JP2001356246A - 光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
光モジュールおよびその製造方法Info
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバと、光半導体素子と、これら光フ
ァイバと光半導体素子の光結合部とが十分に封止された
光モジュールおよびその製造方法。 【解決手段】 光半導体素子１２と、この光半導体素子
と光結合している光ファイバ１４と、光半導体素子およ
び光ファイバが搭載された基板１６と、光半導体素子お
よび光ファイバの光半導体素子側の端面１４ａを含む部
分が封止剤で覆われた封止部１８とを具えており、基板
に封止剤せき止め部２８が形成されていて、封止部は、
一層の封止剤層で形成されたドーム形状を有していて、
この封止部の光ファイバの側以外の端部は封止剤せき止
め部で固定されている。
ァイバと光半導体素子の光結合部とが十分に封止された
光モジュールおよびその製造方法。 【解決手段】 光半導体素子１２と、この光半導体素子
と光結合している光ファイバ１４と、光半導体素子およ
び光ファイバが搭載された基板１６と、光半導体素子お
よび光ファイバの光半導体素子側の端面１４ａを含む部
分が封止剤で覆われた封止部１８とを具えており、基板
に封止剤せき止め部２８が形成されていて、封止部は、
一層の封止剤層で形成されたドーム形状を有していて、
この封止部の光ファイバの側以外の端部は封止剤せき止
め部で固定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光データ伝送装
置に使用される、光ファイバと、発光素子および／また
は受光素子とを具えた光モジュールおよびその製造方法
に関する。
置に使用される、光ファイバと、発光素子および／また
は受光素子とを具えた光モジュールおよびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバと、発光素子および／
または受光素子とを具えた光モジュールの一例を図６お
よび図７に概略的に示す。図６は光モジュールの斜視図
であり、図７は図６のＢ面に沿って切った切り口の構造
を示している。
または受光素子とを具えた光モジュールの一例を図６お
よび図７に概略的に示す。図６は光モジュールの斜視図
であり、図７は図６のＢ面に沿って切った切り口の構造
を示している。
【０００３】なお、光モジュールとは、光ファイバと発
光素子とを具えた光送信モジュール、光ファイバと受光
素子とを具えた光受信モジュール、あるいは光ファイ
バ、発光素子および受光素子を具えた光送受信モジュー
ルを総称して示すものとする。
光素子とを具えた光送信モジュール、光ファイバと受光
素子とを具えた光受信モジュール、あるいは光ファイ
バ、発光素子および受光素子を具えた光送受信モジュー
ルを総称して示すものとする。
【０００４】図６および図７によれば、この光モジュー
ル１００は、Ｓｉ基板１０２と、Ｓｉ基板１０２の上面
にそれぞれ位置合わせして設けられた光半導体素子１０
４としてのＬＤチップおよび光ファイバ１０６とを具え
ている。
ル１００は、Ｓｉ基板１０２と、Ｓｉ基板１０２の上面
にそれぞれ位置合わせして設けられた光半導体素子１０
４としてのＬＤチップおよび光ファイバ１０６とを具え
ている。
【０００５】Ｓｉ基板１０２上にはＶ溝１０２ｘが形成
されており、このＶ溝１０２ｘの両方の溝壁に接するよ
うに光ファイバ１０６が搭載されている。そして、この
光ファイバ１０６を覆うようにファイバカバー１０８が
設けられており、このファイバカバー１０８とＳｉ基板
１０２とは紫外線硬化形接着剤で接着されている。これ
により、光ファイバ１０６はファイバカバー１０８とＳ
ｉ基板１０２とで押圧固定される。また、Ｓｉ基板１０
２上面の光ファイバ１０６の入射端面１０６ａから離間
した位置にアノード電極１１０およびカソード電極１１
２がそれぞれ電気的に接続しないように設けられてい
る。これらの電極１１０および１１２は、Ｓｉ基板１０
２側からＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜が順次積層されて
成る積層膜である。また、アノード電極１１０上にはＬ
Ｄチップ１０４がＡｕ／Ｓｎハンダで固定されている。
このＬＤチップ１０４は、光の出射面１０４ａが光ファ
イバ１０６の入射端面１０６ａに対向しており、ＬＤチ
ップ１０４からの出射光が光ファイバ１０６に入射する
ように、Ｓｉ基板１０２に形成されたダイシングハーフ
カット１０１を利用して高精度に位置合わせされてい
る。また、ＬＤチップ１０４の上面とカソード電極１１
２とはワイヤボンディング１１４により接続されてい
る。
されており、このＶ溝１０２ｘの両方の溝壁に接するよ
うに光ファイバ１０６が搭載されている。そして、この
光ファイバ１０６を覆うようにファイバカバー１０８が
設けられており、このファイバカバー１０８とＳｉ基板
１０２とは紫外線硬化形接着剤で接着されている。これ
により、光ファイバ１０６はファイバカバー１０８とＳ
ｉ基板１０２とで押圧固定される。また、Ｓｉ基板１０
２上面の光ファイバ１０６の入射端面１０６ａから離間
した位置にアノード電極１１０およびカソード電極１１
２がそれぞれ電気的に接続しないように設けられてい
る。これらの電極１１０および１１２は、Ｓｉ基板１０
２側からＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜が順次積層されて
成る積層膜である。また、アノード電極１１０上にはＬ
Ｄチップ１０４がＡｕ／Ｓｎハンダで固定されている。
このＬＤチップ１０４は、光の出射面１０４ａが光ファ
イバ１０６の入射端面１０６ａに対向しており、ＬＤチ
ップ１０４からの出射光が光ファイバ１０６に入射する
ように、Ｓｉ基板１０２に形成されたダイシングハーフ
カット１０１を利用して高精度に位置合わせされてい
る。また、ＬＤチップ１０４の上面とカソード電極１１
２とはワイヤボンディング１１４により接続されてい
る。
【０００６】また、この光モジュールは、図６ではモジ
ュール１００内の構成を説明するために省略されている
が、図７に示す通り、ＬＤチップ１０４全体と光ファイ
バ１０６の入射端面１０６ａ側の部分とを覆うように樹
脂によって封止されている。以下、封止されている部分
を封止部１１６と称する。また、封止部１１６の樹脂は
ポッティング樹脂と称されており、材料として熱硬化性
樹脂であるＳｉ系樹脂が用いられている。
ュール１００内の構成を説明するために省略されている
が、図７に示す通り、ＬＤチップ１０４全体と光ファイ
バ１０６の入射端面１０６ａ側の部分とを覆うように樹
脂によって封止されている。以下、封止されている部分
を封止部１１６と称する。また、封止部１１６の樹脂は
ポッティング樹脂と称されており、材料として熱硬化性
樹脂であるＳｉ系樹脂が用いられている。
【０００７】このような光モジュール１００の製造は、
例えば以下のようにして行われる。まず、Ｓｉ基板１０
２の光ファイバ設置領域にエッチング処理によってＶ溝
１０２ｘを形成する。次に、Ｓｉ基板１０２上面にスパ
ッタ処理を用いて、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜をこの
順で積層する。その後、ホトリソグラフィおよびこれに
続くエッチング処理によって積層膜（Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ
膜）を、カソード電極形状およびアノード電極形状のパ
ターンとなるようにそれぞれパターニングする。次に、
Ｓｉ基板１０２にＬＤチップと光ファイバとの光軸方向
の位置合わせ用の溝（ダイシングハーフカットと称され
る。）１０１を形成する。その後、アノード電極形状の
パターン上に、ＬＤチップ１０４を、マーカーアライメ
ントによる位置合わせの後、Ａｕ／Ｓｎハンダを用いて
固定する。次に、ＬＤチップ１０４の上面とカソード電
極形状のパターンとをワイヤボンディング１１４により
接続する。これにより、アノード電極形状のパターンは
アノード電極１１０となり、カソード電極形状のパター
ンはカソード電極１１２となる。この後、基板１０２に
設けられたダイシングハーフカット１０１を利用してＬ
Ｄチップと光軸方向の位置合わせを行いながら、Ｖ溝１
０２ｘに光ファイバ１０６を載せた後、この光ファイバ
１０６を覆うようにしてファイバカバー１０８を設け
て、このファイバカバー１０８とＳｉ基板１０２とを紫
外線硬化形の接着剤で接着する。
例えば以下のようにして行われる。まず、Ｓｉ基板１０
２の光ファイバ設置領域にエッチング処理によってＶ溝
１０２ｘを形成する。次に、Ｓｉ基板１０２上面にスパ
ッタ処理を用いて、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜をこの
順で積層する。その後、ホトリソグラフィおよびこれに
続くエッチング処理によって積層膜（Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ
膜）を、カソード電極形状およびアノード電極形状のパ
ターンとなるようにそれぞれパターニングする。次に、
Ｓｉ基板１０２にＬＤチップと光ファイバとの光軸方向
の位置合わせ用の溝（ダイシングハーフカットと称され
る。）１０１を形成する。その後、アノード電極形状の
パターン上に、ＬＤチップ１０４を、マーカーアライメ
ントによる位置合わせの後、Ａｕ／Ｓｎハンダを用いて
固定する。次に、ＬＤチップ１０４の上面とカソード電
極形状のパターンとをワイヤボンディング１１４により
接続する。これにより、アノード電極形状のパターンは
アノード電極１１０となり、カソード電極形状のパター
ンはカソード電極１１２となる。この後、基板１０２に
設けられたダイシングハーフカット１０１を利用してＬ
Ｄチップと光軸方向の位置合わせを行いながら、Ｖ溝１
０２ｘに光ファイバ１０６を載せた後、この光ファイバ
１０６を覆うようにしてファイバカバー１０８を設け
て、このファイバカバー１０８とＳｉ基板１０２とを紫
外線硬化形の接着剤で接着する。
【０００８】その後、ＬＤチップ１０４全体と光ファイ
バ１０６の入射端面１０６ａ側の部分とを覆うようにポ
ッティング樹脂であるＳｉ系樹脂を塗布した後、オーブ
ンを用いて１３０〜１５０℃の温度で加熱することによ
り、この樹脂を硬化させる。これにより、封止部１１６
を形成する。
バ１０６の入射端面１０６ａ側の部分とを覆うようにポ
ッティング樹脂であるＳｉ系樹脂を塗布した後、オーブ
ンを用いて１３０〜１５０℃の温度で加熱することによ
り、この樹脂を硬化させる。これにより、封止部１１６
を形成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記封
止部１１６の形成工程において、加熱処理によるポッテ
ィング樹脂の硬化工程中に、樹脂の粘度が塗布直後より
も低くなったり表面張力が低減するといった物理的原因
によって、樹脂のダレが発生する。これにより、加熱処
理後にＬＤチップ１０４や、このＬＤチップ１０４と光
ファイバ１０６との光結合部１１８（ＬＤ１０４の出射
面１０４ａと光ファイバ１０６の入射端面１０６ａとの
間の領域を指す。）をポッティング樹脂によって十分に
覆うことができない。光結合部１１８が外雰囲気に曝さ
れていると、例えば雰囲気中の酸素によって素子中の構
成成分が酸化され、これがデバイスの信頼性劣化の原因
となるおそれがある。また、このデバイスの信頼性劣化
を防ぐため、すなわち十分な厚さの封止部１１６を得る
ために、ポッティング樹脂の塗布処理および加熱処理を
何回か繰り返し行って、複数層の層構造の封止部１１６
（１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ）を形成しなければな
らなかった（図７）。
止部１１６の形成工程において、加熱処理によるポッテ
ィング樹脂の硬化工程中に、樹脂の粘度が塗布直後より
も低くなったり表面張力が低減するといった物理的原因
によって、樹脂のダレが発生する。これにより、加熱処
理後にＬＤチップ１０４や、このＬＤチップ１０４と光
ファイバ１０６との光結合部１１８（ＬＤ１０４の出射
面１０４ａと光ファイバ１０６の入射端面１０６ａとの
間の領域を指す。）をポッティング樹脂によって十分に
覆うことができない。光結合部１１８が外雰囲気に曝さ
れていると、例えば雰囲気中の酸素によって素子中の構
成成分が酸化され、これがデバイスの信頼性劣化の原因
となるおそれがある。また、このデバイスの信頼性劣化
を防ぐため、すなわち十分な厚さの封止部１１６を得る
ために、ポッティング樹脂の塗布処理および加熱処理を
何回か繰り返し行って、複数層の層構造の封止部１１６
（１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ）を形成しなければな
らなかった（図７）。
【００１０】よって、光ファイバ先端側部分の封止や、
光半導体素子自体の封止や、これら光ファイバと光半導
体素子の光結合部における封止が高信頼性を有する光モ
ジュールの出現が望まれていた。また、このような高信
頼性封止部を有する光モジュールを容易に形成すること
ができる製造方法の出現が望まれていた。
光半導体素子自体の封止や、これら光ファイバと光半導
体素子の光結合部における封止が高信頼性を有する光モ
ジュールの出現が望まれていた。また、このような高信
頼性封止部を有する光モジュールを容易に形成すること
ができる製造方法の出現が望まれていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため、この発明の光
モジュールによれば、光半導体素子と、この光半導体素
子と光結合している光ファイバと、光半導体素子および
光ファイバが搭載された基板と、光半導体素子および光
ファイバの、当該光半導体素子側の対向部分を封止剤で
覆っている封止部を具えている。そして、基板に封止剤
せき止め部が形成されていて、封止部は、一層の層構造
の封止剤層で形成されたドーム形状を有している。この
封止部の、光半導体素子の周辺における端部であって、
光ファイバとは非対向側の端部は封止剤せき止め部で固
定されている。
モジュールによれば、光半導体素子と、この光半導体素
子と光結合している光ファイバと、光半導体素子および
光ファイバが搭載された基板と、光半導体素子および光
ファイバの、当該光半導体素子側の対向部分を封止剤で
覆っている封止部を具えている。そして、基板に封止剤
せき止め部が形成されていて、封止部は、一層の層構造
の封止剤層で形成されたドーム形状を有している。この
封止部の、光半導体素子の周辺における端部であって、
光ファイバとは非対向側の端部は封止剤せき止め部で固
定されている。
【００１２】光半導体素子を発光素子とする場合は、発
光素子の発光面と光ファイバの入射端面とが対向するよ
うに、これら発光素子および光ファイバを基板上に配置
する。また、光半導体素子を受光素子とする場合は、受
光素子の受光面と光ファイバの出射端面とが対向するよ
うに、これら受光素子および光ファイバを基板上に配置
する。
光素子の発光面と光ファイバの入射端面とが対向するよ
うに、これら発光素子および光ファイバを基板上に配置
する。また、光半導体素子を受光素子とする場合は、受
光素子の受光面と光ファイバの出射端面とが対向するよ
うに、これら受光素子および光ファイバを基板上に配置
する。
【００１３】上述した構成のこの発明の光モジュール
は、光半導体素子自体と、この光半導体素子および光フ
ァイバ間の光結合部とを一層の層構造の封止剤層で十分
に覆っている封止部を具えている。これにより、光半導
体素子、および光半導体素子と光ファイバとの光結合部
が外気に曝されるおそれはないので、モジュールの信頼
性を確保することができる。
は、光半導体素子自体と、この光半導体素子および光フ
ァイバ間の光結合部とを一層の層構造の封止剤層で十分
に覆っている封止部を具えている。これにより、光半導
体素子、および光半導体素子と光ファイバとの光結合部
が外気に曝されるおそれはないので、モジュールの信頼
性を確保することができる。
【００１４】また、上記封止剤せき止め部は、基板上面
に形成される溝で構成してもよいし、基板上面に設けら
れる壁で構成してもよい。
に形成される溝で構成してもよいし、基板上面に設けら
れる壁で構成してもよい。
【００１５】また、このような光モジュールは、以下の
〜の工程を含んで製造される。
〜の工程を含んで製造される。
【００１６】基板の光ファイバ形成領域にエッチング
処理によってＶ溝を形成する工程。
処理によってＶ溝を形成する工程。
【００１７】光半導体素子および光ファイバを基板に
搭載した後、固定する工程。
搭載した後、固定する工程。
【００１８】封止部を形成する工程。
【００１９】この発明の製造方法では、上記工程で、
Ｖ溝の形成と同時に、同じエッチング処理によって、基
板の光半導体素子の搭載領域の周囲に封止剤せき止め溝
を形成する。
Ｖ溝の形成と同時に、同じエッチング処理によって、基
板の光半導体素子の搭載領域の周囲に封止剤せき止め溝
を形成する。
【００２０】また、上記工程では、基板に封止剤を塗
布した後、加熱処理を行い、これにより基板上面を流動
する封止剤の流動方向の先端を、封止剤せき止め部で以
てせき止める。そして、これと実質的に同時に光半導体
素子および光ファイバの光半導体素子側の端面を含む部
分（光結合部）を覆うドーム形状の封止部が形成され
る。
布した後、加熱処理を行い、これにより基板上面を流動
する封止剤の流動方向の先端を、封止剤せき止め部で以
てせき止める。そして、これと実質的に同時に光半導体
素子および光ファイバの光半導体素子側の端面を含む部
分（光結合部）を覆うドーム形状の封止部が形成され
る。
【００２１】封止剤せき止め溝は、光ファイバの搭載領
域に設けられるＶ溝の形成と同時に同じエッチング処理
によって形成することができるので、工程数を増やすこ
となく簡単に形成することができる。また、この封止剤
せき止め溝が設けられていることによって、その後に行
われる封止剤の塗布およびこれに続く加熱処理工程にお
いて、加熱中に一時粘度が塗布直後よりも低下する封止
剤が基板の上面を流動するが、この封止剤の流動方向の
先端が封止剤せき止め溝に達すると、この溝で封止剤の
流動を止めることができる。封止剤せき止め溝によりせ
き止められた封止剤は、光半導体素子および光ファイバ
の光半導体素子側の端面を含む部分を覆うようにドーム
形状に盛り上がって固定される。よって、封止剤のダレ
が発生するおそれはなく、光半導体素子および光半導体
素子と光ファイバとの光結合部を十分に覆うことのでき
る厚みを一層の封止剤層で以て達成することができる。
従って、封止部を形成するときに、封止剤の塗布および
加熱処理を何回も繰り返す必要はなくなる。よって、信
頼性の高い光モジュールをより容易に形成することがで
きる。
域に設けられるＶ溝の形成と同時に同じエッチング処理
によって形成することができるので、工程数を増やすこ
となく簡単に形成することができる。また、この封止剤
せき止め溝が設けられていることによって、その後に行
われる封止剤の塗布およびこれに続く加熱処理工程にお
いて、加熱中に一時粘度が塗布直後よりも低下する封止
剤が基板の上面を流動するが、この封止剤の流動方向の
先端が封止剤せき止め溝に達すると、この溝で封止剤の
流動を止めることができる。封止剤せき止め溝によりせ
き止められた封止剤は、光半導体素子および光ファイバ
の光半導体素子側の端面を含む部分を覆うようにドーム
形状に盛り上がって固定される。よって、封止剤のダレ
が発生するおそれはなく、光半導体素子および光半導体
素子と光ファイバとの光結合部を十分に覆うことのでき
る厚みを一層の封止剤層で以て達成することができる。
従って、封止部を形成するときに、封止剤の塗布および
加熱処理を何回も繰り返す必要はなくなる。よって、信
頼性の高い光モジュールをより容易に形成することがで
きる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態につき説明する。なお、各図は発明を理解でき
る程度に各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概
略的に示してあるに過ぎず、したがってこの発明を図示
例に限定するものではない。また、図において、図を分
かり易くするために断面を示すハッチング（斜線）は一
部分を除き省略してある。
施の形態につき説明する。なお、各図は発明を理解でき
る程度に各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概
略的に示してあるに過ぎず、したがってこの発明を図示
例に限定するものではない。また、図において、図を分
かり易くするために断面を示すハッチング（斜線）は一
部分を除き省略してある。
【００２３】図１は、この発明の光モジュールの一構成
例を示した概略的な構成図である。図２は、図１と同じ
光モジュールの概略的な斜視図である。図２においては
封止部の下側の構成を表すために、封止部を除いてあ
る。なお、図１は、図２のＡ面に沿って切った断面の切
り口を示している。
例を示した概略的な構成図である。図２は、図１と同じ
光モジュールの概略的な斜視図である。図２においては
封止部の下側の構成を表すために、封止部を除いてあ
る。なお、図１は、図２のＡ面に沿って切った断面の切
り口を示している。
【００２４】図１および図２によれば、この光モジュー
ル１０は、光半導体素子１２としての発光素子であるＬ
Ｄチップと、光半導体素子１２と光結合している光ファ
イバ１４と、ＬＤチップ１２および光ファイバ１４が搭
載された基板１６と、ＬＤチップ１２と光ファイバ１４
のＬＤチップ側の端面１４ａを含む部分が封止剤で覆わ
れた封止部１８とを具えている。
ル１０は、光半導体素子１２としての発光素子であるＬ
Ｄチップと、光半導体素子１２と光結合している光ファ
イバ１４と、ＬＤチップ１２および光ファイバ１４が搭
載された基板１６と、ＬＤチップ１２と光ファイバ１４
のＬＤチップ側の端面１４ａを含む部分が封止剤で覆わ
れた封止部１８とを具えている。
【００２５】この実施の形態では、基板１６としてサイ
ズが例えば２ｍｍ×３ｍｍ角大のＳｉ基板を用いる。Ｓ
ｉ基板１６上面には、光ファイバ１４とＬＤチップ１２
との光軸方向の位置合わせ用の溝１１（ダイシングハー
フカット）が形成されている。また、Ｓｉ基板１６の上
面には、一例として幅１４０μｍでかつＶの角度が７
０．５°であるＶ溝１６ｘが形成されており、このＶ溝
１６ｘの両方の溝壁に接するように、直径例えば１２５
μｍの光ファイバ１４が搭載されている。そして、この
光ファイバ１４を覆うように石英ガラス製のファイバカ
バー２０が設けられていて、このファイバカバー２０と
Ｓｉ基板１６とを紫外線硬化形接着剤（図示を省略して
ある。）で接着してある。これにより、光ファイバ１４
はファイバカバー２０とＳｉ基板１６とで押圧固定され
ている。また、光ファイバ１４は、入射端面１４ａがＳ
ｉ基板１６の内側を向くような向きでＶ溝１６ｘに搭載
されている。そして、Ｓｉ基板１６上面の光ファイバ１
４の入射端面１４ａから例えば２０μｍ離間した位置
に、ＬＤチップ１２が配置されている。また、ＬＤチッ
プ１２の下側にはアノード電極２２が設けられている。
また、Ｓｉ基板１６上面のアノード電極２２から電気的
に接続しない位置にカソード電極２４が設けられている
（図２）。これらの電極２２および２４はＳｉ基板１６
側からＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜が順次積層されてな
る積層膜である。ＬＤチップ１２は、ＬＤチップ１２か
らの出射光が光ファイバ１４に入射するように高精度に
位置合わせされた後、アノード電極２２上にＡｕ／Ｓｎ
ハンダで固定されている。また、ＬＤチップ１２の上面
とカソード電極２４とはワイヤボンディング２６により
接続されている（図２）。
ズが例えば２ｍｍ×３ｍｍ角大のＳｉ基板を用いる。Ｓ
ｉ基板１６上面には、光ファイバ１４とＬＤチップ１２
との光軸方向の位置合わせ用の溝１１（ダイシングハー
フカット）が形成されている。また、Ｓｉ基板１６の上
面には、一例として幅１４０μｍでかつＶの角度が７
０．５°であるＶ溝１６ｘが形成されており、このＶ溝
１６ｘの両方の溝壁に接するように、直径例えば１２５
μｍの光ファイバ１４が搭載されている。そして、この
光ファイバ１４を覆うように石英ガラス製のファイバカ
バー２０が設けられていて、このファイバカバー２０と
Ｓｉ基板１６とを紫外線硬化形接着剤（図示を省略して
ある。）で接着してある。これにより、光ファイバ１４
はファイバカバー２０とＳｉ基板１６とで押圧固定され
ている。また、光ファイバ１４は、入射端面１４ａがＳ
ｉ基板１６の内側を向くような向きでＶ溝１６ｘに搭載
されている。そして、Ｓｉ基板１６上面の光ファイバ１
４の入射端面１４ａから例えば２０μｍ離間した位置
に、ＬＤチップ１２が配置されている。また、ＬＤチッ
プ１２の下側にはアノード電極２２が設けられている。
また、Ｓｉ基板１６上面のアノード電極２２から電気的
に接続しない位置にカソード電極２４が設けられている
（図２）。これらの電極２２および２４はＳｉ基板１６
側からＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜が順次積層されてな
る積層膜である。ＬＤチップ１２は、ＬＤチップ１２か
らの出射光が光ファイバ１４に入射するように高精度に
位置合わせされた後、アノード電極２２上にＡｕ／Ｓｎ
ハンダで固定されている。また、ＬＤチップ１２の上面
とカソード電極２４とはワイヤボンディング２６により
接続されている（図２）。
【００２６】また、基板１６の上面であって光半導体素
子１２の周囲の、光ファイバ１４に対向する側以外の部
分すなわち光ファイバ１４とは非対向側の部分に、封止
剤せき止め部２８が形成されている。そして、封止部１
８は、一層構造の封止剤層で構成されていてドーム形状
を有している。この封止部１８の、光ファイバ１４とは
非対向側の端部は、基板１６に設けられた封止剤せき止
め部２８でせき止め固定されている（図１）。
子１２の周囲の、光ファイバ１４に対向する側以外の部
分すなわち光ファイバ１４とは非対向側の部分に、封止
剤せき止め部２８が形成されている。そして、封止部１
８は、一層構造の封止剤層で構成されていてドーム形状
を有している。この封止部１８の、光ファイバ１４とは
非対向側の端部は、基板１６に設けられた封止剤せき止
め部２８でせき止め固定されている（図１）。
【００２７】この実施の形態では、封止剤せき止め部２
８を溝として構成してある。図示の構成例では、この溝
２８は、光ファイバ１４とは反対側からこのＬＤチップ
１２を三方向から囲むように、このＬＤチップ１２から
例えば４０μｍ離間した位置にコの字状に設けている。
また、この構成例でも、封止剤としては、ポッティング
樹脂を用いる。ここでは、熱硬化性樹脂であるＳｉ系樹
脂を使用した。封止剤せき止め用溝２８が設けられた基
板１６上に封止部１８を形成すれば、封止部１８の、光
ファイバ１４側以外の端部がコの字状の溝２８を埋め込
んでせき止められるため、ドーム形状に盛り上がった封
止部１８が得られる。また、この封止部１８によって溝
１１も埋め込まれている。よって、封止部１８の形成時
にポッティング樹脂のダレが生じない分、一回の封止剤
の塗布により、ＬＤチップ１２と、ＬＤチップ１２と光
ファイバ１４との光結合部３０とを十分に覆うことので
きる厚さの封止部１８を形成できる（図１）。
８を溝として構成してある。図示の構成例では、この溝
２８は、光ファイバ１４とは反対側からこのＬＤチップ
１２を三方向から囲むように、このＬＤチップ１２から
例えば４０μｍ離間した位置にコの字状に設けている。
また、この構成例でも、封止剤としては、ポッティング
樹脂を用いる。ここでは、熱硬化性樹脂であるＳｉ系樹
脂を使用した。封止剤せき止め用溝２８が設けられた基
板１６上に封止部１８を形成すれば、封止部１８の、光
ファイバ１４側以外の端部がコの字状の溝２８を埋め込
んでせき止められるため、ドーム形状に盛り上がった封
止部１８が得られる。また、この封止部１８によって溝
１１も埋め込まれている。よって、封止部１８の形成時
にポッティング樹脂のダレが生じない分、一回の封止剤
の塗布により、ＬＤチップ１２と、ＬＤチップ１２と光
ファイバ１４との光結合部３０とを十分に覆うことので
きる厚さの封止部１８を形成できる（図１）。
【００２８】これにより、ＬＤチップ１２、および光結
合部３０周辺が外気に曝されるおそれはないので光モジ
ュール１０の信頼性を確保することができる。
合部３０周辺が外気に曝されるおそれはないので光モジ
ュール１０の信頼性を確保することができる。
【００２９】次に、この実施の形態の光モジュール１０
の製造方法について、説明する。
の製造方法について、説明する。
【００３０】基本的な製造工程は、上記従来の技術の項
で述べた方法と変わらないので、従来と同様の点につい
ては、その詳細な説明を省略する。図３および図４は、
この実施の形態の光モジュールの概略的な製造工程図で
ある。
で述べた方法と変わらないので、従来と同様の点につい
ては、その詳細な説明を省略する。図３および図４は、
この実施の形態の光モジュールの概略的な製造工程図で
ある。
【００３１】まず、上記縦２ｍｍ横３ｍｍのサイズのＳ
ｉ基板１６を用意する。そして、このＳｉ基板１６の光
ファイバ設置領域にエッチング処理によってＶ溝１６ｘ
を形成する。この実施の形態では、Ｖ溝１６ｘの形成と
同時に、光半導体素子１２の搭載領域の周囲に封止剤せ
き止め溝２８を形成する。
ｉ基板１６を用意する。そして、このＳｉ基板１６の光
ファイバ設置領域にエッチング処理によってＶ溝１６ｘ
を形成する。この実施の形態では、Ｖ溝１６ｘの形成と
同時に、光半導体素子１２の搭載領域の周囲に封止剤せ
き止め溝２８を形成する。
【００３２】ここでは、エッチング処理を、ＫＯＨ（水
酸化カリウム）の水溶液を用いたウェットエッチングと
する。これにより、幅約１４０μｍのＶ溝１６ｘと、幅
５０μｍの封止剤せき止め溝２８が形成される。封止剤
せき止め溝２８も光ファイバ固定用のＶ溝１６ｘと同様
に、Ｓｉ基板１６の結晶方位性に基づいてＶ字形状の溝
となる。なお、封止剤せき止め溝２８は、ＬＤチップ形
成予定領域から４０μｍ離間した周囲であって、光ファ
イバ側を除く部分にコの字状に形成される（図３）。
酸化カリウム）の水溶液を用いたウェットエッチングと
する。これにより、幅約１４０μｍのＶ溝１６ｘと、幅
５０μｍの封止剤せき止め溝２８が形成される。封止剤
せき止め溝２８も光ファイバ固定用のＶ溝１６ｘと同様
に、Ｓｉ基板１６の結晶方位性に基づいてＶ字形状の溝
となる。なお、封止剤せき止め溝２８は、ＬＤチップ形
成予定領域から４０μｍ離間した周囲であって、光ファ
イバ側を除く部分にコの字状に形成される（図３）。
【００３３】次に、スパッタ処理を用いてＴｉ膜、Ｐｔ
膜およびＡｕ膜をこの順で積層する。その後、ホトリソ
グラフィおよびこれに続くエッチング処理によって積層
膜を、アノード電極形状のパターン２１およびカソード
電極形状のパターン２３となるようにそれぞれパターニ
ングする（図４参照）。
膜およびＡｕ膜をこの順で積層する。その後、ホトリソ
グラフィおよびこれに続くエッチング処理によって積層
膜を、アノード電極形状のパターン２１およびカソード
電極形状のパターン２３となるようにそれぞれパターニ
ングする（図４参照）。
【００３４】次に、Ｓｉ基板１６の上面に、光ファイバ
と光半導体素子との光軸方向の位置合わせ用の溝（ダイ
シングハーフカット）１１を形成する（図４）。
と光半導体素子との光軸方向の位置合わせ用の溝（ダイ
シングハーフカット）１１を形成する（図４）。
【００３５】次に、アノード電極形状のパターン２１上
に、ＬＤチップ１２を、マーカーアライメントによる位
置合わせの後、Ａｕ／Ｓｎハンダを用いて固定する。そ
の後、ＬＤチップ１２の上面とカソード電極形状のパタ
ーン２３とをワイヤボンディング２６により接続する。
これにより、アノード電極形状のパターン２１はアノー
ド電極２２となり、カソード電極形状のパターン２３は
カソード電極２４となる（図２参照。）。
に、ＬＤチップ１２を、マーカーアライメントによる位
置合わせの後、Ａｕ／Ｓｎハンダを用いて固定する。そ
の後、ＬＤチップ１２の上面とカソード電極形状のパタ
ーン２３とをワイヤボンディング２６により接続する。
これにより、アノード電極形状のパターン２１はアノー
ド電極２２となり、カソード電極形状のパターン２３は
カソード電極２４となる（図２参照。）。
【００３６】次に、従来と同様に、ダイシングハーフカ
ット１１を利用してＬＤチップ１２と光軸方向の位置合
わせを行いながら、Ｖ溝１６ｘに光ファイバ１４を載せ
た後、この光ファイバ１４を覆うようにして石英ガラス
製のファイバガラス２０を設ける。次に、ファイバカバ
ー２０とＳｉ基板１６とを紫外線硬化形の接着剤で接着
する（図２参照。）。
ット１１を利用してＬＤチップ１２と光軸方向の位置合
わせを行いながら、Ｖ溝１６ｘに光ファイバ１４を載せ
た後、この光ファイバ１４を覆うようにして石英ガラス
製のファイバガラス２０を設ける。次に、ファイバカバ
ー２０とＳｉ基板１６とを紫外線硬化形の接着剤で接着
する（図２参照。）。
【００３７】次に、ＬＤチップ１２全体と光ファイバ１
４の入射端面１４ａ側の部分とを覆うようにポッティン
グ樹脂であるＳｉ系樹脂数ｇを塗布する。その後、オー
ブンを用いて１３０〜１５０℃の温度で２時間加熱す
る。この加熱処理中に、一時樹脂の粘度が塗布直後より
も低下して、基板１６の上面を流動する。この樹脂の流
動方向の先端が封止剤せき止め部２８に達すると、樹脂
が溝２８に入り込む。これにより、樹脂が基板１６上面
に広がっていくのを抑制することができる。また、樹脂
が溝２８内に入り込んでいる間に、この樹脂の粘度は高
くなり、ＬＤチップ１２全体およびＬＤチップ１２と光
ファイバ１４の光結合部３０周辺は、樹脂によって覆わ
れる（図１参照。）。
４の入射端面１４ａ側の部分とを覆うようにポッティン
グ樹脂であるＳｉ系樹脂数ｇを塗布する。その後、オー
ブンを用いて１３０〜１５０℃の温度で２時間加熱す
る。この加熱処理中に、一時樹脂の粘度が塗布直後より
も低下して、基板１６の上面を流動する。この樹脂の流
動方向の先端が封止剤せき止め部２８に達すると、樹脂
が溝２８に入り込む。これにより、樹脂が基板１６上面
に広がっていくのを抑制することができる。また、樹脂
が溝２８内に入り込んでいる間に、この樹脂の粘度は高
くなり、ＬＤチップ１２全体およびＬＤチップ１２と光
ファイバ１４の光結合部３０周辺は、樹脂によって覆わ
れる（図１参照。）。
【００３８】この結果、樹脂はダレが生じることなく、
実質的に塗布した全量の樹脂で封止部１８を形成するこ
とができるので、封止部１８はドーム形状となり、一層
のＳｉ系の樹脂層で十分にＬＤチップ１２およびＬＤチ
ップ１２と光ファイバ１４との光結合部３０を覆うこと
ができる。よって、ＬＤチップ１２や光結合部３０が外
気に曝されるおそれはなく、光モジュール１０の信頼性
を確保することができる。
実質的に塗布した全量の樹脂で封止部１８を形成するこ
とができるので、封止部１８はドーム形状となり、一層
のＳｉ系の樹脂層で十分にＬＤチップ１２およびＬＤチ
ップ１２と光ファイバ１４との光結合部３０を覆うこと
ができる。よって、ＬＤチップ１２や光結合部３０が外
気に曝されるおそれはなく、光モジュール１０の信頼性
を確保することができる。
【００３９】これにより、ポッティング樹脂の塗布およ
び加熱処理を何回も繰り返して行うことなく、一回の塗
布および加熱処理工程で、容易に、信頼性の高い光モジ
ュールを形成することができる。
び加熱処理を何回も繰り返して行うことなく、一回の塗
布および加熱処理工程で、容易に、信頼性の高い光モジ
ュールを形成することができる。
【００４０】なお、この実施の形態では、封止剤せき止
め部２８を溝とする例につき説明したが、封止剤せき止
め部を壁で構成してもよい。上述した実施の形態の構成
例の封止剤せき止め溝２８の代わりに壁を設けた構成の
概略図を図５に示す。壁２８を設けても、塗布および加
熱処理によって流動する封止剤を効率良くせき止め、一
層構造であってかつドーム状の封止部１８を形成するこ
とができる（図５）。
め部２８を溝とする例につき説明したが、封止剤せき止
め部を壁で構成してもよい。上述した実施の形態の構成
例の封止剤せき止め溝２８の代わりに壁を設けた構成の
概略図を図５に示す。壁２８を設けても、塗布および加
熱処理によって流動する封止剤を効率良くせき止め、一
層構造であってかつドーム状の封止部１８を形成するこ
とができる（図５）。
【００４１】また、この実施の形態では、光半導体素子
１２として発光素子であるＬＤチップを用いたが、これ
に限られるものではない。例えば受光素子であるＰＤを
用いてもよい。この場合は、ＰＤの受光面と光ファイバ
の出射端面とを対向させるように基板上面に配置すれば
よい。他の構成はこの実施の形態と同様にすることがで
きる。また、基板上面に２つ以上の光半導体素子が設け
られているような構成の光モジュールにもこの発明を適
用することができる。この場合には、それぞれの光半導
体素子の周囲に、封止剤せき止め部である溝あるいは壁
を形成しておけばよい。
１２として発光素子であるＬＤチップを用いたが、これ
に限られるものではない。例えば受光素子であるＰＤを
用いてもよい。この場合は、ＰＤの受光面と光ファイバ
の出射端面とを対向させるように基板上面に配置すれば
よい。他の構成はこの実施の形態と同様にすることがで
きる。また、基板上面に２つ以上の光半導体素子が設け
られているような構成の光モジュールにもこの発明を適
用することができる。この場合には、それぞれの光半導
体素子の周囲に、封止剤せき止め部である溝あるいは壁
を形成しておけばよい。
【００４２】また、上述した溝或いは壁２８の、光モジ
ュールの上から見た平面配置形状は、上述したコの字状
に限定されるものではなく、例えばＣ字状、屈曲線状等
の適当な形状であっても良い。
ュールの上から見た平面配置形状は、上述したコの字状
に限定されるものではなく、例えばＣ字状、屈曲線状等
の適当な形状であっても良い。
【００４３】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の光モジュールは、光半導体素子と、この光半導体
素子と光結合している光ファイバと、光半導体素子およ
び光ファイバが搭載された基板と、光半導体素子および
光ファイバの光半導体素子側の端面を含む部分が封止剤
で覆われた封止部とを具えている。そして、基板に封止
剤せき止め部が形成されていて、封止部は、一層の封止
剤層で形成されたドーム形状を有していて、この封止部
の光ファイバの側以外の端部は封止剤せき止め部で固定
されている。これにより、光半導体素子、および光半導
体素子と光ファイバとの光結合部が外気に曝されるおそ
れはないので、モジュールの信頼性を確保することがで
きる。
発明の光モジュールは、光半導体素子と、この光半導体
素子と光結合している光ファイバと、光半導体素子およ
び光ファイバが搭載された基板と、光半導体素子および
光ファイバの光半導体素子側の端面を含む部分が封止剤
で覆われた封止部とを具えている。そして、基板に封止
剤せき止め部が形成されていて、封止部は、一層の封止
剤層で形成されたドーム形状を有していて、この封止部
の光ファイバの側以外の端部は封止剤せき止め部で固定
されている。これにより、光半導体素子、および光半導
体素子と光ファイバとの光結合部が外気に曝されるおそ
れはないので、モジュールの信頼性を確保することがで
きる。
【００４４】また、この発明の光モジュールの製造方法
によれば、基板の光ファイバの搭載領域にエッチング処
理によってＶ溝を形成する工程と、光半導体素子および
光ファイバを前記基板に搭載した後固定する工程と、封
止部を形成する工程とを含んでいる。そして、Ｖ溝を形
成する工程と同時に、基板の光半導体素子の搭載領域の
周囲に封止剤せき止め溝を形成する。また、封止部を形
成する工程は、基板に封止剤を塗布した後加熱処理を行
って、これにより基板上面を流動する封止剤の流動方向
の先端を、封止剤せき止め溝で以てせき止め、これと実
質的に同時に光半導体素子および光ファイバの光半導体
素子側の端面を含む部分を覆うドーム形状の封止部を形
成する。
によれば、基板の光ファイバの搭載領域にエッチング処
理によってＶ溝を形成する工程と、光半導体素子および
光ファイバを前記基板に搭載した後固定する工程と、封
止部を形成する工程とを含んでいる。そして、Ｖ溝を形
成する工程と同時に、基板の光半導体素子の搭載領域の
周囲に封止剤せき止め溝を形成する。また、封止部を形
成する工程は、基板に封止剤を塗布した後加熱処理を行
って、これにより基板上面を流動する封止剤の流動方向
の先端を、封止剤せき止め溝で以てせき止め、これと実
質的に同時に光半導体素子および光ファイバの光半導体
素子側の端面を含む部分を覆うドーム形状の封止部を形
成する。
【００４５】封止剤せき止め溝は、光ファイバの搭載領
域に設けられるＶ溝の形成と同時に同じエッチング処理
によって形成することができるので、工程数を増やすこ
となく簡単に形成することができる。また、この封止剤
せき止め溝が設けられていることによって、その後に行
われる封止剤の塗布およびこれに続く加熱処理工程にお
いて、加熱中に一時粘度が塗布直後よりも低下する封止
剤が基板の上面を流動するが、この封止剤の流動方向の
先端が封止剤せき止め溝に達すると、この溝で封止剤の
流動を止めることができる。封止剤せき止め溝によりせ
き止められた封止剤は、光半導体素子および光ファイバ
の光半導体素子側の端面を含む部分を覆うようにドーム
形状に盛り上がって固定される。よって、封止剤のダレ
が発生するおそれはなく、光半導体素子および光半導体
素子と光ファイバとの光結合部を十分に覆うことのでき
る厚みを一層の封止剤層で以て達成することができる。
従って、封止部を形成するときに、封止剤の塗布および
加熱処理を何回も繰り返す必要はなくなる。よって、信
頼性の高い光モジュールをより容易に形成することがで
きる。
域に設けられるＶ溝の形成と同時に同じエッチング処理
によって形成することができるので、工程数を増やすこ
となく簡単に形成することができる。また、この封止剤
せき止め溝が設けられていることによって、その後に行
われる封止剤の塗布およびこれに続く加熱処理工程にお
いて、加熱中に一時粘度が塗布直後よりも低下する封止
剤が基板の上面を流動するが、この封止剤の流動方向の
先端が封止剤せき止め溝に達すると、この溝で封止剤の
流動を止めることができる。封止剤せき止め溝によりせ
き止められた封止剤は、光半導体素子および光ファイバ
の光半導体素子側の端面を含む部分を覆うようにドーム
形状に盛り上がって固定される。よって、封止剤のダレ
が発生するおそれはなく、光半導体素子および光半導体
素子と光ファイバとの光結合部を十分に覆うことのでき
る厚みを一層の封止剤層で以て達成することができる。
従って、封止部を形成するときに、封止剤の塗布および
加熱処理を何回も繰り返す必要はなくなる。よって、信
頼性の高い光モジュールをより容易に形成することがで
きる。
【図１】この発明の光モジュールの概略的な構成図であ
り、断面の切り口で示してある。
り、断面の切り口で示してある。
【図２】この発明の光モジュールの構成を示す概略的な
斜視図である。
斜視図である。
【図３】実施の形態の光モジュールの製造工程図であ
る。
る。
【図４】実施の形態の光モジュールの、図３に続く製造
工程図である。
工程図である。
【図５】この発明の光モジュールの他の構成例を示す概
略図である。
略図である。
【図６】従来の光モジュールの構成を示す概略的な斜視
図である。
図である。
【図７】従来の光モジュールの概略的な断面図である。
１０，１００：光モジュール １１，１０１：溝（ダイシングハーフカット） １２，１０４：光半導体素子（発光素子，ＬＤチップ） １４，１０６：光ファイバ １４ａ，１０６ａ：ＬＤチップ側の端面（入射端面） １６，１０２：基板（Ｓｉ基板） １６ｘ，１０２ｘ：Ｖ溝 １８，１１６：封止部 ２０，１０８：ファイバカバー ２１：アノード電極形状のパターン ２２，１１０：アノード電極（積層膜） ２３：カソード電極形状のパターン ２４，１１２：カソード電極（積層膜） ２６，１１４：ワイヤボンディング ２８：封止剤せき止め部（封止剤せき止め溝、溝、壁） ３０，１１８：光結合部 １０４ａ：光の出射面 １１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ：層構造の封止部
Claims (4)
- 【請求項１】 光半導体素子と、該光半導体素子と光結
合している光ファイバと、該光半導体素子および光ファ
イバが搭載された基板と、前記光半導体素子および前記
光ファイバの光半導体素子側の端面を含む部分が封止剤
で覆われた封止部とを具えた光モジュールにおいて、 前記基板の上面であって、前記光半導体素子の周囲の前
記光ファイバに対向する側以外の部分に、封止剤せき止
め部が形成されており、 前記封止部は、一層の封止剤層で構成されたドーム形状
を有していて、 該封止部の前記光ファイバの側以外の端部は前記封止剤
せき止め部で固定されていることを特徴とする光モジュ
ール。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光モジュールにおい
て、 前記封止剤せき止め部を、溝とすることを特徴とする光
モジュール。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光モジュールにおい
て、 前記封止剤せき止め部を、壁とすることを特徴とする光
モジュール。 - 【請求項４】 基板の光ファイバの搭載領域にエッチン
グ処理によってＶ溝を形成する工程と、光半導体素子お
よび光ファイバを前記基板に搭載した後固定する工程
と、封止部を形成する工程とを含む光モジュールの製造
方法において、 前記Ｖ溝を形成する工程と同時に、前記基板の前記光半
導体素子の搭載領域の周囲に封止剤せき止め溝を形成
し、 前記封止部を形成する工程は、前記基板に封止剤を塗布
した後加熱処理を行って、前記基板上面を流動する前記
封止剤の流動方向の先端を、前記封止剤せき止め溝で以
てせき止め、これと実質的に同時に前記光半導体素子お
よび前記光ファイバの光半導体素子側の端面を含む部分
を覆うドーム形状の封止部を形成することを特徴とする
光モジュールの製造方法。
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