JP2001185800A - Optical module - Google Patents

Optical module

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JP2001185800A
JP2001185800A JP36921199A JP36921199A JP2001185800A JP 2001185800 A JP2001185800 A JP 2001185800A JP 36921199 A JP36921199 A JP 36921199A JP 36921199 A JP36921199 A JP 36921199A JP 2001185800 A JP2001185800 A JP 2001185800A
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JP
Japan
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optical
semiconductor element
optical semiconductor
solder
substrate
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JP36921199A
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Japanese (ja)
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Yutaka Hisayoshi
豊 久芳
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Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module for solving the problem that the active region of an element is made adjacent to a bonding member such as soldering, and a function such as the element is damaged when an optical semiconductor element is flip chip mounted by a simple constitution, and for higher precisely and hardly fixing the optical semiconductor element. SOLUTION: An optical semiconductor element 11 and an optical waveguide body 15 to be optically coupled with the optical semiconductor element 11 are arranged on a substrate 12, and at least either the substrate 12 or the optical semiconductor element 11 is provided with at least one recessed part 18 for leading adhesive 14 for bonding the both of them so that an optical module can be constituted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ通信に使
用される光モジュールに関し、特に半導体レーザなどの
発光半導体素子や、フォトダイオードなどの受光半導体
素子といった光半導体素子を備えた光モジュールに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical module used for optical fiber communication, and more particularly to an optical module having an optical semiconductor element such as a light emitting semiconductor element such as a semiconductor laser and a light receiving semiconductor element such as a photodiode. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバ通信において光加入者
系の導入計画が進められている。このような光ファイバ
通信に使用される光モジュールは、微小な発光半導体素
子や受光半導体素子と光ファイバを光学的に結合(光結
合)させるものである。送信側の光モジュールでは、変
調駆動した発光半導体素子から出た光が伝送用光ファイ
バへ結合され、光ファイバ中を伝送した光信号は伝送側
の光モジュールの受光半導体素子によって電気信号へ変
換される。
2. Description of the Related Art In recent years, plans for introducing optical subscriber systems in optical fiber communication have been advanced. An optical module used for such an optical fiber communication optically couples (optically couples) a minute light emitting semiconductor element or a light receiving semiconductor element with an optical fiber. In the optical module on the transmitting side, the light emitted from the light emitting semiconductor element driven by modulation is coupled to the transmission optical fiber, and the optical signal transmitted in the optical fiber is converted into an electric signal by the light receiving semiconductor element of the optical module on the transmitting side. You.

【0003】ここで用いられる光ファイバと各光半導体
素子は、両者をμmオーダで位置あわせすることが要求
される。従来、光通信用発光半導体素子と光ファイバの
位置あわせには、アクティブアライメントという手法が
用いられる。アクティブアライメントとは発光半導体素
子を駆動し、位置あわせする光ファイバの位置を変えな
がら光ファイバへ入射する光量をモニタし一番結合が良
好な状態で固定するという手法であり、作製に時間を要
するため大量に生産することが難しかった。
The optical fiber and each optical semiconductor element used here are required to be aligned on the order of μm. 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique called active alignment is used for positioning a light emitting semiconductor element for optical communication and an optical fiber. Active alignment is a method of driving a light-emitting semiconductor element, changing the position of the optical fiber to be aligned, monitoring the amount of light incident on the optical fiber, and fixing the optical fiber in the best coupling state. Therefore, it was difficult to mass produce.

【0004】図5に示すように、例えば支持台となるマ
ウント41上に光ファイバ42がV溝43上へ固定され
る。光半導体素子44はマウント41上のV溝43に対
してマーカ45などを用いて精密に位置決めされ半田な
どを用いてマウント41上の電極パッド46上へフリッ
プチップ実装される。
As shown in FIG. 5, for example, an optical fiber 42 is fixed on a V-shaped groove 43 on a mount 41 serving as a support base. The optical semiconductor element 44 is precisely positioned with respect to the V groove 43 on the mount 41 using a marker 45 or the like, and is flip-chip mounted on an electrode pad 46 on the mount 41 using solder or the like.

【0005】この手法によれば、V溝43はフォトリソ
グラフィにより、マーカ45および電極パッド46は相
対的な位置を正確に作製することが可能であるため、マ
ウント41上に形成されたマーカ45および電極パッド
46のパターン精度で、光半導体素子44と光ファイバ
42の光軸あわせが自動的に行われる。このため、光半
導体素子を駆動し光結合率を把握しフィードバックによ
り光ファイバと光半導体素子との相対位置を調整するな
どの時間が不要となるので、サブミクロンオーダの実装
を短時間に行うことが可能となる。このように光半導体
素子を駆動しないで行う手法をパッシブアライメント技
術と称する。
[0005] According to this method, the relative positions of the marker 45 and the electrode pad 46 can be accurately formed by photolithography of the V-shaped groove 43. The optical axes of the optical semiconductor element 44 and the optical fiber 42 are automatically aligned with the pattern accuracy of the electrode pads 46. This eliminates the need for driving the optical semiconductor device, grasping the optical coupling rate, and adjusting the relative position between the optical fiber and the optical semiconductor device by feedback, etc., so that submicron mounting can be performed in a short time. Becomes possible. Such a technique that does not drive the optical semiconductor element is called a passive alignment technique.

【0006】光モジュールに使用される光半導体素子
は、図6,図7に示すように、微小な素子であり縦横数
100μm、厚さ100μm程度のものである。光半導
体素子の活性領域51は片面から数μmの深さ52の位
置に精密に形成されている。パッシブアライメント実装
される光半導体は、その活性領域の高さつまり実装面か
らの高さを精密に設計する必要がある。そのため、パッ
シブアライメント実装においては、光半導体素子の活性
領域面54に形成された電極55を半田などの接合材5
6を用い、マウント53に光半導体素子の活性領域面5
4が接合するように、図7に示すようなフェイスダウン
方式で実装するのが通常である。
As shown in FIGS. 6 and 7, an optical semiconductor element used in an optical module is a minute element having a length and width of about 100 μm and a thickness of about 100 μm. The active region 51 of the optical semiconductor element is precisely formed at a depth 52 of several μm from one side. It is necessary to precisely design the height of the active region, that is, the height from the mounting surface of the optical semiconductor to be passively mounted. Therefore, in the passive alignment mounting, the electrode 55 formed on the active region surface 54 of the optical semiconductor element is connected to the bonding material 5 such as solder.
6, the active area surface 5 of the optical semiconductor element is mounted on the mount 53.
Normally, mounting is performed in a face-down manner as shown in FIG.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上述
のような光半導体素子をパッシブアライメント技術によ
ってマウントにフェイスダウンで実装する方法には以下
のように不具合が生じる。光半導体素子をフリップチッ
プ実装すると、図7に示すように、素子の活性領域51
が半田などの接合材56と近接してしまう。これによ
り、図8に示すように、半田などの接合材56が素子の
活性領域51を電気的にバイパスするように付着し機能
しなくなったり、光半導体素子の光導波路57の出射端
58に付着するなどして、素子としての機能を果たさす
ことができないおそれが生じる。
However, the method of mounting the optical semiconductor device face down on a mount by passive alignment technology as described above has the following disadvantages. When the optical semiconductor device is flip-chip mounted, as shown in FIG.
Will come close to the bonding material 56 such as solder. As a result, as shown in FIG. 8, a bonding material 56 such as solder adheres so as to electrically bypass the active region 51 of the element and becomes inoperable, or adheres to the emission end 58 of the optical waveguide 57 of the optical semiconductor element. For example, there is a possibility that the function as an element cannot be achieved.

【0008】これら不具合を解消するために、これまで
は、図9に示すような手法等が提案されている(例え
ば、特開平11−38244号公報を参照)。この提案
では、光半導体素子71の活性領域72側に突起部73
を形成している。突起部73の表面に形成された電極7
5と半田などの接合材76によって、マウント74に光
半導体素子71がフェイスダウンで実装されることで、
活性領域72と半田接合部の距離を一定にはなすことが
できるため、先に述べたような不具合が発生しにくくな
るというものである。
In order to solve these problems, a method as shown in FIG. 9 has been proposed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-38244). In this proposal, a projection 73 is provided on the active region 72 side of the optical semiconductor element 71.
Is formed. Electrode 7 formed on the surface of protrusion 73
5 and the bonding material 76 such as solder, the optical semiconductor element 71 is mounted face down on the mount 74,
Since the distance between the active region 72 and the solder joint can be made constant, the above-described problem is less likely to occur.

【0009】しかしながら、このような手法を用いるた
めには、突起部73の高さを半田の厚み以上にする必要
があり、一般的には数μm〜10μm程度の段差をもう
ける必要がある。また、突起部73の作製には光半導体
素子の作製工程上、通常の光半導体素子を作製した後に
新たに10μm程度の突起部を成長、形成する必要があ
り、その高さの制御には特開平11−38244号公報
にも示されているように、サブμmの制御が必要とな
り、その作製に手間がかかる。また、上記方法では半田
などの接合材が光半導体素子の導波路端面77に付着す
ることは防げるが、これまでの問題点と同様に、活性領
域を半田などの接合材が図示78のように付着するおそ
れがある。
However, in order to use such a method, it is necessary to make the height of the projection 73 greater than the thickness of the solder, and it is generally necessary to make a step of about several μm to 10 μm. Further, in the production process of the optical semiconductor element, it is necessary to grow and form a new projection of about 10 μm after the production of a normal optical semiconductor element. As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 11-38244, it is necessary to control the sub-μm, and it takes a lot of time to manufacture. Although the above method can prevent the bonding material such as solder from adhering to the waveguide end surface 77 of the optical semiconductor element, the bonding material such as solder is applied to the active region as shown in FIG. There is a risk of adhesion.

【0010】そこで、本発明は、簡便な構成でこのよう
な問題を解消し、高精度に且つ堅固に光半導体素子を固
定することが可能な光モジュールを提供することを目的
とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical module capable of solving such a problem with a simple configuration and fixing an optical semiconductor element with high accuracy and rigidity.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の光モジュール
は、基板上に、光半導体素子と、該光半導体素子と光結
合させる光導波体とを配設し、基板と光半導体素子の少
なくともいずれか一方に、両者間を接合させる接着材を
引き込む凹部を1箇所以上設けたことを特徴とする。
An optical module according to the present invention comprises an optical semiconductor device and an optical waveguide for optically coupling to the optical semiconductor device on a substrate, and at least one of the substrate and the optical semiconductor device. On the other hand, one or more recesses for drawing in an adhesive for joining the two are provided.

【0012】また特に、凹部は複数形成されるととも
に、浅い凹部と深い凹部とから成ることを特徴とする。
また、凹部は複数形成されるとともに、光導波体の光軸
に対してほぼ対称に配置されていることを特徴とする。
In particular, the present invention is characterized in that a plurality of recesses are formed, and the recesses comprise shallow and deep recesses.
In addition, a plurality of recesses are formed and are arranged substantially symmetrically with respect to the optical axis of the optical waveguide.

【0013】上記構成の光モジュールによれば、半田な
どの接着材が加熱され光半導体素子および基板の接合面
において溶融した場合にその境界面に形成された凹部に
半田が集まるように移動する。
According to the optical module having the above configuration, when the adhesive such as solder is heated and melted at the joint surface between the optical semiconductor element and the substrate, the solder moves so as to collect in the concave portion formed at the boundary surface.

【0014】上記構成とする理由について以下に説明す
る。基板上に光半導体素子を実装する際に特に半田など
の金属の酸化を防ぐために、外気をN2 などの酸素を
遮断する気体を吹き付けて行うことが通例であるので、
光半導体素子および基板の外周部は素子内部に比較して
温度が低い状態となっている。一方、光半導体と基板が
接合する部分は外気からは離れているため温度が高く保
持されている。実装時に高温に加熱され溶融した半田な
どは粘度が低くなるので、外部に流れ出そうとするが、
外気に触れた時点で冷却され固化する。固化した部分に
周囲から溶融した半田などの接着材が供給され、先に固
化した部分に塗れて徐々に大きな固まりとなり成長す
る。この固まりの発生は光半導体周囲で発生するので、
先に述べたように光半導体活性領域をバイパスするよう
に光半導体素子側面に付着する結果となる。
The reason for the above configuration will be described below. When mounting an optical semiconductor device on a substrate, in order to prevent oxidation of a metal such as solder in particular, it is customary to blow outside air with a gas that blocks oxygen such as N2.
The temperature of the outer peripheral portions of the optical semiconductor element and the substrate is lower than that of the inside of the element. On the other hand, the part where the optical semiconductor and the substrate are bonded is kept at a high temperature because it is separated from the outside air. The solder that has been heated and melted at the time of mounting has a low viscosity, so it will try to flow out,
Cools and solidifies when exposed to outside air. Adhesive material such as molten solder is supplied to the solidified portion from the surroundings, and is applied to the previously solidified portion and gradually grows into a large mass. Since this mass occurs around the optical semiconductor,
As described above, this results in attachment to the side surface of the optical semiconductor device so as to bypass the optical semiconductor active region.

【0015】しかしながら、本発明では光半導体素子と
基板の界面に凹部があり、しかも界面であるため外気に
触れていないためその凹部は温度が高く保たれた例えば
半田だまりとして機能することになる。すなわち、凹部
には高温の半田などの接着材があるため、その周囲の半
田などの接着材も温度が上がり、温度の高い凹部に引き
込まれるように集まってくることになる。これにより外
部へ流れ出る半田等の接着材の量を少なくすることで、
先に述べたような光半導体素子側面への付着による不具
合を解消することが可能になる。
However, in the present invention, there is a concave portion at the interface between the optical semiconductor element and the substrate, and since the interface is not exposed to the outside air, the concave portion functions as a solder pool in which the temperature is kept high. That is, since there is an adhesive such as high-temperature solder in the concave portion, the temperature of the adhesive such as solder around the concave portion also rises, and the adhesive gathers so as to be drawn into the high-temperature concave portion. By reducing the amount of adhesive such as solder flowing out to the outside,
It is possible to eliminate the above-mentioned problem caused by the adhesion to the side surface of the optical semiconductor element.

【0016】また、本発明において基板としてシリコン
基板を用いることで、上記凹部の形成において精密加工
の可能な異方性エッチング技術を用いることが可能であ
るため、凹部の深さ、形状をより精密に制御することが
可能となる。
Further, by using a silicon substrate as the substrate in the present invention, it is possible to use an anisotropic etching technique capable of performing precision processing in forming the concave portion, so that the depth and shape of the concave portion can be more precisely determined. Can be controlled.

【0017】また、本発明において形成される凹部の深
さ、形状、数量などを制御することによって半田等の接
着材の面内の分布をデザインすることが可能となる。凹
部の形状を変えるに伴って半田等の接着材の収集力が変
化するため、半田等の接着材の量を接合面ないで調整す
ることが可能となる。例えば、光半導体素子の形状によ
っては、素子周囲に接着材が少なくなるような場合に、
素子中心部には浅く小さな凹部、素子外周には深く大き
な凹部を配置するなどによって、従来は不可能であった
素子面内での接着材の量的な配置がデザインされること
になる。
Further, by controlling the depth, shape, quantity and the like of the concave portions formed in the present invention, it is possible to design the distribution of the adhesive such as solder in the plane. Since the collecting force of the adhesive such as solder changes as the shape of the concave portion changes, the amount of the adhesive such as solder can be adjusted without a joint surface. For example, depending on the shape of the optical semiconductor element, when there is less adhesive around the element,
By arranging a shallow and small concave portion in the center of the element and a deep and large concave portion in the outer periphery of the element, a quantitative arrangement of the adhesive in the element surface, which has been impossible in the past, is designed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1(a)に示すように、光半導体素子で
ある半導体レーザ素子11がシリコンプラットフォーム
である基板12上に形成された電極13に接着材である
半田(Au−Sn合金半田や鉛合金半田等)や樹脂を用
いた導電性接着材を用いて固定される。以下、接着材と
して半田を用いた場合について説明する。図中、15は
光導波体である光ファイバであり、基板12上に形成さ
れたV溝16上に接着剤などによって固定されている。
なお、光ファイバの代わりに基板に直接金属等を拡散さ
せて形成した光導波路などを適用するようにしてもよ
い。
As shown in FIG. 1A, a semiconductor laser element 11 as an optical semiconductor element is bonded to an electrode 13 formed on a substrate 12 as a silicon platform by solder (Au--Sn alloy solder or lead) as an adhesive. (For example, alloy solder) or a conductive adhesive using resin. Hereinafter, a case where solder is used as the adhesive will be described. In the figure, reference numeral 15 denotes an optical fiber as an optical waveguide, which is fixed on a V-groove 16 formed on the substrate 12 by an adhesive or the like.
Instead of the optical fiber, an optical waveguide formed by directly diffusing a metal or the like into the substrate may be applied.

【0020】半導体レーザ素子11は図1(b)に示す
ように、素子の実装面17に線状の凹部18(50ミク
ロン×50ミクロンから100ミクロン×100ミクロ
ン、深さ:10〜30ミクロン)が、半導体レーザ素子
11の活性層の両側にはメサと呼ばれる窪み19(幅:
約10ミクロン、深さ:約数ミクロン程度)に対しほぼ
対称に形成されている。すなわち、凹部18は光ファイ
バ15の光軸に対しほぼ対称に配置されていることにな
り、これにより、半導体レーザ素子11が精度良く基板
12上に配設されることになる。なおここで、窪み19
は半導体レーザ素子へ印加される電流が、光導波路上の
活性層部分に集中させる作用が持たされているのが一般
的である。凹部18が形成されている実装面には電極1
10が形成されているが、電極110は凹部18に半田
が流れ込むことができるように、凹部18の内部にまで
形成されている。
As shown in FIG. 1B, the semiconductor laser device 11 has a linear concave portion 18 (50 μm × 50 μm to 100 μm × 100 μm, depth: 10 to 30 μm) on the mounting surface 17 of the device. However, on both sides of the active layer of the semiconductor laser element 11, a depression 19 called a mesa (width:
(About 10 microns, depth: about several microns). That is, the concave portion 18 is arranged substantially symmetrically with respect to the optical axis of the optical fiber 15, whereby the semiconductor laser element 11 is accurately arranged on the substrate 12. Here, the depression 19
In general, there is a function of concentrating a current applied to a semiconductor laser device on an active layer portion on an optical waveguide. The electrode 1 is provided on the mounting surface on which the concave portion 18 is formed.
Although the electrode 10 is formed, the electrode 110 is formed up to the inside of the recess 18 so that the solder can flow into the recess 18.

【0021】このような半導体レーザ素子11が実装さ
れている状態を図1(c)に図1(a)のA−A’線断
面図にて示す。図1(c)において、基板12上の半田
14は、加熱により半導体レーザ素子11の下面側に形
成された凹部18の箇所へ集まるように移動する。半田
の移動方向は、図1(c)の矢印111,113であ
り、半導体レーザ素子11の外部への半田のせり出し1
12が極力抑制されることになる。
FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1A, showing a state in which such a semiconductor laser device 11 is mounted. In FIG. 1C, the solder 14 on the substrate 12 is moved by heating so as to gather at the location of the concave portion 18 formed on the lower surface side of the semiconductor laser element 11. The direction of movement of the solder is indicated by arrows 111 and 113 in FIG.
12 will be suppressed as much as possible.

【0022】また、凹部18がない場合、同じ理由によ
って先に説明した半導体レーザ素子の窪み19に半田が
集中する可能性があるが、窪み19に比べ大きな凹部1
8を形成することで、半田の移動は矢印113の方向へ
移動する。メサ部の窪み19に半田が集中した場合、窪
み19は半導体レーザ導波路端部114まで半田が流れ
ていくため、端部114に付着し発光半導体素子として
機能しなくなる可能性があるが、凹部118に半田が集
まることで、114まで流れ出すことが抑制され、半導
体レーザの機能を損なうことがなくなる。ここでは凹部
118はメサの両側に1つずつ形成されているが、必ず
しもこれが最適であるとは限らない。
If the recess 18 is not provided, the solder may concentrate on the recess 19 of the semiconductor laser device described above for the same reason.
By forming 8, the movement of the solder moves in the direction of arrow 113. When the solder concentrates on the depression 19 of the mesa portion, the solder flows to the semiconductor laser waveguide end 114, so that the solder may adhere to the end 114 and stop functioning as a light emitting semiconductor element. By collecting the solder at 118, it is possible to prevent the solder from flowing out to 114, so that the function of the semiconductor laser is not impaired. Here, the recesses 118 are formed one on each side of the mesa, but this is not always optimal.

【0023】他の例として、図2に示すように溝21、
溝22、溝23のような異なる深さ、面積の溝を多数配
置することで、さらに良好な半田固定が可能となる。
As another example, as shown in FIG.
By arranging a large number of grooves having different depths and areas such as the grooves 22 and the grooves 23, it is possible to perform better solder fixing.

【0024】すなわち、半田の集まり方は、溝が大きい
ほど大量の半田を集めることが可能である傾向があるこ
とから、溝21を小さい溝、溝22を大きい溝、溝23
を小さい溝というように配置することで、半田を半導体
レーザのメサ部分と素子周辺の中間点に集めることがで
きる。また、図示していないが光導波路と平行な方向へ
同様の溝形状の分布をもうけることで、導波路端面への
半田付着を妨げることが可能となる。
That is, the method of collecting the solder tends to be able to collect a larger amount of solder as the groove is larger, so that the groove 21 is a small groove, the groove 22 is a large groove, and the groove 23 is a large groove.
Are arranged as small grooves, so that the solder can be collected at an intermediate point between the mesa portion of the semiconductor laser and the periphery of the element. Although not shown, by forming a similar groove shape distribution in a direction parallel to the optical waveguide, it becomes possible to prevent solder from adhering to the end face of the waveguide.

【0025】図3は本発明の第2の実施形態を示す斜視
図であり、半導体レーザ素子11と基板12の接合面に
形成する凹部を、基板12側に設けた例である。図3に
示すように、半導体レーザ素子31を実装する基板12
の半導体レーザ素子11を実装する面に凹部32が形成
されている。また、凹部32上には電極33が形成され
ている。基板12側に凹部32を形成する方が、半導体
レーザ素子事体に凹部を形成するよりも容易であり、非
常に有効である。
FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention, in which a concave portion formed on the joint surface between the semiconductor laser element 11 and the substrate 12 is provided on the substrate 12 side. As shown in FIG. 3, the substrate 12 on which the semiconductor laser element 31 is mounted
A concave portion 32 is formed on the surface on which the semiconductor laser element 11 is mounted. Further, an electrode 33 is formed on the recess 32. Forming the recess 32 on the substrate 12 side is easier and more effective than forming the recess in the semiconductor laser device body.

【0026】凹部32は半導体レーザ素子11のメサ3
1に対し垂直な方向に形成されている。図1に示すよう
に、半導体レーザ素子11側に溝を形成する際には、図
1において、18で示す半導体レーザ素子11のメサ3
1を横切る方向に凹部を形成することはできないが、基
板12側に凹部33を形成することによって、半導体レ
ーザ素子のメサに直交する方向に長い凹部なども設ける
ことが可能となる。
The recess 32 is formed in the mesa 3 of the semiconductor laser device 11.
1 is formed in a direction perpendicular to the direction. As shown in FIG. 1, when forming a groove on the semiconductor laser element 11 side, the mesa 3 of the semiconductor laser element 11 indicated by 18 in FIG.
Although it is not possible to form a concave portion in a direction transverse to 1, the concave portion 33 formed on the substrate 12 side can provide a concave portion that is long in a direction perpendicular to the mesa of the semiconductor laser device.

【0027】また、基板12は異方性エッチングの技術
を用い、その形成する溝幅を精密にコントロールするこ
とが容易であるため、凹部の形成の際にさまざまな凹部
形状・サイズを容易に作りこむことができるメリットを
有する。この実施形態においても第1の実施形態と同様
に種々の大きさの凹部形状を配置することにより、半田
の配置をデザインすることが可能となる。
The substrate 12 is formed by using anisotropic etching technology and it is easy to precisely control the width of the groove to be formed. It has the merit that it can be embedded. Also in this embodiment, by arranging concave shapes of various sizes similarly to the first embodiment, it becomes possible to design the arrangement of the solder.

【0028】また、図4に示すように、光半導体素子1
1の下面において、凹部81を窪み19に対し垂直方向
に形成することにより、末端はチップの内側で止まった
状態になっている。従来、窪み19に集まった半田が窪
みを伝わって端面82の方向へ流れだし付着することで
光の出力を妨げていたが、流出しようとする半田の一部
が端面82付近に形成した凹部81側に流れ込み、端面
82への付着を極力防止することができる。
Further, as shown in FIG.
By forming the concave portion 81 on the lower surface of the chip 1 in a direction perpendicular to the depression 19, the end is stopped inside the chip. Conventionally, the solder gathered in the dent 19 flows down the dent and flows in the direction of the end face 82 to adhere to the end face 82, thereby hindering the output of light. To the side surface, and adhesion to the end face 82 can be prevented as much as possible.

【0029】なお、光半導体素子として発光素子の半導
体レーザ素子を使用した表面実装型光モジュールについ
て説明するが、光半導体素子としてフォトダイオード等
の受光素子を用いた場合でも同様に容易に適用が可能で
ある。
Although a surface-mount type optical module using a light emitting semiconductor laser element as an optical semiconductor element will be described, the present invention can be easily applied to a case where a light receiving element such as a photodiode is used as an optical semiconductor element. It is.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
基板と光半導体素子の少なくともいずれか一方に、両者
間を接合させる接着材を引き込む凹部を1箇所以上設け
たことにより、実装時の接着材の流れを制御することに
より、光半導体素子のフリップチップ実装の際に、素子
側面または導波路端面への接着材の付着を極力抑制する
ことができ、実装面内の接着材の分布を最適に制御する
ことが可能となる。
As described in detail above, according to the present invention,
At least one of the substrate and the optical semiconductor element is provided with one or more recesses for drawing in an adhesive for bonding the two, so that the flow of the adhesive at the time of mounting is controlled, so that the flip chip of the optical semiconductor element is provided. At the time of mounting, the adhesion of the adhesive to the side surface of the element or the end surface of the waveguide can be suppressed as much as possible, and the distribution of the adhesive within the mounting surface can be optimally controlled.

【0031】また、この接着材分布の制御によって、従
来存在していた素子の傾きによる素子周辺部の接着材量
減少などを原因とする固定強度不足等の不具合も解消す
ることができ、信頼性の高い光モジュールを提供でき
る。そして、この効果は特に凹部が光導波体の光軸に対
しほぼ対称に形成されることで顕著となる。
Further, by controlling the adhesive distribution, it is possible to solve the problems such as insufficient fixing strength due to a decrease in the amount of adhesive around the element due to the inclination of the element, which existed conventionally, and the reliability was improved. Optical module with high performance. This effect is particularly remarkable when the recess is formed substantially symmetrically with respect to the optical axis of the optical waveguide.

【0032】さらに、フリップチップ接続に用いる基板
や光半導体素子として異方性エッチングが可能な材料で
構成することにより、凹部を容易にかつ高精度に形成す
ることが可能となる。
Further, when the substrate used for flip-chip connection or the optical semiconductor element is made of a material that can be anisotropically etched, the concave portion can be formed easily and with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)〜(c)は本発明に係る光モジュールの
実施形態を模式的に説明する図であり、(a)は斜視
図、(b)は光半導体素子の下面側の様子を説明する斜
視図、(c)は光半導体素子の配設箇所における断面図
である。
FIGS. 1A to 1C are diagrams schematically illustrating an embodiment of an optical module according to the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view, and FIG. 1B is a bottom view of an optical semiconductor element. FIG. 2C is a cross-sectional view at a location where the optical semiconductor element is provided.

【図2】本発明に係る他の光半導体素子の下面側の様子
を模式的に説明する斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a state of a lower surface side of another optical semiconductor element according to the present invention.

【図3】本発明に係る光モジュールの他の実施形態を模
式的に説明する分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating another embodiment of the optical module according to the present invention.

【図4】本発明に係る他の光半導体素子の下面側の様子
を模式的に説明する斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a state of a lower surface side of another optical semiconductor element according to the present invention.

【図5】パッシブアライメント実装を模式的に説明する
斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating passive alignment mounting.

【図6】一般的な光半導体素子の構造を模式的に説明す
る斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating the structure of a general optical semiconductor element.

【図7】光半導体素子の実装時の不具合状態の一例を模
式的に説明する断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a failure state when the optical semiconductor element is mounted.

【図8】光半導体素子の実装時の不具合状態の他の例を
模式的に説明する断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating another example of a failure state when the optical semiconductor element is mounted.

【図9】光半導体素子の実装時の不具合状態の他の例を
模式的に説明する断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating another example of a failure state when the optical semiconductor element is mounted.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:光半導体素子(半導体レーザ素子) 12:基板 14:接着材(半田) 15:光導波体(光ファイバ) 18:凹部 21,22,23:溝(凹部) 32,81:凹部 11: Optical semiconductor element (semiconductor laser element) 12: Substrate 14: Adhesive (solder) 15: Optical waveguide (optical fiber) 18: Concave section 21, 22, 23: Groove (concave section) 32, 81: Concave section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、光半導体素子と、該光半導体
素子と光結合させる光導波体とを配設した光モジュール
であって、前記基板と前記光半導体素子の少なくともい
ずれか一方に、両者間を接合させる接着材を引き込む凹
部を1箇所以上設けたことを特徴とする光モジュール。
An optical module in which an optical semiconductor element and an optical waveguide that is optically coupled to the optical semiconductor element are disposed on a substrate, wherein at least one of the substrate and the optical semiconductor element includes: An optical module, wherein one or more concave portions for drawing in an adhesive for joining the two are provided.
【請求項2】 前記凹部は複数形成されているととも
に、浅い凹部と深い凹部とから成ることを特徴とする請
求項1に記載の光モジュール。
2. The optical module according to claim 1, wherein a plurality of the concave portions are formed, and the optical module includes a shallow concave portion and a deep concave portion.
【請求項3】 前記凹部は複数形成されているととも
に、前記光導波体の光軸に対しほぼ対称に配置されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
3. The optical module according to claim 1, wherein a plurality of the concave portions are formed and arranged substantially symmetrically with respect to an optical axis of the optical waveguide.
【請求項4】 前記基板もしくは光半導体素子が異方性
エッチング可能な材料で形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の光モジュール。
4. The optical module according to claim 1, wherein the substrate or the optical semiconductor element is formed of a material that can be anisotropically etched.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004354947A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Planar optical circuit component and its manufacturing method
JP2013033824A (en) * 2011-08-01 2013-02-14 Sumitomo Electric Ind Ltd Quantum cascade semiconductor laser, laser device, and manufacturing method of quantum cascade semiconductor laser
JP2016134452A (en) * 2015-01-16 2016-07-25 日立金属株式会社 Mounting structure of electronic component and mounting method thereof, and optical communication module

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