め領域と、
   を備える光学装置。
2. 前記第１堰止め領域が、凸状部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記第１堰止め領域が、それ以外の領域よりも前記第１接着剤に対する接触角が大きい領域である請求項１に記載の光学装置。
4. 前記第１堰止め領域が、前記第１接着領域を取り囲んで設けられる請求項１に記載の光学装置。
5. 前記第１堰止め領域が、前記第１接着剤を堰止めると共に前記結合部となる端面以外の前記実装基板の実装面上の領域へ案内する領域である請求項１に記載の光学装置。
6. 前記他の素子として前記実装基板の実装面上に実装されると共に、前記光導波路素子に光学的に結合される光学素子と、
   第２接着剤により前記光学素子を前記実装基板に接着させる第２接着領域と、
   前記結合部となる端面と前記第１接着領域との間に位置する前記実装基板の実装面に設けられ、前記第第２接着剤を堰止めるための第２堰止め領域と、
   をさらに備える請求項１に記載の光学装置。

Images